地圏環境システム学研究室主要な研究分野 エネルギー 資源 水の確保 地圏の開発と利用 地圏環境保全 社会の持続的発展との関わり 開発と地域社会の融和 地圏構成物質としての地下水 / 溶存物質とその挙動 超長期地球環境変動と地圏環境の安定性 地球ダイナミクスに対する地下流体の役割 キーワード : 地圏環境 環境調和型技術 地下水 ( 地下流体 ) 超長期工学
研究室運営の目標 長期の現象を扱うに必要な地球の見方 ( 地質学 ) 地下で起こる現象を理論的 定量的に評価するアプローチ ( 岩石物理学 地下水学 ) を統合し 幅広い時空間が対象となる地圏環境を取り扱うことができる技術者 研究者を育てる
研究成果を生かすべき対象 バックエンド 放射性廃棄物処分 二酸化炭素地中貯留 エネルギーセキュリティ 資源備蓄 流体エネルギー資源成因論 生活圏を構成する領域の適切なマネジメント 地下空間開発 水 流体資源の適切な管理と利用 地圏環境における物質移行評価と環境管理 / 修復 地球システム科学の進展 地球ダイナミクスと流体 水循環 科学 技術と社会の関係をどう理解をする ( もしくは折り合いをつける ) ことができるのだろうか? 特に 時間の取り扱い方 ( その結果として空間の取り扱い方 ) がイメージできにくいと思われる対象を 整理し理解してもらう ( もしくは議論ができる ) ようにするには何をすべきか? 持続可能な社会の構築にどのように貢献するか
資源開発に伴う環境影響評価と持続可能型開発 直接見ることができない現象を 観測 モデル化 で理解し管理する 地下流体 ( 水 天然ガス ) 流れと地盤変動挙動解析モデルによる予測 ( モデリング ) 観測計画 モデルの精緻化 評価 広域的な地表面変動把握と井戸計測 (InSAR 技術など ) 観測計画 計画 観測結果 地盤変動予測 開発 管理計画策定 地表環境変動予測 科学的な理解 地下水 天然ガス ヨウ素資源開発に伴う地表面変動評価 予測プラットフォームを用いたデータの統合と提示 地域社会との合意形成に向けた情報の提示 4
資源開発に伴う環境影響と持続可能型開発 エネルギー資源生産に伴う地盤沈下管理 モニタリングとモデリングの統合 地域社会との合意形成に向けた技術のあり方 九十九里地域 新潟地域 九十九里地域のゼロメートル地帯の広がり 九十九里地域の洪水危険度マップ 1969 年 2009 年 1989 年
地下水利用に関わる様々な課題の解決に向けて 都市開発と地下空間利用 地下水利用のかかわり 都市の発展と水環境 地域開発における水資源 地下水汚染 インド カンボジア 隠岐 東京 新島 など 新島の津波後の地下水汚染シナリオ 電磁探査による隠岐島前地下の塩水 ( 赤 ) 淡水 ( 青から緑 ) 分布
地下の様々な現象の理解と地圏高度利用 泥火山 古い時代の水の存在とその形成過程評価 カタストロフィックな過程と長期地下環境の安定性 拡散場を直接示す方法の開発 放射性廃棄物処分概念のフレキシビリティ 野外調査 室内実験 数値解析 八代海底下地下水の塩素安定同位体比と塩化物イオン濃度 室内実験による CCS 安定性評価
最近の学生の論文テーマ 博士論文 Impact of surface development on subsurface environment in an arid climate: Consideration based on groundwater quality and isotopic signals at the new reclaimed land, eastern Nile Delta, Egypt (H28 年度 ) 大陸棚上島嶼における塩水 淡水分布の把握とその形成プロセスの検討 ~ 氷河盛会水準変動に基づく検討 ~(H27 年度 ) Reactive transport and adsorption-desorption processes of fluoride in a granitic soil(h27 年度 ) 気液二相流体存在下における砂岩の多孔質弾性挙動 (H26 年度 ) 修士論文 Tsunami-induced seawater intrusion and alternative post-disaster water supply: A numerical modelling study of Niijima Island, Japan (H28 年度 ) 鶴見川水系および相模野台地における表流水 地下水の交流関係 (H27 年度 ) Comprehensive flood risk assessment based on GIS in the Kujukuri Plain, Chiba Prefecture, Japan (H27 年度 ) 鎌倉市滑川流域における土地利用と河川水質 流量との関係 (H25 年度 ) 卒業論文 高レベル放射性廃棄物地下処分場における熱対流を利用した亀裂シーリング技術に関する検討 (H27 年度 ) 化学的浸透を用いた粘土層中の物質移行および地下水流れに関する物性値推定手法開発の試み (H27 年度 ) 日本における Deep Borehole Disposal 実施の可能性の工学的検討 (H25 年度 )
最近の学生の公表論文 2016 年 Suzuki, K., Kusano, Y., Ochi, R., Nishiyama, N., Tokunaga, T. and Tanaka, K., in press, Electromagnetic exploration in high-salinity groundwater zones: case studies from volcanic and soft sedimentary sites in coastal Japan. Exploration Geophysics. Chen, H., Ito, Y., Sawamukai, M., Su, T. and Tokunaga, T., in press, Spatial and temporal changes of flood hazard potential at coastal lowland area: a case study in the Kujukuri Plain, Japan. Natural Hazards. Massoud, U., Khalil, M. M., Tokunaga, T. and Santos, F. M., 2016, Preliminary hydrogeophysical investigation at the 10th of Ramadan City, Egypt, by 1-D and 2-D inversion of VES data. Near Surface Geophysics, 14, 287-297. 草野由貴子 鈴木浩一 德永朋祥, 2016, 電磁探査を用いた隠岐島前 中ノ島における塩水 淡水分布に関する検討. 応用地質, 57, 2-14. 2015 年 Khalil, M.M., Tokunaga, T. and Yousef, A.F., 2015, Insights from stable isotopes and hydrochemistry to the Quaternary groundwater system, south of the Ismailia Canal, Egypt. J. Hydrol., 527, 555-564. Padhi, S. and Tokunaga, T., 2015, Surface complexation modeling of fluoride sorption onto calcite. J. Environ. Chem. Eng., 3, 1892-1900. 2014 年 Kusano, Y., Tokunaga, T., Asai, K., Asai, K., Takahashi, H. A., Morikawa, N. and Yasuhara, M., 2014, Occurrence of old groundwater in a volcanic island on a continental shelf; an example from Nakanoshima Island, Oki-Dozen, Japan. J. Hydrol., 511, 295-309. 中川啓 和田直之 高辻俊宏 朝倉宏 小林寛 徳永朋祥, 2014, 東北地方太平洋沖地震による津波被害を受けた南三陸町における地下水 河川水 土壌調査. 地下水学会誌, 56, 107-119.. Goto, H., Tokunaga, T., Aichi, M., Yamamoto, H., Ogawa, T. and Aoki, T., 2014, Quantitative study on experimentally observed poroelastic behavior of Berea sandstone in two-phase fluid system. J. Geophys. Res., 119, 6211-6228.
メンバー構成等 教員 1 学位取得後研究員 5 博士課程 3 修士 2 年 6 修士 1 年 3 学部 4 年 1 研究補助 秘書 1 学生の男女比 9:4 学生の国内外比 8:5 セミナー ( 週 1 回 ) は英語で実施 共同研究先 : 東大 ( 工学系 地震研 ) Wisconsin 大学 上海交通大学など天然ガス鉱業会 京葉天然ガス協議会 関東天然瓦斯開発 サントリー 大成建設 大林組 など 研究室活動 : セミナー ( 週 1 回 ) 現地見学会 (1 泊 2 日 ) 現地調査 歓迎会