阿蘇カルデラ内における地下水の流動機構
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概要
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阿蘇カルデラ内を水文化学的な特性に基づいて4 地域に区分し，その4 地域から得られた地下水の滞留時間を明らかにすることで，阿蘇カルデラ内の地下水流動機構を明らかにした。安定同位体比特性および水質特性，さらに水素安定同位体比から推定された涵養標高により，カルデラ内を外輪山山麓系：領域（ I ），中央火口丘群系：領域（ II ），カルデラ低地系不圧地下水系：領域（ III )，カルデラ低地系自噴井系：領域（ IV ）の4 領域に区分した。領域（ I ）と（ III ）では推定される涵養標高が相対的に低く，溶存成分量の少ないCa-HCO<SUB>3</SUB> 型であるため，涵養から湧出までの経路は比較的短い流動規模の小さなグループと考えられた。一方，領域（ II ）と（ IV ）は，推定涵養標高が高く溶存成分量の多いSO<SUB>4</SUB> 成分に富んだ水質組成であるため，中央火口丘群で涵養された流動規模の大きなグループと考えられた。また，年代トレーサーであるトリチウムやCFCs を用いて地下水の滞留時間の推定を行った。まず，トリチウムによるピストン流での滞留時間は全領域において約3 年未満と推定された。そして，トリチウムの濃度履歴を利用した詳細な滞留時間の推定が，領域（ I ）および領域（ II ）で行うことができ，領域（ I ）ではピストン流の流動形態で約20 年の滞留時間と推定され，CFCs の分析結果と整合的であった。一方，領域（ II ）ではトリチウムとCFCsにより推定された滞留時間に相違がみられたが，これは流動形態が混合流によるものと考えられ，その際に推定された平均滞留時間として約3 年が得られた。このような長い滞留時間は、水文化学特性や推定された地下水流動機構と調和的なものである。なお，領域（ III ）では人為起源によるものと考えられる過剰付加により，CFCs による滞留時間の推定を行うことができなかった。また，領域（ IV ）ではCFCs によるピストン流の滞留時間が約2 年と推定されたものの，溶存成分量が多いことや推定涵養標高が高いことを考慮すると，より長い滞留時間を有している可能性を否定できないため，今後他の年代トレーサーとの比較を行うことが期待される。
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