3.11東日本大震災後の日本

１．下部透水層、被圧地下水など用語の説明

福島第一原発付近には、地下水が何層にも流れています。下の図で水色の層が透水層といって、砂岩などでできていて水を通しやすい層です。一方、ピンク色の層は難透水層といって、泥岩でできており、比較的水を通しにくい層です。


（6/24　福島第一原子力発電所タービン建屋東側（海側）下部透水層の水質調査状況について　より）

原子炉建屋は、この泥岩層まで掘り下げて、そこに直接基礎工事を行っています。この泥岩層より上は、この図では上部透水層と書いてありますが、中粒砂岩層という地層です。ここでは省略されていますが、護岸付近のO.P.４ｍのスクリーン付近（通称４ｍ盤または４円盤）は、一度工事のために掘り返して、埋め戻しています。それを埋め戻し層というのですが、そこも中粒砂岩層と同等あるいはそれ以上に水を通しやすい層になっています。この水の通しやすさについては、透水係数というもので表されますが、中粒砂岩層は３×１０-3cm/sec程度、泥岩層は１×１０-6cm/sec程度です。この数字は小さいほど水を通しやすい事を示します。つまり、泥岩層は中粒砂岩層よりも3000倍近く水を通しにくい計算になります。


（2013年8/23　第5回汚染水処理対策委員会　資料３　5ページより）

そして、上部透水層は圧力がかかっていないので不圧地下水というのですが、泥岩層よりも下の互層部と呼ばれる透水層や、さらにその下に2層ほど存在する細粒砂岩層と呼ばれる透水層には圧力がかかっていて、被圧地下水と言います。

温泉を掘るためにボーリングをしていって、温泉がビューっと噴き出てくるというのは、これは被圧地下水で圧力がかかっているために上から孔を開けてやると圧力が解放されて水（お湯）が地上まで出てくるということなのです。


（2013年8/23　第5回汚染水処理対策委員会　資料３　10ページより）

今回、下部透水層と呼ばれているのは互層部の透水層の事ですが、その水位は上の図のような形で下部透水層までボーリングをすれば測定することができます。

昨年8月の段階では、スクリーン近くの４ｍ盤、および建屋付近の１０ｍ盤では、被圧地下水の水位の方が不圧地下水の水位よりも高いというデータになっていました。これはつまり、もし二つの層がつながることがあれば、圧力の関係で下の層から上の層に水が流れる可能性が高い、ということを示しています。


（2013年8/23　第5回汚染水処理対策委員会　資料３　12ページより）

２．海側遮水壁及び凍土壁の工事の深さ

以上が簡単な基礎知識です。これらを頭に入れた上で再度最初に示した図を見てみましょう。この図には模式図ですが、上部透水層（中粒砂岩層）の地下水のだいたいの水位分布と、互層部（下部透水層）の被圧地下水の水位分布を示してあります。


（6/24　福島第一原子力発電所タービン建屋東側（海側）下部透水層の水質調査状況について　より）

これまでの予想では、上の図のように下部透水層の水位の方が高いはずだったので、上部透水層の地下水がトリチウム（H-3）やSr-90などで汚染されていたとしてもそれが下部透水層に流れ出す可能性は低いはず、というのが東電の説明でした。事実、昨年までのデータではそのようなデータはなかったと思います。

さて、ここで海側遮水壁と陸側遮水壁（凍土壁）の深さを見ておきましょう。海側遮水壁はこの上の図にあるように、互層部、つまり下部透水層まで鋼管矢板を打ち込んでいます。深さにして23ｍ前後です。海側遮水壁の透水係数は１×１０-6cm/sec程度の計算ですので、全く通さないわけではないですが、難透水層と同じくらい水を通さないはずです。ただし、海側遮水壁は互層部のさらに下の細粒砂岩層にまでは達していないため、細粒砂岩層が汚染されてしまったらその汚染は海側遮水壁を超えて海にまで流出してしまいます。

一方、凍土壁は、どこまで打ち込むか、ということについて昨年議論があったようですが、最終的には互層部（下部透水層）よりもさらに下の2層ある細粒砂岩層にまで凍結管を打ち込んでそこまでを凍らせるという予定になっています。こちらは深さにして約３０ｍ前後です。

ですから、凍土壁の工事で間違って互層部の下の細粒砂岩層を汚染してしまったら、海側遮水壁は何の役にも立たないので、汚染は海に流れていってしまいます。ですが、互層部の汚染であれば、海側遮水壁が完成すれば（現在はまだ完成していません）、原理的には海側遮水壁で食い止められることになります。ただ、実際の地層がこのような図の通りになっているかどうかはわかりませんので、モニタリングは必要と思います。

３．海水配管トレンチの深さ

福島第一原発にはいろんな構造物がありますから、それらの深さを頭の中でイメージしていくことは大切です。次に海水配管トレンチを見ておきましょう。


（2013年8/21　第3回汚染水WG　資料２　41ページより）

つい最近、凍らせようとしたが一部が凍っていないという報道があったのはこの海水配管トレンチです。海水配管トレンチとタービン建屋の間の汚染水の行き来を止めるために凍土壁と似たような形で凍らせる計画を実施していたのですね。つまり、2号機の海水配管トレンチには高濃度の汚染水がまだ（漏れ出していなければ）大量にたまっているはずです。このトレンチはこのようにO.P.-12ｍもの深さにまで掘られています。これを地層で見るとどのようになっているか、ということなのですが、実は下の図のように、海水配管トレンチは互層部（下図では緑色の部分）、つまり下部透水層にどっぷりと浸かっていたのですね。


（2013年7/29　第14回監視評価検討会　資料1-1　21ページより）

つまり、海水配管トレンチから汚染水がしみ出すことがあれば、それはすぐに互層部（下部透水層）の汚染になるわけです。このような状況を知った上で、昨日（6/24）にまとめて発表されたデータを見ていきましょう。

４．　6/24に発表された情報

前置が長くなりました。長くなったついでに、もう一つ。興味のある方はぜひ今年の3月に書いた「護岸エリアの中粒砂岩層（透水層）は海とどうつながっているのか？」も読んでみて下さい。地下水がどのように海に流れていっているのか、ということについてよくわかると思います。

6/24に発表された新しいデータは、H25J7という4号機のタービン建屋付近の下部透水層のデータです。具体的な場所はこの下の図でご確認下さい。これは凍土壁が予定されているエリアの内側に位置します。


（6/24　福島第一原子力発電所タービン建屋東側（海側）下部透水層の水質調査状況について　より）

今回のデータは、H25J7でH-3が120Bq/Lあるいは140Bq/L検出されたというものでした。このデータだけならば今までにもこの地点では何回か測定を行っていて、検出されたりされなかったりしていますのであまり大きな問題にはなりませんでした。

しかし、今回はこれまでにすでに発表している（6/4、6/13など）他の地点のデータもまとめて再度公表しています。


（6/24　福島第一原子力発電所タービン建屋東側（海側）下部透水層の水質調査状況について　より）

これを見ると、Fz-5と呼ばれる、1，2号機間のタービン建屋付近の観測孔から、6/4に汲み上げた互層部の水から4700Bq/Lと比較的高いH-3が観測されていることがわかります。

なお、このFz-5のすぐ近くにはNo.1のサブドレンがあり、ここは以前から高い時には1100000Bq/LといったH-3が検出されていた事もある場所ですので、この地下水のH-3汚染との関連が気になります。

そして、これまで復習してきた地下水位の話がやっとここで出てくるのですが、下のグラフにあるように、タービン建屋付近、すなわち１０ｍ盤においては、互層部のH25J7やH25J4の被圧地下水の水位（O.P.3.5ｍ前後）の方が中粒砂岩層のSD59やSD３２といったサブドレンよりの水位（O.P.4.5ｍ前後）よりも１ｍ近く低いということが判明したのです。


（6/24　福島第一原子力発電所タービン建屋東側（海側）下部透水層の水質調査状況について　より）

つまり、これはどういうことかというと、Fz-5のある１０ｍ盤では、1，2号機の水位データはありませんでしたが、被圧地下水の水位の方が不圧地下水の水位よりも低くなっていることが判明したということなのです。ということは、昨年までのデータから考えられていたのとは逆に、もし両者が混ざることがあるとすれば上から下へと水が移行するということです。これはすなわち汚染された地下水が互層部に流れ込んで下部透水層の地下水が汚染される可能性が高いということを意味しています。

このような重要な情報が、定例記者会見ではなく、なぜか2時間前にツイッターでしか告知されない規制庁の記者レクという形で発表されたのです。

この日発表されたデータでは、スクリーン近くの４ｍ盤でも約30cmですが、地下水位の逆転が起こっていることが示されていました。


（6/24　福島第一原子力発電所タービン建屋東側（海側）下部透水層の水質調査状況について　より）

しかもこの４ｍ盤のデータにはおまけがあって、これは日曜日（6/22）に書いた「福島第一原発の護岸エリア地下水　その後の動き（１）」へのよっちゃんさんのコメントを読んでいただければわかりますが、規制庁の第22回監視検討会の資料とデータが違っているということが判明したのです。

この点については、おしどりマコさんにお願いして本日（6/25）の記者会見でも追求していただいています。おそらく結論としては、検討会の資料が間違っているだろうということだと思いますが、おしどりマコさんが記者会見で言っていたように、規制庁に対して間違ったデータを出したというのは問題だと思います。


話を戻しますが、今回明らかになった事は、下部透水層の地下水もすでに一部は汚染されているということがハッキリしたということです。このため、6/24の報道にもあったように、凍土壁の工法も互層の部分についてマルチステップと呼ばれる工法を取り入れる必要が出てきたということが昨日の記者レクで説明があったようです。マルチステップについては6/8に書いた「6/6の第23回監視評価検討会　凍土壁をめぐる議論はもうヤマを超えたか？」にも出てきましたので興味のある方はご参照下さい。


（6/6　際23回検討会　資料１　凍土方式遮水壁の設置工事における地下埋設物等への考慮について(1/4)　　16ページ　より）

6/27追記：コメントにあったように、これはマルチステップ工法ではなく、スタンドパイプと呼ばれるものを凍結管の外側に設置する対応をするようです。訂正します。6/25の記者会見でもスタンドパイプと説明がありました。

（6/13　陸側遮水壁タスクフォース（第10回）　資料２－３　より）
6/27追記ここまで


ただ、互層（下部透水層）の汚染がすでに護岸付近まで到達しているか、というと、6/24の資料にもあったように、護岸付近のNo.2-4の下部透水層のデータでは、H-3はNDでしたので、まだ海側遮水壁が完成していないとはいえ、汚染が護岸付近にまでは達していない可能性があります。ですから、海側遮水壁が完成すれば、この下部透水層の汚染は海にまで行かずにすむ可能性もあります。

しかしながら、東電がこれまで大丈夫、と言ってきたことがまたもやそうではないということがデータによって明らかにされたことは覚えておく必要があると思います。

今日はこの辺にします。

関連記事

• 地下水バイパスを運用開始して１ヶ月、その現状と情報公開について (2014/06/28)
• 福島第一原発の地下水：下部透水層でもトリチウムの汚染を確認！ (2014/06/26)
• 福島第一原発の護岸エリア地下水　その後の動き（１） (2014/06/22)