平成13年度第1回全体会合
資料2-1

2-3 地下水等のケーススタディⅡ(面整備事業)

1)事業特性の設定

(1)対象地域

・丘陵斜面~沖積低地縁辺部(図2-2-25参照)

(2)事業内容

・宅地造成事業(700m×1,000mの長方形の範囲、総面積70ha)

・丘陵斜面を造成し、宅地及び道路、緑地(公園)等を整備する。

・造成に際しては、重機による掘削、土工のほか、場合によって局所的な地盤改良工の実施を想定する。

・降雨時等における造成範囲内からの濁水流出防止策として、造成地の下流端に沈澱池を設置することを想定する。

(3)基本条件

・造成工事に伴う周辺地下水への影響、及び宅地造成後の浸透率変化による影響について、調査・予測の作業例を示す。

2-2-25 事業実施区域とその周辺の広域地形(地下水等のケースⅡ)

2)地域特性の設定

ケーススタディの地域特性を以下のように想定した。

(1)自然的状況

[1]大気環境の状況

  気象庁○○地域気象観測所(AMeDAS)における過去20年間の日降水量及び日平均気温の収集・整理による年間降水量は1,500mmであり、ソーンスウェイトの式から求めた年間の蒸発散量は700mmである。従って、事業実施区域周辺に対する年間の実効雨量は1,500-700=800mmとなる。

[2]水環境の状況

(ア)河川等の状況

  事業実施区域を含む丘陵一帯には、明瞭な谷地形は認められず、河川・沢は確認されない。また、計画地西端部から約300m西方にあたる丘陵斜面の末端部には小規模な谷地形が認められ、合計で400~500l/min程度の△△湧水量を有する湧水群が存在する。

(イ)地下水の状況

(a)地下水帯水層

地形・地質状況から、地下水帯水層は洪積砂質土層と想定される。

(b)地下水位

Ds1~Ds2・Dg1層の地下水:GL-5~10m(不圧地下水)

Ds3~Ds4・Dg2層の地下水:GL-5~10m(被圧地下水)

(c)地下水流動

  各層とも、全体として東から西に向かって傾斜する分布を示し、地下水はこれらの帯水層を流動することから、大局的には東→西方向の地下水流動が想定される。

  なお、丘陵斜面の末端付近に小規模な谷地形があり、湧水群が認められることから、この湧水群に向かっての地下水流動も想定される。

(d)地下水の水質

  △△湧水群については、○○市環境課によって飲料水項目の水質分析が実施されているが、一般細菌数および大腸菌群の項目について「飲用不適」との結果が得られている。

[3]土壌及び地盤の状況

  事業実施区域では、土壌汚染や地盤沈下は確認されていない。

[4]地形及び地質の状況

  事業実施区域周辺は、丘陵の斜面部にあたり、地盤標高は40~100mを示す。

  地層構成は表2-2-16のような状況にあり、洪積層の砂泥互層のうち、洪積砂質土層(および挟在する砂礫層)が地下水帯水層となっていると考えられる。

2-2-16 事業対象地の地質層序表

地層名

略 号

概  要

洪積砂質土層

Ds1・Ds2

Dg1

砂質土主体。層厚○m程度の砂礫層を挟在する。

洪積粘性土層

Dc1

粘土~シルト主体。水平方向への連続性が良く、上下の砂質土層を境する。

洪積砂質土層

Dg2・Ds3

砂質土主体。上部は礫混じり~砂礫状を呈するが、下位は砂分主体で礫の混在は相対的に少ない。

洪積粘性土層

Dc2

シルト~粘土主体.水平方向への連続性は良い。

洪積砂質土層

Ds4

砂質土主体。

基盤岩

Pl

堅硬な中古生層。

[5]動植物の生息又は生育、植生及び生態系の状況

  事業実施区域一帯は雑木林であり、地下水や地表水と密接に関係する水生動植物等は確認されない。ただし、既存資料によると丘陵末端部の湧水群付近とその流出水路一帯には、水生動植物の生息・生育が確認されている。

(2)社会的状況

[1]人口及び産業の状況

  事業実施区域周辺は、人口○○万人の都市郊外部にあたり、近年、都市のベッドタウンとして開発が進められている。

  事業実施区域を含む丘陵一帯は未開発であるが、今後、本事業のような開発計画が進められることが考えられる。丘陵と接する沖積低地部は水田地帯であり、一部には小規模な集落が点在する状況にある。

[2]土地利用の状況

  事業実施区域を含む丘陵一帯は、広葉樹・針葉樹が混在する雑木林である。また、丘陵と接する沖積低地部は、一部に点在する集落付近を除いて、主に水田として利用されている。

[3]地下水・地表水の利用状況

  ○○市における資料から、下記の状況を把握した。

(ア)生活用水

  近年の都市化に伴って上水道が整備されたが、それ以前に戸別に利用されていた井戸水源が数ヶ所に残存している。

(イ)その他

  工業用水、農業用水等の許認可を伴う利用は確認されていない。

  なお、事業実施区域西方の湧水群は「△△湧水群」として近隣地域で広く知られており、過去には周辺の生活用水源としても利用されていた経緯がある。現在は、親水公園として整備されているほか、農業用水(水田灌漑用水)の水源の一つとしても利用されている。

[4]影響を受けやすい施設等の状況

  既存資料に基づき、上水道・工業用水道等の水源井戸の有無について確認を行なったが、事業実施区域近傍2km以内の範囲には、これらの水源は確認されなかった。

  また、地下水・地表水に大きく依存する水生動植物や湿地等の分布が△△湧水群近傍に確認されたが、重要種の生育は確認されなかった。

[5]法令・基準の状況

  事業実施区域周辺においては、特定の条例等の対象範囲は設定されていない。水質に係わる法令としては、環境基準(「地下水の水質汚濁に係る環境基準」、「排水基準」等)が適用される。また、急傾斜地や地すべり防止区域は設定されていない。

[6]その他

  事業実施区域周辺においては、既設の地下構造物や開発事業等、現時点で周辺の水循環に影響を与えているような施設・状況は確認されない。

3)環境影響評価項目の選定

  対象事業による地下水への影響を想定する際に、影響要因と環境要素との関係をわかりやすく示すため、マトリックスだけではなく、下記に示すような影響の伝達経路(影響フロー)も考慮に入れ、検討を行なった。

  工事及び造成地の存在・供用に係る影響フローを図2-2-26に、またこれらの影響マトリックスを表2-2-17に、それぞれ示した。

(実線:直接的に発生する影響、破線:間接的に波及する影響)

2-2-26 対象事業に係る環境影響フロー

2-2-17 対象事業に係る影響マトリックス

影響要因の区分

環境要素の区分

工事

存在

地盤掘削に伴う濁りの発生

造成による被覆形態の変化

1次的な要素

地下水流動形態(地下水への供給量)

地下水位

地下水・地表水の量

地下水の水質

2次的な要素

(水利用)

粘性土の圧密沈下

(土壌水分)

(生態系)

注)表中○印は、影響を受ける恐れがあるものであることを示す。

表中()は考慮すべき要素であるが、本ケーススタディでは考慮していないものを表す。

  工事による影響については、地盤の掘削に伴う濁りの発生が想定され、これによって地下水水質が変化する可能性があることから、これを環境影響評価項目として選定した。

  また、造成後の存在・供用による影響については、被覆形態の変化に起因して地下浸透量や蒸発散量の変化が想定され、これによって地下水への供給量が減少し、湧水量の減少や地下水位の低下をもたらす可能性があることから、これを環境影響評価項目として選定した。

4)調査・予測手法の検討

(1)調査・予測手法の検討の流れ

  調査・予測手法の検討の流れを図2-2-27~2-2-28に示す。

  これらの検討にあたっては、先に整理した環境影響フローを踏まえるとともに、事業特性や地域特性、事業の実施による影響要因と環境要素に予想される影響について充分に留意し、適切な予測手法・調査手法の選定を行なうこととした。

2-2-27 調査・予測手法の検討の流れ(工事の実施)

2-2-28 調査・予測手法の検討の流れ(造成地の存在)

(2)予測手法の検討

  工事の実施及び造成地の存在による予測手法の検討内容について、表2-2-18に示す。

2-2-18(1) 影響予測手法の検討内容(造成工事の実施)

影響要因

想定される影響と予測手法

工事の実施

○想定される影響

 造成工事における地盤の掘削等によって濁りが発生し、これが地下水に混合し、下流側の地下水水質を悪化させる可能性がある。

○予測手法の選定

 下記の理由から、差分法による三次元解析によって、地下水水質の変化を予測する。

・汚濁物質の移流・拡散をもとに、地下水質の変化を定量的に予測する必要があること

・上記について、三次元的な地質構造を考慮した予測を行なう必要があること

○三次元解析における諸条件の設定

〈予測範囲〉

 工事による影響を受けない範囲も含めた解析領域を設定する必要があることから、工事区域(東西方向700m・南北方向1,000m)を含め、東西方向2,500m・南北方向2,000mの範囲を予測範囲とする。

〈予測モデル〉

 解析領域における要素分割は、工事内容や地形地質構造を反映して決定した。

 平面分割については、工事区域や△△湧水群の位置を考慮し、図2-2-29のとおりとする。

 また深度方向については、各層の境界面等高線図を作成し、その節点の標高を読み取ってモデルを作成する。

〈予測内容〉

 造成地の下流側に設置される沈澱池から浸透した汚濁物質の移流・拡散状況について、非定常計算で予測を行なう。

〈予測時期〉

 工事計画をもとに、地盤の掘削開始時点から30日後、100日後、200日後の予測を行なう。

2-2-18(2) 影響予測手法の検討内容(造成地の存在)

影響要因

想定される影響と予測手法

造成地の存在

○想定される影響

 造成に伴う地表被覆形態の変化により、地下浸透量や蒸発散量が変化し、地下水流動形態に係る要素のうち、周辺地下水に対する供給量の減少が発生する。また、このことによって、下流の△△湧水群の湧水量の減少、周辺地下水位の低下、それに伴う粘性土の圧密沈下が発生する可能性がある。

○予測手法の選定

 下記の理由から、地下水流動形態の変化(地下水供給量の減少に伴う湧水量・地下水位の変化)については、差分法による三次元解析によって予測を行なうこととする。

・湧水量や地下水位の変化について、定量的な予測を行なう必要があること。

・上記について、三次元的な地質構造を考慮する必要があること。

・後述する地下水質の変化については、物質の移流・拡散を扱う必要があること。

 また、粘性土の圧密沈下については、上記の三次元解析の結果をもとに、「道路土工要綱」の方法による検討を行なうこととする。

○三次元解析における諸条件の設定

〈予測範囲〉

 造成地の存在による影響を受けない範囲も含めた解析領域を設定する必要があることから、造成地(東西700m、南北1,000m)を含め、東西方向2,500m・南北方向2,000mの範囲を予測範囲とする。

〈予測モデル〉

 工事中の予測と同様のモデルとする。

〈予測内容〉

 造成計画における地表被覆形態の改変計画をもとに、地下水への供給量の減少割合を求め、これに基づいて△△湧水群の湧水量と周辺地下水位の変化について定常計算による予測を行なう。

現 況:地下水への供給量 560mm/年

造成後:地下水への供給量は現況の43%(240mm/年)に減少

〈予測時期〉

 △△湧水量および周辺地下水位に顕著な季節変動がみられないことから、工事完了時点の年平均値の予測を行なう。

2-2-29 差分法による三次元解析の計算領域図

(3)現地調査手法の検討

  予測手法の検討の結果、予測手法として三次元解析を選定したことから、特に地質や地下水の状況について、より詳細な情報の入手が必要と判断された。

  これに基づいて、表2-2-19のとおり、現地調査手法の検討を行なった。

表2-2-19 現地調査手法の検討内容

調査項目

調査項目と調査内容の検討結果

水理地質構造

○調査項目の設定根拠

 事業地周辺における地層分布の詳細を把握するとともに、地下水流動の基礎となる水理地質特性を把握するために実施した。

○調査方法

 機械ボーリングと各種の原位置試験や室内土質試験(物理試験・力学試験)を実施するとともに、確認された地下水頭毎を対象とした観測孔にした。

○調査地点

 地層・地下水分布を三次元的に把握するとともに、事後調査における地下水観測を想定し、事業計画に伴う既往ボーリング調査等が実施されていない、事業地の下流側を中心に設定した(図2-2-30)。

地下水の

流動形態

○調査項目の設定根拠

 各地層の水理特性(水理定数や地下水頭、流動区間の垂直分布や規模、地下水流動方向・流速等)を把握するために実施した。

○調査方法

 機械ボーリングに伴う原位置試験として、現場透水試験、多点温度検層、地下水流向流速測定を実施した。

○調査地点

 機械ボーリング地点とした。

地下水変動

○調査項目の設定根拠

 地下水位・湧水量の季節変動を含めた把握のために実施した。

○調査方法・調査地点

 調査期間は1年間とし、△△湧水群の湧水量、地下水観測孔・地域概況調査で把握された井戸の水位を対象とした、月1回の定期観測を行なった(地下水継続観測)。

図 2-2-30 調査地点位置図

(4)調査結果・予測結果の概要

[1]現地調査結果の概要

  現地調査結果の概要を表2-2-20に示す。

表2-2-20 現地調査結果の概要

調査項目

現地調査結果の概要

水理地質構造

 ボーリング調査や現場透水試験結果から、事業区間における水理地質区分と地下水区分は下表のように把握された。

 なお、各層の透水係数については、室内土質試験(粒度試験)の結果も参照した。

表 事業区間周辺の水理地質区分と地下水区分

地層名

略 号

水理地質

区  分

地下水区分

透水係数

cm/s

 

第1洪積砂層

Ds1

[1]不圧地下水

1.0×10-3

第1洪積砂礫層

Dg1

1.0×10-2

第2洪積砂層

Ds2

1.0×10-3

第1洪積粘土層

Dc1

 遮水層

1.0×10-5

第2洪積砂礫層

Dg2

[2]被圧地下水

1.0×10-2

第3洪積砂層

Ds3

1.0×10-3

第2洪積粘土層

Dc2

 遮水層

1.0×10-5

第4洪積砂層

Ds4

[3]被圧地下水

1.0×10-3

基盤岩

Pl

 不透水層

1.0×10-7

 また、三次元解析の解析領域を含む範囲について、各層境界面の等高線図を作成した。

地下水の

流動形態

 図2-2-31に地下水断面図を示す。

地下水変動

 地下水継続観測結果をもとに湧水量変化図、地下水位変化図を作成した。

図2-2-31 地下水断面図

[2]予測結果の概要

  予測結果の概要を表2-2-21に示す。

2-2-21(1) 予測結果の概要(造成工事の実施)

項目

予測結果の概要

地下水質の変化

 予測計算の結果によれば、造成工事に伴って発生した濁りは次第に拡散しながら下流側へと移動する。

 工事開始から約1ヶ月(30日後)の時点では、下流方向への濁りの移動が生じるものの△△湧水群の水質に変化は生じない。

 その後、徐々に浮遊物質の濃度が上昇し、概ね100日後に最大値(約10mg/l)に達する。浮遊物質濃度は、その後次第に低下するが、200日後の時点でも数mg/l程度の増加分は残存する。

(単位:mg/l)

図2-2-32 工事の実施による地下水質変化の予測結果

2-2-21(2) 予測結果の概要(造成地の存在)

項目

予測結果の概要

地下水流動形態

の変化

(地下水位の変化)

(地下水の流向・流速)

 大きな変化は生じない。

(周辺における地下水位)

 低下量は最大0.5m程度。△△湧水群近傍の局所的範囲のみ(図2-2-33参照)。

(△△湧水群の湧水量)

 現況の約75%に減少する。

現況湧水量:590m3/日 → 造成後湧水量:440m3/日

粘性土層の

圧密沈下

 上記予測結果による地下水位低下に伴って各土層に作用する増加応力は、各粘性土層の圧密降伏応力以下の値であるため、地盤沈下は発生しないと予測される。

 

図2-2-33 造成地の存在に伴う地下水位の変化量図

5)評価の考え方

(1)工事の実施

  回避・低減に係る評価の視点からは、事業者による環境影響の回避・低減の努力や配慮を明らかにし、評価するものであり、選定された工法や使用機械等の工事計画において、複数の環境保全措置の比較検討結果や実行可能なより良い技術が取り入れられているか否かについて検討し、評価を行なう。

  基準又は目標との整合に係る評価の視点からは、ここで想定したような状況下における濁り等の汚濁物質に対しての環境基準等の基準又は目標は設定されていないことから、周辺における既存井戸等の利用に対する影響や湧水群の景観等に対する影響の観点から評価を行なう。

  また、湧水はその下流側で河川水として流出することから、河川における環境基準を準用して評価を行なうことも考えられる。

(2)造成地の存在

  回避・低減に係る評価の視点からは、事業者による環境影響の回避・低減への努力や配慮を明らかにし、評価するものであり、造成地の形状や造成敷地内における回避・低減施設(例えば浸透施設)等について、複数の環境保全措置の比較検討結果や、実行可能なより良い技術が取り入れられているか否かについて評価する。

  基準又は目標との整合に係る評価の視点からは、地下水流動形態の変化(地下水への供給量の変化)や湧水量・地下水位等の変化について環境基準等の基準・目標等が設定されていないことから、事業実施区域周辺における既存井戸等の利用に対する影響や湧水群に対する影響、既存構造物に対する影響等の観点から評価を行なう。

3 今後の課題

  水環境の環境影響評価を進めていく上での留意事項として示したことが、これまでの全ての事例で考慮されていたわけではない。それぞれの留意事項を考慮し、併せて最新の知見等を参考とすることでより適切な環境影響評価へと近づいていくものと考えられる。

  今後の環境影響評価を進めていく上で、より適切な形へと近づくために望まれる事項は以下に示すとおりである。

(1)他分野との関連性を考慮した環境影響評価の手法

  水環境は、生態系の基礎をなす重要な基盤的要素となっているほか、水辺における人と自然との触れ合い活動の場などの環境要素との関わりが深いことから、他の環境要素との相互関係に留意した環境影響評価の考え方についての検討を進める必要がある。

(2)生物の活動に関わる変動等を対象とした予測手法

  閉鎖性が高く富栄養化した湖沼や海域の水質は、生物の活動による変動が大きい。また、長期的には水底への懸濁物の堆積などにより底質性状の変化が考えられる。しかし、現段階では、このような生物の活動や底質の性状の変化を予測するには、科学的知見が十分でなく、今後の調査・研究が望まれる。

(3)予測の不確実性に関する知見の集積

  予測の不確実性についての研究や知見の蓄積は乏しく、実務レベルのでの対応が困難な面もあるが、予測精度の向上や環境影響評価制度の健全な発展のためには、二点補正など予測の不確実性を少なくする方法についての研究を進めるとともに、事後調査等により知見を蓄積し、解析していく必要がある。

(4)水循環系の環境影響評価手法

  本検討では地下水等については、水循環的視点にたった検討を行ったが、水循環系そのものを対象とした環境影響評価手法は、現状では確立されているとはいえない状況にあることから、水循環系を対象にした環境影響評価手法について、調査・研究を進めていく必要がある。

参考文献

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国土庁水資源基本問題研究会(1998)「21世紀の持続的水活用社会形成に向けて」の提言(国土庁水資源基本問題研究会報告書).国土庁、pp3.

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(社)環境情報科学センター(1999)環境アセスメントの技術.中央法規出版、東京、pp1018.(環境庁編 環境影響評価技術マニュアル(暫定版)の市販本)

鈴木隆介(1997)建設技術者のための地形図読図入門 第1巻 読図の基礎.古今書院、東京、pp212.

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