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酸化還元電位 [土と水について]

地下水のモニタリング調査をしています。

一般的には簡易的な測定項目として水温、pH、電気伝導度(EC)などを計測しますが、今回はこれにあわせて酸化還元電位(ORP)も計測しています。

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酸化還元電位とは地下水が酸化的環境または還元的環境にあることを示す指標となります。

この値は地中の様々な要因によって変化しますが、大きな変動要因として水中の溶存酸素が挙げられます。

浅い地下水では空気とふれるため高い傾向にあり、滞在時間が長い地下水では酸素が消費されて低い傾向になります。

また有機物の多い地層では溶存酸素が早く消費されるため低くことがあります。

いずれにしても、地下水の現時点での状況を示す指標のひとつとなります。

水温、pH、ECとあわせて継続的に観測していくことで、周辺環境の変化を把握することが可能となります。


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地下水の不思議 [土と水について]

水文調査で簡易水質計をもってうろうろしていると、いろいろな場面に出くわします。

たとえば、上流側の沢には水が全然ないのに、ある箇所から突然流量が増えたり。

隣同士の水路でpHやEC、水温が全然異なったり。

そんな場面に遭遇した場合は、簡易水質計をもってあちこち計測してみます。

そうすると、なんとなく仕組みがわかってきます。

ここでは、pH9の温かい水が出てきていますが、、、

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すぐ横ではpH8以下の冷たい水になっています。

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どうやらこの場所から地下の伏流水が入り込んでいる様子です。

しかも伏流水は何らかの影響でアルカリ性を示しています。

あちこち調べていると時間がなくなって、肝心の仕事が進みません。


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地下水の汲み上げ [土と水について]

地下水位観測から採水する時に使用するポンプです。

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12Vのバッテリーで稼働します。これは25m用の水中ポンプです。

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バッテリーとポンプの間にコントローラーを挟んで流量をコントロールできるようにしてあります。

観測孔中の地下水を採水する場合は、一旦中に溜まった地下水を汲み上げてから行うのがベストです。

この時に一気に汲み上げてしまうと、地下水位が急激に低下して汲み上げ不能になったり、孔内の泥をまきあげたりしてしまうので汲み上げる量を調整する必要があります。

地下水位が著しく低下しない程度の汲み上げを行い、孔内の地下水を入替えます。

これは汲み上げ当初の地下水です。泥が溜まっていたようです。

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30分ほど汲み上げた状態です。すっかり綺麗になりました。

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これで適正な地下水を採水することが可能となります。


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樹幹流の測定 [土と水について]

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森林の中で林内雨量を測定するとともに樹幹流を観測しています。

以前から林内に雨量計を設置して林内雨量は観測していたのですが、これは正確には「樹冠通過雨量」のみしか測定していません。

これを補完するために樹幹流を測定する必要があるため、昨年から観測を始めています。

今年はもう一箇所新たに追加して観測をしています。

調べてみると、樹幹流も無視できない量が流れていることがわかってきました。

データがまとまったら報告したいと思います。

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水たまりの油膜 [土と水について]

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水路にたまった水たまりに油膜ができていました。

なぜここに油が?と思いましたが、これは油ではありません。

鉄バクテリアにより形成された酸化皮膜です。

油膜をつついてみると、バラバラになります。

これが油であると、再びくっついて元に戻るはずです。

鉄分が多い地下水が存在するところでは、このような被膜がよくできます。


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パイピング現象 [土と水について]

沢の崩れた斜面をよく見ると小さな穴を見つけることがあります。

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パイピング現象です。

地中にしみ込んだ地下水が吹き出した通り道です。

おそらく雨が降った時に地下水位が上昇して吹き出し、これがきっかけとなって斜面が崩れたのだと思います。

ここは小規模な崩壊なので、とくに被害になるようなことはありませんでしたが、このような状況はどこでも起こりうる現象です。

やはり水がキーワードになります。


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酸素濃度計 [土と水について]

現場で井戸の中の酸素濃度を測る機会がありましたので、酸素濃度計を準備して測定してみました。

昔ながらの掘り抜き井戸なので、基本的に開放されているため酸素濃度も問題ありません。

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通常の状態であれば酸素濃度は21%程度となります。

作業場所における酸素濃度は18%以上に保たなければなりません。

16%を下回ると頭痛や吐き気などの症状が出始め、10%以下で意識不明となってしまいます。


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出前講座 [土と水について]

小学校6年生を対象に理科の出前講座に行ってきました。

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講座の内容は地形や地質について。

基本的な話から自分たちの住んでいる身近な地形や地質について話をしてきました。

話だけでは面白くないので、地層のでき方の実験やボーリング調査の標本、砂の粒径の違い、液状化の実験なども体験してもらいました。

子供たちも最初は不審そうに話を聞いていましたが、土のサンプルなどを手にとって見ると興味津々でいろいろな質問をしてきました。

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みんな楽しんで学習できたようでホッとしています。

また機会があれば、出前講座をやりたいと思います。


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レゴで液状化実験 [土と水について]

昨日のレゴで作った液状化実験装置です。

実際に動かしてみました。



ちゃんと液状化して、マンホールに見たてたタレビンが浮かび上がってきます。

実験成功ですが、これを子供たちに見せると、レゴの方に目がいくからダメかも。


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液状化の実験 [土と水について]

液状化の実験をしてみました。

子供たちに簡単に体験してもらうために簡易な装置を作ってみました。

100円ショップで買ってきた容器に砂と水を入れて地盤を作ります。

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ボルトとタレビンを電柱とマンホールに見立てて揺すります。

うまく揺すればあっという間に液状化します。

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ボルトは沈み込んでタレビンは浮かび上がってきます。

実際に見てみるのが一番です。

ちなみに振動台はレゴで作ってみました。

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