| Abstract |
Groundwater flow exerts a crucial control on the boundary between the sea and freshwater and is thus a key factor for preserving groundwater resources and preventing seawater intrusion in coastal areas. Although it is highly probable that geological faults in coastal areas affect groundwater flow patterns, the effect has not been described yet in detail. This study is aimed at detecting and imaging groundwater flow and its temporal change around a fault in a coastal area through resistivity and chargeability distributions using electrical sounding. The Okoshiki area in central Kyushu, southwest Japan, was selected as a case study area, because of the presence of Kamiouda Fault. The measurements were conducted along six lines of both parallel and perpendicular orientations to the coastline. A feature suggesting a fault zone was evident on two lines. Through the temporal change of resistivity, movement and mixing processes of the seawater and freshwater during the ebb, low and flood tides were interpreted. A conceptual model of the processes was constructed in which a fault zone and the configuration of bedrock are dominant elements by acting as a selective path and a barrier to the groundwater flow, respectively.L’écoulement des eaux souterraines joue un rôle crucial sur la limite entre la mer et l’eau douce et représente ainsi un facteur majeur pour préserver les ressources en eaux souterraines et empêcher l’intrusion d’eau de mer dans les secteurs côtiers. Bien qu’il soit fortement probable que les failles géologiques dans des secteurs côtiers affectent les modes d’écoulement souterrains, l’effet n’en a pas encore été décrit en détail. Cette étude vise à détecter et donner une image des écoulements des eaux souterraines et de ses modifications temporelles autour d’une faille dans un secteur côtier en utilisant les distributions de résistivité et de capacité à l’aide de sondages électriques. La région d’Okoshiki dans le Kyushu central, au Sud-Ouest du Japon, a été choisie comme secteur d’étude de cas, en raison de la présence de la faille de Kamiouda. Les mesures ont été conduites le long de six lignes perpendiculaires au littoral et parallèles. Une réponse suggérant une zone faillée est mis en évidence sur deux lignes. Le mouvement et le mélange de l’eau de mer et de l’eau douce pendant le reflux, la marée basse et la marée haute ont été interprétés par l’observation du la variation de résistivité dans le temps. Un modèle conceptuel des processus a été élaboré dans lequel une zone faillée et le substratum sont les éléments dominants jouant le rôle respectif de chemin préférentiel et de barrière à l’écoulement des eaux souterraines.El flujo de agua subterránea ejerce un control crucial sobre el límite entre el mar y el agua dulce y es por lo tanto un factor clave para preservar los recursos de agua subterránea y prevenir la intrusión de agua de mar en las áreas costeras. A pesar que es altamente probable que las fallas geológicas en las áreas costeras afecten el esquema de flujo de agua subterránea, el efecto no ha sido todavía descripto en detalle. Este estudio está dirigido a detectar y plasmar imágenes del flujo de agua subterránea y su cambio temporal alrededor de una falla en un área costera a través de distribuciones de cargabilidad y resistividad usando sondeos eléctricos. Se seleccionó como un caso de estudio el área de Okoshiki en el Kyushu central, sudoeste de Japón, debido a la presencia de la falla Kamiouda. Las medidas fueron llevadas a cabo a lo largo de seis líneas de orientaciones paralelas y perpendiculares a la línea de costa. Se evidencia una característica que sugiere una zona de falla en dos líneas. A través del cambio temporal de la resistividad, se interpretaron el movimiento y procesos de mezcla del agua de mar y el agua dulce durante el reflujo, la baja mar y el flujo de marea. Se construyó un modelo conceptual del proceso en el cual la zona de falla y la configuración del basamento son los elementos dominantes por actuar respectivamente como trayectoria selectiva y una barrera al flujo de agua subterránea.地下水流動は海水と淡水の境界形成に大きな影響を及ぼすので,沿岸域における地下水資源の保全と海水侵入の防止に対して重要な要素となる。沿岸域に存在する断層が地下水の流動パターンに影響を及ぼす可能性は高いにもかかわらず,その影響はまだ詳細には研究されていない。そこで本研究では電気探査を用い,比抵抗と充電率の空間分布によって沿岸域における断層周辺の地下水の流動とその時間変化を検出し,可視化することを目的とした。西南日本の九州中部に位置し,上網田断層という断層の存在が知られている御輿来海岸をケーススタディの対象地域に選んだ。海岸線に平行,および直交する方向の6測線に沿って測定を行った。そのうちの2測線で断層帯を示唆する特徴が現れた。比抵抗の時間変化の解析により,下げ潮,干潮,上げ潮時における海水と淡水の移動および混合のプロセスを解釈できた。そのプロセスにおいて断層帯と基盤岩の形状が支配因子であり,それぞれ地下水流動の選択的経路,あるいはバリアとして作用するという概念モデルを構築した。O fluxo de água subterrânea exerce um controlo na fronteira entre o mar e a água doce, sendo então um fator chave para a preservação dos recursos de água subterrânea e para a prevenção da intrusão salina em áreas costeiras. Apesar de ser altamente provável que falhas geológicas em áreas costeiras afetem os padrões de fluxo, o efeito não tem sido descrito em pormenor. Este estudo tem como objetivo detetar e visualizar o fluxo de água subterrânea e as suas alterações temporais nas proximidades de uma falha numa área costeira, através da resistividade e da distribuição da cargabilidade usando sondagens elétricas. A área de Okoshiki, na zona central de Kyushu, no sudoeste do Japão, foi selecionada como área de estudo de caso, devido à presença da Falha de Kamiouda. As medições foram feitas ao longo de seis linhas paralelas e com orientações perpendiculares à linha de costa. Verificou-se, em duas das linhas, que era evidente uma zona de falha. As maré baixa e alta foram interpretadas através da mudança temporal da resistividade e através dos movimentos e processos de mistura da água do mar e da água doce durante o refluxo. Foi construído um modelo concetual dos processos, no qual uma zona de falha e a configuração do bedrock são elementos dominantes, atuando como um caminho seletivo e uma barreira ao fluxo de água subterrânea, respetivamente. |
