Informe agua nittetsu s umitomo corporation

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  • サンクリストバル鉱山地下水利用最適化と周辺湧水に関する調査結果の要約を説明いたします。 私は日本側で調査を担当した日鉄鉱コンサルタントの横井でございます。 なお、この最適化とありますのは、地下水揚水方法の最適化であり、選鉱場・尾鉱処理での水使用の最適化は含んでいないことを了解下さい。
  • 本調査の目的は、経済的環境的観点から Jaukihua 帯水層の最適な地下水利用方法を検討するため、詳細な調査に基づいて Jaukihua 帯水層地下水の正確で公正な理解を得ることです。 同時に将来の地下水利用の観点から周辺地位域の地下水の特性についても調査いたしました。 調査内容としては4つのテーマからなり、 テーマ1は地化学分析に基づく地下水の流動状態のモデル化であり、 地下水の起源、その地下水がどのように流れてどの程度の年月にわたって貯留されているかを調べます。 テーマ2は周辺地域の地下水分析による特性把握であり、 周辺の湧水や地下水を採取し分析します。 テーマ3は地質学的、地球物理学的な帯水層の調査であり、 その入れ物である帯水層の大きさや特性を地質調査と地球物理学的調査によって把握します。 テーマ4は地下水流動数値モデルによるコンピュターシミュレーションです。 より詳細で正確な帯水層を数値的にモデル化し、コンピュターシミュレーションによって再現し、 サンクリストバル鉱山の揚水によって将来的な帯水層の挙動を予測することによって、理解を深めます。
  • 調査は日本側として日鉄鉱コンサルタント、ボリビア側としてレーマンコンサルティングが担当し、日鉄鉱コンサルタントは地下水の化学分析とコンピュターシミュレーションを日本国内の企業に外注しております。レーマンは地質調査と物理探査を外注しております。 調査の妥当性を監査するために第3者機関として日本の熊本大学が、ボリビアのトマスフリアス自治大学が調査に参加しました。 さらに、オブザーバーとして、鉱山冶金省、環境相、ポトシ県、住民代表が参加しました。
  • 調査の工程は 2010 年 11 月に地下水採取をはじめとする現地調査、物理探査については 2011 年 1 月から 2 月にかけて実施しました。これらの結果を用いて解析を行い、 2011 年 6 月 1 日に調査結果ドラフトの報告をラパスにおいて実施しました。6月末には日本語報告書、7月末にはスペイン語報告書を住友商事に提出いたしました。
  • それでは調査結果の要約についてテーマの順番に従い報告いたします。
  • まず地下水の起源・流動・貯留につて考察する地球化学的な水文モデルの調査結果について報告いたします。
  • 地球化学的調査の結果、 Jaukihua 帯水層の地下水は天水(雨、雪)を起源としていることが判明しました。 地球上の水にはわずかですが水を構成する酸素と水素には安定同位体(重い原子)が含まれています。たとえば水素であれば重さが1の水素と重さが2の水素があり、重さが2の水素は 0.015% 含まれています。この重い酸素と水素の含有量は、海や湖からの蒸発や、雲の中での雨水への凝縮と言った過程で、重いものと軽いものに分けられます。 海の水は地球上で最も重い水です。雨水は軽い水で、高い山や大陸の内部ほど軽い水になります。国際原子力機関( IDEA) は世界中の雨水の同位体データを収集していますが、それによると南米の降雨の同位体組成は直線上に乗ることが分かっています。 今回採取された地下水の同位体組成は、サンクリストバル鉱山および周辺の湧水、 Jaukihua 帯水層の地下水も含めてこの天水線上にあり、天水が起源であることを示しています。 この線上に乗らない地下水として Río Grande 河川水や RíoGrande 盆地内の浅層地下水があり、これらは雨水より重くなっていますが、これは文献によるチチカカ湖やオルロのポーポ湖の水と同様の、重い水が残るという蒸発の影響を示しています。 この結果から、 Jaukihua 帯水層の水の起源は天水であり、地層の堆積時に取り込まれた海水や湖水ではないと言うことが分かりました。
  • 採取した地下水の化学成分のうち主要なカチオン(陽イオン)の含有量を左側に、主要なアニオン(陰イオン)の含有量を右側にプロットし、図形で水質の特徴を表したものを Stiff ダイヤグラムと呼びますが、この形状から地下水は3種類の地下水に分類されることが分かりました。 第1は棒状であり、山岳部の湧水や浅層地下水がこのタイプに属します。第2のタイプは杯状で、多くの塩化ナトリウムを含有しており、 RíoGrande 盆地の帯水層の地下水が属します。 第3は樽型の地下水であり、 Jaukihua 盆地帯水層の地下水が属します。 地下水中の溶存成分は、地下水の滞留時間が長いほど増えてくることが知られており、 Jaukihua 帯水層の地下水は標高の高い北側の山岳部から流下して、 Jaukihua 帯水層に貯留され、岩塩層から溶け込んだ塩分を多く含む南側の RíoGrande 盆地帯水層と混合していると考えられた。
  • 地下水の滞留時間を調査する方法として地下水中の大気中の核実験で生成されたトリチウム(重さ3の水素)と炭素同位体(重さ14の炭素)の含有量を計る方法が、様々な問題はありますが、一般的に行われています。 山岳部の湧水や一部の北部井からトリチウムが検出されましたが、これらの地下水の年代は非常に若いと考えられます。 炭素同位体の年代については地層からの炭酸分の付加により見かけ上年代が古くなることが指摘されていますが、同じ炭素同位体である 13C (重さ13の炭素)を用いて補正を行い、 Jaukihua 帯水層地下水の年代の推定を行いました。 その結果、 Jaukihua 帯水層の地下水の 14C 炭素同位体の含有量は北部ほど多く南部ほど少なく、北部の地下水がより若く、南部の地下水がより古いことが分かり、これからも Jaukihua 帯水層の地下水は北部から南部に流れていると考えられました。 北部生産井の地下水の年代は数百年から数千年、南部生産井の地下水の年代は1万年から2万年と考えられました。
  • 最終的に地球化学的手法によって推定された地下水流動の概念図はこのようになります。 Jaukihua 帯水層の地下水はサンクリストバル鉱山背後の 4,050 mから 4350m に降った天水を起源とし、地下に浸透して山体を流下し、標高の高い部分では滞留時間が短い溶存成分の少ない地下水として湧出するなど、地層と滞留時間によって箇所毎に異なる水質を形成しています。 Jaukihua 帯水層での南部生産井では RíoGrande 帯水層からの塩分を多く含んだ地下水と北部からの Jaukihua 帯水層の地下水が混合していると考えられます。 地下水の年代は北部ほど若く、南部ほど古く、南部生産井地下水の年代は1万年から2万年と考えられました。
  • 次に周辺湧水の調査結果の概要だけ説明いたします。
  • 周辺湧水として12箇所の湧水と地下水の採取を行いました。この結果、各箇所の水質が判明し、地域のコミュニティーの地下水利用に関わる指標となるデータが得られました。 なお、周辺地位域の湧水はすべてサンクリストバル鉱山周辺の地下水区分ではタイプ1、溶存成分の少ない滞留時間の短い地下水に属します。
  • より詳細な Jaukihua 帯水層の地質的構造を把握するため補足的な地質調査および地球物理学的調査を行いました。
  • 物理探査としては電気探査を15測点において、屈折法地震探査を12側線において実施した。さらに全域で地質調査を行い、これらの結果を総合して新たな地質図および断面図が作成されました。 この結果では帯水層は第四紀扇状地堆積物を主とする第1帯水層、第三紀層を帯水層とする第2帯水層、さらに古い地層なため透水性には乏しいと考えられるポトコ層を第3帯水層として地下水が貯留されていると考えられました。
  • 最後に、以上の調査結果を基に、地下水流動数値モデルを最新に改良を行い、このモデルを用いたコンピュターシミュレーションによる計算結果を報告します。
  • コンピュターシミュレーションに用いる地下水流動数値モデルが、以下の点でより正確で詳細なものとなりました。 今調査における地球化学的な地下水流動モデル結果を取り入れた。 補足的な地質、地球物理学的な調査結果を取り入れたより正確な地質構造を反映させた。 自然状態での地下水流動状態が再現できるよう数値モデルのキャリブレーションを行った。 サンクリストバル鉱山の操業以来の地下水の揚水量と地下水面の降下履歴をシミュレーションで再現することによりキャリブレーションを行った。
  • 各生産井の水位降下に併せて揚水量を調整することによって最適な揚水量を求めた結果、一日あたり 39,000m3 の揚水量では 17 年間継続して揚水可能なことが判明しました。 下に示す表は、各生産井戸に推定した最適な揚水量を与え、 17 年間の生産を行った結果を示しています。緑の部分は途中で井戸の水位が下がり汲み上げられなくなったことを示しています。汲み上げられなくなった井戸の揚水量を変更し、継続して汲み上げられる揚水量を試行錯誤で求め、8回目に継続できる揚水量を求めました。この結果、1日当たり 39,000m3 であれば 17 年間継続して揚水可能なことが判明しました。 このとき汲み上げ量の1/4に当たる約 10,000m3 が周辺の帯水層から流入していると推定されました。
  • 17 年間の揚水期間で南部生産井では最大 70 m水位低下しますが、揚水停止後50年後には、水位は元の水位に戻ります。 北部生産井ではやはり水位は 50 m低下します。揚水停止後50年後には水位は元の約半分まで戻ります。 17 年後の水位降下の影響範囲は、南部生産井の水位降下から計算を行うと半径約 10km であると考えられました。
  • 結論は繰り返しになりますので省略いたしますが以上の通りです。
  • Informe agua nittetsu s umitomo corporation

    1. 1. Estudio Conjunto de Bolivia y Japón Estudio sobre la optimización en el uso del agua subterránea en la Mina de San Cristóbal y el agua subterránea en el área circundante. Informe Final (Resumen)   marzo de 2012 Nittetsu Mining Consultants CO., LTD. Leman Consulting Group.
    2. 2. Propósito Obtener un reconocimiento correcto y justo de las aguas subterráneas en el acuífero de Jaukihua sobre la base de un estudio detenido para optimizar el uso del agua subterránea tomando en cuenta aspectos económicos y medioambientales. Estudiar las características del agua subterránea en el área circundante para uso futuro. <ul><ul><li>Tema 1. Modelo hidrológico geoquímico basado en análisis químicos del agua subterránea </li></ul></ul><ul><ul><li>Origen, flujo, almacenaje y edad del agua subterránea en el acuífero de </li></ul></ul><ul><ul><li>Jaukihua. </li></ul></ul><ul><ul><li>Tema 2. Estudio sobre el agua subterránea en el área circundante </li></ul></ul><ul><ul><li>Muestreo del agua subterránea en el área circundante. </li></ul></ul><ul><ul><li>Tema 3. Estudio geológico y geofísico complementario </li></ul></ul><ul><ul><li>Estructura hidrogeológica precisa del acuífero de Jaukihua. </li></ul></ul><ul><ul><li>Tema 4. Mejora del modelo numérico del flujo de agua subterránea   </li></ul></ul><ul><ul><li>Construir un modelo numérico del flujo de agua subterránea preciso y exacto </li></ul></ul><ul><li>Análisis de bombeo a futuro. </li></ul>Contenido del estudio y metodología  
    3. 3. Principales Participantes & Resumen de los Contratos SUMITOMO CORP JOGMEC NITTETSU MINING CONSULTING UNIVERSIDAD DE KUMAMOTO Prof. Shimada LEMAN CONSULTING GROUP JOSE PONSE Contrato de Servicios 1 Contrato de Servicios 2 TERCERIZACIÓN Contrato de Patrocinio del Estudio Conjunto JAPÓN BOLIVIA Contrato de Servicios con Sumitomo Tercerización del tercero Contrato de Patrocinador La EMPRESA PRIVA DA encargada del Sondeo Eléctrico Vertical UNIVERSIDAD DE TOMAS FRÍAS Contrato de Colaboración Ministerio de Minería y Metalurgia Ministerio de Medio Ambiente y Aguas Gobernación de Potosí Comunidades Locales Observador Observador Observador TERCERIZACIÓN TERCERIZACIÓN Tema 1. Tema 2. Tema 4. Tema 3. Tema 4. Tema Empresa de simulación computarizada Chemical Labo TERCERIZACIÓN
    4. 4. Cronograma Resultados de Análisis Geofísicos Resultados de Análisis Geoquímicos 2010 2011 Noviembre Diciembre Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio 1. Modelo hidrológico geoquímico    Estudio de campo    Análisis químico en laboratorio    Análisis 2. Estudio del agua subterránea en el área circundante      Estudio de campo    Análisis químico en laboratorio    Análisis 3. Estudio geológico y geofísico    Estudio geológico de campo Estudio geofísico de campo    Análisis 4. Mejora del modelo numérico    Verificación Mejoras con pareo de datos históricos y datos geofísicos Análisis de bombeo a futuro Reunión Informe    ◎ ◎                             ◎   
    5. 5. Contenido del informe resumido <ul><ul><li>Tema 1. Modelo hidrológico geoquímico basado en análisis químicos del agua subterránea </li></ul></ul><ul><ul><li>Tema 2. Estudio sobre el agua subterránea en el área circundante </li></ul></ul><ul><ul><li>Tema 3. Estudio geológico y geofísico complementario </li></ul></ul><ul><ul><li>Tema 4. Mejora del modelo numérico del flujo de agua subterránea </li></ul></ul><ul><ul><li>Conclusiones </li></ul></ul>
    6. 6. Tema 1. Modelo hidrológico geoquímico del acuífero de Jaukihua
    7. 7. El origen del agua subterránea es meteórico (lluvia & nieve) Las composiciones isotópicas del agua subterránea en el acuífero de Jaukihua son las mismas que en agua meteórica. Son diferentes de las composiciones isotópicas del agua en el Lago Titicaca, Poopó, el agua del Río Grande, el agua oceánica, el agua de mar atrapada en la formación (agua fósil). oxígeno ligero oxígeno pesado hidrógeno ligero hidrógeno pesado IDEA/AMO (2006). Global Network of Isotopos in Precipitación. Base de Datos GENIPA. Luz de Deuterio PH hidrógeno pesado 0,015%
    8. 8. El agua subterránea fluye hacia abajo desde las montañas hacia la cuenca de Jaukihua con disolución de los minerales de las formaciones. Tipo 1: Bajo nivel de componentes disueltos . Los manantiales de montaña y sistemas de agua subterránea poco profundos pertenecen a este tipo de agua (en forma de bastón). Tipo 2: Alto contenido de sal . Agua subterránea del valle profundo del Río Grande que pertenece al tipo Na-Cl, (en forma de copa). Tipo 3: Un nivel relativamente alto de componentes disueltos . El agua subterránea del acuífero de Jaukihua pertenece a este tipo (en forma de barril). Clasificación en diferentes tipos de agua con el diagrama Stiff Flujo Flujo Mezcla   8 hexa-diagrama (Stiff) del agua subterránea
    9. 9. Edad del agua subterránea: menor en el campo de pozos norte y mayor en el campo de pozos sur. 14 C pMC% Más joven Más antigua Contenido 14C de agua subterránea en Jaukihua Se detectó tritio en algunos pozos en el campo norte   Edad del agua: menor a 60 años. edad 14C del agua subterránea después de corrección 13C Campo de pozos norte 1.000 ~ 8.000 años Campo de pozos sur 10.000 ~ 20.000 años
    10. 10. Esquema del flujo de agua en la cuenca de Jaukihua Agua meteórica <ul><li>El origen del agua subterránea en la cuenca de Jaukihua es la lluvia en las montañas a una altura de 4.050m ~ 4.350m, que luego se infiltra en el cuerpo de roca de montaña y fluye hacia abajo hacia el pie de la montaña con la generación de diferentes características geoquímicas del agua subterránea dependiendo de las rocas en las formaciones y la ubicación. </li></ul><ul><li>El agua subterránea en manantiales en montañas es agua que ha estado allí por relativamente poco tiempo con una baja salinidad. </li></ul><ul><li>La salinidad del agua subterránea en el campo de pozos sur tiende a ser mayor cerca del Río Grande. Esto hace pensar que hay una mezcla de agua subterránea de la cuenca de Jaukihua y del Río Grande con un alto contenido de NaCl disuelto de la capa de sal de roca de un depósito salar antiguo. </li></ul><ul><li>Edad 14C del agua subterránea: menor en el campo de pozos norte y mayor en el campo de pozos sur. Edad del campo de pozos sur : 10.000 ~ 20.000 años. </li></ul>
    11. 11. Tema 2. Estudio sobre el agua subterránea en el área circundante
    12. 12. Se realizaron análisis químicos en 12 muestras adquiridas de manantiales en el entorno <ul><li>Total 12 muestras </li></ul><ul><li>Área este de Río Grande (4) </li></ul><ul><li>     Río Cocani </li></ul><ul><ul><li>   Río Villa Catavi </li></ul></ul><ul><ul><li>Río Galera </li></ul></ul><ul><ul><li>   Río Chatena </li></ul></ul><ul><li>Oeste lejano de San Cristóbal (4) </li></ul><ul><li>     CalchaK </li></ul><ul><ul><li>   SanAgustine </li></ul></ul><ul><ul><li>Cascada </li></ul></ul><ul><ul><li>   VillaMar </li></ul></ul><ul><li>Manantial cerca de San Cristóbal (2) </li></ul><ul><li>     Iris </li></ul><ul><ul><li>   Chacoata </li></ul></ul><ul><li>Oeste cercano a San Cristóbal (2) </li></ul><ul><li>     Laguna Vena </li></ul><ul><li>Vilama </li></ul>Para obtener datos químicos sobre el agua subterránea en las áreas circundantes para uso futuro 12 Diagrama de Stiff del agua subterránea
    13. 13. Tema 3. Estudio geológico y geofísico complementario
    14. 14. Estructura hidrológica del acuífero de Jaukihua con mayor precisión y exactitud Sondeo geoeléctrico 15 estaciones Estudio de refracción sísmica 12 líneas Estudio geológico Columna geológica (acuífero en 3 capas) Sección transversal geológica
    15. 15. Tema 4. Mejora del modelo numérico del flujo de agua subterránea
    16. 16. Modelo numérico del flujo de agua subterránea del acuífero de Jaukihua con mayor precisión y exactitud <ul><li>Se considera el modelo geoquímico del agua subterránea en el modelo numérico del flujo de agua subterránea. </li></ul><ul><li>Se reconstruye la estructura del acuífero del modelo numérico sobre la base de los resultados del estudio geológico y geofísico complementario. </li></ul><ul><li>Se calibra el modelo numérico del flujo del agua subterránea con condiciones de flujo naturales del flujo de agua subterránea. </li></ul><ul><li>Se calibra el modelo numérico del flujo de agua subterránea mediante el pareo de datos históricos con datos sobre el bombeo y el nivel de agua subterránea bajo la operación de la Mina de San Cristóbal desde el año 2007. </li></ul>Modelo Numérico
    17. 17. Una tasa de bombeo total de 39.000m 3 /día es posible para el periodo de operación de 17 años al ajustar la tasa de flujo de cada pozo. Análisis de bombeo futuro Balance de flujo después de 17 años de bombeo Ajustar la tasa de bombeo de cada pozo para evitar que se seque. Suponer un bombeo hasta que el nivel baje al fondo de la capa 2. Secuencia de iteración para obtener la tasa óptima de bombeo 1400m3/día 1400m3/día -834 m3/día 1000 m3/día 5026 m3/día 1780 m3/día 425 m3/día Consumo : 29106 m3/día Bombeo   : -39300 m3/día
    18. 18. Pred_3-1   sur Pred_3-1   norte Predicción del nivel de agua durante el bombeo y 50 años después de dejar de bombear bombeo recuperación Recuperación del 50% del nivel original después de 50 años en el campo de pozos norte Recuperación de casi al nivel original después de 50 años en el campo de pozos sur La capa freática se recupera al nivel original después de 50 años en el campo de pozos sur Reducción de la capa freática sobre distancia El radio de influencia de la reducción es de 10km 18
    19. 19. Conclusiones
    20. 20. <ul><li>El agua subterránea en la cuenca de Jaukihua encuentra sus orígenes en agua meteórica (lluvia) precipitada en las montañas circundantes a una altura de 4.050m a 4.350m, que luego se infiltra en el subsuelo y luego fluye lentamente hacia abajo al acuífero de Jaukihua. </li></ul><ul><li>Las características químicas del agua subterránea difieren debido a los componentes orgánicos e inorgánicos disueltos en el agua subterránea al residir en las capas. </li></ul><ul><li>El agua subterránea de los manantiales en las altas montañas es caracterizada por los componentes químicos de baja disolución y un corto tiempo de residencia. </li></ul><ul><li>La altura de la capa freática en los pozos de producción de Jaukihua y los pozos de monitoreo es más alta en el área norte y luego va bajando gradualmente hacia el área sur. Estos datos sugieren que el agua subterránea fluye hacia abajo lentamente de la montaña hacia el acuífero de Jaukihua. </li></ul><ul><li>El agua subterránea en el campo de pozos sur es una mezcla de agua subterránea de la cuenca de Jaukihua y de la cuenca del Río Grande, porque la salinidad del agua subterránea en la cuenca del Río Grande es altamente disuelta de la formación salina en el área. </li></ul><ul><li>La edad 14C del agua subterránea en el campo de pozos sur, después de corrección de 13C es de 10.000 a 20.000 años. </li></ul><ul><li>El agua subterránea en el acuífero de Jaukihua es “Paleo-agua” porque hay recarga y presencia de un flujo de agua subterránea. </li></ul><ul><li>El volumen total con una tasa de bombeo de 39.000 m 3 /día es posible por 17 años con los 10 pozos de producción al ajustar la tasa de bombeo de cada pozo para evitar que se seque. </li></ul><ul><li>La capa freática se recuperará al nivel original en 50 años después de dejar de bombear en el campo de pozos sur y recuperará al 50% del nivel original en el campo de pozos norte. La tasa de recuperación de la capa freática después de dejar de bombear no depende del volumen total de la tasa de bombeo. </li></ul><ul><li>El radio de influencia de la reducción es de más o menos 10km en los 17 años de operación. </li></ul><ul><li>Se recopilan datos básicos sobre las características químicas del agua subterránea y los manantiales en los alrededores para uso futuro. </li></ul>Conclusiones

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