15:30 〜 17:00
[HDS09-P07] 屏風山・恵那山断層帯および猿投山断層帯における強震動評価のための浅部・深部統合地盤構造モデルの構築（その２）
キーワード：地盤モデル、強震動、常時微動、Ｓ波速度構造、重力異常
１．はじめに
屏風山・恵那山断層帯および猿投山北部断層帯は恵那山から知多半島に至る総延長 100kmを超える長大な活断層帯である．令和２年度から４年度にかけて，屏風山・恵那山断層帯及び猿投山断層帯（恵那山－猿投山北断層帯）の長期評価の精度向上を目的として，科学技術基礎調査等委託事業「屏風山・恵那山断層帯及び猿投山断層帯（恵那山－猿投山北断層帯）における重点的な調査観測」（以後，本重点調査）が実施されている．防災科研では，本重点調査のうちサブテーマ 4「断層近傍および都市域における強震動予測向上のための調査」の一環として，強震動による被害が予測される震源断層の極近傍や，周辺の大都市域を対象として，強震動予測のための浅部・深部統合地盤構造モデルを構築する作業を実施している．本報告では，戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）などで構築された東海地方の浅部・深部統合地盤モデル（以下SIPモデル）を基に，新たにボーリングデータの収集，重力データの収集・解析，地震観測，微動アレイ観測，サブ３の反射法地震波探査の結果等を用いて，浅部・深部統合地盤構造モデル（以下SDv2モデル）の高度化を実施した．
２．収集したデータ
本検討では，ボーリングデータの収集（掘進長数 100 m～1000 mの大深度ボーリングを約 20 孔，掘進長が数 10 m～200 m 程度の浅深度ボーリングを約 1000地点），重力探査データの収集（26,595点），および，地震観測，微動アレイ観測を新たに実施している．重力探査データは，東濃地震科学研究所から提供されたデータおよび産業技術総合研究所地質調査総合センターにより編集された重力データを使用した．地震観測記録は，K-NET，KiK-net，自治体，気象庁，名古屋大学の地震観測点のデータを収集する他，主に愛知県・岐阜県の小・中学校20箇所（KJCS001～KJCS020）に地震計を設置した．また，微動アレイ観測は，最大半径400mの大アレイ観測は40箇所，アレイ半径が5～10m程度の小アレイを843箇所でそれぞれ実施し（図１）解析を行った．
３．重力解析結果に基づく基盤構造解析と断層の傾斜角の検討
従来の地表付近での調査や反射法探査では恵那山断層帯を構成する断層の傾斜角については、震源断層としてモデル化するために十分な情報が得られていない。これについての検討として，ブーゲー異常値とボーリングデータ等から推定した重力基盤標高に対し，Komazawa(1995)の手法を用いて，断層の傾斜角を正断層（30°, 60°），傾斜90°，逆断層（30°，60°）とした構造を仮定して，それぞれの場合の堆積層分布の変化が重力分布に与える影響を２次元フォワード計算で求め，観測された重力値との比較を行った．その結果，恵那市冨田地区の断層直上の重力探査結果をもっともよく説明できる断層ケースは，逆断層で傾斜30°の場合であることが分かった（図２）．
４．浅部・深部統合地盤構造（SDv2）モデルの構築と検証
SDモデルは地震本部の「地下構造モデルの考え方」に基づいて，２章の収集データを用いて作成している．なお，深部地盤構造モデルについては，３章に示す重力基盤解析による地震基盤相当面の構造を参考に初期モデルを作成し，地震記録および微動アレイ観測データを用いて，1次元のS波速度構造を作成した．SIPモデルおよびSDv2モデルから理論H/Vスペクトルを計算し，観測R/Vスペクトルと比較した結果，特に今回新たに地震観測が行われた小中学校の20箇所では，SIPモデルよりもSDv2モデルの理論H/Vスペクトルの方が観測R/Vスペクトルと調和的な結果となっている．また，微動アレイ観測記録を用いたモデル化を行っている低地・台地を対象に，スペクトルインバージョン解析で求めたS波増幅特性（サイト特性）とSIPモデルおよびSDv2モデルの理論増幅特性を比較し，地盤構造モデルの妥当性の検証を行った．検証の結果，SDv2モデルの理論増幅率は，SIPモデルよりもスペクトルインバージョン解析によるS波増幅特性とより調和的であることが分かった（図３）．
５．まとめ
本検討において作成されたSDv2モデルでは, SIPモデルよりも，山間部にある断層近傍の盆地や谷底低地等で，より多くの調査・観測データを用いてモデルが構築されたことにより，断層帯周辺の地盤構造モデルの精度が良くなり，断層の傾斜角の推定も可能となったものである．
謝辞：本研究は文部科学省における科学技術基礎調査等委託事業「屏風山・恵那山断層帯及び猿投山断層帯（恵那山－猿投山北断層帯）における重点的な調査観測」の一環として行われた。
＜参考文献＞
Anderson,J,G.. : Quantitative measure of the goodness-of-fit of synthetic seismograms, 13th World Conference on Earthquake Engineering, 243, 2004.
地震調査研究推進本部 (2004)：屏風山・恵那山断層帯及び猿投山断層帯の長期評価について，2004. https://www.jishin.go.jp/main/ chousa/katsudansou_pdf/53_54_byobu_ena_sanage.pdf.
地震調査研究推進本部 地震調査委員会：地下構造モデル作成の考え方，2017. https://www.jishin.go.jp/main/chousa/17apr_chikakozo/model_concept.pdf.
Atsushi Wakai, Shigeki Senna, Kaoru Jin, Atsushi Yatagai, Haruhiko Suzuki, Yoshiaki Inagaki, Hisanori Matsuyama, and Hiroyuki Fujiwara, “Modeling of Subsurface Velocity Structures from Seismic Bedrock toGround Surface in the Tokai Region, Japan, for Broadband Strong Ground Motion Prediction,” J. Disaster Res., Vol.14, No.9, pp. 1140-1153, 2019.
産業技術総合研究所地質調査総合センター[著] (2013)：日本重力データベースDVD版
Komazawa, M.：Gravimetric Analysis of Aso Volcano and its Interpretation，J.Geod.Soc. Japan,41,17-45, 1995.
屏風山・恵那山断層帯および猿投山北部断層帯は恵那山から知多半島に至る総延長 100kmを超える長大な活断層帯である．令和２年度から４年度にかけて，屏風山・恵那山断層帯及び猿投山断層帯（恵那山－猿投山北断層帯）の長期評価の精度向上を目的として，科学技術基礎調査等委託事業「屏風山・恵那山断層帯及び猿投山断層帯（恵那山－猿投山北断層帯）における重点的な調査観測」（以後，本重点調査）が実施されている．防災科研では，本重点調査のうちサブテーマ 4「断層近傍および都市域における強震動予測向上のための調査」の一環として，強震動による被害が予測される震源断層の極近傍や，周辺の大都市域を対象として，強震動予測のための浅部・深部統合地盤構造モデルを構築する作業を実施している．本報告では，戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）などで構築された東海地方の浅部・深部統合地盤モデル（以下SIPモデル）を基に，新たにボーリングデータの収集，重力データの収集・解析，地震観測，微動アレイ観測，サブ３の反射法地震波探査の結果等を用いて，浅部・深部統合地盤構造モデル（以下SDv2モデル）の高度化を実施した．
２．収集したデータ
本検討では，ボーリングデータの収集（掘進長数 100 m～1000 mの大深度ボーリングを約 20 孔，掘進長が数 10 m～200 m 程度の浅深度ボーリングを約 1000地点），重力探査データの収集（26,595点），および，地震観測，微動アレイ観測を新たに実施している．重力探査データは，東濃地震科学研究所から提供されたデータおよび産業技術総合研究所地質調査総合センターにより編集された重力データを使用した．地震観測記録は，K-NET，KiK-net，自治体，気象庁，名古屋大学の地震観測点のデータを収集する他，主に愛知県・岐阜県の小・中学校20箇所（KJCS001～KJCS020）に地震計を設置した．また，微動アレイ観測は，最大半径400mの大アレイ観測は40箇所，アレイ半径が5～10m程度の小アレイを843箇所でそれぞれ実施し（図１）解析を行った．
３．重力解析結果に基づく基盤構造解析と断層の傾斜角の検討
従来の地表付近での調査や反射法探査では恵那山断層帯を構成する断層の傾斜角については、震源断層としてモデル化するために十分な情報が得られていない。これについての検討として，ブーゲー異常値とボーリングデータ等から推定した重力基盤標高に対し，Komazawa(1995)の手法を用いて，断層の傾斜角を正断層（30°, 60°），傾斜90°，逆断層（30°，60°）とした構造を仮定して，それぞれの場合の堆積層分布の変化が重力分布に与える影響を２次元フォワード計算で求め，観測された重力値との比較を行った．その結果，恵那市冨田地区の断層直上の重力探査結果をもっともよく説明できる断層ケースは，逆断層で傾斜30°の場合であることが分かった（図２）．
４．浅部・深部統合地盤構造（SDv2）モデルの構築と検証
SDモデルは地震本部の「地下構造モデルの考え方」に基づいて，２章の収集データを用いて作成している．なお，深部地盤構造モデルについては，３章に示す重力基盤解析による地震基盤相当面の構造を参考に初期モデルを作成し，地震記録および微動アレイ観測データを用いて，1次元のS波速度構造を作成した．SIPモデルおよびSDv2モデルから理論H/Vスペクトルを計算し，観測R/Vスペクトルと比較した結果，特に今回新たに地震観測が行われた小中学校の20箇所では，SIPモデルよりもSDv2モデルの理論H/Vスペクトルの方が観測R/Vスペクトルと調和的な結果となっている．また，微動アレイ観測記録を用いたモデル化を行っている低地・台地を対象に，スペクトルインバージョン解析で求めたS波増幅特性（サイト特性）とSIPモデルおよびSDv2モデルの理論増幅特性を比較し，地盤構造モデルの妥当性の検証を行った．検証の結果，SDv2モデルの理論増幅率は，SIPモデルよりもスペクトルインバージョン解析によるS波増幅特性とより調和的であることが分かった（図３）．
５．まとめ
本検討において作成されたSDv2モデルでは, SIPモデルよりも，山間部にある断層近傍の盆地や谷底低地等で，より多くの調査・観測データを用いてモデルが構築されたことにより，断層帯周辺の地盤構造モデルの精度が良くなり，断層の傾斜角の推定も可能となったものである．
謝辞：本研究は文部科学省における科学技術基礎調査等委託事業「屏風山・恵那山断層帯及び猿投山断層帯（恵那山－猿投山北断層帯）における重点的な調査観測」の一環として行われた。
＜参考文献＞
Anderson,J,G.. : Quantitative measure of the goodness-of-fit of synthetic seismograms, 13th World Conference on Earthquake Engineering, 243, 2004.
地震調査研究推進本部 (2004)：屏風山・恵那山断層帯及び猿投山断層帯の長期評価について，2004. https://www.jishin.go.jp/main/ chousa/katsudansou_pdf/53_54_byobu_ena_sanage.pdf.
地震調査研究推進本部 地震調査委員会：地下構造モデル作成の考え方，2017. https://www.jishin.go.jp/main/chousa/17apr_chikakozo/model_concept.pdf.
Atsushi Wakai, Shigeki Senna, Kaoru Jin, Atsushi Yatagai, Haruhiko Suzuki, Yoshiaki Inagaki, Hisanori Matsuyama, and Hiroyuki Fujiwara, “Modeling of Subsurface Velocity Structures from Seismic Bedrock toGround Surface in the Tokai Region, Japan, for Broadband Strong Ground Motion Prediction,” J. Disaster Res., Vol.14, No.9, pp. 1140-1153, 2019.
産業技術総合研究所地質調査総合センター[著] (2013)：日本重力データベースDVD版
Komazawa, M.：Gravimetric Analysis of Aso Volcano and its Interpretation，J.Geod.Soc. Japan,41,17-45, 1995.