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東海地震の想定震源域付近における産総研の多成分歪計のノイズレベル
Noise levels of multi-component borehole strainmeters of GSJ, AIST in andaround hypothetical rupture zone of the anticipated Tokai earthquake

産業技術総合研究所
Geological Survey of Japan, AIST
産総研では， 東海地震の想定震源域付近にある７つの観測井の地下水位で， 歪換算後のノイズレベルを算出した （松本 ・ 北川， 2005）． また， 草薙３ ・ 豊橋１ ・ 豊橋東観測井に石井式の多成分歪計を設置している． 各成分の歪計データのノイズレベルを算出し， 東海地震の前に起こると考えられているプレスリップの検出能力を確認する必要がある．
ここでは， 上記３カ所に設置されている多成分歪計の成分ごとのノイズレベルを算出し， 歪換算後の地下水位のノイズレベルや気象庁の体積歪計のノイズレベルとの比較を行う．
24 時間階差のノイズレベルを求めた対象期間は次の通りである． 豊橋１ ： 2001 年すべて， 草薙３ ：2004 年 1 月～ 2005 年 5 月， 豊橋東 ： 2005 年 2 月 15 日～ 7 月 18 日． ノイズレベルの定義は， 小林 ・松森 (1999) に準じて 「解析対象とする期間内に最大値のみを検出できる」 ものとした． また， トレンドの影響を除去するため， 多成分歪計データに二次曲線あるいは指数関数を当てはめ， その残差に対して
草薙３観測井では， 歪１の 24 時間階差のノイズレベルが気象庁の体積歪計 （通常時） と同程度である． 歪２・３は体積歪計 （降雨時） と同程度であり，草薙２の地下水位よりも大きいノイズレベルであったが，気象庁設置の多成分歪計のノイズレベルと同程度であった．
豊橋１観測井では歪１のノイズレベルが大きく， 地下水位のノイズレベルより大きい． 歪 2 ・ 3 は気象庁設置の多成分歪計のノイズレベルと同程度であった．
豊橋東観測井では N84E 成分は原因不明の大きな変動があったため， 非常にノイズレベルが大きかった． それ以外ではノイズレベルは小さい部類に属する． N84E 成分は， 今後原因不明の大きな変動が起こらなければ， ノイズレベルの改善が見込まれる．
一般的に， 長期変動 （トレンドの変動） が大きいと多成分歪計のノイズレベルが大きい．
石井式多成分歪計の２４時間階差のノイズレベルは， 気象庁の体積歪計 （通常時） よりも若干悪く，体積歪計 （降雨時） の半分以下である． 多成分歪計は降雨の影響をあまり受けないため， 体積歪計と違い， 通常時と降雨時の区別をする必要がない利点がある． しかし， 多成分歪計はごくまれに大きなノイズレベルとなる場合もある． なお，地下水位のノイズレベルは多成分歪計と同様なものもあれば，体積歪計（降雨時） と同等のものもある ．
2002 年 6 月末から 2004 年 7 月までトンネル工事が行われた． 工事の影響が歪データにも表れた． トン
ネル工事にともなって豊橋１観測井の歪場が大きな影響を受けたため， トンネル工事前のノイズレベルとの比較を行った． その結果， トンネル工事後にノイズレベルが 14 ～ 37% 増加したことがわかった．
（松本則夫 ・ 北川有一 ・ 小泉尚嗣）－389－－389－

BAYTAP-G を適用し， 「トレンド＋ノイズ成分」 に対して 24 時間階差をとり， そのノイズレベルを算出した．

草薙3

歪N226（歪３）草薙3

10-525.0

歪N286（歪２）N226（歪３）N346（歪１）N286（歪２）10-525.0

N346（歪１）豊橋110-525.0歪200m西でトンネル工事

豊橋1 歪

200m西でトンネル工事

N342（歪１）
N222（歪２）10-525.0

N102（歪３）N342（歪１）

N222（歪２）1996 1997
1998
N102（歪３）

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

第2図－390－1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
草薙３観測井と豊橋１観測井の各歪成分の観測データ．豊橋１観測
井の 200m 西で 2002 年 6 月末から 2004 年 7 月までトンネル工事が行われた．工事の影響が歪データにも表れている．第２図Fig.2 Observed strain components in Kusanagi 3 and Toyohashi 1 wells. Atunnel had been constructed 200 m west of the well第２図
during the period
from late June 2002 to July 2004. The strain data is affected by the tunnelconstruction..

豊橋東 多成分歪N22110-6

豊橋東 多成分歪N221
N8640.0
10-6

N86N13140.0

第1図

産総研の地下水等観測ネットワーク．黒四角が歪計を設置した観測
井，白四角は地下水観測点．
Fig.1 Groundwater observation network of GSJ, AIST. Black rectangles show
locations of borehole strainmeters and white rectangles show observation
wells.

N356
N131
2004/11/1

2005/1/1

2005/3/1

2005/5/1
N356

2005/7/1

2005/9/1

2004/11/1

2005/1/1

2005/3/1

2005/5/1

2005/7/1

2005/9/1

第３図
豊橋東観測井の歪計の長期データ．2004 年 9 月 28 日から観測を開始した．
第３図Fig.3 Long-term data of the borehole strainmeter at the Toyohashi-higashi
well.
Observation was started in 28 September 2004.

第3図－390－

第4図－391－

草薙 3・豊橋１・豊橋東観測井の多成分歪計のノイズレベル（左）．真ん中は産総研地下水位ネットワークのノイズレベル．右は気象庁の多成分歪計と体積歪計のノイズレベル（小林・松森 , 1999; 気象庁地震予知情報課，私信）．すべて 24 時間階差のノイズレベル．
Fig.4 Left: Noise levels of the multi-component borehole strainmeters in Kusanagi 3, Toyohashi 1and Toyohashi-east wells. Center: Noise levels of groundwater levels of GSJ, AIST. Right:
Noise levels of the dilatometers and multi-component borehole strainmeters installed by
Japan Meteorological Agency (JMA) (Kobayashi and Matsumori, 1999; JMA, personalcommunication.). All noise levels are 24-hour difference of the data.

第6図
第5図

産総研の多成分歪計 ( 計 10 成分）の 24 時間階差のノイズレベルと気象庁の多成分歪計（計 20 成分：一部は静岡県設置）・体積歪計・産総研の地下水位のノイズレ
ベルのヒストグラム（小林・松森 , 1999; 松本・北川 , 2005；気象庁地震予知情報課，私信）．
Fig.5 Histograms of the noise levels of 24-hour difference in 10 components of multicomponents borehole strainmeters of GSJ, AIST, 20 components of multi-components
borehole strainmeters of JMA, dilatometers of JMA, and groundwater levels of GSJ,AIST (Kobayashi and Matsumori, 1999; Matsumoto and Kitagawa, 2005; JMA, personalcommunication).

－391－

トンネル工事前と工事後との豊橋１の多成分歪計のノイズレベルの変化．
Fig.6 Changes in the noise levels of the multi-component strainmeter inToyohashi 1 before and after the tunnel construction.