資料－３
第６回安全性検討会資料【関連質問への回答】
地震後の設備健全性確認＜（４）震災時の津波調査＞（No.4関連）

平成２７年７月２９日
東北電力株式会社
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0目次

◆第２回安全性検討会「資料－３」｢女川原子力発電所における東北地方太平洋沖地震により発生した津波の調査結果および設備被害について｣に対するご質問回答

１．前回のご説明とご質問の内容
２．常時観測用潮位計の欠測原因と対策について
３．発電所付近の地形の固有周期について
４．津波再現解析に用いた痕跡高について
５．津波の周波数領域での再現性について

1１．前回のご説明とご質問の内容 (1/3)（第2回検討会 資料－3 再掲）

ご質問事項■震災時に常時観測用潮位計が欠測した原因を踏まえ，どのように対策したか。
また，測定範囲は防潮堤高さ（２９ｍ）まで測定できるか。
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１．前回のご説明とご質問の内容 (2/3)（第2回検討会 資料－3 再掲）

ご質問事項■地形等の固有周期は何分か。また，短い成分の９分と固有周期がどう対応するのか解析すること。
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１．前回のご説明とご質問の内容 (3/3)

再現解析に使用した断層モデル

ご質問事項■痕跡高の調査範囲や地点数を具体的に示すこと。
■時間領域の波形だけでなく，周波数領域での再現性を示すこと。

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２．常時観測用潮位計の欠測原因と対策について （1/2）
【ご質問事項】■震災時に常時観測用潮位計が欠測した原因を踏まえ，どのように対策したか説明して欲しい。また，測定範囲は，防潮堤高さ（２９ｍ）まで測定できるか説明して欲しい。

［震災時の状況］

O.P.+6.8m（O.P.約+5.8m※）

・岸壁（O.P.+3.5m）に設置していたデータ中継装置（接続箱）が津波により冠水し，常時観測用潮位計は使用不能となった。
・バックアップ用潮位計は正常に機能し，津波時の水位変化を捉えることができた（津波後に潮位計本体を回収し，データを収集）。

データ中継装置（津波により冠水）
データ収録装置

接続箱
O.P.+3.5m（O.P.約+2.5m※）

ウェル

岸 壁

O.P.-5.0m（O.P.約-6.0m※）
バックアップ用（メモリー式）

常時観測用

海底面高さ
O.P.-7.3m（O.P.約-8.3m※）※地盤変動量約－１.0m を考慮した値

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２．常時観測用潮位計の欠測原因と対策について (2/2)
欠測原因 ：データ中継装置（接続箱）が津波により冠水し，使用不能となったこと。
対 策 ：接続箱を水密化し，地中（マンホール内）へ設置。地中ケーブルで建屋へ接続。
防潮堤（O.P.+29m)
：建設中
接続箱２
既設防潮堤
（O.P.+17m)
潮位計

観測装置

O.P.+13.8m
制御建屋
事務本館

O.P.+3.5m
ケーブル

海底面
O.P.-8.3m

接続箱１（水密化）

また，測定範囲を以下のとおり拡大し，防潮堤高さ（O.P.+29m）以上まで計測可能とした。
潮位計

設置時期

方式

測定範囲（※）

測定間隔

常時観測用（改良前）

１号機建設時 水晶式（有線ﾃﾚﾒｰﾀｰ） O.P.+5.0m～O.P.－5.0m

2秒

常時観測用（
常時観測用（改良後）
改良後）

平成24
平成24年
24年3月

O.P.+42.5m～
O.P.+42.5m～0.P.－
0.P.－7.5m

同上

ﾊﾞｯｸｱｯﾌﾟ用（改良前）

平成22年3月 圧力式（メモリー）

O.P.+20.0m～0.P.－5.0m

60秒

ﾊﾞｯｸｱｯﾌﾟ用
ﾊﾞｯｸｱｯﾌﾟ用（改良後）
改良後）

平成24
平成24年
24年3月

O.P.+92.5m～
O.P.+92.5m～O.P.－
O.P.－7.5m

同上

同上

同上

（※）O.P.－7.5mより水位低下側は計測できないが，監視カメラなどで津波の状況を確認する。
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また，O.P.－7.5mより水位低下した場合でも，取水設備内に海水を貯留できる構造となっており冷却水は確保できる。

３．発電所付近の地形の固有周期について（1/8）
【ご質問事項】■今回観測された津波の周期は５０分前後で地形等の固有周期とは合致せずとあるが，実際に固有周期は何分であるのか示して欲しい。また，スペクトル解析において，短い成分で９分というのがあるが，これが固有周期とどういう対応なのかを解析していただ
きたい。
検討概要
①発電所周辺の地形モデルを作成し，周期を１分刻みで変化させた正弦波を沖合いから入射波として作用させた数値シミュレーションを実施した。
②周期と各抽出点での水位増幅（卓越モード）の関係をグラフ化した。
③解析の結果，発電所を含む周辺の地形の固有周期は，６分，１０分，１３分であり，発電所港湾の固有周期は４分であることを確認した。
④スペクトル解析から得られる約９分のピ－クは発電所敷地前面の湾形状を呈する地形の固有周期（１０分）に対応したものと考えられる。
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３．発電所付近の地形の固有周期について（2/8）
地形等による湾の増幅特性（固有周期）の検討■検討方法
発電所を含む周辺の地形をモデル化し，その沖合いから一定振幅（0.1m）の正弦波を入射波として与え，各水位抽出点（次頁）の水位増幅（卓越モード）を把握した。

∆s：格子間隔

発電所を含む周辺の地形の解析モデル
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３．発電所付近の地形の固有周期について（3/8）■水位抽出点

凡例●水位抽出点9

３．発電所付近の地形の固有周期について（4/8）■解析結果
解析の結果，１号～３号取水口において，周期６分，１０分，１３分の卓越モードがあることを確認した。
また，港湾中央部においては，周期４分にも卓越モードがあることを確認した。
⇒港湾モデルを用いた解析を実施（後述）。
2.00.0a) 最大水位上昇量
1.8-0.2

1号取水口
2号取水口
3号取水口
港内中央部
北防波堤基部外側
東防波護岸基部
敷地沖(h=20m)

最大水位上昇量 (m)1.4

1.2-0.4-0.6
最大水位下降量 (m)1.6

1.00.8-0.8

-1.0

-1.2
1号取水口
2号取水口
3号取水口
港内中央部
敷地沖(h=20m)

0.6
-1.4

0.4-1.60.2-1.8b) 最大水位下降量

0.0-2.005101520253035
入射波周期 (分)40455055

60

05101520253035
入射波周期 (分)404550556010３．発電所付近の地形の固有周期について（5/8）
■解析結果

東防波堤

■発電所港湾東防波堤先端と山王島を結ぶ線を節とする地形の固有周期：6分（上図）■発電所敷地前面の湾形状を呈する地形の固有周期：10分（右上図）■微弱ではあるが，女川湾湾口部を節とする13分の卓越モードが確認される（右下図）
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３．発電所付近の地形の固有周期について（6/8）
発電所港湾の固有周期の検討■検討方法
発電所港湾をモデル化し，その沖合いから一定振幅（0.1m）の正弦波を入射波として与え，各水位抽出点（次頁）の水位増幅（卓越モード）を把握した。

∆s：格子間隔

発電所港湾の解析モデル∆s：格子間隔

港湾部の拡大図

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３．発電所付近の地形の固有周期について（7/8）■解析結果
解析の結果，港口部を節とする入射波約4分のモ－ドが卓越することを確認した。
1.00.0a) 最大水位上昇量（60分間）
第 2.2.3－11(1)図：増幅特性の解析範囲
0.9-0.1
１号取水口
２号取水口
３号取水口
港内中央部
北防波堤基部外側
東防波堤護岸基部
15m地点

最大水位上昇量 (m)0.7

0.6-0.2-0.3
最大水位下降量 (m)0.80.5

0.4-0.4-0.5-0.6１号取水口
２号取水口
３号取水口
港内中央部
15m地点

0.3-0.7

0.2-0.80.1-0.9b) 最大水位下降量 （60分間）

0.0-1.012345678910
入射波周期 (分)11121314151612345678910
入射波周期 (分)11121314151613

３．発電所付近の地形の固有周期について（8/8）■スペクトル解析結果との対応
・３．１１地震津波の観測波形のスペクト
ル解析から得られる約９分のピ－クは，発電所敷地前面の湾形状を呈する地形の固有周期１０分に対応したものと考えられる。

13分
10分
6分
4分

・また，微弱ではあるが女川湾湾口部を節とする13分の卓越モード，並びに東防波堤先端～山王島を節とする地形の固有周期６分に対応した小さなピークも確認できる。
・なお，発電所港湾の固有周期４分付近にも幾つかの小さなピークはあるものの，対応は明確には確認できない。
・以上のとおり，女川原子力発電所の周辺の地形等による固有周期は，今回観測された３．１１地震津波の周期（５０分前後）よりも短いことを確認した。

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４．津波再現解析に用いた痕跡高について（1/6）
【ご質問事項】■津波再現性解析の妥当性根拠としている痕跡高の調査範囲や地点数について具体的に示してほしい。
【敷地内外における津波調査】
敷地内における調査●痕跡高等 の調査
●地盤沈下量の調査

敷地外における調査●社外機関の痕跡調査，検潮記録等の整理●痕跡高等の調査●観測記録の整理●津波の周期の分析【津波の再 現解析】
●各種構造物等の被害の調査●砂の堆積，海底の侵食調査【発電所 の 安全性への 影響の分析】

津波の影響の分析に係る検討の流れ（再掲）15

４．津波再現解析に用いた痕跡高について（2/6）
津波再現解析結果の妥当性確認に用いた調査データ
項目

東北電力の調査データ社外機関による調査データ

・陸域：GPS基準点測量

・陸域：国土交通省
・海域：海上保安庁② 痕跡高・女川発電所敷地・宮城県牡鹿郡女川町～
宮城県牡鹿郡女川町～宮城県
石巻市

・東北地方太平洋沖地震津波合同調査グループ等
グループ等③ 検潮記録・女川発電所専用港湾に設置した ・気象庁，国土地理院，港湾局等で公バックアップ用潮位計による観測 開した検潮記録
記録
・東京電力（株）福島第一発電所，日本原子力発電（株）東海第二発電所で取得した観測記録① 地盤変動④ 浸水域

・女川発電所敷地における浸水域 ・国土地理院による浸水域
・東京電力（株），日本原子力発電（株）
による福島県および東海村の浸水域
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４．津波再現解析に用いた痕跡高について（3/6）
痕跡高の調査範囲・地点数（1/2）（１）当社の調査によるデ－タ
凡 例●■女川原子力発電所敷地および宮城県牡鹿郡女川町尾浦から宮城県石巻市泊浜泊を対象に、痕跡調査（調査期間：平成23年3月26日～4月6日）を実施。

尾浦
●

● 痕跡

女川
●●
●

竹浦
●
●

高白浜

■海水により運搬された漂流物、建物に残った痕跡跡を、RTK－GPS法及び水準測量により浸水高あるいは遡上高を計測し、発電所敷地内で11地点、発電所敷地周辺で22地点のデ－タを取得。

小屋取 女川発電所
塚浜
●
●

●
●●
●

●

● ●
●●
●
●

飯子浜
鮫浦
大谷川

寄磯浜

●

野々浜

●

●

●

●

祝浜
●
●●

泊浜

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４．津波再現解析に用いた痕跡高について（4/6）
痕跡高の調査範囲・地点数（2/2）（２）東北地方太平洋沖地震津波合
同調査グル－プによるデ－タ■東北地方太平洋沖地震津波合
同調査グループの調査結果から，北海道太平洋北部沿岸から千葉県房総半島沿岸部のデータを取得（合計２，６３５点※）。

浸水高（赤色丸）・遡上高（青色三角）※：位置情報や浸水高の記載がないデータや，信頼度がDまたはW（微弱な津波）のデータ等を除外した合計２，６３５点を使用。
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４．津波再現解析に用いた痕跡高について（5/6）
痕跡高の再現性（発電所近傍）■ 「東北電力」，「東北地方太平洋沖地震津波合同調査グループ」による発電所近傍の痕跡高と計算値を比較し，良好な再現性を確認。
発電所近傍

再現性の確認結果
凡 例：痕跡高の比較範囲

Kκn：痕跡調査点

1.00

1.04

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相田（1977）による再現性の評価指標（Ｋ，κ）
log K =n1 n∑ log K i ， log κ =  n1 ∑i =1 (log K i )2 − n (log K ) 2  n i =1


12

K i = Ri H i

ここで，n ：地点数，Ri ： i番目の地点での観測値（痕跡高），
H ： i番目の地点での数値シミュレーション結果
i【土木学会（2002）※による再現性の目安】
0.95＜Ｋ＜1.05，κ＜1.45※：原子力発電所の津波評価技術（平成14年2月 土木学会 原子力土木委員会）

痕跡高の比較範囲（発電所近傍）

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４．津波再現解析に用いた痕跡高について（6/6）
痕跡高の再現性（発電所周辺）■「東北電力」，「東北地方太平洋沖地震津波合同調査グループ」による発電所周辺の痕跡高と計算値を比較し，概ね痕跡高を再現できていることを確認。
凡 例

再現性の確認結果

大指：痕跡調査点

十三浜

K

κ

n

1.15

1.24

123

【土木学会（2002）※による再現性の目安】
0.95＜Ｋ＜1.05，κ＜1.45

雄勝※：原子力発電所の津波評価技術（平成14年2月 土木学会 原子力土木委員会）
女川

発電所
折浜

竹浜
谷川
泊

鮎川

発電所近傍

痕跡高と計算値の比較（発電所周辺）
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痕跡高の比較範囲（発電所周辺）

５．津波の周波数領域での再現性について（1/3）
【ご質問事項】■資料３のＰ１６の再現性について，時間領域の波形だけではなく，周波数領域での再現性を示すこと。
（Ｐ１６一部加筆）①⑤③④②観測記録再現解析①+12.25m+12.23m②－6.58m－7.57m

③+2.53m+2.17m－4.54m

④－5.41m⑤+3.47m+4.15m

⑥－6.18m－5.76m⑥21

５．津波の周波数領域での再現性について（2/3）■潮位観測記録，再現解析のスペクトル解析結果は以下のとおり。

再現解析時間：９時間のデータを用いてスペクトル解析を実施することは可能でしょうか

潮位観測記録を用いたスペクトル解析結果

女川再現モデルの水位時刻歴波形を用いたスペクトル解析結果

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５．津波の周波数領域での再現性について（3/3）■潮位観測記録と再現解析のスペクトル解析結果を重ね合わせた。
・津波最高水位を記録した第１波の周期（40分～50分）の周波数が整合的であることを確認した。
・９分程度の比較的短周期の成分も整合的である。

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