第 36 回技術予測シンポジウム講演録◎ 第 36 回技術予測シンポジウム講演録

日本列島の地震動の最新研究と構造物に与える影響〜早急に対応すべき原子力施設の耐震安全性の課題〜
京都大学名誉教授・愛知工業大学客員教授

入倉

１．日本の地震学の歩み

孝次郎

然地震がやってくることはないだろうと幻想を与える状況があったのではないかと思う。それまず最初に日本の地震学がどのようなかたちが阪神淡路大震災までの日本の地震学に対するで発展してきたかお話ししたい。日本の地震学

国民の認識だった。もちろん地震学の研究者のは非常に長い歴史を持っており、その中でも地中でそういうことを信じている人はほとんどい震学会は 100 年以上の歴史を持ち、世界で最ないと思うが、少なくとも国民と地震学の専門も古い学会の１つである。地震学とそれを応用家との間に大きなギャップがあった。

した地震工学の研究は世界をリードしてきた。

もう１つ重要な点は、地震学だけでなく、地1995 年に非常に大きな災害、阪神淡路大震災

震工学の研究者にも大きな問題があった。関が起こったが、これ以前には 1923 年に関東大東大震災以降、日本では大きな被害地震はほと震災があり、もうこれ以上の大震災は起きない

んど起きなかったが、実はマグニチュード８だろうということで大震災と言えば関東大震災

クラスの地震は起こっていた。2003 年の十勝のことと思われていた。

沖地震もその１つだが、それ以外にもマグニチ

その証拠に地震防災を考える上で最も重要な

ュード 7 クラスの地震は 10 年に１度ぐらいの強震動の研究が軽んじられていた。強震動地震

割合で起きていたが、幸いなことに大きな災害学というのは地震学の研究の中でもマイナーなには至らなかった。例えば戦後一番大きな地震研究で、地震が起きたらどのような揺れが生じ、は、1948 年の福井震災と言われているもので、その揺れが構造物にどう影響するかという研究

4000 人以上の方が亡くなっている。それは戦を行うものである。強震動の研究者は日本でき後の混乱期、日本が経済的にも疲弊していて、わめて少ない。

建物なども非常に弱い。そういうところを襲っ関東大震災以降、日本の地震学の研究をリーたので 4000 人以上の方が亡くなったが、それドしてきたのはピュアなサイスモロジー（純粋はある意味で特殊なものと考えられていた。

地震学）、その中でも地震予知という研究、こ

その後の日本の経済発展から考えたら、そのれはサイエンティフィックに地震学を研究する

ような構造物はもう残っていないので、大きな者が大きな予算を取るために考え出したことで地震が来ても、大勢の方が亡くなるような大災ある。地震予知研究が防災に役立つという考え

害にはならないだろうと考えられていた。福井で、地震予知研究というものが日本の地震学を地震の次に大きな被害が起こったのは日本海中リードすることになった。

部地震である。このときには津波で 100 人ぐ

日本の地震予知研究はその後現在まで 40 年

らいの方が亡くなっているが、建物が壊れて亡以上も歴史があるわけだが、途中から予知事業くなった方というのはほとんどいなかった。そと結びついた。予知事業は予知研究が実用段階の後、1978 年の宮城沖地震では典型的な災害に入ったという意味で使われたのではないかとの例として、ブロック塀が倒れて、近くを歩い思う。その意味で地震予知が進んでいるから突ていた人がブロックの下敷きになって亡くなっ

26

技術と経済たことがあげられる。これは非常に不幸なこと

2008.9

ろに木造があり、そうした印象を与えた。

で、今から 30 年ほど前、ブロックというのはやはり大きな災害になった理由は複合災害

どこでも手軽に使われていた。いわゆる日曜大で、地震が起こり、揺れのあと火災や山崩れな工でブロック塀を積んだりすることが、地方な

ど、いろいろなことが重なった。通信や交通がどではポピュラーに行われていた。そのため日混乱して救助が間に合わない。そういうことが本中至るところにほとんど耐震のないブロック

連鎖的にいろいろ起こり複合災害となった。

塀があった。
それでいくつかの地震の経験から、この 1995 年の兵庫県南部地震（阪神淡路大

ブロック塀は耐震性が弱いためあまり大きくな

震災）はその後の日本の災害に対する考え方を

い揺れでも崩れてしまうことがわかった。

大きく変えたと思う。地震に関して言えば、そ要するに 1995 年兵庫県南部地震の前には木れまで地震予知を中心にいくつもの委員会があ造家屋や鉄筋コンクリート構造物が崩壊するこり、その中心的な役割を果たしていたのが、地とは想像もつかないと、当時の地震工学の技術

震予知連絡会であった。しかしこの地震をきっ者は考えていた。それほど日本の技術は発達しかけに新たに地震調査研究推進本部が設置されていると思っていた。

た。発足当初は科学技術庁が主管庁だったが、２．1995 年兵庫県南部地震の衝撃とその教訓関係ある各省庁が関係するというかたちをとり、ある意味では地震調査研究は挙国体制となっている。

ところが阪神淡路大震災が起こってみるとそ

またそれまでは地震予知を中心とした考え方

うではなかった。図１に示すように 6000 人以だったので、大地震が起こりそうな地域を指定

上の方が亡くなった。それまで建築や土木の先してそこだけを中心的に観測していたが、予知生方が言っていた、日本の木造建築は地震に強は正確にできないのならば日本全国をカバーすいという学説、私も大学時代はそう聞かされてる観測態勢が必要であるということで、地震調いたが、実はそうではなかった。木造といえど査委員会が基盤的観測網を作った。これによっもいくらでも壊れることがわかったのである。

て日本全国を一様に観測できるようになった。

地震のあと、どうして震災の帯が生じたかはその基盤的観測の１つは GPS である。ご存

いろいろな説があったが、震災の帯の主要な建知のように GPS は今はナビゲータとして使わ物は木造だったので、たまたま木造があったかれていて、位置情報、つまり自動車なら自動車ら帯ができたのだという意見を言われる方もおの動く位置を知らせるものだが、それがわかるられた。実際はそれが主要な原因ではなくて、ことは日本各地域の動きがわかる。もちろん自あとで少し説明するが、やはり揺れが大きいと動車のようにすぐに動くわけではなく、非常にころで大きな被害が起こっているが、そのとこ

小さな動きではあるが地殻変動がわかるようになった。

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��430������378������ : 10����Hi-net は高感度の地震観測網だが、これほど密な観測網は海外ではほとんどない。どんなに小さな地震でも地震が起こればどこで起こったかわかる。現在、気象庁と防災科学技術研究所が開発した緊急地震観測網などにも使われている。
それ以外に重要なのは、Kit-net、K-net などの強震動の観測網である。地震のときに構造物に影響をもたらす強震動は震源に近いところに集中して生じる。大きな強震動のところに被害��������������������
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が生じるが、阪神淡路大震災が起こる前まではそうした観測は軽視されてきた。なぜならば地

図１

阪神・淡路大震災の被害状況

震予知さえできれば被害は防げるのだから、地27

第 36 回技術予測シンポジウム講演録

震が起きた後、強震動がどのような記録であっらした。この地震の原因となったものは活断層

たかがわかっても後の祭り、お金をかける必要である。地表にみえる活断層は震源そのものではないと考えられていた。しかしこれは極めてはなく、震源はその下にあるわけで、地震を引誤った考え方である。阪神淡路大震災のとき初き起こした断層の一部が野島断層である。現在

めて、被害が起きた場所でどのような揺れであ

この場所は北淡震災記念公園になっていて、野ったか記録がとれた。これは政府が行ったので

島断層が顕著に見られる。

はなく、民間ベースで行われた強震観測がほとこの野島断層は淡路島にあるが、淡路島側はんどで、それがなければ強震動記録は得られな

こうした断層が地表で見えているが、神戸側でかった。

は見えていない。

構造物が揺れて被害が出るが、揺れた地点で

図２は神戸側の地図である。神戸に行かれたの強震動はこれまでまったく記録されておら方はすぐに気が付くが、六甲断層が神戸のいわず、どのような揺れが構造物に被害を与えるのば壁のようになって走っている。それが断層地かわからなかった。それまで地震工学の研究者形であると以前から知られていたし、断層地形

たちはどうやっていたかというと、国内外の地は昔そこで地震が起こった地形だから、神戸の震のときの諸外国の被害状況の調査を行い、そ街はいわば地震とともに発展してきた街とも言の被害から揺れがどれくらいだったかを推定しえる。しかし、阪神淡路大震災の前にはそういていたのである。ある意味では揺れと被害が自うことは必ずしも都市計画の中でも考慮されて己完結してしまっている。被害の大きさから地いなかった。

震の大きさを予測して、それに合わせて設計し

図２は地震の直後に発表された地図だが、走ていたのである。これでは揺れと被害の関係がっている線がもともとわかっていた活断層。こ

正しければいいが、そうでなければ正しく設計

こに丸が付いているのが地震のあとに起こったされたとはいえないことになる。

余震分布である。そして斜線が入った領域が震例をあげると、関東大震災のときの被害状況

災の帯で、非常に被害の集中した地域だった。

からその揺れは 300 ガル程度だったと仮定す

この震災の帯をめぐっては、地震直後に様々なる。したがって、300 ガルの揺れに耐えるよ論争が行われた。論争の１つは、ある地質学者

うにすれば関東大震災のようなことは２度と起が言い出したことで、被害が大きかった場所のこらないという設計をしていたのである。しか下に知られざる活断層があるのではないか、でしその 300 ガルという数字が正しいかどうかある。被害がこんなに大きいのだから実際の震は被害状況から適当に決めたものであるから、源断層は震災の帯の下にあるはずだという説で実態とはまったく関係ないものだった。それがある。

極めて問題であった。そういう考え方が阪神淡

しかしそれまでの研究で既にわかっていたこ

路大震災まで残っていて、そういう問題があるとは、震源断層面と余震が起こる場所はほとん

こと自体が地震工学の世界で十分に議論されなど一致しているということである。つまり震源かったことに問題があったと私は思っている。

断層面がどこにあるかを知るのは余震分布が最それで阪神淡路大震災を受けて、今私が申しも信頼できる情報と考えられる。この図を見る

上げたようなことについて、いろいろな方が基と既知の活断層に沿って余震が拡がっているよ

本的に解決すべき課題として取り組んだ。それうで、ここに出ている余震分布と震災の帯は対により地震学、地震工学が発展できたし、単に応していない。

予測だけではなく地震の震源のメカニズムとは

これまでは被害が出たらその下に震源となっどういうものか、破壊的な強震動が出るのはどた断層がなくてはいけない、と考えられていた

うしてか、そうした破壊的強震動に耐える耐震が、この地震では余震の分布と活断層分布が独設計の必要性がわかるようになった。

立の情報として得られたので、より詳しい議論

阪神淡路大震災で阪神高速道路が倒れたのはが可能となった。

非常に象徴的であるように、この地震で多くの要するに地震の被害が出たらそこに断層があ方の尊い命が亡くなるという大きな被害をもたる。だから震源断層というのは被害のあった場

28

技術と経済2008.9����������
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図２

兵庫県南部地震の教訓

所に置けばいいというのは、科学的に誤った考あるし、非常にわかりにくいが東京の周辺部でえである。地震が起こることと被害が出ることもそのようになっている。関西で言えば大阪平は別の現象であり、地震によって大きな揺れが野はまさにそれである。要するに周りを活断層生じ、その揺れが構造物を破壊させるので、構に囲まれ、地震によって下がったところに水が造物が破壊したところに活断層があるというわ

堆積作用を起こして豊かな土を作り、平らなとけではない。しかし、それまではそうした安易

ころは人が住みやすいので人口が集中する。地な考え方が通っていた。

震は、悪いことだけではなく、新たな文明を生この阪神淡路大震災のときには、地震のあと、

み出すという良い面もある。

どこに余震が起こるという詳細な調査が行われではなぜ震災の帯が起こったかは、いろいろたし、また、被害分布がどうであったかも調査

なシミュレーションからわかってきている。基し詳しい分析が行われた。

盤を通って早く地表に到達した波が二次的な波

それで、神戸の街には六甲断層があり、六甲（表面波）に変換され、堆積層を上がってきた

断層は主として横ずれだが、横ずれは縦ずれを波（実体波）と重なり合って大振幅の地震動が伴う。そういう意味で山側が常に上がる。そこ形成されたため、堆積層と岩盤の境にある断層に水が来て、水によって堆積作用が起こる。だから少し離れたところに被害が集中する。

から山のすぐそばから平地ができる。これは地このようにこの阪神淡路大震災によって非常

震の良い点である。断層で持ち上げられると片に大きな研究成果を上げた。最も重要な成果の方が下がり、下がったところに水が来て、そし１つが、地震調査研究推進本部が地震の直後にて堆積して、
そこは非常に豊かな堆積層になり、できて、総合基本施策を決め、その中で地震に土ができ、そこに人が住む。それが神戸の街で関する観測、測量、調査及び研究の推進につい29

第 36 回技術予測シンポジウム講演録て総合的・基本的施策を出していることである。

この観測点が全国で 1800 ぐらいでは間隔はその中でいろいろなことをしているが、先に述せいぜい 20 キロぐらいである。地震発生時にべたように１つは GPS による観測で、これも最も被害が出るのは震源断層から５〜 10 キロ

地震の前はほとんどなかったものが地震のあとぐらいまでの範囲である。だから 20 キロではに 1000 点ぐらいの GPS による観測点が置か足りないということである。これをいろいろなれた。まだまだ十分とは言えないが、GPS によ

かたちの観測網を合わせると全国で約 5000 点

る観測点の位置は常に観測している。それを１で補間しているがまだ十分とはいえない。

年後のものと組み合わせると地面が 1 年間にどのように動いたかがわかる。

日本の被害対策を講じるためには、こうした観測を行うと同時に、地震の揺れに耐えられる

もう１つは強震観測で、地震のときにどこが建物なり都市を造るにはどうしたらいいかを考

ど れ く ら い 揺 れ る か を 測 定 す る も の だ が、えていかなければいけない。それには地震動予1995 年兵庫県南部地震の前は気象庁が震度を測が必要になってくる。

決めるために置いていたものだけしかなく全国に約 150 点だった。しかしこれでは全然足り

３．全国を概観した地震動予測地図なかったため、以前は大きな地震が起こっても地震調査研究推進本部が中心になって、地震被害が出た地域ではどの程度の動きがあったか

動予測地図を作るプロジェクトがスタートしわからなかった。その後、
強震観測網が全国に、た。その地図は２種類あって、１つは確率論的

これは気象庁だけでなく、いろいろなものを入

地震動予測地図、もう１つが震源断層を特定しれて 3500 点。さらに防災科学研究所が 1800

た地震動予測地図である。

点置いているので、合わせると 5000 点を超える強震計が置かれている（図３）。

この地震動を予測するために、まず長期評価を行う。例えば活断層の調査をして、次に動く��������� ���������
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JMA (2004)
図３ 日本の強震動観測網（1995 年以後）
30

NIED (2004)

技術と経済とするとどのくらいの可能性があるかを評価す2008.9震源断層を特定した地震動予測地図である。

る。活断層に起こる地震だけでなく海溝型地震

地震動予測地図を作成するため、個々の活断もあるので、海溝域に地震が起こる確率も評価

層と海溝域の地震発生の確率評価が必要であする、これを長期評価という。しかし、長期評る。日本では主な活断層は 98 あって、それら価だけでは次に地震がどれくらいの確率で起こについては全て詳細に調査し、次の地震がどれるかということしかわからないので、さらに地くらいの確率で起こるか調べる研究が行われ震が起こったならばどのような揺れが生じるかた。海溝型地震についても歴史地震などの文献を評価する、それを強震動予測と言う。その２や地震活動、その他の資料から地震発生の確率

つ、長期評価と強震動予測、を組み合わせて地が評価された。

震動の予測をする。地震動予測とは、地震ではもう１つ必要な資料は、地震のときに揺れやなくて地震動、つまり揺れの予測をするという

すいところと揺れにくいところがある、すなことである。

わち場所ごとの揺れやすさの指標である。例え

揺れの予測をする方法は２つあり、１つは確

ば東京のように厚い堆積層のところは揺れやす

率論的なもので、ある場所で今後 30 年間に震く、中部圏の山岳部は山ばかりで地表近くは岩

度６弱以上の揺れが発生するのはどれくらいの盤に覆われているため揺れにくい。そのような確率かということである。確率というのはいく

揺れやすさを日本中で計算しておく。こういうつだったら本当に起こるかわからないが、少なものを組み合わせることによって地震動の予測

くとも相対的な比較は可能である。だいたい３

地図ができる。

％以上だと非常に高い確率で起こるという評価

確率の予測はどのように理解するか、日常的にしているが、３％に特に意味があるわけではに起こっていることと確率的意味付けを理解しない。それに対して地震の発生確率が高い断層て頂くために図４をご覧頂きたい。通常は今後を取り出して、その断層が動いたらどのような30 年に３％以上を確率の基準として示してい揺れが生じるかを計算する。それがもう１つのる。地震動予測地図で確率が最も高いところで�������������

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図４

社会にわかりやすい長期予測31

第 36 回技術予測シンポジウム講演録は今後 30 年に震度 6 以上の確率が 26％以上

１回起こっているのに対し、それ以外の地域はで起こる可能性がある。
他の現象でこの確率は、それだけ大きい発生確率の地震はない。地図で台風がある地域を、ここでは札幌を挙げている

地震動の確率が高いというのは東南海、南海地が、今後 30 年間に通過する可能性にほぼ対応

震など近くに海溝型の地震が起こるということしている。台風なら日本全国どこでも通過するである。

可能性があると思われるが、東京ならもっと高

最近起こっている地震と確率論的地震動予測

いことになる。札幌だと日本の中では比較的確を比較してみると興味深いことがわかる。鳥取

率は低いが、それでも相当可能性の高い確率と県西部地震は 2000 年に起こっているが、決しいうことなのである。

て確率が高い地域ではない。ただこれは内陸のその次の基準としては６％で、これはガンで

地殻内地震であるので、そこは注意してほしい。

死亡する確率に対応する。今後 30 年間に３％

その次に起こったのは 2003 年の十勝沖地震での確率というのは非常に小さいようだが、心疾ある。実はこの地図は十勝沖地震発生後に作っ患で亡くなったり、空き巣に狙われたりなど、たものである。そのため確率は比較的小さくな

普通の人が遭いやすい確率になるわけである。

っているが、それでも十勝沖地震は揺れの確率３％以下は火災に遭うとかひったくりに遭うとが高いところで起こっていることがわかる。内かなど、この表からだいたい確率というものを

陸地震の場合とちがって、海溝型の場合は確率実感して頂くことができる。

が高いところで起こっている。

今後 30 年間に震度５弱以上の地震動が起こ

2004 年の中越地震も内陸の地震で、確率がる確率は日本中どこでもだいたい３％以上で、低いところで起こっている。また翌 2005 年の非常に高い。震度６弱以上となると図 5 のよ福岡県西方沖地震も確率が低いところで起こっうにかなり限られてくる。しかしこの限られてている。そのあと起こったのが 2005 年の宮城いるというのが非常に曲者である。なぜかとい沖地震である。ここは確率が高いところで海溝

うと、東南海、南海地震というのは 100 年に型の地震である。2007 年に相次いで起きた能�����������������
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図５
32

今後 30 年に震度６弱以上となる確率

技術と経済登半島地震や中越沖地震も低いところで起こっていて、内陸地震である。

2008.9第 1 のスケーリング則は断層全体の面積と地震のモーメントの関係である。地震のモーメ

要するに内陸地震はほとんど当たっていな

ントというのは地震の大きさを表す単位で、マい。それはもちろん手法的問題もあるが、地震

グニチュードと一定の関係があると考えて頂いの性質の違いが大きい。確率論的地震動予測地て良いと思う。地震のマグニチュードが大きく

図は海溝型地震が起こるところに対しては非常なると断層の面積が大きくなる。これは非常ににわかりやすい地図だが、1000 年とか１万年よく使われていて、兵庫県南部地震以前はこのに１度しか起こらないような内陸地震に対して関係しか使われていなかったと言っても過言では必ずしも適切に予測できていないことがわかはない。だから断層の面積がわかれば地震の大る。海溝型地震は確率で予測してもそれなりに

きさがわかる。しかし、強震動予測はそれだけ使えるが、内陸地震については非常に使いにくでは不十分で、強震動を出す場所である、アスい。

ペリティの面積がわからないと強震動が計算でそのためどのようなことが必要だろうか。そきない。第 2 のスケーリング則はアスペリテ

れが震源断層を特定した地震動予測地図であィ面積と地震モーメントの関係である。この２る。特定の活断層にもしこの地震が起こったな

つの関係を使うと震源断層を想定してそこから

らどのような揺れが起こるかを評価して防災に生じる強震動のシミュレーションができること

役立てるものである。そのためには震源の断層になる。

破壊過程がわからないといけない。断層破壊過それで強震動が実際にどういうところで大き程の研究は兵庫県南部地震以降日本で急速に進な揺れが起こるかを少し説明しておきたい。地んだ。地震のとき震源となった断層面上には、震のときに断層破壊がどのように進むかで断層

すべりが大きく強震動をたくさん出すところとの近くで揺れが大きいところと小さいところがそうでないところがある。強震動をたくさん出ある。このことが最初にわかったのは 1993 年

すところをアスペリティと呼ぶが、そういうとに起こったアメリカのランダース地震のときでころが前もってわかれば強震動を予測できる。

ある。大きな地震動は断層の破壊が進行する方

アメリカでは 1980 年代からすでにいろいろ向に生じていることが強震動記録から明らかに強震計が置かれていたので大きな地震のときになった。

得られる強震記録を用いて断層破壊過程の研究

地震動の再現ができる研究はその後急速に進が発達したが、日本では 1995 年の兵庫県南部

んだ。一例として福岡県西方沖地震では断層面

地震以前は強震観測がなかったためアメリカ

が約 25 キロぐらいだが、そのうちアスペリテに遅れをとった。しかしアメリカの研究者と情ィが 10 キロ四方ぐらいのものと考えると、観報を共有することによって、我々も大地震のと測とシミュレーション結果が良い一致を見る。

き単に断層面全体から強震動が出るわけではな

極めて単純なモデルだが、強震動が再現できる

く、アスペリティという比較的小さなところだ

ことがわかる。

けから強く出るということがわかってきた。大
地震のときの強震動は震源断層全体の面積だけ

４．強震動予測のためのレシピ

ではなくアスペリティの面積がわからないと評

強震動を再現する方法論について説明する。

価できない。そういう現象を断層パラメータのそれは強震動予測のためのレシピという考え方

スケーリング則であらわせることも分かってきで、我々が提案したものである。今までにも都た。

市の防災対策などを立てようとすると、活断層

断層パラメータのスケーリング則として、地があったら断層の周りでどれくらいの揺れが生震を引き起こす断層面全体の面積に関するスケ

じるかということが都市計画上はどうしても必ーリング則と、断層面全体の中ではなく、その要だった。しかし、都市計画上は必要でも手法

中の微細な構造、アスペリティ、に関するスケが確立していなかった。それで国や地方が行っーリング則、の２つのスケーリング則があるこ

たのは、定年退官した先生や、定年間際の著名とを理解する必要がある。

な地震学の先生のところに行って、揺れのマッ33

第 36 回技術予測シンポジウム講演録

プを作ってくれと頼むのである。そうすると、全体の面積がわかれば、地震のマグニチュード

その先生は自分の経験から強震動の予測を行っが推定できると同時に、スケーリング則からアてくれた。

スペリティの面積、そこでの応力降下量などの一般的には、震源断層があったら断層のそば
では地震動は大きいし離れれば小さい。同じ距

パラメータが次々に決めることができることになる。

離でも地盤が柔らかいところは大きく揺れるし

図６は実際に地震調査委員会が行った例だ

地盤が固ければ揺れは小さい。そういうことはが、糸魚川・静岡構造線は阪神淡路大震災のあ

誰でも知っていることである。そうした知見をと国が調べた断層の中で最も地震の発生確率の適当に組み合わせて、その先生が地震動マップ

高いところで、今後 30 年間に 14％の確率でを作る。何々先生が作ったマップというのがで起こるとされているところである。そういうこきて、それが都市計画に利用されてきた。震源とがなぜわかるかというと、トレンチ調査とい断層のパラメータや、距離の取り方、地盤の増われるもので、活断層にそっていろいろな地域

幅などまちまちな基準で評価されるなどいろいで穴を掘れば、過去いつ頃地震が起こったかがろな問題があった。だからでき上がったマップ

わかる。そうした過去の歴史から確率的予測がはその先生の権威だけでもっており、他の人に行われ、震源のモデルを決めることもできる。

頼んだら当然別のマップができてしまう。それトレンチを行った場所で、いつ地震が起こっは非常におかしいと思う。

たかだけでなく、そこで過去の地震で地表面のレシピというのは、皆さんご存知の通り、カ変位がどれくらいあったかもわかる。そういうレーライスでも一定の材料を揃えて、焼いたりことを研究することによって震源断層をモデル

煮たりの順番を決めておけば、それなりに作る化してアスペリティをどこに置いたらいいかわ

ことができる。普段は料理を作ったことがないかる。それがわかると地震動が計算できる。地人でもレシピさえあればできるわけである。地

震動の評価結果は、マグニチュードを与えたと

震動予測も同じ情報なら同じ結果にならないときの震源断層からの距離と最大加速度の関係でおかしい。そうしたかたちでないと実際には防あるとか、距離と最大速度の関係など、経験

災に役立たないと思い、強震動予測のためのレ的な距離減衰式と比較して検証することができシピを提案した。

る。

それでレシピはどのように作るか。これは専この方法は、活断層調査で地震発生の確率が門的になるが、例えば断層の長さと幅を掛ける

高いことが分かった断層に対して、震源断層をと面積が出る。断層の面積がわかると断層がど特定して地震動を予測するために、地震調査委

れくらいの大きさかということがわかる。そう員会が用いているものである。震源断層のモデ

すると全体の面積から地震のモーメントがわか

ルとしては、必ずしもこのモデルが確実に起こる。断層の長さと幅から面積がわかって、マグる保証はないので、いくつかのモデルで計算をニチュードがわかって、そのあと強震動計算をする方法をとっている。

するために必要なパラメータが順番に決まっていく。

中央防災会議も、例えば東海地震に対して過去の評価結果の見直しにこの方法を用いて地震

もう１つ重要なことは、これまで断層面は１

動予測の再評価を行っている。この結果を基に枚が一様に動くと考えられていたが、それだけ強化地域の見直しも行った。さらに、東南海地ではなく断層面の中に微細な構造を考える必要

震、南海地震にも適用して地震動の予測を行い、があることである。断層の中に、大きな揺れを推進地域の指定に利用している。

生じる場所アスペリティがあるが、そのアスペ

図７は中央防災会議が行った東海地震・東南

リティの面積と全体の面積の割合からアスペリ

海地震・南海地震に対する被害予測である。こティの応力降下量というのがわかる。これが非れらの巨大地震が起きたならばどの程度被害が常に重要なパラメータになる。そういうものがでるかを評価するには、はじめに地震動予測をどのようにしたら定義できるか理論的にもわか行い、それを基に種々の構造物・施設の被害予っている。だから活断層の調査結果から断層面測を行い、その結果に基づいて、備蓄がどの程

34

技術と経済2008.9�������������
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図６

糸魚川・静岡構造線断層帯の調査結果

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図７

想定南海トラフ地震による被害予測35

第 36 回技術予測シンポジウム講演録

度必要かなどの防災対策に関する情報が得られが必要とされている。

る。東海地震・東南海地震・南海地震が起こっ

まずこの地震がどのような地震であったか、

たら、建物が倒壊する可能性、斜面が崩壊する

揺れはどうだったか、この地震の揺れは再現可

可能性、火災が発生する可能性など、直接的被能なのかについて、お話させて頂く。

害による経済的被害、さらに波及効果による間

図８に示すように、この地震が起きた場所は接的な被害予測も全て試算して発表している。

日本海東縁のひずみ集中帯の延長上にあり、地こうした被害予測評価の基となる地震動予測に震発生の可能性が一番高い地域の１つであっ先ほど述べたレシピが使われている。

た。過去にもこの歪み集中帯では日本海中部地
震とか北海道南西沖地震など大きな地震が起こ

５．2007 年新潟県中越沖地震と原子力発電所っている。こうした歪み集中帯ではいろいろな地形調査から活褶曲という地形が生まれる。今こうした 1995 年兵庫県南部地震以後の地震

回の地震の震源域は褶曲と褶曲の間にある。図

動予測研究の進展を背景に、原子力施設の耐震

９の地図をご覧頂くとわかるが、このように活安全性の向上のため原子力発電所の耐震指針の断層が縦（南北方向）にたくさん並んでいるの見直しの検討がなされ、2006 年 9 月に指針のは、このあたりは褶曲構造が発達しているため改訂がなされた。ところが改訂指針に対して原である。地震が起こりやすいところは、通常原子力発電所のバックチェックが行われようとし

子力発電所は建てないようにしている。しかし、ていた矢先に中越沖地震が発生した。この地震

なぜここに建てられたかというと、このようなは柏崎刈羽原子力発電所のすぐそばに起こり、活断層の分布を見ると、ちょうど発電所が建て極めて強い地震動が原子力発電所の本体を直撃られた場所は活断層帯と活断層帯の谷間になっした。原発の耐震安全性の観点から新指針がこていて、地表だけを見ると活断層から最も離れのような地震に対して有効かどうか詳細な検証ているように見える。地表の情報からだと、地図８36新潟県中越沖地震

技術と経済図９2008.9中越沖地震の余震域と活断層の分布

震を引き起こす活断層から最も遠いところに位向かって深くなり柏崎刈羽原発のすぐそばまで置しているように見える。おそらく、このよう達していた可能性があるということである。逆な地表の活断層の分布からサイトが選ばれたの断層だから、動きとしては陸側の面が上に持ちではないだろうか？

しかし、こうした活断層

上がったようなかたちと考えられている。GPS

の分布は単に地表だけの情報であって、地下のや SAR など地殻変動の観測結果を説明するに部分はわからない。
それが大きな問題であった。

は震源断層の北部ではそれに直行する面も考慮

今回の地震と、そのあとの余震分布から、こする必要があることも指摘されている。

の地震の震源断層は南東傾斜の逆断層で、震央断層がどうであったかだけでは柏崎刈羽の問と書かれている地点が破壊の開始点となって、題は論じられない。柏崎刈羽で地震動が大きか

そこから破壊は柏崎刈羽の方向に向けて進んだ

ったことは事実だが、なぜ大きかったのかは震ことが分かってきた。

源の影響か、それとも近くの地盤の効果か、そこの地震は海域で起こったため、事前の震源

れとも震源から原子力発電所の敷地までの伝播

域付近の地下構造の情報が不正確で、余震の震経路の地下構造によるものかを調べる必要があ

源の決定精度が悪くて、地震発生直後は震源断る。図 10 に示されるように、地表で観測され層面が南東傾斜か北西傾斜かすぐにはわからなた地震動の最大加速度は経験的距離減衰式（司・

かった。これまでの陸域で起こった地震では、

翠川，1999）にほぼ従っている。しかしなが余震は震源断層に沿ってほぼ線状に並ぶが、今らばらつきがある。通常、ばらつきの理由は固回の地震では余震が当初団子状に起こっているいところで採れると小さいし、柔らかいところ

ように見えた。

で採れると大きいということで、こうしたばら

地震後、震源域の海底に海底地震計（OBS）

つきは当たり前である。この経験式自体も平均を置いて地下構造を再決定し、それを用いて余値とそれに対するばらつきというかたちで表現

震の震源を決め直すと、余震が主として南東傾されているくらいだから、このばらつきの１シ

斜の断層面に沿って分布していることが分かっグマの間にほぼ収まっている限り、この地震のてきた。すなわち、この地震の震源断層は陸に

強震動は普通の大きさということになる。とこ37

第 36 回技術予測シンポジウム講演録

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図 10

本震記録と距離減衰式との比較

ろが震源域近くの柏崎刈羽原発での地表の最大適モデルを求めた。その結果、３つのアスペリ

加速度は経験式に比べて顕著に大きい。なぜ柏ティを考えると、非常に良い再現ができること、崎刈羽では大きいのか？

および１号機の基礎版で記録された最も大きな

そういうことを知るためにまず震源がどう

加速度（680 ガル）のパルス波は敷地の西方か。この地震の強震動記録の特徴の１つとして

約 10km にあるアスペリティ 3 からのものとは、どこでも２つないし３つの顕著なパルスが考えられることがわかった。

見られることである。このようなパルスはたい

経験的グリーン関数法というのは、観測されていアスペリティに対応するとわかっており、た余震を使うので、余震自体が震源の性質だ

パルスの場所からアスペリティの場所を決める

けでなくて観測点近くの構造の影響を受けていことができる。もう１つ重要なのは、柏崎刈羽る。適切な震源モデルを設定して適切な余震記

発電所には、７基の原子炉が１キロぐらいの範録を用いると、柏崎刈羽の観測記録が極めてよ囲にあることである。７基の原子炉の基礎版はく再現できることから、柏崎刈羽で大きな地震

地中の岩盤の上に設置されており、そこで地震動が記録された原因として、やはり地下構造の記録が得られている。その記録を比較すると各影響が一番大きいと考えられる。この付近の層

パルスの到着時刻の差と振幅の変化からどの方構造がどうなっているかを詳しく調べると、震向から来たかがわかる。

源域付近から柏崎刈羽に向けて地下の構造が浅

これらの情報を基に、余震の記録を使って本くなっていることがわかる。そうした地下構造

震を合成する方法、経験的グリーン関数法といのところでは、図 11 に示されるように波が集う方法で、本震の震源モデルを仮定して強震動まってくるフォーカッシングの性質を持つことの計算と観測を比較することで、この地震の最

が分かる。

38

技術と経済2008.9次に、原子力発電所の耐震安全性に関して、的な調査が可能ならば、今回地震を引き起こし新潟県中越沖地震に関わる問題点は何かについた活断層を特定して、地震動を予測できることて議論する。

になる。しかしながら、柏崎刈羽の１号機から

１つは「今回の地震に関係する活断層は事前に特定可能だったか？」である。

７号機までの建設時に明らかに考慮すべき活断層を見逃していた事実は重く受け止める必要が今回の地震の震源断層を延長すると、申請の時点の書類にも記載されていた FB 断層に関係ある。安全審査の在り方についても今後検討が必要とされている。

していた可能性が高いとがわかってきた。しかあともう１つ重要な点は、設計上で想定されし、申請の時点ではこの断層はそれほど重要視ていた地震動を 2.5 倍も上回る地震動が記録さされていなかった。旧指針の下での安全審査でれたが、重要構造物については今のところ原子は必ずしもこの断層を考慮すべき断層と見なし

力安全・保安院や IAEA の調査でも大きな被害ていなかった。その後の海底の活褶曲の分布の調査が進み、専門家から FB 断層は活断層とし�������������������(�����������

て考慮すべきという指摘がなされ、東京電力は
FB 断層を活断層と認定して地震動の計算も行っていた。ところが、地震動の計算のための震源断層を FB 断層の直下に鉛直断層を設定して、従来の方法である大崎スペクトルを用いて地震動評価を行ったため、地震動が過小評価されていたことが分かった。このことは、例え活断層を認定しても震源断層が適切に設定されなければ地震動評価は適切にできないという重大な問
題を突きつけている。
２つは、今回の地震の後で、地形地質の専門家が東電の申請資料を再解析して認定した FB

図 11

断層の位置は、地震の後の余震分布に加えて、フォーカッシング効果

音波探査や反射法探査など詳細な調査で決定した震源断層とはよく対応�������������������

行われた安全審査に問題があったことを示唆していると考えられる。
今回の指針改定の中では、 図 12 に 示 す よ う に
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球物理学的な詳細な調査に基づき、活断層を認定

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し、さらに震源断層を適

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切にモデル化して、従来行われていた応答スペク
トルによる方法だけでなく、断層モデルに基づい����������
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て地震動評価を行うことが明記されている。理想図 12

新指針による設計用基準地震動の策定方法
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第 36 回技術予測シンポジウム講演録

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The shear force in the reactor building caused by Chuetsu-Oki Earthquake���
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Reactor Building

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Chuetsu-Oki
Earthquake

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Earthquake was as same level as the seismic force or a little
stronger. Considering Horizontal load-carrying capacity, there
is sufficient seismic margin for Chuetsu-Oki Earthquake”.

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Rigidity evaluation of the support walls besides the bearing walls

図 13

中越沖地震による原子炉建屋のせん断力は確認されていない。このこと自体は良しとしして静的に決めた地震力が基準地震動から決めても、実際には放射能漏れなどに繋がる重要構

た動的地震力を上回っていた。そのため、設計造物は被害がなかったといっているだけで、原用地震力はほぼ静的地震力で決まっていた。設

子炉施設内にある一般的な構造物である施設は計のとき考慮されていない耐震壁や補助壁を考

大きな被害を受けていることも事実である。そえて、中越沖地震による原子炉建屋のせん断力

れは原子力の被害としてはカウントされない。

を評価すると、原子炉建屋の設計用地震力をやそのために今回の地震は国際基準でいうと被災や上回るが、保有水平体力に対しては大きな余

度はゼロマイナーというレベルになる。一般構

裕があったという結果になっている。

造物の被害が重要構造物へ波及しないかどうか
今後さらなる検討が必要とされてる。

重要構造物の設計では、これまでは大きな祐度を持たせて設計されていたことが設計値を大

大きな揺れに襲われたけれども被害は少なか幅に超える地震動に襲われてもほとんど損傷をった、少なくとも重要構造物に損傷がなかった

受けなかった原因と考えられている。原子炉が理由は、図 13 に示されるように祐度をもって設計レベルに対してどの程度の祐度を持てるか設計されていたということに尽きると考えられについて定量的な評価方法を確立する必要があ

る。

ろう。

実際にいろいろな設計をする場合、先ほど述べたように検討用地震に対して揺れを評価（いりくら

こうじろう）

する、これは動的に決めた地震動のレベルで、設計にはそれ以外に建築基準法の３倍の静的な※尚、本稿は、2008 年 4 月 18 日に開催され地震力も考える。図 13 に示されるように、柏た第 36 回技術予測シンポジウムの講演内容

崎刈羽の１号機の場合には建築基準法の３倍とを要約し、取り纏めたものです。

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