新潟中越地震

主な強震観測点のサイト情報
九州大学大学院人間環境学研究院

川瀬博

本地震以前の２００２年６月までの観測地震動を用いて、これまで防災科学技術研究所の K-NET および KiK-Net、および気象庁敷設の震度計ネットワークの各観測点のサイト特性（地震基盤に対する各点の相対増幅率で水平２成分の RMS 値）をスペクトル分離手法により分離している。また K-NET および KiK-Net 観測点については、観測サイト特性をターゲットに公表されているボーリング情報を拘束条件として、それ以深の S 波速度構造を同定している（川瀬・松尾, 2004a; 川瀬・松尾, 2004b）。以下はそのうち、新潟県の震源域付近のサイト特性についてまとめたものである。同定の結果は満足のいくものではなく現在再解析中であるが、今後の解析の参考にしていただければ幸いである。なお上述のように、これらのサイト特性算定には今回の地震の記録は含まれておらず、しかも過去の記録のうち 200Gal 以下の記録に限って解析した結果であり、本震の際には地盤の非線形性により異なった特性となっていたものと考えられるので、その点留意されたい。
１）K-NET 観測点
K-NET 観測点としては新潟県内には２８点が敷設されている。表 1 にその観測点リストを示す。ここで震源域に近い観測点は NIG017(長岡・千手小)、NIG019(小千谷・小千谷小)、
NIG020(小出)、NIG021(十日町)である。以下この４地点でのサイト特性と理論増幅率を示す。
図 1 は NIG017 地点での分離解析によって求めたサイト特性（黒い細線）と、K-NET サ
イトで実施されたボーリング結果だけに基づいて求めた S 波の理論一次元地盤増幅率（赤い太線）、および分離されたサイト特性をターゲットにボーリング結果の構造の最下層の層厚とその下の３層の S 波速度と層厚を逆算した場合の S 波の理論一次元地盤増幅率（青い太線）を示す。観測サイト特性には１Hz、３Hz、5Hz、7Hz に明瞭なピークが見られ、その倍率は１０倍もしくはそれ以上となっている。表層２０ｍまでのボーリング調査の結果だ け で は 最 も 増 幅 の 大 き な 7Hz の ピ ー ク だ け し か 説 明 で き な い が 、 そ の 最 下 層(Vs=330m/sec)の層厚を１２ｍとし、その下に Vs=720m/sec の層を仮定することなどにより、図１の青い太線が示すように観測サイト特性をよく説明することができる。この地点
での地震基盤(S 波速度で 3.0km/sec 以上の層)までの深さは 320ｍと得られた。同定された速度構造を図 2 に示す。横軸は S 波速度(m/sec)、縦軸は深さ(m)である。なおボーリングデータのある層についてはそれを尊重し一切修正していない。

表１

新潟県の K-NET 観測点

Code名称北緯東経

標高NIG001

岩谷口

38.2555

138.4369

6NIG002

両津38.0716

138.443

1NIG003佐和田

37.9947138.3258

4NIG004

小木37.8175

138.2827

40NIG005

松ヶ崎

37.9175

138.5013

4NIG006

寒川

38.4472

139.4994

6

NIG007村上

38.2272

139.4897

8NIG008

中条

38.05

139.4088

23NIG009

新発田

37.9477

139.3408

11

NIG010新潟

37.9116139.014

6

NIG011

新津

37.7983

139.1475

7

NIG012鹿瀬

37.6833

139.4805

68

NIG013

巻37.7608

138.8866

7

NIG014三条

37.638138.9591

9NIG015

村松

37.6905139.1919

34

NIG016

寺泊

37.6391138.7708

32

NIG017長岡

37.4386

138.8463

22

NIG018柏崎37.3694138.561110NIG019

小千谷

37.3027138.79352

NIG020小出37.2302138.9652

93

NIG021

十日町

37.125138.75147

NIG022塩沢

37.0333138.8494

182

NIG023津南

37.0116138.6561

241

NIG024安塚

37.1238

138.447280

NIG025直江津

37.1577138.2266

11

NIG026

新井

37.0197138.2538

70

NIG027糸魚川37.0205137.8655

106

NIG028長岡

37.4231138.8894

0Observed

Inverted

K-NET

100

NIG017

Amplification

1010.1
0.1

1

10100

Frequency (Hz)NIG017(長岡)のサイト特性と理論増幅特性

図１01000

2000

3000

4000

0100

200

300

400

NIG017500

図2NIG017(長岡)で同定された S 波速度構造

図３・図４には同じく NIG019(小千谷)のサイト特性とその理論増幅率、および S 波速度構造を示す。NIG019 の場合にはピークの幅が広く、同定モデルはあまりうまく観測を説明できていない。基盤も浅く求まっているが 1 秒のピークが説明できておらず、実際はもっと深いものと推察される。
Observed

Inverted

K-NET100

NIG019Amplification

1010.10.1

110100Frequency (Hz)NIG019(小千谷)のサイト特性と理論増幅特性

図３01000

2000

3000

4000

0100

200300400

NIG019500

図４NIG019(小千谷)で同定された S 波速度構造

図５・図６には NIG020 の、図 7・図 8 には NIG021 のサイト特性とその理論増幅率、および S 波速度構造を示す。小出は山間部に位置するが信濃川支流の魚野川に近く、かなりの増幅が見られる。十日町も山間部ではあるが活褶曲にはさまれた場所に位置し、増幅は低振動数からかなり大きい。
Observed

Inverted

K-NET100

NIG020

Amplification

1010.10.1110100

Frequency (Hz)

図５0NIG020(小出)のサイト特性と理論増幅特性
1000

2000

3000

4000

0100200300400

NIG020500

図6NIG020(小出) で同定された S 波速度構造

Observed

Inverted

K-NET

100

NIG021

Amplification

1010.10.1110100

Frequency (Hz)図 7 NIG021(十日町)のサイト特性と理論増幅特性

01000

2000

3000

4000

0100200300400

NIG021500

図 8 NIG021(十日町) で同定された S 波速度構造

２）KiK-Net 観測点
KiK-Net 観測点としては新潟県内には 19 点が敷設されている。表 1 にその観測点リストを示す。ここで震源域に近い観測点は NIGH01(長岡)および NIGH12(湯乃谷)である。以下この２地点でのサイト特性と理論増幅率を示す。ただし NIGH01 についてはボーリング調査結果がなく、速度構造の同定はできていない。

表 2 新潟県の KiK-Net 観測点

Code

名称

北緯東経

標高

深度

NIGH01長岡

37.4242138.8908

85100

NIGH02朝日

38.2769

139.5519

34105

NIGH03

荒川

38.1297139.4322

6221

NIGH04関川

38.1283

139.5461

78100

NIGH05聖籠37.9731139.2819

9147

NIGH06

加茂37.6497

139.0708

30100

NIGH07

村松

37.6628

139.2642

75106

NIGH08津川

37.6678

139.4681

68300

NIGH09下田37.5356

139.1311

93100

NIGH10上川37.5408

139.3681

218100

NIGH11

川西37.1697

138.7472

165205

NIGH12

湯之谷

37.2208

138.9853

110110

NIGH13

牧37.0514

138.3997

230100

NIGH14塩沢

37.0272

138.8553

185387

NIGH15六日

37.0503138.9983

358

100

NIGH16糸魚川36.9347137.8511

149

100

NIGH17妙高高原

36.8539138.0997

1305

150

NIGH18妙高

36.9394138.2625

240110

NIGH19湯沢

36.8083138.7881

985100図９に NIGH01(長岡)の分離されたサイト特性を示す。この図を図 1 の K-NET 長岡と比較するとこちらの方が増幅率が小さいことがわかる。これは KiK-Net 観測点は同じ長岡でも東側の丘陵地帯に設置されているためと考えられる。図 10 には NIGH12(湯乃谷)のサイト特性とその理論増幅率を示す。
Observed

Inverted

K-NET100

NIGH01

Amplification

1010.10.1

110100Frequency (Hz)

図9NIGH01(長岡)のサイト特性
Observed

Inverted

K-NET100

NIGH12

Amplification

1010.10.1

110100Frequency (Hz)図 10 NIGH12(湯乃谷)のサイト特性と理論増幅特性図 11 には同定で得られた NIGH12(湯乃谷)の S 波速度構造を示す。山間部の観測点であり、かなり速度が高いことは確かであるが、基盤に達するまでには 200m 近くかかり、第三紀層あるいは基盤の風化層が厚いことを示唆している。

01000

2000

3000

4000

0100200300400

NIGH12500

図 11

NIGH12(湯乃谷) で同定された S 波速度構造３）気象庁震度計ネットワーク
気象庁の震度計ネットワークは県別となっていないので新潟県だけの観測点リストを作成することはなかなか困難である。緯度・経度からざっと探したリストを表 3 に示す。このうち、震源域の観測点は 90F(六日町)、530(長岡市幸町、長岡市役所)、および 532(小千谷市城内、小千谷消防署)であるが、長岡市役所については 2002 年 6 月までのデータを用いた解析では十分な記録が得られていなかったためサイト特性は分離されていない。
図 12 には六日町と小千谷市城内のサイト増幅特性を示す。JMA はボーリングデータがないので地盤構造の同定は行っていない。このサイト特性を見ると、小千谷市城内では2.2Hz で約６０倍もの増幅があり、K-NET の NIG019 サイトよりも大きな増幅があることがわかる。また六日町では山間部でありながら１秒付近が卓越し、高振動数成分が減少する堆積層上の観測点のような特性を示していることがわかる。

表 3 気象庁震度計の新潟県内の観測点リスト

Hex Code

Code

観測点住所

緯度経度

53141329 糸魚川市一の宮

37° 02.2137° 52.0

90F42319 六日町伊勢町

37° 03.7138° 52.7

E1C47612 上越市大手町

37° 06.3

138° 15.053241330 小千谷市城内

37° 18.6

138° 47.7

53041328 長岡市幸町

37° 26.0138° 50.5

8B342227 船引町船引37° 26.3

140° 34.4

90D

42317 村松町大手通

37° 41.4

139° 10.6

90E42318 巻町巻

37° 41.5138° 53.5

52F41327 新津市程島

37° 47.1

139° 07.0

E1447604 新潟市幸西

37° 54.6

139° 03.1

E1247602 新潟相川町三町目

38° 01.6

138° 14.6

90C

42316 中条町新和町

38° 03.4

139° 24.8

52E41326 村上市塩町

38° 13.5139° 28.7

小千谷市城内六日町

100

気象庁震度計Amplification

1010.1
0.1

110Frequency (Hz)図 12 気象庁震度観測点のサイト特性

100

参考文献
川瀬博・松尾秀典：K‑NET, KiK‑Net, JMA 震度計観測網による強震記録から分離したサイト増幅特性と S 波速度構造との対応, 日本地震工学会論文集, 第 4 巻, 第 4 号,
126‑145, 2004.
川瀬博・松尾秀典：K‑NET, KiK‑Net, JMA 震度計観測網による強震動波形を用いた震源・パ
ス・サイト各特性の分離解析, 日本地震工学会論文集, 第 4 巻, 第 1 号, 33‑52,2004.