洋上風力事業
欧州における海底地盤調査に関する海外動向調査
技術報告書－ 本文 －

2024 年 3 月 31 日

（独）エネルギー･金属鉱物資源機構
洋上風力発電事業部

略語集
略語

英語

AL

Atterberg Limits

日本語アッターベルク限界(液性限界と塑性限界)

API

American Petroleum Institute

アメリカ石油協会

ASTM

American Society for Testing and Materials

米国試験材料協会

AUV

Autonomous Underwater Vehicle

自律型無人潜水機

BIMEP

Biscay Marine Energy Platform

ビスケー海洋エネルギープラットフォーム

BOEM

Bureau of Ocean Energy Management

米国海洋エネルギー管理局

BS

British Standards

英国規格

BSH

ドイツ連邦海事水路庁

CfD

Federal Maritime and Hydrographic Agency
European Committee for Standardization(Comité Européen de Normalisation)
Contract for Differences

CNS

Constant Normal Stiffness

垂直剛性一定直接せん断試験

CPT

Cone Penetration Test

CPTU

Piezocone Penetration Test

電気式静的コーン貫入試験
間隙水圧測定を伴 う電気式コ ーン貫入試
験．PCTP と同義

CRS

Constant Rate of Strain

定ひずみ速度荷重圧密試験

CSS

Cyclic direct simple shear test繰返し単純せん断試験

CTX

Cyclic triaxial test

繰返し三軸試験DD

Detailed Design

詳細設計

DESNZ

Department for Energy Security and Net Zero

英国エネルギー安全保障・ネットゼロ省

DHCPT

Downhole Cone Penetration

ダウンホール方式コーン貫入試験

DIN

Deutsches Institut fur Normung

ドイツ規格協会

DNV

Det Norske Veritas

ノルウェーに本部を置く国際認定登録機関

DSS

Direct Simple Shear

単純せん断試験

EC

Eurocode

ユーロコード

EIA

Environmental Impact Assessments

環境影響評価FEED

Front End Engineering Design

基本設計

FEP

Site Development Plan

サイト開発計画

CEN

欧州規格委員会
差金決済契約FLOWMIS Floating Offshore Wind Manufacturing Investment Scheme

浮体式洋上風力発電投資スキーム

FS

Feasibility Study

実行可能性調査

GIS

Geographical Information System

地理情報システム

GWEC

Global Wind Energy Council

HEREMA

Hellenic Hydrocarbons and Energy Resources Management

IEA

International Energy Agency

世界風力会議ギリシャヘレニック炭化水素エネルギー資
源管理
国際エネルギー機関

IHO

International Hydrographic Organization

国際水路機関IL

Incremental Loading Consolidation Test

段階的載荷による圧密試験

IPTO

Independent Power Transmission Operator

独立系統運用機関

ISO

JETRO

International Organization for Standardization
国際標準化機構
International Society for Soil Mechanics and Foundation
国際土質基礎工学会
Engineering
International Society for Soil Mechanics and Geotechnical 国際地盤工学会
Engineering
Japan External Trade Organization
日本貿易振興機構

JGS

The Japanese Geotechnical Society

公益社団法人 地盤工学会

JOGMECJapan Organization for Metals and Energy Security

独立行政法人エネルギー金属鉱物資源機構

L/D

Length to Diameter

長さと直径の比ISSMFE
ISSMGE

略語

英語

日本語

L/D

Length to Diameter

長さと直径の比MARAMaritime Area Regulatory Authority

アイルランド海洋地域規制局

MBES

Multibeam Echo Sounder

マルチビーム音響測深

MPE

Ministry of Petroleum and Energy

ノルウェー石油エネルギー省

MSCL

Multi Sensor Core Logger

マルチセンサーコアロガー

NVE

Norwegian Water Resources and Energy Directorate

ノルウェー水資源エネルギー総局

OECDOrganisation for Economic Co-operation and Development

経済協力開発機構

PCPT

Piezocone Penetrometer Test

間隙水圧測定を伴う電気式コーン貫入試験

PINS

The Planning Inspectorate, UK

英国計画審査庁

PLI

Point Load Index

点載荷試験(ﾎﾟｲﾝﾄﾛｰﾄﾞｲﾝﾃﾞｯｸｽ)

PRE-FEED Preliminary-FEED

概念設計(基本設計の一部)

RBINSRoyal Belgian Institute of Natural Sciences

ベルギー王立自然科研究所

ROV

Remotely Operated Vehicle

遠隔操作型無人潜水機

RTE

フランス送電網

SBESElectricity Transmission Network of France
The Netherlands Energy Agency(Rijksdienst voor Ondernemend Nederland)Electricity Transmission Network of France
The Netherlands Energy Agency(Rijksdienst voor Ondernemend Nederland)Single Beam Echo Sounders

SBP

Sub-bottom Profiler

サブボトムプロファイラー

SCPT

Seismic Cone Penetration Test

サイスミックコーン貫入試験

SPTStandard Penetration Test

標準貫入試験

SRB

Sulphate Reducing Bacteria

硫酸還元細菌

SSS

Side Scan Sonar

サイドスキャンソナー

SUT
TCPT

Society for Underwater Technology
Thermal Cone Penetration Test

海洋技術協会
温度コーン貫入試験

TLP

Tension Leg Platform

テンションレグプラットフォーム

TSO

Transmission System Operator

送電事業者

UCS

Unconfined / Uniaxial Compressive Strength Test

一軸圧縮試験

UHR

Ultra High-Resolution

超高解像度(超高分解能)音波探査

UK

United Kingdom

英国

UU

Unconsolidated Undrained Triaxial Compression Test

非圧密非排水三軸圧縮試験

UXO
Vp

Unexploded Ordnance

不発弾

Primary velocity

P 波速度

Vs

Secondary velocity

S 波速度

WFO

World Forum Offshore Wind

洋上風力世界フォーラム

WINSON

Wire Line Sounding

ワイヤーライン式サウンディング装置

WIP

Wire Line Push

ワイヤーライン式貫入試験

XCT

X ray Computer Tomography

X 線コンピュータトモグラフィ

XRD

X-ray Diffraction

X 線回折

RVO
RTE
RVO

オランダエネルギー庁
フランス送電網
オランダエネルギー庁
シングルビーム音響測深＜目次＞
1. はじめに ......................................................................... 1
1.1 国内外のエネルギー自給率の現状 ................................................ 1
1.2 世界の洋上風力発電の現状と日本の対応 .......................................... 1
1.3 日本と欧州の地形･地質環境の違い ............................................... 2
1.4 海外動向調査の概要 ............................................................ 3
2. 欧州各国における洋上風力発電開発に係る制度 ....................................... 4
3. 欧州における着床式／浮体式風車の設計のための地盤調査 ............................. 6
3.1 洋上風力発電事業の調査過程における地盤調査の位置付け ......................... 6
3.2 設計段階と実施する地盤調査の概要 .............................................. 6
3.3 着床式風車の基礎の設計に求められる地盤調査の概要 .............................. 8
3.3.1 物理探査 .................................................................. 8
3.3.2 地盤工学的調査(現地調査) .................................................. 9
3.3.3 地盤工学的調査(船上試験・室内試験) ....................................... 12
3.4 着床式風車の基礎の形式と地盤調査 ............................................. 15
3.4.1 重力式基礎 .............................................................. 16
3.4.2 杭基礎（モノパイル） ..................................................... 16
3.4.3 杭基礎（ピンパイルジャケット） ........................................... 16
3.4.4 サクションバケット ....................................................... 17
3.5 浮体式風車の設置に求められる地盤調査の概要 .................................. 19
3.5.1 要求される地盤調査項目 ................................................... 19
3.5.2 物理探査 ................................................................. 20
3.5.3 地盤工学的調査 ........................................................... 20
3.6 浮体式風車の係留形式と地盤調査 ............................................... 21
3.6.1 重力式アンカー ........................................................... 22
3.6.2 ドラッグ式アンカー ....................................................... 22
3.6.3 パイルアンカー ........................................................... 23
3.6.4 サクションアンカー ....................................................... 23
4. 欧州における洋上風力発電事業の事例 .............................................. 26
4.1 英国、ハイウインド・スコットランド（Hywind Scotland） ........................ 26
4.2 着床式洋上風力発電 ........................................................... 29
4.3 浮体式洋上風力発電 ........................................................... 31
5. 浮体式洋上風力発電における地盤調査の課題 ........................................ 33
5.1 各調査段階の適切な調査仕様の設定 ............................................. 33
5.2 設置する水深の制約 ........................................................... 33
6. 欧州における浮体式洋上風力発電の今後の見通し .................................... 36
6.1 現状発電容量目標および現在進行中のプロジェクト（連続的･計画的な将来案件） .... 36
6.2 市場の見通しおよび課題 ....................................................... 41
7. 日本における洋上風力発電事業での海底地盤調査 .................................... 39
7.1 調査の流れ ................................................................... 39
7.2 調査項目 ..................................................................... 41
7.3 室内土質・岩石試験 ........................................................... 41
7.4 設計用地盤定数の例 ........................................................... 42
7.5 セントラル方式における浮体式を想定した海底地盤調査について ................... 44
8. まとめと今後の課題 .............................................................. 48
参考文献 ........................................................................... 50

1. はじめに1.1 国内外のエネルギー自給率の現状
2020 年以降の気候変動問題に関する国際的な枠組み、パリ協定を受けて、現在日本は「2050年カーボンニュートラル」の達成に取り組んでいる。ここで、日本は産業界の省エネルギー化、省エネルギー型製品の開発によって、世界でもトップクラスのエネルギー利用効率を誇る。しかし、1 人当たりの電力消費量は主要国のうちで第 4 位という電力消費大国で、世界平均の約 2.6 倍の電力を消費している。このように、日本は先進工業国でエネルギーを多く消費するにもかかわらず、エネルギー資源に乏しくそのほとんどを輸入に頼っている。近年、資源国の政情不安や新興国の台頭により資源獲得競争が激化しており、将来、安定的な資源の確保が脅かされる可能性が大きい。
資源エネルギー庁の調査によれば、2019 年度の日本のエネルギー自給率は 12.1％で、他のOECD 諸国と比べて低い水準である（図 1.1-1）。そのため、エネルギー自給率の向上、地球温暖化防止の視点から、再生可能エネルギーへの期待が高まっている。特に海に囲まれた日本では、
洋上風力発電の導入が再生可能エネルギー比率向上の切り札の１つと考えられている。

図 1.1-1 2020 年の主要国の一次エネルギー自給率：OECD36 カ国中の順位（出典：IEA「World Energy Balances
2021」の 2020 年推計値、日本のみ資源エネルギー庁「総合エネルギー統計」の 2020 年確報値）

1.2 世界の洋上風力発電の現状と日本の対応
風力発電は、近年、風車の大型化等により国際的に発電コストの低下が進んでいる。世界の風力発電設備容量は、2022 年末時点で 842GW、そのうち洋上風力発電の設備容量は累積で 64GWとなり、風力発電全体に対する洋上風力が占める割合は累積で約 6.8%となっている（図 1.2-1）。
日本は欧米諸国に比べると風力発電の導入は遅れているが、陸上風力発電は 2000 年以降導入件数を伸ばしている。日本の 2022 年末時点における風力発電設備容量は累積で 4.8GW である。
一般的に、洋上は陸上に比べて風況がよく、また機材の運搬や周辺の障害物等を考慮する観点
からも、陸上より大きな風車を建設することが可能であるため、国土が狭く、海に囲まれた日本
においては大量導入が期待されている。洋上風力発電は、先行導入している欧州や急成長している中国を中心に急拡大している。日本では、2022 年に国内初となる商業規模の大型案件の稼働が開始され、発電設備の建設･操業を通じた地域振興や新たなサプライチェーンの構築といった経済波及効果が期待されている。

1

陸上全導入率（%）
Rest of world 17%
Sweden 2%
UK 2%
Canada 2%
France 2%
Brazil 3%

洋上全導入率（%）

陸上累計

洋上累計
China 49%

Rest of world 9%
Denmark 4%
Netherlands 4%Germany 13%

841.9 GW

64.3 GW

Spain 4%
India 7%
Germany 7%
US 17%

UK 22%GWEC: Global Wind Report 2023

図 1.2-1 世界の陸上･洋上別洋上風力発電容量（2022 年時点；累計）（出典：Global Wind Energy Council “GWEC Global Wind Report 2023”）

日本政府は、案件形成の初期段階から政府が主導的に関与する仕組みである「日本版セントラル方式」において、自治体からの情報提供を基に、洋上風力発電に適した区域を｢促進区域｣として指定し、公募により当該区域の発電事業者を選定する方式を採用することにした。そして、2022 年の JOGMEC 法改正により、JOGMEC が発電事業の検討に必要な初期段階の調査を代表して実施することになった。その調査結果を事業者へ提供することにより、調査の重複実施の弊害を解消するとともに、案件形成の効率化と加速を図っていく計画である。
日本周辺海域は欧州（北海など）と異なり、海底地形が沖合に向かって急激に深くなり、着床式に適した海域が少ないため、日本政府は浮体式の案件も推進している。世界の浮体式洋上風力発電の展望を図 1.2-2 に示す。2032 年度までに世界全体の設備容量で累計 26.1GW が計画されている。

図 1.2-2 世界の浮体式洋上風力発電の展望（2022-2032）
出典：GWEC “Global Offshore Wind Report 2023”

2

1.3 日本と欧州の地形･地質環境の違い
図 1.3-1 (a)に日本と英国周辺の海底地形を示す。同図の深緑色で示す海域が大陸棚の範囲を示している。これより、洋上風力事業に適した大陸棚の面積は、欧州と比べて日本周辺は極めて狭いことが分かる。日本列島と欧州の地質概要を図 1.3-1 (b)に示す。
(a)(b)

図 1.3-1 日本と欧州の地形･地質の比較(a)日本およびイギリス周辺の大陸棚（川村, 2023），(b)日本列島と欧州の地質（全国地質調査業協会連合会），日本の地質は、赤色系統の火成岩をはじめとする火山岩類および堆積岩類がモザイク状に分布する上、多くの断層や活火山も存在する。一方、欧米の海域は、同じ時代の地質ユニットが広く分布し、断層が少なく、地質構造も単調で、安定した大陸地塊を形成している。

日本のような活動的縁辺域の浅海域には、活断層、液状化、海底地すべりなどの地質災害リスクがあり、サイト選定や設計のための地質災害リスク評価が必要となる。川村ほか（2022）によると、海底地質リスクに関連して、その根源である大陸棚でのリスク発生源、すなわち海底地質
ハザードとして以下が挙げられる。
1）津波，暴風，洪水による突発的かつ大規模な海底浸食と砂の移動
2）潮流や海流による継続的な海底浸食と砂の移動
3）浅層域のガスや流体による海底地盤の不安定性
4）海底泥火山の突発的な噴火による堆積作用
5）風浪や地震などの振動による砂地盤の液状化
一方、北海周辺の海域に地震や火山活動に伴う海底の地質ハザードは殆どないと考えられることから、欧州の先行技術を取り入れつつ、日本独自の地質ハザード対策を考慮した海底地盤調査法が必要となる。

1.4 海外動向調査の概要
上記のエネルギー情勢と日本固有の地形･地質条件を鑑み、日本版セントラル方式での地盤調査の仕様を検討するため、洋上風力発電事業が先行している欧州における海底地盤調査に係る情報収集を行った。主要な調査項目を以下に記す。
・欧州各国におけるセントラル方式の制度および洋上風力発電事業の事例
・着床式風車の基礎の設計および浮体式風車の係留の設計に必要な海底地盤調査に関する技術動向（現地調査）
・着床式風車の基礎の設計および浮体式風車の係留の設計に必要な海底地盤調査に関する技術動向（室内試験）3

調査業務は応用地質株式会社（以下 OYO）に委託し、OYO は欧州の企業である Carbon Trust（CT）、Ramboll、Norwegian Geotechnical Institute（NGI）より情報収集を行った。本報告書ではこれらの 3 社から得た主要な情報を集約した。情報収集を行った企業の概要、調査内容、委託業
務期間を表 1-1 に記す。
表 1-1 情報収集を行った企業の概要･委託内容および委託業務期間
組織概要

調査内容

委託期間

Carbon trust
Ramboll
NGI
2001 年に英国で設立された独 1945 年に デン マー クで 設立さ れ 1953 年にノルウェーで設立された。
立法人。職員数約 300 名。英 た。17,500 人の職員が 35 カ国で各 地盤工学分野における独立研究セ国、オランダ、ドイツ、デンマーク 種事業を展開する。全世界の風力 ンターであり、主に、陸上および海のセントラル方式における政府 発 電 風 車 の 基 礎 の 設 計 の う ち 、 上のインフラ、環境、土質、自然災側の調査支援を行っている．
65％を Ramboll が実施している．
害分野で、調査およびコンサルティ
ング業務を提供している．
欧州各国におけるセントラル方 着床式風車の基礎および浮体式風 着床式風車の基礎および浮体式風式の制度
車の係留の設計に必要な海底地盤 車の係留の設計に必要な海底地盤
・欧州各国の洋上風力発電事業 調査に関する技術動向（主に現地 調査に関する技術動向（主に室内に係る調達方式
調査に係る内容）
試験に係る内容）・浮体式風車の設置水深・概念設計に必要な地盤調査項目 ・概念設計に必要な地盤調査項目
・浮体式風力発電事業における ・詳細設計に必要な地盤調査項目 ・詳細設計に必要な地盤調査項目
課題・浮体式風車の技術動向
2023 年 8 月 22 日～12 月 22 日 2023 年 8 月 22 日～12 月 22 日
2023 年 9 月 8 日～12 月 28 日

2. 欧州各国における洋上風力開発に係る制度
洋上風力発電事業は、海域やサイトの選定、サイトの調査、土地の賃貸借、許認可、送電網の許可、送電インフラの建設等、複数の段階から構成され、複数の利害関係者が関与する数年間におよぶ工程となる。欧州では、これらの工程を進める方法として「セントラル方式（政府･国家主導型）」と「非セントラル方式（開発者主体型）」の 2 つの制度がある。大半の国では、「セントラル方式」と「非セントラル方式」の中間的位置づけの「ハイブリッド方式」を採用している（表 2-1）。
欧州の 11 か国を対象に洋上風力開発発電事業の制度を調査した。その結果を表 1-1 に整理した。洋上風力開発の黎明期には、大半の国でセントラル方式と非セントラル方式が混在していた。
デンマーク、ベルギー、オランダなどでは、早期からセントラル方式を採用する傾向が強かった。
また、ドイツは 2021 年まで非セントラル方式を採用していたが、現在は入札のサイトを一元的に定めるなど、政府の係わりを強めている。デンマークは、現在、ハイブリッド方式を採用しており、政府主導で綿密なサイト調査を行う一方、送電網の設計や建設段階での承認取得は開発事業者主体で行っている。このように、各国の洋上風力産業が成熟するにつれ、非セントラル方式
からセントラル方式へとシフトしている。一方、英国やアイルランドは非セントラル方式を採用している。このうちアイルランドでは、政府が洋上風力発電開発候補地のゾーニングのみを行い、開発事業者は様々な許認可の取得や送電網の設計･建設の承認取得と並行して、サイトの選定と調査を行う形をとっている。

4

表 2-1 欧州の洋上風力開発事業における制度と特徴（Carbon Trust, 2023 より引用）
制度セントラル方式(政府･国家主導型)

非セントラル方式(開発事業者主導型)
ハイブリッド方式

特徴
政府または政府関連機関が事業の初期段階から関与し、サイトの選定、測量、送電網の許認可の取得等を行った上で、事業者への入札を実施する。よって、政府または政府関連機関が初期の開発リスクの大半を負うことになる。一方、開発事業者は、初期の開発リス
クは緩和されるが、用地選定や開発プロセスに対する管理権は制限される。
開発事業者が、事業の初期段階から、設計・建設、許認可取得、開発サイトの選定、調査、関係機関からの許認可取得などを行う。政府が負う開発リスクと初期費用は大幅に低減される。
サイト開発の責任を政府と開発事業者の間で分担する方式である。各国の状況や政府のリスク･管理の分担度によって制度は異なる。

表 2-2 欧州および日本の洋上風力発電開発事業における各段階の実施者（Carbon Trust, 2023 に追記）
区域の
ゾーニング

サイト選定

電力系統
確保

電力系統
連系

政府の
リスク

開発事業者の
リスク

オランダ

政府

政府

政府

政府

政府 / TSO

TSO

高い

低い

ドイツ

政府

政府

政府

BSH を通じ
開発業者

TSO

TSO

中程度

中程度

デンマーク

政府

政府

政府

DEA を通じ
開発業者

政府 / TSO

開発業者 /
TSO

中程度

中程度

ベルギー

政府

政府

RBINS 経由 連邦政府を通
政府
じ開発業者

政府 / TSO

開発業者 /
TSO

中程度

中程度

フランス

国家

国家

国家/ TSO(RTE)

国家機関を通じて開発業者

政府 /TSO(RTE)

開発業者 /TSO(RTE)

中程度

中程度

ギリシャ

国営企業
（HEREMA）

HEREMA

HEREMA を HEREMA を通じ開発業者 通じ開発業者

TSO(IPTO)TSO(IPO)

中程度

中程度

スウェーデン

政府

政府

政府

土地環境裁判所を通じ開発業者

開発業者 /TSO（将来）開発業者 /TSO（将来）

低い

高い

ポーランド

政府

政府

政府

インフラ省を通じ開発業者

開発業者 /
TSO

開発業者 /
TSO

低い

高い

ノルウェー

政府

政府(着床式と浮体式で異なる）NVE を通じ開発業者

MPE を通じ
開発業者

政府

開発業者

低い

高い

イギリス

クラウン
エステート

開発業者

開発業者

PINS を通じ
開発業者

開発業者 / ﾅ
ｼｮﾅﾙ・ｸﾞﾘｯﾄﾞ

開発業者 /
OFTP

低い

高い

開発業者

開発業者

政府

開発業者

非常に低い

非常に高い

政府＊3

開発業者

中程度＊4

中程度＊4

国名

アイルランド (現在）／国家 (現在）／国家
日本＊1

（将来）

（将来)

政府＊2

政府

サイト調査 許認可取得

MARA を通じ MARA を通じ
開発業者
開発業者
政府

適合性確認機関を通じ開発業者注）
BSH: Federal Maritime and Hydrographic Agency（ドイツ連邦海事水路庁）
DEA: Danish Energy Agency（デンマークエネルギー庁）／TSO: Transmission System Operator（送電事業者）
RTE: Electricity Transmission Network of France（フランス送電網会社）
HEREMA: Hellenic Hydrocarbons and Energy Resources Management（ギリシャ･ヘレニック炭化水素エネルギー資源管理）
IPTO: Independent Power Transmission Operator（独立系統運用機関）
NVE: Norwegian Water Resources and Energy Directorate（ノルウェー水資源エネルギー総局）
MPE: Ministry of Petroleum and Energy（ノルウェー石油エネルギー省）
MARA: Maritime Area Regulatory Authority（アイルランド海洋地域規制局）＊1：本報告書発行時点（2024 年 3 月）での領海内を対象とした制度についての情報．＊2: 都道府県からの情報に基づ
き、政府が実施． ＊3: 現状は開発業者が確保している系統を公募で活用していたが、必要な系統容量を国が暫定的に確保する仕組み（系統確保スキーム）の導入を政府が検討中．＊4: 国が開発区域の情報収集（一部現地調査含む）と評価方法を担当．事業者は環境アセスメントを担当

5

3. 欧州における着床式／浮体式風車の設計のための地盤調査
3.1 洋上風力発電事業の調査過程における地盤調査の位置付け
欧州での洋上風力発電事業の調査過程を図 3.1-1 に記す。事前調査では風況、水深、海底の状態、その他の海洋環境の特徴を包括的に把握し、洋上風力発電事業に適したサイトをゾーニン
グ･選定することを目的に実施する。
海底地盤調査では、風車の建設のために必要な地盤情報を収集することを目的とし、一般的に、地質学的調査、地球物理学的調査 1、地盤工学的調査からなる。海底地盤調査の概要を図 3.1-1 に示す。

環境影響評価（EIA）•海洋環境・人間の生活環境への影響を回避・低減するため、様々な海洋環境への影響について包括的に評価する。
風況および気象・海象評価•洋上風力発電区域の決定、事業化の検討、設計に必要な基礎データを得ることを目的に実施する。
地盤調査•風車建設のための地盤情報を得ることを目的に、洋上風力発電区域およびケーブルルートの海底環境を調査する。

図 3.1-1 洋上風力発電事業の事前調査過程（Carbon Trust, 2023 より引用）
表 3.1-1 海底地盤調査の概要（Ramboll, 2023 より引用）
調査
地質学的調査地球物理学的調査
地盤工学的調査内容
最適な用地調査を行うために、事業の初期段階に実施する。通常は机上調査であり、調査計画の基礎資料を整理する。地質構造（形成史や断層、褶曲）、地震履歴などを収集し、開発区域のハザード情報を収集する。初期の地質学的調査結果は、初期段階の地盤モデルの作成に使用される。なお、入手可能なデータは限られている。
物理探査で得られたデータを解釈し、海底地形、地質層序、海底地すべり、液状化、断層などのジオハザード情報を含む 3 次元地質モデルを得る。
ボーリングなどの原位置での試験を実施する。ボーリングにより採取した試料を用いて、地盤の物理的・力学的特性に関する各種室内試験を行う。

3.2 設計段階と実施する地盤調査の概要
地盤調査の項目や測定精度は、設計開発段階に応じて変化する。洋上風力発電事業における洋上構造物の基礎の設計には、FS（フィージビリティスタディ）、PRE-FEED（概念設計）、FEED1（基本設計）、DD（詳細設計）の 4 段階あり、各段階に応じた地盤調査が実施される（Ramboll,2023）。設計段階別の重点項目と用地の調査範囲を表 3.2-1 に示す。
設計・調査の初期段階で収集されたデータは、洋上風力発電事業の実現可能性の評価に用いられるため、風車建設の適地の選択に重要な情報となる。最終段階で実施される地盤工学的な調査

1 Front End Engineering Design。概念設計・FS の後に行われる基本設計のこと。

6

では、風車の建設位置などの指定された位置における基礎の設計に必要な全ての詳細なデータが得られなければならない。また、海底地盤調査はサイト内だけでなく、ケーブル敷設ルートにおいても実施される必要がある。
欧州で海底地盤調査を実施する場合に、一般的に使用されている基準を表 3.2-2 に示す。
表 3.2-1 設計段階別重点項目と用地の調査範囲（Ramboll, 2023；NGI, 2023 より引用）
設計段階
FS（フィージビリティスタディ）

設計の重点項目
適地選定に必要な情報の収集に重点を置く

調査範囲

PRE-FEED（概念設計）

実現可能性と風車配置等区域全体の設計に重点を置く

サイトの 10%程度の情報を収集する

FEED（基本設計）

設計をさらに進展させて最適化する

サイトの 25％から 35％の情報を収集する（全土質ユニッ
トに対し、原位置試験と室内試験を実施することを推奨）

DD（詳細設計）

施工の準備段階まで設計慣性 サイトの全てをカバーする．風車基礎設置地点に対し、させる
少なくとも 1 孔の CPT を実施し、試料採取は 40％程度とする．

現地調査は実施しない

表 3.2-2 地盤調査に関する基準（Ramboll, 2023; NGI, 2023 より引用）
国際規格
記号

和訳
洋上における再生可能エネルギー開発のための物理・地盤調査の計画と実施のためのガイダンスノート

DNVGL-RP-N103, 2017
DNVGL-RP-C207
Norsok G-001 - Rev 2, 2004.

基準名
Guidance notes for the planning and executionof geophysical and geotechnical groundinvestigation for offshore renewable energy
developments.
Modelling and analysis of marine operations.
Statistical representation of soil data
Marine soil investigations (withdrawn).

Norsok N-004 - Rev 3, 2013.

Design of steel structures.

鋼構造物の設計

ISO 19901-4:2016(E), 2016.

Petroleum and natural gas industries - Specific
石油及び天然ガス産業-海洋構造物
requirements for offshore structures - Part 4:に関する特定要求事項-第 4 部：地盤
Geotechnical and foundation design
及び基礎設計の考慮事項
considerations.
Oil and gas industries including lower carbon
石油及び天然ガス産業-海洋構造物
energy - Offshore structures - Part 8: Marine soil に対する特定要求事項-第 8 部：海洋
investigations
土質調査

SUT, 2014.

ISO 19901-8:2016(E), 2023.

英国規格
BS EN 1997-1:2004, 2009.
BSH 7004, 2014.

学会、協会、委員会等
The Society for UnderwaterTechnology (2014)
Comité Français de Mécaniquedes Sols (2020)

Eurocode 7: Geotechnical Design - Part 1:
General Rules
Standard Ground Investigations for Offshore
Wind Farms - Minimum requirements forgeotechnical surveys and investigations into
offshore wind energy structures, offshore
stations and power cables
Guidance Notes for the Planning and Executionof Geophysical and Geotechnical Ground
Investigations for Offshore Renewable Energy
Developments
Recommendations for planning and designingfoundations of offshore wind turbines.

7

海洋作業のモデリングと解析
土質データの統計的説明
海洋土質調査（取り下げ）

ユーロコード 7：地盤設計-第 1 部： 一
般規則
洋上ウィンドファームのための標準地
盤調査-洋上風力発電構造物、洋上
ステーション及び電力ケーブルの地盤調査及び調査のための最低要件
洋上再生エネルギー開発に関する地球物理学的・地盤工学的な地盤調査の計画と実施の指針
洋上風力風車の基礎の計画と設計に関する提言

3.3 着床式風車の基礎の設計に求められる地盤調査の概要
3.3.1 物理探査
洋上風力発電事業において実施される物理探査には、音響測深、反射法地震（音波）探査、磁気探査などがある。一般的には、物理探査によって得られたデータを解釈し、海底地形、地質層序、海底地すべりや断層などのジオハザード評価に関する情報を含んだ 3 次元地質モデルが作成される。一方、物理探査の結果からは土質特性や地盤特性に関する定量的データは得られない。
そのため、この後に実施されるボーリングなどの地盤工学的調査が必要不可欠となる。一般的に、物理探査と地盤工学的調査の結果（現位置試験や CPT など）は相互に検証される。
表 3.3-1 に物理探査の調査項目と調査目的、設計段階を整理した。なお、収集されたデータは、
風車基礎形式の選定、サイト地内レイアウトの検討、ケーブルルートの検討、地盤工学的な調査計画の検討に用いられる。
表 3.3-2～表 3.3-4 にオランダ、ドイツ、デンマークで着床式風車建設時に求められる各種物理探査の方法、目的およびその仕様を示す。なお、オランダの仕様は全土の洋上風力事業の標準ではなく、イムイデン洋上風力発電区域（サイト I-IV）の実績である。
なお、英国では、通常、開発業者やその請負業者は、マルチビーム音響測深（MBES）を主要な測定ツールとして選択し、シングルビーム音響測深（SBES）をデータの検証に使用する場合が多い。
表 3.3-1 物理探査の調査項目と調査目的・設計段階（Carbon Trust, 2023; Ramboll, 2023 より引用）
探査方法
音響測深およびサイドスキャンソナー
音波探査
磁気探査

調査の目的
海底の地形（深浅測量）
底質土や転石、露岩の存在等、海底面の特性把握（海底面調査）
特性の異なる層の判別（地質層序）
不発弾（UXO）

設計の段階
概念設計（Pre-FEED）
基本設計（FEED）
基本設計（FEED）
基本設計（FEED）

表 3.3-2 海底地形調査の実施例（Carbon Trust, 2023 より引用）
国

オランダ
マルチビームエコーサウンダー（MBES）

セントラル方式
ドイツ

探査方法
探査目的
調査エリアの水深、底質境界の情報および海底地形の変化を把握する
機器の測位精度：方法および 機器の仕様：デュアルヘッド
 周 波 数 ：370kHz（ 左 舷 ﾍ ｯ ﾄ ﾞ ） 、  位置精度 5m+水深の 5%以内仕様
330kHz（右舷ﾍｯﾄ）
 ビーム点数：等間隔に 1024 点
 使用レンジ：60～100m
 スワス角：130°
機器の位置：
 水平固定（訳者注：Hull-mounted は通常船
底艤装の意味であるが、舷側艤装も含んでいる可能性がある）

デンマーク

機器の仕様：
 空間分解能：25cm

要件： 改 正 水 深 の 精 度 は IHO（2008）
1b3 に準拠

探査方法
サイドスキャンソナー（SSS）
探査目的
海底面の特徴（底質や露岩など）や障害物（漁礁、沈船、転石など）を広域で面的に把握する機器の仕様：
機器の仕様：
機器の仕様：
方法および
周波数：900kHz（高周波）300kHz
周波数：100kHz
以上 周波数タイプ：2 周波 400/900kHz
仕様（低周波）
 測定レンジ：片舷 60m
海底からの曳航高度：5～8m

 測定レンジ：片舷 100m
 物体検出能力：1m 四方以上
 水平分解能：0.5m 以内
 位置精度：10m 以内

8 水平ビーム幅：0.3 度以内
 測定レンジ：片舷最大 50m
 ビーム方向分解能：5cm 以内
 測定重複率： 200%以上
物体検出能力：0.5m 以上

探査方法
サブボトムプロファイラー（SBP）
海底下浅部地質状況（海底面下数 m までの堆積層）を把握する．
探査目的
機器の仕様：
方法および 機器の仕様：
 周波数：8Hz
 垂直分解能：0.5m 以上
仕様

 15dB 低周波（LF）ゲイン、5dB 高周  機器の位置：本船付近で曳航
波（HF）ゲイン MBES マスター制御による、モーションおよび時間を補正した可変トリガ
 船体に艤装

機器の仕様：
1)高周波シングルﾁｬﾝﾈﾙ
 探査深度：海底面下 10m
 0.3m 以上の分解能
2)2D UHRS：中程度の周波数帯を用いたマルチチャンネル
 基本周波数 1～3kHz
 垂直分解能 0.3m 以上
 水平分解能：0.5m
 探査深度：海底面下 100m
 発振間隔： 2 パルス/秒
 発振エネルギー：100～1000 J

表 3.3-3 音波探査の種類とその仕様（Society for Underwater Technology, 2014）
音源
ピンガー
チャープ
スパーカー
ブーマー
小型エアガン

受信チャンネル数
シングル
シングル
シングル／マルチ
シングル／マルチ
マルチ

おおよその周波数範囲
調査深度2,000～7,000Hz
軟質地盤では最大 50 m、通常は 5～10
2,000～8,000 Hz
軟質地盤では最大 50 m、通常は 5～15 m
50～4,000 Hz
最大 100 m、通常 50 m、マルチチャンネル最大 300m
300～3,000 Hz
最大 60 m、通常 30 m
20～500 Hz
土質および軟岩で 500 m まで、水深による

表 3.3-4 音波探査および磁気探査の実施例（Carbon Trust, 2023 より引用）
国オランダセントラル方式
ドイツ

音波探査
探査方法
海底下の地質構造を把握する
探査目的
機器の仕様：
方法および 機器の仕様：
 システムタイプ：超高分解能（UHR）  深度：海底面下 80m まで
仕様
マルチチャンネル音波探査 周波数：8 Hz

探査方法
探査目的
方法および
仕様

 分解能：1m 未満
 使用条件：風浪階級 4 まで

デンマーク

機器の仕様：
 システムタイプ：3D UHR により中程度の周波数帯を用いたマルチチャ
ンネル音波探査システム
 水平分解能：0.5m
 垂直分解能：0.3m
 探査深度／マッピング：60m

磁気探査
海底面上や海底に埋没した金属物を検出する．
探査海域において不発弾またはケーブル、沈没船、金属部品等の危険物の有無を判別する．
 サ イ ド ス キ ャ ン ソ ナ ー(SSS)か ら  分解能：0.1nT 以内
 形式：単一磁力計または磁気傾斜10.5m 後方をケーブルで同時曳航計
 代替法：全強度を測定するアクティ
 海底からの曳航高度：2～8m
 カバレッジ：100%（未測域なし）
ブ金属探知システム
 磁力計の曳航高度：最大 5m
 使用条件：風浪階級 4 まで
 磁力計の測定感度：最大 0.02nT/m
 サンプリング周波数：10Hz 以上
 ノイズレベル：最大 2nT

3.3.2 地盤工学的調査（現地調査）
地盤工学的調査では、原位置でボーリングや CPT、PS 検層等を実施し（表 3.3-5）、採取した海底の土質試料や岩石試料に対し地盤の物理的・力学的特性に関する各種試験を実施する（Carbon
Trust, 2023）。採取試料は、対象とする地盤を代表するものでなければならない。地盤工学的調査の目的を以下に記す。
・海底および海底面下の地質情報を定量化する・地質学的・地盤工学的特性をより詳細に理解し、地盤モデルを構築する
・海底および海底面下の空間的変化を理解する
・風車の基礎およびケーブル設計に必要な地盤工学的データを取得する

9

物理探査と地盤工学的調査の結果を基に地質地盤モデルを作成する。地盤モデルは風車の基礎を設計する場合だけでなく、変電所などの設備やケーブルルートなどを検討する際の基礎資料にもなる。なお、欧州の地盤工学的調査では、CPT と地質・土質試料採取を実施できるドリルシッ
プ（掘削船）を利用するのが一般的である。これは、建設される風車の数が膨大であるため、地盤調査の工程は過密にならざるを得ず、ジャッキアップ型作業船を移動させるよりもドリルシッ
プを移動させる方が容易なためである。
表 3.3-6～表 3.3-8 にオランダ、ドイツ、デンマークおよび英国での着床式風車建設時に求められる地盤工学的調査方法、目的およびその仕様を示す。なお、オランダの仕様は全土の洋上風力発電事業の標準ではなく、イムイデン洋上風力発電区域（サイト I-IV）の実績である。
表 3.3-5 現場試験の概要（Ramboll, 2023 より引用）
試験名
CPT（コーン貫入試験）

SCPT（サイスミックコーン試験）
TCPT（温度コーン貫入試験）
PPDT（間隙水圧消散試験）
PS検層測定パラメータコーン貫入時の先端抵抗力
コーン貫入時の周面摩擦抵抗力
コーン貫入時の間隙水圧
上記CPTパラメータおよびS波速度（Vs）
上記CPTパラメータおよび温度特性
過剰間隙水圧の消散時間変化
S波速度（Vs）、P波速度（Vp）

表 3.3-6 海底地盤試料採取の実施例（Carbon Trust, 2023 より引用）
国
採取方法
目的

セントラル方式
非セントラル方式
オランダ
ドイツ
デンマーク
英国
海底試料サンプリング（GRAB）
サイト内の複数の地点から海底表層の試料を採取することで、底質の性質（堆積物の物性種類）を評価し、堆積物分布図を作成する．

方法および 手法：バイブロコアリング 2
要件：
仕様

手法：ボーリングによる試料採取（BKF）
 最低 3m コアを回収するた 要件：
 試料採取手順は DIN EN
めにバイブロコアを実施
ISO 22475-1 に準拠する。
 最大 6m の貫入を実施
 ライナーの内径は 100mm  掘削ツール：アメリカ石油協会（API）のドリルストリン程度とする
グを海底面下 15～25m で
 バイブロコアリングの検査は専門コンサルタントが行う 使用．ワイヤーラインプッシ
ュ（WIP）またはワイヤーラ
 メッシュサイズ（準備およびインサウンディングふるい）：1mm
採取試料を用いた試験項目 （WINSON）等の特殊なダウンホールツールで試料を含水比試験、湿潤密度試除去するために使用
験、粘性土の強度インデッ WIP 円筒形試料管の内径
クス試験は、土質条件により、53mm
 室内試験：または 72mm とする
EN 1997-2:2007、ISO
19901-8:2014、BS-5930 お  最大試料全長 = 100cm
 細粒堆積物では、コアキャ
よび BS 1377 に適宜準拠
ッチャーを使用する

2

手法：ボーリングによる採取要件：
・掘削により、高品質の試料を入手し、土質・地層を連続的に記録する・掘削と試料採取は EN/ISO
22475-1 および EC7 に準拠
して実施
・EN/ISO 22475-1 に準拠した試料採取カテゴリーA．
・最小直径 80mm の回転式
コア掘削機器（geobor-S ま
たは類似する機器）を使用
し、場合によって三重管式
コアバレルを使用
・シェルビー管サンプラー（最小径 67 mm）を使用
・細粒堆積物の場合、品質等級 2（CEN ISO 22475-1）以上の乱れのない土質試料を採取する必要がある．試料の間隔は 1.0m，長さ 0.3m以上とし、各層につき少なく
とも 1 個の試料を取得する
・粗粒堆積物の場合、品質等
級 4 の試料を 1.0m 間隔で採取

重力と振動によって駆動する振動コアチューブを用いて海底から堆積物試料を採取する方法。

10

ボーリングによる試料採取：
・試料採取の手法は基礎形式や地盤により異なる．詳
細な仕様は OSIG (2022)の手引き書を参照．
・採取試料を用いた室内試
験および分析を行う．
バイブロコアリング
 水深 200m までの土質や堆積物の試料を連続的に採取する．
 基礎の設計、洗掘防止、ケーブル敷設などのため、海底地盤の特性把握を目的に採取する．

表 3.3-7 原位置試験の実施例（Carbon Trust, 2023 より引用）
国
試験名
目的

方法および
仕様

オランダ
コーン貫入試験（CPT）

セントラル方式
ドイツ

デンマーク

非セントラル方式
英国

土質の特性を評価するために用いられる原位置試験である．
要件：• 目標深度：60m、少なくとも掘削深度 25m 以上• 機器：標準ピエゾコーン貫入試験（PCPT）またはサイ
スミックコーン試験（SCPT）のいずれか• コーン貫入速度：15mm/s
or 25mm/s、目標：20mm/s•コーン面積：10 or 15cm2
PCPT：• PCPT システム：最低 10 トンのスラスト反力と最低100kN または 50kN のコー
ン先端荷重• コーン先端抵抗:100MPa
以下• コーン先端抵抗が通常の範囲である土質に対しては10cm2 ピエゾコーンを使用すること• コーン先端抵抗が高い非
常に高密度の砂質状土に対しては 5cm2 コーンを使用すること• 試験は、ISSMFE 基準試験
手順、EN ISO 22476-1 お
よび Eurocode EN 1997-2
2007 に従って実施
SCPT（サイスミック CPT）：• 目標深度：60m、貫入圧力が不十分となれば停止．
• 従来の 10cm2 コーン後部に取り付けられたデュアル
アレイ X、Y、Z 受信機を使用し、サイスミックコーンをダウンホールモードで導入• 深度間隔：1～2m• 0.5～1m の間隔でせん断
波速度を正確に測定するための Dual 受振器を含む• CPT ストローク間の穿孔は0.5m を超えないこと

全体的な要件• CPT は、DIN EN ISO
22476-1 に従って間隙水圧を取得• 掘削ツール：採掘のためにウィンソン製を使用• コーンは 10cm2 と 5cm2 を使用．先端抵抗と周面摩擦抵抗を測定要件（初回試験）• サイト O-1.3（バルト海ドイ
ツ EEZ 内）の 3 か所の選択位置で測定• 計 9 回の不連続 CPT• 掘削ツール：アメリカ石油協会（API）のドリルストリン
グを海底面下 15～25m まで使用し、CPT の実施に使用
• ボーリングの外径：215mm
要件（2 回目の試験）:• 計 8 回の連続サイスミック
コーン貫入試験（SCPT）• CPT でボーリング計 5 回

要件：• EN/ISO-1:2012 に準拠• CPTU クラス 2 を実施
CPT•連続 90 回の CPT を実施する• 海底下 70m を目標深度として実施• 使用する圧力装置の貫入力
は 200kN 以上とする• コーン先端抵抗：75Mpa 以上• 周面摩擦力 3Mpa 以上
DHCPT）• 目標深度に到達しない場合、
CPT 孔に隣接するボーリング孔で実施する•DHCPT のための掘削は、本孔深度より最大で 0.5m まで、
または連続 CPT の不合格レ
ベルまで行う• 機器：使用する圧力装置は少なくとも 90kN の貫入力を有すること• コーン先端抵抗：75Mpa 以上•周面摩擦力：3Mpa
SCPT（サイスミック CPT）
• 選択された 7 つの CPT 位置
で実施• Vp と Vs の到達時間と振幅を測定する受振器センサーを備えた SCPT• 1m 間隔で実施
機器• EN/ISO-1:2012 に準拠• CPT は円錐形の先端部 60 度の電気コーンを用いて実施• 10 および 15cm2 の標準コー
ンを使用

CPT
・海底 CPT は、Deep push
CPT に推奨され、貫入力
は 200kN とする
・DHCPT は通常 60～90
kN の貫入力を使用する・ケーブルルート沿いの浅層貫入では通常、50kNの貫入力を使用する注 ）DHCPT (Down Hall
CPT）：掘削孔を利用した
CPT．最初から SPT と同様にガイド管ありで、CPT測定器を押し込み、貫入不能になったら 抜ける まで掘削し、再度 CPT を繰
り返し 実施．二重管になっており、サンプリング等の実施も可能．

試験名

PS 検層

目的

海底の未固結地盤や岩盤の P 波および S 波の速度を測定し、工学的特性を推測する

情報なし

要件：
• 選定されたボーリング孔で実• 試験は深度 60m で実施するため、余掘りが必要な場
合がある• SCPT の終了後直ちに検層を行う• 測定の深度間隔は 1～2m
• Vs と Vp を測定

情報なし

方法および
仕様

要件（初回検層）：• DHCPT で 3 回の PS 検層測定を実施• 目標深度：海底面下 80m
要件（第 2 回目検層）• 試料採取を行うボーリング孔での 9 回の PS 検層測定、および試料採取を行わないボーリング孔でのCPT 測定(DHCPT)• 目標深度：海底面下 60m

11要件：• ボーリング孔で実施• 弾性波を測定する受振器を備えた検層機器により Vp とVs の速度を測定する• 測定間隔は 1m とする

3.3.3 地盤工学的調査（1）試料の品質と選別
ISO 19901-8 では、5 種類の試料の「アプリケーションクラス（試料乱れの程度）」を規定している。クラス 1 およびクラス 2 は乱れのない試料、クラス 3 からクラス 5 では乱れのある試料としている。
・クラス 1 と 2：試料採取および取り扱いの間に試料の構造の乱れが皆無か極小なもの
・クラス 3：試料の構造は乱れているが、含水比や構成は原位置の状態と同じもの。おおよその地質境界を判別できるもの。
・クラス 4 と 5：試料の構造が大きく変化し乱れが著しいもの。地層境界が正確に特定できないもので、試料の含水比が自然含水比を代表しない場合が含まれる。
表 3.3-8 は、試料の採取、取り扱い、輸送、保管が良好に保たれた試料における 5 つのクラスとクラス別の測定可能な地盤物性を示す。
表 3.3-8 室内試験用の試料のアプリケーションクラス（ISO 19901-8 より）
地 盤物性に よる 区 地盤特性
分
サンプリング中、輸 粒径
送中、保管中に変 含水比化しないと想定され 湿潤密度、透水性
る土の性質
圧縮性、せん断強度得られる地盤情報 層序
大まかな地層境界
詳細な地層境界
土の液性・塑性限界, 土粒子密度, 有機物／ 炭酸塩含有量
含水比、間隙水の塩分濃度
湿潤密度、透水性
圧縮性、せん断強度

1
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X

アプリケーションクラス
2
3
4
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X

X
X

X
X

X
X

X

5

X

（2）船上試験および室内試験
一般的にボーリングで採取された試料に対して、表 3.3-9 に示す船上で行われる試験（船上試験）と陸上の試験室で行われる試験（室内試験）が実施される。船上試験は、各コアチューブの底から採取した試料に対して行われ、試験結果は以下の目的で使用される。
 採取した試料の基本的特性の評価（含水比、密度、強度インデックスなどの試験データ等）
 目視観察に基づく試料に関する一般的記述およびボーリング柱状図（一般に「フィールド記録」と呼ばれる）の作成
 室内試験に必要な地盤物性値の取得および調査原位置試験データの処理 室内試験データの評価における参考データ、および室内試験データとの比較。例えば、船上試験で得た含水比および密度の値を、室内試験から得られた値と比較し、輸送中に試料に生じた変化を評価する。
室内試験の目的は、設計・施工に必要となる工学的パラメータの取得である。せん断強度試験
や変形特性試験のような力学特性および変形特性の評価を目的とした試験は、採取後あまり時間をおかずに実施する。理想的には、力学特性および変形特性の評価を目的とした試験と地盤材料の工学的分類試験（物理試験）では、同一試料を用いるべきである。同一試料が使用できない場
合は、近傍で採取された試料を用いて実施する。室内試験は、ISO19901-8 に準拠して実施される場合が多い。
12

（3）室内試験の規格･基準と試験の詳細
表 3.3-10 および表 3.3-11 に特定の土質･岩石試験に用いる一般的な規格･基準をまとめる。
ASTM または ISO 規格が一般的に使用されるが、欧州各国の国家規格など他の規格が使用されることもある。各試験の詳細は以下に続く小項目で述べる。
表 3.3-9 一般的に洋上および陸上で実施される室内試験（NGI, 2023 より引用）
試験区分
試験の種類
地 盤 材料 の 試料観察
工学的分類

試験名
目視観察
試料の写真撮影
試料の記録
鉱物組成分析（走査型電子顕微鏡、薄片観察）
試料の品質評価
試料回収率測定
マルチセンサーコアロガー（MSCL）
X 線コンピュータトモグラフィ（XCT）
基本的分類試験
土の含水比試験(物理特性)
湿潤密度試験、およびかさ密度
土粒子の密度試験
土の粒度試験
土の液性限界・塑性限界試験(アッターベルグ限界)
単位体積重量試験(密度と含水比)X 線回折（XRD）
強度指数試験
ミニチュアベーン試験 3
ポケット・ペネトロメーター試験 4
トルベーン試験 5
非圧密非排水三軸圧縮試験（UU）
高度な試験 強度試験 -土
単純せん断試験 – 単調載荷と繰返し載荷
三軸試験 – 単調載荷（圧縮および伸長）と繰返し載荷
鋭敏比とチキソトロピー6（フォールコーン）
強 度 試 験 - 岩 石 点載荷試験（ポイント・ロード・インデックス：PLI）（固結地盤）
局所ひずみ測定を含む一軸圧縮試験（UCS）
透水性
圧裂引張り試験（間接引張り）
界面強度 7
直接せん断試験-単調載荷および繰返し載荷試験（土-土、土-界面） 垂直剛性一定直接せん断試験（CNS） -単調載荷と繰返し載荷
圧密と透水性土の段階載荷圧密試験
土の定ひずみ速度圧密試験
土の透水試験（三軸セルまたは透水容器を使用）
小ひずみ剛性
ベンダーエレメント試験による土のせん断速度測定試験
共振法試験
その他
伝導率
電気伝導率試験
伝導率およ
土と軟岩の熱伝導率試験（ニードルプローブ法）
び化学試験 化学試験
炭酸塩含有量試験
土の有機炭素含有量試験
土の有機物含有量試験
土の硫酸塩含有量試験
土の塩化物含有量試験
pH 値試験
硫酸還元細菌 (SRB)

洋上
〇
〇

陸上

〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇
〇

〇
〇
〇
〇
〇

3 地盤調査において使用される標準貫入試験 SPT の 1 つで、小型のベーン型ペンチューブを用いて地盤の強度を測定する方法。
4 ペネトロメーターと呼ばれる針型のセンサーが取り付けられている装置を地盤に押し付けて地盤の硬度を計測する方法。
5 貫入棒を地盤に一定の速度で打ち込み、打ち込む深さに応じて必要な打撃回数をカウントすることで、地盤の強度を推定する方法。
6 もともとは固体のように見えるのに、かき混ぜたり振ったりするなどのせん断応力を与え続けると粘度が低下して液状になり、応力を除くと徐々に粘度が回復して元に戻るという性質。
7 風車基礎と地盤の境界面の強度のこと。

13

表 3.3-10 室内土質試験の規格・基準（NGI, 2023 より引用）
試験名
試料の品質評価と詳細
Ｘ線写真撮影
土の観察
土の分類
分類試験
含水比試験
土の湿潤密度試験
土粒子の密度試験
土の粒度試験
土の液性限界・塑性限界試験
最大密度試験・最小密度試験
粒形（粒子の角ばり度）試験
Ｘ線回析（XRD）
化学試験と伝導率
土の炭酸塩含有量試験
土の有機物含有量試験
土の硫酸塩含有量試験
土の塩化物含有量試験
土の電気伝導率試験
土と軟岩の熱伝導率試験（ニードル
プローブ法）
強度インデックス試験
ミニチュアベーン試験
トルベーン試験
ポケット・ペネトロメーター試験
フォールコーン試験
チキソトロピー試験
非圧密非排水三軸圧縮試験（UU）

規格
ASTM

ISO

他の試験基準ASTM D4452
ASTM D2487
ASTM D2487

N/A
ISO 14688-1
ISO 14688-2-

ASTM D2216
ASTM D7263
ASTM D854
ASTM D1140
ASTM D6913
ASTM D7928
ASTM D4318
ASTM D4253
ASTM D4254-

ISO 17892-1
ISO 17892-2
N/A
ISO 17892-4-

ISO 17892-12
N/A-

Knudsen et al. (2021)
DIN 18126
Krumbein & Sloss (1963)

ASTM D4452

N/A-

ASTM D4373
ASTM D2974
ASTM D4130-15
ASTM D512
ASTM G57
ASTM D5334

ISO 10693
ISO 10694
N/A
N/A
ISO 11265
N/A-

ASTM D4648
ASTM D8121
N/A
N/A
N/A

ISO 22476
N/A
N/A
ISO 17892-6-

ASTM D2850

せん断試験
粘性土の単純せん断試験（単調載 ASTM D6528
荷）ASTM D8296
繰返し単純せん断試験(繰返し載荷)ASTM D4767
土の三軸圧縮試験 – 単調載荷
ASTM D7181
ASTM D5311
土の三軸試験 – 繰返し載荷
ASTM D5311M
界面強度試験
ASTM D3080/D3080M
直接せん断試験
N/A
垂直剛性一定一面せん断試験
ASTM
D6467
リングせん断試験
変形試験と透水試験
ASTM D2435
土の段階載荷圧密試験
土の定ひずみ速度圧密試験（CRS） ASTM D4186
土の透水試験：ASTM D2434
粗粒土
ASTM D5084
細粒土
小ひずみ剛性ASTM D8295
ベンダーエレメント試験
ASTM D4015
共振法試験

14

ELE (2011)

Yang & Andersen (2016)

ISO 17892-8

-

N/A

-

N/A

-

ISO 17892-9

-

N/A

-

ISO 17892-10
N/A
N/A
ISO 17892-5
N/A
ISO 17892-11

N/A
N/A

Ooi et al. (1987)
Jardine et al. (2005)
試験機関独自の基準

Dyvik & Madhus (1985)-

表 3.3-11 室内岩石試験の規格・基準（NGI, 2023 より引用）
試験種類

規格・基準

その他参照資料

ASTM
ASTM D2216

ISO
N/A

Ulusay & Hudson (2007)

水飽和率試験

N/A

N/A

Ulusay & Hudson (2007)

間隙率試験

N/A

N/A

Ulusay & Hudson (2007)

含水比試験

N/A

N/A

Ulusay & Hudson (2007)

ASTM D5334

N/A

Ulusay & Erguler (2012)ASTM D5731

N/A

Ulusay & Hudson (2007)

ISO 17892-5
N/A
N/A

Ulusay & Hudson (2007)

湿潤密度試験
軟岩の熱伝導率試験(ニードルプローブ法)
点載荷試験（PLI）

N/A
段階載荷圧密試験
定ひずみ速度荷重圧密試験（CRS） ASTM D4186/D4186M
ASTM D7012
一軸圧縮試験
垂 直 剛 性 一 定 直 接 せ ん 断 試 験 ASTM D5607（CNS）
ASTM D3967
岩石の圧裂引張り試験
N/A
ASTM D2845
ASTM D4525
ASTM D7625

三軸試験
P 波速度と S 波速度
透水性試験
摩耗特性試験

N/A

-

N/A

Ulusay & Hudson (2007)

N/A
N/A
N/A
N/A

Berre (2011)

Culshaw & Ulusay (2015)

3.4 着床式風車の基礎の形式と地盤調査
着床式風車の基礎は、重力式基礎、杭基礎（モノパイル、ピンパイルジャケット）、サクショ
ンバケットに大別できる（図 3.4-1）。
設計段階ごとに要求される事業用地に対する調査のカバー率およびボーリングや原位置試験の相対的な数量を以下に示す。
・概念設計：サイト全面積の約 10%程度の範囲で実施する。
・基本設計：サイト全面積の 25%～35%程度の範囲で実施する。
・詳細設計：サイトの全てをカバーする。風車基礎設置地点に対し、少なくとも 1 孔の CPT を実施し、試料採取率は 40%程度とする。
表 3.4-1 に基礎の設計の入力パラメータ、取得方法、これらが一般的に用いられる段階の概要を示す。各基礎形式で要求される地盤調査の項目を以下に記す。実際の調査では、基礎形式や設計段階に応じて、最適な深度を設定する。

図 3.4-1 着床式風力タービン基礎の概念

15

3.4.1 重力式基礎
重力式基礎は、水深の浅い海底面上に設置される基礎で自重により安定性を確保する。基礎の安定性は波・風荷重など、水平方向に働く環境荷重の影響を大きく受ける。鉛直方向の転倒モー
メントに対しては、基礎底部下の支持力が重要となる。一方、水平抵抗は、基礎底部と海底との摩擦抵抗により得られる。地盤浅部にせん断面が形成されている場合、基礎の安定性に影響を与える可能性がある。重力式基礎では浅部の地盤が極めて重要であるため、表層付近に弱層がある
場合は、これを除去することもある。また、基礎の荷重によって地盤沈下が起こることも懸念されるため、圧密特性に関するデータの取得も必要である。浅層のせん断強度および圧密特性に関するデータは、室内試験と CPTU（間隙水圧測定と伴う電気式コーン貫入試験）や PPDT（間隙水圧消散試験）により取得する。重力式基礎の設計における地盤調査の目標深度は、少なくとも
せん断面や脆弱部の深度までは必要となる。地震活動域では、より深い深度まで弾性波速度（Vp、Vs）に関するデータが要求される場合もある。
重力式基礎に対する検討事項と各種地盤解析に必要な標準的な地盤定数を表 3.4-1 に示す。表3.4-1 に示す事項のほか、構造物の劣化の影響を評価するため、化学試験の実施が要求される場合もある。
3.4.2 モノパイル
モノパイルは、杭基礎の一種で、5m を超える直径と、長さと直径（L/D）の比が 10m 未満である大口径鋼管杭をいう。ISO 19901-4 では中間の基礎に分類され、この種の基礎の設計には ISO ガ
イドラインで言及されていない特殊な解析手法が必要である。
モノパイル基礎は L/D が小さいため、水平荷重を受けやすい。そのため、地盤条件が構造設計に大きく影響する。横荷重に対するモノパイルの応答は、杭と地盤の間の相対的な剛性に大きく依存し、結果として剛杭または柔杭の挙動となる。剛杭挙動の場合、横方向への杭変位は、主として地盤の応答に左右され、杭の剛性による影響は小さい。孔内載荷試験は、基礎の安定性解析、
支持力予測、剛性評価に重要な役割を果たす。Andersen (2015) に基づき、繰返し載荷による結果
から、モノパイルの水平支持力の低下を解析する。地盤の減衰特性の評価では共振法試験を実施する。また、想定する杭長よりも深い深度までにおいて複数箇所の試料採取と CPTU（間隙水圧測定を伴う電気式コーン貫入試験）の実施が必要不可欠である。
モノパイルに対する検討事項と各種地盤解析に必要な標準的地盤定数を表 3.4-1 に示す。表3.4-1 に示す事項のほか、構造物の劣化の影響を評価するため、化学試験の実施が要求される場合もある。
3.4.3 ピンパイルジャケット
ピンパイルジャケット基礎は、ジャケット構造またはトリポッド構造に用いられる。ジャケッ
ト構造は波や風などの水平力に対して、杭の支持力と地盤の水平反力により抵抗するため、軸方向の支持力の評価が重要となる。そのため、この軸方向の支持力は、シャフトの支持力と基部の支持力の和から成り、杭の全長に沿った地盤強度を調査する必要がある。
ISO 19901-4 の指針では、杭の長さと直径の比（L/D）が 10 未満で、柔軟性のある杭を推奨している。通常は打ち込みにより設置されるが、硬質な地盤または岩盤に突き当たった場合は埋め込み杭が必要になる場合もある。その場合、ボーリングで孔を穿ち、孔に杭を入れ、必要に応じグラウトを注入して設置する。
API、ICP-05、NGI-05 等、粘性土に対する杭の静的設計手法では、非排水せん断強度試験、一16

面せん断試験を行う。砂と粘土の両方における統一された CPT に基づく設計手法が開発された（Lehane et al., 2022a：2022b）ことに伴い、杭の静的な軸荷重を解析するためには、高品質な
CPT データが必要不可欠となっている。
ピンパイルジャケット基礎の杭は、地盤の強度によるが、深さ 70～100m まで埋め込むことが可能である。そのため、CPT は海底面下 100m 程度まで実施する。
杭への水平方向への繰返し効果を評価するため、Jardine et al. (2012) では、段階的な繰返し評価を用いることを推奨している。地盤特性の変化は、繰返し三軸試験または繰返し非排水せん断強度試験を用いて把握できる。また、地盤と杭の境界面における強度特性は、繰返し直接せん断試
験（DSS）または繰り返し垂直剛性一定界面試験（CNS）を用いて把握できる。
ピンパイルジャケット基礎に対する検討事項と各種地盤解析に必要な標準的地盤定数を表
3.4-1 に示す。表 3.4-1 に示す事項のほか、構造物の劣化の影響を評価するため、化学試験の実施が要求される場合もある。
3.4.4 サクションバケット
サクションバケット基礎は、上部が密封された大口径の円筒形構造物で、自重およびバケット
内部の吸引圧力を利用して設置する。粘性土、砂質土、およびそれらが互層する地盤に幅広く使われており、自重とバケット内の吸引力によって設置される。そのため、地盤の構成物や強度のばらつきが小さくても、サクションバケット基礎の設計に大きく影響する可能性があり、設置要件と現場要件の最適なバランスを取ることが重要とされる（OWA, 2019）。
地耐力を形成する地盤の領域は、スカート先端から下に 1 直径分（1D）までが対象となる。バケット単体では転倒破壊の可能性が、ジャケットプラットフォームを支えるバケットの場合は基礎地盤の圧縮破壊の可能性があると予想される。破壊部分に沿って発揮される非排水せん断強度
は、DSS 試験と三軸試験で測定された強度を組み合わせたものである。基礎の耐力および有効性の評価に加えて、設置抵抗および必要とされる吸引圧を想定することは、サクションバケット設計の重要な要素の一つである。貫入抵抗は、スカート先端抵抗やスカート壁摩擦の影響を受ける。
地盤とスカートの境界面における強度特性の把握は、サクションバケットの解析には極めて重要である。この強度特性は、調査位置の設置前の条件と設置後の応力に基づいた直接単純せん断試験で得られた強度を使って表すことができる。バケット内の地盤は、設置中にかなりのせん断を受けるため、再構成試料も必要となる可能性がある。
サクションバケットは、通常、限界平衡モデルまたは有限要素モデルを用いて解析する。この解析に必要な地盤モデル領域は、スカート先端から下方向へバケット直径の少なくとも 2 倍以上が対象となる。
透水層と不透水層の両方が存在する場合には、透水層の透水性が重要になる。調査深度は十分深くし、工学的解析やリスク評価が調査深度不足により制限されないようにする。せん断面などがある場合には、その深度まで調査を実施し、沈下の評価も行う。
サクションバケット基礎に対する検討事項と各種地盤解析に必要な標準的地盤定数を表 3.4-1に示す。表 3.4-1 に示す事項のほか、構造物の劣化の影響を評価するため、化学試験の実施が要求される場合もある。

17

表 3.4-1 着床式基礎に求められる地盤工学的調査（Ramboll, 2023 より引用）
構造

検討内容

入力定数

重力式基礎

堆積物の流動性
洗堀
垂直支持力
水平支持力

地盤区分
インデックスパラメータ
地盤区分
強度
剛性

沈下

圧密挙動

動的載荷

剛性低下
液状化

繰返し載荷
モノパイル

堆積物の流動性
洗堀
設置
打込み性
転石
垂直支持力
水平支持力

動的載荷

繰返し載荷
ピンパイル
ジャケット

堆積物の流動性
洗堀
設置
打込み性
転石
垂直支持力
水平支持力

インデックス試験孔内（CPTおよび試料採取）海底下30m程度まで
インデックス試験
強度試験
剛性試験
圧密試験

PS検層
SCPT
剛性試験
繰返し載荷による劣化 繰返し載荷試験（CSS、CTXL）
地盤区分
インデックスパラメータ
地盤区分
強度

インデックス試験孔内（CPTおよび試料採取）海底下50m 程度まで
インデックス試験
強度試験
地盤区分
孔内（CPTおよび試料採取）海底下50m 程度まで
強度
インデックス試験
剛性
強度試験
剛性試験
剛性低下
PS検層
液状化
CPT、SCPT
剛性試験
繰返し載荷による劣化 繰返し載荷試験（CSS、CTXL）

設計段階
基本設計
詳細設計
概念設計
基本設計
詳細設計
基本設計
詳細設計
基本設計
詳細設計
詳細設計
基本設計
詳細設計
詳細設計

概念設計
基本設計
詳細設計
基本設計
詳細設計
詳細設計

地盤区分
インデックスパラメータ
地盤区分
強度

インデックス試験

繰返し載荷

基本設計
詳細背系
孔内（CPTおよび試料採取）海底下100m程度まで 概念設計
インデックス試験
基本設計
強度試験
詳細設計
地盤区分
孔内（CPTおよび試料採取）海底下100m程度まで 概念設計
強度
インデックス試験
基本設計
剛性
強度試験
詳細設計
剛性試験
剛性低下
PS検層
基本設計
液状化
CPT、SCPT
詳細設計
剛性試験
繰返し載荷による劣化 繰返し載荷試験（CSS、CTXL）)
詳細設計

堆積物の流動性
洗堀
設置
サクション
転石

地盤区分
インデックスパラメータ
地盤区分
強度
透水性

インデックス試験

動的載荷

サクション
バケット

取得方法

垂直支持力
水平支持力

動的載荷

繰返し載荷

孔内（CPT、試料採取、PPDT）
インデックス試験
強度試験
透水試験
地盤区分
孔内（CPTおよび試料採取）海底下20m程度まで
強度
インデックス試験
剛性
強度試験
剛性試験
剛性低下
PS検層
液状化
CPT、SCPT
剛性試験
繰返し載荷による劣化 繰返し載荷試験（CSS、CTXL）

18

基本設計
概念設計
基本設計
詳細設計
概念設計
基本設計
詳細設計
基本設計
詳細設計
詳細設計

3.5 浮体式風車の設置に求められる地盤調査の概要
浮体式の地盤調査は、浮体式洋上ウィンドファーム建設予定地と送電ケーブルルート敷設範囲
での地盤の状態と工学的特性を評価することを目的とする。収集されたデータは、設計・開発段
階を通じて、さまざまな工学･環境調査に活用される（BVG Associates, 2023）。
英国での浮体式の地盤調査は、CMS Geoscience、EGS、Fugro、Gardline、Horizon Geosciences、
MMT などが実施している（BVG Associates, 2023）。
地盤調査は、着床式と同様に、机上での地質学的調査、物理探査、地盤工学的調査からなる。
物理探査と地盤工学的調査を実施するための事前調査として、地質学的調査を机上で実施する。
地盤調査は事業実施の重要な要素であり、係留システムの設計や浮体式洋上ウィンドファームのレイアウトの最適化、設置作業中のリスクの最小化などに利用される。
英国では、地質学的調査および物理探査を浮体式洋上風力発電所の運転計画の 5 年以上前から開始する。洋上風力発電の開発では、より広い地域でより多くのデータ収集が必要となるが、技術的なアプローチは石油及び天然ガス産業などの他のセクターと同様とされている。英国では、
差金決済契約（CfD：Contract for Differences）というオークション方式への移行により、地質学
的調査および物理探査がより重視されるようになった（BVG Associates 2023）。なお、BVG
Associates (2023) によると、英国では 450MW の浮体式洋上風力発電事業の地盤調査の費用は約400 万ポンドと報告されている（約 7.5 億円：2021 年実績）。
3.5.1 要求される地盤調査項目
Carbon Trust が実施した調査結果によると、2023 年 10 月現時点では、浮体式風車設計のための地盤調査の内容について、各関係機関の統一見解は得られていないことが報告されている。現在
は、着床式と浮体式の両方の既往調査結果を参考に調査項目が決定されているのが実態である。
調査データが蓄積される一方で、今後は、地盤調査の内容は浮体式洋上風車の浮体形式、係留方法、風況や気象条件等もあわせて検討していく必要がある。
着床式風車の設置域と比較し、浮体式風車の設置域は水深が深くなるため、地形や地質構造の複雑化が懸念される。地形・地質の評価は、係留方法、アンカー形式、設置位置等を検討する際に重要となる。浮体式風車の設置域は、その海底面の形成過程から性質の異なる様々な堆積物により構成されている可能性がある。着床式風車の設置域と比較して、シルトや粘土など、より軟質で泥質の堆積物が分布していることも考えられる。そのため、海底土砂の大規模な移動や洗掘などの不安定性に留意して、地盤物性を評価する必要がある。また、浮体式風車の設置域は広大であるため、同一用地内でも地盤の物性値が異なる可能性がある。
浮体式風車の設置域は、大陸棚上または大陸棚斜面上に位置する場合が多く、その勾配は多様である。海底谷等も存在する可能性があり、斜面勾配や斜面を構成する堆積物の性状によっては、地盤の不安定化が懸念される。シャローガス（地中ガス）、地震活動、液状化、海底地すべり等のジオハザードがより広範に存在する可能性がある。
以上より、今後の調査の方向性を以下に整理した。
・斜面崩壊リスクのモデリングが全体的な評価の中心となる。
・海域スケールでの地質評価が求められる。
・物理探査に関しては着床式の調査と大きく変わらないが、水深の変化が大きいため深度に応じて船体搭載、曳航、または ROV 搭載などの形式が選択されることになる。
・着床式と比較し、浅層地盤を対象とした地盤調査が中心となる。

19

現在は、浮体式洋上風力発電事業の開発に必要な地盤のパラメータを特定するための調査が実施されており、今後は、浮体式洋上風力発電事業の海底地盤調査のための基準またはガイドライン（もしくはその両方）が策定される可能性がある。例えば、DNV は浮体式風力風車の地盤調査に関する推奨ガイドラインを作成するための共同業界プロジェクトを展開している。これらのガイドラインは、アンカーの設計と設置に関する情報を提供するための地盤工学的なサイト調査と地盤のモデリングに焦点を当てている。
3.5.2 物理探査
物理探査は、海底地形、底質土の状況、海底下の地質層序を明らかにし、海底の危険区域や不発弾（UXO）などの人為的リスクを特定することを目的とする。BVG Associates (2023) によると
英国では、450 メガワットの浮体式洋上風力発電事業の物理探査の費用は約 110 万ポンドと報告されている（約 2.0 億円：2021 年実績）
。物理探査は、Acteon、Argeo、Fugro、Gardline、G-tec、Horizon Geosciences、Magseis Fairfield、MMT、PanGeo Subsea、TGS、Sulmara などが実施している（BVG Associates, 2023）。
物理探査は非破壊調査であり、シングルビーム音響測深（SBES）またはマルチビーム音響測深（MBES）による海底地形調査、サイドスキャンソナー（SSS）による海底面調査、磁気探査による不発弾（UXO）調査、高解像度の音波探査などが実施される。これらの物理探査は、浮体式洋上風力発電事業の実施予定地とケーブルルートにおいて実施され、測定データはその後の調査・設計に有用であるため、開発工程の初期に実施されることが多い。これらのデータは、GIS
システム用のチャートモデル、地図の作成にも使用され、用地のレイアウト設計に利用される。
浮体式洋上風力建設用地内に水中文化遺産が存在する可能性がある場合、専門の考古学調査会
社によって調査が実施される（BVG Associates, 2023）。さらに、構造物が堆積物や浸食などにより、係留部が受ける影響も調査する。本調査は維持管理段階におけるモニタリングの一部でもある。BVG Associates (2023) によると、英国では 450MW の浮体式洋上風力発電事業の海底状況の変化に対する調査費用は約 80 万ポンドと報告されている（約 1.5 億円：2021 年実績）
。英国では海底状況の変化に関する調査を Fugro、Gardline、MMT などが、環境影響モデリングのコンサル
ティングを ABPmer および HR Wallingford などが実施している（BVG Associates, 2023）。
3.5.3 地盤工学的調査
地盤工学的調査は物理探査の実施後に行われ、物理探査で得られた情報をもとに、地層境界、工学的特性を調査する。BVG Associates (2023) によると、英国では 450MW の浮体式洋上風力発電事業の地盤工学的調査費用は、約 210 万ポンドを要すると報告されている（約 4.0 億円：2021
年実績）。調査を実施している企業は、Fugro、G-tec、Gardline、Horizon Geosciences、Sulmara などがある（BVG Associates, 2023）。
地盤工学的調査では、ボーリングによる試料のサンプリングや CPT などが行われる。本調査
は、浮体式洋上風力発電事業の調査の中で最も費用がかかり、開発業者にとってかなりリスクの高い投資となる。そのため、事業のリスク低減のため、調査は段階的に実施し、地盤調査の専門機器を用いて専門機関が実施する。その調査範囲は、検討されている係留形式や地盤、海底の特性に応じて異なる。
地盤工学的調査の結果から物理探査の結果を補正し、アンカーを設計・設置するための地盤モ
デルを修正する。また、重量物の楊重や建設時のリスクと実行可能性を判断するために、ジャッキアップ船の仕様との比較も行われる。
20

調査の対象深度はアンカーの種類によって異なり、着床式洋上風力発電事業の調査深度よりも浅い。ケーブルルート敷設範囲での調査では、バイブロコアラー 8と CPT を使って深さ 5m 程度まで調査される。
初期の浮体式洋上風力発電事業では、既往調査データが乏しい場合、アンカーの設置予定地点
ごとにボーリングなどの地盤調査を実施する必要があると考えられる。しかし、調査実績が積み重なると調査頻度が減少する可能性があることが示唆されている（BVG Associates, 2023）。

3.6 浮体式風車の係留形式と地盤調査
錨泊中の把駐力は、「錨による把駐力」と「海底に横たわる錨鎖の摩擦力」の合計である。また、過負荷の可能性がある場合は、さらに貫入させ追加抵抗を得ている。図 3.6-1 に浮体式風力風車の係留方式とアンカーの概念を示す。重力式アンカー以外は広範囲での係留が必要となるため、アンカーの位置ごとに地盤の特性が異なる可能性がある。そのため、海底地盤の情報が不十分であると、アンカーの設計において不確実性をもたらすこととなる。
浮体式風車を係留するアンカーは、重力アンカー、ドラッグアンカー、打ち込み杭アンカー、およびサクションアンカーに大別できる。浮体式風車の係留は、着床式風車の基礎と比較して、海底や海底面下の地盤特性に影響されにくい。しかし、TLP（テンションレグプラットフォーム）
はアンカーが大きな垂直荷重を支持しなければならないため、海底や海底面下の地盤特性の影響を受けやすい。表 3.6-1 および表 3.6-2 に、浮体式風車係留形式と求められる地盤工学的調査とこ
れらが一般的に用いられる設計段階の概要を示す。なお、地盤工学的調査と物理探査によるデー
タは相互に検証される。設計段階ごとに要求される事業サイトに対するボーリングや原位置試験の相対的な数量を以下に示す。
・概念設計：サイト全面積の約 10%程度の範囲で実施する。
・基本設計：サイト全面積の 25%～35%程度の範囲で実施する。
・詳細設計：サイト全体をカバーし、各アンカーに対し少なくとも 1 孔の CPT を実施し、試料採取率は 40%程度とする。

トート係留
セミトート係留
TLP係留

カテナリー係留

ドラッグ式

パイル式

サクション式

重力式

図 3.6-1 （左上）浮体式風車のタイプ、（右上）係留タイプ、(下)アンカー形式の概念
8

地中に振動を与えることで、地盤の反応を計測し、地盤の強度や密度、地層の厚さや層の境界を調べるための調査機器。

21

3.6.1 重力式アンカー
重力式アンカーは、コンクリートブロックやスチールブロックのような高密度材料で構成される自重式アンカーである。アンカーの重量は浮力に依存し、水平方向の耐力はアンカーと地盤の摩擦力によって決まる。アンカーの水平方向の耐力は、地盤の比較的浅い深度の強度に依存し、杭やフラットアンカーの耐力に比べて小さい。
一般に、重力式アンカーは、滑動抵抗が直接アンカー重量の関数となる砂質土、礫質土、岩盤で構成される地盤条件を有する地域で選択される。軟弱地盤で重力アンカー方式を採用する場合、
滑動抵抗を高める目的で土中に貫入する鋼鉄製のスカートを「重力ボックス」に装備する必要がある。滑動抵抗は設置面積に依存するため、軟弱地盤での大きな横方向荷重には有効ではない可能性がある。
重力式アンカーの設計において、海底地形は重要な情報の一つである。急斜面や海溝、転石などが存在する場合は設置が困難となるため、注意が必要である。地盤の比較的浅い深度のせん断強度や内部摩擦角など強度を示すパラメータの把握も重要となる。また、大型重量構造物である
ため、沈下の可能性も検討する必要がある。重力式基礎では浅部の地盤が極めて重要であるため、リスク低減のために弱層を撤去（除去）することもある。
表 3.6-1 にアンカーの設計時の検討事項と取得が要求されるパラメータ、これらが一般的に用いられる設計段階の概要を示す。
3.6.2 ドラッグアンカー
ドラッグアンカーは設置が容易であり、事前に係留索をアンカーに設置しておくことが可能で、浮体構造物設置前に試験的に荷重がかけられる。本アンカーは、単一方向の水平荷重で用いるため、複数の風車で一つのアンカーを共用するなど、多方向から水平荷重がかかるような使用法は適切でない。
アンカーの抵抗力は、把駐力と引張力によって得られる。ドラッグアンカーの抵抗力とは、継続的に引っ張られてアンカーが抵抗する際に生じる水平方向の曳引力である。従って、正確な把駐力を事前に推測することは困難で、実際にアンカーを配置し試験を行うまで把駐力を推測できない。把駐力の推測には、特定のアンカーの種類と地盤条件下で、現場試験を行ってアンカー性
能データを取得する必要がある。構造物の重量が大きくなる場合は、アンカーをさらに深く貫入させ、抵抗を大きくする必要がある。
DNV-RP-E301 および DNV-RP-E302 では、粘性土に埋め込むフルークアンカーおよび平板型アンカーの設計指針を示している。粘性土に挿し込んだドラッグアンカーの抵抗力に影響する土の力学的性質には、鋭敏性、圧密性、繰返し荷重によるせん断強度の低下（暴風雨が原因等）、チ
キソトロピーによる強度増加等がある。
ドラッグアンカーの設計時は、砂質土の場合、内部摩擦角（φ）と相対密度（Dr）といった主要な定数が極めて重要になる。これに対し、粘性土に対する最も重要な地盤定数は、各重要土層の乱れのない試料の非排水せん断強度（su）、再構成試料の非排水せん断強度（su,r）、粘土の鋭敏
比（St）、土の単位体積重量、圧密係数（Cv）、繰返しせん断強度（τf,cy）が重要となる。
地盤調査に必要な深度は、想定されるアンカーの貫入深度よりも深くする必要がある。調査時の想定から、アンカーの大きさや種類が変更になることを考慮し、調査・設計する必要がある。
軟質な地盤での調査深度は、一般に海底面下 10m～15m と幅があるが、アンカーのサイズや型式によっては 30m を超える深さになることもある（DNV-RP-E301）。地盤の表層から数 m の特性が、初期貫入、貫入抵抗評価、アンカー索の埋め込み部の逆懸垂（定着力）評価で特に重要な意味を22

持つ。
長期的なアンカーの抵抗における繰返し載荷の影響を評価するためには、対象となる土の試料採取を行い、室内試験で「繰返し単純せん断試験」および「繰返し三軸試験」を実施する。係留索には、引張荷重のみがかかり、圧縮荷重はかからないため、アンカー周辺の地盤に対して主に一方向型の繰返し載荷となる。
垂直荷重アンカーは、ドラッグアンカーの一種である。フルーク（錨爪）とシャンク（U 字型部）の接合部で回転する仕組みになっており、シャンクの位置を変えることで、垂直荷重と水平荷重の両方に耐えることができる（DNV-RP-E302）。必要な地盤調査の項目はドラッグアンカーに準じる。
表 3.6-1 にアンカーの設計時の検討事項と取得が要求されるパラメータ、これらが一般的に用いられる設計段階の概要を示す。
3.6.3 パイルアンカー
パイルアンカーは、一般に自重による貫入と必要深度までのハンマーでの打ち込みを組み合わせて、海底に打込んで設置する管状の杭である。通常、海底面より下の一定の深さに位置するパッドアイを介して係留システムと接続するが、これはアンカーの横方向の耐力を最大限に高めるためである。パッドアイの深さを決定するには、アンカーの横方向の耐力を最大にすることと、アンカーにかかる鉛直荷重を許容軸力以下にすることとの擦り合わせが必要である。パッドアイ
位置が深くなるほど、鉛直荷重は増大する。
パイルアンカーは波浪や風による荷重に耐えうる自立性が要求される。パイルアンカーの設計において強度定数を決定するには、単調せん断強度と繰返し非排水せん断強度が必要となる。設
置解析では、単調せん断強度と繰返し非排水せん断強度（それぞれ su および τf,cy）に加え、貫入時に杭に作用する周面摩擦力を把握するために、再構成試料の非排水せん断強度値（su,r）も必要となる。パイルアンカーでは、海底面下 50m 程度まで原位置試験を実施し、データを得ることが推奨される。
表 3.6-1 にアンカーの設計時の検討事項と取得が要求されるパラメータ、これらが一般的に用いられる設計段階の概要を示す。
3.6.4 サクションアンカー
サクションアンカーは、上部が密封された大口径の円筒形構造物で、自重およびバケット内部の吸引圧力を利用し、抵抗力を得るため、構造上、地盤の影響を受けやすい。粘性土、砂質土およびそれらが互層する地盤に幅広く使われており、自重とバケット内の吸引力によって設置される。
地盤の構成や強度のばらつきが比較的小さくても、サクションアンカー基礎の設計には大きく影響する可能性がある。サクションアンカーの基礎の設計では、設置要件と現場要件の最適なバ
ランスを取ることが重要とされる（OWA, 2019）。サクションアンカーの解析に必要な地盤定数
は、着床式基礎用サクションバケットの地盤定数と同等である。
音波探査による調査対象深度は、岩盤の分布深度や想定されるアンカーの貫入深度に合わせる必要があり、少なくともサクションアンカーの直径分（1D）まで対象範囲とする必要がある。
係留範囲内の音波探査とボーリング調査結果を相互に比較し、物理探査結果を解釈する。また、超高分解能機器を使用して海底面下 50m 程度までの堆積物を調査することが重要である（DNVRP-E303）。さらに、設置時のスカートに沿ったせん断強度と繰返し載荷を計算するために、採取23試料を使用した室内試験を行うことが推奨されている（Andersen, 2008）。
室内試験では、乱れの少ない粘土と再構成粘土の両方に対する静的単純せん断試験と繰返し単
純せん断試験、圧密試験および再構成粘土に対するチキソトロピー試験を実施する。その目的は以下のパラメータを求めることである。
・再構成粘土の非排水せん断強度
・乱れの少ない粘土の圧密試験における再載荷時の変形係数
・再構成粘土の圧密試験における初期載荷時の変形係数
・乱れの少ない粘土と再構成粘土の透水性
・再構成粘土のチキソトロピー係数（指数）サクションアンカーは、浮体構造物の恒久係留を目的に世界中で広く利用されており、欧州初の浮体式洋上風力発電基地 Hywind の係留にも用いられている。大きな鉛直・水平方向の荷重に耐え得ること、比較的単純で設置が容易で、特に粘性土での設置が可能であることから、複数の洋上風力発電事業で採用されている。砂地や互層を為す地盤などの粘性土以外の地盤への設置も、適切な評価を行うことで設置が可能となる。
表 3.6-1 にアンカーの設計時の検討事項と取得が要求されるパラメータ、これらが一般的に用いられる設計段階の概要を示す。
送電ケーブルの種類に対して求められる地盤工学的調査の項目を表 3.6-2 に示す。洋上風力風
車の基礎の解析に必要な地盤定数の詳細については、別冊（資料集：第Ⅱ部）を参照されたい。

24

表 3.6-1 浮体式風車の係留形式と求められる地盤工学的調査（Ramboll, 2023 より引用）
構造

検討内容

入力定数

重力式
アンカー

堆積物の流動性
洗堀
設置
転石

地盤状況
インデックスパラメータ
地盤区分
強度

垂直支持力
水平支持力

地盤区分
強度
剛性

沈下

圧密挙動

動的載荷

剛性低下
液状化

繰返し載荷

繰返し載荷による劣化

堆積物の流動性
洗堀
設置
貫入
転石

地盤状況
インデックスパラメータ
地盤区分
強度

インデックス試験

動的載荷

地盤区分
強度
剛性
剛性低下
液状化

概念設計
基本設計
詳細設計
基本設計
詳細設計

繰返し載荷

繰返し載荷による劣化

CPT
サンプリングインデックス試験
PS検層
SCPT
剛性試験
繰返し載荷試験（CSS、CTXL）

堆積物の流動性
洗堀
設置
貫入
転石
垂直支持力
水平支持力

地盤区分
指数定数
地盤区分
強度

インデックス試験

基本設計
詳細設計
詳細設計

ドラッグ式
アンカー

水平支持力

垂直荷重
アンカー

パイル
アンカー

サクション
アンカー

地盤区分
強度
剛性

試験名
インデックス試験
ボーリング（CPT&サンプリング）
インデックス試験
強度試験
ボーリング（CPT&サンプリング）海底下30m 程度まで
インデックス試験
強度試験
剛性試験
圧密試験
PS検層
SCPT
剛性試験
繰返し載荷試験（CSS、CTXL）

ボーリング（CPT&サンプリング）海底下30m程度まで
インデックス試験
強度試験

ボーリング（CPT&ンプリング）海底下30m程度まで
インデックス試験
強度試験
ボーリング（CPT&サンプリング）海底下30m程度まで
インデックス試験
強度試験
剛性試験
PS検層
CPT、SCPT
剛性試験
繰返し載荷試験（CSS、CTXL）

設計段階
基本設計
詳細設計
詳細設計

概念設計
基本設計
詳細設計
基本設計
詳細設計
基本設計
詳細設計
詳細設計
基本設計
詳細設計
詳細設計

詳細設計

概念設計
基本設計
詳細設計

動的載荷

剛性低下
液状化

繰返し載荷

繰返し載荷による劣化

堆積物の流動性
洗堀
設置
打込み性
転石
垂直支持力
水平支持力

地盤区分
インデックスパラメータ
地盤区分
強度

インデックス試験

地盤区分
強度
剛性

ボーリング（CPT&サンプリング）海底下50m程度まで
インデックス試験
強度試験／剛性試験

概念設計
基本設計
詳細設計

動的載荷

剛性低下
液状化

PS検層／CPT、SCPT
剛性試験

基本設計
詳細設計

繰返し載荷

繰返し載荷による劣化

繰返し載荷試験（CSS、CTXL）

詳細設計

堆積物の流動性
洗堀
設置
サクション
転石
垂直支持力
水平支持力

地盤区分
インデックスパラメータ
地盤区分
強度
透水性
地盤状況
強度
剛性
剛性低下
液状化
繰返し載荷による劣化

インデックス試験

基本設計
詳細設計
概念設計
基本設計
詳細設計
概念設計
基本設計
詳細設計
基本設計
詳細設計
詳細設計

動的載荷
繰返し載荷

ボーリング（CPT&サンプリング）海底下30m程度まで
インデックス試験
強度試験

ボーリング（CPT、サンプリング、PPDT）海底下20m程度まで
インデックス試験
強度試験／透水試験
ボーリング（CPT&サンプリング）海底下20m程度まで
インデックス試験
強度試験／剛性試験
PS検層／CPT、SCPT
剛性試験
繰返し載荷試験（CSS、CTXL）

25

基本設計
詳細設計
詳細設計
基本設計
詳細設計
詳細設計

表 3.6-2 ケーブルタイプと求められる地盤工学的調査（Ramboll, 2023 より引用）
構造ダイナミックIAC（インターアレイケーブル）

下部構造

ダ イ ナ ミ ッ クケ ー 堆積物の流動性
ブル区間とスタテ 洗堀ィックケーブル区 トレンチ掘削間の接続（埋設） トンネル掘削
スタティックケーブ 地層構成
ル区間の設計および敷設
放熱

係留ケーブル 埋設

入力パラメータ

調査項目

堆積物の流動性
洗堀
トレンチ掘削トンネル掘削

取得方法

設計段階

地盤状況
インデックスパラメータ
繰返し載荷による劣化

インデックス試験

地盤状況
強度
剛性
熱特性

CPT（海底6m）
概念設計
サンプリング（海底6m）
基本設計
インデックス試験
詳細設計
TCPT
基本設計
ニードルプローブ熱伝導率 詳細設計
試験
インデックス試験
基本設計

地盤区分
指数定数
繰返し載荷による劣化

繰返し載荷試験

繰返し載荷試験

基本設計
詳細設計
詳細設計

詳細設計

4. 洋上風力発電事業の事例
本章では、浮体式プロジェクトの概要を 1 件、並びに実際のボーリング調査事例を着床式と浮体式プロジェクトについて 1 件ずつ紹介する。

4.1 英国ハイウィンド スコットランド（Hywind Scotland）
英国ハイウィンド スコットランド（Hywind Scotland）の浮体式洋上風力発電事業についてその概要を示す（JETRO，2023）。
表 4.1-1 ハイウインド スコットランドの概要（JETRO, 2023 より引用）
項目
所有・運営
場所
事業面積
水深
設備容量
風車数
技術
係留システムアンカー

内容
エクイノール（75%）、マスダール（25%）
スコットランド北東ピーターヘッドから約 25km
4km2
95-120ｍ
30MW
5スパー型浮体式 9カテナリーシステム（3 本のチェーン）
サクションアンカー（合計15）

ハイウィンド スコットランドは世界初の商業規模の浮体式洋上風力発電事業である。浮体式洋上風力発電の産業化に向けたエクイノールのハイウインドプロジェクトの一環で、2009 年にノルウェー沖で稼働させた実証試験に続き、ノルウェー沖北海での 88MW 規模プロジェクト（ハイウィンド タンペン：Hywind Tampen）に向けての足掛かりとなるプロジェクトである。
スペインで建造した浮体をノルウェーに輸送し、風車と組み合わせて設置用地に曳航した。係留システムや海底ケーブルも欧州の他の国で製作され、設置用地に船舶輸送された。
2017 年 10 月の商業稼働を開始するが、同年 1 月に、プロジェクトの株式の 25%をマスダール（Masdar）に売却することで合意した。ハイウィンド スコットランドの設備利用率は高く、英国
9 浮力体の浮力とバラストによって作られる復原モーメントにより稼働時の静的傾斜を押さえるとともに,浮力体を没水させ水

線面積(水線の平面が作る断面の面積)を小さくして波力の小さい形状とするもの。

26

の洋上風力発電事業の平均値約 40%に対し、稼働後 5 年間の平均値は 54%である（JETRO, 2023）。
表 4.1-2 にプロジェクトの主な参加主体、表 4.1-3 にプロジェクトの主な流れを示す。
表 4.1-2 プロジェクトの主な参加主体（JETRO, 2023 より引用）

27

表 4.1-3 プロジェクトの主な流れ（JETRO, 2023 より引用）

28

4.2 着床式洋上風力発電事業
図 4.2-1 に着床式プロジェクトの代表的な地盤調査箇所を示す。本事例調査では、室内試験に用いる試料採取用のボーリング調査（Fixed_BH_01 孔）について述べる。表 4.2-1 に室内試験の実施項目を示す。隣接する CPT（Fixed_CPT_01）は、室内試験計画を検討するため地盤情報を提供するために用いられる。本事例は概査段階で、基礎形式は未確定のため、室内試験計画は、各種の着床式基礎（重力式、モノパイル、パイル式等）を想定して必要となるパラメータが網羅されるように選定される。これらのパラメータは、基礎の設置、原位置での支持性能および撤去に関する設計を目的として選定される。
（1）室内試験計画：表 4.2-1 は、試料採取用のボーリング孔で行う試験の種類、数量およびそれらの試験を行うおおよその深度を決めるために用いる。この表は、定義された地盤（層序）ユニット、ボーリング位置で採取した試料の種類、採取深度およびボーリング孔に隣接する位置で実施された原位置試験の情報が整理されている。地盤材料の分類試験は、ユニットごとの地盤物性特性を確認し、特徴付けるために行われ、各地盤（層序）ユニットの代表的なパラメータを設定できるように、ユニットごとに高度な試験およびその他の試験が割り当てられる。
（2）室内試験と CPT データとの関連付け：CPT は、ボーリング調査よりも広い範囲を調査できる効率的な方法で、調査位置の条件を直接的かつ連続的に把握することができる。また、広範囲を網羅的に評価することができる。室内試験結果と CPT データの相関を検討するで、ボーリング実施位置以外を調査区域についても地盤定数を推定することができる（得られた CPT の定数 Nktを用いたせん断強度定数の解釈など）。
（3）試料の品質と分類：高度な試験が行われる試料については，試料の均一性を評価するために X 線撮影が行われる。これは、試験位置の選定と試料品質の評価に有効である（すなわち、試料に乱れが発生した可能性を示す亀裂やその他の特徴を把握する）。また、高度な試験を行う
個々の供試体の物性を把握する目的で物理試験も実施される。
（4）高度な試験：本試験の数量および実施頻度は、各地盤（層序）ユニットから採取する試料（土）の違いを明らかにし、基礎設計に必要な深さの情報を十分に得ることを目的に定める。地盤の解釈に必要な条件を踏まえた上で、高度な試験をグルーピングするための検討を行う。例えば、コンター図を作成するには、十分な試験条件の組合せと数量の繰返し試験が必要である。高度な試験の数量と実施頻度については、基礎設計のコンセプトと基礎の深さを考慮する必要がある。例えば、基礎が岩石ユニット（V 層）までは到らないのであれば、岩石ユニット（V 層）が基礎性能に及ぼす限定的な影響を鑑みて，それほど多くの試験数量は必要としない。

図 4.2-1 地盤調査箇所（着床式）

29

表 4.2-1 室内試験計画表目－着床式風車の事例

30

4.3 浮体式洋上風力事業
図 4.3-1 に、浮体式プロジェクトの代表的な地盤調査箇所を示す。本事例では、室内試験に用いる試料採取用のボーリング孔（Floating_BH_01）について述べる。表 4.3-1 に室内試験の実施項目を示す。隣接する CPT（Floating_CPT_01）は、室内試験計画を検討するための地盤情報を提供するために用いられる。本事例は、サクションアンカー杭を想定しており、必要なパラメータが網羅されるように室内試験計画が立案される。同表は、基礎の設置、現場での支持性能および撤去に関するサクションアンカー杭の設計のために必要となる。
（1）室内試験計画：着床式の事例と同じく、室内試験計画表は、試料採取用のボーリング孔で行う試験の種類、数量およびそれらの試験を行うおおよその深度を決めるために用いる。この表には、ボーリング位置で採取した試料の種類と、採取深度およびボーリング孔に隣接する位置で行われた原位置試験の情報がまとめられる。
（2）室内試験に用いる地盤（土相）ユニットの定義：ボーリングで得られた地盤情報を暫定的な地盤（層序）ユニットに定める必要がある。地盤（層序）ユニットは、プロジェクトの地盤モ
デルに基づき作成し、ボーリング位置に隣接する CPT のデータと関連付ける。当該事例において策定された試験計画表（表 4.3-1）は、同じ粘性土でも特性が異なるため 2 つの地盤（層序）ユニットに区別された。地盤（層序）ユニットそれぞれで主要なパラメータが把握できるよう室内試
験項目を設定した。
（3）室内試験データと CPT データの関連付け：CPT は、ボーリング調査よりも広い範囲を調査できる効率的な方法で、調査位置の状況を直接的かつ連続的に把握することができる。また、広範囲を網羅的に評価することができる。室内試験結果と CPT データの相関を検討することでボーリング実施位置以外の調査区域についても地盤定数を得ることができる（得られた CPT の定数
Nkt を用いたせん断強度定数の解釈等）。
（4）試料の品質と分類：高度な試験が行われる試料については，試料の均一性を評価するために X 線撮影が行われる。これは、試験位置の選定と試料品質（乱れの程度）の評価に有効である
また、高度な試験を行う個々の供試体の物性を把握する目的で物理試験も実施される。

図 4.3-1 地盤調査箇所（浮体式）

31

表 4.3-1 室内試験計画表－浮体式風車の事例

32

5. 浮体式洋上風力発電における地盤調査の課題
5.1 各調査段階の適切な調査仕様の設定
物理探査データは、点の情報であるボーリング調査による地盤情報を面的に補間することができる。よって、ボーリングなどの地盤工学的調査を行う前に、物理探査データに対し十分な解釈を行うことにより、調査全域の地盤特性を合理的に評価することが可能である（Cerfontaine ほか,
2023）。
ノルウェーや英国では、石油及び天然ガス分野で数多くの物理探査（音波探査など）が実施されており、これらの先行調査によるデータが多く存在する。一方、今後、洋上風力発電事業の発展が見込まれる米国のカリフォルニア州や日本では、先行調査による物理探査データが不十分であり、より詳細な初期調査が必要となる（RPS Group, 2023）。
地盤調査に係る費用は、水深、用地条件、先行調査データの有無、調査方法、使用するアンカ
ーの数に依存する（Cerfontaine ほか, 2023）。特に、初期段階の浮体式洋上風力発電事業では、ア
ンカーの設置に細心の注意が払われるため、アンカー設置位置毎に詳細な調査が実施されると予想される。しかし、浮体式洋上風力発電事業が進むにつれ、地盤調査地点の数量や試料採取の割合は減少することが見込まれるため、全体的なコストが下がる可能性がある。各調査段階での調査仕様は、採用するアンカーごとに適切な水準に設定する必要がある。

5.2 設置する水深の制約
水深は適切な浮体形式を選択する上で最も重要な要素の 1 つであり、水深が深くなるほど、潮流、波浪、風力荷重が増大する。
セミサブ型、バージ型では、水深 30～40m の比較的浅い水深に設置される。また、スパー型は喫水が大きいため、比較的深い水深（水深 80～100m 程度）に採用される。浮体式風車の建設費
用は、着床式風車に比べてかなり高額であるため、浅水域では着床式風車の方が費用対効果は高い。つまり、設計上の制約は考慮される一方で、浮体式洋上風力発電事業が開発される水深の限界は、事業の費用対効果によって決定される部分が大きいと考えられる。
カリフォルニア沖では水深 1,500m から 2,000m の海域での事業が計画されている。また、地中
海では、セミサブ型またはスパー型の浮体形式事業が計画されているが、多くの事業は開発の初期段階にあるため、係留形式に関する情報は確認できていない。
Carbon Trust の分析では、水深に依存し費用の増加が見込まれると仮定した場合、浮体式風車が設置可能な水深は 100～150m の範囲になると予想されている（表 5.2-1）。しかし、浮体式風力事業の費用は様々な要因によって決定され、費用と水深の関係だけから論じることは注意が必要である。表 5.2-2 および表 5.2-3 に浮体式風車の種類と深度の制約について整理した。

33

表 5.2-1 浮体式風車の設置深度（水深）と費用増減の根拠（Carbon Trust, 2023 より引用）
水深100m 未満100～150m
150m 以深

費用増減の根拠
適切なカテナリーの構成が難しく、係留およびアンカーシステムのコストが上昇する可能性が高い。
水深 50m～100m では、係留索が長くなることによる費用の増加は、風車等の小型化によって減少すると考えられる。
水深 80～100m では、係留索により大きい荷重がかかり、アンカーにかかる力が減少するため、係留とアンカーのバランスが向上し、費用対効果が高くなる。
係留索に十分な長さと浮力があり、係留およびアンカーシステムにかかる荷重は軽減される。一方で、係留索にさらなる長さが必要となるため、材料コストが大幅に増加する。
係留索の総質量が増えることから、コストは増加する。

表 5.2-2 浮体式風車の種類と深度制約(1/2)（Carbon Trust, 2023 より引用）
浮体形式
TLP

深度制約

経済的実現可能性

 下限は 40～80m の間（正  構造質量が小さいため、比
確な数値は出典により異な 較的安価な構造。係留索る）がより短い
 60～200m の中間的な水深  特殊な係留索、アンカー、に適する（着床式風車のお 設置設備が必要であるた
およその上限である約 60m め、コストが増大する。設置から、スパー型プラットフォに時間を要し、特殊船舶がームがより経済的に実行可 必要となる。損失の可能性能であるとされる約 200m
が高く、プロジェクト全体の以深まで）リスクが高い 中間的な水深で最も費用対効果が高くなると考えられる（「水深制約」参照）

現在および今後の展開
 TLP 型フローターを備えた完全な風車はまだ導入されていない。
今後の計画：
 プロヴァンス・グランド・ラージ（PGL）
 地中海フランス沖に建設中の 25.2MW の風
力事業
 3 基の 8.4MW 風車をテンションレッグプラット
フォーム上に設置（ただし、構造は TLP 型と半潜水型のハイブリッドとみなすことができる）
 水深は約 95～105m の範囲
 2024 年初頭に完工予定

セミサブ型  水深約 30～40m に適する  サイズと重量が大きく、比較  ウィンドフロート・アトランティック（WFA）
的高価な構造。長い係留 喫水が浅く、容易に輸送と
 ポルトガル、ヴィアナ・ド・コステロ沖 25MW の索設置ができるため、他のフ
風力事業
ロータータイプと比較して水  設置コストが安価（岸壁で  半潜水型鋼鉄製プラットフォーム上に 8MW
組み立て後、沖合まで曳航 風車 3 基
深に左右されにくい（経済することが可能であり、輸送  水深約 85～100m
性やサイト状況を考慮するに特殊船舶は必要ない）
必要はあるが、技術的に
 キンカーディン
は、やや浅水域からかなり  比較的安価な係留および  スコットランド、アバディーン沖 47.5MW の風
深い深水域まであらゆる水 アンカーシステム
力事業
深に適している）
 半潜水型鋼鉄製プラットフォーム上に 9.5MW
風車 5 基 水深 60～80m
 英国、フランス、日本および中国で複数の風車 1 基の実証プロジェクト
今後の計画：
 リオン湾 地中海フランス沖に建設準備中の 30MW の風力事業
 半潜水型鋼鉄製プラットフォーム上に 10MW
風車 3 基 水深 65～80m
 2024 年に完工予定

34

表 5.2-3 浮体式風車の種類と深度制約(2/2)（Carbon Trust, 2023 を引用）
浮体形式

深度制約

経済的実現可能性

現在および今後の展開

スパー型＊ハイウィンドスコットランド プラットフォームの喫水が  構造物の喫水が深いことか
深く、水深 80～100m 程度 ら、製造、輸送、設置に費用  スコットランド、ペーターヘッド沖の 30MW 風
力事業からの高水深に適している がかかる（特殊船舶、深海 浅瀬での輸送中に構造物 港、避難エリアが必要）。長い  鋼鉄製スパー型プラットフォーム上に 6MW 風車5基を垂直に保つことは困難
係留索がコストを引き上げるであり、風車の設置は沖合 が、係留および固定システム  水深 95～120mで行われる可能性が高い
は TLP に比べて安価かつ簡 ＊ハイウィンド・タンペン
 ノルウェー北海の 30MW 風力事業。
素 タワー製造との相乗効果が期  コンクリート製スパー型プラットフォーム上に8MW 風車 11 基
待できる
 水深 260～300m＊テトラスパー型実証機 - Metcentre（海洋エネルギーテストセンター）
 ノルウェー北海の鋼鉄製スパー型プラットフォームに 3.6MW 風車 1 基
 水深約 200～210m＊崎山実証機 長崎沖のハイブリッドスパー型プラットフォームに 2MW 風車 1 基
 水深約 100m
今後の計画：＊五島市
 長崎県沖に建設中の 16.8MW 風力事業。
 ハイブリッドスパー型プラットフォームに2.1MW 風車 8 基
 水深 120～140m
 2024 年初頭に完工予定。

バージ型

 水深約 30～40m で適する  サイズと重量が大きく、比較的高価な構造。長い係留索 設置コストが安価（岸壁で組み立て後、沖合まで曳航することが可能であり、輸送に特
殊船舶は必要ない） 比較的安価な係留およびア
ンカーシステム

35＊DemoSATH–BIMEP スペイン・タラゴナ沖の鋼鉄製バージ型プラットフォームに 2MW 風車 1 基
 水深約 85～90m＊フロートゲン・プロジェクト
 フランス、ペイ・ド・ラ・ロワール沖のコンクリート
製バージ型プラットフォーム（Ideol 社製ダンピ
ング・プール）に 2MW 風車 1 基。
 水深約 33m
＊北九州 NEDO 実証機
 福岡沖の鋼鉄製バージ型プラットフォームに3MW 風車 1 基
 水深約 50～55m
今後の計画：＊EolMed 地中海フランス沖の 30MW 風力事業（現在開発準備中）
 鋼鉄製バージ型プラットフォームに 10MW 風
車3基
 水深 50～75m
 2025 年に完工予定

6. 欧州における浮体式洋上風力発電の今後の見通し
6.1 現状発電容量目標および現在進行中のプロジェクト（連続的･計画的な将来案件）
世界風力エネルギー会議（GWEC）の分析によると、世界の洋上風力資源ポテンシャルの 80％は、水深 60m 以深に存在する（GWEC, 2023）。これは、世界的に設定された風力エネルギー目標を達成するという目的における、浮体式洋上風力発電が持つ重要性を示している。しかし、現在、浮体式洋上風力発電はまだ黎明期にあり、再生可能エネルギーミックスへの貢献はわずかである。
浮体式洋上風力発電は、7 カ国の 14 のプロジェクトで合計 227MW が設置され、実用的に稼動しているが（これらの大半はパイロット／実証プロジェクトである）（RenewableUK, 2023）、洋上風力設置容量全体の 1％未満に過ぎない（GWEC, 2023）。
既存の浮体式洋上風力発電容量の大半は欧州で展開されており（合計 30 GW のフル稼働容量のうち 200MW 強）（TGS|4C Offshore, 2023b）、この数字は今後数年間で急速に増加すると予想されている。EU と英国は短期から中期的野心的な目標を設定している。EU は、2030 年末までに 5つの海域に 60GW の洋上再生可能エネルギーを設置するという目標を設定しており（European
Commission, 2023）、浮体式洋上風力発電の目標は 10GW である。英国は 2030 年までに 50GW の洋上風力発電を導入することを目指しており、そのうち 5GW は新たな浮体式風力発電プロジェ
クトによるものである（HM Government, 2023）。表 6.1-1 は、欧州における着床式および浮体式洋上風力発電の各国目標の内訳を示している。
表 6.1-1 欧州諸国における着床式/浮体式洋上風力発電の目標
国

目標（2030 年まで）

英国

5GW（2030 年まで）

フランス

2.25GW（2035 年まで）

アイルランド2GW（2030 年まで）

イタリア

3.5GW（2030 年まで）

ノルウェー

20GW（2040 年まで）

スペイン

2.4GW（2035 年まで；カナリア諸島）

ポルトガル

10GW（2030 年まで）

ギリシャ

2GW（2030 年まで）
出典：TGS|4C Offshore, 2023c

Renewable UK (2023) の分析によると、世界の浮体式洋上風力発電のプロジェクトは現在244GW で、過去 1 年間でプロジェクト数は 230 から 285 に増加した。これには、完全に稼働しているプロジェクト、建設中のプロジェクト、承認されたプロジェクト、決定を待つ計画中のプロ
ジェクト、開発初期段階のプロジェクトなど、あらゆる段階のプロジェクトが含まれる。これまでに世界中で発表されたプロジェクトのうち、浮体式風力発電容量のほぼ 3 分の 2 が欧州海域（160GW）で、14％が英国（35GW のうち 29GW はスコットランド海域）で開発されている。プ
ロジェクト数の増加は、クラウンエステート 10 、クラウンエステートスコットランド 11とのリース契約が成功し、開発可能な海域が増えた結果である。例えば、英国では最近、INTOG リース
ラウンドが終了し、合計 5.5GW がリースされた。また、クラウンエステートの第 5 ラウンドの一

10 英国王に帰属する土地および権利の総体であり、英国における資産管理会社の 1 つ。
11 英国王のスコットランド資産を管理するスコットランド自治政府の公的企業。スコットランド資産を管理する。

36

環として行われるケルト海のリースラウンドでは 4.5GW がリースされる予定であり、浮体式が主要な構成要素となる見込みである。
大部分の浮体式洋上風力発電事業は初期段階にあるため、計画されている浮体設計について入手できる情報は非常に限られている。現在のところは、図 6.1-1 に示す通り、スパー･プラットフ
ォームが 155MW で最も導入されている基礎タイプであり、次いでセミサブマーシブルが 103MW、TLP が 25MW、バージ基礎の設計の容量が 7MW となっている。
なお、図 6.1-1 には、全世界の設置済み、設置中、および廃止されたプロジェクトが含まれている。4C オフショア（https://www.4coffshore.com/）の分析によると、現在進行中の浮体式洋上風力発電事業における上位 3 社は以下の通りである。
・Technip Energies（セミサブ）：4.1 GW
・AWC Technology（スパー）：3.6 GW
・OO-star（セミサブ）：3.1 GW
これには、基礎概念を使用する契約を締結したプロジェクトのみが含まれる（TGS|4C Offshore,
2023c）。立地独占のプロジェクトでは、OO-star が最も高く、次いで Trifloater（セミサブ）の
3GW、Tetra（セミサブ）の 1.6GW が続く。

200
150

155
103

100
50
0

25
Spar

Semi-submersible

TLP

7
Barge

図 6.1-1 浮体式タイプ別の現在の設備容量（MW）（TGS|4C Offshore, 2023c）

6.2 市場の見通しおよび課題
市場予測を見ると、プロジェクトの構築ペースは目標を完全に達成することは期待できない 12。
これ理由は主に、固定式に比べ浮体式風力発電のコストが依然として高いこと、洋上風力発電プ
ロジェクト開発における経済的・財政的状況が厳しいこと、特に港湾施設や浮体式基礎に関する
サプライチェーンのボトルネックが予想されることによる（TGS|4C Offshore, 2023a）。それにもかかわらず、全体的な見通しは明るい。GWEC Market Intelligence によると、2032 年末までに世界中で合計 26.2 GW の浮体式風力発電が設置される見込みで、風力発電施設全体に占める浮体式
風力発電の割合は 6%に達し、2023 年から 2032 年までの間に欧州が全世界の総設置数の約 3 分の2 を占めると予想されている。4C オフショアは、2035 年までに世界全体で合計 40 GW 近くの浮体式風力発電設備が 建設開始され、そのうちのほぼ半数の約 18 GW は欧州で開発されると予測している（TGS|4C Offshore, 2023d）。

12

WindEurope（欧州の風力産業団体、旧 EWEA）は、「2050 年に洋上風力発電の累積導入量 450GW」という目標を掲げている。
これは、欧州における 2050 年の電力需要の 30%に相当する。

37

Renewable UK による、欧州での着床式および浮体式導入の予測を図 6.2-1 に示す。各国政府が導入目標を増やしているため、2030 年頃には大幅に増加すると予想されている。しかし、短期間での設置数の増加となるため、市場の不安定性やインフレに関連するリスクの増大、サプライチ
ェーンや送電網への圧力の増大を考慮する場合には、各国は新たな規制改革を通じてプロセスを加速する必要がある（TGS|4C Offshore, 2023d）。
250,000

50,00045,000

単年度容量（MW）

35,000150,000

30,00025,000100,000

20,00015,000

累積容量（MW）

200,000

40,00050,00010,000
5,000
0

2022

2023

2024

2025

2026

着床式
Not yet known
累積(浮体式)

2027

2028

2029

2030

浮体式
累積（着床式＋浮体式）

2031

2032

0

Mixed
累積（着床式）

図 6.2-1 欧州における着床式と浮体式洋上風力発電の予測 (MW) （Renewable UK, 2023）
現在、浮体式洋上風力発電事業はまだ商業化の前段階にあると考えられており、2026 年には完
全な商業化に達すると予想されている（GWEC, 2023）。しかし、過去 15 年間で劇的なコスト削減が見られた着床式洋上風力発電事業と比較すると、そのコストはかなり高いが、以下の理由で低減できることが見込まれる（TGS|4C Offshore, 2023d；DNV, 2022）。
・最長 30 年の長期プロジェクトである・風車の大型化による風車 1 基あたりの発電コストおよび運転コストの削減
・プロジェクト規模の拡大（プロジェクト数の増大と大規模な調達）
・技術の成熟、経験の蓄積、プロジェクトおよび市場全体のリスクの低減
さらに、今後 10 年間で浮体式洋上風力の設置件数が増加し、開発期間が短縮されることが予想されるため、業界は需要を支えるためにサプライチェーンを大幅に成長させる必要がある。
2032 年末までには、英国で 472 基、欧州で 1,369 基、世界全体で 1,924 基の浮体式基礎の需要が見込まれる。
本業界は 2025 年から供給不足に直面する可能性がある。サプライチェーンが構築されるまでには長い時間を要することを考慮すると、遅くとも 2023 年から 2024 年までにサプライチェーンの拡大を開始する必要がある。Rystad Energy (2022) と WindEurope (2023)は、それぞれの分析結果から以下の提言をしている。
・予測される需要を満たすために、浮体基礎の製造能力は、2030 年に向けて現在および公表されている能力の 5～6 倍に増加する必要がある。浮体式基礎の場合、既存産業分野の技術を浮体式風力発電用に転用できる可能性がある。

38

・2028 年までに、洋上風車タワーの需要が製造能力を超えると予測されている。洋上風力タワーの鉄鋼需要は 2029 年に合計 170 万トン以上になると予想されているが、この予測では、供給がこの量の約 70%しか満たせないことが示唆されている（鉄鋼が不足しないと仮定した場合）。
風力タワーの製造はそれほど複雑ではなく、特殊な機械も必要としないため、充分な投資があれば生産能力の拡大は実現可能と思われる。
・洋上風力発電の大規模な建設をサポートするには、港湾インフラのアップグレードが必要である。基礎に入る鋼材とコンクリートの量、基礎のサイズが大きいことによる追加のスペース要件、および充分な湿式保管エリアの必要性を考慮すると、浮体式風力発電事業のための特殊な港の必要性が特に高まる。これに加えて、係留索の製造能力を大幅に拡大する必要がある。
英国では現在、大規模な浮体式洋上風力プロジェクトの同時開発をサポートできるだけの岸壁の長さ、水深、貯蔵スペースの適切な組み合わせを備えた充分な港がない。浮体式洋上風力タス
クフォース（2023）は、スコットランドに 3～5 港、ケルト海にもう 2 港の総合港が必要だと提案している。鉄鋼の組み立てやコンクリートの製造のために、さらに 4～6 か所の港が必要となる。
これらのニーズに応えるため、DESNZ（Department for Energy Security and Net Zero：英国エネル
ギー安全保障・ネットゼロ省）は 1 億 6,000 万ポンドの FLOWMIS（Floating Offshore Wind
Manufacturing Investment Scheme：浮体式洋上風力発電投資スキーム）を立ち上げた（Renewable
UK, 2023）。
EU では、ネットゼロ産業法により、2030 年までに年間 36 GW の製造能力と地元工場からの再生可能エネルギー部品の 40%を目標としている（European Commission, 2023）。全体として、大きな需要が残り、各国の目標が必要な政策や投資によってサポートされれば、浮体式風力発電産業
は成長を続け、長期目標を達成する可能性があると予想される。

7. 日本における洋上風力事業での海底地盤調査
7.1 調査の流れ
日本の洋上風力発電設備に係る海底地盤調査のフロー（沿岸技術センター，海洋調査協会，
2022）を図 7.1-1 に示す。洋上風力発電設備に係る海底調査を概査、準精査、精査の段階に分け、調査目的を定めた上で調査を実施することが提示されている。各段階の調査結果に基づき、風車の概略設計、基本設計、詳細設計が行われる。

39

図 7.1-1 調査フロー（沿岸技術センター，海洋調査協会，2022）1313一財）沿岸技術センター, 一社）海洋調査協会：洋上風力発電設備に係る海底地盤の調査及び評価の手引き, p18, 2022.12

40

7.2 調査項目
洋上風力発電設備に係る海底地盤調査において実施する主要な調査項目を表 77.2-1 に示す。
机上調査として、海域の利用状況、海底地形や水域の状況、海域の地盤状況、地震の情報を既
往文献などで調査する。現地調査として、海底地形や水域状況は深浅測量、海底面の状況はサイドスキャンソナー（SSS）や底質採取、海底面下地盤状況の調査は音波探査や海底微動アレイ探
査、海底面下地盤強度の調査は CPT、ボーリング（SPT、孔内載荷試験、試料採取、物理検層など）が行われる。
表 77.2-1 主要な調査項目一覧（沿岸技術センター，海洋調査協会，2022） 14

7.3 室内試験
洋上風力発電設備の設計、施工における海底地盤の基礎資料として用いるため、ボーリング調
査や CPT によりサンプリング、コアリングした試料は表 77.3-1 に示す室内試験に供する。土粒子の密度試験、土の含水比試験、粒度試験などの物理試験は攪乱した試料でも使用できるが、各種一軸試験、三軸試験、圧密試験などの力学試験は、「乱れの少ない試料」の使用が必要となる。

14一財）沿岸技術センター, 一社）海洋調査協会：洋上風力発電設備に係る海底地盤の調査及び評価の手引き, p19, 2022.12

41

表 77.3-1 洋上風力発電設備の海底地盤調査で実施される主な室内試験（沿岸技術センター，海洋調査協会，2022）15

7.4 設計用地盤定数の例
洋上風力の着床式および浮体式で用いられる設計用地盤定数及び試験方法の例を表 7.4-1 に示す。設計地盤定数を設定するための試験方法は表 7.4-1 に記載する以外の方法も可能であることに留意する。また、表 7.4-1 は海底地盤が未固結な堆積物の場合を前提としている。地盤が岩盤

15一財）沿岸技術センター, 一社）海洋調査協会：洋上風力発電設備に係る海底地盤の調査及び評価の手引き, p165, 2022.1242

の場合は以下に例示する室内岩石試験方法の例 16を参考にすることができる。
・粗骨材の密度及び吸水率試験方法（JIS A 1110）：密度、吸水率・岩石の密度試験方法（JGS 2132-2009）：自然密度、湿潤密度・パルス透過法による岩石の超音波速度測定方法（JGS 2110-2009）：弾性波探査
・岩石の一軸圧縮試験方法（JGS 2521-2009）：圧縮強度
表 7.4-1 設計用地盤定数及び試験方法の例（沿岸技術センター，海洋調査協会，2022）1716一財）沿岸技術センター, 一社）海洋調査協会：洋上風力発電設備に係る海底地盤の調査及び評価の手引き, p12, 2022.1217一財）沿岸技術センター, 一社）海洋調査協会：洋上風力発電設備に係る海底地盤の調査及び評価の手引き, p11, 2022.12

43

7.5 セントラル方式における浮体式を想定した海底地盤調査について
国内では浮体式洋上風力発電の実績が少ないため、海底地盤調査についての公表資料は少ない。
そこで、セントラル方式におけるサイト調査 18のうち浮体式洋上風力発電設備に係る海底地盤調査について、国土交通省及び経済産業省が 2023 年 11 月 15 日に開催した「交通政策審議会 港湾分科会 環境部会 洋上風力促進小委員会（第 24 回）」「総合資源エネルギー調査会 省エネルギー・
新エネルギー分科会／電力・ガス事業分科会 再生可能エネルギー大量導入・次世代電力ネットワーク小委員会 洋上風力促進ワーキンググループ（第 20 回）」合同会議の配布資料 19より引用する（図 7.5-1～図 7.5-3）。
セントラル方式におけるサイト調査については、洋上風力発電設備の「基本設計」に必要な内容を対象とする。基本設計の内容を踏まえて実施する「詳細設計」に必要な調査については、選定事業者によって実施されることが前提とされている。
（1）海底地形調査・海底面状況調査：浮体式①目的
1) 係留方式やアンカー形式を検討するために、海底面の標高、海底地形、海底面の状況を
把握する。
②要求水準
1) 測深の方法は、既存データから推定される地質情報、区域の面積を勘案し調査効率等を踏まえて決定するが、マルチビーム音響測深機による調査を基本とする。
2) 対象海域全体の海底地形図（等深線図）を水深 1ｍピッチのコンター線で作成する。
3) 対象海域全体を面的に網羅した海底面音響画像図、底質分布図、海底障害物分布図を作成し、底質（砂、泥、岩盤）の分布状況や、魚礁・沈船等の有無を把握する。
アンカー、海底ケーブルの検討に資するためには、その形状の大きさに類似する解像度の地形図等が必要となる。
③考慮事項
1) 地形調査は、調査海域全域において要求水準に記載した精度となるように配慮する。対象区域内の水深の差が大きい場合には、最適な調査手法（周波数の異なる複数機器、周波数可変式機器、曳航式機器、AUV などの使用）を選択する。
2) サイドスキャンソナー（SSS）では、調査海域全域において要求水準に記載した精度となるように配慮する。対象区域内の水深の差が大きい場合には、全水深で極力高精度のデータ取得ができる、最適な調査手法（周波数の異なる複数機器、周波数可変式機器、曳航式機器、AUV などの使用）を選択する。
3) 基本的には解像度の高いデータが取得できる 500m 以浅を対象とするが、水深が深い場
所（500m 以深）で解像度の高いデータが必要となる場合には、データ提供先となる事業者のニーズを把握した上で調査仕様を決定する。
4) 底質分布から代表箇所を選定して、底質土のサンプリングを行いサイドスキャンソナー
の結果を補足する。
5) 測深方法は「海洋調査技術マニュアル-深浅測量-、（一社）海洋調査協会」に準拠する。
また、サイドスキャンソナーによる海底面状況調査は「海洋調査技術マニュアル-海洋（一社）海洋調査協会」に準拠する。
地質調査編-、

18

国が選定した区域において独立行政法人エネルギー・金属鉱物資源機構（JOGMEC）が今後実施予定の調査のこと。

19

https://www.mlit.go.jp/policy/shingikai/port01_sg_000428.html ,【資料 2】pp.4-6 ,【参考資料 2】p.1 , pp.7-10

44

（2）反射法地震探査（音波探査）：浮体式①目的
1) 係留方式やアンカー形式を検討するために、海底面下の地質構造や地盤状況を把握する。
②要求水準
1) 海底地質断面図、解釈断面図、深度構造（深線）図等により海底面下の地質構造・地盤状況や、各層の分布状況を把握する。
2) 測線間隔は１～3 ㎞を基本とするが、探査手法や区域の特性に応じ最適な測線配置を決定する。
3) 概ね海底面下 100m までの層序を把握でき、区域の地質構造の把握及びジオハザード（海底地すべり、断層、シャローガス（地中ガス）等）の分析に資するデータ取得を要する。ジオハザードの可能性を適正に評価するために、必要に応じて最適な探査手法を選
択する。
③考慮事項
1) 音源は水深や地質を踏まえた上で、工学的基盤が把握できるようブーマー、スパーカ
ー、ウォーターガン、エアガン等から選定する。
2) ジオハザードの観点等から海底面下 100m 以深のデータも必要となることがあるが、産業技術総合研究所等が実施した反射法地震探査データなどをコンパイルすることも考慮する。
3) 調査方法は「海洋調査技術マニュアル-海洋地質調査編-、（一社）海洋調査協会」に準拠する。
（3）地盤物性値（ボーリング等調査）：浮体式①目的
1) 係留方式やアンカー形式を検討するために、調査対象海域の地盤の構成や構造、地盤物性（物理的特性及び力学的特性等）を把握する。
②要求水準
1) コアリングとともに CPT も併せて実施する。コアリングは、乱れの少ないコア試料を取得することにより室内試験に供することで、各層の物理特性、力学特性（せん断強さ
ｃ、せん断抵抗角 φ）を把握する。
水深が 50ｍを超える浮体式の海域では、ドリルシップによる作業や作業船に海底着座型ボーリ
ングマシンを搭載し作業することが想定される。コアリングによる乱れの少ない試料の採取が重要である。PS 検層、大水深海底微動アレイ調査など、浮体式の調査では新規性の高い調査も必要に応じて活用する。
③考慮事項
1) CPT やコアリング調査の孔数は、区域の面積や海底面状況調査や音波探査の結果に基づき決定するものとする。
2) 掘削孔の位置や深度は、音波探査データ等に基づいて決定する。掘削深度については
30m 程度を想定するが、有識者や事業者等に対して意見を聴取し、個別仕様の作成時に決定する。
3) CPT では連続して地盤の先端抵抗（qc）、周面摩擦（fs）、間隙水圧（u）を計測する。
4) CPT の技術的な基準については、ISSMGE（1999）、ASTM（2012）、ISO（2012）、ISO、JGS 等に準拠する。
（2014）

45

5) PS 検層は JGS-1122 又はこれに準ずる手法（JGS-1122 以外の手法を用いる場合は手法の詳細を明記すること）に準拠する。
PS 検層については、洋上風力発電事業の調査で一般的に実施されるボーリング調査と比較して孔径の大きい CPT 孔に対応できる PS 検層装置も実際の調査で使用されているため、JGS-1122に限定していない。
その他、海底微動アレイ探査については、大水深に対応できる機器が開発中であるという課題がある。しかし、大水深に対応すれば、海底面下の S 波速度構造を把握することにより工学的基盤深度が判断できるため、着床式と同様に調査効率に留意して調査手法として適用できる可能性がある。

図 7.5-1 セントラル方式運用方針の策定、促進区域指定ガイドラインの改訂に係る論点について（その１）「交通政策審議会 港湾分科会 環境部会 洋上風力促進小委員会（第 24 回）より抜粋」

46

図 7.5-2 セントラル方式運用方針の策定、促進区域指定ガイドラインの改訂に係る論点について（その２）「交通政策審議会 港湾分科会 環境部会 洋上風力促進小委員会（第 24 回）より抜粋」

図 7.5-3 セントラル方式運用方針の策定、促進区域指定ガイドラインの改訂に係る論点について（その３）「交通政策審議会 港湾分科会 環境部会 洋上風力促進小委員会（第 24 回）より抜粋」

47

8. まとめと今後の課題
1）欧州での海底地盤調査のまとめ（a）実施体制
・欧州 11 か国を対象に洋上風力発電事業の制度を調査した。開発の初期段階では大半の国でセントラル方式と非セントラル方式が混在しているが、各国の洋上風力産業が成熟するにつれて非セントラル方式からセントラル方式へとシフトする傾向がある。当初よりデンマーク、ベルギー、オランダなどはセントラル方式を採用している。現在の日本はこれらの国と近い制度である。一方、現在もイギリスやアイルランドは非セントラル方式を採用している。
（b）物理探査および地盤工学的調査
・洋上風力事業における構造物の基礎の設計には、机上での｢フィージビリティ調査｣、サイトの10%程度の情報を収集する｢概念設計｣、サイトの 25～35%の情報を収集する｢基本設計｣、サイトの 100%の情報を収集する｢詳細調査｣の 4 つの段階があり、各段階に応じた地盤調査が行われる。
・音波探査は海底下 60～80m が対象深度で、デンマークでは超高分解能マルチチャンネル 3 次元探査が行われている。PS 検層の目標深度は 60～80m、測定間隔は 1～2m で、DHCPT（掘削孔を利用した CPT）による PS 検層測定も行われる。また、CPT では、DHCPT、SCPT（サイスミックコーン貫入試験），PCPT（ピエゾ CPT）も行われることがある。
・欧州での地盤工学的調査は、試料（コア）の採取を目的としたボーリングと、そこから 10m ほ
ど離れた地点で電気式コーン貫入試験（CPT）を行うのが主流である。日本で主流の標準貫入試験（SPT）は行われていない。
（c）ボーリング採取試料による室内試験
・室内試験用試料を乱れの程度による 5 つのクラスに分類し、把握すべき地盤特性をクラスごとに定めている。クラス 1, 2 は乱れのない試料とみなし、大半の地盤特性を把握する試験が行われる。クラス 3, 4, 5 は乱れのある試料とみなし、乱れの程度により実施できる試験が限定される。
・ボーリング採取試料には、洋上と陸上で各種室内試験が実施される。洋上では試料観察、品質評価、分類試験などの一部が先行して行わる。陸上の室内試験室に運搬された試料には、強度
インデックス試験、せん断強度や圧縮強度などの高度な試験が行われる。各試験は ASTM ある
いは ISO 規格に基づき実施される。
・北海周辺には地震に伴う海底地質リスクは極めて少ないと考えられるが、クイッククレイ（N
値 0（セロ）よりも柔らかく、揺さぶるだけで泥水となる粘土で、鋭敏比が 16～500）と呼ばれる堆積物が広く分布している。そのため、欧州で行われている海底面の液状化や流動性を評価する試験は、地震動に対する地盤応答ではなく、風車の揺れによる応答を評価するために行われている。
（d）着床式／浮体式タイプ別の室内試験と設計段階
・着床式風車ではアンカーのタイプ（モノパイル、サクションバゲット、ピンパイルジャケット、
重力式）ごとに、堆積物の流動性、洗堀、打設可能性、水平･垂直支持力、動的載荷、繰返し載荷などの検討項目、それらの入力パラメータ、ボーリング対象深度などのデータ取得方法、実施すべきプロジェクト段階（概要設計、基本設計、詳細設計）が定まっている。
・浮体式風車ではアンカーのタイプ（パイル、サクション、ドラッグ、重力式）ごとに着床式風車と同様の検討項目、入力パラメータ、データ取得方法、プロジェクト段階が定まっている。

48

また、浮体構造物のタイプ（セミサブ、スパー、パージ）ごとに、制約される水深、浮体構造
物･係留索･設置費用などの経済性が異なる。
（e）洋上風力事業の例と今後の見通し・浮体式洋上風力事業の例として、ハイウィンド スコットランド（風車 5 基, 発電容量 30MW, 水
深 95～120m）の設備利用率は高く、英国の洋上風力事業の平均値約 40%に対し、稼働後 5 年間の平均値は 54%である。
・現在欧州で稼働中の浮体式発電所のタイプ別ではスパー型が最も多い。2032 年時点の洋上風力
累積設備容量は全体で約 225GW、そのうち浮体式は約 25GW と予測されている。
2）日本における海底地盤調査の今後の課題
日本国内における風力発電施設の調査は、陸上･洋上ともボーリング調査（SPT、孔内載荷試
験、PS 検層および乱れの少ない試料採取を含む孔内調査；以下ボーリング調査と称す）が主体
で計画･実施されている。また、同様の設計基準が設けられることから、同様の調査法が必要とされる。
陸上風力発電施設の調査は掘削設備が簡易的であり、なおかつ計画掘進長も洋上に比べ浅いことが多く、短い期間で調査が実施でき、気象･海象による影響も少ないため、通年単位で調査が可能である。
一方、洋上風力発電施設は、掘削施設（プラットフォーム）が大型であり、気象･海象の影響を大きく受けることから、陸上と同仕様の調査と比較して数倍の調査期間を要する。さらに調査
海域は、漁業の盛んなところも多く、漁の妨げにならないよう配慮する必要もあるため、必要な調査を計画しても予定通りに進まないケースも多々ある。そのため、近年の洋上風力発電施設の地盤調査では、ボーリング調査に比べ短期間で調査できるため、ボーリング調査と CPT を併用した調査が進められている。CPT は、洋上風力の先進地域である欧州では標準化されている調査法
であるが、日本においては、地盤条件の違いから普及が遅れている。また、欧州に比べ地震の多い日本では耐震基準が厳しく求められることから、現段階では CPT 単独の調査結果では認証を受けることは難しい。しかしながら、洋上風力発電施設を推進していく上では、CPT を併用した地盤調査は必要不可欠で、後の設計･施工へ向けて短期間で繋いでいくためにも重要である。よって、効率良く迅速に地盤情報提供を行う必要がある、調査を進める上で課題となる項目を以下に挙げた。
（a）ボーリング調査と CPT の組み合わせ
・地形･地質条件の複雑な日本では、堆積物中に砂・礫層が多く存在し CPT では貫入不能となり測定できないケースもある。このような場合は CPT だけでは調査が難しくなる。しかし、風車設置予定の全地点において調査する必要があることからボーリング調査で代表的な地質条件を示す地点で行い、その他の地点では CPT を実施するなど、両者を適切に組み合わせた効率的な調査法を確立させる必要がある。
・CPT 単独で調査するにあたり、ボーリング調査で得られる結果（N 値、地盤の物性および力学
特性、変形特性、PS 検層結果、液状化判定等）と比較して調査海域の相関性を検討する必要がる。しかしながら、上述のようにボーリング調査は時間を要するため、現行の CPT を併用した場合でも最終報告までに時間を要する。N 値は、例えば鈴木ほか（2003）による相関式により CPT による測定値から換算できるが、日本のように地質条件が異なる全ての海域に精度良く適用できるわけではない。近年、AI を用いた CPT データによる N 値推定に係る研究が行われており、従来の換算式より精度良く N 値が推定できることが示されている（秋本ほか，2021）。

49これは、ディープニューラルネットワークを利用した教師データありの機械学習法で、その推定誤差から最適なハイパーパラメータを導き N 値を推定する手法である。このような手法を用いることで、情報提供の効率化を図ることが可能と考える。なお、推定精度を向上させるためには、より多くのボーリング調査で得られる結果と CPT のデータセットを教師データとして与える必要があり、土台作りを如何に進めていくかが課題である。なお、鈴木ほか（2003）と秋本ほか（2021）による CPT データからの N 値換算法に関する詳細は資料集（巻末資料-3）を参
照されたい。
（b）工学的基盤の調査法
・工学的基盤の調査法では PS 検層で得られた S 波速度を評価する必要がある。また耐震設計を行うにあたり、対象地盤の S 波速度の評価の実施が必要不可欠である。しかしながら、削孔内のトラブル等で PS 検層の実施が困難となった時は多面的に評価する必要があり、S 波速度を決定するまでに非常に時間を要する。一方、海底微動アレイ探査による速度の評価方法もある。
同探査法は、海底面に地震計を設置して S 波速度構造を求めることができる日本独自の探査法である。しかし、堆積物がほとんどなく基盤（中硬岩）が極めて浅い海域では、微動レベルが微弱となり探査精度が低下するため、S 波速度が評価できないこともある。そこで、海底面に人工震源と複数の地震計を直線状に配置した表面波探査法など、別の探査法の実用化が望まれる。
・現状の PS 検層装置は SPT を行うボーリング孔での使用を前提としている。一方、CPT 実施孔は、SPT 孔に比べ 2～3 倍程度の削孔径を有する。そのため、CPT 実施孔で PS 検層の測定装置を使用すると、測定装置の直径と CPT 孔とのクリアランスの関係から、地震波が減衰し波形記録の精度が悪くなる傾向にある。特に未固結の堆積層では品質の良い波形データが取得できな
い場合もある。近年では、これら CPT 孔に合わせた PS 検層法が開発され有効利用されてきている。しかしながら、開発されて間もないため普及するには時間を要することから、従来からある CPT と同時に PS 検層が行える SCPT 法が使用するとよい。ただし、同法は地盤全体の速度評価とされ、必要とされる堆積層の評価および工学的基盤の評価には不向きとされている。
これらの課題を解決できれば、今後の地盤の速度構造の評価に有効になると考えられる。

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