2024 年 7 月
JOGMEC

洋上風力事業部

発電事業者向けデータコンテンツの提供（案）
令和 5 年度「洋上風力発電の導入促進に向けた基礎調査に係る業務（北海道岩宇南後志地区沖／島牧沖／檜山沖：海底地盤（物理探査）調査）

目次
1. 業務概要..............................................................................................................................1
2. 調査内容..............................................................................................................................4
2.1 海底地形調査.................................................................................................................4
2.2 海底面状況調査 .............................................................................................................7
2.3 反射法地震探査（音波探査） .....................................................................................11
2.4 海底微動アレイ探査 ....................................................................................................23
3. 提供データ ........................................................................................................................29

1. 業務概要(1) 業務名称
・令和５年度「洋上風力発電の導入促進に向けた基礎調査に係る業務（北海道岩宇南後志地区沖：海底地盤（物理探査）調査）」
・令和５年度「洋上風力発電の導入促進に向けた基礎調査に係る業務（北海道島牧沖：海底地盤（物理探査）調査）」
・令和５年度「洋上風力発電の導入促進に向けた基礎調査に係る業務（北海道檜山沖：
海底地盤（物理探査）調査）」(2) 調査区域
調査区域を図 1-1 に示す。調査区域は、岩宇・南後志地区沖（水深 10-50m）、島牧沖（水深 10-70m）、檜山沖（機構殿指定範囲：概ね水深 10-50m）の 3 海域である。
(3) 履行期間【委託期間】
2023 年 5 月 12 日から 2024 年 2 月 20 日
【現地調査期間】
2023 年 6 月 1 日から 2023 年 8 月 22 日
(4) 調査内容および数量
本調査では、海底地形調査、海底面状況調査、底質土サンプリング、音波探査、海底微動アレイ探査を実施した。各調査の数量を表 1-1 に示す。

1

岩宇・南後志地区沖
島牧沖
檜山沖

図 1-1 調査区域
（国土地理院「標準地図」より引用・加筆）2

表 1-1

調査区域

岩宇・南後志地区沖
島牧沖

海底地形調査/海底面状況調査

表層地層探査

底質土サンプリング

計画

計画

計画

実績
－

本所

291.7km

支所

474.7km実績－

867.4km

瀬棚

5地点

実績

10地点

海底微動アレイ探査
※

計画

実績

30.0km33.8km－

12地点

219.3km244.3km

5地点

7地点

－

－

4地点

－

－

4地点

－

－

－
5地点

音波探査

計画

実績

337.2km－

166.9km－108.3km－熊石

112.2km

－

8地点

－

－

上ノ国

183.8km

－

11地点

－

－

46地点

249.3km

大成
檜山沖調査数量（計画と実績）

貝取澗

計699.7km

1466.2km 1775.8km

5地点

10地点

5地点

20地点

278.1km

5地点

5地点

5地点

※：5地点のうち、2地点は再測定

3

2. 調査内容
2.1 海底地形調査(1) 調査概要
海底地形調査は、調査海域（島牧沖、檜山沖）全体の海底地形を把握するために実施した。測深作業は、マルチビーム測深機 SeabatT50 を使用して実施した。マルチビーム測深（以下、MBES）は海底面に向けて扇形の音波を発振し、幅広い範囲を高精度かつ高密度で測深データを取得することが可能なシステムである。測深データと同時に船位測定システム SBG Navsight Apogee により、調査船の動揺（Roll, Pitch, Heave）と方位（Heading）の変化をリアルタイムで捉えることで、測深データと位置データ（XYZ データ）を正確に取得することが可能である。
本調査は後述するサイドスキャンソナー(以下、SSS)と同時に実施し、図 2-1 に示すように調査船の舷側に MBES 測深機の送受波器を艤装し、調査船を測線上に誘導し
船速 3~4 ノット程度で測深を実施した。
また、海底地形調査の数量を表 2-1 に示し、主要機器一覧を表 2-2 に示す。

GNSS衛星ケーブル長10m～100m

進行方向

調査船
監視船
丸花美
警戒船

水中
MBES

USBL

SSS

海底面
堆積層

音響基盤(岩盤)図 2-1 海底地形調査および海底面状況調査の測定概念図4

表 2-1 海底地形調査数量（実施数量）
調査対象水深海底地形調査海底地形調査

（水深）

（距離）

（面積）

島牧沖

12-70m867.4km59.4 ㎢

瀬棚

12-50m337.2km23.3 ㎢

大成

12-30m166.9km10.0 ㎢

貝取澗12-30m108.3km

4.0 ㎢

熊石

12-30m112.2km

6.2 ㎢

上ノ国

12-30m183.8km12.7 ㎢

合計―

1775.8km

115.6 ㎢

区域

島牧沖

檜山沖

表 2-2 主要機器一覧
機器名・型式
マルチビーム測深機
Seabat T50 型

性能・諸元

製造元

周波数：190～420kHz（任意選択可能）
レンジ分解能：0.6cm
ビーム数：最大 1,024 本
最大スワス幅：（等角度モード）150°
Reason 社（等間隔モード）165°
フットプリント：（400kHz）0.5°×1.0°（200kHz）1.0°×1.0°

GNSS 測位/動揺・方位センサ 測位精度：0.3～0.6m
ー
ロール、ピッチ精度：0.01°
SBG Systems 社
SBG Navsight Apogee 型 ヒーブ精度：5.0cm または 5.0％
真方位精度：0.04°（ベースライン 2m）
水中音速度計Valeport Swift SVP 型

測定レンジ：1,375～1,900m/s
測定精度：±0.02m/s
分解能：0.001m/s
周波数：2.5MHz5

Valeport 社

（2）水深データのメッシュ化
MBES データは、座標軸に直交直角に切った方眼（メッシュ）の中にランダムに存在しているため、ノイズ除去および各種補正を実施後に 1m 四方のメッシュに分割
し、メッシュ内の平均値を算出して 1m メッシュデータを作成した。図 2-2 に測深
データ処理のフローチャート、図 2-3 に測深データのメッシュ化のイメージを示
す。

測深データ

ノイズ除去後の測深データ

メッシュデータ

成果図作成
データ出力

補正データ
フィルタリング・動揺データ・船首方向データ・水中音速度データ

・ソナーヘッド取り付け角・潮位データ

図 2-2

図 2-3

データ処理フローチャート

取得データメッシュ化イメージ6

2.2 海底面状況調査(1) 調査概要
海底面状況調査は、調査海域全体の海底面の状況を把握するために実施した。調査にあたっては、SSS を用いて海底面の底質あるいは異常物（漁礁等）の分布を把握した。また、グラブ採泥器を用いて複数地点の表層採泥を実施し、SSS による底質判別の精度を高める資料として用いた。なお、調査資機材は海底地形調査と同一の調査船に搭載し、海底地形調査と同時に観測を行った。
海底面状況調査の数量を表 2-3 に示し、主要機器一覧を表 2-4 に示す。
表 2-3

海底面状況調査数量（実施数量）

調査対象水深海底面状況調査

海底面状況調査

（水深）

（距離）

（面積）

島牧沖

12-70m867.4km69.0 ㎢

瀬棚

12-50m337.2km31.6 ㎢

大成

12-30m166.9km12.7 ㎢

貝取澗12-30m108.3km

6.2 ㎢

熊石

12-30m112.2km

9.0 ㎢

上ノ国

12-30m183.8km16.6 ㎢

合計―

1775.8km

145.1 ㎢

区域

島牧沖

檜山沖

7

表 2-4
機器名・型式

主要機器一覧
性能・諸元

GNSS 測位/動揺・方位セン
サー
SBG
Navsight Apogee
型
または同等機種
水中音速度計Valeport Swift SVP 型
または同等機種

製造元

測位精度：0.3～0.6m
ロール、ピッチ精度：0.01°
ヒーブ精度：5.0cm または 5.0％
SBG Systems 社
真方位精度：0.04°（ベースライン 2m）
測定レンジ：1,375～1,900m/s
測定精度：±0.02m/s
Valeport 社
分解能：0.001m/s
周波数：2.5MHz
周波数：230kHz/540kHz/850kHz（3 周波）
水平ビーム角：540kHz 0.26°
EdgeTech 社
850kHz 0.23°
最大レンジ：540kHz 150m（片舷）850kHz 90m（片舷）周波数帯：20～30kHz
測位レンジ：最大 4,000m
Kongsberg 社
ビーム幅：±80°
測位精度：測距離の 0.45％

SSS
EdgeTech 4205 型
または同等機種

水中測位機
KongsbergµPAP201-MGC-r3 型
または同等機種(2) サイドスキャンソナー

SSS で取得される後方散乱波の振幅は、海底の底質や地形、音波が当たる角度等に依存し、一般に硬い物質では振幅が大きく、軟らかい物質では振幅が小さい。この受振波の振幅の大小が音響画像の濃淡として記録される。
表 2-5 に受振波振幅と SSS 音響画像の濃淡条件を示す。なお、本調査では同表に示す通り受振波の振幅が大きいものは黒色、小さいものは白色になるように表現した。
表 2-5 SSS の音響散乱強度
振幅の大小

小さい

大きい

薄い

濃い

記録濃度

底質

泥

砂

海底の堅さ

軟らかい

硬い

凹凸・質感

平坦(ツルツル)

凹凸(ザラザラ)

地形傾斜方向

曳航体と反対

曳航体向き

8

礫

岩

(3) 底質サンプリング
海底表層底質の確認のため、グラブ式採泥器による表層採泥を実施した（図 2-4）。
採泥地点は MBES、SSS 調査の結果を基に全域で 46 点選定した（表 2-6 参照）。なお
底質が岩場の所においては水中カメラでの底質確認のみとした。主要機器を表 2-7 に示す。
採取した試料は、粒度、含有物等の観察を行い、海底面調査で得られた音響画像の底質判別の基礎資料とした。なお、採取試料については下記に示す土質試験を実施した。
・ 土粒子の密度試験(JIS A1202)
・ 含水比試験(JIS A1203)
・ 土の粒度試験(JIS A1204)
表 2-6

採泥点数

島牧沖

檜山沖

島牧支所

島牧本所

瀬棚

大成

貝取澗

熊石

上ノ国

4 点

8 点

7 点

4 点

4 点

7 点

12 点

図 2-4

表層採泥の概念図9

表 2-7
機器名・型式

主要機器
性能・諸元

グラブ採泥器外寸：590×590×470(mm)スミス・マッキンタイヤ型 採泥面積：220×220(mm)

製造元
離合社

(4) 採取試料観察
採泥地点は、調査区域内の底質を詳細に把握するため、採泥前に実施した SSS による海底面状況調査結果を踏まえて選定した。
島牧沖では、島牧本所で 4 点、島牧支所で 8 点の合計 12 地点を表層採泥地点とし、グラブ式採泥器に水中カメラを設置して動画での底質の確認も同時に行った。

10

2.3 反射法地震探査（音波探査）
本調査では、スパーカー・マルチチャンネル方式の音波探査を適用した。本探査の実施にあたっては、その目的に応じた調査方法、調査機器および使用する船舶の選定を行った。
(1) 計画測線
表 2-8 に計画数量を、図 2-5 に計画測線配置図を示す。なお、岩宇・南後志地区沖の 5 測線は、既往成果を踏まえて追加で設定した測線である。
表 2-8
海

域

計画数量
測 線 数

測線延長

岩宇・南後志地区沖

4

30km

島牧沖

78

219.3km82

249.3km

計11図 2-5（上段：岩宇・南後志地区沖

計画測線配置図

下段：島牧沖 （青線：計画測線

12

赤枠：調査海域））

(2) 音波探査
音波探査は、海底下の地質構造や地盤状況を把握することを目的として行った。その方法は、発振器および受振器を調査船の後方（海中）に配置し、それらを一定の深度および速度で曳航しながら、音波を繰り返し発振・受振して測定を行うものである。
一定間隔で発振させた音波は、海底などで反射して受振器に到達する。この到達した音波を連続的に収録し、コンピューターで様々なデータ処理を行うことで、最終的に音波探査記録断面図を得ることができる。
音波探査の手法には、受振器が 1 つのシングルチャンネル方式と、複数の受振器からなるマルチチャンネル方式がある（図 2-6）。一般的にマルチチャンネル方式で得られるデータは、シングルチャンネル方式に比べて様々なデータ処理ができることから、
S/N 比が改善された高品質な記録であり、深い構造を把握することが可能となる。今回の音波探査では、後者のマルチチャンネル方式を用いた。
また、発振器については、その種類および性能を変えることによって、深度および分解能が異なる音波探査記録断面図が得られる。本調査では、スパーカー発振器を配置図（図 2-7）に示すように取り付けて使用した。スパーカー発振器は、船尾から後方 20m および水深 0.3m の位置に配置し、受振器（16ch ストリーマケーブル）はその後方に水深が約 0.5m となるように配置した。
本調査に使用した音波探査装置の規格・性能を表 2-9 に示す。また、今回の音波探査の観測諸元を表 2-10 にまとめて示す。

図 2-6

シングルチャンネル方式およびマルチチャンネル方式音波探査の概念図
13高分解能ストリーマケーブル
音響測深機送受波器

GNSS アンテナ

スパーカー発振器
約 80m

GNSS アンテナ
25m
20m
0.3m

約 0.5mスパーカー発振器
音響測深機送受波器

図 2-7

スパーカー・マルチチャンネル方式音波探査の機器配置図

14表 2-9名

スパーカー・マルチチャンネル方式音波探査装置の規格・性能

称

スパーカー
発 振 器
発
振
部

型

式

規格・性能

Applied Acoustics 社製 方SPK-Dura L200

式：水中放電方式

電極数：200
送信出力：50～1,200J

送 信 機

Applied Acoustics 社製 高圧直流電圧：2.5～3.95kV
CSP-Nv 1200

コンデンサー容量：208μF
使用電源：AC200～240V、45～65Hz
チャンネル数：4、8、12 又は 16

ストリーマ
受

ケーブル

振
部

チャンネル間隔：2.5m
総合地質調査㈱製

素 子 数：5 素子（GeoSpace 社製 MP-18-200）
感

増 幅 器（プリアンプ）

総合地質調査㈱製

度：42volt/bar

チャンネル数:24（MARK RAND 社製を G a i n ：62dB
改造）

Filter：40～4,700Hz

量 子 化：16 又は 24bit
入力チャンネル：32
サンプリング周波数：
収
録
部

デジタル

ティアック株式会社製

変 換 器

LX110

102.4kHz 系列（1.28kHz～102.4kHz）
100kHz 系列（1kHz～100kHz）
96kHz 系列（1.5kHz～96kHz）
65.536kHz

系 列 （ 65.536kHz ～1.024kHz）
収録パソコン

PC/AT 互換機

O

S：Windows 10

利
受 信 機
モ
ニ
タ
ー
記
録
部

GeoAcoustics 社製
Model 5210A

得：100dB

フィルタ：20～15,000Hz（バンドパス）
T

V G ：可A G

C ：可記録レンジ：1/32～8sec
記 録 機

EPC 社製記 録 幅：12.7 又は 25.4 ㎝

Model GSP-1086

記録方式：感熱方式
記録密度：75、100、150 又は 200 本/in

発振波形
モニター用
オシロスコープ

最高サンプル：1G サンプル/sec

Tekronix 社製

現 象 数：4 現象

TDS2014B

周 波 数：100MHz15

表 2-10 スパーカー・マルチチャンネル方式音波探査の観測諸元
項

目

設 定 値

音源の種類

スパーカー

発
振

発振エネルギー

600J

部

音源深度

0.3m

発振間隔

約 1.25m

チャンネル数16

チャンネル間隔2.5m

振オフセット距離5m

部

受振器の深度

約 0.5m受振器の長さ40m

サンプル間隔0.1msec

収

収録時間

0.4sec

録部

収録媒体

HDD など収録フォーマット

SEG-Y

受

調査船の速度

3～4 ノット(3) データ処理
データ処理に使用した反射法地震探査データ処理ソフトウェアは、Paradigm 社製
Echos Version 22 である。データ処理フローを図 2-8 に、データ処理項目および適用したパラメータを表 2-11 にそれぞれ示す。

16

図 2-8

簡易処理のフロー図17表 2-11 簡易処理項目およびパラメータ
有効（○）／無効（－）又はパラメータ

データ処理項目[ 1] 書式変換○[ 2] ジオメトリの設定○[ 3] トレース編集○[ 4] 遅延補正○[ 5] 最小位相変換○[ 6] 重合前フィルタ

ローカットフィルタ100Hz[ 7] 振幅回復

球面発散補正[ 8] ランダムノイズ除去○[ 9] ミュート○[10] 速度フィルタ

F-Kフィルタ
NMO補正後
速度+/-2,500m/sカット[11] ゴースト除去○[12] トレースバランス○[13] 多重反射除去

Surface Related Multiple Attenuation[14] 多重反射除去

Wave Equation Multiple Attenuation[15] デコンボリューション

多チャンネル型
デコンボリューション
Gap Length：0.3ms
Operator Length：2.1ms[16] 共通反射点ギャザー○[18] 速度解析

定速度走査法[19] NMO補正○[20] CMP重合○
16重合
多チャンネル型
デコンボリューション
Gap Length：0.4ms
Operator Length：12.8ms[21] 重合後デコンボリューション
[22] F-Xデコンボリューション

○バンドパスフィルタ
250～1200Hz[23] 重合後フィルタ[24] 水深補正○18

(4) 解析内容
音波探査における解析は、測量資料の整理と音波探査記録の解析に大別され、後者はさらに音波探査記録のデータ処理、音波探査記録の解釈、地質・地質構造の検討、に細分される。図 2-9 に音波探査解析のフロー図を示す。
以下では、測量資料の整理、音波探査記録のデータ処理、音波探査記録の解釈、地質・地質構造の検討、について述べる。
現地調査で得られた音波探査記録は、ハードディスクドライブにデジタル記録として収録されており、これらにデータ処理を施すことによって地質的な解釈が可能な処
理断面図を作成することができる。本調査では、取得されたデジタル記録を基に、通常処理記録断面図、マイグレーション処理断面図および深度断面図を作成した。
音波探査記録のデータ処理では、観測に使用した機器や観測条件、観測記録の品質、調査地の地質条件などを勘案するとともに、これまでのデータ処理経験を基にしてデータ処理の流れ、データ処理項目およびパラメータを適宜決定する。
現地調査で得られた音波探査記録は、前項の表 2-10 に示した観測諸元により取得されたもので、データ処理により①S/N 比の向上、②擬似情報の除去などが図られ、高分解能の処理断面図が作成される。これら①および②に対する具体的な効果は、③
CMP 重合による反射信号の強調および帯域通過フィルタなどによるノイズの除去、④デコンボリューションによる歪んだ波形のパルス化および多重反射の除去である。
これらのほか、音波探査記録の状態によって適宜、空間方向についても考慮した F-K
フィルタなどの特別なフィルタを適用することもある。これらのデータ処理は、静補
正、CMP 重合のような定型的なものと、デコンボリューションのように適当な処理
パラメータを与え、その効果を確かめながら進める試行錯誤的なものとに分けられる。
本データ処理に使用した反射法地震探査データ処理ソフトウェアは、Paradigm 社製
Echos（Version 22）である。
図 2-10 にデータ処理フローチャートを、表 2-12 にデータ処理項目および適用したパラメータをそれぞれ示す。
なお、データ処理に関しては、以下の資料を作成して、それぞれ巻末資料「音波探査」の「波形データ処理テスト記録集」および「データ処理項目の解説」として巻末に付した。
・波形データ処理テスト記録集
・（補遺）データ処理項目の解説

19

図 2-9

音波探査解析のフロー図

20：成 果 品海底地質断面図＋
等深線・等層厚線図

整理・編集

整理・編集

音波探査航跡図

音響測深記録

調査測線

測量資料の整理報 告 書

地質・地質構造の検討

音波探査記録の釈
解

音波探査記録の
データ処理

整理・編集

音波探査記録の解析

文献資料など

解釈記録断面図

音波探査記録断面図

デジタル
記
録
[ 1] 書式変換[ 2] ジオメトリの設定[ 3] トレース編集[ 4] 遅延補正[ 5] 最小位相変換[ 6] 低周波ノイズ除去[ 7] 振幅回復[ 8] 速度解析[ 9] ランダムノイズ除去[10] 速度フィルタ[11] トレースバランス[12] ミュート[13] ゴースト除去[14] 多重反射除去(SRME法）[15] 多重反射除去(WEMA法）[16] デコンボリューション
[17] 共通反射点ギャザー[18] 残差静補正[19] 速度解析[20] NMO補正[21] CMP重合[22] マイグレーション[23] 重合後デコンボリューション

[23] 重合後デコンボリューション

[24] F-X
デコンボリューション

[24] F-X
デコンボリューション

[25] 重合後フィルタ[25] 重合後フィルタ[26] 水深補正[26] 水深補正[27] 深度変換[28] 重合処理断面図[28] マイグレーション
処理断面図[28] 深度変換処理断面図

注) 深度変換は、岩宇・南後志地区沖のみ

図 2-10 音波探査記録のデータ処理のフロー図（スパーカー・マルチチャンネル方式）

21

表 2-12 データ処理項目およびパラメータ
有効（○）／無効（－）又はパラメータ

データ処理項目[ 1] 書式変換○[ 2] ジオメトリの設定○[ 3] トレース編集○[ 4] 遅延補正-1.2ms[ 5] 最小位相変換○[ 6] 低周波ノイズ除去

0-180Hz[ 7] 振幅回復

球面発散補正[ 8] 速度解析

定速度走査法 500m間隔
T-F領域ノイズ除去
2Dカーブレットノイズ除去[ 9] ランダムノイズ除去

F-Kフィルタ
NMO補正後
速度+/-2,500m/sカット[10] 速度フィルタ[11] トレースバランス○[12] ミュート○[13] ゴースト除去○[14] 多重反射除去

Surface Related Multiple Attenuation[15] 多重反射除去

Wave Equation Multiple Attenuation[16] デコンボリューション

多チャンネル型
デコンボリューション
Gap Length：0.3ms
Operator Length：2.1ms[17] 共通反射点ギャザー○[18] 残差静補正○[19] 速度解析

定速度走査法 250m間隔[20] NMO補正

Strech mute : 65 %[21] CMP重合

16重合[22] マイグレーション

スムース化された重合速度[23] 重合後デコンボリューション

多チャンネル型
デコンボリューション
Gap Length：0.4ms
Operator Length：12.8ms[24] F-Xデコンボリューション

21traces/20ms
バンドパスフィルタ
250～1200Hz[25] 重合後フィルタ[26] 水深補正○[27] 深度変換

レイヤーケーキ法
海水中の速度：1500m/s
沖積層の速度：1626m/s
沖積層以深の地層の速度:1764m/s
水平縮尺：50trace/cm
垂直縮尺：75cm/sec（時間）バリアブルエリア表示[28] 記録断面図の表示(5) 音波探査記録の解釈
音波探査記録の解釈においては、データ処理を施して得られた処理記録断面図を基にして、音響層序区分や地質時代対比を行い、地質構造を推定した。

22

2.4 海底微動アレイ探査(1) 調査概要
海底微動アレイ探査は、音波探査で得られる地盤構造と、微動アレイ探査で得られる S 波速度構造を対比することで、調査地全域の工学的基盤（Vs≧400m/s）深度を評価することを目的として実施した。
本探査は、以下の仕様にて実施した。測定位置を図 2-11 に、仕様一覧を表 2-13 に、に示した。
表 2-13 海底微動アレイ探査の仕様一覧
海域名測定点

北海道島牧沖数量
5 地点

A1，A2，A3，A4，A5

アレイ配置

正三角形配置（各頂点と中心点；4 点配置）

アレイサイズ底辺長が 200m，100m，50m/地点を基本とする

測定時間
サンプリング間隔

60～120 分/種類
0.5ms

図 2-11 海底微動アレイ探査測定地点（国土地理院「標準地図」より引用・加筆）

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位置図

3 種類

大アレイ
中アレイ
小アレイ

頂点-A

各アレイ共通（中心点）

中心点（Center）

頂点-B

頂点-C

底辺長

4点アレイ = 3 (頂点) ＋ 1 (中心点)

注） 各アレイとも，測定時は 4点（3頂点＋1中心点）
を配置して実施する．

(a) 正三角形配置(b) 1測定点におけるアレイ配置

図 2-12海底微動アレイ探査 測定アレイ配置

微動アレイ探査とは複数の地点において地盤を伝播する振動を同時に観測して解析することによって、その伝播特性から地盤の S 波速度構造を推定する調査手法である。
一般に、地表は微小ながら常に振動しており、この振動は常時微動と呼ばれる。常時微動の振動源は、人工的な振動源（交通機関や建設工事、工場施設など）から自然現象（波浪、風、火山活動など）まで多種多様であり、常時微動はこれらの振動源により励起された表面波（特に、レイリー波）が卓越したものと考えられている。
表面波（レイリー波）はその波動エネルギーが地表面に集中し、地表から深くなるにつれてその振幅が著しく減少する特徴を有する。波動エネルギーが集中する領域は表
面波の周期（波長）に依存し、周期（波長）が長いほど波動エネルギーが集中する領域
はより深くなる（図 2-13）。また、表面波の位相速度はエネルギーが集中する深度近傍の地盤の弾性波速度（主に S 波速度）および密度により決定される。したがって、弾性波速度および密度が深さによって異なる地盤では、表面波の位相速度はその波長（周期）によって変化する。これを分散現象という。
微動アレイ探査は、この分散現象を利用して表面波（レイリー波）の位相速度を周期（もしくは周波数）の関数として解析することにより、地盤の S 波速度構造を推定するものである。位相速度は半無限媒質下で S 波速度の約 0.92 倍、ポアソン比の範囲内（ポアソン比：0 ～0.5）で S 波速度の 0.86.～0.96 倍となる（斎藤、2009）。
なお、本調査では地震計を海底面に設置して、海底面の常時微動を観測・解析することで海底面下の S 波速度構造を求めている。そのため、陸域の調査と区別するために「海底微動アレイ探査」と呼称する。

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振動源
波浪等

振動源
交通振動等

図 2-13 表面波（レイリー波）の伝搬模式図

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(2) 探査手法a） 測定概要
海底微動アレイ探査で使用する測定システムは、海底地震計、独立型データ収録器、独立型データ収録器を海上に浮遊させるためのブイ、海底地震計と独立型データ収録
器をつなぐ信号ケーブル等で構成される。海底微動アレイの測定模式図を図 2-14 に、主な測定機器を図 2-15 に、測定機器仕様を表 2-14 に示す。
測定では、海底地震計を調査船上からブイとともに投下し、正三角形の各頂点とその中心の計 4 箇所（観測点）に設置し、海底面における常時微動を観測した。各海底
地震計で観測した常時微動は信号ケーブルを通じてブイの上部ケースに格納した独立型データ収録器（McSEIS-AT）に収録される。独立型データ収録器は GNSS からの信号を常に受信しており、全ての観測点のデータは GPS 時刻で同期がとれた状態で収録される。
なお、海面に浮かぶブイは波やうねりによって常に揺動して観測記録のノイズとなることから、ノイズ軽減のために海底地震計とブイをつなぐロープに小型アンカーや土嚢を取り付けた。
海底地震計の設置に際しては、ネットワーク型 RTK-GNSS 受信機を調査船に設置し、精度の高い位置情報を取得して測点誘導（ナビゲーション）を行った。予め求めた各観測点の座標と調査船の現在位置をナビゲーション画面に表示させ、風や潮流の方向などを考慮しながら調査船を観測点へと誘導した。さらに、調査船が観測点に十分近づいたタイミングを見計らって地震計を海中へと投下し、できるだけ計画座標に近い位置に設置した。RTK-GNSS 受信機の仕様を表 2-14 に示す。
ただし、投下した海底地震計が着底した正確な位置はわからないことから、各アレ
イの測定終了後に、音波発振を用いた測位を行って海底地震計の設置位置を求めた。
RTK-GNSS 測位機器は、現場着手前に調査地近傍の基準点で測位精度の確認を行った。

図 2-14 海底微動アレイ探査
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測定模式図

図 2-15 測定機器（左：独立型データ収録器、右：海底地震計）
表 2-14 海底微動アレイ探査の測定機器仕様
独立型データ収録器

McSEIS-AT （応用地質㈱ 製）

チャンネル構成

1ch

分解能

24bit

プリアンプゲイン

0，6，12，18，24，30，36 db

サンプリング間隔

0.25，0.5，1，2，4，10ms

内部記録容量
時刻補正
データアップデート方法
電源

4GB
GPSによる時刻同期
USB or WiFi
内部バッテリ（10AHニッケル水素バッテリー）

寸法・重量

縦142mm×横140mm×高さ102mm，1.6kg

動作温度-20～+55℃

地震計
受振器
固有振動数
感度
寸法・重量

海底地震計
1成分（上下動）速度型

2Hz
22V/m/s
直径300mm×高さ250mm，17kg

音波発振装置
打撃エネルギー（応用地質㈱製）

OWS （応用地質㈱ 製）～100J/ショット

打撃レート

約10～30秒

所要電力

300W

トリガー信号

振源内に設けたジオフォンをトリガとする

寸法・重量

直径50mm×長さ2430mm，19kg

耐圧約10MPa

動作温度

0～+60℃

RTK-GNSS受信機
測位性能（リアルタイムキネマテック測位）

衛星信号の同時補足

TRIMBLE R10 （Trimble, Inc. 製）
ネットワークRTK
水平： 8mm + 0.5ppm RMS
垂直：15mm + 0.5ppm RMS
GPS：L1C/A，L1C，L2C，L2E，L5
GLONASS：L1C/A，L1P，L2C/A，L2P，L3
SBAS：L1C/A，L5（L5をサポートするSBAS衛星用）
Galileo：E1，E5a，E5B
北斗（COMPASS）：B1，B2

測位レート

1，2，5，10，20Hz

寸法・重量

直径119mm×高さ136mm， 1.12kg

動作温度-40～+65℃

防水規格

IP67防塵，1mの水深への浸水に対する防水

27b） 測定手順
海底微動アレイ探査は、以下の手順で実施した。
① 海底地震計の振動特性の把握（ハドルテスト）
・ 調査開始前に測定に使用する海底地震計の振動特性を把握した。陸上において
海底地震計を 1 か所に集め、15 分程度のデータ収録を行い、海底地震計ごとの振動特性に顕著な差がないことを確認した。
② 出航・調査地点への移動
・ 海上で使用する資機材を調査船に積み込み、RTK-GNSS 測位機器のナビゲーシ
ョンにより、調査地点まで調査船を移動させた。
③ 海底地震計およびブイの投下
・ 調査地点到着後、調査船の船速を落として風や潮流により調査船が流される方向を確認した。
・ 船上で海底地震計やデータ収録器、ブイなどを繋ぎ、海底地震計の投下準備を行った。
・ 準備完了後、誘導者の指示により調査船を設置予定地点へ誘導し、タイミングを見計らって海底地震計を投下する合図を出した。
・ 作業員は合図に従って海底地震計を海中に素早く投下し、さらに小型アンカー，
土嚢，ロープ，ケーブル等を順次投下し、最後にデータ収録器を格納したブイを海中に投下した。
・ 上記手順を繰り返して、計 4 つの観測点に海底地震計を設置した。
④ データ収録（測定）・ 全ての海底地震計設置後、調査船を観測エリアから少し離れた位置に移動させ、微動観測（測定）を行った。
⑤ 海底地震計を設置した位置の把握作業（音波を用いた測定）・ 音波発振装置（OWS）を RTK-GNSS 測位機器の近傍に取り付け、海上に浮かぶブイの周りを 3～4 ノットの速さで航行しながら海中に音波を発振し、海底に設置した海底地震計で音波を収録した。
・ 20～40 ショット程度発振した後、音波発振作業を終了した。
⑥ 海底地震計等の機材回収
・ 調査船をブイの近くまで移動させ、ブイを引き上げて海底に投下した全ての資材を 1 観測点ずつ回収した。
⑦ 帰港・荷下ろし・ 海上での作業終了後、港に帰港しブイやロープ等は船上に残し、測定機器類は陸に上げて片づけた。

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3. 提供データ
提供するデータ項目及びデータ形式を表 3-1 に示す。
表 3-1

調査種目

Raw data

データ提供項目および様式

処理/加工データ

成果物（図面）フォーマット29

MBES

RAW, HSX

xyz, tif, tfw, HS2X, shp

反射強度図、海底地形図

pdf, dwg

SSS

jsf

xtf, shp

音響画像図、底質分布図

pdf, dwg

SBP

raw

sgy

断面図

pdf, dwg

反射法地震探査sgy

sgy(スタック断面, PreSTM)

断面図及び解釈pdf, dwg

微動アレイ

sg2

xlsx(フーリエスペクトル、分散曲線)

S波速度構造xlsx

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