３．３

断層帯周辺における強震動予測の高度化のための研究(1) 業務の内容(a) 業務題目 断層帯周辺における強震動予測の高度化のための研究(b) 担当者
所属機関

役職

氏名

国立大学法人京都大学防災研究所

教授

岩田 知孝

国立大学法人京都大学防災研究所

教授

川瀬 博

国立大学法人京都大学防災研究所

教授

松島 信一

国立大学法人京都大学防災研究所

准教授

関口 春子

国立大学法人京都大学防災研究所

准教授

浅野 公之

国立大学法人東京工業大学環境・社会理工学院

教授

山中 浩明

国立大学法人東京工業大学環境・社会理工学院

助教

地元 孝輔

国立大学法人高知大学教育研究部

准教授

山田 伸之

国立大学法人東京大学大学院情報学環

准教授

三宅 弘恵

国立大学法人九州大学大学院人間環境学研究院

教授

神野 達夫

国立大学法人九州大学大学院人間環境学研究院

助教

重藤 迪子

国立研究開発法人防災科学技術研究所

主幹研究員

先名 重樹

主任研究員

前田 宜浩

特別研究員

若井 淳

特別研究員

岩城 麻子

特別技術員

神 薫

主任研究員

吉見 雅行

主任研究員

竿本 英貴

副主任研究員

津野 靖士

副主任研究員是永 将宏

社会防災システム研究部門
国立研究開発法人防災科学技術研究所
社会防災システム研究部門
国立研究開発法人防災科学技術研究所
社会防災システム研究部門
国立研究開発法人防災科学技術研究所
社会防災システム研究部門
国立研究開発法人防災科学技術研究所
社会防災システム研究部門
国立研究開発法人産業技術総合研究所
活断層・火山研究部門
国立研究開発法人産業技術総合研究所
活断層・火山研究部門
公益財団法人鉄道総合技術研究所
鉄道地震工学研究センター
公益財団法人鉄道総合技術研究所
鉄道地震工学研究センター

518

(c) 業務の目的
平成 28 年熊本地震を踏まえて、対象地域（主に熊本平野と八代平野）における強震動評価を行う。そのため、対象地域で実施された、強震観測、地盤構造調査情報を収集・整理し、地下速度構造モデルの高度化を進めるとともに、 平成 28 年熊本地震の震源モデル
を参考に、震源断層モデルパラメータの特徴を把握する。サブテーマ１、２より提供される活断層位置や地殻内の不均質性に関する情報から震源断層面の位置・形状のモデル化と地震シナリオ設定を行い、既存の強震動予測のためのレシピを用いた広帯域強震動予測を行う。いくつかの地震シナリオの、予測結果への影響評価を行う。
(d) ３ヵ年の年次実施業務の要約
1) 平成 28 年度：
対象地域における地下構造モデルの高度化に資する資料を得るため、臨時地震観測、地震観測点等の微動アレイ観測、単点微動観測を実施するとともに、強震観測点等の観測データの収集とボーリング資料等の既往地盤情報を収集した。また、平成 28 年熊本地震の強震動の成因解明のために行われた各種調査資料を収集した。これらの得られた地震データ
及び微動データを用いて、当該サイトの地盤震動特性と地震基盤までの S 波速度構造を把握するとともに、地盤情報の密度に応じた地下構造モデル高度化への展開方法を検討した。
2) 平成 29 年度：
対象地域における地下構造モデルの高度化に資する資料を得るため、臨時地震観測、地震観測点等の微動アレイ観測、単点微動観測を実施するとともに、強震観測点等の観測データの収集とボーリング資料等の既往地盤情報の収集を継続した。また、平成 28 年熊本地震の強震動の成因解明のために行われた各種調査資料の収集を継続した。堆積層地下構造
情報が不十分な八代平野において、丘陵地から湾岸に至るＰ波反射法地震波探査を行い、地下構造情報を収集するとともに、測線周辺において微動アレイ観測等を行うことにより、
地震基盤までの S 波速度構造を把握した。これらの収集資料をもとに対象地域の三次元地下速度構造モデル高度化を進めた。
3) 平成 30 年度：
前年度までに得られた対象地域の地下構造情報に、地下構造情報が不足している地域等
で微動アレイ観測や単点微動観測等を追加実施して地下構造情報取得を継続した。平成 28～30 年度に取得したこれらの情報及び既往の調査情報を統合し、当該地域の三次元地下速度（地盤）構造モデルの高度化を行った。既往情報およびサブテーマ１、２の研究等によって得られた布田川断層帯宇土区間、宇土半島北岸区間 および日奈久断層帯に対する震源断層モデルを構築し、強震動予測レシピに基づいた強震動評価を行った。
(2) 平成 28～30 年度の成果(a) 業務の要約
布田川・日奈久断層帯を震源断層とする強震動予測の実施を目的としている。熊本平野
およびその周辺地域では、戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）「レジリエントな
防災・減災機能の強化」の研究開発課題⑤「リアルタイム被害推定・災害情報収集・分析・
利活用システム開発」によって、熊本平野の浅部・深部統合地盤モデルが構築されている。
519

しかし、対象地震断層帯が活動した場合に八代平野をはじめとする断層帯周辺地域においても強い揺れに見舞われる可能性が高いことから、本事業ではこの地域の調査観測を重点的に進めた。具体的には以下の項目の調査観測を実施した。
１）熊本平野、八代平野等の臨時強震観測：平成 28 年熊本地震発生後に、科学研究費助成事業特別研究促進費「2016 年熊本地震と関連する活動に関する総合調査」において実施された震源域や地震被害域を中心とした臨時強震観測に加え、平成 28 年度には熊本平野を中心として、平成 29 年度には八代平野を中心として臨時強震観測を本調査観測で実施した。強震観測サイトでは小半径の微動アレイ観測を実施し、これらを地下構造モデル構
築やモデルの検証のための地震動シミュレーションに利用した。
２）自治体震度計の波形データの収集と整理：熊本県、鹿児島県及び長崎県の震度情報
ネットワークシステムの波形データを収集した。これらの波形データは、観測点サイトの震動特性の把握、地盤構造モデル検証のための地震動シミュレーションに利用した。
３）微動アレイ観測及び単点微動観測：想定震源断層に対する強震動予測 を実施する際に強い揺れに見舞われることが想定される八代平野を中心として、熊本県のほぼ全域、長崎県島原半島及び鹿児島県出水平野において微動アレイ観測と単点微動観測を実施した。
４）八代平野における反射法地震探査：堆積層の地下構造情報、基盤面深度に関する情報が乏しい八代平野において、平野の東側を区切る日奈久断層帯をまたぎ、平野東 端部から海岸方向に向かう東西方向の反射法地震探査を実施した。
５）強震観測点等の地震波増幅特性（サイト特性）の推定： 項目３）等の強震観測点での波形データを利用して、観測点のサイト特性評価を実施した。構築された地盤構造モデ
ルの検証を実施した。
６）深井戸ボーリング情報の収集：平野・盆地等の基盤面深度情報の参考とするため、熊本各地域の深井戸の地質柱状図の収集を行った。
７）深部地盤構造モデルの構築：収集された微動アレイ観測結果、単点微動観測結果、八代平野での反射法地震探査、深井戸地質柱状図、既往の地球物理学的調査結果を総合して、当該地域の深部地盤構造モデルを構築した。また、中規模地震の地震動シミュレーシ
ョンを実施し、モデルの妥当性を確認した。
８）浅部地盤構造モデルの構築：小スパンの微動アレイ調査結果とボーリング情報をもとに当該地域の工学的基盤面相当以浅の浅部地盤構造モデルを構築した。
９）震源断層モデルと強震動予測：既往情報およびサブテーマ１、２の研究等によって得られた布田川断層帯宇土区間、宇土半島北岸区間 および日奈久断層帯に対する震源断層モデルを構築し、項目７）および８）に基づいた深部・浅部地盤構造モデルを含む地下構造モデルに基づき、強震動予測レシピによる強震動予測を行った。

520

(b) 業務の成果
1) 熊本平野、八代平野等の臨時強震観測
当該地域での地盤震動特性を把握するため、平成 28 年度後半には熊本平野中心部から西部に、平成 29 年度には八代平野を中心として臨時強震観測を実施した。図１および表１に本調査で実施した観測点一覧と観測期間、観測実施機関名をそれぞれ示す。センサーのJEP-6A3（ミツトヨ製）は過減衰型の３成分加速度計で、レコーダの LS-8800 は株式会社白山工業製で、GPS による時刻較正機能付きの連続記録計である（写真１）。合計 53 点の臨時強震観測点で観測を実施した。本調査研究で地下構造モデル化を進めた八代平野では、
平成 29 年度に約１年間連続観測を実施し、データを蓄積した。観測地点においては、観測撤収時に小スパンの微動アレイ観測等を実施し、項目 7)や項目 8)の深部・浅部地下構造モデルの構築に利用した。臨時観測点で得られた地震記録は、項目 7)の地盤構造モデルの検証に用いられた。なお、図１にはこの臨時強震観測点の他、国立研究開発法人防災科学技術研究所の K-NET、KiK-net、熊本県の自治体震度計観測点位置を示した。臨時強震観測の実施に際しては、熊本県、八代市、宇土市、宇城市、氷川町各自治体にご協力いただきました。記して感謝いたします。

写真１

臨時強震観測の様子。右がセンサー部で左の箱の中にレコーダ、バッテリー等を収納している。K47 観測点での例。

521

表１

臨時強震観測点一覧

522

図１

対象地域における強震観測点分布。赤三角が本調査で設置した臨時観測点で、観測

点名（表１参照）を示す。青三角（K-NET および KiK-net）、黒三角（熊本県自治体震度情報ネットワーク）も図示した。

523

2) 自治体震度計波形データの収集と整理
各都道府県には、全国展開されている国立研究開発法人防災科学技術研究所の強震観測網（K-NET）、基盤強震観測網（KiK-net）、気象庁の計測震度計観測点に加えて、自治体震
度情報ネットワークシステムの震度観測点が設置、運用されている。サブテーマ３では、
熊本県知事公室危機管理防災課、熊本市政策局危機管理防災総室、気象庁熊本地方気象台 、
鹿児島県危機管理局危機管理防災課、長崎県危機管理課 の協力を得て、各県の震度情報ネットワークシステムで記録された強震波形データ及び関連資料の収集を行った。
熊本県震度情報ネットワークシステムでは、平成 22 年度にシステムの更新が行われ、熊本県内 74 地点（熊本市設置分１地点を含む）に計測震度計 KSG-T2030（国際計測器製）が設置され、震度観測及び震度情報の発信が行われている（図２及び表２）。計測震度計 KSGT2030 はフォースバランス型サーボ式加速度センサーを有し、±3677.5 gal の測定範囲を
形式分解能 24bit で A/D 変換し、サンプリング周波数 100 Hz で収録している。強震波形
記録は WIN32 形式のデータフォーマットで記録されている。 平成 28～30 年度にかけて熊本県が実施した現地メンテナンスの際に震度計から回収したデータの提供を受けた。このため、データ収録期間は観測点毎に少しずつ異なっているが、平成 23 年１月～平成 31 年１月の期間に発生した多数の有感地震の強震波形記録（24,021 記録）を収集することができた。ただし、宇土市役所、大津町役場、益城町役場の３地点は、平成 28 年熊本地震による庁舎の被災・解体に伴い、現在は震度観測を休止している。これらの地点では休止前までの波形データのみを収集することができた。
鹿児島県震度情報ネットワークシステムでは、平成 22 年度にシステムの更新が行われ、鹿児島県内 73 地点に計測震度計 KSG-T2030（国際計測器製）が設置され、震度観測及び震度情報の発信が行われている（図３～４及び表３）。震度計の仕様は熊本県と同じである。
平成 29 年度に鹿児島県が実施した現地メンテナンスの際に震度計から回収したデータの提供を受けた。このため、データ収録期間は観測点毎に少しずつ異なっているが、平成 22
年 11 月～平成 30 年２月の期間に発生した有感地震の強震波形記録（3,339 記録）を収集することができた。
長崎県震度情報ネットワークシステムでは、平成 22 年度にシステムの更新が行われ、現在は長崎県内 57 地点に計測震度計 STR-361（高見沢サイバネティックス製）が設置され、震度観測及び震度情報の発信が行われている（図５及び表４）。このうち、長崎県庁よりデータ収集可能な計 45 地点の波形データの提供を受けた。計測震度計 STR-361 はサーボ式
加速度センサーを有し、±3920 gal の測定範囲を形式分解能 24bit で A/D 変換し、サンプ
リング周波数 100 Hz で収録している。強震波形記録は強震 WIN32 形式のデータフォーマ
ットで記録されている。平成 23 年１月～平成 30 年８月の期間に発生した有感地震の強震波形記録（2,491 記録）を収集することができた。
鹿児島県及び長崎県については県域が広いため、布田川断層帯や日奈久断層帯からは遠い市町村も含まれるが、熊本県と同様に利用可能な波形データをすべて一括して収集した。
これらの観測網で取得された強震波形記録を、気象庁の震度データベース及び震源カタロ
グを参考に整理した。収集した波形データは、サブテーマ３で実施した調査研究で使用した。その詳細は各調査項目の報告にて説明する。

524

表２

熊本県震度情報ネットワークシステム観測点一覧

525

図２

熊本県内における強震波形記録を収集した観測点（黒：熊本県震度情報ネットワー
クシステム、赤：気象庁、青：国立研究開発法人防災科学技術研究所強震観測網 K-NET、KiK-net）

526

表３

鹿児島県震度情報ネットワークシステム観測点一覧

527

図３

鹿児島県震度情報ネットワークシステムから 強震波形記録を収集した観測点（薩摩地方、大隅地方、大隅諸島及び上三島）

528

図４

鹿児島県震度情報ネットワークシステムから 強震波形記録を収集した観測点（奄美群島及びトカラ列島）

529

表４

長崎県震度情報ネットワークシステム観測点一覧

530

図５

長崎県震度情報ネットワークシステムから強震波形記録を収集した観測点

531

3) 微動アレイ観測及び単点微動観測a) 震度・強震観測点周辺における微動アレイ調査
布田川断層帯及び日奈久断層帯の活動によって強い揺れに見舞われる可能性のある熊本県内のほぼ全域、鹿児島県出水平野周辺及び長崎県島原半島周辺の震度観測点や強震観測点を対象に、小半径の微動アレイ調査を実施した 。このほかに、大規模な堆積平野や盆地の基盤までの構造を把握するため、最大アレイ半径 500 m～1000 m の大半径の微動アレ
イ調査を実施した。これらの観測地点は図６及び表５の通りである。
平成 28 年度の小半径微動アレイ調査は、平成 29 年２月３日～26 日の期間に、八代平野、菊陽町、大津町、阿蘇カルデラ内の３市３町１村の計 20 地点で実施した。平成 29 年
度の調査は、平成 30 年２月６日～24 日の期間に、天草諸島、宇土半島、葦北地方、球磨
地方（人吉盆地）に位置する５市６町の計 25 地点で実施した。平成 30 年度の調査は、平成 30 年６月１日～７月 22 日及び平成 31 年１月 29 日～２月８日の期間に、玉名平野、菊鹿盆地、人吉盆地、出水平野、島原半島、阿蘇周辺 等に位置する７市 11 町３村の計 48 地点で実施した。３年間全体で、熊本県内の 12 市 19 町４村、鹿児島県出水市及び長崎県南島原市の計 93 地点で調査を実施した。調査対象地点の選定に当たっては、調査の重複を避けるため、他機関等により調査結果が既に公表されている地点は除外するようにした。 ア
レイ半径は 4 m、15 m、30 m 及び 60 m の４式を原則とし、できるだけ既設の震度観測点・
強震観測点の近傍で調査することとし、現場状況や施設管理者との協議結果に応じて、半径や観測場所を調節した。
大半径の微動アレイ調査は、宇土市南部１地点（熊本平野と八代平野の境界部）、人吉盆
地６地点、玉名平野３地点、菊鹿盆地２地点、水俣平野１地点、出水平野３地点の計 16 地
点において実施した。これらの観測は、平成 29～30 年度の震度・強震観測点での小半径微動アレイ観測と併行して、平成 30 年２月 20～24 日及び５月 31 日～７月 27 日に実施した。
現地での微動観測は日中または夜間に実施し、正三角形の頂点と中心からなる４点アレ
イで観測を行った。地震計は東京測振製速度計 SE-321（固有周期 10 秒、5V/(cm/s)）、収録装置は白山工業製 DATAMARK LS-8800（形式分解能 24 bit）を使用した。LS-8800 の内蔵
アンプの倍率を８倍とし、サンプリング周波数 200 Hz で収録した。観測時間は１アレイあたり 30 分間以上とし、アレイ半径や現場状況に応じて、観測終了時刻を設定した。写真２
は現地での観測実施状況の一例である。現地調査にあたり、熊本県知事公室危機管理防災課、熊本県球磨地域振興局、八代市役所、人吉市役所、荒尾市役所、水俣市役所、玉名市
役所、山鹿市役所、菊池市役所、上天草市役所、宇城市役所、阿蘇市役所、天草市役所、合志市役所、美里町役場、玉東町役場、南関町役場、長洲町役場、和水町役場、大津町役場、菊陽町役場、南小国町役場、小国町役場、産山村役場、高森町役場、南阿蘇村役場、
山都町役場、氷川町役場、芦北町役場、津奈木町役場、錦町役場、多良木町役場、湯前町
役場、相良村役場、山江村役場、あさぎり町役場、 苓北町役場、天草広域連合、水俣市立
水俣第一小学校、玉名市立玉名中学校、宇城市三角 B&G 海洋センター、天草市立天草中学
校、天草市立御所浦小学校、山都町立清和中学校、天草市商工会、鹿児島県危機管理局危
機管理防災課、出水市役所、長崎県危機管理課、南島原市役所及び 多くの地域住民の皆様にお世話になった。
取得した連続微動記録のうち上下動成分を用い、空間自己相関（SPAC）法（Aki, 1957）532

にて位相速度を解析した。解析対象とするアレイ半径を増やすため、中心点と正三角形の頂点（半径 r）に対する解析に加え、正三角形の辺を使った解析（半径√3rに相当）も行った。各アレイに対して、通過交通などの非定常ノイズの影響がなく、同一アレイ内のパワースペクトルが類似している区間を 50 区間以上抽出し、10 区間ずつ１セットにしてパワースペクトルやクロススペクトルのアンサンブル平均を計算した。スペクトルは Parzen
Window を用いて平滑化し、平滑化の幅はアレイ半径、対象周波数帯域に応じて調節した。
また、アレイ中心点の H/V スペクトル比も求めた。まず、微動の連続記録から、ノイズの含まれていない 40.96 秒の区間を可能な限り抽出した（最小でも５区間以上）。このため、各地点での解析区間数は観測地点でのノイズ状況や実際の観測継続時間により異なっている。抽出された各区間の各成分の微動波形記録について、フーリエ変換により振幅スペクトルを求め、Konno and Ohmachi (1998)の方法によりスペクトルの平滑化を行った（平滑化の幅を規定する係数 b の値は 40 に設定）。東西成分及び南北成分の振幅スペクトルの幾何平均を水平成分の振幅スペクトルと定義し、水平成分（ H）と上下成分（V）のスペク
トル比を求めた。各区間について得られた H/V スペクトル比をアンサンブル平均したものを最終的な観測 H/V スペクトル比とした。
図７に推定された位相速度及び H/V スペクトル比を示す。天草諸島などにみられる狭隘な平野の端部に位置している観測点では、異なるアレイ半径間の位相速度のばらつきが大きく、解析が難しい地点もあった。そのような地点では、アレイを含む領域での水平成層の仮定が困難であった可能性も高い。
阿蘇カルデラ北部に位置する阿蘇市内牧（93002）では、１ Hz でも位相速度が 0.2 km/sと極めて小さく、カルデラ内の堆積層が厚いことと対応している。水俣市（93098）では５Hz 付近まで位相速度が１km/s 以上であり、観測点近傍に古期肥薩火山岩（前期漸新世）が露頭していることと対応していると考えられる。また、天草諸島の中でも海岸からやや離れた位置に立地する KMM019、KMM020、93089 では全体的に大きな位相速度（５Hz で 1.0
km/s 以上）が得られている。天草上島や下島は主として古第三系で形成されており、それによる地震波速度構造を反映しているものと考えられる。玉名平野（93029、93030、TNY、93035）、芦北町（JMA9D0）、島原半島の口之津（NGS014）のように、海岸付近の沖積層または干拓地に位置する地点では、５Hz の位相速度が 0.15 km/s 未満と特に小さい。人吉盆地
では高周波数側の位相速度が約 0.4～0.5 km/s と比較的大きいが、盆地東部のあさぎり町（HYBA03、93065）、湯前町（93068）、盆地北部の相良村（93072）、山江村（93074）では 10
Hz を超えるあたりから位相速度が低下する傾向が見られた。出水平野の位相速度は、八代平野に比べると大きい傾向にある。出水平野の大部分は扇状地性の堆積物で覆われ ているためと考えられる。
既存の地下構造モデルとの比較のため、J-SHIS 深部地盤モデル V2（藤原・他, 2012）及
び全国１次地下構造モデル（JIVSM、Koketsu et al., 2012）から計算された Rayleigh 波
基本モード位相速度の理論分散曲線及び Rayleigh 波基本モードの楕円率も示している。
理論分散曲線及び楕円率を計算する際は、各サイトの直下の構造を一次元構造として抽出した。これらの情報を活用し、後述のように、深部地盤モデルや浅部地盤モデルの高度化
を進めた。

533

図６

既設震度・強震観測点周辺での微動アレイ調査及び大半径微動アレイ調査地点

534

表５

震度・強震観測点周辺における微動アレイ調査地点

観測点
93002

所在地
阿蘇市内牧支所(阿蘇市内牧)緯度 (°N)32.97140

経度 (°E)
131.04369

93003

南小国町役場(南小国町大字赤馬場)
産山村役場(産山村大字山鹿)
阿蘇市波野支所(阿蘇市波野大字波野)
山都町蘇陽支所(山都町今)
南阿蘇村旧白水庁舎(南阿蘇村大字吉田)

33.09870

131.07063

32.99538

131.21653

32.93224

131.22925

32.72435

131.16483

32.82495

131.08171

93010

南阿蘇村旧久木野庁舎(南阿蘇村大字河陰)

32.82217131.03165

93011

南阿蘇村旧長陽庁舎(南阿蘇村大字河陽)

32.85920

131.00104

93014

荒尾市役所
(荒尾市宮内出目)
菊池市役所(菊池市隈府)
宇城市不知火支所(宇城市不知火町高良)

32.98693

130.43275

32.97945

130.81351

32.64671

130.66827

93024

宇城市小川支所(宇城市小川町江頭)

32.59285

130.70392

93025

宇城市豊野支所(宇城市豊野町糸石)
美里町役場(美里町馬場)
玉名市岱明支所(玉名市岱明町野口)
玉名市横島支所(玉名市横島町横島)
玉名市天水支所(玉名市天水町小天)
玉東町役場(玉東町大字木葉)
和水町役場(和水町江田)32.63931

130.74969

32.63953

130.78915

32.91700

130.52052

32.87710

130.55560

32.86464

130.59297

32.91898

130.62852

32.97826

130.60609

93033

和水町三加和総合支所(和水町板楠)33.06505

130.62257

93034

南関町役場
(南関町大字関町)
長洲町役場(長洲町大字長洲)
山鹿市鹿北市民ｾﾝﾀｰ(山鹿市鹿北町四丁)
山鹿市菊鹿市民ｾﾝﾀｰ(山鹿市菊鹿町下内田)

33.06152130.54133

32.92993

130.45268

33.10908

130.69481

33.02795

130.76860

93005
93006
93007
93009

93017
93020

93026
93028
93029
93030
93031
93032

93035
93036
93037

535

半径 (m)
4, 15
30, 60120
250, 500
4, 13
30, 604, 15
30, 60
4, 15

観測日時
2017/2/25 20:50–21:35
2017/2/25 22:10–23:59
2017/2/26 4:05–6:05
2017/2/26 1:05–3:05
2019/2/7 21:05–21:40
2019/2/7 22:15–23:15
2019/2/6 18:55–19:45
2019/2/6 20:20–21:20
2017/2/24 15:15–16:15

4, 15
30, 604, 15
30, 60120
4, 15
30, 60120
4, 15
30, 60120
4, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 60113, 2284, 15
30, 60112, 240
4, 15
29, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 60125, 2504
1530, 604, 15
30, 624, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 54

2019/2/2 21:10–21:40
2019/2/2 22:16–23:16
2017/2/24 21:25–22:25
2017/2/24 23:03–2/25 1:20
2017/2/25 2:30–4:30
2017/2/24 0:40–1:40
2017/2/24 2:20–4:20
2017/2/23 15:30–17:35
2017/2/23 22:50–23:50
2017/2/23 20:30–22:18
2017/2/23 14:30–18:00
2019/2/1 0:15–0:45
2019/2/1 1:21–2:21
2018/6/13 2:15–2:45
2018/6/13 3:25–4:35
2017/2/18 16:35–18:35
2017/2/18 21:35–2/19 0:30
2017/2/19 1:35–3:35
2017/2/13 21:26–22:36
2017/2/13 23:10–2/14 1:10
2017/2/14 2:05–4:05
2017/2/14 19:06–21:15
2017/2/14 21:50–23:59
2019/2/1 23:05–23:35
2019/2/2 0:08–1:08
2018/6/2 20:50–21:20
2018/6/2 21:57–23:00
2018/6/3 0:32–1:10
2018/6/3 1:50–3:00
2018/6/3 21:05–21:35
2018/6/3 22:15–23:15
2018/6/4 0:42–1:30
2018/6/4 2:15–4:00
2018/6/8 0:15–1:00
2018/6/8 1:55–3:30
2019/1/30 23:10–1/31 0:10
2019/1/30 19:40–20:10
2019/2/1 3:40–4:10
2019/1/30 20:43–21:43
2019/1/31 20:25–20:55
2019/1/31 21:36–22:36
2018/6/1 21:20–21:50
2018/6/1 22:40–23:40
2019/1/29 22:12–22:45
2019/1/29 23:30–1/30 1:00
2018/6/8 22:05–22:35
2018/6/8 23:13–24:23

9303833.00112130.74017

32.97464

130.68405

32.96956

130.76472

32.94593

130.85533

32.86263

130.82797

合志市役所(合志市竹迫)菊池市泗水支所(菊池市泗水町福本)
合志市西合志庁舎(合志市御代志)山都町清和支所(山都町大平)八代市千丁支所(八代市千丁町新牟田)

32.88616

130.78937

32.92233

130.77570

32.88952

130.74474

32.69161

131.08668

32.53411

130.63324

93056

八代市鏡支所(八代市鏡町内田)

32.56258

130.64919

93057

氷川町役場
(氷川町島地)32.58204130.67403

93058

氷川町宮原振興局(氷川町宮原栄久)

32.55597

130.68253

93060

八代市坂本支所(八代市坂本町坂本)
八代市東陽支所(八代市東陽町南)
八代市泉支所(八代市泉町柿迫)
錦町役場(錦町大字一武)
あさぎり町役場(あさぎり町免田東)
湯前町役場(湯前町字買元)
相良村役場(相良村大字深水)
山江村役場(山江村大字山田甲)
津奈木町役場(津奈木町大字小津奈木)
上天草市松島庁舎(上天草市松島町合津)
天草市有明支所(天草市有明町赤崎)
上天草市姫戸統括支所(上天草市姫戸町姫浦)※旧庁舎所在地
天草市御所浦支所(天草市御所浦町御所浦)

32.43583

130.65746

32.54581

130.71603

32.54780

130.81001

32.20091

130.84096

32.24013

130.89778

32.27604

130.98090

32.23528

130.79758

32.24662

130.76660

32.23400

130.43971

32.51804

130.43292

32.51321130.31482

32.44722

130.41650

32.44012
32.33980

130.40805
130.33910

93039
93041
93042
93044

93045
93046
93047
93054
93055

93061
93062
93063
93065
93068
93072
93074
93081
93083
93084
93085
93085o93087

山鹿市鹿本市民ｾﾝﾀｰ(山鹿市鹿本町来民)
山鹿市鹿央市民ｾﾝﾀｰ(山鹿市鹿央町合里)
菊池市七城支所(菊池市七城町甲佐町)
菊池市旭志支所(菊池市旭志小原)
菊陽町役場(菊陽町大字久保田)

536

4, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 544, 15
30, 604, 15
30, 60112, 2284, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 60125, 249
4, 15
30, 60
120
240
500
4, 14
30, 60123, 2414, 15
30, 60120, 240
4, 15

2018/6/9 1:28–2:15
2018/6/9 2:54–4:30
2018/6/9 20:29–21:00
2018/6/9 21:38–22:40
2018/6/9 23:56–6/10 0:30
2018/6/10 1:05–2:35
2018/6/13 20:41–21:15
2018/6/13 21:55–23:00
2017/2/20 20:25–21:25
2017/2/20 22:05–23:59
2017/2/21 1:20–3:30
2018/6/14 0:31–1:31
2018/6/14 2:10–3:15
2018/6/12 18:12–19:00
2018/6/12 19:34–21:30
2018/6/12 22:22–23:02
2018/6/12 23:36–6/13 1:00
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2019/2/4 19:40–20:40
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2017/2/7 22:07–2/8 0:22
2017/2/8 1:25–4:25
2017/2/3 21:55–22:55
2017/2/3 23:35–2/4 1:00
2017/2/4 1:55–5:00
2017/2/9 21:30–23:59
2017/2/9 21:30–2/10 2:23
2017/2/10 21:40–22:45
2017/2/10 23:23–2/11 1:30
2017/2/11 2:22–4:30
2017/2/11 15:25–16:25
2017/2/11 22:00–23:59
2017/2/12 0:55–4:00
2017/2/9 18:15–19:15

4, 15
30, 604, 15

2017/2/6 20:30–21:30
2017/2/6 22:10–23:59
2017/2/8 18:15–19:00

4, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
4, 1530, 602018/2/21 21:32–22:05
2018/2/21 22:45–23:35
2018/2/22 1:23–2:10
2018/2/22 2:50–4:00
2018/2/24 21:50–22:30
2018/2/24 23:12–2/25 0:20
2018/6/24 6:42–7:15
2018/6/24 5:10–6:10
2018/6/24 1:28–2:00
2018/6/24 2:32–3:35
2018/2/17 12:44–13:30
2018/2/17 14:05–15:30
2018/2/14 22:55–23:40
2018/2/15 0:17–1:20
2018/2/14 19:15–20:00
2018/2/14 20:33–21:35
2018/2/13 12:20–13:00
2018/2/13 13:31–14:50
2018/2/13 15:57–16:30
2018/2/6 21:50–22:20
2018/2/6 20:16–21:15

93088
93089
93091
93092
93094
93095
93096

93098
93099
93100
93101
93102
JMA9CF

JMA9D0JMA9D1JMA9D2JMAEF0
KMM001
KMM003
KMM007
KMM009KMM010
KMM011
KMM012

KMM013
KMM018KMM019KMM020天草市倉岳支所(天草市倉岳町棚底)
天草市栖本支所(天草市栖本町馬場)
天草市五和支所(天草市五和町御領)
苓北町役場(苓北町志岐)天草市河浦支所(天草市河浦町河浦)
山鹿市役所(山鹿市山鹿)大津町役場(大津町大字大津)32.40942

130.34070

32.42182

130.27284

32.51223

130.18709

32.51357

130.05441

32.33276

130.07961

33.01780

130.69089

32.87921

130.86807

水俣市役所(水俣市陣内一丁目)
あさぎり町上支所(あさぎり町上北)
あさぎり町岡原支所(あさぎり町岡原北)
あさぎり町須恵支所(あさぎり町須恵)
あさぎり町深田支所(あさぎり町深田西)
宇城市役所(宇城市松橋町大野)

32.21226

130.40883

32.21732

130.90063

32.24034

130.92950

32.26641

130.90042

32.24408

130.87296

32.64820

130.68410

芦北町役場(芦北町大字芦北)
多良木町役場(多良木町大字多良木)
上天草市役所(上天草市大矢野町上)
球磨地域振興局(人吉市西間下町)
小国(小国町大字宮原)
玉名(玉名市中尾)高森(高森町大字高森)
矢部(山都町浜町)三角(宇城市三角町波多)砥用(美里町永富)八代(八代市松江城町)

32.29891

130.49323

32.26382

130.93593

32.57830

130.43036

32.20719

130.76059

33.12114

131.06896

32.93332

130.54781

32.82684

131.12248

32.68644

130.98860

32.61334

130.48734

32.61668

130.86349

32.50805

130.60237

田浦(芦北町大字田浦町)
龍ヶ岳(上天草市龍ヶ岳町高戸)
本渡(天草市本渡町本渡)
新和(天草市新和町小宮地)

32.36444

130.50897

32.39437

130.39011

32.45477

130.18073

32.36372

130.18069

537

4, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
28, 544, 15
30, 60112, 2284, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 60120, 242
4, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 514, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 60134, 2704, 15
30, 604, 12
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 602018/2/8 12:13–12:45
2018/2/8 13:30–14:20
2018/2/8 21:10–21:45
2018/2/8 19:52–20:40
2018/2/8 23:30–23:59
2018/2/9 0:45–1:45
2018/2/11 9:25–10:00
2018/2/11 7:45–8:45
2018/2/11 14:22–15:00
2018/2/11 12:45–13:45
2018/6/7 19:17–19:47
2018/6/7 20:25–21:25
2017/2/21 20:50–22:53
2017/2/21 23:40–2/22 1:30
2017/2/22 2:25–4:30
2018/2/17 18:25–20:55
2018/2/17 21:37–23:00
2018/6/24 21:20–22:00
2018/6/24 22:40–23:40
2018/6/25 0:53–1:30
2018/6/25 2:15–3:30
2018/6/25 20:25–21:00
2018/6/25 21:46–23:00
2018/6/26 0:13–1:00
2018/6/26 1:40–3:00
2017/2/17 20:10–22:10
2017/2/17 22:50–2/18 0:50
2017/2/18 1:45–3:45
2018/2/18 15:31–16:35
2018/2/18 20:05–21:05
2018/6/21 21:23–22:10
2018/6/21 22:42–23:59
2018/2/15 20:27–22:00
2018/2/15 22:42–2/16 0:50
2018/2/24 1:16–2:20
2018/2/24 2:58–4:00
2019/2/8 0:45–1:25
2019/2/8 1:58–3:00
2018/6/2 1:35–2:05
2018/6/ 2:40–3:40
2019/2/3 1:00–1:50
2019/2/3 2:30–3:30
2019/2/2 3:22–3:52
2019/2/2 4:25–5:25
2018/2/15 15:33–16:35
2018/2/15 17:20–18:20
2019/2/1 19:03–19:35
2019/2/1 20:13–21:13
2017/2/5 21:23–22:30
2017/2/5 23:15–2/6 1:50
2017/2/6 2:40–5:30
2018/2/18 12:56–13:50
2018/2/18 17:36–18:40
2018/2/13 21:20–22:00
2018/2/13 22:42–23:45
2018/2/9 16:07–16:40
2018/2/9 14:23–15:23
2018/2/9 21:05–21:45
2018/2/9 19:30–20:30

KMM021天草(天草市天草町高浜南)
牛深(天草市牛深町)

32.37926

129.99959

32.19439

130.02690

32.09147

130.35191

32.06095

130.26810

32.06078

130.30408

32.63054

130.24666

32.65595

130.24808

32.65989

130.29764

32.66564

130.30482

32.69038

130.35530

32.71848

130.35384

32.61050

130.18504

YTSIC

出水
(出水市緑町)
出水市野田支所(出水市野田町下名)
出水市高尾野支所(出水市高尾野町大久保)
南島原市南有馬支所(南島原市南有馬町乙)
南島原市北有馬支所(南島原市北有馬町戊)南島原市役所(南島原市西有家町里坊)
南島原市有家支所(南島原市有家町山川)
南島原市布津支所(南島原市布津町乙)
南島原市深江支所(南島原市深江町丁)
口之津(南島原市口之津町丙)
八代市川田町西付近

32.52030

130.64824

UTM

宇土市松山町付近

32.66800

130.66345

HYBA01

人吉市二日町付近

32.21604

130.76422

HYBA02

錦町大字一武付近

32.19543

130.84975

HYBA03

あさぎり町岡原北付近

32.24379

130.91718

HYBA04

相良村大字柳瀬付近

32.21563

130.80858

HYBA05

あさぎり町上西付近

32.21040

130.88269

HYBA06

多良木町大字久米付近

32.25960

130.95531

TNY

玉名市横島町付近

32.85327

130.55325

TNO

玉名市大浜町付近

32.90140130.55734

KMM022

KGS002
96039
96040
92051
92052
92053
92054
92055
92056
NGS014538

4, 15
30, 604
1530, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 544, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604, 15
30, 604
30, 60200
415, 3060, 120
250, 5004
15, 3060, 120
250, 5004
15, 3060, 120
250, 5004
15, 3060, 120
250, 5004
15, 3060, 120
250, 5004
15, 3060, 120
250, 5004
15, 3060, 120
250, 5004, 15
30, 60125, 250
500, 1000
4, 15
30, 602018/2/11 17:15–18:00
2018/2/11 18:45–19:45
2018/2/12 19:27–20:40
2018/2/12 19:55–20:40
2018/2/12 21:13–22:15
2018/7/9 2:07–2:45
2018/7/9 3:22–4:25
2018/7/8 18:28–19:00
2018/7/8 19:45–20:45
2018/7/8 22:20–23:00
2018/7/8 23:30–7/9 0:30
2018/7/20 21:03–21:35
2018/7/20 22:25–23:25
2018/7/21 0:32–1:05
2018/7/21 1:45–2:45
2018/7/20 2:25–2:55
2018/7/20 3:30–4:30
2018/7/19 22:22–22:55
2018/7/19 23:30–7/20 0:30
2018/7/21 20:27–21:00
2018/7/21 21:50–22:50
2018/7/22 0:10–0:40
2018/7/22 1:35–3:00
2018/7/18 22:42–23:15
2018/7/19 0:00–1:00
2017/2/19 16:50–17:21
2017/2/19 15:15–16:20
2017/2/19 16:50–17:51
2018/2/20 21:00–21:30
2018/2/20 10:45–12:15
2018/2/20 13:20–15:40
2018/2/20 16:53–20:00
2018/2/22 19:45–20:15
2018/2/22 20:53–22:00
2018/2/22 22:53–2/23 0:40
2018/2/23 2:05–5:00
2018/2/23 15:58–16:35
2018/2/23 16:50–17:55
2018/2/23 18:57–20:30
2018/2/23 21:25–23:25
2018/2/24 19:35–20:05
2018/2/24 12:50–13:50
2018/2/24 14:36–16:00
2018/2/24 16:55–18:55
2018/6/27 3:28–4:00
2018/6/27 2:12–3:00
2018/6/27 0:03–1:35
2018/6/26 21:15–23:15
2018/6/28 2:10–2:40
2018/6/28 0:40–1:40
2018/6/27 22:25–23:59
2018/6/27 19:35–21:35
2018/6/29 2:10–2:40
2018/6/29 0:37–1:40
2018/6/28 22:27–23:59
2018/6/28 19:40–21:40
2018/6/1 3:45–4:15
2018/6/1 2:05–3:05
2018/5/31 23:50–6/1 1:20
2018/5/31 20:40–22:40
2018/6/5 3:55–4:30
2018/6/5 1:57–3:00

TNS

玉名市下小田付近32.94545

130.59065

YGK

山鹿市鹿本町下分田付近

32.98331

130.71458

KTS

菊池市七城町新古閑付近

32.96229

130.77010

MMH

水俣市浜町付近

32.21195130.40009

IZS

出水市下知識町付近32.10526

130.32886

IZO

出水市大野原町付近

32.07328

130.33069

IZT

出水市高尾野町下水流付
近32.09311

130.28313

125, 250
500, 1000
4, 15
30, 60125, 250
500, 1000
4, 15
30, 60125, 250
500, 1000
4, 15
30, 60125, 250
500, 1000

2018/6/4 23:10–6/5 1:10
2018/6/4 18:50–21:50
2018/6/7 3:25–4:00
2018/6/7 1:45–2:45
2018/6/6 23:20–6/7 1:00
2018/6/6 20:00–22:00
2018/6/15 3:57–4:30
2018/6/14 21:50–22:50
2018/6/14 19:10–20:40
2018/6/15 0:30–2:30
2018/6/16 0:25–0:55
2018/6/15 22:46–23:46
2018/6/15 20:10–22:05
2018/6/16 1:56–4:00

4, 15
30, 60125, 250
500, 1000
4, 15
30, 60125, 250
500, 1000
4, 15
30, 60125, 250
500, 1000
4, 15
30, 60125, 250

2018/7/1 19:50–20:48
2018/7/1 21:48–22:50
2018/7/1 23:52–7/2 1:30
2018/7/2 3:25–5:25
2018/7/10 3:58–4:30
2018/7/10 2:20–3:20
2018/7/10 0:02–1:35
2018/7/9 20:50–22:50
2018/7/10 19:55–20:30
2018/7/10 21:10–22:10
2018/7/25 22:20–23:59
2018/7/26 1:05–3:15
2018/7/26 20:22–20:55
2018/7/26 21:47–22:50
2018/7/26 23:41–7/27 1:40

500, 1000

2018/7/27 3:00–5:00※緯度及び経度は４m アレイ中心点の緯度及び経度（世界測地系）

写真２

半径４ m 及び 15 m の微動アレイ観測実施状況（相良村役場）

539

図７

SPAC 法による位相速度及び H/V スペクトル比（赤）、既往モデルによる Rayleigh 波

基本モードの理論分散曲線、楕円率及び S 波速度構造（茶：J-SHIS V2、緑：JIVSM）。
540

図７

続き

541

図７

続き

542

図７

続き

543

図７

続き

544

図７

続き

545

図７

続き

546

b) 八代平野における微動アレイ調査
八代平野は日奈久断層と八代海に挟まれた平野である。北側では宇土半島及び雁回山が熊本平野と八代平野の境界をなしている。八代平野の基盤は、肥後帯や黒瀬川帯（秩父帯）
であり、その上を白亜系正常堆積物（姫浦層群、御船層群など）や段丘堆積物、火砕流堆積物、沖積層などが覆っていると考えられる（例えば、 熊本県地質図編纂委員会, 2008）。
また、八代平野の約３分の２は、慶長～昭和期にかけての約 360 年間に八代海の干拓事業により造成された土地である。八代平野には八代市、宇城市、氷川町の市街地が発達しており、日奈久断層帯や布田川断層帯宇土区間などの活動で強い揺れに見舞われる可能性がある。また、平成 28 年熊本地震の際も震度５強～６強の強い揺れが観測され、八代市役所
本庁舎や横江大橋などが被災している。しかし、八代平野の地盤構造については、川瀬・増田(2004)や久保田(2001)の単点微動観測の他は、ほとんど調査されていなかった。 このため、八代平野において、表層から地震基盤までの構造を探査することを目的とした微動アレイ調査を重点的に実施した。
八代平野内の計 23 地点において、最小半径数～10 m から最大半径 500～600 m までの微動アレイ観測を行った。主たる観測は平成 29 年８月 25～29 日の日中に実施し、平成 29 年
11 月 20～22 日及び平成 30 年３月 18 日に補充観測を実施した。このほかに、下益城郡美里町（MST）において、平成 29 年 11 月 22 日に最大半径 100 m までの微動アレイ調査を実施した。表６に観測地点毎の座標、アレイ半径、観測日時、観測機材などの情報を整理した。図８の地質図上に微動アレイ観測地点を示した。
アレイ数が多いため、複数セットの観測機材を準備することで、同時進行で実施した。
このため、３仕様の観測機材が使われているが、各チーム内（つまり同一のアレイ観測内）
では、機材を統一している。表６の分類に従い、機材Ｙ、機材Ｋ、機材Ｔ、機材Ｓとする。
機材Ｙは東京測振製速度計 SE-321（ 5V/(cm/s)）及び白山工業製収録装置 DATAMARK LS-8800（形式分解能 24 bit）の組み合わせである。LS-8800 の内蔵アンプの倍率は８倍とした。
機材Ｋ及び機材Ｔは東 京測振製速度計 VSE-15D6（10V/(cm/s)）及び 白山工業製収録装置
DATAMARK LS-7000XT（形式分解能 24bit）の組み合わせである。LS-7000XT の内蔵アンプの倍率は 10 倍とした。機材Ｓは、アカシ製ポータブル地震観測装置 SMAR-6A3P であり、アカシ製動コイル型加速度計 JEP-6A3P（1.1 V/G）の出力を 5000 倍に増幅し、白山工業製収録
装置 DATAMARK LS-8800 で収録した。機材Ｙ及び機材Ｓはアレイ内の全点で３成分測定した。機材Ｋ及び機材Ｔでは、アレイ中心点のみ３成分を測定し、正三角形の各頂点では上下動のみを測定した。表６に記載されているとおり、C2、C4、C5、D7 地点を除く大アレイ
及び一部の中アレイでは、中心点または底辺を共有する二重正三角形アレイによる７点同時観測を行った。その他のアレイでは、正三角形アレイによる４点同時観測とした。各アレイの観測継続時間は同表に記載の通りである。半径 250 m 以上の大アレイでは１～２時間の連続観測を行った。半径 20～120m の中アレイでは 30 分以上、小アレイでは 15 分以
上の連続観測を行った。地震計設置場所の座標をハンディ GPS で測量し、すべての地震計設置場所で写真を撮影した。写真３は現地での観測実施状況の一例である。
取得した連続微動記録のうち上下動成分を用い、空間自己相関（SPAC）法（Aki, 1957）
にて位相速度を解析した。解析対象とするアレイ半径を増やすため、中心点と正三角形の頂点（半径r）に対する解析に加え、正三角形の辺を使った解析（半径 √3rに相当）も行っ
547

た。二重正三角形を用いた大アレイ観測では、外側の正三角形と内側の正三角形の長辺を結ぶ距離を使った解析（半径は内側のアレイ半径の３倍に相当）も行った。各アレイに対して、通過交通などの非定常ノイズの影響がなく、同一アレイ内のパワースペクトルが類似している区間を 50 区間以上抽出し、10 区間ずつ１セットにしてパワースペクトルやク
ロススペクトルのアンサンブル平均を計算した。スペクトルは Parzen Window を用いて平滑化し、平滑化の幅はアレイ半径、対象周波数帯域に応じて調節した。解析に際しては、
平成 28 年度に実施した震度観測点周辺での微動アレイ調査にて取得した観測データも併せて使用した。特に、C2、C4、C5、D4 の４地点は、大アレイ観測のみ新たに実施し、中アレイ以下は同地点で実施した平成 28 年度の観測データを用い、統合して解析した。図９に
D2 地点における解析例を示す。また、アレイ中心点の H/V スペクトル比も求めた。H/V ス
ペ ク ト ル 比 の 推 定 に 際 し て は 、a)の 解 析 と 同 様 、 連 続 記 録 か ら ノ イ ズ の 含 ま れ て い ない40.96 秒の区間を可能な限り抽出し（最小でも５区間以上）、各成分のフーリエスペクトルを求め、Konno and Ohmachi (1998)の方法によりスペクトルの平滑化を行った（平滑化の幅を規定する b の値は 40 に設定）。各区間の H/V スペクトル比をアンサンブル平均したものを最終的な H/V スペクトル比とした。
図 10 に全地点の位相速度分散曲線をプロットした。多数の半径のアレイ観測を実施したことで、表層から深部地盤構造までに対応する広い周波数帯域で、位相速度を良好に推定することができた。八代平野内のほぼすべての地点で、表層の Ｓ波速度に対応する高周
波数側の位相速度は 0.2 km/s 未満であり、沖積層や干拓地の埋め立て地盤の S 波速度に対応する値が得られたと推測できる。緑川沿いの低位段丘に位置する美里町（ MST）の位相
速度は、八代平野に比べるとかなり速いことが分かった。なお、八代市高田地区で実施した微動アレイ（D6 地点）については、大アレイのみを実施した。この地区は住家等が密集し、道路形状が不規則であることに加え、主要道路の交通量が非常に多く、中規模以下のアレイを実施できなかったためである。ただし、大アレイ内に位置する八代市立高田小学校において余震観測を実施しており（本章 1)の K41 地点）、その一環で同小学校敷地内において小半径の微動アレイを実施したため、高周波数側はその結果を参照することにした。
さらに、工学的基盤より上の浅部地盤構造を詳細に調査するため、 平成 29 年８月 26～
27 日に八代平野南部の市街地を中心とした領域（概ね旧八代市の領域）の計 32 点で極小・不規則アレイ観測（長・先名, 2016）を実施した。地震計は白山工業製ポータブル微動観測装置 JU-410 を６式用い、極小アレイ４点＋不規則アレイ２点の同時観測をした。 図 11に観測点の地図、図 12 に全点の位相速度及び中心点の H/V スペクトル比、表７に調査地点の位置情報を示した。
図 13 に、地下構造の空間変化の特徴を把握するため、周波数別に各地点の位相速度を地図上に示した。この図から各周波数において位相速度の地域性を読み取ることができる。
八代から鏡、松橋にかけての歴史ある市街地が形成されている自然地盤の地点（例えば、
C2、93056、C4、C5 など）に比べ、干拓地の地点（A2～A5、B1～B7、C7、D7）の位相速度は
相対的に遅い。干拓地では、約５Hz 以上の帯域で 0.15 km/s 以下の位相速度であった。特に、B1、B2、C1 は遅く 0.10～0.11 km/s である。ただし、郡築干拓地（A5）は低周波数側の位相速度が相対的に速く、他の干拓地上の地点とは顕著に異なる特徴を有している。郡
築地区には、大島、高島、白島、産島といった肥後変成岩（石灰岩）からなる孤立 丘が分548

布しており（例えば、斎藤・他, 2010）、基盤が浅いと考えられる。八代城下町周辺 （C5、
C6、D6 周辺）では２～５Hz の位相速度が平野内の他地点に比べて速い。
また、既存の地下構造モデルとの比較のため、J-SHIS 深部地盤モデル V2（ 藤原・他, 2012）
及び全国１次地下構造モデル（JIVSM、Koketsu et al., 2012）から計算された Rayleigh
波基本モード位相速度の理論分散曲線及び楕円率も図 10 に重ねて図示している。理論分散曲線を計算する際は、各サイトの直下の構造を一次元構造として抽出した。八代平野内のほとんどの地点で、JIVSM による理論分散曲線の特徴は微動アレイ調査から得られた位相速度に類似していた。なお、JIVSM の理論分散曲線と観測位相速度が数 Hz より高周波数側で乖離（観測位相速度が遅い）している観測点があるが、 JIVSM は深部地盤構造モデル
で表層の S 波速度が 0.35km/s と、工学的基盤相当までのモデルであるけれども、観測にはそれ以浅の浅部地盤の影響が含まれているためである。一方 、J-SHIS V2 による理論分散曲線は、観測結果とはかなり異なる特徴を有していることが分かった。

図８

八代平野における微動アレイ調査地点。青：平成 29 年度実施分、黒：平成 28 年度

実施分、紫実線：平成 28 年度及び 29 年度実施の反射法地震探査測線。基図は、20 万分の
１シームレス地質図 V2（産業技術総合研究所地質調査総合センター, 2017）及び 20 万分の 1 地質図幅「熊本」（星住・他, 2004）「八代及び野母崎の一部」（斎藤・他, 2010）を元に簡略化して作成した対象地域の地質図。

549

表６

八代平野における微動アレイ調査地点

550

表６

写真３

続き

八代平野における微動アレイ観測実施状況（Ｄ３地点）

551

図９

SPAC 法による微動アレイ解析の例（D2 地点）。上段左：位相速度、中：既往モデルの S 波速度構造、右：アレイ配置図（●が地震計の位置。地震計間を結ぶ線の色は上段左図のアレイ半径に対応）。中段 SPAC 係数、下段：パワースペクトルの例（左：大アレイ、中：中ア
レイ、右：小アレイ。L1、M1、SL1、SM1、SS1 等はそれぞれアレイを構成する地震計の番号（地図参照）。

552

図 10

SPAC 法による位相速度及び H/V スペクトル比（赤）、既往モデルによる Rayleigh 波

基本モードの理論分散曲線、楕円率及び S 波速度構造（茶：J-SHIS V2、緑：JIVSM）。
553

図 10

続き

554

表７

八代平野南部における極小・不規則アレイ調査地点

図 11

八代平野南部における極小・不規則アレイ調査地点
555

図 12

八代平野南部における極小・不規則アレイ観測による位相速度分散曲線及び H/V ス

ペクトル比

556

図 13

周波数別の位相速度空間分布

557

図 13

558

続き

c) 人吉盆地における微動の極小・不規則アレイ観測
人吉盆地は熊本県南部に位置する東西方向約 30 km、南北方向約 13 km の大きさをもつ堆積盆地であり、周囲の山地を形成する四万十帯が基盤をなしている。堆積盆地は、鮮新世～更新世の湖沼堆積物である人吉層、肥薩火山岩類、加久藤火砕流堆積物などで主として構成される。地表地質は大部分が低位段丘堆積物で、球磨川沿いには沖積層が発達する。
盆地の南縁部には人吉盆地南縁断層が存在する（千田, 2015）。
人吉盆地では、平成 28 年熊本地震の本震の際に、震度５弱の揺れが観測された。第四紀堆積盆地であることから、日奈久断層帯を震源とする地震ではより強い揺れに見舞われる可能性も考えられ、盆地内の震動特性を詳細に把握しておく必要がある。 サブテーマ３では、大半径微動アレイ６地点、震度観測点での小半径微動アレイ 11 地点を実施してきたが、盆地全体をカバーする浅部地盤構造に関する詳細な情報を拡充することを目的に、人吉盆地内の計 48 点で極小・不規則アレイ観測（長・先名, 2016）を新規に実施した。現地での観測は平成 30 年９月 16～18 日に行った。地震計は白山工業製ポータブル微動観測装
置 JU-410 を６式用い、極小アレイ４点＋不規則アレイ２点の同時観測をした。 図 14 に観測点の地図、図 15 に全点の位相速度及び各アレイ中心点の H/V スペクトル比、表８に調査地点の位置情報を示す。

図 14

人吉盆地における極小・不規則アレイ調査地点

559

図 15

人吉盆地における極小・不規則アレイ観測による位相速度分散曲線及び H/V スペク

トル比

560

表８

人吉盆地における極小・不規則アレイ調査地点

561

d) 八代平野と熊本平野の接合部周辺における単点微動観測
八代平野と熊本平野の接合部の地下速度構造（主として基盤深度の情報）に関する情報を得るため、熊本平野西部及び八代平野の接合部に位置する宇土市から宇城市にかけての計 31 地点（図 16、表９）において単点微動観測を実施し、H/V スペクトル比を解析した。
現地での微動観測は平成 30 年３月 18～20 日の日中に実施した。天候は、３月 18 日は晴
れ、19～20 日は曇りまたは小雨であった。
観測システムはポータブル地震観測装置 SMAR-6A3P を使用した。本システムはアカシ製
動コイル型加速度計 JEP-6A3P（感度 1.1 V/G）３成分、白山工業製収録装置 DATAMARK LS8800、アナログ増幅器＆フィルタ等で構成される。各観測地点では同一の観測装置２式を用いて同時観測を行い、20 分以上連続収録した。各観測地点での実際の収録時間は現地状況による。このうち１式を増幅器倍率 10000 倍、低域通過フィルタ５Hz（高感度観測）に設定し、もう１式を増幅器倍率 5000 倍、低域通過フィルタ 50 Hz（低感度観測）に設定した。サンプリング周波数 100 Hz または 200 Hz で収録した。なお、データ解析の際は、すべて 100 Hz にリサンプリングしたものを解析している。
データ解析の手順を以下に述べる。まず、微動の連続記録から、通過車両など による非定常的なノイズの含まれていない 40.96 秒の区間を可能な限り抽出した（最少でも５区間以上）。このため、各地点での解析区間数は観測地点でのノイズ状況や実際の観測継続時間
により異なっている。抽出された各区間の各成分の微動波形記録について、フーリエ変換
により振幅スペクトルを求め、Konno and Ohmachi (1998)の方法によりスペクトルの平滑化を行った（平滑化の幅を規定する係数 b の値は 40 に設定）。東西成分及び南北成分の振幅スペクトルの幾何平均を水平成分の振幅スペクトルと定義し、水平成分（ H）と上下成分（V）のスペクトル比を求めた。各区間について得られた H/V スペクトル比をアンサンブル
平均したものを観測 H/V スペクトル比とした。
図 17 に観測 H/V スペクトル比を示す。青色が高感度観測（倍率 10000 倍）、赤色が低感度観測（倍率 5000 倍）の結果を表す。それぞれ、太線が観測 H/V スペクトル比、細線がその対数標準偏差を表している。細線で示されている対数標準偏差が小さいこと、また、広い周波数領域で青色と赤色の線が重なって見えることから、 H/V スペクトルは安定して求められている。この図の標準偏差の幅から明らかなように、低周波数側での H/V スペクト
ルの安定性は、高感度観測（同図の青線）の方が優れている。このため、主として高感度観測の解析結果から H/V スペクトルのピーク周波数を読み取ったが、ピーク周波数が５Hz以上の観測地点については、低感度観測の解析結果を用いた。図 16 の地図上に観測 H/V ス
ペクトル比から読み取ったピーク周波数をプロットした。観測 H/V スペクトル比に複数のピークが見られる場合は、より深い構造に対応する低い方のピーク周波数を選んだ。この
図には、平成 28 年度に実施した単点微動観測結果（平成 28 年度成果報告書に記載のもの）、
八代平野内の微動アレイ観測の際にアレイ中心点で取得したデータ及び国立研究開発法人
産業技術総合研究所が平成 28 年１月に観測したデータを同様の手順で解析した結果も併せてプロットした。
宇土市から宇城市不知火町へと抜ける薩摩街道に沿った、八代平野 と熊本平野の接合部（UT1716、UT1723、UT1705、93020 など）での H/V スペクトルのピーク周波数は、1.2～1.8
Hz 程度と求められた。これは、熊本平野南部の宇土市中心部（UT1719 及び UT1720）や八562

代平野主要部（YTS-B1、YTS-C1、YT1610 以南）が１Hz 以下のピーク周波数を有するのに比べ、相対的に高いピーク周波数を示す。このため、平野接合部付近では平野主要部に比べて、基盤深度が浅いと考えられる。H/V スペクトルのピーク周波数の空間変化から、八代
平野と熊本平野は、宇土市から宇城市にかけての平野接合部において、東西方向の幅として約 1.5 km の範囲で部分的に繋がっているものと考えられる。また、平成 28 年度熊本測線に近い UT1714 での H/V ピーク周波数と熊本測線で推定されている白亜系堆積岩類（御船層群）上面までの深さとの対比から、平野接合部での H/V ピーク周波数が御船層群上面までの深度を反映しているとすれば、その深度は 100～200 m 程度で分布しているものと推測される。なお、平野と山地の境界に近い観測地点で高いピーク周波数をもっている地点が見られた。20 万分の１地質図（斎藤・他, 2010；星住・他, 2004）によれば、UT1718
は大岳火山岩（約 140 万年前）、UT1724 及び UT1731 は御船層群の分布域であり、地表付近の新しい堆積層が薄いことを示唆している。

図 16

微動 H/V スペクトル比のピーク周波数の空間分布。○：平成 29 年度に実施した単点微動観測、☆：平成 29 年度実施の微動アレイ観測の中心点、□：平成 28 年度実施分、△：産総研実施分。水色の実線：平成 28 年度熊本測線及び平成 29 年度宇城測線。
563

図 17

宇土市から宇城市にかけての単点微動観測による H/V スペクトル比。太線：平均値、細線：標準偏差、青：高感度観測（増幅器倍率 10000 倍、カットオフ周波数５Hz）、赤：低感度観測（増幅器倍率 5000 倍、カットオフ周波数 50 Hz）。

564

表９
観測点
UT1701
UT1702
UT1703
UT1704
UT1705
UT1706
UT1707
UT1708
UT1709UT1710
UT1711UT1712UT1713
UT1714
UT1715
UT1716
UT1717
UT1718UT1719
UT1720
UT1721
UT1722
UT1723
UT1724
UT1725
UT1726
UT1727
UT1728
UT1729
UT1730
UT1731

緯度32.62452
32.63054
32.63835
32.65710
32.65843
32.65964
32.65856
32.65788
32.65823
32.66501
32.67546
32.67686
32.67749
32.67632
32.67557
32.67746
32.67564
32.67624
32.68458
32.68669
32.66889
32.66895
32.66786
32.66631
32.63742
32.64101
32.63410
32.65003
32.64153
32.64922
32.66747

八代平野と熊本平野の接合部周辺における単点微動観測地点

経度130.68015
130.67642
130.67409
130.66240
130.66927
130.67447
130.67853
130.68355
130.68898
130.70084
130.71548
130.70493
130.69362
130.68349
130.67383
130.66127
130.65305
130.64488
130.66197
130.65788
130.68631
130.65862
130.66634
130.67474
130.65773
130.68700
130.69121
130.69675
130.69978
130.71156
130.68509

観測日
観測開始 観測終了
2018/3/18
15:51
16:26 宇城市松橋町南豊崎
2018/3/18
16:04
16:30 宇城市松橋町南豊崎
2018/3/18
16:23
16:45 宇城市松橋町豊崎
2018/3/18
17:17
17:49 宇城市不知火町小曽部
2018/3/18
17:32
17:53 宇城市不知火町柏原
2018/3/18
17:58
18:18 宇城市不知火町御領
2018/3/19
9:09
9:30
宇城市松橋町松山
2018/3/19
9:46
10:35 宇城市松橋町松橋
2018/3/19
10:10
10:30 宇城市松橋町曲野
2018/3/20
13:41
14:02 宇城市松橋町古保山
2018/3/20
13:14
13:52 宇城市松橋町古保山
2018/3/20
12:59
13:46 宇土市花園町
2018/3/19
11:06
11:32 宇土市花園町
2018/3/19
11:20
11:43 宇土市古保里町
2018/3/19
12:59
13:37 宇土市境目町
2018/3/19
15:32
16:01 宇土市入地町
2018/3/19
15:49
16:25 宇土市神合町
2018/3/19
16:19
17:38 宇土市石橋町
2018/3/19
17:03
17:24 宇土市新小路町
2018/3/19
16:43
17:30 宇土市浦田町
2018/3/19
11:01
11:22 宇土市松山町
2018/3/19
15:02
15:55 宇土市伊無田町
2018/3/19
14:39
15:10 宇土市松山町
2018/3/19
13:30
14:44 宇土市松山町
2018/3/20
8:49
9:10
宇城市不知火町亀松
2018/3/20
9:34
10:16 宇城市松橋町久具
2018/3/20
9:44
10:24 宇城市松橋町西下郷
2018/3/20
11:03
12:17 宇城市松橋町久具
2018/3/20
10:08
12:33 宇城市松橋町豊福
2018/3/20
14:22
14:43 宇城市松橋町浦川内
2018/3/20
10:45
12:43 宇土市松山町

所在地
豊川グラウンド
豊川神社
宇城広域連合南消防署西付近
小曽部消防ポンプ格納庫
柏原公民館
御領５区児童公園
岡岳公園
築切集会室
松橋町曲野付近
当尾保育園付近
海ノ平公民館
三日地区公民館
宇土市スポーツセンター
花園公民館
境目団地
御領橋東公園
神合町付近
轟地区市民グラウンド
宇土市教育委員会
宇土市中央公園
百合ヶ丘入口付近
伊無田公民館
下松山地域学習センター
五色坂付近
塩浜公民館
松橋町久具付近
本村公民館
宇城総合病院
松橋収蔵庫
松橋IC付近百合ヶ丘付近e) 水俣平野周辺における単点微動観測
水俣市役所（熊本県震度計設置地点）は、水俣川右岸の古期肥薩火山岩からなる山と平野の境界部に位置しており、市役所の地盤震動特性が左岸の平野部に位置する市街地の地
盤震動特性を代表しているとは言い難い。このため、水俣市周辺の地下構造の空間変化を把握するため、水俣市内７地点及び葦北郡津奈木町１地点で単点微動観測を行った（表 10）。
現地での観測は平成 29 年 11 月 19 日の日中に実施し、天候は晴れであった。d)での単点微動観測と同じく、ポータブル地震観測装置 SMAR-6A3P を使用し、入力を 5000 倍に増幅して、サンプリング周波数 200 Hz で、10 分以上連続収録した。
デ ー タ 解 析 は d)と 同 様 に 、 通 過 車 両 な ど に よ る 非 定 常 的 な ノ イ ズ の 含 ま れ て い な い40.96 秒の区間を可能な限り抽出した（最少でも４区間以上）。抽出された各区間の各成分の微動波形記録について、フーリエ変換により振幅スペクトルを求め、Konno and Ohmachi(1998)の方法によりスペクトルの平滑化を行った（平滑化の幅を規定する係数 b の値は 40に設定）。各区間について得られた H/V スペクトル比をアンサンブル平均したものを観測
H/V スペクトル比とした。
図 18 に全地点での H/V スペクトル比、図 19 にピーク周波数の空間分布を示す。この結果、震度計の位置する水俣市役所（MN1701）では 6.3 Hz、K-NET KMM015 観測点（MN1702）
では 3.4 Hz であったのに対し、水俣川左岸の主要市街地でのピーク周波数は 1.8 Hz～3.0
Hz の範囲であった。このことから、水俣川左岸平野部の堆積層厚は、市役所周辺に比べて相対的に厚いことが考えられる。
565

表 10

水俣市周辺での単点微動観測地点

観測 点

緯度 (°N)

経度 (°E)

観測 日 時

MN170132.21214130.40904

2017/11/19 14:35–14:45

水俣 市 陣内

水俣 市 役所

MN170232.21613

130.40593

2017/11/19 15:05–15:21

水俣 市 牧ノ内

牧ノ内 雨 水ポンプ場

MN170332.21840

130.40055

2017/11/19 15:34–16:01

水俣 市 築地JNC 紫 水寮 付 近MN170432.21483

130.39270

2017/11/19 15:43–16:17

水俣 市 塩浜 町

塩浜 グラウンド付 近

MN170532.21093

130.40245

2017/11/19 15:51–16:31

水俣 市 浜町 一 丁目

史跡 永 代橋 跡

MN170632.20494

130.40602

2017/11/19 15:58–16:25

水俣 市 平町 二 丁目

旧水 俣 市立 第 三中 学 校

MN170732.20472

130.39521

2017/11/19 16:12–16:35

水俣 市 桜井 町 一丁 目

水俣 駅

MN170832.23440130.44085

2017/11/19 17:02–17:20

津奈 木 町小 津 奈木

さくら団 地

図 18

所在 地

水俣平野周辺における単点微動観測による H/V スペクトル比（太線：平均値、細線：

標準偏差）。

図 19

水俣平野周辺における微動 H/V スペクトル比のピーク周波数の空間分布

566

f) 出水平野における単点微動観測
出水平野は鹿児島県北西部に位置し、出水市の市街地を形成している。出水平野の南縁を北東－南西方向に続く出水断層帯が、出水平野と出水山地の地形境界となっている（千田・中田, 2012）。平野の中央部は更新世の扇状地堆積物からなっており、北西に緩く傾斜している。米ノ津川や野田川の河口付近に沖積平野が広がっている。また、出水平野は八代海に面していることから、日奈久断層帯八代海区間にも近く、日奈久断層帯の強震動予測高度化のためには、出水平野の詳細な地下速度構造情報についても整備する必要がある。
このため、項目 a)において出水平野内６地点で実施した微動アレイ調査に加え、出水平野
における地下速度構造（主として基盤深度の情報）の空間変化を把握するため、出水市内の５測線 47 地点で単点微動観測を行った（図 20、表 11、写真４）。
現地での観測は平成 30 年 7 月 27 日～29 日の夜間に実施した。天候は晴れまたは曇りであった。地震計は東京測振製速度計 SE-321（固有周期 10 秒、5V/(cm/s)）、収録装置は白山工業製 DATAMARK LS-8800（形式分解能 24 bit）を使用した。LS-8800 の内蔵アンプの倍率を８倍とし、サンプリング周波数 200 Hz で収録した。観測時間は１地点あたり 30 分間以上とし、通過交通量等の現場状況に応じて、観測終了時刻を設定した。
データ解析は d)と同様に、非定常的なノイズの含まれていない 40.96 秒の区間を可能な限り抽出した（最少でも５区間以上）。抽出した各区間の各成分の微動波形記録について、
フーリエ変換により振幅スペクトルを求め、Konno and Ohmachi (1998)の方法によりスペクトルの平滑化を行った（平滑化の幅を規定する係数 b の値は 40 に設定）。各区間について得られた H/V スペクトル比をアンサンブル平均したものを観測 H/V スペクトル比とした。

写真４

出水平野における単点微動観測実施状況（E01 地点）567

図 21 に全地点での H/V スペクトル比を示し、ピーク周波数の空間分布を図 20 の地図中に示す。H/V スペクトルの卓越周波数は、低位段丘から海岸に向かって、緩やかに低周波数か（長周期化）している。Ａ測線、Ｃ測線やＤ測線の海岸付近にみられる沖積層分布域での卓越周波数は約 0.3～0.4 Hz（卓越周期は約 2.3～3.6 秒）であった。低位段丘堆積物
上では、おおむね 0.5～0.6 Hz の範囲の卓越周波数であった。野田川と蕨島に挟まれた国
営出水干拓地に位置する E01～E03 においては、卓越周波数が 1.0～1.7 Hz であり、出水
平野内では特異に高いという特徴が見られた。干拓地の地下には蕨島や周囲の山と同じく、新第三系の長島火山岩類がやや浅い深さに存在しているのではないかと考えられる。

図 20

出水平野における微動 H/V スペクトル比のピーク周波数の空間分布

568

図 21

出水平野における微動 H/V スペクトル比

569

表 11

出水平野での単点微動観測地点

570

g) 玉名平野における単点微動観測
玉名平野における地下速度構造（主として基盤深度の情報）の空間変化を把握するため、
玉名平野内の４測線 44 地点で単点微動観測を行った（図 22、表 12、写真５）。
現地での観測は平成 30 年７月 31 日～８月２日の夜間に実施した。天候は晴れまたは曇りであった。地震計は東京測振製速度計 SE-321（固有周期 10 秒、5V/(cm/s)）、収録装置
は白山工業製 DATAMARK LS-8800（形式分解能 24 bit）を使用した。LS-8800 の内蔵アンプの倍率を８倍とし、サンプリング周波数 200 Hz で収録した。観測時間は１地点あたり 30
分間以上とし、通過交通量等の現場状況に応じて、観測終了時刻を設定した。
データ解析は f)と同様に、非定常的なノイズの含まれていない 40.96 秒の区間を可能な限り抽出した（最少でも５区間以上）。抽出した各区間の各成分の微動波形記録について、
フーリエ変換により振幅スペクトルを求め、Konno and Ohmachi (1998)の方法によりスペクトルの平滑化を行った（平滑化の幅を規定する係数 b の値は 40 に設定）。各区間について得られた H/V スペクトル比をアンサンブル平均したものを観測 H/V スペクトル比とした。
図 23 に全地点での H/V スペクトル比を示し、ピーク周波数の空間分布を図 22 の地図中に示す。玉名平野を南西から北東方向に向かって縦断するＢ測線やＣ測線では、海岸から菊池川に沿って山地の方向に向かうにつれて、徐々に卓越周波数が高くなる傾向が見られた。国営横島干拓地内の C1 では卓越周波数が 0.3 Hz（卓越周期３秒）であるなど、横島干拓地周辺では 0.3～0.5 Hz と、他の地点に比べ相対的に低い卓越周波数を示した。横島干拓地の北にある横島山（更新世の金峰火山の土石流堆積物からなる）及びその周辺域（A08、C05、A10～A12、D04～D05）では、卓越周波数が 0.7～1.0Hz であり、玉名平野の中では相対的に高い卓越周波数であった。

写真５

玉名平野における単点微動観測実施状況（C06 地点）

571

図 22

玉名平野における微動 H/V スペクトル比のピーク周波数の空間分布

572

図 23

玉名平野における微動 H/V スペクトル比

573

表 12

玉名平野での単点微動観測地点

574

4) 八代平野における反射法地震探査a)はじめに
平成 28 年熊本地震では布田川断層帯布田川区間と日奈久断層帯北部の一部が活動したと考えられており、本調査では布田川・日奈久断層帯の活動して いない部分を震源断層とした場合の強震動予測の実施を行う。その震源断層が活動した場合に大きな揺れに見舞われる熊本平野、八代平野の地下構造モデル、特に堆積層部分のいわゆる 深部および浅部の地盤構造モデルを構築することが強震動予測の高度化に不可欠である。平成 29 年度に八代平野において反射法地震探査を実施し、平野下の基盤面深度や基盤面形状を調査することを目的とした。具体的には八代平野を東西に横断する反射法地震探査を実施した。八代
平野東部は日奈久断層帯を平野の区切りとしているが、日奈久断層帯を横断することにより、八代平野の断層帯周辺の地下構造及び断層の位置および形状についての基本的な情報収集も得ることができると考えた。
b) 調査測線および作業期間
調査は八代平野を東西に横断する、宇城測線約４km、八代測線約７km の２測線で行った。
P 波による反射法地震探査を行い、探査目標深度１㎞程度の地下構造をイメージングする。
調査測線の概略位置図を図 24 に、概要を表 13 に示す。表 14 は今回の探査仕様を取りまとめている。表 15 には使用機器一覧を示した。震源車は中型バイブレータを用い、受振器
としては固有周波数 10Hz の速度型地震計を使用した。収録装置には、無線テレメトリ型データレコーダーを用いた。リモートユニット(WRU)は、１台で１チャンネル（１受振点分）の振動データを連続記録し、GPS 衛星の時刻情報を付加して、2.4 GHz 帯の無線伝送により記録データを観測車に伝送する。バッテリー駆動により単独で長時間の連続記録を収録しているため、無線障害によりデータ伝送ができない時にも、観測車で記録された発震時刻
から、後ほどデータを切り出し伝送することが可能である。設置した WRU の GPS 受信状況、接続したバッテリーの残量、および地震計の抵抗値、周辺ノイズの状況等は、観測車でリ
アルタイムに確認することが可能である。中型バイブレータ発振と収録装置を写真 ６、７に示す。
現地作業期間は、平成 29 年 11 月 21 日から 12 月 19 日であった。

575

図 24

調査測線の概略位置図（図中の数字は５m 間隔を基本とする CMP 番号）。国土交通

省国土地理院「基盤地図情報」に加筆。

表 13

調査測線の概要

測線名

延長

所在地

宇城測線

約４ km

熊本県宇城市小川町南部田～北部田

八代測線

約７ km

熊本県八代市千丁町古閑出～川田町東

576

表 14

主な探査仕様

項 目
探査手法
波動種別
測線数
測線名
測線長
(上段：測定下段：解析)
標準発震点間隔内 容
Ｐ波反射法地震探査
Ｐ波
2
宇城測線
八代測線

標準受振点間隔20m

標準収録
チャンネル数標準垂直重合数
標準スイープ長
スウィープ周波数

100 チャンネル
（展開長：標準 2.0km）
10 回
16 秒

収録記録長
サンプリング間隔
収録様式
震源3,871m7,317m

3,505m

6,635m

備考予察調査の結果を踏まえ、
決定

10m

10-100Hz

障害物がある場合は受振器設置位置をずらし設置
震源の前方(東側)：60ch、後方(西側)：40ch
現地テストに基づき決定
現地テストに基づき決定

20 秒（相互相関前）
4 秒（相互相関後）
2msec
SEG-Y

中型バイブレータ

１台

受振器

速度型地震計(固有周波数： 10Hz、6 個グルーピング /１地点)

収録装置

無線テレメトリ型デジタルレコーダー(A/D 分解能： 24 ビット)

577

EnviroVibe（IVI 社製）
SM-4（I/O Sensor 社製）
スピリアスノイズの発生：
約 180Hz 以上
RT System 2 （ WirelessSeismic 社製）

表 15
種類

形式

製品名

使用機器一覧
製造

主な仕様
実用周波数範囲：8～200Hz
最大ストローク：6.99cm
ホールドダウン重量：約 7.5 トン

震源

中型バイブレータ

EnviroVibe

IVI

リアクションマス重量：約 0.8 トン
ベースプレート設置面積：約 1.1m 2
総重量：8.4 トン
寸法：(L)6.1×(H)2.4×(W)1.9m

速度型地震計（１成分）
受振器

ジオフォン

SM-4

I/O sensor

固有周波数： 10Hz
グルーピング： 6 個
A /D 分解能：24 ビット

サンプリング間隔：
探鉱機

無線テレメトリ型

RT

Wireless

0.5, 1.0, 2.0, 4.0msec

データレコーダー

System 2

Seismic

保存データ形式： SEG-Y
周波数特性： 3Hz－0.8 of Nyquist
プリアンプゲイン： 0, 12, 24, 36dB
A/D 分解能：24 ビット
サンプリング間隔：

発震時刻・
探鉱機

パイロット信号
データレコーダー

SDR

OYOGEOSPACE

0.25、0.5、1.0、 2.0、4.0msec
保存データ形式：SEG-D,SEG-2
周波数特性：3Hz－ 0.8 of Nyquist
プリアンプゲイン：
0, 6, 12, 18, 24, 30, 36dB

578

写真６

現地観測風景（中型バイブレータ）

写真７

記録器と感震器c) データ処理及び解析
収 録 記 録 の デ ー タ 処 理 及 び 解 析 は 、 一 般 に 多 用 さ れ る 共 通 中 間 点 (Common Midpoint;
CMP)重合法により SN 比(シグナルとノイズの比)を高めた時間断面を作成し、次に、速度解析結果等に基づき、マイグレーション処理を施し、時間断面中の反射面を正しい位置に戻す。さらに、深度変換により、時間断面を深度断面に変換する。データ処理のフローを図25 に示し、表 16 に処理に使った主なパラメータを記載した。

579

図 25

反射法地震探査標準データ処理フロー

580

表 16

データ処理に使用した主なパラメータ

処理名

パラメータ

プレフィ
ルタ

バンドパスフィルタ帯域10～100Hz

位相補正－

インパルスに変換するオペレータを設
計し適用

デコンボ
リューシ
ョン

自己相関演算用ゲート長
フィルタ長
ホワイトノイズ値

備考

1000msec

ﾀｲﾑﾊﾞﾘｱﾝﾄ
ｽﾍﾟｸﾄﾗﾙﾎﾜｲﾄﾆﾝｸﾞ等

100msec3%

最大オフセット距離
再構成速度範囲

300～4000m/s

初期速度モデルNMO 補正

定

宇城測線
八代測線
2m×2m
1m×1m
深度と共に単調増加（300～4000m/s）
500m

メッシュサイズ

静補正

設

トモグラフィ繰り返
し回数
置換速度
標高補正用速度ｽﾄﾚｯﾁﾐｭｰﾄ適用比率

72 回

25 回
1500m/s
1500m/s
1.75581d) 解析結果と解釈c)によるデータ処理・解析により、それぞれの測線の断面図を作成した。測線の詳細位
置図を図 26、27 に示す。生データのフィルタリングやデコンボリューションを行ったの
ち、速度解析の前に、静補正を行った。ここでは静補正として、表層付近に偏在する低速度層の層厚や速度の変化の影響を補正する表層静補正と、発震点や受振点の標高が異なる
影響を補正する標高静補正を行った。表層近傍の浅部構造もイメージ対象とするため、表層部分に対して震源からオフセット 0.5km 程度までの P 波初動走時を用いた屈折波トモグ
ラフィーを行って、表層静補正とした。図 28、29 に宇城測線、八代測線の屈折波トモグラ
フィーの結果を示す。深度約 100m 程度までの速度分布が得られた。八代平野内はどちらの測線もほぼ水平な速度構造を示していることがわかる。一方、宇城測線では CMP 番号 600、
八代測線では CMP 番号 1250 あたりから東側に高速度の領域が表れているが、日奈久断層帯の境界であると考えられる。これらの図面も含めて、宇城測線、八代測線の断面図は、測線全体が紙面に入るようにしているため、実際は八代測線の方が長測線であることに注意していただきたい。
図 30、31 に宇城測線と八代測線の CMP 重合後の時間断面図（グレースケール）を示す。
明瞭な反射イベントは、往復走時として両測線とも約 0.5 秒程度まで見えていて、堆積層内には連続性のよい反射イベントが見えている。図 32、33 にマイグレーション処理をした
あと、深度断面としたものを示す（カラースケール）。宇城測線は縦横比が１：１に対して、八代測線は縦横比を２：１としている。宇城測線、八代測線ともに、上述の浅部屈折法トモグラフィーの変化がみられるところに対応して、反射イベントの連続性が途切れて、西側に向けて構造が深くなっていることが見て取れる。また、堆積層の基盤面深度や堆積層内の反射イベントの並びは、断層近く（測線の東側）で深く、西に向けて徐々に浅くなる傾向が見て取れる。宇城測線では、断層近くで基盤面深度がより深くなっている凹みの部分があるのに対して、八代測線では、断層近傍で一番基盤面深度が深いようである。
反射法地震探査は、九州山地と八代平野を境する日奈久断層帯をまたいだ２測線（宇城測線、八代測線）で実施した。図 34 は測線を熊本県地質図編纂委員会(2008)による熊本県
地質図（10 万分の 1）と、産業技術総合研究所地質調査総合センター(2013)による日本重力データベースをもとに作成したものに重ねた。調査地周辺における九 州山地の基盤岩類
は、図 11 に示すように白亜系堆積岩類、花崗岩類、変成岩類などで構成される。八代平野
においては、これらの基盤岩類を不整合に覆って、阿蘇火砕流堆積物(Aso-1～Aso-4)や堆積年代が不明の未区分洪積層が分布すると考えられるが、その地質層序の詳細は不明である。図 34 には、ブーゲー異常値（仮定密度：2.67g/cm 3 ）のコンターを併記しているが、八代平野においては、日奈久断層帯あるいは臼杵－八代構造線に沿った構造が見られている。八代平野の重力異常分布をみると、日奈久断層帯に平行に重力異常 コンターが並んでいて、南北方向（正確には日奈久断層帯の走向と同じく北北東―南南西方向）には比較的似通った形状をしていることが想像され、また、西に向かって重力異常が高くなることか
ら、堆積層厚は大局的には薄くなっていっていると考えられる。その中で宇城測線は、断層近傍の堆積層側に負の重力異常の目玉があるが、宇城測線に現れている、断層直近の堆積層の基盤面深度が深くなっている凹みと対応していると考えられる。
反射法地震探査で得られた深度断面図に現れている反射イベント相の並び（速度構造境582界と考えられる）や基盤面深度といったものは、本来ならば、測線に近いボーリング地質
柱状図で対比することにより地質的な解釈ができる。しかしながらこの地域には、この探査と対応するような、深い学術ボーリングは存在しない。したがって、本報では速度解析
や反射イベントの特徴を検討しながら、基盤面深度の解釈を行うとともに、平成 28 年度に収集した、八代地域の温泉ボーリング等の資料に記載されている地質柱状図との比較を行った。図 35、36 がそれぞれ宇城測線、八代測線の解釈図である。
宇城測線を東の丘陵部から追っていくと、CMP 番号 600 付近の日奈久断層帯を境に基盤面深度が深くなり、CMP 番号 480 付近で最深約 0.6km となる。そこから基盤面深度は緩やかに浅くなっていく。CMP 番号 200 付近で深度は 0.3km くらいになり、反射イベントを追うと、西にかけてやや深くなっていく。この測線の近くの温泉ボーリングの地質柱状図を反射断面に重ねている。ここでの基盤は花崗岩、閃緑岩などと考えられる。地質柱状図と反射断面の基盤深度が対応していないのは、ボーリング地点が測線より１～ 1.5km 程度離れていることも考えられるのでここでは参考程度としたい。
八代測線も東側から同様にみていくと、CMP 番号 1250 あたりにある日奈久断層帯のところから堆積層は厚くなり基盤面深度は最深で 0.5km 程度（CMP 番号 1100 あたり）で、そこから西に向けてこちらも宇城測線同様に基盤面深度は大局的には浅くなっていく。 CMP 番
号 100 あたりでは 0.2km くらいの深度であると考えられる。測線の西延長上、測線西端から約２km のところでは、産島という基盤岩（石灰岩）の露頭がみられていて、これに向けて基盤面深度が浅くなっている可能性が高い。こちらは日奈久断層帯近くだが、測線から0.3km ほど離れたところでの地質柱状図が得られていて、石灰岩の深度 415m とほぼ対応する基盤面深度が反射断面でも得られている。このことから、今回の探査で基盤面と考えている地質構造は、石灰岩や場所によっては花崗岩の上面と対応していると考えられる。

図 26

解析測線位置図：宇城測線。CMP 番号を赤字で表す。国土交通省国土地理院「基盤地図情報」に加筆。
583

図 27

解析測線位置図：八代測線。CMP 番号を赤字で表す。国土交通省国土地理院「基盤地図情報」に加筆。

584

図 28

表層 P 波速度分布・静補正量（宇城測線）（上段：表層の速度分布、下段：表層静補正量。表層速度分布の縮尺；縦：横 =５：１）

585

図 29

表層 P 波速度分布・静補正量（八代測線）（上段：表層の速度分布、下段：表層静補正量。表層速度分布の縮尺；縦：横 =10：１）
586

図 30

重合後時間断面（グレースケール表示）：

587

宇城測線

図 31

重合後時間断面（グレースケール表示）：

588

八代測線

図 32

深度断面（縦横比１：１、相対振幅カラースケール表示）：

589

宇城測線

図 33

深度断面（縦横比２：１、相対振幅カラースケール表示）：

590

八代測線

図 34

熊本平野周辺の地質図（熊本県地質図編纂委員会, 2008, 星住・他, 2004），重力図（産業技術総合研究所地質調査総合センター,

2013）に反射法探査測線（青色実線）を書き入れた。
591

図 35

宇城測線深度断面図の解釈図。U3、U7 は深井戸ボーリングの地質柱状図。
592

図 36

八代測線深度断面図の解釈図。Y3 は深井戸ボーリングの地質柱状図

593

5) 強震観測点等の地震波増幅特性（サイト特性）の 推定
a) はじめに平成 29 年度に、熊本県知事公室危機管理防災課、熊本市政策局危機管理防災総室、気象庁熊本地方気象台のご協力により、震度情報ネットワークシステムの地震波形データの提供を受け、熊本県内を中心として、国立研究開発法人防災科学技術研究所の強震観測網（ KNET）、基盤強震観測網（KiK-net）、気象庁の計測震度計観測点の地震波形を用いて、いわゆるスペクトルインバージョン法（例えば、岩田・入倉 (1986)）により、観測点サイト増幅特性の推定を行った。一方、平成 30 年度に実施した強震動予測においては、布田川断層
帯、日奈久断層帯が活動した場合の予測を行うことから、熊本県下のみならず、長崎県島原半島東部および鹿児島県西部（出水平野周辺）で強い揺れに見舞われる可能性が高いことから、本稿において、長崎県危機管理課、鹿児島県危機管理局危機管理防災課のご協力により、各県の自治体震度計の地震波形データの提供を受け（項目 2）、これらの地点も含めたサイト増幅特性の評価と、項目 7)、8)でとりまとめられている浅部・深部地盤構造モ
デルに基づく理論増幅特性を比較することで、モデル妥当性を検討 した。
b) 解析方法とデータセット
スペクトルインバージョン法は観測（振幅）スペクトルが震源スペクトル、伝播経路による距離減衰および内部・散乱減衰の影響と観測点サイト増幅特性（以下サイト特性）を表すサイトスペクトルの合積で表されるという線形システムを仮定すると 、対数をとることによってそれぞれの項の和で表現できる。これを利用して、多数の観測点での多数のイベント記録について連立一次方程式を構築してそれを解くことによって、各観測点のサイト特性を求める。
使用した観測点は、熊本県、鹿児島県、長崎県、佐賀県、福岡県、宮崎県内の防災科学技術研究所強震観測網 K-NET 観測点 42 地点、KiK-net 観測点 22 地点、広帯域地震観測網
F-net の観測点１地点、震度情報ネットワークの熊本県、鹿児島県、長崎県内の震度計観測点 101 地点、及び熊本県内の気象庁の震度計観測点 11 地点の合計で 177 地点である（表17，図 37）。なお、KiK-net 観測点は地表の強震記録を、F-net 観測点は広帯域強震計の強震記録をそれぞれ使用した。また、F-net 観測点の記録は、連続記録の中からＳ波が目視で読み取れるものを使用可能な記録として切り出してデータセットに含めた。上記 177 地
点の中には、後述する地震が記録された期間において移設がなされた地点が ２か所あったが、本報ではそれらは移設前後で別々の地点として取り扱った（上天草市姫戸町； KMMP33→KMMP93，南阿蘇村河陽：KMMP54→KMMP94）。
対象とした地震は、2016 年４月 14 日 21 時 26 分から 2018 年８月 31 日 23 時 59 分までの期間に、熊本県内の布田川断層帯・日奈久断層帯周辺で発生した地震、すなわち平成 28
年熊本地震と一連の地震活動（平成 28 年熊本地震系列）を対象地震候補として、以下の条
件で地震記録の選定を行った。それぞれの項目の括弧内は各条件の設定理由である。
① 震源深さ≦20 km（内陸地殻内地震を考慮するため）② 3.0≦ M JMA ≦5.5（下限：記録の S/N の考慮、上限：震源破壊過程の影響を避けるため）③ 水平２成分の最大加速度≦200 cm/s 2 （強震時の表層地盤の非線形効果を避けるため）594

④ 観測点－震源間距離≦150 km（伝播経路特性を一定とすることから、地域性の影響を避けるため）以上の条件で選定された地震は、合計で 182 地震（3.0≦M JMA ≦5.5）となった。選定された地震の一覧を表 18 に、地震の震源分布を図 38 にそれぞれ示す。
このようにして得られた 177 観測点 182 地震から構築したデータセットの地震－観測点
ペアの総数は 9917 となった。この地震－観測点ペアの中では、１地震あたりの最小観測点
数は６、最大観測点数は 167、1 観測点あたりの最小地震数は３、最大地震数は 173 であった。地震－観測点ペアの震源距離の頻度分布を図 39 に示す。震源距離 100 km を超えるペアも一部存在するが、ほとんどのペアは震源距離 100 km 以内に分布し、５km 間隔の頻度分布で最も多いのは震源距離 15～20 km のペアであった。
次に解析方法（スペクトルインバージョン）について説明する。地震 i（i = 1, 2, …, M）
による観測点 j（j = 1, 2, …, N）における観測記録の Fourier 振幅スペクトル O ij ( f ) （以下，観測スペクトル）は、地震の震源特性 S i ( f )，震源から地震基盤までの伝播経路特性
P ij ( f )、観測点のサイト増幅特性 G j ( f )の積として、以下の式(1)で表現することができる。

(1)

ここで、伝播経路特性 P ij ( f ) は地震 i と観測点 j の震源距離 r ij 、伝播経路の平均的なＳ
波速度 V s （本報では，3.4 km/s とした）と Q s 値によって、(2)と表すことができる。ここでは Q s 値は伝播経路に依存しないという仮定をおいた。式(1)の両辺の常用対数をとり線形化すると、(2-3)となる。すなわち、M 個の地震に対する震源特性と N 個の観測点に対するサイト増幅特性、及び１個の Q s 値は、地震－観測点ペア数の式(3)の連立方程式を解くことで評価することができる。ただし、この連立方程式を解く際は、震源特性 S i ( f )とサイト増幅特性 G j ( f )は係数が同じのため、このままでは分離することができない。ここでは使用する観測点の中でも、比較的硬質な岩盤上に設置してあると考えられる F-net の TMC（砥用）観測点（図37）を基準観測点と仮定して、この地点のサイト増幅特性を、地表面効果を含めて全周波
数帯域で２として、連立方程式を解くこととした。なお、この観測点を基準観測点としてみなしてよいかについては、TMC の広帯域地震計の微動記録から計算した水平／上下スペクトル比（微動 H/V）の形状で判断した。ここで微動 H/V は、連続記録の中から微動と考595

えられる 81.92 秒間を合計で 31 区間抽出し、各区間の水平動と上下動のスペクトル比のアンサンブル対数平均をとったものである。なお、 水平動のスペクトル比は水平２成分のFourier 振幅スペクトルの二乗和平方根とした。また、Fourier 振幅スペクトルを計算する
際は、区間の開始、終了の各 0.5 秒間に余弦関数型のテーパ処理を適用し、周波数軸上で各周波数の±５%の移動平均によって平滑化処理を施した。得られた TMC の微動 H/V を図40 に示す。微動 H/V は 0.1～10 Hz でほぼフラットであり、顕著なサイト増幅特性が無いと考えられ、基準観測点とした。
この結果、解くべき連立方程式の未知数は震源特性（M 個），サイト増幅特性（N-1 個），
Q s 値（1 個）の M+N-1+1 個となる（具体的には、182+177-1+1=359 個）。この 359 個の未知パラメタを Q s ( f ) ≧0 の拘束条件を課した最小二乗法（Lawson and Hanson, 1974）によって周波数毎に求めた。対象とした周波数帯域は 0.2～10 Hz とし、後述する観測スペクト
ル O ij ( f )について S/N≧4 となる周波数のみを使用した。
観測スペクトル O ij ( f ) は、各地点の観測波形の水平動２成分の加速度 Fourier 振幅ス
ペクトルの二乗和平方根とした。加速度 Fourier 振幅スペクトルは、観測波形の直達Ｓ波を含む 10.24 秒間を切り出し、区間の開始、終了の各 0.5 秒間に余弦関数型のテーパ処理を適用し、周波数軸上で各周波数の±5%の移動平均によって平滑化を行うことで求めた。
観測加速度波形の例、観測スペクトルの例をそれぞれ図 41 に示す。図 41 には、観測スペ
クトル（黒色）とスペクトルインバージョンによって分離された震源、伝播経路、 サイト
特性から合成された振幅スペクトル（赤色）も示した。
c) 解析結果分離された震源、伝播経路（Ｑ値）およびサイト特性の中から、地下構造に関係するＱ
値およびサイト特性について以下に結果を示す。図 42 に推定されたＱ値（1/Qs 値）を示す。図には比較のため、同地域で求められている既存研究の 1/Qs 値（佐藤, 2016、仲野・境, 2016、内山・山本, 2016、鶴来・他, 2017）を併せて示した。それぞれは同程度の値が得られていることがわかる。ここで推定した 1/ Qs 値を 0.5～10 Hz の範囲において
Qs=Q 0 f α でモデル化すると、Qs=73.5 f 0.83 となった。
次にサイト特性の例として、八代平野内の２地点を示す（図 43）。CFFJ01（気象庁八代市泉町）は、0.2～２Hz の周波数帯域では約２倍の増幅でフラットな一方で、２Hz 以上の高周波数帯域で増幅が大きくなる傾向がある。KMMP62（氷川町島地）は１～３Hz 付近で 20倍程度の増幅率はあるが３Hz 以上は 10 倍程度である。図 44 には今回利用した全地点のサ
イト増幅特性の特徴を俯瞰するため、各地点のサイト増幅特性について周波数帯域別（ 0.2～0.5 Hz、0.5～1.0 Hz、1.0～2.0 Hz、2.0～4.0 Hz、4.0～8.0 Hz）の増幅率の対数平均値を地図上にプロットした。例えば、0.5～1.0 Hz や 1.0～2.0 Hz の周波数帯域では、菊鹿盆地、熊本平野、八代平野、人吉盆地、阿蘇カルデラ、筑紫平野、佐賀平野内において、相対的に増幅率が大きい傾向がある。一方、2.0 Hz から 8.0 Hz の高周波数帯域のサイト
増幅特性は、近い観測点同士でも特徴が異なり，局所的な地盤構造の影響を受けていると考えられる。

596

d) 速度構造モデル妥当性検討
スペクトルインバージョンには直達Ｓ波部分の水平動成分の観測振幅スペクトルを用いているので、得られているサイト特性は、砥用観測点が地震基盤に匹敵すると仮定した場合に、地震基盤から地表までのＳ波の増幅特性を表していると考えられる。本稿 7)、8)を含め、既存の速度構造モデルに基づいて、各強震・震度観測点でのＳ波の理論増幅率を計算し、サイト特性と比較することで、速度構造モデルの妥当性の検討を行う。対象とした既存の速度構造モデルは、国立研究開発法人防災科学技術研究所地震ハザードステーシ
ョン（J-SHIS）の全国深部地盤モデル V2（J-SHIS モデル：藤原・他, 2012）と地震調査研
究推進本部の全国１次地下構造モデル（JIVSM モデル：Koketsu et al., 2012）の２つの全国規模の三次元地下構造モデル、および、本調査で作成された浅部・深部地盤構造モデル（ここでは JUTEN モデルと称す）とした。理論Ｓ波増幅率は、それぞれの三次元地下構造モデルから、観測点直下の構造を１次元構造として取り出し、最下層から上昇波を鉛直入射させたときの地表でのＳ波の増幅率を重複反射理論（Haskell, 1953）に基づいて計算する。計算に使用する Q s 値は，各モデルで物性値として与えられている場合はそれを用い、与えられていない場合は、Ｓ波速度（V s 、単位 m/s）から，Q s = V s /15 で与えた。モデルのＳ波速度分布は、J-SHIS モデルは 600～3400 m/s、JIVSM モデルは 350～3400 m/s、
JUTEN モデルは 100～3100 m/s とそれぞれ異なっている。
図 45 にスペクトルインバージョン解析でサイト特性を抽出した各観測点で の比較を示す。地盤構造の詳細な調査を実施した八代平野の各地点を含め、多くの地点で 0.5～10 Hzの周波数帯域で、J-SHIS モデルや JIVSM モデルよりも JUTEN モデルの方がサイト増幅特性と良い一致を示しており、広帯域にモデルの説明力が向上していることがわかる。一部の観測点で、0.2～0.5 Hz の周波数帯域での一致があまり良くない理由としては，2.4 で前述したように，分離した 1/Q s 値の推定精度が影響している可能性がある．

597

表 17

スペクトルインバージョンに使用した観測点

観測点コー
ド
5E5J01

緯度（N° WGS）

経度（E° WGS）

観測網

地点名

32.4751130.6076

JMA

八代市平山新町

9CFJ0132.6476130.6842

JMA

宇城市松橋町

9D0J0132.2988130.4932

JMA

芦北町芦北

9D1J0132.264130.9358

JMA

多良木町多良木

9D2J0132.5874130.4304

JMA

上天草市大矢野町

CF7J0132.968130.5302

JMA

玉名市築地

CFFJ0132.5487130.8122

JMA

八代市泉町

D00J0132.4683130.1345

JMA

天草市本町

EEBJ0132.814130.707

JMA

熊本市京町

EEDJ0132.8803131.0736

JMA

南阿蘇村中松

EFEJ0132.1975130.0267

JMA

天草市牛深町

FKO01433.1491130.8182

K-NET

矢部

FKO01533.1627130.4052

K-NET

柳川

FKO01633.0159130.4471

K-NET

大牟田

KGS00132.1947130.1763

K-NET

東

KGS00232.0909130.3532

K-NET

出水

KGS00332.0559130.5874

K-NET

大口

KGS00432.0145130.1927

K-NET

阿久根

KGSH0132.1554130.1191

K-NET

長島

KGSP0632.149358

130.262737

Shindo

出水市桂島

KGSP0732.060742

130.26807

Shindo

出水市野田町

KGSP0832.060863

130.304125

Shindo

出水市高尾野町

KGSP1232.155178

130.118667

Shindo

長島町指江

KGSP1332.276737

130.218542

Shindo

長島町獅子島KGSP1432.216878

130.206347

Shindo

長島町伊唐島KGSP1532.012683

130.643333

Shindo伊佐市菱刈前目KGSP2532.014662

130.744917

Shindo

湧水町吉松

KMM001

33.1208

131.0687

K-NET

小国

KMM00233.0185130.6846

K-NET

山鹿

KMM00332.9336130.5477

K-NET

玉名

KMM00432.932131.1214

K-NET

一の宮

KMM00532.8761130.8774

K-NET

大津

KMM00632.7875130.7696

K-NET

熊本

KMM00732.8267

131.1226

K-NET

高森

KMM00832.6878130.6582

K-NET

宇土

KMM00932.6858130.9856

K-NET

矢部

KMM01032.6136130.4874

K-NET

三角

KMM01132.6167130.8652

K-NET

砥用

KMM01232.5078130.6024

K-NET

八代

KMM01332.365130.5099

K-NET

田浦

KMM01432.3961130.8268

K-NET

五木

598

表 17

スペクトルインバージョンに使用した観測点（続き）

観測点コー
ド
KMM015緯度（N° WGS）

経度（E° WGS）

観測網

地点名

32.216100

130.404600

K-NET

水俣

KMM01632.196600

130.775700

K-NET

人吉

KMM01732.256100

130.925700

K-NET

多良木

KMM01832.394200

130.388500

K-NET

龍ヶ岳

KMM01932.458900

130.193800

K-NET

本渡

KMM02032.363600

130.180700

K-NET

新和

KMM02132.379300

129.999700

K-NET

天草

KMM02232.194500

130.026500

K-NET

牛深

KMMH0133.108900

130.694900

KiK-net鹿北

KMMH0233.122000

131.062900

KiK-net小国

KMMH0332.998400

130.830100

KiK-net菊池KMMH0532.955300

131.220700

KiK-net波野KMMH0632.811400

131.101000

KiK-net白水

KMMH0732.623400

130.558400

KiK-net三角

KMMH0832.650100

131.025100

KiK-net矢部

KMMH0932.490100

130.904600

KiK-net泉

KMMH1032.315100

130.181100

KiK-net新和

KMMH1132.291800

130.577700

KiK-net芦北

KMMH1232.205400

130.737100

KiK-net人吉

KMMH1332.220900

130.909600

KiK-net上KMMH1432.634500

130.752100

KiK-net豊野

KMMH1532.170400

130.364700

KiK-net水俣

KMMH1632.796700

130.819900

KiK-net益城

KMMH1732.987300

130.560800

KiK-net

玉名

KMMP0132.804167

130.721388

Shindo

熊本市中央区大江KMMP0232.715417

130.678528

Shindo

熊本市南区富合町

KMMP0332.903778

130.694250

Shindo

熊本市北区植木町

KMMP0432.709167

130.728528

Shindo

熊本市南区城南町

KMMP0532.435667

130.657112

Shindo

八代市坂本町KMMP0632.534195

130.633333

Shindo

八代市千丁町KMMP0732.562750

130.649055

Shindo

八代市鏡町

KMMP0832.545555

130.716667

Shindo

八代市東陽町KMMP0932.548028

130.808667

Shindo

八代市泉支所KMMP1032.986917

130.432805

Shindo

荒尾市宮内出目

KMMP1132.212222

130.408778

Shindo

水俣市陣内

KMMP1232.917055

130.520472

Shindo

玉名市岱明町KMMP1332.877083

130.555612

Shindo

玉名市横島町KMMP1432.864722

130.593028

Shindo

玉名市天水町KMMP1532.513112

130.314722

Shindo

天草市有明町KMMP1632.340138

130.339278

Shindo天草市御所浦町

KMMP1732.409445

130.340695

Shindo

天草市倉岳町599

表 17スペクトルインバージョンに使用した観測点（続き）

観測点コー
ド
KMMP18緯度（N° WGS）

経度（E° WGS）

観測網

地点名

32.422000

130.272888

Shindo天草市栖本町KMMP1932.512222

130.187083

Shindo

天草市五和町KMMP2032.332750

130.079583

Shindo

天草市河浦町KMMP2133.017692

130.690698

Shindo

山鹿市山鹿

KMMP2233.109278

130.694028

Shindo

山鹿市鹿北町KMMP2333.027945

130.768528

Shindo

山鹿市菊鹿町KMMP2433.001083

130.740000

Shindo

山鹿市鹿本町KMMP2532.974638

130.684055

Shindo山鹿市鹿央町KMMP2632.979388

130.813638

Shindo

菊池市隈府

KMMP2732.969555

130.764750

Shindo

菊池市七城町KMMP2832.946555

130.855412

Shindo

菊池市旭志

KMMP2932.922445

130.775583

Shindo菊池市泗水町KMMP3032.687305

130.658778

Shindo

宇土市浦田町KMMP3232.518167

130.432888

Shindo

上天草市松島町

KMMP3332.440112

130.407888

Shindo

上天草市姫戸町

KMMP3532.646722

130.668222

ShindoKMMP3632.592778

130.703833

Shindo

宇城市不知火町(旧２）
宇城市小川町KMMP3732.639362

130.749500

Shindo

宇城市豊野町KMMP3832.971528

131.043528

Shindo

阿蘇市内牧KMMP3932.932362

131.229250

Shindo

阿蘇市波野

KMMP4032.886138

130.789500

Shindo

合志市竹迫

KMMP4132.889278

130.744612

Shindo

合志市御代志KMMP4232.639417

130.789112

Shindo

美里町馬場

KMMP4332.919000

130.628555

Shindo

玉東町木葉

KMMP4432.978195

130.606055

Shindo

和水町江田

KMMP4533.065472

130.622555

Shindo

和水町板楠

KMMP4633.061455

130.541310

Shindo

南関町関町

KMMP4732.929862

130.452638

Shindo

長洲町長洲

KMMP4832.879112

130.868417

Shindo

大津町大津

KMMP4932.862667

130.828250

Shindo

菊陽町久保田KMMP5033.098195

131.070722

Shindo

南小国町赤馬場KMMP5132.995000

131.216667

Shindo

産山村山鹿

KMMP5232.835167

130.903195

Shindo

西原村小森

KMMP5332.822195

131.031417

Shindo

南阿蘇村河陰KMMP5432.859612

131.001055

Shindo

南阿蘇村河陽(旧)KMMP5532.825472

131.081612

Shindo

南阿蘇村吉田KMMP5632.714417

130.801638

Shindo

御船町御船

KMMP5732.739583

130.756972

Shindo

嘉島町上島

KMMP5832.791348

130.816667

Shindo

益城町宮園

KMMP5932.651112

130.811612

Shindo

甲佐町豊内

KMMP6032.691528

131.086555

Shindo

山都町大平

600

表 17

スペクトルインバージョンに使用した観測点（続き）

観測点コー
ド
KMMP61

緯度（N° WGS）

経度（E° WGS）

観測網

32.724388

131.164888

Shindo

山都町今

KMMP6232.582388

130.674055

Shindo

氷川町島地

KMMP6332.555638

130.682667

Shindo

氷川町宮原

KMMP6532.233945

130.439833

Shindo

津奈木町小津奈木

KMMP6632.200972

130.840945

Shindo

錦町一武

KMMP6832.275972

130.980945

Shindo

湯前町役場

KMMP6932.314278

131.009083

Shindo

水上村岩野

KMMP7032.235417

130.797555

Shindo

相良村深水

KMMP7132.247000

130.766667

Shindo

山江村山田

KMMP7232.252333

130.651417

Shindo

球磨村渡

KMMP7332.240138

130.897805

Shindo

あさぎり町免田東

KMMP7432.217305

130.900667

Shindo

あさぎり町上KMMP7532.240333

130.929528

Shindo

あさぎり町岡原KMMP7632.266472

130.900333

Shindo

あさぎり町須恵KMMP7732.243917

130.872888

Shindo

あさぎり町深田KMMP7832.513527

130.054362

Shindo

苓北町志岐

KMMP9332.447107

130.416407

Shindo

上天草市姫戸町

KMMP9432.845087

131.017320

Shindo

南阿蘇村河陽

MYZ00732.235300

131.115800

K-NET

西米良

MYZ00932.046100

130.811000

K-NET

えびの

地点名

MYZ02032.455000

131.147000

K-NET

椎葉

MYZH0132.653600

131.225700

KiK-net五ヶ瀬

MYZH0532.347000

131.266800

KiK-net

南郷

MYZH0732.198700

131.194600

KiK-net西米良

MYZH0932.042100

131.061800

KiK-net須木

MYZH1032.021500

131.290000

KiK-net国富

NGS00533.037100

129.917100

K-NET

東彼杵

NGS00832.923100

130.184300

K-NET

小長井

NGS00932.845600

130.021800

K-NET

諫早

NGS01132.783900

130.202400

K-NET

千々石

NGS01232.788400

130.346300

K-NET

島原

NGS01432.610600

130.184900

K-NET

口之津

NGS01932.900200

129.958200

K-NET

大村

NGSP1532.849500

130.335900

Shindo

南高来郡有明町

NGSP1832.831700

129.983100

Shindo

諫早市多良見町

NGSP1932.832600

130.128700

Shindo

諫早市森山町NGSP2032.781300

130.023600

Shindo

諫早市飯盛町NGSP2132.908500

130.141300

Shindo

諫早市高来町NGSP5232.867100

130.239600

Shindo

雲仙市瑞穂町NGSP5332.835200

130.187500

Shindo

雲仙市吾妻町NGSP5432.816800

130.155300

Shindo

雲仙市愛野町601

表 17スペクトルインバージョンに使用した観測点（続き）

観測点コー
ド
NGSP56

緯度（N° WGS）

経度（E° WGS）

観測網

32.729700

130.206500

Shindo

南高来郡小浜町

NGSP5932.631100

130.159200

Shindo

南島原市加津佐町

NGSP6032.630500

130.246600

Shindo

南島原市南有馬町

NGSP6132.655800

130.248000

Shindo

南高来郡北有馬町

NGSP6232.659600

130.297900

Shindo

南島原市西有家町

NGSP6332.665600

130.304800

Shindo

南島原市有家町

NGSP6432.690300

130.355300

Shindo

南島原市布津町

NGSP6532.718700

130.353700

Shindo

南島原市深江町

NGSP8032.741300

130.258300

Shindo

雲仙市雲仙出張所

SAG00633.191600

130.034000

K-NET

武雄

SAG00833.103800

130.099600

K-NET

鹿島

SAGH0533.180600

130.104600

KiK-net白石

TMCF0132.606300

130.915100

F-net

砥用

602

地点名

表 18

スペクトルインバージョンに使用した地震の諸元

No.

震源時刻 ※ 1
日本時間

震央緯度 ※ 1（N°

震央経度 ※ 1（E°

震源深さ ※ 1（km）

M JMA ※ 1

Mw※ 2

M0 ※ 2（Nm）

1

32.7172
WGS）
32.7725130.7482
WGS）.
130.8420

12.24

4.1

-

-

2

2016/04/14/21:43:10.86（JST=UT+9）
2016/04/14/22:19:37.92

8.57

3.6

-

-

3

2016/04/14/22:22:18.89

32.6877130.7403

12.12

4.6

-

-

4

2016/04/14/22:38:43.50

32.6768130.7352

11.10

5.0

4.9

2.42E+16

5

2016/04/14/23:28:13.65

32.7892130.8522

13.01

4.4

4.3

3.62E+15

6

2016/04/14/23:43:41.17

32.7670130.8273

14.20

5.1

4.9

2.71E+16

7

2016/04/15/00:34:17.14

32.6925130.7473

12.52

4.5

4.6

8.67E+15

8

2016/04/15/01:04:41.16

32.7688130.8215

13.10

3.9

-

-

9

2016/04/15/13:50:00.52

32.7213130.7648

11.93

4.0

3.9

8.49E+1410

2016/04/15/20:15:13.50

32.6972130.7417

12.47

3.8

3.7

4.25E+14

11

2016/04/16/08:08:50.62

32.8550130.8515

11.11

3.9

4.1

1.68E+15

12

2016/04/16/16:54:58.77

32.6945130.7012

10.59

3.6

-

-

13

2016/04/16/21:05:06.26

32.7517130.7552

17.56

4.4

4.3

2.74E+15

14

2016/04/16/22:05:58.71

32.8703130.8285

14.74

3.7

-

-

15

2016/04/17/04:46:49.09

32.6872130.7762

10.32

4.5

4.4

4.52E+15

16

2016/04/17/08:58:42.20

32.8518130.9140

10.28

3.6

3.6

3.30E+14

17

2016/04/17/10:59:14.60

32.5565130.7057

8.25

4.1

-

-

18

2016/04/17/13:38:51.31

32.7060

130.7818

9.79

3.8

-

-

19

2016/04/17/19:23:41.22

32.6775130.7207

10.58

4.4

4.4

4.88E+15

20

2016/04/17/22:56:34.72

32.6457

130.7183

7.36

3.8

3.8

5.94E+14

21

2016/04/18/04:44:27.45

32.6837130.7065

10.61

3.7

4.0

1.17E+15

22

2016/04/18/07:53:35.12

32.6302130.6805

8.16

3.8

3.7

4.35E+14

23

2016/04/18/18:53:35.90

32.6725130.7077

15.97

3.8

-

-

24

2016/04/18/21:18:25.60

32.6812130.7117

10.59

3.9

-

-

25

2016/04/19/01:53:39.57

32.7098130.7043

14.85

3.8

3.6

3.34E+14

26

2016/04/19/17:52:13.69

32.5352130.6353

9.96

5.5

5.3

1.01E+1727

2016/04/19/18:09:42.62

32.5428130.6515

7.80

4.0

-

-

28

2016/04/19/20:47:03.36

32.5718130.6532

10.79

5.0

4.9

2.13E+16

29

2016/04/20/03:38:58.59

32.5647130.6458

11.06

4.1

-

-

30

2016/04/21/21:52:03.39

32.7853130.8318

10.98

4.0

3.9

7.14E+1431

2016/04/24/18:50:15.97

32.6953130.7185

11.48

3.6

-

-

32

2016/04/25/00:44:07.42

32.6588130.6753

11.46

4.5

4.4

4.64E+15

33

2016/04/26/03:42:03.86

32.6903130.7120

16.97

3.9

3.7

3.92E+1434

2016/04/26/21:50:20.83

32.5873130.6695

9.69

3.9

3.9

9.05E+1435

2016/04/28/02:38:05.19

32.5877130.6668

9.81

4.1

4.1

1.54E+1536

2016/04/29/23:27:25.29

32.7750130.7417

9.70

3.9

3.8

6.23E+1437

2016/05/01/02:30:37.63

32.7865130.6940

5.74

3.8

3.9

7.61E+1438

2016/05/02/15:35:05.61

32.5637130.6758

8.41

4.1

4.1

1.74E+15

39

2016/05/04/07:52:04.70

32.6120130.7203

4.52

4.0

3.9

9.29E+1440

2016/05/04/19:20:04.36

32.8143130.8228

8.25

4.0

3.9

8.52E+14※ 1： 気象 庁 一元 化 震源 カ タログ ， ※ 2： F-net MT 解 （ 値 が 無い も の は， F-net の MT 解 が 公 開 さ れ てい な い 地 震 ）

603

表 18

スペクトルインバージョンに使用した地震の諸元（続き）

No.

震源時刻 ※ 1
日本時間

震央緯度 ※ 1（N°

震央経度 ※ 1（E°

震源深さ ※ 1（km）

M JMA ※ 1

Mw※ 2

M0 ※ 2（Nm）

41
42

2016/05/04/22:24:17.18（JST=UT+9）
2016/05/05/10:31:30.47

32.6102
WGS）
33.0003130.7198
WGS）.
131.1342

5.15
11.16

3.5
4.6

3.8
4.6

6.19E+14
8.44E+15

43

2016/05/09/14:36:37.82

32.6797130.7083

10.68

3.4

-

-

44

2016/05/13/01:03:18.16

32.7062130.6670

13.10

4.1

4.0

1.10E+1545

2016/05/14/22:46:19.15

32.6843130.7317

13.79

3.6

3.5

2.07E+1446

2016/05/15/06:36:27.27

32.7657

130.7705

14.40

3.6

-

-

47

2016/05/15/18:09:15.69

32.6717130.7213

14.33

3.9

3.8

5.26E+1448

2016/05/21/03:56:04.64

32.6247130.6675

11.53

3.9

-

-

49

2016/06/02/09:28:30.22

32.5818130.6357

9.74

3.8

-

-

50

2016/06/02/16:44:33.26

32.9952131.1927

7.31

3.6

-

-

51

2016/06/03/07:58:13.05

32.7543130.7778

15.77

3.9

3.8

5.47E+1452

2016/06/04/00:48:00.84

32.9398130.8125

12.44

3.7

3.6

2.67E+1453

2016/06/05/13:55:07.62

32.6185130.6828

6.92

3.6

3.6

3.09E+1454

2016/06/06/16:47:06.31

32.9820131.1083

10.05

3.8

3.7

3.51E+1455

2016/06/07/02:48:16.00

32.5278130.5872

6.76

3.6

3.9

6.73E+1456

2016/06/08/17:01:36.45

32.7780130.7515

10.46

3.3

-

-

57

2016/06/11/11:59:33.33

32.6865130.6978

11.85

3.1

-

-

58

2016/06/12/22:08:15.05

32.4493130.6808

7.41

4.3

4.2

2.30E+15

59

2016/06/13/15:54:18.44

32.4437130.6817

7.13

4.1

4.0

1.26E+1560

2016/06/18/20:46:55.21

32.6908130.7070

10.05

4.6

4.5

5.65E+15

61

2016/06/21/15:46:45.77

32.4695

130.6348

10.00

3.5

3.4

1.53E+1462

2016/06/21/17:45:23.11

32.7005130.6018

9.97

3.5

3.7

3.90E+1463

2016/06/22/05:38:37.14

32.6933130.7112

10.80

3.9

3.8

6.35E+1464

2016/06/23/15:15:28.68

32.6748130.6268

11.23

3.5

3.6

3.11E+1465

2016/06/29/07:50:28.81

32.5855

130.6527

12.75

3.6

-

-

66

2016/06/29/23:14:27.65

32.8288130.8940

8.09

3.9

3.9

8.57E+1467

2016/07/02/03:18:15.62

32.6488130.6288

11.18

3.5

3.6

3.03E+1468

2016/07/03/16:51:34.76

32.8288130.7913

14.56

3.8

3.8

5.26E+1469

2016/07/07/20:18:31.63

33.0525131.1107

11.04

3.8

3.7

4.27E+1470

2016/07/09/17:52:09.62

32.3648130.5533

5.18

3.9

3.8

6.62E+1471

2016/07/09/18:05:18.81

32.7347130.6028

12.03

4.5

4.4

4.58E+1572

2016/07/11/19:23:18.11

32.5957

130.6708

11.19

3.6

3.5

2.10E+1473

2016/07/17/11:55:28.20

32.5787130.7177

7.43

3.6

3.7

3.45E+1474

2016/07/23/14:33:36.38

32.4550130.8047

11.83

3.5

3.3

8.77E+1375

2016/08/06/01:57:10.35

32.3635130.6028

5.90

3.5

3.5

2.24E+1476

2016/08/06/09:21:34.13

32.3640130.6005

6.09

3.5

3.5

1.78E+1477

2016/08/09/22:48:59.37

32.7285130.8043

5.12

3.8

-

-

78

2016/08/19/11:05:17.19

33.0170131.0977

9.40

4.4

4.4

5.30E+15

79

2016/08/26/02:28:17.86

32.6522130.6905

8.80

3.6

-

-

80

2016/08/30/04:44:36.59

32.4720130.5450

8.24

3.5

3.5

1.87E+14※ 1： 気象 庁 一元 化 震源 カ タログ ， ※ 2： F-net MT 解 （ 値 が 無い も の は， F-net の MT 解 が 公 開 さ れ てい な い 地 震 ）

604

表 18

スペクトルインバージョンに使用した地震の諸元（続き）

No.

震源時刻 ※ 1
日本時間

震央緯度 ※ 1（N°

震央経度 ※ 1（E°

震源深さ ※ 1（km）

M JMA ※ 1

Mw※ 2

M0 ※ 2（Nm）

81
82

2016/08/31/19:46:02.70（JST=UT+9）
2016/09/01/06:33:49.54

32.7217
WGS）
32.7267130.6172
WGS）.
130.6172

12.77
12.45

5.2
4.8

4.9
4.7

2.96E+16
1.21E+1683

2016/09/04/06:17:44.33

32.5112130.5577

5.10

3.9

3.9

6.73E+1484

2016/09/05/20:55:13.10

32.7398130.7472

13.01

3.3

-

-

85

2016/09/07/01:56:01.14

32.7373130.6307

13.27

3.9

3.8

4.85E+1486

2016/09/08/15:15:44.73

32.7920130.7495

7.31

3.5

3.6

3.09E+1487

2016/09/13/17:29:14.58

33.0522131.1168

11.51

3.9

4.0

1.09E+1588

2016/09/13,23:20:34.55

32.7710130.7397

9.96

3.4

-

-

89

2016/09/17,17:24:57.20

32.4733130.5485

7.57

3.0

-

-

90

2016/09/21,20:02:46.57

32.9582

131.0758

9.40

3.6

3.7

3.63E+1491

2016/10/10,03:54:28.57

32.5480130.7388

8.62

3.8

3.7

4.35E+1492

2016/10/11,06:45:10.46

32.6767130.7448

12.17

3.8

3.7

3.76E+1493

2016/10/12,15:56:11.39

32.7010130.6478

11.35

3.6

3.8

5.19E+1494

2016/10/15,09:38:04.13

32.8133130.6830

4.57

3.3

-

-

95

2016/10/18,01:02:10.15

32.5775130.6437

12.38

3.5

3.4

1.45E+1496

2016/11/06,11:33:57.85

32.6525130.6997

9.35

3.1

-

-

97

2016/11/07,01:54:20.29

32.6950130.6923

11.46

3.0

-

-

98

2016/11/09,00:02:38.73

32.5242130.6507

10.21

3.6

-

-

99

2016/11/11,10:12:49.29

32.7360

130.6660

11.83

4.2

4.2

2.19E+15100

2016/11/12,02:55:19.28

32.6763130.7422

11.52

3.2

-

-

101

2016/11/22,10:15:05.41

32.9993131.0488

8.16

3.2

-

-

102

2016/11/23,20:10:15.08

32.7392130.6807

12.54

3.6

3.6

2.91E+14103

2016/11/25,10:11:38.25

32.9615131.0743

9.97

3.1

-

-

104

2016/12/02,02:43:56.22

32.6920130.7077

13.57

3.1

-

-

105

2016/12/02,06:19:52.43

32.8295

130.8143

7.92

3.6

-

-

106

2016/12/02,15:34:59.57

32.6827130.7433

12.37

3.1

-

-

107

2016/12/05,11:52:04.61

32.5680130.7233

8.70

3.7

-

-

108

2016/12/06,12:12:11.45

32.5350130.6807

12.58

3.6

-

-

109

2016/12/10,00:58:28.23

32.5950130.6598

12.59

3.0

-

-

110

2017/01/01,01:46:06.85

32.7350130.3950

10.55

3.6

3.8

6.04E+14111

2017/01/02,01:59:30.56

32.4948130.6095

13.06

3.2

-

-

112

2017/01/05,17:16:35.06

32.5597130.6477

8.20

3.3

-

-

113

2017/01/06,11:03:16.53

32.5810130.7108

8.49

3.0

-

-

114

2017/01/06,11:12:21.98

32.5825130.7103

8.42

3.3

-

-

115

2017/01/11,19:11:15.43

32.9028130.8572

8.56

3.4

-

-

116

2017/01/21,17:39:35.38

33.0033130.7612

10.20

3.0

-

-

117

2017/01/26,23:34:33.06

32.4852130.6293

9.00

3.9

3.7

3.91E+14118

2017/02/11,16:31:33.17

32.7543130.8288

13.75

3.0

-

-

119

2017/02/22,18:12:52.54

32.7962130.6732

9.97

3.4

-

-

120

2017/02/24,20:32:15.96

32.7460

130.6560

10.70

3.1

-

-

※ 1： 気象 庁 一元 化 震源 カ タログ ， ※ 2： F-net MT 解 （ 値 が 無い も の は， F-net の MT 解 が 公 開 さ れ てい な い 地 震 ）

605

表 18

スペクトルインバージョンに使用した地震の諸元（続き）

No.

震源時刻 ※ 1
日本時間

震央緯度 ※ 1（N°

震央経度 ※ 1（E°

震源深さ ※ 1（km）

M JMA ※ 1

Mw※ 2

M0 ※ 2
（Nm）

121
122

2017/02/28,00:42:45.43（JST=UT+9）
2017/03/05,02:16:01.54

32.4972
WGS）
32.5892130.5568
WGS）.
130.7312

10.73
9.89

3.6
3.7

3.6
3.6

2.79E+14
2.73E+14123

2017/03/06,05:26:09.18

32.5658130.7007

9.57

3.9

3.9

7.95E+14124

2017/03/06,09:45:39.50

32.6967130.7107

16.17

3.1

-

-

125

2017/03/17,12:20:19.02

32.9573131.0810

9.60

3.4

-

-

126

2017/03/27,02:56:01.63

32.9490131.0567

7.75

3.0

-

-

127

2017/03/29,00:30:51.41

32.4332130.5928

9.66

3.0

-

-

128

2017/04/04,07:00:07.59

32.5530130.7130

6.65

3.0

-

-

129

2017/04/09,21:39:48.87

32.7680130.7688

7.66

3.6

3.6

2.98E+14130

2017/04/11,06:31:22.89

32.7332130.7595

11.44

3.4

-

-

131

2017/04/12,03:27:10.41

32.7683130.8155

12.39

3.2

-

-

132

2017/05/04,14:22:25.35

32.6818130.7560

10.71

4.1

3.9

9.19E+14133

2017/05/10,10:17:44.59

32.6897130.7090

17.05

3.3

-

-

134

2017/05/11,20:21:25.17

32.7345130.6043

13.04

4.4

4.4

3.85E+15

135

2017/05/12,11:50:20.00

32.7668130.7668

8.24

3.1

-

-

136

2017/05/14,22:00:57.33

32.5312130.6958

3.80

3.1

-

-

137

2017/05/30,14:00:09.75

32.6870130.7372

13.13

3.3

-

-

138

2017/06/04,23:28:32.71

32.5747130.6675

10.86

3.5

3.5

2.09E+14139

2017/06/07,03:03:10.19

32.5755

130.6660

10.57

3.1

-

-

140

2017/06/30,15:52:51.65

32.5337130.6075

7.75

3.5

3.6

2.77E+14141

2017/07/02,00:58:22.72

33.0040131.2367

11.19

4.5

4.4

5.24E+15142

2017/07/07,04:06:05.82

33.0465131.0915

11.72

3.4

-

-

143

2017/07/15,00:36:55.67

32.6737130.7060

15.61

3.0

-

-

144

2017/07/19,04:25:03.48

32.7732130.6288

12.22

3.7

3.6

2.42E+14145

2017/07/27,14:48:53.23

32.7755130.7417

10.28

3.2

-

-

146

2017/08/08,21:27:56.26

32.7415130.7462

9.88

3.9

-

-

147

2017/08/09,05:57:24.07

32.1697130.4275

9.43

3.1

-

-

148

2017/08/14,08:11:14.86

32.7367130.3975

11.11

3.4

3.6

2.92E+14149

2017/09/08,14:20:10.98

32.7237130.6737

13.74

4.1

-

-

150

2017/09/09,07:21:43.87

32.7240130.6695

13.45

3.1

-

-

151

2017/09/22,07:45:40.04

32.9577131.0682

9.04

3.5

3.5

2.07E+14152

2017/09/22,10:33:45.67

32.6523130.6735

10.64

3.1

-

-

153

2017/09/26,19:43:32.57

33.0113131.1060

9.45

3.2

-

-

154

2017/10/08,12:05:35.54

32.5217130.6552

9.81

3.8

3.7

3.75E+14155

2017/10/18,00:21:47.62

32.7035130.6538

12.87

3.0

-

-

156

2017/10/19,12:40:18.73

32.8202130.6270

3.05

3.2

-

-

157

2017/10/24,00:17:10.73

32.4858130.6268

9.61

3.7

3.4

1.64E+14158

2017/10/25,02:27:06.95

32.4885130.6293

9.83

3.5

-

-

159

2017/10/29,03:26:28.08

32.8207130.6353

3.30

3.5

-

-

160

2017/11/10,07:16:23.34

32.6653130.7108

13.56

3.3

-

-

※ 1： 気象 庁 一元 化 震源 カ タログ ， ※ 2： F-net MT 解 （ 値 が 無い も の は， F-net の MT 解 が 公 開 さ れ てい な い 地 震 ）

606

表 18

スペクトルインバージョンに使用した地震の諸元（続き）

No.

震源時刻 ※ 1
日本時間

震央緯度 ※ 1（N°

震央経度 ※ 1（E°

震源深さ ※ 1（km）

M JMA ※ 1

Mw※ 2

M0 ※ 2
（Nm）

161
162

2017/11/18,03:56:04.02（JST=UT+9）
2017/11/18,14:23:47.50

32.8248
WGS）
32.6637130.6107
WGS）.
130.7078

4.14
13.46

3.3
3.0

-

-

163

2017/11/19,11:30:22.88

32.6823130.7398

12.29

3.0

-

-

164

2017/11/24,06:54:42.19

32.3413130.5130

5.61

3.1

-

-

165

2017/12/06,10:47:38.68

32.7793130.7495

10.17

3.2

-

-

166

2017/12/07,22:04:07.55

32.5912130.7378

8.09

3.1

-

-

167

2018/01/01,07:05:49.82

32.9462131.0522

7.29

3.0

-

-

168

2018/01/12,21:17:27.05

32.9505

131.0492

8.21

3.1

-

-

169

2018/02/08,17:21:55.85

32.6552130.6602

10.65

3.0

-

-

170

2018/04/28,14:08:24.05

32.5687130.6960

11.87

3.6

3.4

1.65E+14

171

2018/05/03,14:22:22.14

32.2228130.7082

7.39

3.1

-

-

172

2018/05/06,21:13:19.01

32.6577130.6683

11.15

3.9

3.9

7.19E+14173

2018/05/16,14:43:33.75

32.7370130.8075

12.76

3.4

-

-

174

2018/05/28,20:52:26.23

32.3393130.4960

5.60

3.4

-

-

175

2018/06/03,10:13:21.93

32.5383130.6882

12.17

3.6

-

-

176

2018/06/06,06:51:11.60

32.5415130.6720

9.26

3.3

-

-

177

2018/06/17,09:31:12.09

32.6857

130.7117

11.92

3.0

-

-

178

2018/07/05,23:55:00.99

32.4565130.5465

11.17

3.8

3.7

4.27E+14

179

2018/07/25,07:31:28.14

32.7223130.7982

4.86

4.4

4.1

1.71E+15

180

2018/07/26,11:10:46.44

32.9408

131.0313

8.47

3.2

-

-

181

2018/08/22,18:23:38.37

32.7148130.6625

11.64

4.1

4.2

1.99E+15

182

2018/08/29,09:46:44.79

32.6672130.7132

11.52

3.2

-

-

※ 1： 気象 庁 一元 化 震源 カ タログ ， ※ 2： F-net MT 解 （ 値 が 無い も の は， F-net の MT 解 が 公 開 さ れ てい な い 地 震 ）

607

図 37

スペクトルインバージョンに使用した観測点の分布 。赤色四角印は F-net（TMC：砥

用），黒色四角印は K-NET、KiK-net、逆三角印は自治体の震度計、灰色三角印は気象庁の震度計をそれぞれ表す。

608

図 38

スペクトルインバージョンに使用した地震の震源分布

609

図 39

データセットの気象庁マグニチュード M JMA と震源距離の分布

610

図 40

F-net TMC の広帯域地震計の微動記録から計算した H/V。灰色線は微動の連続記録から抽出した各区間の H/V 比、黒色線はそれらのアンサンブル対数平均をそれぞれ表す。

図 41

2016 年４月 28 日 02 時 38 分（M JMA 4.1）の地震、KMMP52 観測点の解析例。a) 地震の震央位置（星印）と観測点の位置（三角印）。b) 観測加速度波形の EW 成分と NS 成分。
c) 観測加速度 Fourier 振幅スペクトル（黒色）とスペクトルインバージョンによる合成ス
ペクトル（赤色）。灰色破線はノイズのスペクトル。

611

図 42

推定された 1/Q s 値（黒色丸印）。赤色線は 0.5-10 Hz の値を対象としてモデル化した直線（Q s =73.5f 0.83 ）。緑色，青色，橙色，茶色の各破線は佐藤 (2016)、仲野・境 (2016)、
内山・山本 (2016)、鶴来・他(2017)のモデルされた Q s 値を表す。

612

図 43

分離されたサイト増幅特性の例

613

図 44

周波数帯域別（0.2-0.5 Hz，0.5-1.0 Hz，1.0-2.0 Hz，2.0-4.0 Hz，4.0-8.0 Hz）のサイト増幅特性の平均値（各周波数帯域内の増幅値の対数平均）の分布

614

図 45

分離されたサイト増幅特性と理論増幅率の比較（黒：観測、赤：本研究、青：JIVSM、緑：J-SHIS V2）
615

図 45

続き

616

図 45

続き

617

図 45

続き

618

図 45

続き

619

図 45

続き

620

図 45

続き

621

図 45

続き

622

図 45

続き

623

6) 深井戸ボーリング情報の収集
対象地域の深部および浅部の地盤構造モデルを構築するため、反射法地震探査、微動ア
レイ調査等を実施している。一方、特に地震動評価を進めるために重要な熊本平野、八代
平野等では、深い研究ボーリングは存在せず、直接的な地質情報が得られないことがわかった。対象地域では多くの温泉が存在することから、これに着目して、深い温泉ボーリン
グ掘削時の地質柱状図の存在が確認できる可能性のあるものを、熊本県健康福祉部に依頼
し、情報開示をしていただいた。具体的には熊本市、宇土市、宇城市、八代市、嘉島町、益城町、水俣市と人吉・球磨地域において掘削深度 500 m 以上の温泉ボーリング調査で、温泉掘削工事終了報告書に地質柱状図等の記載があるものについての検索と提供をお願いした。図 46～47 に、本調査で収集されたボーリング資料が存在する地点と、そのボーリン
グの掘削深度を示した。なお、（旧）住所の記載等から地理院地図等を利用して位置を確認できたものを記載している。
「温泉」や「病院」等の施設が現在はなくなっている場合もあった。表 19 は八代平野で収集した資料から読み取った地質情報の例である。収集された地
質柱状図は、平成 28 年度の熊本平野での反射法探査、平成 29 年度の八代平野での反射法
探査の反射断面図の解釈として用いられるとともに、人吉盆地においては、堆積層の基盤
面深度の設定に使用された。コア取得を目的とするボーリング掘削ではないため、スライムの観察から作成された地質柱状図であることに留意する必要があるが、近傍で複数の地質柱状図でみられる類似点に着目することで、地下の地質分布を大まかに把握するのには使用できると考えられる。
表 19
No.
1

所在地
八代市
32.4262°N 130.5629°E

2

八代市
32.5070°N 130.6039°E

3

八代市
32.5144°N 130.6516°E

4

八代市
32.5060°N 130.6444°E
宇城市
32.5885°N 130.7093°E

5

6

宇城市
32.6400°N 130.7040°E

7

宇城市
32.5994°N 130.7029°E

八代平野における温泉ボーリングの例
深度～5m
5 m～ 840 m
840 m～～ 396 m
396 m～ 550 m
550 m～ 787 m
787 m～1201 m～ 415 m
415 m～ 723 m
723 m～1200 m～ 425 m
425 m～～ 330 m
330 m～ 735 m
735 m～～ 91 m
91 m～ 176 m
176 m～ 420 m
420 m～1000 m～ 210 m
210 m～ 250 m
250 m～ 640 m

624

地質
砂礫
砂岩
頁岩
砂質泥岩と砂岩の互層
マサ～亀裂・変質が著しい強風化花崗岩
亀裂・変質が著しい揉まれた花崗岩亀裂が発達した硬質花崗岩
礫及び砂質土
石灰岩
花崗岩
礫、砂、粘土、泥岩など
結晶片岩
シルト、砂礫、粘土など
花崗岩
アプライト
砂礫
風化変成岩
変成岩
花崗岩
砂礫
閃緑岩
花崗閃緑岩

図 46

温泉ボーリング地点。熊本市、宇土市、宇城市、八代市、嘉島町および 益城町。

625

図 47

温泉ボーリング地点。水俣および人吉・球磨地域。

626

7) 深部地盤構造モデルの構築
布田川断層帯及び日奈久断層帯の強震動予測高度化に資するため、周辺地域の深部地盤構造モデルを構築した。平成 28 年熊本地震の被災地域を含む熊本平野においては、内閣府
戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）「レジリエントな防災・減災機能の強化」の研究開発課題⑤「リアルタイム被害推定・災害情報収集・分析・利活用システム開発」 において、国立研究開発法人防災科学技術研究所によって、浅部・深部統合地盤モデルが構築されている（Senna et al., 2018）。このため、本業務では、両断層帯周辺の堆積平野・盆地である八代平野、人吉盆地、水俣平野、出水平野、天草諸島、玉名平野、菊鹿盆地の深部地盤構造を主に検討した。深部地盤モデル作成には、既往の速度構造モデル、地形・地質情報、物理探査（重力異常データも含む）、地震動観測データ等に加え、サブテーマ２と３で実施・取得した反射法地震探査（平成 28 年度熊本測線、平成 29 年度宇城測線、平成 29 年度八代測線）、微動探査（微動アレイによる位相速度分散曲線、単点微動 H/V スペ
クトル比）、温泉ボーリングによる深井戸地質柱状図などの情報を用いた。また、中規模地震の地震動シミュレーションを実施し、モデルの妥当性を確認した。図 48 に地盤構造モデ
ル作成のフローを示す。このうち、本項では深部地盤構造モデル（Ｓ波速度 500 m/s 以上）について説明する。対象地域によって、利用可能な情報の種類や多寡が異なっているため、地域毎に適切な方法でモデル化を行った。

図 48

地盤構造モデル作成のフロー627a) 八代平野図 49 に八代平野周辺における反射法地震探査測線及び微動調査地点を示す。まず、八代平野の堆積層部分のＳ波速度（V S ）を与えるため、八代平野で実施された反射法地震探査
測線（宇城測線、八代測線）近傍の微動アレイ探査データ（Ｃ１、Ｄ１、Ｃ４、Ｄ４地点）
について反射法地震探査による地質境界面を固定し、位相速度と H/V スペクトル比の同時逆解析を行った。ここでは、反射法地震探査により推定された基盤深度を基準にして、±15%以内の変化を許す条件下で探索を行った。地震基盤のＳ波速度は、藤原・他 (2004)を参考に、3100 m/s と仮定した。図 50 に基盤深度を固定した同時逆解析結果を示す。堆積層のＳ波速度の平均値は概ね 600 m/s と 900m/s となった。基盤上部に V S 2700m/s の層を考慮したが、逆解析結果では、層厚がほぼ０m となった。
一方、屈折法地震探査の結果では、音響基盤のＰ波速度（V P ）は 4700 m/s であった（図51 上図）。J-SHIS によるモデルでは、Ｐ波速度 4700 m/s は、Ｓ波速度が 2700 m/s あるいは 2900 m/s に対応する。熊本平野の深部地盤モデル（Senna et al.，2018) では基盤のＳ
波速度が 2700 m/s と設定されているため、本検討でも音響基盤の Ｓ波速度を 2700 m/s と仮定した。図 51 下図に音響基盤の下部に V P 5500 m/s 層を仮定した場合のレイトレーシン
グ結果を示す。V P 5500 m/s 層については、屈折波初動トモグラフィ結果を参考に測線の東部で上面深度をやや深く設定した。V P 4700 m/s 層の西端、東端については、反射法地震探査の結果を参考に上面深度をやや浅く設定した。図 52 に初動フォワードモデリングの結果を示す。距離程 1500～5500 m においては、V P 4700 m/s 層を伝わる波が初動となった。
このため、V P 4700m/s 層（V S 2700 m/s 層）の平均的な厚さを 500 m とした。
深部地盤を構成する堆積層のＳ波速度を 600 m/s、900 m/s、基盤のＳ波速度を 2700 m/s、
3100 m/s と固定し、各層の層厚を探索した。ただし、V S 2700 m/s 層の層厚は 500 m で固定した。図 53 にＳ波速度を固定した逆解析の結果を示す。図 54 及び図 55 に宇城測線及び八代測線における反射法地震探査と微動アレイ探査結果の比較を示す。反射法の区間速度は孤崎・他(1990)によるＰ波速度とＳ波速度の関係に関する経験式を用いてＳ波速度に変換した。八代測線では堆積層内の区間速度が大きく、微動アレイ探査による V S 900 m/s
層上面も浅く推定されている。
八代平野全体の微動アレイデータについて、同様にＳ波速度を固定し、同時逆解析を実施した（図 56）。また、八代平野南部で実施した極小＋不規則微動アレイの調査地点においては微動の H/V スペクトル比を、宇土市から宇城市にかけての八代平野と熊本平野の接合部周辺地域においては微動の H/V スペクトルを用いて深部地盤モデルを推定した（図 57）。
図 58 にこれらの解析で推定した各速度層の上面深度を示す。V S 2700 m/s 層上面は海岸沿
い付近でやや浅い傾向が見られた。また、八代平野南部では 500 m を超え、最も南に位置しているＣ７地点では 701 m と推定された。八代測線近傍に位置している温泉ボーリング
データでは、深さ 415 m で石灰岩が確認されており、微動アレイ探査や反射法地震探査の結果とも矛盾しない。ところが、宇城測線近傍に位置している温泉ボーリングデータでは、
深度 210 m において閃緑岩が確認されているが、反射法地震探査や微動アレイ探査の結果で推定された基盤深度は約 400 m であり、両データの整合が悪い結果となった。ここでは、
強震動予測のための地盤モデル作成が目的であるため、反射法地震探査結果や微動アレイ
探査結果を採用することとした。
628

図 49

八代平野における微動探査データ（▲：微動アレイ＋H/V スペクトル比、●：H/V スペクトル比のみ）及び反射法地震探査（桃色実線）の位置図。基図は 100 万分の１日本地質図第３版 CD-ROM 第２版（産業技術総合研究所地質調査総合センター , 2003）による。
629

宇城測線
C1

C4

Ｃ１地点

D1

Ｄ１地点

D4

八代測線

Ｃ４地点
図 50

Ｄ４地点

反射法地震探査測線近傍の微動アレイ調査地点（右図）にて、基盤深度を固定した場合の位相速度＋H/V スペクトル比同時逆解析の結果（左図）。右図中の微地形分布データは若松・松岡(2013)より引用した。
630

図 51

（上）屈折波初動トモグラフィによるＰ波速度分布（カラースケール）に、萩原の方法で得られた音響基盤（Ｐ波速度 4464 m/s）の上面深度（赤線）を重ねたもの。
（下）音響基盤の下部にＰ波速度 5500 m/s 層を仮定した場合のレイトレーシング結果。

631

速度単位：km/s
0

-100

-200

Vp2200
2.2

-300

-400
5.50

-500

5.32
-600
5.13
-700

4.95

Vp4700

-800

4.77

4.7

-900

4.59

標

4.40

-1000
4.22

高-1100
(m)

4.04
3.85

-1200

3.67

-1300

3.49
-1400
3.31

Vp5500

-1500

-1600

3.12
2.94

5.5

2.76

-1700

2.57
-1800
2.39
-1900

2.21

-2000
0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

(km/s)

速度単位：km/s

距 離 程 (m)1700

縮尺=1 /15 625

1600
1500
1400
1300
1200
1100
1000

走 900
800

時 700
600
(ms)
500
400
: 観測走時300200: 理論走時

100
0
0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

距 離 程 (m)

図 52

4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

縮尺＝1/1562 5

初動フォワードモデリングの結果（青線：観測走時、黒線：理論走時）

632

図 53

Ｃ１地点

Ｄ１地点

Ｃ４地点

Ｄ４地点

反射法地震探査測線近傍の微動アレイ調査地点にて、Ｓ波速度を固定した場合の位

相速度＋H/V スペクトル比同時逆解析の結果

633

210m（閃緑岩）1000 ｍオフセット

D1
200 mオフセット

C1
650 mオフセット
Vs

100

Vs

100

D1

C1
0

0.10
0.15
0.20
0.30
0.50

0

4.2
11.6
22.3
34.2
43.3

0.15
0.20
0.30
0.50

600

-100

-100

600

0.60

0.60

3.2

-200
223.7

900

-300

182.1

-200

3.0

307.4

2.7

-300

900

2.9

0.90

2.7

2.5
-400

2700

標

2.5

2.4

2.4

-400

標

2.2

423.6

2.0

高 -500

高

1.9

(m)

1.7

2.7

-600

2700

1.5
1.4

1.2

2.7

1.2

-700

1.0

1.0

0.8
807.4

200

0.8

-800

0.7

0.7

0.5
-900

3.1

310.0

100

0.5

0.3

-900
923.6

0.2

3100
3.1

-1000

0

200

-100

-1000

(km/s)

0

1.9
1.7

-600

1.4

-800

2.2
2.0

-500

(m)

1.5

-700

3.2
3.0

2.9

0.90

8.5
16.1
19.1
30.1

0.2
(km/s)

0

距 離 程 (m)0.3330m（花崗岩）
1500 ｍオフセット

距 離 程 (m)

Vs

100

-200

0

-300

Vs

-100

-400

3.0
2.9
2.7
2.5
2.4
2.2
2.0
1.9
1.7
1.5
1.4
1.2
1.0
0.8
0.7
0.5
700
0.3
0.2

-200

標 -500

-300

高

-600

-400

(m)

-700

標 -500-800

高 -600

-900

(m)

-1000

-700
-800

-1100

-900

-1200

-1000

0

100

-1100

200

図 54

-1200
0

100

300

400

500

600

距 離 程 (m)
宇城測線における反射法地震探査と微動アレイ探査結果の比較
200

300

400

500

600

700

(km/s)（上：微動解析結果、下：反射法区間速度を狐崎・他(1990)の変換式を用いてＳ波速度に変換）

距 離 程 (m)
634

3.0
2.9
2.7
2.5
2.4
2.2
2.0
1.9
1.7
1.5
1.4
1.2
1.0
0.8
0.7
0.5
0.3
0.2
(km/s)

C4
450mオフセット

D4
ほぼ直上

Vs

100

Vs

100

D4

C4

0

0

-100

-100

-200

-200

0.10
0.15
0.20
0.30
0.50
0.60

0

1.7
6.5
17.5

0.15
0.20

1.7
17.3

0.30

36.2
51.3
53.2

0.50
0.50
0.60

52.0
57.3
60.9
75.0

-100
3.2

3.2
-200

3.0

900
0.90

-300

-300

3.0

2.9

2.9

900
0.90

-300

2.7

2.7
2.5

2.5

-400

2.4

-400

標

-500

425.1

高

2700

-600

2.4

-400

標

2.2

2.0

高 -500

1.9

2700

(m)

1.7

-600

1.5
2.7

100

-900

-900
925.1

3100
3.1

-1000

0

0

1000

2000

3000

0.8

-800

0.7

0.7

0.5

0.5
-900

0.3

0.3
950.1

3100

0.2

0.2

3.1

-1000

(km/s)

0723 m（花崗岩）

1.0

0.8

-800

-1000

1.2

2.7

1.0

-800

1.7

1.4
-700

1.2

-700

1.9

1.5

1.4

200

-700

415 m（石灰岩）

2.2
450.1

2.0

-500

(m)

-600

1_38
ボーリング
370mオフセット

4000(km/s)

0

5000

6000

Vs

距 離 程 (m)

距 離 程 (m)

-100
-200
-300
-400

200

標 -500100
00Vs

高 -600

-100
-100
-200
-200

(m)

-300
-300
-400
-400

3.0
2.9
2.7
2.5
2.4
2.2
2.0
1.9
1.7
1.5
1.4
1.2
1.0
0.8
0.7
0.5
0.3
0.2

-700

標
-500
-500

-800

-600
-600
高

-900

-700
-700

(m)

-1000

-800
-800
-900
-900

-1100

-1000
-1000
-1100

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

-1200

-1200
0

100

0

200

100
300

400

200

500

600

300

700

400

800

900

5001000

1100

距 離 程 (m)

距 離 程 (m)図 55

八代測線における反射法地震探査と微動アレイ探査結果の比較（上：微動解析結果、下：反射法を狐崎・他(1990)の変換式を用いてＳ波速度に変換）

635

600

1200

1300

3.0
2.9
2.7
2.5
2.4
2.2
2.0
1.9
1.7
1.5
1.4
1.2
1.0
0.8
0.7
0.5
0.3
0.2

700 (km/s) (km/s)

浅部地盤を地質構造モデルを反映した結果
速度固定インバージョン結果

図 56

八代平野周辺における微動アレイによる位相速度と H/V スペクトル比の同時逆解析の例。記号の色は V S 2700 m/s 層の上面深度を表す。地図の基図は 100 万分の１日本地質図第３版 CD-ROM 第２版（産業技術総合研究所地質調査総合センター, 2003）による。地質凡例は
図 49 に同じ。コンターは産業技術総合研究所地質調査総合センター（2013）によるブーゲー異常（コンター間隔１mgal、仮定密度 2.67g/cm 3 ）。
636

図 57

宇土市から宇城市周辺での H/V スペクトル比を用いた地盤モデル修正の例。記号の色は V S 2700 m/s 層の上面深度を表す。地図の基

図は 100 万分の１日本地質図第３版 CD-ROM 第２版（産業技術総合研究所地質調査総合センター, 2003）による。地質凡例は図 49 に同じ。
コンターは産業技術総合研究所地質調査総合センター（2013）によるブーゲー異常（コンター間隔１mgal、仮定密度 2.67g/cm 3 ）。
637

(a) V S 600 m/s 上面(b) V S 900 m/s 上面(c) V S 2700 m/s 上面(d) V S 3100 m/s 上面

図 58

八代平野におけるＳ波速度 600 m/s、900 m/s、2700 m/s、3100 m/s 層上面深度。

コンターは日本重力データベース DVD 版（産業技術総合研究所地質調査総合センター，2013）
によるブーゲー異常（コンター間隔 1mgal，仮定密度 2.67 g/cm 3 ）。△：大半径の微動アレ
イ探査での位相速度と H/V スペクトル比の同時逆解析により推定した深度、◇：八代平野
南部の極小微動アレイ探査地点での H/V スペクトル比により推定した深度、○：宇土市～
宇城市での微動 H/V スペクトル比により推定した深度、□：温泉ボーリングによる深度。
基図は 100 万分の１日本地質図第３版 CD-ROM 第２版（産業技術総合研究所地質調査総合センター, 2003）による。
638

b) 人吉盆地
人吉盆地では、深部地盤を構成する堆積層のＳ波速度を 600 m/s、900 m/s、1600 m/s、基盤のＳ波速度を 3100 m/s と固定し、微動アレイによる位相速度と H/V スペクトル比の同時逆解析により、各地点の深部地盤構造モデルを推定した。図 59 に人吉盆地における微動アレイ調査地点を示す。図 60 に同時逆解析による地盤構造モデル推定の例を示す。
同時逆解析により推定した各層の上面深度分布を図 61 に示す。この図では、温泉ボーリ
ングによる基盤深度やブーゲー異常（仮定密度 2.67 g/cm 3 ）とも比較した。V S 600 m/s 層の上面深度は概ね 40 m 以浅であるが、人吉盆地西部では 100 m を超える地点もある。V S
900 m/s 層上面深度は 100～200 m 程度で、盆地内の一部に約 300 m に達する地点がある。
V S 1600 m/s 層上面深度は、600 m を超える地点がみられ、V S 3100 m/s 層上面（基盤）深度
は、人吉盆地東部が西部に比べて深くなっている。推定された基盤深度は、ブーゲー異常分布と同様の傾向をもっている。人吉盆地の地質的な基盤は四万十帯であるが、温泉ボー
リングによる基盤深度は、微動アレイ探査から推定した基盤深度にほぼ対応して、概ねブーゲー異常分布に従った空間分布となっている。

図 59

人吉盆地における微動探査データ（▲：微動アレイ＋H/V スペクトル比）の位置図。

基図は 100 万分の１日本地質図第３版 CD-ROM 第２版（産業技術総合研究所地質調査総合センター, 2003）による。

639

ボーリングの結果に合わせ基盤を1000 m＋とした

図 60 人吉盆地における微動アレイによる位相速度と H/V スペクトル比の同時逆解析の例。記号の色は VS 3100 m/s 層の上面深度を表す。地図の基図
は 100 万分の１日本地質図第３版 CD-ROM 第２版（産業技術総合研究所地質調査総合センター, 2003）による。地質凡例は図 59 に同じ。コンターは産業技術総合研究所地質調査総合センター（2013）によるブーゲー異常（コンター間隔１mgal、仮定密度 2.67g/cm3）。△：微動アレイ探査での位相速度と H/V スペクトル比の同時逆解析により推定した深度、□：温泉ボーリングによる基盤深度、十：基盤未到達の温泉ボーリングの掘進深度。
640

(a) VS 600 m/s 上面(b) VS 900 m/s 上面(c) VS 1600 m/s 上面(d) VS 3100 m/s 上面

図 61 人吉盆地におけるＳ波速度 600 m/s、900 m/s、1600 m/s、3100 m/s 層上面深度。基図は 100 万分の１日本地質図第３版 CD-ROM 第２版（産業技術総合研究所地質調査総合センター, 2003）による。コンターは日本重力データベース DVD 版（産業技術総合研究所，2013）によるブーゲー異常（コンター間隔 1mgal，仮定密度 2.67 g/cm3）。△：微動アレイ探査での位相速度と H/V スペクトル比の同時逆解析により推定した深度、□：温泉ボーリ
ングによる基盤深度、十：基盤未到達の温泉ボーリングの掘進深度。
641

c) 水俣平野～出水平野周辺
水俣平野～出水平野周辺では、ボーリング情報に乏しいため、浅部及び深部地盤ともに微動調査データを用いてモデル化した。深部地盤構造モデルを構成する堆積層のＳ波速度を 600 m/s、900 m/s、1600 m/s、基盤のＳ波速度を 3100 m/s とした。浅部地盤構造モデ
ルとしては人吉盆地と同様に 100 m/s から 300 m/s までを 25 m/s 間隔、350 m/s から 500
m/s までを 50 m/s 間隔の速度層を設定した。位相速度と H/V スペクトル比の同時逆解析に
より各層の層厚を推定した。なお、震度観測点における小半径の微動アレイデータについては、低周波数側の位相速度情報がないため、トライアルアンドエラーによりモデル修正を行った。また、水俣平野及び出水平野全体の地盤構造モデルを規定するため、微動 H/Vスペクトル比のピーク周期を説明できるように地盤構造モデルを修正した。図 62 に水俣
平野～出水平野周辺における微動調査地点、図 63 に同時逆解析の例を示す。
微動データの解析により推定した各層の上面深度分布を図 64～65 に示す。V S 200 m/s 層上面深度は約４m、V S 300 m/s 層上面深度は出水平野北東部で 20 m 程度、平野中央部で 10m 程度である。V S 400 m/s 層上面深度は出水平野中央部で 15 m 程度、V S 500 m/s 層上面深度は出水平野中央南部で 30 m 程度である。V S 600 m/s 層上面深度は概ね 80 m 未満である。
V S 900 m/s 層上面深度は出水平野中央部で 100 m を超えている。V S 1600 m/s 層上面も出水
平野中央部で深く、約 300 m 程度である。V S 3100 m/s 層上面（基盤）は、出水平野の海岸付近で最も深く、900 m 以上である。推定された基盤深度は、ブーゲー異常分布（仮定密度 2.67 g/cm 3 ）と同様の傾向をもっている。

図 62

水俣平野から出水平野にかけての地域における微動探査データ（▲：微動アレイ＋

H/V スペクトル比、●：H/V スペクトル比のみ）の位置図。基図は 100 万分の１日本地質図第３版 CD-ROM 第２版（産業技術総合研究所地質調査総合センター , 2003）による。
642

トライアンドエラーによる修正

図 63

トライアンドエラーによる修正

水俣平野から出水平野にかけての地域 における微動アレイによる位相速度と H/V スペクトル比の同時逆解析の例。記号の色は V S

3100 m/s 層の上面深度を表す。地図の基図は 100 万分の１日本地質図第３版 CD-ROM 第２版（産業技術総合研究所地質調査総合センター,
2003）による。地質凡例は図 62 に同じ。コンターは産業技術総合研究所地質調査総合センター（2013）によるブーゲー異常（コンター間
隔１mgal、仮定密度 2.67g/cm 3 ）。△：微動アレイ探査での位相速度と H/V スペクトル比の同時逆解析により推定した深度、○：微動 H/V ス
ペクトル比により推定した深度。
643

(a) V S 200 m/s 上面(b) V S 300 m/s 上面(c) V S 400 m/s 上面(d) V S 500 m/s 上面

図 64

水俣平野から出水平野周辺でのＳ波速度 200 m/s、300 m/s、400 m/s、500 m/s 層上面深度。基図は 100 万分の１日本地質図第３版 CD-ROM 第２版（産業技術総合研究所地質調査総合センター, 2003）による。コンターは日本重力データベース DVD 版（産業技術総合研究所地質調査総合センター，2013）によるブーゲー異常（コンター間隔 1mgal，仮定
密度 2.67 g/cm 3 ）。△：微動アレイ探査での位相速度と H/V スペクトル比の同時逆解析により推定した深度、○：微動 H/V スペクトル比により推定した深度。

644

(a) V S 600 m/s 上面(b) V S 900 m/s 上面(c) V S 1600 m/s 上面(d) V S 3100 m/s 上面

図 65

水俣平野から出水平野周辺でのＳ波速度 600 m/s、900 m/s、1600 m/s、3100 m/s

層上面深度。基図は 100 万分の１日本地質図第３版 CD-ROM 第２版（産業技術総合研究所地質調査総合センター, 2003）による。コンターは日本重力データベース DVD 版（産業技術総合研究所地質調査総合センター，2013）によるブーゲー異常（コンター間隔 1mgal，仮
定密度 2.67 g/cm 3 ）。△：微動アレイ探査での位相速度と H/V スペクトル比の同時逆解析
により推定した深度、○：微動 H/V スペクトル比により推定した深度。

645d) 天草諸島周辺
天草諸島周辺においても、ボーリング情報が乏しいため、浅部及び深部地盤ともに微動調査データを用いてモデル化した。深部地盤を構成する堆積層のＳ波速度を 600 m/s、900
m/s、1600 m/s、基盤のＳ波速度を 3100 m/s と固定し、浅部地盤のモデル化は出水平野等と同様に行った。微動アレイによる位相速度と H/V スペクトル比の同時逆解析により、各層の層厚を推定した。図 66 に天草諸島周辺における微動調査地点、図 67 に同時逆解析の例を示す。同時逆解析により推定した各層の上面深度分布を図 68～69 に示す。
V S 200 m/s 層、300 m/s 層上面深度は約 20 m 以下、400 m/s 層、500 m/s 層上面深度は約 30 m 以下である。V S 600 m/s 層上面深度は概ね 30 m 以浅であり、V S 900 m/s 層の最深部は約 60 m である。V S 1600 m/s 層上面は島の周縁部で相対的に深く（260 m 程度）、天草
諸島中央部で浅い。V S 3100 m/s 層上面（基盤）深度は 1000 m 以下であり、天草諸島中央部で最も深くなっている。ブーゲー異常が高重力異常となっている中央部では、この地域に広く分布する古第三系に対応すると推測される V S 1600 m/s 層の厚さが相対的に厚い。

図 66

天草諸島周辺における微動探査データ（▲：微動アレイ＋ H/V スペクトル比、●：H/V スペクトル比のみ）の位置図。基図は 100 万分の１日本地質図第３版 CD-ROM 第２版（産業技術総合研究所地質調査総合センター, 2003）による。
646

速度固定逆解析の結果
ブーゲー異常のデータが大きい位置で1600m/s層が厚い
図 67

天草諸島周辺における微動アレイによる位相速度と H/V スペクトル比の同時逆解析の例。△印の色は微動アレイ探査での位相速度と H/V スペクトル比の同時逆解析により推定した V S 3100 m/s 層の上面深度を表す。地図の基図は 100 万分の１日本地質図第３版 CD-ROM
第２版（産業技術総合研究所地質調査総合センター, 2003）による。地質凡例は図 66 に同じ。コンターは産業技術総合研究所地質調査総合センター（2013）によるブーゲー異常（コンター間隔１mgal、仮定密度 2.67g/cm 3 ）。
647

(a) V S 200 m/s 上面(b) V S 300 m/s 上面(a) V S 400 m/s 上面(b) V S 500 m/s 上面

図 68

天草諸島周辺におけるＳ波速度 200 m/s、300 m/s、400 m/s、500 m/s 層上面深度。

基図は 100 万分の１日本地質図第３版 CD-ROM 第２版（産業技術総合研究所地質調査総合センター, 2003）による。コンターは日本重力データベース DVD 版（産業技術総合研究所
地質調査総合センター，2013）によるブーゲー異常（コンター間隔 1mgal，仮定密度 2.67
g/cm 3 ）。△：微動アレイ探査での位相速度と H/V スペクトル比の同時逆解析により推定した深度、○： H/V スペクトル比の解析により推定した深度。

648

(a) V S 600 m/s 上面(b) V S 900 m/s 上面(c) V S 1600 m/s 上面(d) V S 3100 m/s 上面

図 69

天草諸島周辺におけるＳ波速度 600 m/s、900 m/s、1600 m/s、3100 m/s 層上面深度。基図は 100 万分の１日本地質図第３版 CD-ROM 第２版（産業技術総合研究所地質調査総合センター, 2003）による。コンターは日本重力データベース DVD 版（産業技術総合研究
所地質調査総合センター，2013）によるブーゲー異常（コンター間隔 1mgal，仮定密度 2.67
g/cm 3 ）。△：微動アレイ探査での位相速度と H/V スペクトル比の同時逆解析により推定し
た深度。

649

e) 玉名平野～菊鹿盆地周辺
玉名平野から菊鹿盆地周辺地域においても、ボーリング情報が乏しいため、浅部及び深部地盤ともに微動探査データを用いてモデル化した。熊本平野の構造モデルを参考に、深部地盤を構成する堆積層のＳ波速度を 900 m/s、1100 m/s、2100 m/s 基盤のＳ波速度を2700 m/s、3100 m/s と固定した。浅部地盤モデルは、100 m/s から 300 m/s までを 25 m/s
間隔、350 m/s から 500 m/s までを 50 m/s 間隔の速度層を設定した。微動アレイによる位
相速度と H/V スペクトル比の同時逆解析により、各層の層厚を推定した。玉名平野については単点微動観測による H/V スペクトル比も用いた。図 70 に玉名平野～菊鹿盆地周辺における微動調査地点を示し、図 71 に同時逆解析による地盤構造モデル推定の例を示す。
微動調査データの解析により推定した各層の上面深度分布を図 72 に示す。V S 200m/s、300m/s 層 上面 深 度は 玉 名平 野 南部 で 深く 、 300m/s 層 上 面深 度は 40m を超 え てい る 。V S
400m/s、500m/s 層の上面深度も同様の傾向である。V S 500m/s の最深部は玉名平野南部で100m を超えており、菊池川より東側で相対的に深い。菊鹿盆地の最深部では 60m 程度である。V S 900 m/s 層上面は最深で約 200 m であり、玉名平野では菊池川の東西で明瞭な違いが見られる。V S 1100 m/s 層上面深度は玉名平野の横島干拓地や菊鹿盆地で約 400 m に達する。玉名平野の大部分では 200 m 前後と推定された。V S 2700 m/s 層上面深度は、玉名平
野に比べて菊鹿盆地でやや深い傾向にあり、最深部では 500 m を超える。

図 70

玉名平野から菊鹿盆地にかけての地域における微動探査データ（▲：微動アレイ＋

H/V スペクトル比、●：H/V スペクトル比のみ）の位置図。基図は 100 万分の１日本地質図第３版 CD-ROM 第２版（産業技術総合研究所地質調査総合センター , 2003）による。
650

位相速度は93030を使用

位相速度とH/Vスペクトルに基づくモデルの調整結果

位相速度とH/Vスペクトルに基づくモデルの調整結果
図 71

微動の位相速度と H/V スペクトル比によるＳ波速度構造モデル調整の例（上：玉名平野周辺、下：菊鹿盆地周辺）。基図は 100 万分の１日本地質図第３版 CD-ROM 第２版（産業技術総合研究所地質調査総合センター, 2003）による。凡例は図 72 に同じ。

651

図 72

V S 200 m/s 層V S 300 m/s 層V S 400 m/s 層V S 500 m/s 層V S 900 m/s 層V S 1100 m/s 層V S 2700 m/s 層V S 3100 m/s 層

玉名平野から菊鹿盆地にかけての地域での各速度層の上面深度。△：微動アレイ探

査での位相速度と H/V スペクトル比の同時逆解析により推定した深度、○： H/V スペクトル比の解析により推定した深度。基図は 100 万分の１日本地質図第３版 CD-ROM 第２版（産業技術総合研究所地質調査総合センター, 2003）による。
652f) 深部地盤構造モデルの接続及び全体モデル作成
各地域の調査地点で推定した深部地盤構造モデルを接続し、強震動予測計算の対象地域
全体の深部地盤構造モデルを作成した。熊本平野の深部地盤構造モデルについては、Senna
et al.(2018)を用い、本業務のモデルに組み込んだ。Senna et al.(2018)の深部地盤構造
モデルの速度層は 600 m/s、900 m/s、1100 m/s、2100 m/s、2700 m/s である。3100 m/s 層については、J-SHIS モデルの 2700 m/s 層と Senna et al.(2018)の 2700 m/s 層上面深度の差を、J-SHIS モデルの 3100 m/s 層上面深度に与えることにより調整した。また、対象地域に海域を含むため、海域の構造についても陸域から適切に接続する必要がある。
島原湾については、産業技術総合研究所・他(2010)による反射法地震探査データを用いた。図 73 に島原湾における反射法地震探査結果の例を示す。熊本平野地域の微動 アレイ探査結果との比較を行い、Ｂ反射面を V S 900 m/s 層上面、Ａ反射面を V S 1100 m/s 層上面、
基盤反射面を V S 2100 m/s 層上面と仮定し、地盤構造モデルを接続した。

図 73

島原湾における反射法探査結果にもとづく基盤反射面深度（V S 2100 m/s層上面に相当すると仮定）。背景地図は若松・松岡(2013)の微地形区分を表す。

653

次に、強震動予測計算の対象領域全体の深部地盤構造モデルを作成するため、 産業技術総合研究所地質調査総合センター（2013）による仮定密度 2.3g/cm3 のブーゲー異常データ
を用い、重力基盤解析を行った。図 74 に熊本県周辺のブーゲー異常分布を示す。100 m 上方接続データから２km 上方接続データを引いた残差重力分布を図 75 に示す。密度差 0.4
ｇ/cm 3 を仮定した２層構造モデルによる重力基盤深度を図 76 に示す。八代平野北部では
概ね 500～700 m 程度であり、八代平野南部では 1000 m を超えている。これらは、これまでに述べた微動探査に基づく速度構造モデルの基盤深度とよく整合している。人吉盆地の重力基盤は最深部でも 1000 m 以浅である。微動探査の解析結果では盆地東部で 1000 m を
超 え て お り 、 や や 重 力 基 盤 が 浅 い 傾 向 が あ る 。 出 水 平 野 の 海 岸 付 近 で は 重 力 基 盤 深 度は1000～1250 m であり、微動探査による解析結果と整合する。天草地域では、天草地域中央部で基盤深度が 250 m 以下と非常に浅いが、微動の解析結果では基盤深度は 1000 m を超えている。Ｓ波速度 1600 m/s 層の深度は 100 m 以下と浅く、この地域の重力基盤はＳ波
速度 1600 m/s 層に対応しているのではないかと考えられる。
微動探査データの解析により得られた各速度層上面深度と残差重力値の関係を調査したところ、重力データと S 波速度上面深度が概ね一次関数で近似できることが確認された。
残差重力（単位：mgal）を変数 x とおくと、八代平野については、
V S 600 m/s 上面深度 (m) = -2.4187 x + 42.656
V S 900 m/s 上面深度 (m) = -7.7625 x + 87.215
V S 2700 m/s 上面深度 (m) = -25.552 x + 388.76
出水平野については、
V S 600 m/s 上面深度 (m) = -1.3258 x + 27.721
V S 2700 m/s 上面深度 (m) = -29.546 x + 471.46
ただし、出水平野の V S 900 m/s 層、1600 m/s 層については、残差重力値にかかわらず深度がほぼ一定であったので、ここでは、それぞれ、70 m、225 m と設定した。これらの経験式を八代海の海域に適用して、深部地盤モデルを構築した（図 75 の点線で囲まれている領域付近）。
J-SHIS モデルのＳ波速度 600 m/s 層から 3100 m/s 層までを今回作成した深部地盤構造
モデルと接合し、対象地域全体の深部地盤構造モデルを作成し た。表 20 に本検討で作成した地盤構造モデルの物性値一覧を示す。図 77 に深部地盤構造モデルの代表的な速度層の上面深度を示す。これまでの解析結果を反映し、従来の J-SHIS モデルに比べ、八代平野や人吉盆地、出水平野などの堆積平野・盆地域の形状がより明瞭なモデルとなった。 八代平
野では平野南部において基盤が深く、人吉盆地では、盆地中央部・東部で基盤が深い。天草諸島では、中央部で基盤が深い（この地域では V S 1600 層の層厚が厚い）ことが特徴的
である。

654

図 74

産業技術総合研究所地質調査総合センター(2013)による熊本県周辺でのブーゲー

異常（仮定密度 2.3 g/cm 3 ）図 75

熊本県周辺での残差重力

655

図 76

熊本県周辺での重力基盤深度

表 20
八代平野
3
Vs( km/s) Vp( km/s) ρ( g/cm)
0. 1001. 40
1. 75
0. 125
1. 43
1. 76
0. 1501. 46
1. 77
0. 175
1. 48
1. 78
0. 2001. 51
1. 80
0. 2251. 54
1. 81
浅部モデル 0. 250
1. 57
1. 82
0. 275
1. 60
1. 83
0. 3001. 60
1. 84
0. 3501. 60
1. 85
0. 4001. 60
1. 85
0. 4501. 70
1. 90
0. 5001. 80
1. 90
0. 6002. 0001. 900深部モデル 0. 900
2. 4002. 0502. 7005. 0002. 5003. 1005. 5002. 600地盤モデルの物性値一覧
Qs
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
100
100
200
300

Qp
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
100
100
200
300

Vs
0. 1000. 125
0. 1500. 175
0. 2000. 225
0. 2500. 2750. 3000. 3500. 4000. 4500. 5000. 6000. 9001. 6003. 100孤崎ほか( 1990) より Vp1. 6を超えないように設定
Ludwi g et al . ( 1973) より656

八代平野以外3Vp
ρ( g/cm)
1. 40
1. 75
1. 43
1. 76
1. 46
1. 77
1. 48
1. 78
1. 51
1. 80
1. 54
1. 81
1. 57
1. 82
1. 60
1. 83
1. 60
1. 84
1. 60
1. 85
1. 60
1. 85
1. 70
1. 90
1. 80
1. 90
2. 0001. 9002. 4002. 0503. 4002. 3005. 5002. 600

Qs
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
100
100
150
300

Qp
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
100
100
150
300

(a) V S 600m/s 層上面
J-SHIS Vs0.6 6layMod. Vs0.6 15lay

33.2
Depth(m)Depth(m)600
500
475 33450425
400
375 32.8
350
325
300
275
32.6
250
225
200
175
150 32.4125
100
75
50 32.2
25

33

32.8

32.6

32.4

32.2

32
129.8

33.2

130

130.2

130.4

130.6

130.8

131

131.2

32
129.8

131.4

600
500
475
450
425
400
375
350
325
300
275
250
225
200
175
150
125
100
75
50
25

130

130.2

130.4

130.6

130.8

131

131.2

131.4

(b) V S 900m/s 層上面
J-SHIS Vs0.9 12lay

Mod. Vs0.9 21lay

33.2
Depth(m)

33

32.8

32.6

32.4

32.2

32
129.8

33.2

Depth(m)600
500
475 33450425
400
375 32.8
350
325
300
275
32.6
250
225
200
175
150 32.4125
100
75
50 32.2
25

130

130.2

130.4

130.6

130.8

131

131.2

32
129.8

131.4

600
500
475
450
425
400
375
350
325
300
275
250
225
200
175
150
125
100
75
50
25

130

130.2

130.4

130.6

130.8

131

131.2

131.4

(c) V S 1600m/s 層上面
J-SHIS Vs1.6 20ay

Mod. Vs1.6 29lay

33.2
Depth(m)

33

32.8

32.6

32.4

32.2

32
129.8

図 77

33.2

Depth(m)3000
2000
1900 33
1800
1700
1600
1500 32.8
1400
1300
1200
1100
32.6
1000
900
800
700
600 32.4
500
400
300
200 32.2
100

130

130.2

130.4

130.6

130.8

131

131.2

131.4

32
129.8

3000
2000
1900
1800
1700
1600
1500
1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100

130

130.2

130.4

130.6

130.8

131

131.2

131.4

深部地盤構造モデルを構成する各速度層の上面深度（左：J-SHISV2、右：サブテー

マ３で新たに作成したモデル）
657

(d) V S 2700m/s 層上面
J-SHIS Vs2.7 27lay

Mod. Vs2.7 36lay

33.2
Depth(m)Depth(m)3000
2000
1900 33
1800
1700
1600
1500 32.8
1400
1300
1200
1100
32.6
1000
900
800
700
600 32.4
500
400
300
200 32.2
100

33

32.8

32.6

32.4

32.2

32
129.8

33.2

130

130.2

130.4

130.6

130.8

131

131.2

3000
2000
1900
1800
1700
1600
1500
1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100

32
129.8

131.4

130

130.2

130.4

130.6

130.8

131

131.2

131.4

(e) V S 3100m/s 層上面
J-SHIS Vs3.1 30layMod. Vs3.1 39lay

33.2
Depth(m)Depth(m)3000
2000
1900 33
1800
1700
1600
1500 32.8
1400
1300
1200
1100
32.6
1000
900
800
700
600 32.4
500
400
300
200 32.2
100

33

32.8

32.6

32.4

32.2

32
129.8

33.2

130

130.2

130.4

130.6

130.8

131

131.2

3000
2000
1900
1800
1700
1600
1500
1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100

32
129.8

131.4

図 77

130

続き

658

130.2

130.4

130.6

130.8

131

131.2

131.4

g) 小地震の地震動シミュレーションによる検証
小地震の地震動シミュレーションを行い、新たに作成した深部地盤構造モデルの妥当性を検証した。対象とする小地震の選択にあたっては、八代平野周辺での臨時余震観測の観測期間を考慮した。ここでは、表 21 に示す２つの小地震を対象とした。震源位置について
は、気象庁と文部科学省が協力して処理した結果（いわゆる気象庁一元化震源）を用い、
震源メカニズムや地震モーメントは国立研究開発法人防災科学技術研究所の F-net モーメ
ントテンソル解を参照した。
表 21

地震動シミュレーションによる検証の対象とした小地震のパラメータ
地震１

地震２

発震日時

2017/5/11 20:21:25.17

2017/6/9 23:36:23.74

緯度32.73450°N

32.71700°N

経度

130.60433°E

130.02817°E

深さ13.04 km16.05 km

気象庁マグニチュード

4.3

4.3

115° / 42° / -46°

230° / 53° / -145°

242° / 61° / -122°

117° / 63° / -43°

3.85×10 15 Nm (Mw 4.4)

3.08×10 15 Nm (Mw 4.3)

走向 / 傾斜 / すべり角
地震モーメント

地震動シミュレーションの手法は差分法を用いた。差分法の計算の基本となる差分スキームは、速度―応力型の食い違い格子（staggered grid）（Virieux，1986) であり、時間方向に２次，空間方向に４次の精度（Levander，1988) で計算を行った。水平方向の格子
間隔は 45 m、深さ方向の格子間隔は 45～270 m で深さに応じて変化する格子を設定した。
発震時から 100 秒間の波形を計算した。最小の計算有効周期は 0.75 秒である。図 78 に震源位置及び計算対象領域（地図中の赤枠で囲まれた領域）を示す。 差分法の計算領域は、
地震１については、東西 80 km、南北 55 km、深さ方向 24.21 km、地震２については、東西 90 km、南北 55 km、深さ方向 29.61 km の範囲である。モーメントテンソル震源の導入には、モーメントテンソルを等価な体積力として表現する方法（Graves，1996) を用いた。吸収境界条件は、Cerjan（1985） による方法を用い、厚さ 20 格子分を吸収境界とした。粘弾性条件は、メモリ変数による方法（Robertsson et al.，1994） を用い、基準周期は４秒とした。
図 79 に地震１、図 80 に地震２に対する差分法による地震動シミュレーション結果を示す。観測及び計算速度波形には、周期２～10 秒のバンドパスフィルターを適用している。
最大速度や波形の継続時間、速度フーリエスペクトルの特徴は観測データを概ね説明できている。より短周期域まで適用可能かどうか、広域での地震動説明能力など、今後とも、
今回提案する地盤構造モデルの検証を継続していく必要がある。

659

図 78

小地震の震央位置（★）及び差分法計算領域（矩形領域）660

2017年5月11日 20時21分 熊本県北西 周期2秒ハイカットKMMP36
KMMP35

K49

K45

K42

K43

図 79

K44

K46

地震１の地震動シミュレーション結果（黒：観測波形、赤：計算波形）。中央の地図の基図は 100 万分の１日本地質図第３版 CD-ROM

第２版（産業技術総合研究所地質調査総合センター , 2003）による。
661

2017年6月9日 23時36分 雲仙岳付近 周期2秒ハイカット

K48
JMA_9D2

K49

K45
K42

K43

図 80

K44

K46

地震２の地震動シミュレーション結果（黒：観測波形、赤：計算波形）。中央の地図の基図は 100 万分の１日本地質図第３版 CD-ROM

第２版（産業技術総合研究所地質調査総合センター , 2003）による。
662

8) 浅部地盤構造モデルa)はじめに八代平野周辺における浅部地盤モデル（Vs300 ～500m/s より小さい速度層モデル）を作成した。浅部地盤モデルを作成する主な平野盆地は、八代平野、人吉盆地、水俣平野、 出
水平野、天草地域、熊本平野、玉名平野、菊鹿盆地である。 八代平野では、浅部地盤モデ
ル作成のためのボーリングデータを収集した。本地域では微動アレイ探査（項目 3））が実施されているので、八代平野はその地質モデルに微動アレイデータを適用して、速度構造のモデル化を行った。人吉盆地は、主として極小＋不規則アレイによる位相速度データを深度変換することにより、浅部地盤構造モデルを作成した。水俣平野、出水平野、天草地域、玉名平野、菊鹿盆地では、微動アレイ調査データのみを用いているため、微動アレイ
調査による位相速度と H/V スペクトル比の同時逆解析により、浅部地盤構造モデルと深部地盤構造モデルを同時に推定しているため、7)深部地盤構造モデルの項で説明した。熊本
平野は SIP による浅部地下構造モデル（Senna et al., 2018）を引用した。深部地盤モデルも含めた地盤モデル作成のフローを図 81 に再掲する。以下、八代平野及び人吉盆地での浅部地盤構造モデル作成について詳述する。

図 81

地盤構造モデル作成のフローb) 八代平野周辺の浅部地盤モデル作成
八代平野においては、浅いボーリングに記載がある地質情報をもとに地盤モデルを作成した。ボーリングデータは、九州地盤共有データベース（Ver.1 及び Ver.2）に地質記載があるものを利用した。図 82 にボーリング位置図を示す。表 21 には八代平野で想定される
663

地質構成を示す。以下、各地質層の上面深度を各ボーリング位置に示す。図 83 に扇状地礫層および谷埋め礫層上面深度を示した。なお基図は、この地域の微地形区分図である。これらの層は八代平野南部地域に多く分布しており、深度は概ね ５m 以下である。図 84 に上部砂質土層上面深度を示す。平野南西部に多く分布している ことがわかる。海岸部より干拓地と扇状地の境界付近のほうが深い傾向を示しており、この上面深度が 20 m を超える
ボーリングデータも見られた。図 85 に粘性土層上面深度を示す。平野南部では深度 20 m
程度のデータが多い。平野南部の扇状地には深度 30 m 程度のやや深い深度を示すボーリングが分布している。図 86 には下部砂質土層上面深度を示す。平野南部では海岸部で約30 m、扇状地部では 10 m 程度と、海岸部で深い傾向を示している。図 87 に基底礫層上面
深度を示す。平野南部では概ね深度 30 m 以上の深度を示す。図 88 に岩盤風化部上面深度を示す。この地層が存在するボーリングデータは寡少である。同図右には、微動アレイデータの分散曲線から変換式によるＳ波速度 300 m/s 層上面深度を示している。海岸付近のボーリング地点および微動アレイデータによる両深度は概ね一致していることから、岩盤
風化部上面深度については、微動アレイデータによる S 波速度 300 m/s 層上面深度と対応させることとした。
上記の地質構造情報に基づいて、これを八代平野全体に内外挿して各層の層厚を与えた
のちに、各地点で得られた微動アレイデータの位相速度に整合するよう、各層の Ｓ波速度を調整した。図 89 から図 91 に、各微動アレイ地点で各地質層に与えられたＳ波速度分布を示す。図 92 に、八代平野の浅部地盤構造モデルの例として、断面図を示す。各層は単一の速度ではなく、空間的に変化している様子がわかる。

表22

八代平野で想定される浅部地盤の地層構成

表層礫層

Vs100m/s相当

扇状地礫層
谷埋め礫層

Vs125m/s相当

上部砂質土層2500

Vs150m/s相当

粘性土層
3000

Vs200m/s相当

下部砂質土層5000

Vs250m/s相当

基底砂礫層
8000

Vs275m/s相当

岩盤風化部

Vs300 m/s

664

図82

収集したボーリングデータ。国土地理院の電子地形図（タイル）にボーリングデー

タの位置（丸印）を追記して掲載した。ボーリングデータの位置の色分けは掘削深度によ
る。

665

図83

収集したボーリングデータ位置（丸印）での扇状地礫層および谷埋め礫層上面深度。

地図の背景は微地形区分（若松・松岡, 2013）による。

666

図 84

収集したボーリングデータ位置（丸印）での上部砂質土層上面深度。地図の背景は微地形区分（若松・松岡, 2013）による。

667

図85

収集したボーリングデータ位置（丸印）での 粘性土層上面深度。地図の背景は微地形区分（若松・松岡, 2013）による。

668

図86

収集したボーリングデータ位置（丸印）での 下部砂質土層上面深度。地図の背景は微地形区分（若松・松岡, 2013）による。

669

図87

収集したボーリングデータ位置（丸印）での 基底礫層上面深度。地図の背景は微地形区分（若松・松岡, 2013）による。

670

図 88 収集したボーリングデータ位置（丸印）での岩盤風化部上面深度（左図）および微動アレイ（丸印）による Vs300 m/s 層上面深度（右図）。〇：
小規模アレイ △：大規模アレイ。地図の背景は微地形区分（若松・松岡, 2013）による。

671

図 89 表層のＳ波速度（左図）および扇状地礫層および谷埋め礫層のＳ波速度（右図）。〇：小規模アレイ △：大規模アレイ。地図の背景は微地形
区分（若松・松岡, 2013）による。

672

図 90 上部砂質土層のＳ波速度（左図）および粘性土層のＳ波速度（右図）。〇：小規模アレイ △：大規模アレイ。地図の背景は微地形区分（若松・
松岡, 2013）による。

673

図 91 下部砂質土層のＳ波速度（左図）および基底礫層のＳ波速度（右図）。〇：小規模アレイ △：大規模アレイ。地図の背景は微地形区分（若松・
松岡, 2013）による。

674

A

A´

A
B
A´

B´
B

B´

図 92 浅部地盤構造モデルの断面図。地図の背景は微地形区分（若松・松岡, 2013）による。

675c) 人吉盆地
人吉盆地は微地形区分図によれば、山地および火山地に周辺を囲まれている閉じた盆地形状をしている。項目3)に記載されているように、盆地内でアレイサイズの異なる微動ア
レイが多数実施されている。この観測された微動アレイデータで得られた位相速度から、深度変換を行うことにより浅部地盤モデルを作成した。浅部地盤モデルとしては100 m/s
から300 m/sまでを25 m/s間隔、350 m/sから500 m/sまでを50 m/s間隔の速度層を仮定し、逆転層がない仮定のもとで各層の層厚についてのモデル化を行った。図93～96にV S 200 m/s～500 m/sの上面深度を示す。Ｓ波速度200 m/s層上面深度は概ね４m以下である。V S 300
m/s層上面深度はローム台地で８m程度であるのに対し、盆地中央部の谷底平野において４m程度とローム台地の深度が深い傾向がみられる。V S 400 m/s層、500 m/s層上面深度でも同様の傾向が見られた。
d)まとめ
八代平野、人吉盆地、水俣平野、出水平野、天草地域、熊本平野、玉名平野、菊鹿盆地の浅部地盤モデル作成を行った。浅部地盤モデルのＰ波速度は孤崎・他（1990）による関係式により作成した。ただし、J-SHIS モデルとの整合性を考慮しＰ波速度 1600 m/s を超えないようにした。密度については、Ludwig et al.(1973) によるＳ波速度と密度の関係を用いた。Ｐ波速度、密度との対応は、7)の表 20 に記載している。図 97～100 に浅部地盤
モデルの代表的な速度層の上面深度を示す。浅部地盤モデルは、熊本平野が最も深い。 Ｓ
波速度 300 m/s 層上面深度は 80 m を超えている。八代平野では最深部で 60 m 程度である。
当該地域はボーリングによる地質地盤情報も寡少であることから、八代平野は、ボーリ
ングデータに基づいた地質地盤モデルを設定して、微動アレイから得られる位相速度情報や単点微動による H/V スペクトル比情報を利用して浅部地盤モデルを構築した。作成された地盤構造モデルは、地震動シミュレーションやスペクトルインバージョンによって得られている観測点サイト増幅特性で妥当性を確認している。微動アレイ観測が地盤構造モデ
ル構築には強力な方法であることが再確認されたが、ここでとりあげた項目順に、微動観測地点数や地点密度が少なくなっていることから、地盤構造モデルの高度化 にはボーリン
グ資料の収集、微動観測の実施、といったことが継続されることが望まれる。

676

図 93

Ｓ波速度 200 m/s 層上面深度。活断層トレース（赤線）は、中田・今泉（2002） による「活断層」及び「推定活断層」を示している。地図の背景は微地形区分（若松・松岡,
2013）による。

図 94

Ｓ波速度 300 m/s 層上面深度。活断層トレース（赤線）は、中田・今泉（2002） による「活断層」及び「推定活断層」を示している。地図の背景は微地形区分（若松・松岡,
2013）による。

677

図 95

Ｓ波速度 400 m/s 層上面深度。活断層トレース（赤線）は、中田・今泉（2002） による「活断層」及び「推定活断層」を示している。地図の背景は微地形区分（若松・松岡,
2013）による。

図 96

Ｓ波速度 500 m/s 層上面深度。活断層トレース（赤線）は、中田・今泉（2002） による「活断層」及び「推定活断層」を示している。地図の背景は微地形区分（若松・松岡,
2013）による。

678

図97

Ｓ波速度200 m/s層上面深度。
（左上：熊本平野、右上：八代平野、左下：人吉盆地、

左中：天草諸島周辺、右上：水俣平野～出水平野周辺）

図98

Ｓ波速度300 m/s層上面深度

679

図99

Ｓ波速度400 m/s層上面深度

図100

Ｓ波速度500 m/s層上面深度680

9）震源断層モデルと強震動予測a) 震源断層モデル設定
2016 年熊本地震では布田川断層帯布田川区間が活動したとされ、日奈久断層帯高野－白旗区間の一部に地表地震断層が観察されている。布田川断層帯では、宇土区間と宇土半島北岸区間が連動するシナリオを設定した。この際、宇土区間については、本調査観測で行われた反射法地震探査（文部科学省研究開発局・九州大学，2017）および宇土区間の反射法地震探査（国立研究開発法人産業技術総合研究所 ，2016)を参考に、地震本部での評価位
置に対して約１km 北側に移動させて設定した。
日奈久断層帯に対しては、高野－白旗区間の一部に地表地震断層が生じたが、高野－白旗区間、日奈久区間北部、日奈久区間南部、八代海区間北部、八代海区間南部の５区間をモデル化し、全体が活動するシナリオを設定した。なお、この中で、日奈久区間南部に対しては、この地域の熊本地震後の地震活動の特徴から、西傾斜（傾斜角 50 度）の震源断層面と、ほぼ鉛直（傾斜角 90 度）の断面の２つのモデル設定をした。これらを以下(1)～(2)に再掲する。
(1) 布田川断層帯：宇土区間及び宇土半島北岸区域。傾斜角は2016年熊本地震を踏まえ、
北傾斜65度。
(2) 日奈久断層帯：高野‐白旗区間から八代海区間まで。傾斜角は、高野－白旗区間は
西傾斜62度、日奈久区間北部は西傾斜60度、八代海区間北部南部は東傾斜70度、日奈久区
間南部が西傾斜50度の震源断層モデル。以降、日奈久断層帯（１）とする。
(3) 日奈久断層帯：高野‐白旗区間から八代海区間まで。ただし、日奈久区間南部が傾
斜角90度とし、他は(2)と同じ傾斜角の震源断層モデル。以降、日奈久断層帯（２）とする。
これらの震源断層の位置を図 101 に示す。震源断層は地震発生層情報から、深さ３km から 18km に設定した。アスペリティ位置は各区間の震源断層の中央を基本とした。すべり角は、サブテーマ２で実施された微小地震のメカニズム解析から得られた応力軸の方向に対して、設定した震源断層面に対してもっともすべりやすい角度をすべり角として設定することとし、各区間の震源断層での平均値と標準偏差を使い、空間的にゆらぎのあるすべり
角を与えることとした。地震シナリオとして、破壊開始点は、破壊伝播の差が強く出ると考えられる、震源断層モデルの両端のアスペリティから破壊を開始する場合の ２ケースを設定し、３震源断層モデル×２破壊開始点=６つの地震シナリオ計算を実施した。
布田川断層帯はレシピ（地震調査研究推進本部地震調査委員会，2017）の長期評価された地表の活断層長さ等から地震規模を設定し震源断層モデルを設定する場合 の方法により、想定震源断層パラメータを設定した。一方、日奈久断層帯（１）（２）はレシピの過去の地
震記録や調査結果などの諸知見を吟味・判断して震源断層モデルを設定する場合 の方法により、想定震源断層パラメータを設定した。以下、布田川断層帯の震源断層パラメータ一
覧（表 23）、震源断層モデル（図 102）、日奈久断層帯（１）の震源断層パラメータ一覧（表24）、震源断層モデル（図 103）、日奈久断層帯（２）の震源断層パラメータ一覧（表 25）、
震源断層モデル（図 104）を示す。
破壊開始点はレシピに従い以下のように設定した。布田川断層帯西破壊： 破壊開始点を宇土半島北岸区間のアスペリティ中央下端に設定。 布田川断層帯東破壊：宇土区間のアス
ペリティ中央下端に設定。日奈久断層帯（１）および（２）北破壊：高野白旗区間のアス
681

ペリティ下端南側に設定。日奈久断層帯（１）および南破壊：八代海区間南部のアスペリ
ティ下端南側に設定。
破壊様式は以下のように設定した。破壊伝播速度は V r = 0.72、 V S = 2.45 km/s とし、各区間内の破壊は同心円状に伝播すると仮定した。各区間の破壊開始深さは各区間アスペリ
ティ下端深さに対応し、（震源断層全体の）破壊開始点に最も近い位置から破壊するものとする。各区間の破壊の連続性については、連続している（と見なすことのできる）区間に対しては破壊がそのまま伝播すると仮定し、区間の破壊開始点から次の区間側の横端部まで破壊が到達したとき、次の区間の破壊が始まる。この、連続と見なす区間は、日奈久断
層帯の高野―白旗区間と日奈久区間北部、日奈久区間北部と日奈久区間南部（傾斜角50度の場合）、および八代海区間北部と八代海区間南部とした。連続していない区間は、一番近い区間の破壊が進んだ地点から射出されたS波が、次の区間の破壊開始（予定）点まで到達したときに破壊が開始するものとした。
また、ライズタイムはレシピに従い t r = 0.5* W / V r で設定した。ここで、 W は断層幅(km)、V r は破壊伝播速度(km/s)とする。図105(a)～(f)に、各計算ケースの破壊様式の概要を示す。
各区間の震源断層の計算に用いる要素断層（後述する統計的グリーン関数法の要素断層サ
イズは２㎞×２㎞サイズ）に与えたすべり方向を、図106(a)～(h)に示した。各要素断層に記載されている赤線方向が平均値で、実際に与えたすべり方向は矢印方向となる。

図 101

震源断層モデルの位置図（黒色矩形：日奈久断層帯、赤色矩形：布田川断層帯）

細線が震源断層の地表投影、太線は単純化した活断層トレース(３．１(d)図 210 より)。

682

表 23

布田川断層帯の想定震源断層パラメータ

巨視的震源パラメータ

設定方法

長さ L
マグニチュード M
走向 θ
傾斜角 δ
すべり角 λ /標準偏差断層モデル上端深さ
断層モデル長さ L model
断層モデル幅 W model

宇土区間 19.4 km、宇土半島北岸区間 27.0 km
M = (log L +2.9) / 0.6

断層モデル面積 S model

S model = L model × W model

360 km2

504 km2
2

864 km
4.22E+19 Nm
7.0
3.4 km

地震モーメント M 0log M 0 = 1.17 ・M + 10.72
モーメントマグニチュード M w M w = (log M 0 - 9.1) / 1.5
S波速度 β地殻内の平均値
地殻内の平均値
密度 ρ2.70E+03 kg/m3

地殻内の平均値

剛性率 μ

設定値
宇土区間
宇土半島北岸区間
46.4 km7.6
246.5°
240.5°
65°
65°-128°/21°-128°/13°
3 km
3 km
20 km
28 km
18 km
18 km

3.12E+10 N/m2
3

1/2

静的応力降下量 Δσ
平均すべり量 D modelΔσ = 7/16 ・(M 0 / R ), R = (S model / π )D model = M 0 / (μ ・S model)

短周期レベル A

A = 2.46 ・1017 × M 01/3

4.0 MPa
1.6 m
1.84E+19 Nm/s2

微視的震源パラメータ
全アスペリティ面積 S a
全アスペリティ実効応力 σ a
単位区間ごとの微視的パラメータ
単位区間地震モーメント M 0 seg
単位区間平均すべり量 D seg
全 面積 S a seg
ア
平均すべり量 D a seg
テスィ ペ 実効応力 σ a seg
リ 地震モーメント M 0a seg
背景領域

面積 S b
平均すべり量 D b
実効応力 σ b
地震モーメント M b

S a = πr 2 , r = (7π /4) ・{M 0 / (A ・R )}1/3
σ a = (S model / S a) ・Δσ

241.0 km2
14.3 MPa

単位区間面積の1.5乗に比例して配分
D seg = M 0 seg / (μ ・S seg)

1.59E+19 Nm
1.4 m

2.63E+19 Nm
1.7 m

単位区間面積に比例して配分
D a seg = γ D・D seg , γ D=2.0
σ a seg = σ a seg
M 0a seg = μ ・D a seg・S a seg

100.4 km2
2.8 m
14.3 MPa
8.90E+18 Nm

140.6 km2
3.3 m
14.3 MPa
1.47E+19 Nm

S b = S model - S a
D b = M 0b / (μ ・S b)
σ b = (D b / W b) / (D a / W a)・σ a
M 0b = M 0 seg - M 0a seg

259.6 km2
0.9 m
2.4 MPa
7.00E+18 Nm

363.4 km2
1.0 m
2.4 MPa
1.16E+19 Nm

683

NE

宇土半島北岸区間

宇土区間

SW├───────────────────┤├───────────────────────────┤

20 km

28 km

Sa = 140.6 km2
Sa = 100.4 km2(14 km × 10 km)(10 km × 10 km)

σa = 14.3 MPa

σa = 14.3 MPa

図 102

布田川断層帯の震源断層モデルとアスペリティ配置

684

表 24
巨視的震源パラメータ
長さ L
マグニチュード M
走向 θ
傾斜角 δ
すべり角 λ /標準偏差断層モデル上端深さ
断層モデル長さ L model
断層幅 W
断層モデル幅 W model
断層モデル面積 S model

日奈久断層帯（１）の想定震源断層パラメータ
設定方法

高野白旗区間16.1 kmM = (log L +2.9) / 0.6
206.9°
62°
175°/27°3 km
16 km
17.0 km
18 km
288 km2

S model = L model × W model

設定値
日奈久区間北部 日奈久区間南部 八代海区間北部 八代海区間南部
11.8 km12.5 km28.2 km
18.4 km
87 km
8.1
39.3°
59.7°
225.5°
211.7°
70°
70°
50°
60°
-90°/25°-90°/25°-146°/30°-171°/20°
3 km
3 km
3 km
3 km
12 km
12 km
28 km
18 km
16.0 km16.0 km19.6 km17.3 km
16 km
16 km
20 km
18 km
324 km2

560 km2

192 km2

192 km2

2

1556.0 km

地震モーメント M 0
M 0 = (S/4.24×1011)2×10-7 (入倉・三宅(2001))
モーメントマグニチュード M w M w = (log M 0 - 9.1) / 1.5
S波速度 β地殻内の平均値
地殻内の平均値
密度 ρ

1.35E+20 Nm
7.4
3.4 km
2.70E+03 kg/m3

剛性率 μ静的応力降下量 Δσ
平均すべり量 D model

地殻内の平均値
Fujii and Matsu'ura(2000)
D model = M 0 / (μ ・S model)

3.12E+10 N/m2
3.1 MPa
2.8 m

短周期レベル A

A = 2.46 ・1017 × M 01/3

2.72E+19 Nm/s2

微視的震源パラメータ
全アスペリティ面積 S a
全アスペリティ実効応力 σ a
単位区間ごとの微視的パラメータ
単位区間地震モーメント M 0 seg
単位区間平均すべり量 D seg
全 面積 S a seg
ア
平均すべり量 D a seg
テスィ ペ 実効応力 σ a seg
リ 地震モーメント M 0a seg
背景領域

面積 S b
平均すべり量 D b
実効応力 σ b
地震モーメント M b

342.3 km2
14.1 MPa

22 % (Somerville et al., 1999)
σ a = (S model / S a) ・Δσ
単位区間面積の1.5乗に比例して配分
D seg = M 0 seg / (μ ・S seg)

2.25E+19 Nm
2.5 m

2.68E+19 Nm
2.7 m

6.09E+19 Nm
3.5 m

1.22E+19 Nm
2.0 m

1.22E+19 Nm
2.0 m

22 % (Somerville et al., 1999)
D a seg = γ D・D seg , γ D=2.0
σ a seg = σ a seg
M 0a seg = μ ・D a seg・S a seg

63.4 km2
5.0 m
14.1 MPa
9.90E+18 Nm

71.3 km2
5.3 m
14.1 MPa
1.18E+19 Nm

123.2 km2
7.0 m
14.1 MPa
2.68E+19 Nm

42.2 km2
4.1 m
14.1 MPa
5.40E+18 Nm

42.2 km2
4.1 m
14.1 MPa
5.40E+18 Nm

S b = S model - S a
D b = M 0b / (μ ・S b)
σ b = (D b / W b) / (D a / W a)・σ a
M 0b = M 0 seg - M 0a seg

224.6 km2
1.8 m
2.2 MPa
1.26E+19 Nm

252.7 km2
1.9 m
2.2 MPa
1.50E+19 Nm

436.8 km2
2.5 m
2.0 MPa
3.41E+19 Nm

149.8 km2
1.5 m
2.5 MPa
6.80E+18 Nm

149.8 km2
1.5 m
2.5 MPa
6.80E+18 Nm

685

高野白旗区間
日奈久区間北部
日奈久区間南部
八代海区間北部
八代海区間南部 SWNE├───────────────┤├─────────────────┤├───────────────────────────┤├───────────┤├───────────┤
16 km

18 km

Sa = 63.4 km2

Sa = 71.3 km2(8km × 8 km)(8km × 8 km)

σa = 14.1 MPa

σa = 14.1 MPa

28 km

12 km

12 km

Sa = 42.2 km2

Sa = 42.2 km2

Sa = 123.2 km2(8km × 6 km)(8km × 6 km)(12km × 10 km)

σa = 14.1 MPa

σa = 14.1 MPa

σa = 14.1 MPa

図 103

日奈久断層帯（１）の震源断層モデルとアスペリティ配置

686

表 25
巨視的震源パラメータ
長さ L
マグニチュード M
走向 θ
傾斜角 δ
すべり角 λ /標準偏差断層モデル上端深さ
断層モデル長さ L model
断層幅 W
断層モデル幅 W model
断層モデル面積 S model

日奈久断層帯（２）の想定震源断層パラメータ
設定方法

高野白旗区間16.1 kmM = (log L +2.9) / 0.6
206.9°
62°
175°/27°3 km
16 km
17.0 km
18 km
288 km2

S model = L model × W model

設定値
日奈久区間北部 日奈久区間南部 八代海区間北部 八代海区間南部
11.8 km12.5 km28.2 km
18.4 km
87 km
8.1
39.3°
59.7°
225.5°
211.7°
70°
70°
90°
60°
-90°/25°-90°/25°
180°/17°-171°/20°
3 km
3 km
3 km
3 km
12 km
12 km
28 km
18 km
16.0 km16.0 km15.0 km17.3 km
16 km
16 km
16 km
18 km
324 km2

448 km2

192 km2

192 km2

2

1444.0 km

地震モーメント M 0
M 0 = (S/4.24×1011)2×10-7 (入倉・三宅(2001))
モーメントマグニチュード M w M w = (log M 0 - 9.1) / 1.5
S波速度 β地殻内の平均値
地殻内の平均値
密度 ρ

1.16E+20 Nm
7.3
3.4 km
2.70E+03 kg/m3

剛性率 μ静的応力降下量 Δσ
平均すべり量 D model

地殻内の平均値
Fujii and Matsu'ura(2000)
D model = M 0 / (μ ・S model)

3.12E+10 N/m2
3.1 MPa
2.6 m

短周期レベル A

A = 2.46 ・1017 × M 01/3

2.58E+19 Nm/s2

微視的震源パラメータ
全アスペリティ面積 S a
全アスペリティ実効応力 σ a
単位区間ごとの微視的パラメータ
単位区間地震モーメント M 0 seg
単位区間平均すべり量 D seg
全 面積 S a seg
ア
平均すべり量 D a seg
テスィ ペ 実効応力 σ a seg
リ 地震モーメント M 0a seg
背景領域

面積 S b
平均すべり量 D b
実効応力 σ b
地震モーメント M b

317.7 km2
14.1 MPa

22 % (Somerville et al., 1999)
σ a = (S model / S a) ・Δσ
単位区間面積の1.5乗に比例して配分
D seg = M 0 seg / (μ ・S seg)

2.22E+19 Nm
2.5 m

2.65E+19 Nm
2.6 m

4.31E+19 Nm
3.1 m

1.21E+19 Nm
2.0 m

1.21E+19 Nm
2.0 m

22 % (Somerville et al., 1999)
D a seg = γ D・D seg , γ D=2.0
σ a seg = σ a seg
M 0a seg = μ ・D a seg・S a seg

63.4 km2
4.9 m
14.1 MPa
9.80E+18 Nm

71.3 km2
5.2 m
14.1 MPa
1.17E+19 Nm

98.6 km2
6.2 m
14.1 MPa
1.90E+19 Nm

42.2 km2
4.0 m
14.1 MPa
5.30E+18 Nm

42.2 km2
4.0 m
14.1 MPa
5.30E+18 Nm

S b = S model - S a
D b = M 0b / (μ ・S b)
σ b = (D b / W b) / (D a / W a)・σ a
M 0b = M 0 seg - M 0a seg

224.6 km2
1.8 m
2.2 MPa
1.24E+19 Nm

252.7 km2
1.9 m
2.2 MPa
1.48E+19 Nm

349.4 km2
2.2 m
2.5 MPa
2.41E+19 Nm

149.8 km2
1.5 m
2.5 MPa
6.80E+18 Nm

149.8 km2
1.5 m
2.5 MPa
6.80E+18 Nm

687

高野白旗区間
日奈久区間北部
日奈久区間南部
八代海区間北部
八代海区間南部 SWNE├───────────────┤├─────────────────┤├───────────────────────────┤├───────────┤├───────────┤
16 km

18 km

28 km

Sa = 63.4 km2

Sa = 71.3 km2

Sa = 98.6 km2(8km × 8 km)(8km × 8 km)(12km × 8 km)

σa = 14.1 MPa

σa = 14.1 MPa

σa = 14.1 MPa

図 104

12 km

12 km

Sa = 42.2 km2

Sa = 42.2 km2(8km × 6 km)(8km × 6 km)

σa = 14.1 MPa

σa = 14.1 MPa

日奈久断層帯（２）の震源断層モデルとアスペリティ配置

688

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0

5

10

15

20

：断層の破壊開始点：区間の破壊開始点；破壊フロント到達時に破壊開①宇土半島北岸区間から破壊開始②宇土半島北岸区間の東端まで破壊が進行（13/2.45=5.41 秒）③宇土区間の破壊開始

図 105(a)布田川断層帯西破壊の破壊様式
689

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0

5

10

15

20

：断層の破壊開始点：区間の破壊開始点；破壊フロント到達時に破壊開①宇土区間から破壊開始②宇土区間西端まで破壊が進行（11/2.45=4.49 秒）③宇土半島北岸区間の破壊開始

図 105(b)

布田川断層帯東破壊の破壊様式

690

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0
5
10
15
20

：断層の破壊開始点：区間の破壊開始点；破壊フロント到達時に破壊開始
S①高野－白旗区間から破壊開始②高野－白旗区間の南端まで破壊が進行（4/2.45=1.63 秒）③日奈久区間北部の破壊開始④日奈久区間北部の南端まで破壊が進行（1.63+18/2.45=8.98 秒）⑤日奈久区間南部の破壊開始⑥日奈久区間南部の南端まで破壊が進行（8.98+28/2.45=20.41 秒）⑦日 奈久 区 間南 部の 南 端か ら八 代 海区 間北 部 の破 壊開 始 点まで S
波伝播、八代海区間北部の破壊開始（20.41+13.4/3.4=24.36 秒）⑧八代海区間北部の南端まで破壊が進行（24.36+12/2.45=29.26 秒）⑨八代海区間南部の破壊開始

図 105(c)日奈久断層帯（１）北破壊の破壊様式
691

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0
5
10
15
20

：断層の破壊開始点：区間の破壊開始点；破壊フロント到達時に破壊開始
S①八代海区間南部から破壊開始②八代海区間南部の北端まで破壊が進行（6/2.45=2.45 秒）③八代海区間北部の破壊開始④八代海区間北部の北端まで破壊が進行（2.45+12/2.45=7.35 秒）⑤八 代海 区 間北 部の 北 端か ら日 奈 久区 間南 部 の破 壊開 始 点まで S
波伝播、日奈久区間南部の破壊開始（7.35+13.4/3.4=11.30 秒）⑥日奈久区間南部の北端まで破壊が進行（11.30+28/2.45=22.73 秒）⑦日奈久区間北部の破壊開始⑧日奈久区間北部の北端まで破壊が進行（17.59+18/2.45=30.07 秒）⑨高野－白旗区間の破壊開始

図 105(d)日奈久断層帯（１）南破壊の破壊様式
692

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0
5
10
15
20

：断層の破壊開始点：区間の破壊開始点；破壊フロント到達時に破壊開始
S①高野－白旗区間から破壊開始②高野－白旗区間の南端まで破壊が進行（4/2.45=1.63 秒）③日奈久区間北部の破壊開始④日奈久区間北部の南端まで破壊が進行（1.63+18/2.45=8.98 秒）⑤日 奈久 区 間北 部の 南 端か ら日 奈 久区 間南 部 の破 壊開 始 点まで S
波伝播、日奈久区間南部の破壊開始（8.98+7.91/3.45=11.31 秒）⑥日奈久区間南部の南端まで破壊が進行（11.31+28/2.45=22.73 秒）⑦日 奈久 区 間南 部の 南 端か ら八 代 海区 間北 部 の破 壊開 始 点まで S
波伝播、八代海区間北部の破壊開始（22.73+5.28/3.4=24.29 秒）⑧八代海区間北部の南端まで破壊が進行（24.29+12/2.45=29.19 秒）⑨八代海区間南部の破壊開始

図 105(e)日奈久断層帯（２）北破壊の破壊様式
693

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0
5
10
15
20

：断層の破壊開始点：区間の破壊開始点；破壊フロント到達時に破壊開始
S①八代海区間南部から破壊開始②八代海区間南部の北端まで破壊が進行（6/2.45=2.45 秒）③八代海区間北部の破壊開始④八代海区間北部の北端まで破壊が進行（2.45+12/2.45=7.35 秒）⑤八 代海 区 間北 部の 北 端か ら日 奈 久区 間南 部 の破 壊開 始 点まで S
波伝播、日奈久区間南部の破壊開始（7.35+5.28/3.4=8.90 秒）⑥日奈久区間南部の北端まで破壊が進行（8.90+28/2.45=20.33 秒）⑦日奈久区間南部の北端から日奈久区間北部の破壊開始点まで S
波伝播、日奈久区間北部の破壊開始（20.33+7.91/3.4=22.66 秒）⑧日奈久区間北部の北端まで破壊が進行（22.66+18/2.45=30.00 秒）⑨高野－白旗区間の破壊開始

図 105(f)日奈久断層帯（２）南破壊の破壊様式
694

図 106(a)布田川断層帯宇土区間震源断層のすべり角（平均-128 度

標準偏差 21 度）。

赤線は３．２(2)b)9) 布田川・日奈久断層帯における震源断層モデルの推定、によって推定された各断層面での最適なすべり方向を示し、矢印が地震動計算に用いる震源断層モデ
ルのすべり方向を表す。

図 106(b)

布田川断層帯宇土半島北岸区間震源断層のすべり角（平均-128 度度）。赤線、黒矢印は図 106(a)説明に準じる。
695

標準偏差 13

図 106(c)日奈久断層帯高野－白旗区間震源断層のすべり角（平均 175 度

標準偏差 27度）。赤線、黒矢印は図 106(a)説明に準じる。

図 106(d)日奈久断層日奈久区間北部震源断層のすべり角（平均-171 度

赤線、黒矢印は図 106(a)説明に準じる。
696

標準偏差 20 度）。

図 106(e) 日奈久断層日奈久区間南部（傾斜 50 度の場合）の震源断層のすべり角（平均146 度

標準偏差 30 度）。赤線、黒矢印は図 106(a)説明に準じる。

図 106(f) 日奈久断層日奈久区間南部（傾斜 90 度の場合）の震源断層のすべり角（平均 180度

標準偏差 17 度）。赤線、黒矢印は図 106(a)説明に準じる。
697

図 106(g)

日奈久断層八代海区間北部震源断層のすべり角（平均-90 度

標準偏差 25 度）。

赤線、黒矢印は図 106(a)説明に準じる。

図 106(h) 日奈久断層八代海区間南部震源断層のすべり角（平均-90 度度）。赤線、黒矢印は図 106(a)説明に準じる。

698

標準偏差 25b) 計算領域および統計的グリーン関数による地震動計算
地震動計算の領域について説明する。震源断層の近傍にあたる強い揺れに見舞われる地域、
熊本平野や八代平野を中心とした地域を「詳細地域」とよび、熊本県全域及び鹿児島県出水周辺、長崎県雲仙周辺を含む地域を「広域」と呼んで、モデルおよび震動強さに関係し、強震動予測に用いる方法を変えて計算することとした。
「詳細地域」と「広域」の領域の凡その領域の微地形区分を図 107 に示す。
両地域とも、高周波数側は統計的グリーン関数法、低周波数側は差分法を用いるが、開放基盤面の取り扱いや浅部地盤応答の取り扱いを変えている。表 26 にこれらの違いをまとめた。ここでは、高周波数側の計算に用いる統計的グリーン関数について説明し、「詳細地域」、「広域」それぞれの工学的基盤面での速度分布を得るところまでを示す。
表層地盤モデルを設定した「詳細地域」については、Vs300 m/s を工学的基盤とし、250 m
メッシュ単位で計算を行った。また、「広域」については、Vs600 m/s を工学的基盤とし、1km メッシュ単位で計算を行った。
統計的グリーン関数は、Boore(1983)の加速度振幅スペクトルおよび佐藤・他 (1994)の包絡関数を用い、地震基盤における要素波を SV 波、SH 波それぞれについて求め、入倉・他(1997)
による方法で波形合成を行った。ここで、地震基盤から工学的基盤までの地盤増幅は、各地点の１次元地盤構造モデルに SV 波、SH 波斜め入射を行って工学的基盤面上での震動を求め、座標回転により NS 成分、EW 成分、UD 成分の３成分の波形を求めた。なお、理論ラディエー
ション係数を算出するための射出角および非弾性減衰を算出するための走時については、球殻モデルによる計算値を用いた。以下に要素波の作成方法、波形合成の計算方法等について示す。
地震基盤における要素波の周波数 𝑓 [Hz]に関する加速度振幅スペクトル 𝐴(𝑓) を設定する。

𝐴(𝑓) =𝑅𝜃𝜙 (𝑓) 𝑀0 ∙ (2𝜋𝑓)21exp(− 𝜋𝑓𝑡𝑡 ⁄𝑄)
𝜌𝛽
∙
∙
∙
∙√
2
1
3
4𝜋𝜌𝛽
𝑅
𝜌𝑏 𝛽𝑏
𝑓
[1 + (𝑓⁄𝑓max )2𝑠 ]2
1+( )
𝑓c

ここで、 𝑅𝜃𝜙 はラディエーション係数、 𝜌[kg/m3 ] および β は震源における密度およびS
波速度を表す。 𝑀0 [N∙m] は地震モーメント、 𝑓𝑐 [Hz] はコーナー周波数であり、𝑓max [Hz] はハ
イカットフィルターの遮断周波数を表し、係数 𝑠 はフィルターの次数を表す。 𝑄 は伝播経路のおける減衰定数、 𝑡𝑡 [s] および 𝑅[km] はそれぞれ、震源からサイト直下の地震基盤までの走時および距離を表す。また、𝜌𝑏 , 𝛽𝑏 はそれぞれ、地震基盤における密度およびＳ波速度である。ここでは染井・他(2018)を参考に伝播経路 𝑄 = 62.5𝑓 0.83 とした。高周波遮断周波数𝑓max は６Hzに設定し、次数 𝑠 は２を用いた。また、コーナー周波数 𝑓𝑐 は Brune(1970)に基づき、次式で算出した。
𝑓𝑐 = 4.9 × 106 𝛽(∆𝜎⁄𝑀0 )1/3
𝐴(𝑓)で与えられる振幅スペクトル特性に一様乱数で位相を与え、佐藤・他(1994)による包699

絡関数を考慮し、地震基盤における要素波を作成した。
次に、ラディエーション係数 𝑅𝜃𝜙 (𝑓) について、低周波数では理論放射係数𝑅𝜃𝜙0 、高周波数では平均化された放射係数 𝑅𝜃𝜙𝑚 となるように、次式の香川(2004)による方法を用いた。

𝑅𝜃𝜙 =(log(𝑓2 ) − log(𝑓))𝑅𝜃𝜙0 + (log(𝑓) − log(𝑓1 ))𝑅𝜃𝜙𝑚log(𝑓2 ) − log(𝑓1 )こ こ で は 𝑓1 = 0.25Hz, 𝑓2 = 2Hz と し 、 高 周 波 数 で の 平 均 化 さ れ た 𝑅𝜃𝜙𝑚 は 大 西 ・ 堀 家(2004)により算出した。震源からサイト直下の地震基盤までの走時 𝑡𝑡 および射出角については、笠原(1985)を参考にした球殻モデルにより算出される値を用いた。球殻モデルのＳ波
構造は、モホ面深さ 𝑀 を32[km]、地表からの深さを 𝐻 [km]として以下のように設定した。
𝑅0 − 𝐻 −60
Vs = 3.1 × (
)
𝑅0

𝐻<𝑀

𝑅0 − 𝐻 −3
Vs = 4.475 × ()
𝑅0 − 𝑀

𝐻≥𝑀

ここで、球殻モデルの半径 𝑅0 は6371[km]とした。
以上を基に、香川(2004)を参考に、積分による変位波形がベル型となるという条件を満たす波形を地震基盤における要素波として採用した。
工学的基盤面での波形合成では、前述のようにSV波、SH波それぞれに、サイト直下の地盤構造を用いた斜め入射による地盤増幅を考慮し、RadialおよびTransverse成分からNSおよびEW成分への座標回転を考慮した後、入倉・他(1997)による補正関数を用い波形合成を行った。

𝑁𝐿 𝑁𝑊

1
𝑈(𝑓) = ∑ ∑ 𝑒 −𝑖2𝜋𝑓t𝑚𝑛 {1 + ′𝑛 (1 − 𝑒 −1 )𝑚

(𝑁𝐷 −1)𝑛′

𝑛

∑

−

𝑒

(𝑘−1)𝜏
𝑘−1−𝑖2𝜋𝑓(𝑁𝐷 −1)𝑛′ 𝑒(𝑁𝐷 −1)𝑛′ } 𝑢𝑚𝑛 (𝑓)

𝑘=1

ここで、 𝑈(𝑓) は波形合成後のサイトの加速度フーリエスペクトルであり、 𝑢𝑚𝑛 (𝑓) は要
素断層によるサイトの加速度フーリエスペクトルである。 𝑡𝑚𝑛 は破壊開始時刻からサイトに到達するまでの時間であり、球殻モデルによる走時と破壊開始点から要素断層までの破壊
伝播時間の和で表される。𝑁𝐿 , 𝑁𝑊 , 𝑁𝐷 はそれぞれ長さ方向、幅方向、すべり方向の分割数であり、 𝜏[s] はライズタイム、 𝑛′ は重ね合わせによる人工的な周期特性を有効周波数より高い周波数側に移動させる再分割数である。
統計的グリーン関数法の計算結果として、工学的基盤の震度および最大速度（水平２成分合成）を示す。
「詳細地域」の各想定地震の計算結果を図108(a)～(f)に示す。布田川断層帯
西破壊の計算結果（図108(a)）は、熊本平野、宇土半島北岸を中心に震度６強以上の領域が広がる。最大速度は宇土半島で150 cm/s 弱がとなる。布田川断層帯東破壊の計算結果（図108(b)）は、布田川断層帯西破壊よりやや小さく、熊本平野から宇土半島北東まで震度６強
以上の領域が広がり、最大速度は宇土区間アスペリティ周辺で120 cm/s 程度である。日奈
700

久断層帯（１）北破壊の計算結果（図108(c)）は、熊本平野、八代平野で震度６強以上の領域が広がる。特に、日奈久区間北部のアスペリティ周辺で震度７の地点が多く見られる。最大速度は破壊の進行方向にあたる、高野－白旗区間のアスペリティ北東、日奈久区間北部のアスペリティ南東で大きく、最大で150 cm/s 強程度となる。日奈久断層帯（１）南破壊の震度分布（図108(d)）は、概ね日奈久断層帯（１）北破壊と同程度である。最大速度は、熊本平野に比べ八代平野が比較的小さい結果である。熊本平野で最大150 cm/s 程度がとなる。
日奈久断層帯（２）北破壊の計算結果（図108(e)）は、日奈久断層帯（１）北破壊とほぼ同等である。日奈久断層帯（２）南破壊の震度分布（図108(f)）は、日奈久断層帯（１）南破壊とほぼ同等である。最大速度については、日奈久区間南部の違いにより、日奈久断層（２）南破壊の方が八代平野で大きい。
次に「広域」の計算結果を図109(a)～(f)に示す。布田川断層帯西破壊の計算結果（図109(a)）
は、宇土半島北岸および熊本平野で震度６弱～６強の領域が広がる。最大速度は100 cm/s 程度である。布田川断層帯東破壊の計算結果（図109(b)）は、断層周辺では布田川断層西破壊に比べやや小さく、最大速度は100 cm/s 弱である。日奈久断層帯（１）北破壊の計算結果（図109(c)）は、熊本平野北東、八代平野周辺で震度６強以上の領域が広がり、最大速度は120 cm/s 程度である。日奈久断層帯（１）南破壊の震度分布（図109(d)）の傾向は、日奈久断層帯（１）北破壊と同様である。最大速度分布はやや異なり、熊本平野の西部まで大きい
領域が広がる。日奈久断層帯（２）北破壊の計算結果（図109(e)）は、断層形状やメカニズ
ムの異なる日奈久断層区間南部周辺以外は日奈久断層帯（１）北破壊の計算結果と同等である。日奈久断層帯（２）南破壊（図109(f)）も同様に、日奈久断層区間南部周辺以外は日奈
久断層帯（２）北破壊の計算結果と同等である。
一般に「詳細地域」の最大速度値が「広域」より大きいのは、工学的基盤面の速度の設定が異なるためで、「詳細地域」のそれはVs300m/sに対して、「広域」はVs600m/sであることによる。同じ震源断層モデルで、破壊開始点が違うにも拘わらず、最大速度分布が似通っているのは、短周期側の評価には破壊伝播様式の違いが出にくいことと関係している可能性がある。
表 26 「詳細領域」と「広域」における工学的基盤速度情報と浅部モデルによる増幅評価の一覧
領域／計算方法

ハイブリッド工学的基盤速度

浅部構造の増幅評価と震度値

詳細領域

Vs300m/s

工学的基盤面波形を浅部地盤モデルに入力して等価線形法で地表波形を計算
し、波形より計測震度を計算。

広域

Vs600m/s

工学的基盤面最大速度(PGV)から震度値に変換(藤本・翠川，2005)。深さ 30ｍまでの平均Ｓ波速度値(AVS30)と震度増分の関係式（藤本・翠川,2005）を用いて地表震度を計算。

701

山地
山麓地
丘陵
火山地
火山山麓地
火山性丘陵
岩石台地
砂礫質台地
ローム台地
谷底低地
扇状地
自然堤防
後背湿地
旧河道
三角州・海岸低地
砂州・砂礫州砂丘
砂州・砂丘間低地
干拓地
埋立地
磯・岩礁
河原
河道
湖沼

図 107

設定した計算範囲の微地形区分（若松・松岡，2013）。上図：「詳細地域」、下図：

「広域」

702

図 108(a)布田川断層帯西破壊の（上）工学的基盤面震度分布、および（下）工学的基盤面

最大速度分布703

図 108(b)布田川断層帯東破壊の（上）工学的基盤面震度分布、および（下）工学的基盤面

最大速度分布704

図 108(c)日奈久断層帯（１）北破壊の（上）工学的基盤面震度分布、および（下）工学的基盤面最大速度分布705

図 108(c)日奈久断層帯（１）南破壊の（上）工学的基盤面震度分布、および（下）工学的基盤面最大速度分布706

図 108(e)日奈久断層帯（２）北破壊の（上）工学的基盤面震度分布、および（下）工学的基盤面最大速度分布707

図 108(f)日奈久断層帯（２）南破壊の（上）工学的基盤面震度分布、および（下）工学的基盤面最大速度分布708

図 109(a)布田川断層帯西破壊の（上）工学的基盤面震度分布、および（下）工学的基盤面

最大速度分布709

図 109(b)布田川断層帯東破壊の（上）工学的基盤面震度分布、および（下）工学的基盤面

最大速度分布710

図 109(c)日奈久断層帯（１）北破壊の（上）工学的基盤面震度分布、および（下）工学的基盤面最大速度分布711

図 109(d)日奈久断層帯（１）南破壊の（上）工学的基盤面震度分布、および（下）工学的基盤面最大速度分布712

図 109(e)日奈久断層帯（２）北破壊の（上）工学的基盤面震度分布、および（下）工学的基盤面最大速度分布713

図 109(f)日奈久断層帯（２）南破壊の（上）工学的基盤面震度分布、および（下）工学的基盤面最大速度分布714c) 差分法による低周波数帯域の地震動計算
低周波数帯域の地震動は、３次元有限差分法により計算を行った。
「詳細地域」と「広域」
では、統計的グリーン関数の評価と一致するように、それぞれ、Ｓ波速度 300m/s 層およびＳ波速度 600m/s を解放基盤面とする計算を行った。差分法の計算の基本となる差分スキー
ムは、速度―応力スタッガードグリッド（Virieux，1986)であり、時間方向に２次，空間方向に４次の精度（Levander，1988)で計算を行っている。速度―応力スタガード･グリッドに対する震源の導入には、モーメントテンソルを等価体積力として表現する方法（Graves，
1996)を用いた。構造モデルの非弾性減衰の取り扱いは Robertsson et al.(1994）による方法を基準周波数 0.25Hz で使っている。表 27～28 には差分法の計算諸元を示した。図 110 には「詳細地域」と「広域」の実際の計算範囲を地図に示した。図 111 にはＱ値の周波数依存曲線を示す。表 29 に浅部および深部地盤モデルに使われている層構造の物性値の一覧を示す。差分計算に関係する層構造物性値（Ｓ波速度、Ｐ波速度、密度、Qp、Qs 値）は、J-SHISの地盤モデルのそれを使用している。なお、浅い地盤のＳ波構造は、項目 7)などで実際に求めているが、Ｐ波速度、密度についての情報がないため、狐崎・他(1990)と Ludwig et al.
(1973)の経験式をもとに設定した。
３次元有限差分法の計算は、「詳細地域」では解放基盤面を Vs300m/s 層とし、「広域」では解放基盤面を Vs600 m/s 層としている。最小グリッドサイズは、それぞれ 45 m、90 m とし、計算周波数帯は両ケースともに 1.33Hz(周期 0.75 秒)までとなる。計算の際には、解放基盤
面を Vs300m/s 層とした場合には、モデルに存在する Vs300 m/s 層以浅の速度層を取り除き、取り除いた分は構造全体をもちあげたモデルで計算を行った。解放基盤面が Vs600m/s の「広域」の計算の場合も同様にモデルの Vs600m/s より小さいＳ波速度層は取り除き、持ち上げたモデルとしている。地震基盤以深の構造は、全国一次地下構造モデル（暫定版）(地震調査
研究推進本部地震調査委員会，2012; Koketsu et al., 2012)の 15 層以下の構造を接続し、物性値についても全国一次地下構造モデル（暫定版）の値を用いた（表 30）。図 112(a)～(c)に震源断層モデルと震源領域付近の地盤・地殻構造モデルの関係を示す断面図を表した。地
図に示される赤線が地盤・地殻構造モデル断面図の位置である。図中の深緑の領域がＳ波速
度 3.4 km/s、密度 2.7g/cm 3 にあたり（剛性率 3.12E+10N/m 2）、アスペリティの大部分はこの速度層内に位置していることがわかる。
以下、「詳細地域」および「広域」の計算結果、それぞれの設定した工学的基盤面上での最大速度分布（１Hz までのハイカットフィルターを通して、水平２成分の時刻歴波形のベクトル合成最大値）を示す。
「詳細地域」の最大水平速度分布を図 113(a)～(c)に示す。周波数１Hz のハイカットフィ
ルターを施し、水平２成分時刻歴ベクトル合成の最大値を最大水平速度として示している。
図 113(a)に布田川断層帯の結果を示している。布田川断層帯西破壊では、宇土半島北岸区域の西側において最大値が 100cm/s を超えている領域がみられる。一方、布田川断層帯東破壊
では、宇土区間および宇土半島北岸区域において 100cm/s を超えている領域がみられる。図113(b)には日奈久断層帯（１）による最大速度分布を示す。北破壊の最大速度分布では、高野－白旗区間の北東部、日奈久区間北部の南東部、日奈久区間南部のアスペリティ直上付近
で最大速度が大きい。南破壊では、高野－白旗区間の北東部、日奈久区間北部の南東部、八代海区間南部の北西部で最大速度が大きい。図 113(c)には日奈久断層帯（２）による最大速715

度分布を示す。日奈久断層帯（１）と違う震源断層モデルをおいている、日奈久区間南部周辺において日奈久断層帯（１）の最大速度分布と異なっているが、日奈久区間南部の多くが海域下のため、陸域の地震動分布は類似している。また、この日奈久区間南部周辺以外ではほぼ同様の最大速度分布を示している。
図 114 に市町村役場位置を示す。これらのうち、黄色の星印の地点について、それぞれのシナリオで計算された合計６ケースの計算速度波形と振幅スペクトルの比較を行った。図115(a)～(i)に計算速度波形の比較を示す。波形には周波数１Hz のハイカットフィルターを施している。八代市役所では日奈久断層帯（１）（２）の北破壊ケースの特に東西成分で大きな振幅を示している。氷川町役場では日奈久断層帯（１）（２）の最大速度はほぼ同じ大きさを示している。
上天草市役所では短周期の波群の成分はあまり大きくない。宇城市役所でも同様であり、日奈久断層帯（１）（２）の南破壊ケースの振幅がやや大きい。美里町役場、甲佐町役場では堆積層の厚さが薄く増幅が小さく、震源起源の長周期の波群のみが卓越している。宇土市役
所では日奈久断層帯（１）（２）の南破壊ケースで大きな振幅を示している。熊本市南区役所
では破壊伝播効果により、布田川断層帯東破壊ケースで最も大きな最大速度を示しているが、日奈久断層帯南破壊（１）（２）でも、破壊伝播の向かってくる方向になるため、大きな最大速度を示している。御船町役場は日奈久断層帯北破壊（１）（２）ではインパルス的な速度波形であるが、南破壊ケースでは継続時間がやや長い波形となっている。北破壊の場合は近傍の断層からの影響が強い一方、南破壊では破壊が近づく方向になることから、震動継続時間が長くなるのであろう。嘉島町役場でも同様であるが、サイトが高野－白旗区間のアスペリ
ティの直上に位置しているため、150cm/sを超えるような最大速度となっている。熊本市西区役所では布田川断層帯西破壊、熊本市中央区役所では日奈久断層帯（２）南破壊ケースで最も大きな最大速度を示している。熊本市東区役所では日奈久断層帯（１）（２）北破壊ケー
スでインパルス的な波形が計算され、日奈久断層帯（１）（２）南破壊ケースでは継続時間が長い波形が計算された。益城町役場・菊陽町役場・大津町役場・合志市役所でも同様である。
「広域」の最大水平速度分布を図116(a)～(c)に示す。
「詳細地域」と同じく、周波数１Hzのハイカットフィルターを施し、水平２成分時刻歴ベクトル合成の最大値を最大水平速度として示している。解放基盤面をVs300m/s層とした「詳細地域」と比べると、速度分布の最大値はやや小さくなっているが、分布の特徴は似ている。図117(a)～(B)には図114に示した市
町村役場位置での速度波形を各震源断層モデルで比較している。最小Ｓ波速度がVs600m/sでのモデル計算であることから、速度分布図（図116）からもわかるように、震源近傍でかつ熊本平野や八代平野といった堆積層構造が発達している場所で地震動が大きくなっているが、波形にもそういう傾向がみられていて、熊本市の各区役所や八代平野内の観測点で揺れが大
きく、震動継続時間も長い結果が得られている。また、南島原市では、布田川断層帯東破壊モデルで大きな揺れになっており、破壊様式によっては、強い揺れに見舞われる可能性を示
している。

716

表 27

「詳細地域」Vs300 m/s 層を解放基盤としたケースの計算緒元

グリッドサイズ(m)経度方向距離(km)
緯度方向距離(km)
深度方向
グリッドサイズ(m)
計算間隔(秒)ステップ数
左下隅の座標右上隅の座標計算最小周期(秒)

表 28

45
76
88
45
90
180
270

グリッド数1688
グリッド数1944
深さ0 km～0.9 km
深さ0.9km～4.05 km
深さ4.05km～8.01 km
深さ8.01km～35.01 km
吸収境界を除いた深度29.61km

0.002564,000
計算時間 160 (s)EW：-75000m NS：-96000m
EW：1000m NS：-8500m
0.750「広域」Vs600 m/s 層を解放基盤としたケースの計算緒元

グリッドサイズ(m)経度方向距離(km)
緯度方向距離(km)
深度方向
グリッドサイズ(m)

計算間隔(秒)ステップ数
左下隅の座標右上隅の座標計算最小周期(秒)

90
145
145
90
180
360
540

グリッド数1611
グリッド数1611
深さ0 km～0.9 km
深さ0.9km～4.14 km
深さ4.14km～8.1 km
深さ8.1km～37.8 km
吸収境界を除いた深度27km

0.005827,586
計算時間 160 (s)EW：-105000m NS：-115000m
EW：40000m NS：30000m
0.750

717

図 110

計算範囲。「詳細地域」は赤枠、「広域」は青枠を計算対象領域とした。背景の地質

図は産業技術総合研究所地質調査総合センター（2003）、活断層トレース（赤線）は、中田・今泉（2002）を用いた。青線の格子および青数字は、平面直角座標系第Ⅱ系の座標を
示す。

図111

差分で用いたQ値の周波数依存曲線。基準周波数を0.25Hzとして、Q=150とした場合。
718

表 29

各層で用いた物性値一覧

Vs(km/s) Vp(km/s) ρ(g/cm3)
0.100
1.40
1.75
0.125
1.43
1.76
0.150
1.46
1.77
0.175
1.48
1.78
0.200
1.51
1.80
0.225
1.54
1.81
0.250
1.57
1.82
浅部モデル
0.275
1.60
1.83
0.300
1.60
1.84
0.350
1.60
1.85
0.400
1.60
1.85
0.450
1.70
1.90
0.500
1.80
1.90
0.600
2.00
1.90
0.650
2.00
1.95
0.700
2.10
2.00
0.750
2.10
2.00
0.800
2.20
2.00
0.850
2.30
2.05
0.900
2.40
2.05
0.950
2.40
2.10
1.000
2.50
2.10
1.100
2.50
2.15
1.200
2.60
2.15
1.300
2.70
2.20
1.400
3.00
2.25
深部モデル
1.500
3.20
2.25
1.600
3.40
2.30
1.700
3.50
2.30
1.800
3.60
2.35
1.900
3.70
2.35
2.000
3.80
2.40
2.100
4.00
2.40
2.100
4.00
2.40
2.700
5.00
2.50
2.900
4.60
2.55
2.700
5.00
2.50
3.100
5.50
2.60
3.200
5.50
2.65

Qs
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
100
100
100
100
100
100
100
100
150
150
150
150
150
150
150
150
150
150
200
200
200
200
200
200
300
300

Qp
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
100
100
100
100
100
100
100
100
150
150
150
150
150
150
150
150
150
150
200
200
200
200
200
200
300
300

J -SHI Sによる
物性値

狐崎ほか(1990)より Vp1.6km/s を超えないように設定
Ludwig et al.(1973)より

719

表 30

全国一次地下構造モデル（暫定版）(地震調査研究推進本部地震調査委員会，2012;

Koketsu et al., 2012)による物性値一覧

720

西
図 112(a)東布田川断層帯震源断層と地盤・地殻構造モデルの断面図。左：震源断層モデルと地盤・地殻構造モデルの断面図の位置（赤線）を示す。右上：布田川断層帯西破壊震源断層モデル。右下：布田川断層帯東破壊震源断層モデル。黒い格子が震源断層モデルの位置。★：
各区間の破壊開始点位置。□はアスペリティ位置。

721

北
図 112(b)南
日奈久断層帯（１）震源断層と地盤・地殻構造モデルの断面図。上：震源断層モ

デルと地盤・地殻構造モデルの断面図の位置（赤線）を示す。中：日奈久断層帯北破壊震源
断層モデル

下：日奈久断層帯南破壊震源断層モデル。黒い格子が震源断層モデルの位置。

★：各区間の破壊開始点位置。□はアスペリティ位置。

722

北
図 112(c)南
日奈久断層帯（２）震源断層と地盤・地殻構造モデルの断面図。上：震源断層モ

デルと地盤・地殻構造モデルの断面図の位置（赤線）を示す。中：日奈久断層帯北破壊震源
断層モデル

下：日奈久断層帯南破壊震源断層モデル。黒い格子が震源断層モデルの位置。

★：各区間の破壊開始点位置。□はアスペリティ位置。

723

図 113(a) 最大水平速度分布。（左）布田川断層帯西破壊モデル、（右）布田川断層帯東破壊モデル 。解放基盤面を Vs300m/s 層とした「詳細地域」の結果。格子と星は震源断層モデルのサブ断層と破壊開始点を表す。太い格子部分は強震動生成域。赤線 は、中田・今泉（2002）
による「活断層」及び「推定活断層」を示す。

724

図 113(b) 最大水平速度分布。
（左）日奈久断層帯（１）北破壊モデル、（右）日奈久断層帯（１）南破壊モデル。解放基盤面を Vs300m/s 層とした「詳細地域」の結果。格子と星は震源断層モデルのサブ断層と破壊開始点を表す。太い格子部分は強震動生成域。赤線は、中田・今泉（2002）による「活断層」及び「推定活断層」を示す。
725

図 113(b) 最大水平速度分布。
（左）日奈久断層帯（２）北破壊モデル、（右）日奈久断層帯（２）南破壊モデル。解放基盤面を Vs300m/s 層とした「詳細地域」の結果。格子と星は震源断層モデルのサブ断層と破壊開始点を表す。太い格子部分は強震動生成域。赤線は、中田・今泉（2002）による「活断層」及び「推定活断層」を示す。
726

図 114

市町村役場位置（星印）。黄星印は「詳細地域」として図 115 に波形を比較する地点。矩形および矩形内の矩形は、各セグメントに対する震源断層モデルおよび各震源断層モデルの強震動生成域の地表投影を表す。背景の地質図は、産業技術総合研究所地質調査
総合センター（2003）による。

727

図 115(a) 「詳細地域」計算で求められた速度波形および速度フーリエ振幅スペクトルの各震源断層モデルに対する比較。 黒：布田川断層帯西破壊
日奈久断層帯（１）北破壊、

赤：布田川断層帯東破壊

青：

緑：日奈久断層帯（１）南破壊、橙：日奈久断層帯（２）北破壊、紫：日奈久断層帯（２）南破壊の場合。（上）八代市役所、（下）氷川町役場。
728

図 115(b)凡例は(a)と同じ。(上)上天草市役所、（下）宇城市役所729

図 115(c)凡例は(a)と同じ。(上)美里町役場、（下）甲佐町役場。

730

図 115(d)凡例は(a)と同じ。(上)宇土市役所、（下）熊本市南区役所。

731

図 115(e)凡例は(a)と同じ。(上) 御船町役場、（下）嘉島町役場。

732

図 115(f)凡例は(a)と同じ。(上)熊本市西区役所、（下）熊本市中央区役所。

733

図 115(g)凡例は(a)と同じ。(上)熊本市東区役所、（下）益城町役場。

734

図 115(h)凡例は(a)と同じ。(上)菊陽町役場、（下）大津町役場。

735

図 115(i)凡例は(a)と同じ。合志市役所。

736

図 116(a) 「広域」領域の差分法によって得られた最大速度分布。
（左）布田川断層帯震源断層西破壊、（右）布田川断層帯震源断層東破壊。
格子と星は震源断層モデルと破壊開始点を表す。１辺太線となっているのが、矩形断層の浅い辺を表す。格子内の格子は強震動生成域。赤線は、中田・今泉（2002）による「活断層」及び「推定活断層」を示す。
737

図 116(b)「広域」領域の差分法によって得られた最大速度分布。（左）日奈久断層帯（１）震源断層北破壊、（右）日奈久断層帯（１）震源断層南破壊。格子と星は震源断層モデルと破壊開始点を表す。１辺太線となっているのが、矩形断層の浅い辺を表す。格子内の格子 は強震動生成域。赤線は、中田・今泉（2002）による「活断層」及び「推定活断層」を示す。
738

図 116(b)「広域」領域の差分法によって得られた最大速度分布。（左）日奈久断層帯（２）震源断層北破壊、（右）日奈久断層帯（２）震源断層南破壊。格子と星は震源断層モデルと破壊開始点を表す。１辺太線となっているのが、矩形断層の浅い辺を表す。格子内の格子 は強震動生成域。赤線は、中田・今泉（2002）による「活断層」及び「推定活断層」を示す。
739

図 117(a) 「広域」計算による速度波形および速度フーリエ振幅スペクトルの震源断層モデルによる比較。黒：布田川断層帯西破壊

赤：布田川断層帯東破壊

青：日奈久断層帯(１)北破壊、緑：日奈久断層帯(１)南破壊、橙：日奈久断層帯(２)北破壊、紫：日奈久断
層帯(２)南破壊。（上）阿久根市役所、（下）出水市役所。
740

図 117(b) 凡例は(a)と同じ。（上）長嶋町役場、（下）水俣市役所。

741

図 117(c) 凡例は(a)と同じ。（上）津奈木町役場、（下）錦町役場。

742

図 117(d) 凡例は(a)と同じ。（上）人吉市役所、（下）相良町役場。

743

図 117(e) 凡例は(a)と同じ。（上）山江村役場、（下）あさぎり町役場。

744

図 117(f) 凡例は(a)と同じ。（上）芦北町役場、（下）球磨町役場。

745

図 117(g) 凡例は(a)と同じ。（上）多良木町役場、（下）湯前町役場。

746

図 117(h) 凡例は(a)と同じ。（上）五木町役場、（下）天草市役所。

747

図 117(i) 凡例は(a)と同じ。（上）苓北町役場、（下）八代市役所。

748

図 117(j) 凡例は(a)と同じ。（上）氷川町役場、（下）南島原市。

749

図 117(k) 凡例は(a)と同じ。（上）上天草市役所、（下）宇城市役所。

750

図 117(l) 凡例は(a)と同じ。（上）美里町役場、（下）甲佐町役場。

751

図 117(m) 凡例は(a)と同じ。（上）水上村役場、（下）宇土市役所。

752

図 117(n) 凡例は(a)と同じ。（上）熊本市南区役所、（下）御船町役場。

753

図 117(o) 凡例は(a)と同じ。（上）嘉島町役場、（下）山都町役場。

754

図 117(p) 凡例は(a)と同じ。（上）島原市役所、（下）熊本西区役所。

755

図 117(q) 凡例は(a)と同じ。
（上）熊本市役所・熊本市中央区役所、（下）熊本市東区役所。

756

図 117(r) 凡例は(a)と同じ。（上）益城町役場、（下）雲仙市役所。

757

図 117(s) 凡例は(a)と同じ。（上）熊本市北区役所、（下）菊陽町役場。

758

図 117(t) 凡例は(a)と同じ。（上）大津町役場、（下）合志市役所。

759

図 117(u) 凡例は(a)と同じ。（上）西原村役場、（下）長洲町役場。

760

図 117(v) 凡例は(a)と同じ。（上）荒尾市役所、（下）玉名市役所。

761

図 117(w) 凡例は(a)と同じ。（上）和水町役場、（下）玉東町役場。

762

図 117(x) 凡例は(a)と同じ。（上）菊池市役所、（下）南関町役場。

763

図 117(y) 凡例は(a)と同じ。（上）山鹿市役所、（下）南阿蘇村役場。

764

図 117(z) 凡例は(a)と同じ。（上）高森町役場、（下）阿蘇市役所。

765

図 117(A) 凡例は(a)と同じ。（上）産山村役場、（下）南小国町役場。

766

図 117(B) 凡例は(a)と同じ。小国町役場。

767e)ハイブリッド法による工学的基盤地震動の計算
工学的基盤における広帯域地震動は、差分法（３次元有限差分法 、FD3D）と統計的グリーン関数法のハイブリッド法により計算した。図 118 に計算手順を示す。統計的グリーン関数法と差分法では、完全に同じ速度構造モデルを使っているわけではないため、Ｓ波 走時に若干の差が生じている。両者の走時差を考慮して統計的グリーン関数法（加速度波形
がもともと計算されている）の波形の時刻をシフトすることを行っている。一方、差分法
計算結果は速度波形なので、これを微分して加速度波形にして、ハイカットフィルター、さらには 100 Hz にリサンプリングを行う。両波形を時間領域で足し合わせることにより 、広帯域の計算波形を計算する。統計的グリーン関数法における初動走時の計算は c)で記載した。差分法による計算波形に対して初動走時を読みとることは、信頼できる周波数帯域
が低周波数帯域に限られていることや震源時間関数の形状に起因して困難であるため、差分法に使用した地盤・地殻モデルを縦横深さ方向に１km のグリッド速度構造モデルに変換し、そのモデルに対して三次元レイトレーシングを実施して得られる走時を差分法の初動走時とした。これらの走時補正施して、マッチングフィルター（図 119）によるフィルタ
ーを通したのちに、統計的グリーン関数法と差分法の波形の足し合わせを行った。 以下、「詳細地域」と「広域」の工学的基盤面でのハイブリッド波形から計算される最大速度 分
布や最大加速度分布、計測震度分布、地震動予測式との比較を行う。
「詳細地域」の計算結果を図 120(a)～(f)に示す。図面には、ハイブリッド法による工学的基盤面(V S 300 m/s)での計測震度、最大速度、最大加速度の分布を示している。比較のために、統計的グリーン関数のみによる計測震度図も示している。
布田川断層帯西破壊ケース（図 120(a)）では熊本市中央区、南区を中心として震度６強のエリアが広がっている。また、宇土半島北岸区域に隣接する宇土市や宇城市などでも震度６強の地点がみられる。最大速度・加速度も概ね同様の分布傾向を示しており、熊本市
南区などで 100 cm/s を超えている。80 cm/s を超える地点はあまり多くない。図 120(b)には布田川断層帯東破壊ケースの結果を示す。布田川断層帯西破壊ケースに比べて震度６強のエリアはやや小さい。熊本市中央区、南区、東区などで震度 ６強の地点がみられる。
宇土市や宇城市などでも震度６強の地点がみられる。最大速度は、宇土区間の上端の直上に 80 cm/s を超える地点が広がっている。最大加速度は宇土区間のアスペリティのほぼ直上で大きな値を示している。図 120(c)に日奈久断層帯（１）北破壊ケースを示す。宇城市、氷川町、八代市などで震度７のエリアがみられる。熊本市南区、御船町などでも震度７の地点がみられる。最大速度は八代市や熊本市東区、益城町など破壊進行方向で大きな値を示す。80 cm/s を超える地域は、熊本平野西部、八代平野のほぼ全域に広がってい る。最大加速度はアスペリティの近傍で大きな値の傾向を示す。図 120(d)に日奈久断層帯（１）南破壊ケースの結果を示す。宇城市、氷川町、八代市などで震度 ７の地点がみられる。熊
本市南区、御船町などでも震度７の地点がみられる。最大速度は嘉島町を中心に大きな値を示している。宇城市南部や八代平野の南部でも大きな値を示している。 80 cm/s を超える地域は、熊本平野西部、八代平野のほぼ全域に広がっているが、八代平野に おいては日奈久断層帯（１）北破壊ケースに比べやや狭い領域である。最大加速度はアスペリティの近傍で大きな値の傾向を示している。図 120(e)に日奈久断層帯（２）北破壊ケースの結果を示す。宇城市、氷川町、八代市などで震度７のエリアがみられる。日奈久断層帯（１）768北破壊ケースと比較すると八代平野南部でやや震度が小さい傾向を示している。最大速度、
最大加速度は日奈久断層帯（１）北破壊ケースの分布と非常に類似している。 80 cm/s を超える地域は、熊本平野西部、八代平野のほぼ全域に広がっている。図 120(f)に日奈久断
層帯（２）南破壊ケースの結果を示す。日奈久断層帯（１） 南破壊ケースと比較すると八代平野南部でやや震度が小さい傾向を示している。最大速度は八代平野南部で大きな値を示している。最大速度、最大加速度は八代市役所周辺で奈久断層帯（１） 南破壊ケースと比較してやや小さい傾向がみられる。
図 121(a)～(f)には、地震動予測式（司・翠川，1999）との比較を行った。図 121(a)は
布田川断層帯西破壊ケースである。最大加速度は工学的基盤 V S 300 m/s の式によく対応しているが、最大速度については地震動予測式の平均よりやや小さい傾向がある。図 121(b)は、布田川断層帯東破壊ケースのである。布田川断層帯西破壊ケースと同様に最大加速度
は工学的基盤 V S 300 m/s の式によく対応しているが、最大速度については地震動予測式の平均よりやや小さい傾向がある。図 121(c)は、日奈久断層帯（１）北破壊ケースである。
布田川断層帯と同様に最大加速度は工学的基盤 Vs300m/s の式によく対応しているが、最大速度については地震動予測式の平均よりやや小さい傾向がある。図 121(d)に日奈久断層
帯（１）南破壊ケースを示す。断層最短距離 10～15 km 付近で最大速度が大きくなる地点がある。破壊が伝播する方向の地点であると考えられる。図 121(e)は、日奈久断層帯（２）北 破 壊 ケ ー ス を 示 す 。 日 奈 久 断 層 帯 （ １ ） 北 破 壊 ケ ー ス と 同 様 の 傾 向 を 示 し て い る 。図121(f)は、日奈久断層帯（２）南破壊ケースを示す。日奈久断層帯（１）南破壊ケースと同様に断層最短距離 10～15 km 付近で最大速度が大きくなる地点がみられる。
「広域」の計算結果を、「詳細地域」と同様、計測震度、最大速度、最大加速度分布で示し、比較する。これらは図 122(a)～(f)に示している。図 122(a) に布田川断層帯西破壊ケースを示す。熊本平野中央部や宇土半島北岸で震度 ６強のエリアが広がっている。最大速度は一部で 80 cm/s を超えている。図 122(b)に布田川断層帯東破壊ケースを示す。布田川
断層帯西破壊ケースに比べ震度６強のエリアが小さい。ただし、最大速度は宇土区間の上端付近で 80 cm/s を超える地域が広がっており、布田川断層帯西破壊ケースに比べてやや広域に広がっている。図 122(c)に日奈久断層帯（１）北破壊ケースを示す。熊本平野中央部、宇土半島南岸、八代平野北部、八代平野南部で震度 ６強のエリアが広がっている。最
大速度は、高野－白旗区間の北東部、八代平野南部等破壊が伝播する方向で最大速度が大きくなっている。図 122(d)に日奈久断層帯（１）南破壊ケースを示す。震度６強のエリアの広がりは日奈久断層帯（１）北破壊ケースとほぼ同じであるが、震度 ５弱のエリアが熊本県北東部に伸びている。最大速度の分布も同様である 。図 122(e)に日奈久断層帯（２）北破壊ケースを示す。熊本平野中央部、宇土半島南岸、八代平野北部で震度６強のエリアが広がっている。八代平野南部においては日奈久断層帯（１）北破壊ケースに比べやや震度は小さい。最大速度は、日奈久断層帯（１）北破壊ケースと同様に、高野白幡区間の北東部、八代平野南部等破壊が伝播する方向で最大速度が大きくなっている。ただし、天草上 島 で の 最 大 速 度 は 日 奈 久 断 層 帯 （ １ ） 北 破 壊 ケ ー ス に 比 べ や や 小 さ く な っ て い る 。図122(f)に日奈久断層帯（２）南破壊ケースの結果を示す。熊本平野中央部、宇土半島南岸、八代平野北部、八代平野南部で震度６強のエリアが広がっている。高野―白旗区間の北東部、八代平野南部で最大速度が大きい。
769

図 123(a)～(f)には、地震動予測式（司・翠川，1999）との比較を行った。図 123(a)が布田川断層帯西破壊ケースである。断層最短距離 10 km 程度までは地震動予測式によく対応している。特に最大加速度の震源距離 20 km 以上において地震動予測式に比べてやや過小になっている。図 123(b)に布田川断層帯東破壊ケースを示す。布田川断層帯西破壊ケースと同様に、断層最短距離 10 km 程度までは地震動予測式によく対応している。図 123(c)に日奈久断層帯（１）北破壊ケースを示す。断層最短距離 10 km 程度までは地震動予測式によく対応している。最大加速度の震源距離 20 km 以上において地震動予測式に比べてやや過小となっている。図 123(d)に日奈久断層帯（１）南破壊ケースを示す。断層最短距離
10 km 程度までは地震動予測式によく対応している。 図 123(e)に日奈久断層帯（２）北破壊ケースを示す。断層最短距離 10 km 程度までは地震動予測式によく対応している。 図
123(f)に日奈久断層帯（２）南破壊ケースを示す。断層最短距離 10 km 程度までは地震動予測式によく対応している。断層最短距離 40～50 km において地震動予測式に比べ過大評
価の地点がみられるが、この領域は熊本県・大分県境付近や阿蘇山の北部地域 である。
地震動予測式との比較においては、震源距離 20 ㎞を超えているところで、予測式より小さい地震動分布となっている。日奈久断層帯の東南側に広がる丘陵地、山地は地表面が硬質地盤やさらに固い岩盤に近い地域で、モデルにもそれが反映されており、 V S 600 m/s より大きい速度の地盤が地表にあることから、AVS600 m/s の地震動予測式より下回る予測になっている可能性はある。

770

図 118

図 119

ハイブリッド法による工学的基盤面波形の作成方法

本研究で用いたマッチングフィルター。黒線は SGF 法のローカットフィルター、

赤線は FD3D 法（差分法）のハイカットフィルターを示す。
771

図 120(a)「詳細地域」布田川断層帯西破壊ケースの（左上）ハイブリッド法による工学的
基盤震度、（右上）統計的グリーン関数法工学的基盤震度、（左下）ハイブリッド法最大速度（水平２成分時刻歴ベクトル合成）、（右下）ハイブリッド法最大加速度（水平動の最大値）

772

図 120(b)「詳細地域」布田川断層帯東破壊ケースの（左上）ハイブリッド法による工学的
基盤震度、（右上）統計的グリーン関数法工学的基盤震度、（左下）ハイブリッド法最大速度（水平２成分時刻歴ベクトル合成）、（右下）ハイブリッド法最大加速度（水平動の最大値）

773

図 120(c)「詳細地域」日奈久断層帯（１）北破壊ケースの（左上）ハイブリッド法による工学的基盤震度、（右上）統計的グリーン関数法工学的基盤震度、（左下）ハイブリッド法
最大速度（水平２成分時刻歴ベクトル合成）、（右下）ハイブリッド法最大加速度（水平動
の最大値）

774

図 120(d)「詳細地域」日奈久断層帯（１）南破壊ケースの（左上）ハイブリッド法による工学的基盤震度、（右上）統計的グリーン関数法工学的基盤震度、（左下）ハイブリッド法
最大速度（水平２成分時刻歴ベクトル合成）、（右下）ハイブリッド法最大加速度（水平動
の最大値）

775

図 120(e)「詳細地域」日奈久断層帯（２）北破壊ケースの（左上）ハイブリッド法による工学的基盤震度、（右上）統計的グリーン関数法工学的基盤震度、（左下）ハイブリッド法
最大速度（水平２成分時刻歴ベクトル合成）、（右下）ハイブリッド法最大加速度（水平動
の最大値）

776

図 120(f)「詳細地域」日奈久断層帯（２）北破壊ケースの（左上）ハイブリッド法による工学的基盤震度、（右上）統計的グリーン関数法工学的基盤震度、（左下）ハイブリッド法
最大速度（水平２成分時刻歴ベクトル合成）、（右下）ハイブリッド法最大加速度（水平動
の最大値）

777

図 121(a)地震動予測式（司・翠川，1999)との比較。布田川断層帯西破壊ケース（左上）最大加速度（断層最短距離）、（右上）最大加速度（等価震源距離）、（左下） 最大速度（断層最短距離）、（右下）最大速度（等価震源距離）。赤線、緑線はそれぞれ AVS30(深さ 30m までの S 波速度 Vs の平均値)が Vs600m/s、Vs300m/s の式の平均および±標準偏差の関係式を示す。

778

図 121(b)地震動予測式（司・翠川，1999)との比較。布田川断層帯東破壊ケース（左上）最大加速度（断層最短距離）、（右上）最大加速度（等価震源距離）、（左下）最大速度（断層最短距離）、（右下）最大速度（等価震源距離）。赤線、緑線はそれぞれ AVS30
が Vs600m/s、Vs300m/s の式の平均および±標準偏差の関係式を示す。

779

図 121(c)

地震動予測式（司・翠川，1999)との比較。日奈久断層帯（１）北破壊ケース（左上）最大加速度（断層最短距離）、（右上）最大加速度（等価震源距離）、（左下）最大速度（断層最短距離）、（右下）最大速度（等価震源距離）。赤線、緑線はそれぞれ AVS30
が Vs600m/s、Vs300m/s の式の平均および±標準偏差の関係式を示す。

780

図 121(d)地震動予測式（司・翠川，1999)との比較。日奈久断層帯（１）南破壊ケース（左上）最大加速度（断層最短距離）、（右上）最大加速度（等価震源距離）、（左下）最大速度（断層最短距離）、（右下）最大速度（等価震源距離）。赤線、緑線はそれぞれ AVS30
が Vs600m/s、Vs300m/s の式の平均および±標準偏差の関係式を示す。

781

図 121(e)

地震動予測式（司・翠川，1999)との比較。日奈久断層帯（２）北破壊ケース（左上）最大加速度（断層最短距離）、（右上）最大加速度（等価震源距離）、（左下）最大速度（断層最短距離）、（右下）最大速度（等価震源距離）。赤線、緑線はそれぞれ AVS30
が Vs600m/s、Vs300m/s の式の平均および±標準偏差の関係式を示す。

782

図 121(f)地震動予測式（司・翠川，1999)との比較。日奈久断層帯（２）南破壊ケース（左上）最大加速度（断層最短距離）、（右上）最大加速度（等価震源距離）、（左下）最大速度（断層最短距離）、（右下）最大速度（等価震源距離）。赤線、緑線はそれぞれ AVS30
が Vs600m/s、Vs300m/s の式の平均および±標準偏差の関係式を示す。

783

図 122(a)「広域」布田川断層帯西破壊ケースの、（左上）ハイブリッド法による工学的基
盤震度、（右上）統計的グリーン関数法工学的基盤震度、（左下）ハイブリッド法最大速度（水平２成分時刻歴ベクトル合成）、（右下）ハイブリッド法最大加速度（水平動の最大値）

784

図 122(b)「広域」布田川断層帯東破壊ケースの、（左上）ハイブリッド法による工学的基
盤震度、（右上）統計的グリーン関数法工学的基盤震度、（左下）ハイブリッド法最大速度（水平２成分時刻歴ベクトル合成）、（右下）ハイブリッド法最大加速度（水平動の最大値）

785

図 122(c)「広域」日奈久断層帯（１）北破壊ケースの、（左上）ハイブリッド法による工学
的基盤震度、（右上）統計的グリーン関数法工学的基盤震度、（左下）ハイブリッド法最大速度（水平２成分時刻歴ベクトル合成）、（右下）ハイブリッド法最大加速度（水平動の最
大値）

786

図 122(d)「広域」日奈久断層帯（１）南破壊ケースの、（左上）ハイブリッド法による工学
的基盤震度、（右上）統計的グリーン関数法工学的基盤震度、（左下）ハイブリッド法最大速度（水平２成分時刻歴ベクトル合成）、（右下）ハイブリッド法最大加速度（水平動の最
大値）

787

図 122(e)「広域」日奈久断層帯（２）北破壊ケースの、（左上）ハイブリッド法による工学
的基盤震度、（右上）統計的グリーン関数法工学的基盤震度、（左下）ハイブリッド法最大速度（水平２成分時刻歴ベクトル合成）、（右下）ハイブリッド法最大加速度（水平動の最
大値）

788

図 122(f)「広域」日奈久断層帯（２）南破壊ケースの、（左上）ハイブリッド法による工学
的基盤震度、（右上）統計的グリーン関数法工学的基盤震度、（左下）ハイブリッド法最大速度（水平２成分時刻歴ベクトル合成）、（右下）ハイブリッド法最大加速度（水平動の最
大値）

789

図 123(a)地震動予測式（司・翠川，1999)との比較。布田川断層帯西破壊ケース（左上）最大加速度（断層最短距離）、（右上）最大加速度（等価震源距離）、（左下）最大速度（断層最短距離）、（右下）最大速度（等価震源距離）。 赤線は AVS30 が Vs600m/s の式の平均および±標準偏差の関係式を示す。

790

図 123(b)地震動予測式（司・翠川，1999)との比較。布田川断層帯東破壊ケース（左上）最大加速度（断層最短距離）、（右上）最大加速度（等価震源距離）、（左下）最大速度（断層最短距離）、（右下）最大速度（等価震源距離）。 赤線は AVS30 が Vs600m/s の式の平均および±標準偏差の関係式を示す。

791

図 123(c)

地震動予測式（司・翠川，1999)との比較。日奈久断層帯（１）北破壊ケース（左上）最大加速度（断層最短距離）、（右上）最大加速度（等価震源距離）、（左下）最大速度（断層最短距離）、（右下）最大速度（等価震源距離）。 赤線は AVS30 が Vs600m/s の式の平均および±標準偏差の関係式を示す。

792

図 123(d)地震動予測式（司・翠川，1999)との比較。日奈久断層帯（１）南破壊ケース（左上）最大加速度（断層最短距離）、（右上）最大加速度（等価震源距離）、（左下）最大速度（断層最短距離）、（右下）最大速度（等価震源距離）。 赤線は AVS30 が Vs600m/s の式の平均および±標準偏差の関係式を示す。

793

図 123(e)

地震動予測式（司・翠川，1999)との比較。日奈久断層帯（２）北破壊ケース（左上）最大加速度（断層最短距離）、（右上）最大加速度（等価震源距離）、（左下）最大速度（断層最短距離）、（右下）最大速度（等価震源距離）。 赤線は AVS30 が Vs600m/s の式の平均および±標準偏差の関係式を示す。

794

図 123(f)

地震動予測式（司・翠川，1999)との比較。日奈久断層帯（２）南破壊ケース（左上）最大加速度（断層最短距離）、（右上）最大加速度（等価震源距離）、（左下）最大速度（断層最短距離）、（右下）最大速度（等価震源距離）。 赤線は AVS30 が Vs600m/s の式の平均および±標準偏差の関係式を示す。

795

f) 地表面地震動の計算e)で得られた工学的基盤面上での地震動を用いて地表面地震動の計算を行 った。地表面
地震動の計算は、「詳細地域」については工学的基盤面から浅い部分の地盤構造モデルを用
いて等価線形解析により地表面波形を計算し、計測震度、最大速度等を求めた。また、「 広域」
については、Vs600m/s 相当以浅に関して、レシピ（地震調査研究推進本部地震調査委員会，
2017）による震度増分の評価式に基づいて地表面震度を求めた。
等価線形解析の計算手法概要を示す。等価線形解析の主な条件は SHAKE（Schnabel et al.,1972） に準じた。SHAKE では、有効ひずみ 𝛾𝑒𝑓𝑓 を次式で定義し、 𝛾𝑒𝑓𝑓 に対応する剛性率
𝐺 および減衰定数 ℎ を用いた一次元重複反射理論による周波数領域の応答解析を行う。これを反復計算し、設定した収束条件を満足した場合、反復計算が終了となる。
𝛾𝑒𝑓𝑓 = 𝛼𝛾𝑚𝑎𝑥
ここで、 𝛼 は補正係数であり、 𝛾𝑚𝑎𝑥 は最大ひずみである。ここでは、補正係数 𝛼 には標準的に用いられる 0.65 を採用した。また、収束条件についても標準的に用いられる「すべての層において 𝐺 および ℎ の前回計算との誤差が５%以内」とした。主な計算手法の設定
内容を表 31 に示す。
等価線形解析に用いる動的変形特性曲線は、熊本平野、益城周辺の台地部、八代平野、山地・丘陵の区域を図 124 のように定め、それぞれの区域で速度層に対する土質の当てはめを行い、各土質について、国土交通省都市局市街地整備課（以下、都市局）、中央防災会議、土木研究所、佐賀県の試験結果、実験式等を適用した。熊本平野については、有明粘土層、砂質土層を設定した。有明粘土層に対しては、佐賀県および都市局の試験結果を平均し、動的
変形特性曲線を作成した。砂質土層については、中央防災会議の砂質土を適用した。益城周辺の台地部については、粘性土層、砂質土層を設定し、都市局のそれぞれに対応する土質の試験結果を平均し、動的変形特性曲線を作成した。山地・丘陵については、工学的基盤以浅の風化部は砂質土を想定し、中央防災会議の砂質土を適用した。八代平野については、表層
礫層、扇状地礫層・谷埋め礫層、上部砂質土層、粘性土層、下部砂質土層、基底砂礫層を設定し、粘性土層に対しては土研式の沖積粘性土の動的変形特性曲線を、それ以外に対しては土研式の沖積砂質土の動的変形特性曲線を適用した。図 125 に各区域の土質設定内容を示す。
図 126(a)～(c)には、図 125 で示している、適用した動的変形特性曲線を示す。
八代平野に適用する土研式は有効上載圧を考慮した動的変形特性曲線であるため、地下水位が必要となる。そのため、九州地盤情報共有データベースと Kunijiban 収録のボーリング
データの地下水位情報から八代平野の計算対象メッシュの地下水位データを作成した。作成
した地下水位分布を図 127 に示す。
「詳細地域」の各想定地震の等価線形解析結果として、地表面震度分布、地表面最大速度分布（水平２成分合成）、最大ひずみ分布を図 128～図 133 に示す。それぞれ(a) 地表面震度
分布、(b)地表面最大速度分布、(c)最大ひずみ分布を表している。図 128 の布田川断層帯西破壊では、宇土半島北岸および熊本平野および周辺の台地部に震度６強～７の領域が広がる。
最大速度は台地部で大きく、150 cm/s 強となる。ひずみは熊本平野、周辺の台地部、八代平796

野北東側で１% を超える。図 129 の布田川断層帯東破壊は、震度分布の傾向は布田川断層西破壊と同様である。最大速度分布は特徴が異なり、宇土区間の破壊進行方向で大きく、ひず
みも２%を超える領域が広がる。図 130 に示す日奈久断層帯（１）では、震度７の領域が破壊開始点を設定した高野－白旗区間付近で広がっている。最大速度は八代平野で 150 cm/s 程度、熊本平野東部で 200 cm/s を超える結果となった。ただし、八代平野、熊本平野の多くの領域で最大ひずみが１ % を超えている。図 131 に示す日奈久断層帯（１）南破壊では、震度分布の傾向は日奈久断層帯（１）北破壊と同様である。最大速度分布では熊本平野の東部だけでなく西部まで 100 cm/s 以上の領域が広がる。最大ひずみも熊本平野東部から西部まで大きい。図 132 に示す日奈久断層帯（２）北破壊は、断層近傍では日奈久断層帯（１）北破壊とほぼ同等の結果である。図 133 の日奈久断層帯（２）南破壊は、断層付近の震度分布の傾向は日奈久断層帯（１）南破壊と概ね同様である。最大速度は、ひずみ分布は若干異なる領域もあるが、傾向は概ね同様である。
「詳細地域」の工学的基盤面以浅の浅い地盤構造モデルに対しては等価線形法を用いて地震動増幅を評価し、震源断層付近での強い揺れに加えて、地盤の悪い（地震波速度の遅い）
表層の場合、八代平野や熊本平野の湾岸部といったところでは、工学的基盤面の震度よりも地震動が低減するといった可能性が示された。一方、工学的基盤面震度でも震度６強以上の地震動が計算されるところでは、ひずみが１%を超えていて、一般に考えられている等価線形法の適用範囲外になっている可能性があり、注意が必要である。このようなＳ波速度が小さい地盤の強震時の挙動に関しては、地盤特性をより詳細に知る必要があるが、今回動的変形特性曲線は一部近傍の試験結果を利用するといったことをしたが、十分な試料があるとは考えられないので、より高度な評価方法を用いることとそのための信頼できる原位置のパラメータの取得が重要であると考えられる。
「広域」の地表面地震動はレシピに準じて、藤本・翠川（2006）による最大速度の増幅率
および藤本・翠川（2005）による最大速度と計測震度の関係式を用いて地表面震度を算出した。以下に、地表震度の算出方法を示す。まず、工学的基盤に対する地表の震度増分 ∆𝐼を工学的基盤最大速度（水平２成分のうち最大）𝑃𝐺𝑉𝑏 [cm/s]と最大速度増幅率𝑎𝑚𝑝から算出する。
ここで、最大速度増幅率𝑎𝑚𝑝は地表 30m 平均Ｓ波速度𝐴𝑉𝑆30と基準地盤（工学的基盤）の 30m
平均Ｓ波速度𝐴𝑉𝑆30𝑟𝑒𝑓 より求められる。なお、𝐴𝑉𝑆30は J-SHIS の表層地盤モデルのデータを用い、𝐴𝑉𝑆30𝑟𝑒𝑓 は深部地盤モデルから評価した。ただし、𝐴𝑉𝑆30𝑟𝑒𝑓 が 1500 m/s を超える場合には 1500 m/s とした。最後に、震度増分∆𝐼を工学的基盤震度𝐼𝑏 に加え、地表震度𝐼を算出する。
∆𝐼 = 2.603 ∙ log(𝑎𝑚𝑝) − 0.213 ∙ {log(𝑎𝑚𝑝)}2 − 0.426 ∙ log(𝑃𝐺𝑉𝑏 ) ∙ log(𝑎𝑚𝑝)log(𝑎𝑚𝑝) = −0.852 ∙ log(𝐴𝑉𝑆30⁄𝐴𝑉𝑆30𝑟𝑒𝑓 )𝐼 = 𝐼𝑏 + ∆𝐼
使用した𝐴𝑉𝑆30および𝐴𝑉𝑆30𝑟𝑒𝑓 分布を図 134 に示す。
「広域」の各想定地震に対する地表震度分布を図 135(a)～(f)に示す。図 135(a)の布田川断層帯西破壊では、熊本平野で震度６強～７の高震度が広がり、宇土半島においても震度６797

強以上が広がる。八代平野では震度６弱程度である。図 135(b)の布田川断層帯東破壊は、断層付近では布田川断層帯西破壊と同等であり、断層西側では布田川断層帯東破壊の方が大き
く、断層北東側では布田川断層西破壊の方が大きい。破壊伝播の効果がみられる。図 135(c)の日奈久断層帯（１）北破壊は、八代平野、熊本平野で震度６強～７の高震度が広がり、水俣、天草上島、出水においても一部で震度７となる。図 135(d)の日奈久断層帯（１）南破壊
は、断層近傍では日奈久断層帯（１）北破壊と同様の結果である。熊本県北東部や雲仙は南破壊の方がやや大きく、天草下島や阿久根などでは北破壊の方がやや大きい。図 135(e)の日奈久断層帯（２）北破壊は、日奈久断層帯（１）北破壊と同様の結果であるが、日奈久区間
南部付近では、この区間の断層形状・メカニズムの違いによって震度分布が異なる傾向がある。断層に対して南東側では日奈久断層帯（２）北破壊の方が大きく、北西側では日奈久断
層帯（１）北破壊の方が大きい。図 135(f)の日奈久断層帯（２）南破壊では、同様に、日奈久断層帯（１）南破壊と似ているが、断層に対して南東側では日奈久断層帯（２）北破壊の方が大きく、北西側では日奈久断層帯（１）北破壊の方が大きい傾向が見られる。

表 31

等価線形解析の設定内容

使用プログラム

DYNEQ（吉田, 2008）

解析手法

SHAKE に準じる

複素剛性の計算手法

G*=G(1-2h 2+2 ih√(1-h 2))

イタレーション終了の誤差判定

5%値
有効ひずみの設定

𝛾𝑒𝑓𝑓 = 𝛼𝛾𝑚𝑎𝑥 （𝛼 = 0.65）

動的変形特性曲線の与え方

G/G0 ～γ、 h ～γを表形式で与える

動的変形特性曲線

・佐賀県（2014）
・国土交通省都市局市街地整備課（2017）
・中央防災会議（2003）
・建設省土木研究所（1982）

ひずみが動的変形特性曲線の範

最大ひずみと同じ囲外に達した時の補間方法
散乱減衰

考慮しない

入力地震波

解放基盤波（2E）として入力

798

山地
山麓地
丘陵
火山地
火山山麓地
火山性丘陵
岩石台地
砂礫質台地
ローム台地
谷底低地
扇状地
自然堤防
後背湿地
旧河道
三角州・海岸低地
砂州・砂礫州砂丘
砂州・砂丘間低地
干拓地
埋立地
磯・岩礁
河原
河道
湖沼

(a) 微地形区分(b) 土質設定の区域分け
図 124「詳細区域」における(a)微地形区分（若松・松岡,2013 による）とそれに基づく(b)土質設定の区域分け
799

①土研式 沖積砂質土②土研式 沖積砂質土①土研式 沖積砂質土③佐賀県、都市局から作成④中央防災会議 砂質
土
山地・丘陵にも適用⑤都市局から作成⑥都市局から作成

図 125

各区域の土質区分けと各層で参照する関係式

800

①八代平野・砂質土（土研式

沖積砂質土）②八代平野・粘性土（土研式

沖積粘性土）

図 126(a) 動的変形特性曲線。土研式

沖積砂質土、沖積粘性土。右下がりの曲線に対しては、横軸γはせん断ひずみ、縦軸は剛性率比(G/Go)で、せん断ひずみ 10 -6 時の基準剛性率
Go に対する剛性率の変化を示す。各曲線は有効拘束圧による違いを示している。右上がりの曲線に対しては、縦軸は減衰率ｈのせん断ひずみに対する変化を示す。

801

③熊本平野・砂質土層（佐賀県、都市局から作成）④熊本平野・有明粘土層（中央防災会議

砂質土）

図 126(b) 動的変形特性曲線。佐賀県、都市局。および中央防災会議砂質土。右下がりの曲線に対しては、横軸γはせん断ひずみ、縦軸は剛性率比(G/Go)で、せん断ひずみ 10 -6 時の基準剛性率 Go に対する剛性率の変化を示す。③では、原位置試験結果を点でプロットし、佐賀県のデータと比較した。右上がりの曲線に対しては、縦軸は減衰率ｈのせん断ひずみに対する変化を示す。

802

⑤益城周辺の台地部・粘性土層（都市局から作成）⑥益城周辺の台地部・砂質土層（都市局から作成）
図 126(c) 動的変形特性曲線。都市局より作成。右下がりの曲線に対しては、横軸γはせん
断ひずみ、縦軸は剛性率比(G/Go)で、せん断ひずみ 10 -6 時の基準剛性率 Go に対する剛性率の変化を示す。原位置試験結果を点でプロットし、既往のデータと比較している。右上がりの曲線に対しては、縦軸は減衰率ｈのせん断ひずみに対する変化を示す。

803

図 127

八代平野の地下水位の設定。〇印がボーリング地点で、地下水位を色で示している。それらのデータから、八代平野全域の地下水位を内外挿したものを、各メッシュのカラーで示している。地理院地図に加筆。

804

図 128(a) 布田川断層帯西破壊の地表面震度分布。矩形および矩形内の矩形は、設定した震源断層モデルと強震動生成域の地表投影。星印が設定した破壊開始点を表している。太線
は震源断層モデルの延長と地表の交線を示す。

図 128(b) 布田川断層帯西破壊の地表面最大速度分布805

図 128(c) 布田川断層帯西破壊の最大ひずみ分布806

図 129(a) 布田川断層帯東破壊の地表面震度分布。矩形および矩形内の矩形は、設定した震源断層モデルと強震動生成域の地表投影。星印が設定した破壊開始点を表している。太線
は震源断層モデルの延長と地表の交線を示す。

図 129(b) 布田川断層帯東破壊の地表面最大速度分布807

図 129(c) 布田川断層帯東破壊の最大ひずみ分布808

図 130(a) 日奈久断層帯（１）北破壊の地表面震度分布。矩形および矩形内の矩形は、設定した震源断層モデルと強震動生成域の地表投影。星印が設定した破壊開始点を表している。太線は震源断層モデルの延長と地表の交線を示す。

図 130(b) 日奈久断層帯（１）北破壊の地表面最大速度分布809

図 130(c) 日奈久断層帯（１）北破壊の最大ひずみ分布810

図 131(a) 日奈久断層帯（１）南破壊の地表面震度分布。矩形および矩形内の矩形は、設定した震源断層モデルと強震動生成域の地表投影。星印が設定した破壊開始点を表している。太線は震源断層モデルの延長と地表の交線を示す。

図 131(b) 日奈久断層帯（１）南破壊の地表面最大速度分布811

図 131(c) 日奈久断層帯（１）南破壊の最大ひずみ分布812

図 132(a) 日奈久断層帯（２）北破壊の地表面震度分布。矩形および矩形内の矩形は、設定した震源断層モデルと強震動生成域の地表投影。星印が設定した破壊開始点を表している。太線は震源断層モデルの延長と地表の交線を示す。

図 132(b) 日奈久断層帯（２）北破壊の地表面最大速度分布813

図 132(c) 日奈久断層帯（２）北破壊の最大ひずみ分布814

図 133(a) 日奈久断層帯（２）南破壊の地表面震度分布。矩形および矩形内の矩形は、設定した震源断層モデルと強震動生成域の地表投影。星印が設定した破壊開始点を表している。太線は震源断層モデルの延長と地表の交線を示す。

図 133(b) 日奈久断層帯（２）南破壊の地表面最大速度分布815

図 133(c) 日奈久断層帯（２）南破壊の最大ひずみ分布816

図 134

最大速度増幅率に用いた AVS30 の分布（上）𝐴𝑉𝑆30𝑟𝑒𝑓

817、（下）𝐴𝑉𝑆30

図 135(a) 「広域」布田川断層帯西破壊の地表面震度分布。矩形および矩形内の矩形は、設定した震源断層モデルと強震動生成域の地表投影。星印が設定した破壊開始点を表している。太線は震源断層モデルの延長と地表の交線を示す。

818

図 135(b) 「広域」布田川断層帯東破壊の地表面震度分布。矩形および矩形内の矩形は、設定した震源断層モデルと強震動生成域の地表投影。星印が設定した破壊開始点を表している。太線は震源断層モデルの延長と地表の交線を示す。

819

図 135(c) 「広域」日奈久断層帯（１）北破壊の地表面震度分布。矩形および矩形内の矩形は、設定した震源断層モデルと強震動生成域の地表投影。星印が設定した破壊開始点を表している。太線は震源断層モデルの延長と地表の交線を示す。

820

図 135(d) 「広域」日奈久断層帯（１）南破壊の地表面震度分布。矩形および矩形内の矩形は、設定した震源断層モデルと強震動生成域の地表投影。星印が設定した破壊開始点を表している。太線は震源断層モデルの延長と地表の交線を示す。

821

図 135(e) 「広域」日奈久断層帯（２）北破壊の地表面震度分布。矩形および矩形内の矩形は、設定した震源断層モデルと強震動生成域の地表投影。星印が設定した破壊開始点を表している。太線は震源断層モデルの延長と地表の交線を示す。

822

図 135(d) 「広域」日奈久断層帯（２）南破壊の地表面震度分布。矩形および矩形内の矩形は、設定した震源断層モデルと強震動生成域の地表投影。星印が設定した破壊開始点を表している。太線は震源断層モデルの延長と地表の交線を示す。

823

(c) 結論ならびに今後の課題
本報においては、布田川・日奈久断層帯を震源断層とする地震が発生した場合に強い揺れに見舞われる想定となる地域を中心として、熊本県域および周辺部の深部および浅部地盤構造モデルの構築と、各断層帯の震源断層モデルと地盤構造モデルを用いた強震動予測を実施した。
１）熊本平野、八代平野等の臨時余震観測：当該地域で実施された臨時強震観測を一覧にした。一部のデータは地下構造モデル検証のための地震動シミュレーション （項目７））に利用した。２）自治体震度計波形データの収集と整理：熊本県および長崎県と鹿児島県の震度情報ネットワークシステムの波形データを収集した。これらの波形データは、観測点サイトの震動特性の把握、地盤構造モデル検証のための地震動シミュレーションに利用した。３）微動アレイ観測及び単点微動観測：想定震源断層に対する強震動予測を実施する際に強い揺れに見舞われる地域である八代平野を中心として、熊本県 のほぼ全域、長崎
県島原半島及び鹿児島県出水平野において微動アレイ観測と単点微動観測を実施した。 得られた表面波分散曲線や H/V スペクトル比は、深部および浅部地下構造モデル構築（項目７）および８））に利用した。４）八代平野における反射法地震探査：八代平野を東西に横断する宇城市内および八代市内での２測線の反射法地震探査を実施し、堆積層基盤面までの反射地震断面による構造情報を得た。測線断面では日奈久断層帯を東端とし、堆積層厚は約 0.5km であり、西方に向けて緩やかに層厚は薄くなっていっていることがわかった。
測線周辺で得られた微動アレイ観測結果の構造解釈にこの堆積層断面情報等を利用して、深い構造モデル構築に利用した（項目７））。５）強震観測点等の地震波増幅特性（サイト特性）の推定：上述の項目３）等の強震観測点での波形データを用いて、観測点のサイト
特性評価を実施した。観測サイト増幅特性と、項目７）および８）で構築された地盤構造
モデルの理論的増幅特性と比較し、モデルが既往のモデルより観測特性を説明していることを確認した。６）深井戸ボーリング情報の収集：平野・盆地等の基盤面深度情報の参考とするため、八代平野、人吉盆地等の深井戸地質柱状図を収集し、項目７）に活用した。
７）深部地盤構造モデルの構築：収集された微動アレイ観測結果、単点微動観測結果、八代平野での反射法地震探査、深井戸地質柱状図、既往の地球物理学的調査結果を総合して、当該地域の深部地盤構造モデルを構築した。また、中規模地震の地震動シミュレーションを実施し、モデルの妥当性を確認した。８）浅部地盤構造モデルの構築：小スパンの微動
アレイ調査結果とボーリング情報をもとに、当該地域の工学的基盤面相当以浅の浅部地盤構造モデルを構築した。９）震源断層モデルと強震動予測：既往情報およびサブテーマ１、２の研究等によって得られた布田川断層帯宇土区間、宇土半島北岸区間、および日奈久断
層帯に対する震源断層モデルを構築し、項目７）および８）に基づいた深部・浅部地盤構造モデルを含む地下構造モデルに基づき、強震動予測レシピによる強震動予測 を行った。
震源断層モデルとしては、日奈久断層帯の日奈久区間に対して、鉛直断層面を想定した場合と、傾斜角 50 度で八代平野の下に震源断層が存在するケースを想定した。強震動予測
は、熊本県全域を含む広域計算では、ハイブリッド法により工学的基盤相当までの地震動計算を行い、表層地盤増幅は微地形区分による震度増分を実施する方法（現在、地震本部で実施されている方法）と、震源断層近傍域の高震度に見舞われる領域の計算（震源近傍824域計算）においては、工学的基盤面相当までのハイブリッド法による地震動計算を行い、浅部地盤モデルに等価線形法によって地表地震動を求め、計測震度を求めた。 想定した震源断層面に近く、堆積層構造の地域は震度６弱以上の揺れに見舞われる想定となっている。
なお、震源近傍域計算においては、想定される地震動での歪みレベルがやや大きいことで、地表の地震動レベルが計算結果としては小さくなり、例えば熊本平野や八代平野の湾岸では震度値が広域計算に比して小さくなっているのは、等価線形法の適用外と考えられることに留意する必要がある。地盤の非線形性をよりよくモデル化する計算法を用いることが必要であると同時に、それに利用する浅い地盤の動的特性情報が十分でないことから、予測の高度化には対象地域での地盤試料と動的特性資料が必要とされる。今回構築された深部と浅部の地盤構造モデルは、今回取り上げた震源断層モデルのみならず、さまざまな想
定地震の地震動予測等に用いることが期待される。
本報における反射法探査、強震観測や微動調査、自治体震度計の波形データ収集、深いボーリング情報収集については、熊本県及び熊本地方気象台、鹿児島県、長崎県、八代市、宇城市をはじめとする関係自治体、現地の方々のご理解とご協力があって行うことが できた。記して感謝の意を表する。
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