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社会防災シス

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

公益財団法人鉄道総合技術研究所鉄道地震工学研究

副主任研究

津野 靖士

センター

員

公益財団法人鉄道総合技術研究所鉄道地震工学研究

副主任研究

センター

員

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

283

是永 将宏

(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、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資料を収集 した。また、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、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資料の収集を継続した 。また、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すすめた 。
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を統合し、三次元地下速度構造モデル高度化を継続する。サブテーマ１、２の研究によって得られた震源断層像に基づいた強震動評価を行う。
(2) 平成 29 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。平成 28 年
度に報告したように、熊本平野およびその周辺地域においては、 内閣府 SIP「レジリエン
トな防災・減災機能の強化」の課題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熊本平野の浅部・深部統合地盤モデルが構築されている。しかし、対象地震断層帯が活動した場合に 八代平野及び その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) 八代平野における反射法地震探査：堆積層の地下284

構造情報、基盤面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。
2) 八代平野における微動アレイ観測：八代平野を網羅的にカバーする微動アレイ観測を多数実施し、堆積層内および基盤における S 波速度に関する基礎情報を得た。3) 八代平野と熊本平野の接合部での 単点微動観測：熊本平野と八代平野は宇土半島の根元付近でつながっているが、既往情報と本報 2)で行った観測でこの接続部分の情報が欠落していることから、この地域の地下構造モデル高度化のため、微動アレイ観測と単点微動観測を実施し、S 波速度構造及び堆積層厚に関する情報を得た。 4)熊本県震度情報ネットワーク観測点等
における微動アレイ観測：平成 28 年度に引き続き、熊本県 震度情報ネットワークシステムの震度観測点や強震観測点周辺における地下構造情報を得るために、天草 諸島、葦北地域
及び人吉盆地地域の観測点周辺での微動アレイ観測を実施した。5) 八代平野を中心とした
余震，微動アレイ観測 ：八代平野の震動特性評価のため、八代平野を中心とした地域において臨時の強震連続観測を実施し、観測点サイトでの小半径微動アレイ観測を実施した。
6) 熊本県震度情報ネットワークシステム波形データを用いた観測点サイト特性評価：平成
28 年度に収集した熊本県震度情報ネットワークシステム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、地下構造モデルの検証を開始した。7) 深井戸ボーリング情報の収集：平成 28 年度に引き続き、深井戸の地質柱状図の収集を行った。8) 三次元地下速度構造モデル高度化：本報および昨年度の報告に基づき、対象地域の三次元地下 速度構造モ
デルの高度化について整理した。
(b) 業務の成果
1) 八代平野における反射法 地震探査a)はじめに2016 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いる。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予定である。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地盤構造
モデル、深部、浅部地盤モデルの精度を高めることは強震動予測の高度化に不可欠である。
熊本平野においては平成 28 年度に反射法地震探査を実施し、平野下の基盤までの堆積層内の構造を調査したが、本報では 、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 １に、概要を表１に示す。表２は今回の探査仕様を取りまとめている。表３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285

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１、２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。

図１

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）

286

表１

調査測線の概要

測線名

延長

宇城測線

約 4km

熊本県宇城市小川町南部田～北部田

八代測線

約 7km

熊本県八代市千丁町古閑出～川田町東

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

所在地

表２ 主な探査仕様
内 容
Ｐ波反射法地震探査
Ｐ波
2
宇城測線
八代測線
3,871m7,317m

3,505m

6,635m20m

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

サンプリング間
隔
収録様式
震源

考

予察調査の結果を踏まえ、決定

10m

標準受振点間隔

収録記録長備

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)

287

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３
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

288

写真１

現地観測風景（中型バイブレータ）

写真２

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２に示し、表４に処理に使った主なパラメータを記載した。
289

図２

反射法地震探査標準データ処理フロー

290

表４

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
1.75291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３、４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５、６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７、８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９、10 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 11 は測線を熊本県地質図編纂委員会編著(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、変成岩類などよりなる。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 11 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292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 12、13 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。

293

図３

解析測線位置図：宇城測線。CMP 番号を赤字で表す。

図４

解析測線位置図：八代測線。CMP 番号を赤字で表す。

294

図５

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）
295

図６

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）

296

図７

重合後時間断面（グレースケール表示）：

297

宇城測線

図８

重合後時間断面（グレースケール表示）：

298

八代測線

図９

深度断面（縦横比１：１、相対振幅カラースケール表示）：

299

宇城測線

図 10

深度断面（縦横比２：１、相対振幅カラースケール表示）：

300

八代測線

図 11

熊本平野周辺の地質図と反射法探査測線301

図 12 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。
302

図 13 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。

303

2) 八代平野における微動アレイ調査
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 性があり、市街地の発達している八代平野において、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 2017 年８
月 25～29 日の日中に実施し、2017 年 11 月 20～22 日及び 2018 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、2017 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５に観測地点毎のアレイ半径、観測日時、観測機材などの情報を整理した。図 14 の地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５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５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。
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。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（平成 28 年度成果報
告書掲載のもの）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 15 に D2 地点における解析例を示す。
304

図 16 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連続余震観測を実施しており（本章 5)の K41 地点）、同小学校敷地内において小半径の微動アレイを実施し、位相速度を求めているので、高周波数側はその結果を参照
することができる。
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、 2017 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）も実施した。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 17 に観測点の地図、図 18 に全点の位相速度を示した。
図 19～20 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も図 16 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おり、JIVSM を初期モデルとして速度構造モデル改良を進めるのがよいと考えられる。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。

305

表５

八代平野における微動アレイ調査地点

306

表５

写真３

続き

八代平野における微動アレイ観測実施状況

307

図 14

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、赤：平成 28 年度実施分、紫：反射法地震探査測線）

308

図 15

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）。
309

図 16

SPAC 法により推定した位相速度（青丸）、既存地下構造モデルによる理論分散曲線

及び S 波速度構造（薄灰色細線：J-SHIS V2、濃灰色太線：JIVSM）。
310

図 16

続き

311

図 16

続き

312

図 17

八代平野南部における極小・不規則アレイ調査地点

図 18

極小・不規則アレイによる位相速度分散曲線

313

図 19

周波数別の位相速度空間分布（0.5～1.0 Hz）

314

図 20

周波数別の位相速度空間分布（1.5～5.0 Hz）

315

3) 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 地点において単点微動観測を実施し、微動の水平動成分と上下動成分のスペクトル比（H/V スペクトル比）を解析した。表６に単点微動観測地点を一覧として整理した。現地での微動観測は 2018 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、増幅器及びアナログフィルター、GPS アンテナ、小型制御弁式鉛蓄電池から構成される。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（表 ６参照）。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。収録装置の形式分解能は 24bit であり、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。写真 ４に UT1728 における観測実施状況の例を示す。
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。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 21 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 22 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）、
本年度に実施した八代平野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 2016 年１月に観測したデータを同様に解析した結果
316

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）や八代平野主要部（YTS-B1、YTS-C1、YT1610 以南）が 1 Hz 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, 2014）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、地表付近の堆積層が薄いことを示唆している。

表６
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

317

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写真４

宇城市松橋町における単点微動観測実施状況（UT1728 地点）

318

図 21

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）。

319

図 22

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。

320

4) 強震・震度観測点周辺における微動アレイ調査
平成 28 年度は八代平野周辺と阿蘇周辺の熊本県自治体震度計観測点周辺を対象に、微動アレイ調査を実施した。本年度は引き続き、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、天草諸島、宇土半島、葦北地方、球磨地方（人吉盆地）の既設強震計・震度計周辺の計 25 地点を調査した（図 23 及び表７）。観測は 2018
年２月６日～24 日の日中または夜間に実施した。アレイ半径は 4 m、15 m、30 m 及び 60 mの４式を原則とし、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。このほかに、宇土市南部１地点、人吉盆地内３地点において、最大アレイ半径 500m までの大アレイ観測を実施した。
微動アレイ観測は、正三角形の頂点と中心からなる４点アレイとした。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。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、宇城市、上天草市、天草市、天草郡苓北町、水俣市、葦北郡芦北町、葦北郡津奈木町、人吉市、球磨郡錦町、球磨郡あさぎり町、球磨郡湯前町、天草広域連合、天草市立天草中学校、水俣市立水俣第一小学校、天草市商工会にお世話になった。
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）法にて位相速度を解析した。解析手法の詳細は 2) 八代平野における微動アレイ調査と同じである。図 24に推定された位相速度を示す。天草諸島では、狭隘な平野の端部に位置している観測点も多く、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。
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。津奈木町（93081）、
芦北町（JMA9D0 及び KMM013）、宇城市三角（KMM010）、大矢野島の上天草市大矢野（JMA9D2）、
天草上島の上天草市松島（93083）や姫戸（93085 及び 93085o）、天草下島の天草市天草（KMM021）や五和（93091）、御所浦島（93087）といった沿岸の平野部では 0.2 km/s 未満の低い位相速度が推定された。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 では全体的に速めの位相速度が得られている。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。人吉盆地では高周波数側の位相速度が約 0.4～0.5 km/s と比較的速いが、盆地
東部のあさぎり町（HYBA03、93065）や湯前町（93068）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。
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も示している。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。宇土市南部の大アレイ UTM 及び御所浦島の93087 は JIVSM と、水俣市の 93098 は J-SHIS V2 と観測値が近いように見えるが、その他の地点については特にどちらかのモデルがよい再現性を示すということはない。今回取得321

した位相速度データや地震動記録の解析結果などを参照することにより、速度構造モデルの修正を行う必要がある。
また、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。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。3)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。現地での観測は 2017 年 11
月 19 日の日中に実施し、天候は晴れであった。図 25 に全地点での H/V スペクトル比及びピーク周波数の空間分布、表８に単点微動観測点を整理した。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。水俣平野の堆積層の広がりを含む地盤構造モデル構築には、今後、水俣
平野中心部付近での微動アレイ調査等によるＳ波速度構造の把握が必要である。

図 23

天草諸島、宇土半島、葦北地方及び人吉盆地における微動アレイ調査地点（黒：平成 29 年度実施分、青：平成 28 年度実施分）

322

表７

強震・震度観測点周辺における微動アレイ調査地点
緯度 ※

経度 ※

球磨郡錦町役場

32.20091

130.84096

4, 15, 30, 60

93065

球磨郡あさぎり町役場

32.24013

130.89778

4, 15, 30, 60

93068

球磨郡湯前町役場

32.27604

130.98090

4, 15, 30, 60

93081

葦北郡津奈木町役場

32.23400

130.43971

4, 15, 30, 60

93083

上天草市松島庁舎

32.51804

130.43292

4, 15, 30, 6093084

天草市有明支所

32.51321130.31482

4, 15, 30, 60

93085

上天草市姫戸統括支所

32.44722

130.41650

4, 15, 30, 60

93085o

上天草市姫戸統括支所

32.44012

130.40805

4, 15

観測点

名称

93063

アレイ半径 (m)

（旧）
93087

天草市御所浦支所

32.33980

130.33910

4, 15, 30, 60

93088

天草市倉岳支所

32.40942

130.34070

4, 15, 30, 60

93089

天草市栖本支所

32.42182

130.27284

4, 15, 30, 60

93091

天草市五和支所

32.51223

130.18709

4, 15, 30, 60

93092

天草郡苓北町役場

32.51357

130.05441

4, 15, 30, 6093094

天草市河浦支所

32.33276

130.07961

4, 15, 30, 60

93098

水俣市役所

32.21226

130.40883

4, 15, 30, 60

JMA9D0葦北郡芦北町役場

32.29891

130.49323

4, 15, 30, 60

JMA9D2

上天草市役所

32.57830

130.43036

4, 15, 30, 60

JMAEF0

球磨地域振興局（人吉32.20719

130.76059

4, 15, 30, 60

市）
KMM010三角（宇城市）32.61334

130.48734

4, 15, 30, 60

KMM013

田浦（葦北郡芦北町）

32.36444

130.50897

4, 15, 30, 60

KMM018龍ヶ岳（上天草市）

32.39437

130.39011

4, 12, 30, 60

KMM019本渡（天草市）32.45477

130.18073

4, 15, 30, 60

KMM020新和（天草市）32.36372

130.18069

4, 15, 30, 60

KMM021

天草（天草市）32.37926

129.99959

4, 15, 30, 60

KMM022

牛深（天草市）32.19439

130.02690

4, 15, 30, 60

宇土市松山町大アレイ

32.66800

130.66345

4, 15, 30, 60,

UTM120, 250, 500
HYB-A01

人吉盆地大アレイ１

32.21604

130.76422（人吉市）
HYB-A02

人吉盆地大アレイ２

120, 250, 500
32.19543

130.84975（球磨郡錦町）HYB-A03

人吉盆地大アレイ３

4, 15, 30, 60,

4, 15, 30, 60,
120, 250, 500

32.24379（球磨郡あさぎり町）

130.91718

4, 15, 30, 60,
120, 250, 500※緯度及び経度は４m アレイ中心点の緯度及び経度

323

図 24

SPAC 法により推定した位相速度（青丸）、既存地下構造モデルによる理論分散曲線

及び S 波速度構造（薄灰色細線：J-SHIS V2、濃灰色太線：JIVSM）。
324

図 24

続き

325

図 24

続き

326

表８

水俣市周辺での単点微動観測地点

観 測点

緯度

経度

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

肥 薩おれんじ鉄 道 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 25

所 在地(上) 水俣市周辺における微動 H/V スペクトル比のピーク周波数の空間分布。（下）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）。
327

5) 八代平野を中心とした余震，微動アレイ観測
八代平野の震動特性評価のため、八代平野を中心とした地域において臨時の余震（強震）連続観測を実施するとともに、観測点サイトの浅い地盤構造情報を得るため、小半径微動
アレイ観測等を実施した。平成 29 年５月から平成 30 年３月にかけて、八代平野および周辺部において合計 37 地点の余震（強震）連測観測を開始した。観測点地図を図 26 に、観測諸元一覧を表９に示す。センサーとしては動コイル過減衰型３成分加速度計である JEP6A3（ミツトヨ製）を用い、レコーダ（（株）白山工業社製 LS-8800（形式分解能 24bit））
は GPS による時刻較正機能付きの連続記録計を用いた。地震計は戸外に設置をし、車載バッテリーもしくは太陽光電池パネルによる充電をして連続観測を行った。図 26 より、八代
平野内では K-NET、KiK-net、気象庁、熊本県震度情報ネットワークシステムの観測点は平野の東側（正確には東南東側）に集中していて、網羅的にはカバーされていない。臨時観測点により、面的にこの領域をカバーし、地下構造モデル構築、検証により活用が期待される。
2016 年熊本地震は余震活動が活発であったが、徐々に活動は収ま り、観測期間内に自然
地震のイベント記録はそれほど多くは得られていない。図 27～30 にローカルな２イベン
トの記録を観測波形例として示す。両地震とも良好なイベント記録が得られている。また、堆積層観測点においては、直達 S 波到着の２～３秒後に振幅の大きい相が見られる観測点があり、これらの相は堆積層下の基盤面と地表の多重反射 S 波の可能性がある。S 波走時
やこういった多重反射走時等の情報は深い地盤構造モデルの検証に利用できると考えている。
この余震（強震）観測点においては、浅い地盤構造に関する情報を得るために、アレイ
微動観測（小スパンアレイ観測）を行い、Rayleigh 波の位相速度を推定している。図 31～
32 に求められた各観測点の位相速度を示す。求めた周波数帯は１～ 20Hz 程度であり、いわゆる工学的基盤より上の表層に関する S 波速度構造情報を得ている。全体を概観すると、ほとんどの観測点で、高周波数側の位相速度が 0.1～0.2km/s で、表層地盤の最上位ではこの程度の S 波速度の層があることがわかる。一方、K50 は観測された周波数帯では大きい
位相速度値が得られており、10Hz 以上の周波数帯でも 0.3km/s くらいの位相速度を持っていて、表層が相対的に 速い S 波速度を持っている可能性がある。また丘陵地上、もしくは丘陵地に近い UKOH、UKOG 観測点での位相速度は、同じ周波数で見た場合に、今回の観測値の全体の中で速い位相速度が得られていることがわかる。これらは、その地点の浅い地盤
構造の影響を表している。今後、周波数１Hz 以上の高周波数帯域の観測震動特性とこういった浅部 S 波構造情報との対比を検討し、浅部地盤構造モデルの構築に役立てる。
本調査観測に関しては、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。

328

図 26

八代平野における余震（強震）連続観測点。赤三角が本調査観測で設置した観測点。

黒三角はこの地域の K-NET、KiK-net および熊本県震度情報ネットワークシステムの観測点。赤星は、図 27～30 で示している観測波形例の震央位置を表す。

329

表９

八代平野における余震（強震）連続観測点の諸元

330

図 27

八代平野の臨時観測点で得られた強震記録の波形例。イベントは 2017 年９月８日 14 時 20 分（M4.1）震源深さ 13.7km の地震（熊本平野下）。波形は 0.2Hz のローカットフィルターして積分した速度波形である。一番上は、K-NET 八代（KMM012）の記録。各トレースはそれぞれの最大値で正規化されていて、その数値がトレースの右上に示されている（単位 cm/s）。

331

図 28

図 27 の続き。UKTF 観測点は欠測
332

図 29

八代平野の臨時観測点で得られた強震記録の波形例。イベントは 2017 年 10 月 25 日２時 27 分（M3.5）震源深さ 9.8km の地震（八代

平野南部を震源とする地震）。波形は 0.2Hz のローカットフィルターして積分した速度波形である。一番上は、K-NET 八代（KMM012）の記録。各トレースはそれぞれの最大値で正規化されていて、その数値がトレースの右上に示されている（単位 cm/s）。

333

図 30

図 29 の続き。KUMA15 観測点は欠測。
334

図 31

各観測点で実施された微動アレイ観測（小アレイサイズ）で得られた位相速度
335

図 32

図 31 に同じ

336

6) 熊本県震度情報ネットワークシステム波形データを用いた観測点サイト特性評価a) はじめに
熊本県内には、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展開されている。 平成 28 年度、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を得て、平成 28 年度に実施した震度情報ネットワークシステムの現地メインテナンスで回収した強震波形データ及び観測点設置情報等の 関連資料の収集を行った。今年度、この波
形データから各観測点のサイト特性を求め、各地点の揺 れやすさを評価するとともに、当該地点での微動アレイ調査結果（項目 5）参照）によって得られる地下構造情報や、地盤の地震波速度構造モデルの検証に用いる資料とすることを目的としている。
b) 解析方法とデータセット
サイト増幅特性の推定には、スペクトルインバージョン法（例えば、岩田・入倉 (1986)）を用いた。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影響の和で表現できる。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。
この連立方程式には１つ条件が必要で、ここでは、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）観測点のサイト増幅特性を全周波数で２（地表面効果）と仮定する。サイト増幅特性を評価した観測点は、熊本県内の防災科学技術研究所強震観測網（Aoi et al., 2011）K-NET 観測点 22 地点、KiK-net 観測点 13 地点、広帯域地震観測網（福山・他, 1998）F-net 観測点 1 地点、震度情報ネットワーク（Nishimae, 2004）の熊本県の震度計観測点 72 地点及び気象庁の震度計観測点 14 地点に、空間的カバレッジを考慮して、大分県、福岡県の KiK-net 観測点 2 地点を加えた合計で 124 地点である（表 10，
図 33）。ここで、KiK-net 観測点は地表記録を、F-net 観測点では広帯域強震計の強震記録を使用した。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。
昨年度熊本県から提供いただいた震度計記録は 2011 年 1 月から 2017 年 2 月までの期間のものであったことから、ここでは 2016 年 4 月 14 日 21 時 26 分から 2016 年 9 月 30
日 23 時 59 分までの期間に、熊本県内で発生した地震のうち、以下の条件で地震記録の選定を行った。なおこの観測期間中に 上記の 124 観測地点で移設などがなされた地点は無かった。
内陸地殻内地震に対するサイト増幅特性を評価するため、イベントの 震源深さは 20 km
より浅いものとした。次に、イベント規模は 3.0≦M JMA ≦5.5 とした。下限は記録の S/N比を考慮したもので、上限は震源断層の有限性の影響を避けるために大地震は除いた。震
央距離は 150 ㎞以内のものとし、また強震時の地盤の非線形応答となっている可能性を避けるため、最大加速度（PGA）≦200 cm/s 2 以下のイベント記録とした。以上のような条件337

を課して選定された地震は 87 地震（3.1≦M JMA ≦5.2）であった。選定された地震の一覧を表 11 に，地震の震源分布を図 34 にそれぞれ示す。
このようにして得られた 124 観測点 87 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 5540 である。この地震－観測点ペアでは、1 地震あたりの最低観測点数は18、最高観測点数は 121、1 観測点あたりの地震数は最低 7 イベント、最高 83 イベントであった。地震－観測点ペアの震源距離の頻度分布を図 35 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，5 km 間隔の頻度分布で最も多いのは震源距離 25-30 km のペアであった。
ここで推定する未知パラメータは，震源特性（87），サイト増幅特性（ 121）
（TMC のサ
イト増幅特性は２のため），Qs 値（1）の 209 個となる。209 個の未知パラメタを Qs ( 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る。対象とした周波数帯域は 0.2-10 Hz である。
観測（振幅）スペクトルは、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 S 波を含む 10.24 秒間を切り出して、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。
ここでは分離された 各特性のばらつき誤差の評価に、Jack-Knife 法（例えば，信岡・他,
2013）による標本再抽出を実施した。具体的には、上述したデータセット内の地震 87 イベント（基本ケース）から、ランダムに 50 個の地震を選択したデータセット（ランダムケース）を 500 ケース再構築し、それぞれについて基本ケースと同様にスペクトルインバージョンを行って各特性を推定した。ランダムケースの結果は、各特性の図面上で灰色線として表すこととする。
c) 解析結果分離された各特性のうち、ここでは伝播経路特性（ 1/Qs 値）とサイト増幅特性についてまとめる。得られた 1/Qs 値を図 36 に示している。比較のため，同地域で求められている
先行研究の 1/Qs 値（佐藤, 2016，仲野・境, 2016）を同じく図 36 に示した。ここで推定した 1/Qs 値は，先行研究のそれらと 0.5-10 Hz の周波数帯域で良い一致を示している。佐藤(2016)は震源距離 60 ㎞以内、仲野・境(2016)は同じく 100 ㎞以内の地殻内地震を用いた結果であり、ここでのデータセットも類似した震源距離のものを用いていることから、 同様の結果が得られていると考えられる。一方、ここでの 0.5 Hz 以下の低周波数帯域では、先行研究の仲野・境(2016)とは乖離がみられ、特に 0.3Hz 以下ではランダムケースによる 1/Qs
値のばらつきも非常に大きく、良く求まっていないといえる 。低周波数側まで 1/Qs 値を求めている仲野・境(2016)では 81.92 秒の解析データ長を用いて いるが、ここでの狙いは、観測点サイト増幅特性として、S 波の主要動の増幅特性を見ることを考えており、そのため、観測振幅スペクトルを解析区間 10.24 秒で行っていることに違いがある。
図 37 は、観測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ものである。例えば、0.5-1.0 Hz や 1.0-2.0 Hz の周波数帯域では、菊池平野、熊本平野、八代平野．
338

人吉盆地、及び阿蘇カルデラといった、堆積層があると考えられる地域で大きい 増幅率を持っていることがわかる。より高周波数側の 2.0 Hz から 8.0 Hz のサイト増幅特性は、低周波数側にみられた地域的な特徴は見られず、観測点毎に特徴があり、近距離にある観測点間でも異なっていることから、局所的な地盤構造の影響があると考えられる。
分離 され たサ イト 増幅 特性 と既 存の 速度 構造 モ デル に基 づく 理論 増幅 率と の比 較 を行った。この地域の既存の地下速度構造モデルとしては、全国規模の 3 次元地下構造モデル
である防災科学技術研究所地震ハザードステーション（J-SHIS）全国深部地盤モデル V2（藤原・他, 2012）、JIVSM モデル（全国一次地下構造モデル：Koketsu et al., 2012）、K-NET，KiK-net の PS 検層モデルがあり、熊本平野等においては浅部・深部統合地盤モデル（ SIP
モデル：先名・他, 2017a、2017b）がある。J-SHIS モデルと JIVSM モデルは深部地盤構造モデルで、最表層は工学的基盤相当に当たる速度構造までなので、ここでは、K-NET 熊本(KMM006)を対象として、PS 検層モデルを J-SHIS モデル，JIVSM モデルの上層に結合したモデル（接ぎ木モデル）も作成し、理論増幅率を求めた。理論増幅率は、各地点での 1 次元速度構造モデルを基に、最下層に単位振幅の上昇波を鉛直入射させたときの地表での振幅として（Haskell, 1953）求めた。なお、計算に使用する Qs 値は、各モデルで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、各層の S 波速度（Vs）から、Qs = Vs/15で仮定した。
図 38 に KMM006 のサイト増幅特性と各モデルの S 波速度プロファイルおよびモデルに基づく理論増幅特性を示した。上段は、増幅率としては SIP モデル（浅部・深部統合モデル）および J-SHIS、JIVSM のオリジナルモデルとの比較、下段は J-SHIS と JIVSM モデルの浅い部分に PS-log モデルをつないだものとの比較をしている。微動アレイ探査等を丹念に行って作成された SIP モデルの増幅率は、観測サイト増幅特性を比較的よく再現していることがわかる。一方、JIVSM オリジナルモデルは、低周波数側は観測サイト増幅特性を類似しているが高周波数側ではモデルの増幅率は過小となっていて、J-SHIS オリジナルモ
デルでは、全体に過小である。一方 PS-log モデルをつないだものでは、どちらも周波数２～４Hz 付近の増幅特性の再現性はよくなっていることがわ かる。
ここで示したように、周波数 1Hz くらいを境に、それより低周波数側は深い地盤構造モ
デルが主として影響し、それより高周波数側は浅い地盤構造モデルの影響も大きくなる。
強震観測点位置での比較しかできないものの、このような自然地震記録の解析によって得られたサイト増幅特性とモデルによる理論増幅特性を比較することによって、地下速度構造モデルの検証に利用することができる。

339

表 10

スペクトルインバージョンに使用した観測点

観測点コード緯度（N° WGS）

経度（E° WGS）

観測網

地点名

KMM001

33.1208

131.0687

K-NET

小国

KMM00233.0185130.6846

K-NET

山鹿

KMM00332.9336130.5477

K-NET

玉名

KMM00432.9320131.1214

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

KMM01332.3650130.5099

K-NET

田浦

KMM01432.3961130.8268

K-NET

五木

KMM01532.2161130.4046

K-NET

水俣

KMM01632.1966130.7757

K-NET

人吉

KMM01732.2561130.9257

K-NET

多良木

KMM01832.3942130.3885

K-NET

龍ヶ岳

KMM01932.4589130.1938

K-NET

本渡

KMM02032.3636130.1807

K-NET

新和

KMM02132.3793129.9997

K-NET

天草

KMM02232.1945130.0265

K-NET

牛深

KMMH0133.1089130.6949

KiK-net鹿北

KMMH0233.1220131.0629

KiK-net小国

KMMH0332.9984130.8301

KiK-net菊池KMMH0632.8114131.1010

KiK-net白水

KMMH0732.6234130.5584

KiK-net三角

KMMH0932.4901130.9046

KiK-net泉

KMMH1032.3151130.1811

KiK-net新和

KMMH1132.2918130.5777

KiK-net芦北

KMMH1232.2054130.7371

KiK-net人吉

KMMH1332.2209130.9096

KiK-net上KMMH1432.6345130.7521

KiK-net豊野

KMMH1532.1704130.3647

KiK-net水俣

KMMH1632.7967130.8199

KiK-net

益城

FKOH1033.2891130.8170

KiK-net浮羽OITH1133.2844131.2118

KiK-net九重

TMC

32.6063130.9151

F-net

砥用

KMMP0232.7154130.6785

自治体

熊本市南区富合町

KMMP0332.9038130.6943

自治体

熊本市北区植木町

KMMP0432.7092130.7285

自治体

熊本市南区城南町

340

表 10

スペクトルインバージョンに使用した観測点（続き）

観測点コード緯度（N° WGS）

経度（E° WGS）

観測網

地点名

KMMP0532.4357

130.6571

自治体

八代市坂本町KMMP0632.5342130.6333

自治体

八代市千丁町KMMP0732.5628130.6491

自治体

八代市鏡町

KMMP0832.5456130.7167

自治体

八代市東陽町KMMP0932.5480130.8087

自治体

八代市泉支所KMMP1032.9869130.4328

自治体

荒尾市宮内出目

KMMP1132.2122130.4088

自治体

水俣市陣内

KMMP1232.9171130.5205

自治体

玉名市岱明町KMMP1332.8771130.5556

自治体

玉名市横島町KMMP1432.8647130.5930

自治体

玉名市天水町KMMP1532.5131130.3147

自治体

天草市有明町KMMP1632.3401130.3393

自治体

天草市御所浦町

KMMP1732.4094130.3407

自治体

天草市倉岳町KMMP1832.4220130.2729

自治体

天草市栖本町KMMP1932.5122130.1871

自治体

天草市五和町KMMP2032.3328130.0796

自治体

天草市河浦町KMMP2133.0177130.6907

自治体

山鹿市山鹿

KMMP2233.1093130.6940

自治体

山鹿市鹿北町KMMP2333.0279130.7685

自治体

山鹿市菊鹿町KMMP2433.0011130.7400

自治体

山鹿市鹿本町KMMP2532.9746130.6841

自治体

山鹿市鹿央町KMMP2632.9794130.8136

自治体

菊池市隈府

KMMP2732.9696130.7648

自治体

菊池市七城町KMMP2832.9466130.8554

自治体

菊池市旭志

KMMP2932.9224130.7756

自治体

菊池市泗水町KMMP3032.6873130.6588

自治体

宇土市浦田町KMMP3332.4401130.4079

自治体

上天草市姫戸町

KMMP3532.6467130.6682

自治体

宇城市不知火町

KMMP3632.5928130.7038

自治体

宇城市小川町KMMP3732.6394130.7495

自治体

宇城市豊野町KMMP3832.9715131.0435

自治体

阿蘇市内牧

KMMP3932.9324

131.2293

自治体

阿蘇市波野

KMMP4032.8861130.7895

自治体

合志市竹迫

KMMP4132.8893130.7446

自治体

合志市御代志KMMP4232.6394130.7891

自治体

美里町馬場

KMMP4332.9190130.6286

自治体

玉東町木葉

KMMP4432.9782130.6061

自治体

和水町江田

KMMP4533.0655

130.6226

自治体

和水町板楠

KMMP4633.0615130.5413

自治体

南関町関町

KMMP4732.9299130.4526

自治体

長洲町長洲

KMMP4832.8791130.8684

自治体

大津町大津

341

表 10

スペクトルインバージョンに使用した観測点（続き）

観測点コード緯度（N° WGS）

経度（E° WGS）

観測網

地点名

KMMP4932.8627130.8283

自治体

菊陽町久保田KMMP5033.0982

131.0707

自治体

南小国町赤馬場KMMP5132.9950131.2167

自治体

産山村山鹿

KMMP5232.8352130.9032

自治体

西原村小森

KMMP5332.8222131.0314

自治体

南阿蘇村河陰KMMP5432.8596131.0011

自治体

南阿蘇村河陽KMMP5532.8255

131.0816

自治体

南阿蘇村吉田KMMP5632.7144130.8016

自治体

御船町御船

KMMP5732.7396130.7570

自治体

嘉島町上島

KMMP5832.7913130.8167

自治体

益城町宮園

KMMP5932.6511130.8116

自治体

甲佐町豊内

KMMP6032.6915131.0866

自治体

山都町大平

KMMP6132.7244131.1649

自治体

山都町今

KMMP6232.5824130.6741

自治体

氷川町島地

KMMP6332.5556130.6827

自治体

氷川町宮原

KMMP6532.2339130.4398

自治体

津奈木町小津奈木

KMMP6632.2010130.8409

自治体

錦町一武

KMMP6832.2760

130.9809

自治体

湯前町役場

KMMP6932.3143131.0091

自治体

水上村岩野

KMMP7032.2354130.7976

自治体

相良村深水

KMMP7132.2470130.7667

自治体

山江村山田

KMMP7232.2523130.6514

自治体

球磨村渡

KMMP7332.2401130.8978

自治体

あさぎり町免田東

KMMP7432.2173130.9007

自治体

あさぎり町上KMMP7532.2403130.9295

自治体

あさぎり町岡原KMMP7632.2665130.9003

自治体

あさぎり町須恵KMMP7732.2439130.8729

自治体

あさぎり町深田KMMP7832.5135130.0544

自治体

苓北町志岐

202

32.6848130.6621

気象庁

宇土市新小路町

203

32.7894130.8200

気象庁

益城町木山

5E5

32.4751130.6076

気象庁

八代市平山新町

9CF

32.6476130.6842

気象庁

宇城市松橋町9D0

32.2990130.4931

気象庁

芦北町芦北

9D1

32.2640130.9358

気象庁

多良木町多良木

9D2

32.5874130.4304

気象庁

上天草町大矢野町CF7

32.9680130.5302

気象庁

玉名市築地

CFF

32.5491130.8127

気象庁

八代市泉町

D00

32.4683130.1345

気象庁

天草市本町

EEB

32.7866130.6876

気象庁

熊本市西区春日EED

32.8803131.0736

気象庁

南阿蘇村中松EF0

32.2075130.7606

気象庁

人吉市西間下町

EFE

32.1975130.0267

気象庁

天草市牛深町342

表 11

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

M w※ 2

M0※ 2
（Nm）

1
2

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

32.7172
WGS）
32.7725130.7482
WGS）.
130.8420

12.24
8.57

4.1
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 ）

343

表 11

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

M w※ 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 ）

344

表 11

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

M w※ 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+15※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 ）

345

図 33

スペクトルインバージョンに使用した観測点の分布 。白色四角印は F-net（TMC：砥用）、黒色四角印は K-NET、KiK-net、丸印は熊本県の震度計、三角印は気象庁の震度計をそれぞれ表す。

346

図 34

スペクトルインバージョンに使用した地震の震源分布

347

図 35

スペクトルインバージョンに使用した地震－観測点ペアの震源距離の頻度分布

348

図 36

推定された 1/Q s 値（黒色丸印）。赤色線と青色線はそれぞれ佐藤(2016)と仲野・境(2016)による 1/Q s 値。灰色線はランダムケースの結果。

349

図 37

各観測点の周波数帯別サイト増幅特性

350

図 38

左）観測サイト増幅特性（黒抜き丸と黒線）と理論増幅率（赤、青、緑の実線と破線）との比較。右）S 波速度構造モデルプロファイル。色の違いはそれぞれのモデルを表していて、左図の理論増幅率曲線と対応している。

351

7) 深井戸ボーリング情報の収集
これまでの調査から、熊本平野、八代平野といった地域において、堆積層を貫通して基盤面まで達するような学術ボーリングは存在しないことがわかった。そこで、その代替として、熊本市、宇土市、宇城市、八代市、嘉島町、益城町において掘削深度 500m 以上の温泉ボーリング調査で、報告書にボーリング地質柱状図等の記載があるものについての検索と情報開示を熊本県健康福祉部に 行った。その結果は、平成 28 年度の熊本平野で実施された反射法地震探査の深度断面図の地質解釈を行うことに用いられ、また、本報告１）の八代平野での反射法地震探査による深度断面図の解釈にも活用された。
今年度は、水俣市と人吉・球磨地域のボーリングについて情報開示をお願いした。水俣市においては、適切な温泉ボーリングが平野地域になく、堆積層厚情報につながる情報を得ることができなかった。人吉盆地については、堆積層厚情報に関する柱状地質図情報が得られている。例を表 12 に示す。既往の地下構造モデルに本報告で収集している S 波速度構造情報、さらにはこれらの深いボーリング情報を活用し、深い地盤構造モデルを検討
する。
表 12

人吉盆地の地質柱状図の例（ボーリング長 600m、人吉市九日町）

深度（ｍ）

地質

０～2.5

表土

2.5～8

砂礫

8～556

泥岩・シルト岩・凝灰岩の互層（人吉層下部）

556～600

砂岩（四万十層）

8) 三次元地下速度構造モデル高度化
これまで本報で報告、また平成 28 年度報告で示したように、多数の自然地震観測点、および微動アレイ探査、単点微動調査によって深部地盤および浅部地盤の S 波速度等を得てきた。これらの情報を踏まえ、布田川・日奈久断層帯を震源断層とする強震動予測の 実施に関して、強い揺れに見舞われる可能性の高い地域の予測強震動の精度・信頼度 向上を目
指し、三次元地下速度構造モデルを高度化していく。図 39 は、強震観測データが公開・収集されている観測点、本調査観測で行った自然地震観測点、および微動観測点を集約し、地形図上に記載したものである。地図からわかるように、八代平野においては、特に多数の観測を行った。その結果は本報項目３）～５）に示されている。
八代平野に関しては、今年度実施した反射法地震探査 により基盤面深度情報（堆積層厚情報）を得るとともに、微動アレイ観測と単点微動観測により S 波速度構造及び堆積層厚に関する情報を得ている。項目 2）、4）、６）の解析結果として、深い地盤構造モデルとしては既往の JIVSM モデルが観測結果との整合性が高いことがわかっている。このことから
JIVSM モデルを出発点として、本調査観測で得られた各種地盤情報をモデルに反映させ、352

モデルの高度化を進める。一方、天草の強震観測点周辺や人吉盆地において実施された微動アレイ観測結果は、そのサイトでの地下構造モデル構築に用いて、その地点のサイト増幅特性評価を行う。得られた地下構造モデルの妥当性を、自然地震観測記録などを用いて検証し、サブテーマ１、２と共同して作成する震源断層モデルに基づいてシナリオ地震による強震動予測を実施する。
なお、八代平野の基盤構造について得られている情報から考えられる構造を記す。図 40
は、表層地質図に、八代平野等で収集された深いボーリングサイトと項目１）で報告した
八代平野の反射法探査測線を記載している。ボーリングサイトには、地質柱状図で堆積層下の基盤面に対応すると考えられる層の地質と出現深度（単位はｍ）を表示した。八代平野の東隣の丘陵・山地部は白亜系や変成岩、花崗岩などの基盤岩類で構成されている一方、地点は少ないもののボーリング地質柱状図に現れている基盤岩類も同様の岩相があることから、八代平野下も日奈久断層帯を挟む丘陵山地側に現れている基盤岩類と同様な岩相で構成されていると予想できる。基盤岩を構成する岩相により、地震波速度は異なると考えられるが、それらを区別するだけの地下の地震波速度情報が十分にはないことから、深部地盤構造モデルの高度化には既往モデルの状況等を考慮してモデル化を進める必要がある
と考える。

図 39

本報告等で現地調査等を行った地点。水色線は反射法探査測線、●印は微動アレ

イ観測地点（紫：今年度実施八代平野周辺、黒：今年度実施 強震・震度観測点及び宇土・人吉地区大アレイ、青：28 年度実施強震・震度観測点）。■印は単点微動観測地点（今年度・過年度分を含む）。
353

図 40

八代平野および周辺部の地質図と深いボーリング地点およびそれら地質柱状図から得られた、基盤岩類と考えられる岩相名とその出現深度（単位ｍ）。項目１）の宇城測線（測線１）と八代測線（測線２）も記載した。

(c) 結論ならびに今後の課題
本報においては、平成 30 年度に実施する予定の布田川・日奈久断層帯を震源断層とす
る強震動予測に向けて、強い揺れに見舞われる想定となる可能性の高い地域の地盤速度構造モデルの高度化を目指した調査観測をすすめた。 1) 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354

た。2) 八代平野における微動アレイ観測：八代平野を網羅的にカバーする微動アレイ観
測を多数実施し、堆積層内および基盤における S 波速度に関する基礎情報を得た。得られた観測分散曲線と既往の速度構造モデル より得られる理論分散曲線を比較すると、多くの地点で JIVSM の速度構造モデルによる分散曲線との対応がよいことがわかった。3)八代平野と熊本平野の接合部での微動観測： 対象地域での微動アレイ観測と単点微動観測を実施し、S 波速度構造及び堆積層厚に関する情報を得た。微動の H/V スペクトル比のピーク周波数の空間分布を用いて、この地域のモデル接続に活かすことができると考えられる。4) 熊本県震度情報ネットワーク観測点等における微動アレイ観測： 天草諸島、葦北地域及び人吉盆地地域の 当該観測点周辺での微動アレイ観測を実施した。浅い
地盤の S 波速度構造に関する情報を得ることができ、項目 6）の観測点サイト特性との比較を今後行う。5) 八代平野を中心とした余震，微動アレイ観測：八代平野の震動特性評価のため、八代平野を中心とした地域において臨時の強震連続観測を実施し、観測点
サイトでの小半径微動アレイ観測を実施した。 余震活動が低下していく中で、共通のイ
ベント記録を得ることができ、今後の地下構造モデルの検証に活用することができる。
6) 熊本県震度情報ネットワークシステム波形データを用いた観測点サイト特性評価：
平成 28 年度に収集した熊本県震度情報ネットワークシステム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、地下構造モデルの検証を開始した。 熊本平野、八代平野などいわゆる厚い堆積層が広がる地域では、周波数１Hz 以下での地震動増幅が見られた。7) 深井戸ボーリング情報の収集：平成 28 年度に引き続き、深井戸の地質柱状図の収集を行った。今回収集した人吉盆地の 深井戸地質柱状図を、項目 4）で行われている微 動ア レイ 観測 で得 られ た分 散曲 線 情 報に 加 えて 地下 構造 モデ ル構 築時 に活 用していく。8) 三次元地下速度構造モデル高度化：本報および昨年度の報告に基づ き、対象地
域の三次元地下速度構造モデルの高度化の方針についてまとめた。
平成 28 年度及び今年度の各種調査によって対象地域の地盤構造モデルに関する情報を得ることができた。これらのデータを活用し、既存の地盤構造モデルの高度化を進める。深い地盤構造モデルとしては既往の JIVSM モデルが観測結果との整合性が高いことがわかった。平成 30 年度は、JIVSM モデルを出発点として、本調査観測で得られた各種地盤情報をモデルに反映させて、モデルの高度化を進める計画である。得られた地下構造モデルの妥当性を検証し、サブテーマ１、 ２と共同して作成する震源断層モデルに基づいてシナリオ地震による強震動予測を実施する。
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、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ました。 記
して感謝いたします。

(d) 引用文献
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長

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