科学的知見を基に社会に貢献
今後の展開

新規制基準の適合性審査での引用

中規模地震でも震源近傍で局所的に大きな揺れが発

今回対象とした2004年留萌地震は、原子力発電所の生するメカニズムについては、地震や場所ごとに異なる要新規制基準において、全国どこでも起こりうる「震源を特速度の地震動が記録されたにもかかわらず、近傍の建築られました（ 表 - 1 ）。対 象となった K- N E T 港 町 地 点

因が考えられます。
また、2004年留萌地震のように、大加定せず策定する地震動」の検討対象の地震の一つに挙げ物等に目立った被害が出ていない場合もあります。
した（HKD020）
については、本研究による詳細な調査・分析に構造物被害に影響を及ぼすのかを明らかにすることも、電特定せず策定する地震動」の応答スペクトルとの比較かがって、揺れの要因だけでなく、地震のどのような特徴がよる基盤層での推計地震動が引用され、旧指針の「震源を力施設をはじめ各種構造物の耐震設計を行うためには重ら、旧指針を部分的に超過することが分かりました（図今後は引き続き、国内において大加速度を記録した地特定せず策定する地震動」
として、当所の解析結果が参考要な課題です。にされています。

れ、未解明な部分を明らかにしていきます。

継続し、電気事業や社会に役立てていきます。に、実際の構造物被害に及ぼす要因の抽出も視野に入「震源を特定せず策定する地震動」
対象地震の解明に挑む- 2004年 北海道留萌支庁南部の地震による強震動の要因解明 -電中研ニュース

No.4812015 Jul-9）。
そのため、新規制基準の適合性審査において「震源を震（表-1）の要因について詳細な調査・分析を行うととも

電中研
NEWS

3

当研究所では、これからも地震・地震動の科学的探究を電力施設建設・保全

加速度応答スペクトル（Gal）

表‒1 新規制基準で「震源を特定せず策定する地震動」の検討対象となる地震の例

わが国では、甚大な被害を引き起こした1995年兵庫県南部地震（阪神大震災）以降、全国に高密度の地震観測網が整備されました。
その結果、これまで観測することが難しかった震源ごく近傍の地震観測記録が得られるようになり、地震規模（マグニチュード）が中規模の地震でも、局所的に大きな揺れをもたらしていることが分かってきました。

このため電力中央研究所では、国内最大の観測網を展開する国立研究開発法人防災科学技術研究所との共同研究に

周期（秒）図-9 観測点（HKD020）の推計基盤地震動と旧指針の「震源を特定せず策定する地震動」の加速度応答スペクトルの比較

より、局所的に大きな揺れが確認された地震観測点の地盤構造を詳細に調査することで、震源ごく近傍で記録された強震動の要因を解明し、予測に役立てる研究を進めています。

中規模でも大きな揺れの地震は過去に断層が認められてひとこと

地球工学研究所 上席研究員いない場所で発生することもあり、震源と活断層を関連づけ佐藤 浩章

ることが困難なものとして、原子力規制委員会による原子力発電所の新規制基準において、基準地震動評価に用いる「震源地震による大きな揺れの要因を個々に明らかにしていくことは、将来の大地震での揺れの予測に大いに役立つと考えています。研究を通して、電気事業や社会に貢献することが当研究所の使命であり、我々の大きなモチベーションにもなっています。今後も引き続き、現地調査や記録の分析などを通して、新たな知見を当研究所から発信していきたいと考えております。

を特定せず策定する地震動」の検討対象地震とされています。

要因の解明、またその結果推計された岩盤レベルでの地震動

N13007 「物理探査・室内試験に基づく2004年留萌支庁南部の地震によるK-NET港町観測点（HKD020）の基盤地震動とサイト特性評価」 報告書は当所ホームページよりダウンロードできます

一般財団法人 電力中央研究所 広報グループ http://criepi.denken.or.jp/〒100-8126 東京都千代田区大手町1-6-1 大手町ビル7階

TEL：03-3201-6601★ 震央位置

今回対象とした2004年北海道留萌支庁南部の地震もその一つであり、当研究所の詳細な調査・分析に基づく強震動

は、原子力発電所の基準地震動の策定にも活かされています。
| 関連する研究報告書 |● 地震観測点（K-NET,KiK-net）

2015年7月発行

防 災 科 学 技 術 研 究 所により全 国 展 開された地 震 観 測 点（K-NET,KiK-net）と「震源を特定せず策定する地震動」の検討
対象地震の震央位置

1

2

2004年留萌地震の特徴と観測点の調査

地下構造を把握し揺れの増幅メカニズムを解明

2004年北海道留萌支庁南部地震の特徴

観測点の詳細な調査

地下構造の把握と観測点固有の揺れの評価

基盤地震動の推計

2004年12月14日午後2時56分頃に発生した北海道
留 萌 支 庁 南 部の地 震（ 2 0 0 4 年 留 萌 地 震 ）は、マグニチュード(Mw) 5.7、震源深さ9kmの中規模地震でした。
この地震で、震央から約9km離れた地表にある防災科学技術研究所のK-NET港町観測点（HKD020）（ 図-1）
では、最大加速度1,127ガルという非常に大きな加速度の地震動が記録されました。
この最大加速度は、過去に観測された地震をもとに、地震規模と断層からの距離から推定する距離減衰式で算出された平均的な最大加速度に照らしても非常に大きく、ほかの観測点に比べても特異な揺れでした（図-2）。
このため、当研究所では本観測点のボーリング調査や物理探査、地震動のシミュレーション評価を順次行い、その要因を調べました。

本観測点で大加速度が観測された要因については、以前より、震源域に近いことに加え、地下の断層破壊が観測点の方向に進展した「指向性効果」とよばれる破壊過程による影響であることが指摘されていました。一方で、この地点固有の地盤による影響については情報が十分ではなかったため、わかっていませんでした。
そこで当研究所では、本観測点でボーリングを実施して現地の地盤試料を採取し、地盤の硬さや変形のしやすさを調べました（図-3、4）。
その結果、地表から5mの部分に軟弱な地盤が存在し、その下の岩盤層は当初の想定よりも軟らかいことがわかりました。

観測点固有の局所的な揺れは、多くの場合、基盤層※1より浅い地盤での増幅効果が主要因となります。そのため、基盤層がどの程度の深さに存在するのかが、観測点固有の影響を調べるために重要です。
そこで、本観測点における基盤層の深さを詳細に調べるため、先のボーリング孔を用いて物理探査を実施し、地震波が地下を伝播する速度の分布を調べました。
その結果、深さ41m付近でP波速度（Vp）2000m/s以上、S波速度（Vs）700m/s以上になる硬い基盤層に到達することが分かりました（図-5）。
この結果は、本観測点で従来想定されていた7mよりもかなり深いものでした。
さらに、これらの調査結果に基づき、本観測点の地盤による固有の揺れ（サイト特性）の影響を数値シミュレーションによって評価しました。
その結果、基盤層での地震波に対して、基盤層より上層部では約13Hz以下の周期の揺れが増幅され、それが地表の観測記録に作用していることを明らかにしました（図-6）。

本観測点では、基盤層より上層が軟弱であるというこの地点固有のサイト特性が大加速度に強く影響していたことから、基盤層より上層部の影響を取り去り、深さ41ｍの基盤層での地震動を推計しました。
その結果、最大加速度は、地表の1,127ガルに対して約1/2の585ガルとなりました。
一方、最大速度は地表の約74cm/sに対して約4/5の62cm/sとなり、これまでの指摘の通り、指向性効果をもたらした震源の破壊過程の影響が大きかったことが示されました（図-7）。

フーリエ振幅（cm/s2*s）※1「基盤層」：地表からの波が反射されるような堅い地盤で、構造物の設計や地震動設定の基礎となる

1000

41m

HKD020(EW)

100

10

10.1

00.01

図‒1 K-NET港町観測点（HKD020）図‒3 観測点（HKD020）でのボーリングの様子
Depth: 0m

24m

Depth: 24m

48m(m)
深さ（m）

（7m）
(7m)

0.08秒
（約13Hz）

1

周期（sec）

10図‒6 観測点
（HKD020）におけるサイト特性20

周期0.08秒以上（約13Hz以下）の地震波の振幅は、地表記録の方が推計された基盤地震動よりも大きくなっている。
これは、基盤層より浅い部分の地盤が地表記録に影響したことを意味し、観測点固有の影響（サイト特性）を表している。

最大加速度（ｃm/s2）

30

Vp

Vs
40

（41m）
(41m)

50

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

地震波速度（m/s）(m/s)
図‒5 調査に基づく観測点（HKD020）の地盤モデル（速度構造）

断層最短距離（km）（HKD020）で記録された最大加速度と図‒２ 観測点
既往の距離減衰式の比較（実線は平均、破線は平均±標準偏差、プロットは観測値）

図‒4 観測点（HKD020）のボーリングコア
地表から5mの部分（茶褐色）に軟弱な地盤が存在。
その下の岩盤層はひび割れが多く軟らかい。

図‒7 当所で推計した基盤層での地震動（上：加速度、下：速度）12

2004年留萌地震の特徴と観測点の調査

地下構造を把握し揺れの増幅メカニズムを解明

2004年北海道留萌支庁南部地震の特徴

観測点の詳細な調査

地下構造の把握と観測点固有の揺れの評価

基盤地震動の推計

2004年12月14日午後2時56分頃に発生した北海道
留 萌 支 庁 南 部の地 震（ 2 0 0 4 年 留 萌 地 震 ）は、マグニチュード(Mw) 5.7、震源深さ9kmの中規模地震でした。
この地震で、震央から約9km離れた地表にある防災科学技術研究所のK-NET港町観測点（HKD020）（ 図-1）
では、最大加速度1,127ガルという非常に大きな加速度の地震動が記録されました。
この最大加速度は、過去に観測された地震をもとに、地震規模と断層からの距離から推定する距離減衰式で算出された平均的な最大加速度に照らしても非常に大きく、ほかの観測点に比べても特異な揺れでした（図-2）。
このため、当研究所では本観測点のボーリング調査や物理探査、地震動のシミュレーション評価を順次行い、その要因を調べました。

本観測点で大加速度が観測された要因については、以前より、震源域に近いことに加え、地下の断層破壊が観測点の方向に進展した「指向性効果」とよばれる破壊過程による影響であることが指摘されていました。一方で、この地点固有の地盤による影響については情報が十分ではなかったため、わかっていませんでした。
そこで当研究所では、本観測点でボーリングを実施して現地の地盤試料を採取し、地盤の硬さや変形のしやすさを調べました（図-3、4）。
その結果、地表から5mの部分に軟弱な地盤が存在し、その下の岩盤層は当初の想定よりも軟らかいことがわかりました。

観測点固有の局所的な揺れは、多くの場合、基盤層※1より浅い地盤での増幅効果が主要因となります。そのため、基盤層がどの程度の深さに存在するのかが、観測点固有の影響を調べるために重要です。
そこで、本観測点における基盤層の深さを詳細に調べるため、先のボーリング孔を用いて物理探査を実施し、地震波が地下を伝播する速度の分布を調べました。
その結果、深さ41m付近でP波速度（Vp）2000m/s以上、S波速度（Vs）700m/s以上になる硬い基盤層に到達することが分かりました（図-5）。
この結果は、本観測点で従来想定されていた7mよりもかなり深いものでした。
さらに、これらの調査結果に基づき、本観測点の地盤による固有の揺れ（サイト特性）の影響を数値シミュレーションによって評価しました。
その結果、基盤層での地震波に対して、基盤層より上層部では約13Hz以下の周期の揺れが増幅され、それが地表の観測記録に作用していることを明らかにしました（図-6）。

本観測点では、基盤層より上層が軟弱であるというこの地点固有のサイト特性が大加速度に強く影響していたことから、基盤層より上層部の影響を取り去り、深さ41ｍの基盤層での地震動を推計しました。
その結果、最大加速度は、地表の1,127ガルに対して約1/2の585ガルとなりました。
一方、最大速度は地表の約74cm/sに対して約4/5の62cm/sとなり、これまでの指摘の通り、指向性効果をもたらした震源の破壊過程の影響が大きかったことが示されました（図-7）。

フーリエ振幅（cm/s2*s）※1「基盤層」：地表からの波が反射されるような堅い地盤で、構造物の設計や地震動設定の基礎となる

100041m

HKD020(EW)

100

10

10.1

00.01

図‒1 K-NET港町観測点（HKD020）図‒3 観測点（HKD020）でのボーリングの様子
Depth: 0m24m

Depth: 24m

48m(m)
深さ（m）

（7m）
(7m)

0.08秒
（約13Hz）

1

周期（sec）

10

図‒6 観測点（HKD020）におけるサイト特性20

周期0.08秒以上（約13Hz以下）の地震波の振幅は、地表記録の方が推計された基盤地震動よりも大きくなっている。
これは、基盤層より浅い部分の地盤が地表記録に影響したことを意味し、観測点固有の影響（サイト特性）を表している。

最大加速度（ｃm/s2）30

VpVs
40（41m）
(41m)

50

0500

1000

1500

2000

2500

3000

地震波速度（m/s）(m/s)
図‒5 調査に基づく観測点（HKD020）の地盤モデル（速度構造）

断層最短距離（km）（HKD020）で記録された最大加速度と図‒２ 観測点既往の距離減衰式の比較（実線は平均、破線は平均±標準偏差、プロットは観測値）

図‒4 観測点（HKD020）のボーリングコア
地表から5mの部分（茶褐色）に軟弱な地盤が存在。
その下の岩盤層はひび割れが多く軟らかい。

図‒7 当所で推計した基盤層での地震動（上：加速度、下：速度）科学的知見を基に社会に貢献
今後の展開

新規制基準の適合性審査での引用

中規模地震でも震源近傍で局所的に大きな揺れが発

今回対象とした2004年留萌地震は、原子力発電所の生するメカニズムについては、地震や場所ごとに異なる要新規制基準において、全国どこでも起こりうる「震源を特速度の地震動が記録されたにもかかわらず、近傍の建築られました（ 表 - 1 ）。対 象となった K- N E T 港 町 地 点

因が考えられます。
また、2004年留萌地震のように、大加定せず策定する地震動」の検討対象の地震の一つに挙げ物等に目立った被害が出ていない場合もあります。
した（HKD020）
については、本研究による詳細な調査・分析に構造物被害に影響を及ぼすのかを明らかにすることも、電特定せず策定する地震動」の応答スペクトルとの比較かがって、揺れの要因だけでなく、地震のどのような特徴がよる基盤層での推計地震動が引用され、旧指針の「震源を力施設をはじめ各種構造物の耐震設計を行うためには重ら、旧指針を部分的に超過することが分かりました（図今後は引き続き、国内において大加速度を記録した地特定せず策定する地震動」
として、当所の解析結果が参考要な課題です。にされています。

れ、未解明な部分を明らかにしていきます。

継続し、電気事業や社会に役立てていきます。に、実際の構造物被害に及ぼす要因の抽出も視野に入「震源を特定せず策定する地震動」
対象地震の解明に挑む- 2004年 北海道留萌支庁南部の地震による強震動の要因解明 -電中研ニュース

No.4812015 Jul-9）。
そのため、新規制基準の適合性審査において「震源を震（表-1）の要因について詳細な調査・分析を行うととも

電中研
NEWS

3

当研究所では、これからも地震・地震動の科学的探究を電力施設建設・保全

加速度応答スペクトル（Gal）

表‒1 新規制基準で「震源を特定せず策定する地震動」の検討対象となる地震の例

わが国では、甚大な被害を引き起こした1995年兵庫県南部地震（阪神大震災）以降、全国に高密度の地震観測網が整備されました。
その結果、これまで観測することが難しかった震源ごく近傍の地震観測記録が得られるようになり、地震規模（マグニチュード）が中規模の地震でも、局所的に大きな揺れをもたらしていることが分かってきました。

このため電力中央研究所では、国内最大の観測網を展開する国立研究開発法人防災科学技術研究所との共同研究に

周期（秒）図-9 観測点（HKD020）の推計基盤地震動と旧指針の「震源を特定せず策定する地震動」の加速度応答スペクトルの比較

より、局所的に大きな揺れが確認された地震観測点の地盤構造を詳細に調査することで、震源ごく近傍で記録された強震動の要因を解明し、予測に役立てる研究を進めています。

中規模でも大きな揺れの地震は過去に断層が認められてひとこと

地球工学研究所 上席研究員いない場所で発生することもあり、震源と活断層を関連づけ佐藤 浩章ることが困難なものとして、原子力規制委員会による原子力発電所の新規制基準において、基準地震動評価に用いる「震源地震による大きな揺れの要因を個々に明らかにしていくことは、将来の大地震での揺れの予測に大いに役立つと考えています。研究を通して、電気事業や社会に貢献することが当研究所の使命であり、我々の大きなモチベーションにもなっています。今後も引き続き、現地調査や記録の分析などを通して、新たな知見を当研究所から発信していきたいと考えております。

を特定せず策定する地震動」の検討対象地震とされています。

要因の解明、またその結果推計された岩盤レベルでの地震動

N13007 「物理探査・室内試験に基づく2004年留萌支庁南部の地震によるK-NET港町観測点（HKD020）の基盤地震動とサイト特性評価」 報告書は当所ホームページよりダウンロードできます

一般財団法人 電力中央研究所 広報グループ http://criepi.denken.or.jp/〒100-8126 東京都千代田区大手町1-6-1 大手町ビル7階

TEL：03-3201-6601★ 震央位置

今回対象とした2004年北海道留萌支庁南部の地震もその一つであり、当研究所の詳細な調査・分析に基づく強震動

は、原子力発電所の基準地震動の策定にも活かされています。
| 関連する研究報告書 |● 地震観測点（K-NET,KiK-net）

2015年7月発行

防 災 科 学 技 術 研 究 所により全 国 展 開された地 震 観 測 点（K-NET,KiK-net）と「震源を特定せず策定する地震動」の検討
対象地震の震央位置