７−１４

1999 年３月 16 日の滋賀県北部の地震（M4.9）前後における花折観測井と大原観測井での地殻歪と地下水位の変化
Crustal stain changes and groundwater level changes related to the Shiga-ken
hokubu earthquake (M4.9) on 16 March, 1999.
地質

調

査所

Geological Survey of Japan
地質調査所では，花折断層南部の２地点（滋賀県大津市花折峠付近と京都府京都市左京区大原）に観測井を設け，地殻歪・地下水位等の連続観測を 1998 年２月より行っている。1999 年３月 16 日
16 時 43 分に発生した滋賀県北部の地震（M4.9，深さ 12km，Ｐ軸方位は東南東ー西北西の逆断層型）に前後して，地殻歪及び地下水位の変化を両観測井で観測した。この地震の震央と両観測井の位置を第１図に示す。両観測井の諸元を第１表に示す。
＜花折観測井で観測した地殻歪の変化＞
花折観測井での地震前４ヶ月から地震後 40 日までの観測データを第２図に示す。第２図では計測・表示システムのオートシフト機能が動作しており，地震時の歪ステップを正しく表示できていない。また，地震前９日間の観測データを第３図に示す。この期間の花折観測井では，湧水状態（３気圧，毎分 130cc ）にある地下水の採水作業にともない，水圧が変動している。
地殻歪の N102 成分（歪３）で，地震の前後で顕著な歪変化を観測した。この方向は地震のＰ軸とほぼ並行（花折断層の走向とほぼ直交）な方向である。N102 成分では，２月４日から歪の変化傾向が縮み側に曲がり始めた（第２図の矢印）。３月になると縮みの傾向はより顕著になった。３月 14日からはさらに加速した（第３図の矢印）。地震発生時までの積算量で 150 ナノストレインの縮みを観測した。地震時には，縮み量 360 ナノストレインの歪ステップが生じた。地震後も，歪の縮みは４月６日まで継続し，その積算量は 210 ナノストレインであった。４月６日以降は２月期の変化速度に復帰している。尚，N102 成分は，採水作業に伴う水圧変化にほとんど反応しない。
N342 成分（歪２）では，３月２日から歪の変化傾向が伸び側に曲がり始め（第２図の矢印），３
月 14 日以降は伸びに転じるまでになった（第３図の矢印）。地震発生時までの積算量で 80 ナノストレイン の伸びを観測した。地震時には，縮み量 60 ナノストレイン の歪ステップが生じた。地震後は，歪の伸びが４月６日まで継続し，その積算量は 170 ナノストレインであった。４月６日以降は２月後半期の変化速度に復帰している。尚，N342 成分は，採水作業に伴う水圧変動にわずかであるが応答するが，３月以降の水圧変化は緩やかな単調増加であり，上述の歪変化は水圧変化によるとは考えられない。
N222 成分（歪１）は，採水作業に伴う水圧変化に鋭敏に応答するため，地震前の歪変化異常を検出できていない。３月 15 日 10 時頃からの縮みの発生（第３図）は降雨による影響と考えられる。
地震時には縮み量 100 ナノストレインの歪ステップが生じた。地震後は歪の縮みが３月 28 日まで継続し，その積算量は 80 ナノストレイン であった。３月 28 日以降は２月後半期の変化速度に復帰し−446−ている。
＜大原観測井で観測した地殻歪の変化＞
大原観測井での同期間の観測データを，第４図と第５図に示す。大原観測井の地殻歪の N68 成分（歪２）でのステップ状の変化は計器異常によるものである。大原観測井での歪変化は，花折観測井の歪変化より一桁小さく，明瞭でない。
N308 成分（歪１）では，３月７日から歪の変化傾向が縮み側に曲がり始め，地震発生時までの積算量で 14 ナノストレイン の縮みを観測した。この方向はＰ軸にほぼ平行（花折断層の走向方向にほぼ直交）な方向である。
N188 成分（歪３）では，３月 14 日から歪の伸びを観測した（第５図の矢印）。
大原観測井での地震時の歪ステップ量は N308 成分・N188 成分・N68 成分で，それぞれ 24 ナノス
トレイン（伸び）・16 ナノストレイン（伸び）・25 ナノストレイン（縮み）であり，花折観測井での歪ステップ量より一桁小さい。
大原観測井では，花折観測井で見られたような地震後の歪変化は観測されていない。３月 20 日から３月 25 日頃にかけての３成分に共通した 30 ナノストレイン 前後の縮みは，同時期に起きている地下水位の上昇に起因するものと考えられる。
＜大原観測井と花折観測井で観測した地下水位の変化＞
大原観測井と花折観測井で，地震の直前 90〜20 分に地下水位の異常（水位低下）を観測した。
大原観測井では，潮汐による地下水位の上昇が地震の直前 90 分から停滞した（第６図）。水位停滞の発生と同時に地殻歪の N308 成分（◇印）に伸びが生じているように見える。翌 17 日の地下水位変化と比較すると，地震発生時までの水位の積算低下量は６mm である。大原観測井での地震時の水位変化は低下であり，直前 90 分間の異常（水位上昇の停滞）は地震時の変化と同センスである。
花折観測井では，水圧が地震の直前 20 分から低下し始めた（第７図）。地震発生時までの水圧の積算低下量は４mm 相当である。花折観測井での地震時の水圧変化は増加であり，直前 20 分間の異常（水圧低下）は地震時の変化と逆センスである。
大原観測井では，２月 12 日の亀岡の地震（M4.0，震源距離 30km）と３月 16 日の滋賀県北部の地震（M4.9，震源距離 21km）の前に，同様の地下水位変化を観測した。
亀岡の地震では１月 16 日から 26 日にかけて水位が 55mm 上昇し，以降は地震発生時まで水位はほぼ一定であった。
滋賀県北部の地震では，２月 13 日〜25 日にかけて水位が 76mm 上昇し，以降は地震発生時まで水位はほぼ一定であった（第６図の矢印）。
これまで述べた地震前後の地殻歪の変化と地下水位の変化を，それぞれ第２表と第３表にとりまとめた。
（長−447−秋雄，小泉尚嗣）

第１表
Table.1

第１図

３月 16 日滋賀県北部の地震の震央と観測井位置及び周辺の活断層
1 .酒波断層，○2 .饗庭野断層，○
3 .上寺断層，○
4 .拝戸断層，○5 .比良断○
6. 堅田断層，○7 .比叡断層，○
8. 膳所断層．小松原（1998）に加筆．
層，○Fig.1

Location of the earthquake (M4.9), Hanaore and Ohara observation
stations and active faults.

−448−

花折観測井と大原観測井の諸元

Descriptions of Hanaore and Ohara observation stations

第２図

花折観測井での地震前４ヶ月と地震後 40 日間の観測データ

第３図

花折観測井での地震前９日間の観測データ

Fig.2

Observation results at Hanaore station from Nov.16,1998 to Apr.25,1999.

Fig.3

Observation results at Hanaore station 9 days before theAtmospherical pressure, rainfall, groundwater pressure, horizontal crustal

earthquake

strain 1(N222E direction), 2(N342E), 3(N102E) and underground

BAYTAP-Gtemperature. Co-seismic strain steps are not drawn in stain 2 and strain 3
owing to the auto sift drawing system.
−449−(4.9).SmootheTrends

arecalculatedby第４図

大原観測井での地震前４ヶ月と地震後 40 日間の観測データ

第５図

大原観測井での地震前９日間のデータ

Fig.4

Observation results at Ohara station from Nov.16,1998 to Apr.25,

Fig.5

Observation results at Ohara station 9days before the1999.

earthquake (M4.9).

Atmospherical pressure, rainfall, groundwater level, horizontal

Smooth trends are calculated by BAYTAP-G

crustalstrain1(N308Edirection),2(N68E),

3(N188E)

andunderground temperature.
−450−

第６図
Fig.6

大原観測井での地震当日の観測データ

第７図

Observation results at Ohara station on Mar.16,1999.

Fig.7

花折観測井での地震当日の観測データ

Observation results at Ohara station on Mar. 16, 1999.

Atmospherical pressure, temperature, groundwater level, rainfall andAtmospherical pressure, temperature, groundwater pressure,horizontal crustal strains.

rainfall and horizontal crustal strains. Strain data after theearthquake are out of scale.
−451−

第２表

３月 16 日滋賀県北部の地震の前後での地殻歪の変化

Table.2

Crustal starin changes related to the earthquake (M4.9).

第３表

３月１６日滋賀県北部の地震の前後での地下水位の変化

Table.3 Ground water level changes related to the earthquake (M4.9)−452−