防災科学技術総合研究報告第18号

1969年3月

551．491550，837：551．2／．3：550，341（521152）

長野県松代町牧内一瀬関地区の地下水理
武居由之・室住正義・黒田和男
地質調査所

Hydmgeologica1imvestigatiom
atof

sa1im

Sezeki−MakiIlc1li

lmdergm㎜1d

district，Mats11shim

water
Towm

By

Yos阯y11ki

Takei，Masayos11i

Mllmz1mi

alld

Kazuo

Kumda

Gω1・伽18ω・岬・μαρα・，τ・ムツ・

AbstractAt

cracksthethirdperiod

wereformed

Matsushiro

Town，

Naganoout

writer

forby

water

thebyofsa1inecu1mination

water

Theof

aredescribedsurveyed

thearea

wasof

in

this

consistsof

basement（presumab1ypositionsurface

a＝10m，20m，40m

atearthquake

theswarm，numerous

Sezeki−Makiuchi

andpathwaterofthewassa1ineinspection．

district，carried

undergroundResu1tsof

the

rich

grave1．

paper．
fanandTertiaryand80mwere

ta1us

which

sediments

200matthenorthwestcornerofthearea．
of

Matsushiroout

Hydrogeo1ogica1investigation

theandthepouredPrefecture．

determining

geophysica1exp1orationinYestigation

Depthandareorsediments

inquartz−diorite）is

more

than

Intheareaspecificresistivitycontours

mappedbyhorizonta1e1ectrica1

exp1oration．

Five e1ectrica1dri11ings are a1so carried out．Moreover，temperature and resistivity
・fw・t・・w…m・・・…d・t…h・fth・・p・i・g…dw・11・，・・d一…㎝t・・… ft・mp…一ture

an（1resistivity

resistivity
fromthesideredfactorweremapped．

from

theF

above−mentioned
as

water

is

sa1inewater

thefissuressupp1ied
from

from

The

ca1cu1atedmappedthementioneddata．

Resu1tofinterpretation

fo11ows：thepathofsa1ine

data

is

as

which

areformed

thefissureswriterabove

mountains，
andfreshby

water

water

of

from

一41一

earthquake
we11s

and

con−

activities．

A1though

fresh

this

themountains．

area

are

water

formationisin

thethemixtureof松代群発地震に関する特別研究（第2報）防災科学技術聡合研究報告第18号1969

1．まえがき
長野市松代町周辺では，昭和40年8月から群発地震が発生し，翌41年の夏期には1たん衰えたかに見えていた活動が再ぴ激しくなり・地表に地割れが頻繁に生ずるようになった．41年9月17日には，遂に牧内地区で，おぴただしい湧水とともに面積15，OOOm2，最大深さ20mの地すべりが発生し，人家，農地に被害をおよぽすに至った．その後小規模な地すべりは各所に発生し・

表一1番号

目所

属

氏名

物理探査部探査課長

柴藤喜平

物理探査部探査課

武居由之

1

電気探査計画の立案

2

電気探査測点設定

技術部地形課磯山功

電気探査

物理探査部探査課武居由之＊
全室庄正義＊

3

また地割れからは地下水が急激に湧出した．この異状地下水に関して水量，水質の測定が諸機関の手で行なわれ，水質はCaCム
Ca（HC03）・に宮項調査研究実施一覧表

全観測

橋本問幸

応用顕部乗境地質課

4

全

水房頭調査

技術部地形課磯山功

写真地質・地形調査

むもので，C5の含量は41年8月に18ppmで地質資科の収集あったものが，41年10月には3，200ppm，42年1月には4，100ppmと急増したことが報ぜられ

＊印

山田営三

黒田和男＊

厄弔地贋部環境地質課

全
全：

黒田和男

黒田和男
山田営三

執筆老

た．この地下水が地上のどの部分から湧出しているかという点については，地上踏査により判明しているカミ，地下にどのような形で賦存しているか査の周知と便宜をはかる等，種々の援助を受けた．という点はなお不明であり．しかも牧内地区などここに感謝の意を表する．に見られる地すべりも地下水に由来しているとみられていることから災書を起す可能性も考えられていたので，異常地下水の賦存状態を明らかにす調査の実施に当って，松代町役場からは，本調

2．地形・地質の概要
松代町周辺の地質は，すでに沢村らにより報告されており1〜また松代から須坂に至る地域の地質るため，牧内・瀬関地区について物理探査・応用は，沢村らにより本報告書中に別項として記述さ地質調査を実施した．

れているので，ここでは，主として牧内，瀬関地区の地質を，空中写真観察の結果をもとにして述調査期間は，42年2月下旬から3月中旬にわたり，牧内部落と瀬関部落の中間，南北520m，東西440mの区域について，水平法電気探査と，直流法垂直探査を行ない，さらに電気探査を実施

べる．

した地域内およぴその周辺の水露頭調査・地表地にはさまれて存在し，皆神山の北麓を横沢川が流質の調査を行なった．作業の分担は次表のとおり

れ，滝本の集落を通って流れる乙女沢が，西平山の麓をかすめて，横沢川に注ぎ・ここにも大規模である．

この地域は，牧内，瀬関等の集落ののる扇状地が，西平山を含む背後の山およぴ，南側の皆神山な扇状地が発達している．背後の山の中腹に当る㌧11、苧醜＝象1∴残高度600m付近までは，泥岩を主とする中信層群

竈（新第三系，中新統）と，これを貫ぬく石英閃緑岩類があり，この上に牧内安山岩と呼ばれる輝石、・へ．、

1萬レニ恭、・．1

鰍藩洲・．、｝no．・

・1，I粥、・・

囮・、
l

9り。
一

平山の地すべり滑落崖にうすく，時代未詳の泥岩が挾まれるのが観察された．牧内安山岩の上には保基谷岳火山岩類が棄つている．なお・滝本の集傘｝〃l次．μ｝・，．．．㍗」．＿．、．．；

図一1

石英閃緑岩類と牧内安山岩との境界付近には，西口・：蛸・∴、1．一．、含・・，パ．・＾

落がのっている平坦地の背後には，石英閃緑岩類．・．，の上にのって，奇妙山火山岩類が広く露出してい．、呵．＝．＿．．、．

調査地域要図る．

1．電気探査区域 2．地すべり地
3．地すべり地水比抵抗測定の範囲
I

nd6xn凹p

安山岩質の熔岩を主とする火山岩体が棄っており，

ofSezdd−Makiud1i

空中写真観察の結果では，石英閃緑岩類と牧内

district

安山岩類の境界位置から上に，過去の地すべり性

一42一

長野県松代町牧内一瀬関地区の地下水理一武屠・室庄・黒田

凡

例

崩壊の痕跡と思われる馬蹄型のくぽみと，これに盲禅山溶岩円頂丘対応するように山蟹に崖錐か発達している．たとえぱ，牧内北東方には畑地となっている崖錐状の地形がありほとんど山頂付近にまで延ぴているが，奇竹山火山岩類
走本行係蛯缶火。』老類

その頭部には，s1㎜畝の崩壊跡地形がみられる．

牧内筈山岩

また扇状地を主とする平坦地を細かくみると，高石集肉緯岩

さ50cm程度の急斜面が2〜3段認められ，し〜花菌肉、儀きたがって崩壊も，繰返し発生してそのたぴに新しい扇状地が形成されていったことがうかがえる．
牧内，瀬関，竹原，菅間等の集落がのつている

石美菌岩

申信乃群
o

図一2／κ＾

扇状地の基盤までの深さは，確認された所で70m以上あり，電気探査の結菜）でも，少なくとも」」

調査地域周辺地質図

200mの深さが推定されている．
なお，水平法電気探査を実施した地域は，乙女Gθo1ogica1ma皿

導．一

「凡例山地

崖錐I

崖錐皿

図一3

扇状地I

扇状地1扇状地皿扇状地v

調査地域周辺地形分類図
Landformc1assi

fi

一43一

cati

onmap一その他

滑落崖の頭部松代群発地震に関する特別研究（第2報）防災科学技術聡合研究報告第18号1969

沢の扇状地の南縁に沿い，また1部は権現山からの崖錐性扇状地の北縁にかかり，その中央部は・と温度に宮んだ水の存在状態を明らかにする必要上，水平法電気探査を行なった．測線， 測点配置

双方の扇状地にはさまれた谷間となっている．

3．水平法電気探査の結果は図一4に示すとおり，東西10mごと，南北40m間隔に設定し，計576点について2極法配置

物理探査は，扇状地性堆積物内に賦存する塩分にょりa＝10m，20m，40m，80mの4種の間

0

5一

520／0

「25−小∠、035

■

ヨード

づト■

7一一〆

⇒、1づ11、」1・r

㌧。〃

4／4

二1ノノレ！
1i＼＿、／！
一一一＾一に一＿二

†一1／

「へ45

一■1へ網■ノ一一一誰÷

一1一■…1一■■■

雁J

xL

4tl

1一・

「下■トー1！

1■k■rチー

碧1
一一一一X・一o咋∫一／ぺ9．一妙」リ・

レS−3

45一ヌ

9崎思パ

刈111−1■

一一

グー一レ！

／／フ博一

寺…
1へσ。・哨、似5、」

巳北ノ5ノ025

勿咋5・〜30」カ
35

θ

図一4

測

線配

P1anning

map

置o50

図fe1ectr

一44一i

ca1exploratioq／ω牝長野県松代町牧内一瀬関地区の地下水理一武層・室庄・黒田）

0＝40n、。。＿■

ω。

払、、、＼、○、カり久、へ、｝．．一、．
＼．

ω㌧＼切＼＼、二二L＿」
Ω一m

図一5Re

比抵坑分布図si

stivity］

a＝10mmap，a＝1O

図一7m

Rcs

比抵抗分布図istiv

itya・；40mmap，

a＝40m

ζ＼怜

0：80m

へ

0ヨ20m〉

、

Ω一m勺

J！。
、、
■
1、、十・剛｝

11切ω

k＼
一

図一6比抵抗分布図

Resistivity

Ω一m一5ザ＼、・・、＼、、］一勿㌧、］・

a＝20m

■

、、、、、
、．、
・、◆旧82

Ω一m

図一8 比抵抗分布図 a二80m
Resist ivity map，a＝80mmap，a＝20m

一45一松代群発地震に関する特別研究（第2報）防災科学技術総合研究報告第18号

1969

隔で測定を行なった．使用装置は・タカヤ電気K

4．垂直法深部電気探査の結果

K製，地質調査所型電気探鉱装置である．
水平法電気探査の結果は図一5〜8に見掛け比皆神山を中心とする松代群発地震地域では，地下構造解明を目的として，深部の電気探査が，当抵抗分布図として示した．

地質調査所で実施され，その成果もすでに1部は報告された子）その結果，表層と解折された部分はa＝10mでは，地表浅部の状況が分布図に示されている．図の北部では，東方から一連の高比厚さ150〜200mに達し，前述の水平法電気探抵抗帯が西方に向い，ところどころに数100Ωmの高比抵抗値が得られているのは，局所的な表層査の探査深度よりはるかに深くなっている．一方・

調査地域の東側は，この地域の基盤をなしている石英閃緑岩が露出していることもあり・局所的にの異常物，砂礫，岩塊等の影響とみられる．図の西南部では，西方から漸次北東方へ向かって低下する高比抵抗部があり，南東部では50Ωπ台の中は基盤が浅く存在している場合も予想されたので・基盤深度の探査を目的として直流法の垂直探査を比抵抗域が広く分布する．東部には最低20Ωm実施した．

以下の低比抵抗帯が南東より北西へ向け伸長している．

直流法の垂直探査は，水平法電気探査を実施した地域内で5点を選ぴ，直流電流計，高感度電位差記録計を使用し，電極配置は舳㎜屹螂配置

a＝20mの見掛け比抵抗分布図では，a＝10により最大電極間隔Aγ2二200mまでとした．

mの場合と同様の傾向であるが，局所的な高比抵測定結果として得られたV囲曲線を図一9・図一10抗部が消えている．これは，地表付近の影響がなくなった為であろう．なお低比低抗部もさらに明瞭となっている．

a＝40mの見掛け比抵抗分布図では，高比抵抗帯，低比抵抗帯ともに縮少し・著しい異常値は？
○0D

とくに認められない．

帽3一．．．7壷三08

a＝80mの見掛け比抵抗分布図では，40〜60Ωm域がほとんど全域を占めており，著しい異常・眉弟．

＼値がなお認められなくなるとともに，低比抵抗域，〃応陥34

山は，不明瞭ながらも2列に分離する傾向がみられるようになる．

水平探査の結果を総合すると，北部には西へ向かう高比抵抗帯，西南部には北東へ傾く高比抵抗

図一9▽ES曲線Noユ，Nq．2VES−curv e Nφ，Nq2部，南東部には広い中比抵抗域，さらに東部には，北西に向かう1条もしくは2条の低比抗帯が存在する．南東部の中比抗域は・深部においても変化のない一様な層と推定できる．北部の高比抵抗帯

9は，隣接地域の探査晴報によっても，東方から連日ωらなって来たものであることが認められている．
東部低比低抗帯の延長方向にあたる北西端でも，、、．

一■一・■一ii

部に低比抵抗部があり，それらの閥の連続性につい・oωて，a＝80m分布図でゃや傾向があらわれているω
ωが明確ではない．

η

北都の地表近くの高比抵抗部は，aが大きくなるにしたがって，急激に滅少しているが，これは乙女沢扇状地の表層部とで，電気的に大きな差があることを示しており，明らかに2層構造と考え．
一1，o、、一り㎞2も10悩・いいりバ

図一10ることができる．

8VES曲線Noβ，NんNq5

VES−curve

一46一・

Nq．3

，Nq−4，Nq．5

長野県松代町牧内

瀬関地区の地下水理一武屠・室住・黒田に示す．

解析結果では，基盤岩類に最も近いと予想した部湧水の減少した場所もあるが，最盛期の状態か依然として継続していたので，湧水群の特徴を

VES4において，深度42m以深に50Ωm以上把握するため，地域内のほとんどすべての水露頭の層，崩籏層内のVES2において80m以深に基盤・扇状地内のVES3において75m以深に基搬にっいて，水温，水比抵抗値およぴ湧水状態の調査を行なった．なお水比抵抗値の測定は，横河電概KK製，コーラウシブリッジによった．
電気探査を実施した地域内についての水比抵抗があるとした．

なお，VES点を5点と定めたのは，水平探査の結果，地表付近の比抵抗分布にかなりの地域差が値の測定点およぴ測定値をまとめて図一11に・さらにその周辺の地域についての測定点と測定値あらわれているので，解析の精度も著しく低下すると判断したためである．

をまとめて図一12に示す．また，水温，水比抵抗値のすべての測定結果を，水比低抗値一水温関係図としてまとめたのが図一13である．
水露頭調査の結果から地域内の地下水区を次の5．水露頭調査の結果
当調奪地域内には・41年8月以前は水の少ない地区であり，水露頭としては若干の湧水がある以外・ほとんど井戸のみであった．しかし，41年8月以後，地割れの発生と同時に地域内各所にように区分することができる．

1）水比抵抗値3，500ωm以上，水温10℃以下新らしい湧水が見いだされた．当調査期間には，の湧水が分布する区域，この水は，もともと／¶讐一

地形分娘切凡例にと同じ断4は｛．

枇息抗祉
○（35伽餉035θ｛巧θ0伽η
△j5θ＾35θ0no冊㎞／．

＼／＼／＼！
・、＼■一／．」一■、×

イ＼＼■、、／㌔、、
ぺ＼㌔■
一一｛一一←一1＋一■「一一■一ミ

1⊥1■1ぺ÷←■…曇一■，。！

ノ／。、／一一一へ．＿＿一∠

ノ．．↓．．1．

肝

巧

ギ

11／

1・、1γ「■一一1」

心！

1、二∴甲丁＼図！r耳卜†図一11f一一

一⊥一＿＿1一寸⊥一一■．

1T．r∵〃〉，，

×T■二■十1一一一Y

調査区域内湧水点測点分布図
Di

st

ribu

ti

onofs

a1i

一47一

nes

pri

ngs

and

we11s．

松代群発地震に関する特別研究（第2報）防災科学技術総合研究報告第18号1969

へへ十1言

1一1／ク〆！・・〆／！

……7節

4㌧

二κノイ、」

く、／、、i■、＼＼＼＼ユ．

㌧

■

■／！
！

！

！
■2
■

＼ド■■r．・！汐11dX

冒1

㌧

＼＼xx

5／4〃

！

・−x、．

！

く㌧

一ηψ20

迷ゾ
虐

去

㌧一、

ち

イ「、亡

ちみ！

／《「

今づ、，．一一、、、、、、20苧位η朋又は＼x／02n

図一12C（ntα皿mΦof

水比抵抗等値線図（単位Ωm）
s脾i

fic

resi

stivity…mdwater．

山に降った雨水が疹透して表土中を通り，再ぴ地
なお，この分布域は図一11の範囲内にはない．
表にあらわれるもので，牧内の集落背後の通称
2）水比抵抗値3，500〜350Ωcm，水温10℃
柳の清水 を代表とし，山の中腹にあらわれる． 以下の湧水域，これは牧内の集落北縁を中心とし

一48一

c朋

長野県松代町牧内一瀬関地区の地下水理一武居・室庄・黒田てあらわれている．

3）水比抵抗値350Ωcm以下，水温10℃以上場合の見蝋比抵抗分布図は，扇状地内の堆積物の電気的性質を表現している．さらに，試錐の結果，の湧水域，これは今回の異状湧水の全部を占めており・地域東部にあらわれる．

扇状地の堆積物は，礫，砂，泥の混合物で，著しい礫質部，砂質部，粘土質部の挾みも見あたらな

4）水比抵抗値3・500〜350Ωcm，水温10℃

いことから，大地の見掛比抵抗値を支配している要素の中で，地眉そのものの性質による差違につ以上の湧水域・これは前記2），3）の中間に位置する漸移帯としてあらわれている．

水比抵抗値と水温とは，図一13に示されるよ

いては，特別の考慮を必要としないとみてもさしつかえない．このように考えてみると，大地の見うに一定の関係をもっているように見られる．こ掛比抵抗の中で，少なくともa＝20mの場合は，の関係は，同じ成分の水の比抵抗値の温度変化に比較して非常に大きなものであって，異質の水がいると判断される間隙を充たしている地下水の比抵抗値に関係して地域内に存在する以外には，考えられない．さらここで・a＝20mの場合における大地見擦比に水露頭の地質，地形条件を各測点ごとに検討し抵抗値と，その地点または最も近い湧水地点におてみると，3）の湧水は，温泉質のものであり，2）げる水比抵抗値の商を，地眉係数分布図として図の湧水の起源については将来の検討にまつとして，一14に示した．
地層比抵坑値と，その中に含まれる水の比抵抗

とにかく温泉質の地下水が若干混入し，あるいは影響を受けたものである．4）の湧水は，図一12をみても2），3）両者を結ぶ中間に位置しており，値の商は，地層比抵抗係数と称されて，全く地眉の構成に関する単元だげを有する係数とされてい双方のもととなっている地下水が混合したものであるとみてさしつかえない汗1）る．この地域に関する限り，地層の構成はどこでも一様であるとみてさしつかこないので，地層比

なお，水露頭の密集した地区について，水比抵
抗等値線図を描くと図一12のようになり，水比抵抗係数は，間隙を充たしている地下水の性質だけに関係した数値となってあらわれる筈である．

抵抗値が極小を示す場所が，地域東部から，北西方向に延ぴていること．がわかる．

6．地域内の地下水理について前項で述べてきた地形，地質調査，水平法電気探査およぴ水露頭調査の結果を総合して，地域内戸．ムんの地下水の賦存状況を考察してみる．
本調査地域は，扇状地の一一部であって，基盤は，水平法電気探査の探査深度よりも深い位置にある
ことカ…，垂直法電気探査およぴ試錐の結果からたしかめられているので，少なくともa＝20mの。・1」一十一如

1汽∵、．．
．⊥．

1一二」⊥：＿一．＿．ユ1．・．．1
κ℃020050J

図一13㍗∵1・⊥⊥」⊥．⊥」．．。」i．、＿。＿L一5㏄肌r．〔LL■、二■し1こlXω5Lししuぺu⊃O○圧1J㏄弧OOC，／〔［水比抵抗一水温関係図

図一14Relati㎝㎏伽e・n・脾cificresisti・ity㎝」セ皿爬・atu・q

一49一

F一値分布図Mapshowi㎎form鉦ion肥si引vityfπtor

松代群発地震に関する特別研究（第2報）防災科学技術聡合研究報告第18号19693）
一般に帯水層において，山口（1960）は，地層係数は2〜11であり．また洪かん地堆積物，扇結果としては
1）湧水をもたらした地中の地割れの存在が推状地堆積物，火山噴出物，段丘堆積物の順に大き定され，かなり深部から由来した脈状水の存在をい値をもっていることが概略に示されるとした．

見出したこと．

この調査地域内に於ては，南東部はF値が2〜3で，崩積堆積物，南西部は4〜5でいちおう妥当な値となっている．しかし東部異状湧水帯では，

2）乙女沢扇状地は，電気探査では高抵抗で地下水位も低い地域であり．その中に断裂帯の延長方向が伸ぴて瀬関の集落がその上にのっている．

F＝20〜30となり，地層係数としては，著ししかし，瀬関周辺でも深部から浅部へかげて著しく大きい値をもっている．もし，水比抵抗値100い低比抵抗は観測されていない
3）当地域の南東端より東部は低抵抗帯でかつ含有成分の多い温泉性の湧水帯の延長部であり，ΩCm程度の地下水が，層状地下水として地中に賦存しているならぱ，地層係数は南東部と同じ2〜3をとるべ書であり，このことから、．この異常湧しかも崩積層からなる急傾斜地であることから．

水は非常に局部的のものであり，地層係数分布図地すべりの危険性を予測することができる．の．極大値が北東方向へ延ぴていることから，こ4）幸いにして調査終了後，群発地震活動，湧水ともに減少し，とりたてて被害が続発するようの方向に伸長する裂かを通って上昇し、地表に湧な事態にはならなかった．今後は・このような地下水理調査が．地震活動初期に短期間に施行され

図一11には，地表にあらわれた亀裂（断層）の中で，調査地域内にあるもの炉与してある．

ることが期待される．

温泉性の湧水帯，あるいは地層係数の極値が，F

注1）各湧水群の化学成分ごとの特徴と・その起源などについては，地質調査所中村・前田両技

る．

水となってあらわれたものであることが判断され7断層と平行しており，a＝80皿の比抵抗分布図の中で低比低抗部が北西隅にあらわれたという事と合わせて．北西一南東方向の地中の亀裂を通官により検討が進められており，追って公表される予定である，なお・文献4）にはその一部が述って，温泉性の地下水が上昇し，地表に湧出したということカミ，以上の各種の調査結果を総合してべられている．

判断される．

本文でも用いている．

なお．亀裂の中を上昇して来た温泉水は。1都は眉状水に移化し，そのために・前項で述べた漸移帯があらわれ．あるいは牧内の集落内の地下水か汚染されているといラ推定もなされる．
7．まとめ

この調査は，隣接地域で災害をともなう地すべり現象が発生したこともあって・割れ目の発生・異常湧水，小崩壊などにより地域内に災害が続発するという可能性の検討を目的とした研究の1部
であり，そのために地表踏査と物理探査を駆使して地域内の地下水理をとらえることを主題とした

注2）文献4）にすでに用いた記号をそのまま

参考文献
1）沢村孝之助ほか4名（1967）：松代震源域の地質と地質構造．防災科学技術総合研究速報灼．52）小野吉彦（1967）：松代地域の電気探査．防災
科学技術総合研究速報，Nq−53）山口久之助（1960）：帯水層の地層比抵抗係数と水理定数との関係について．物理探鉱，Voし

13，Nq44）中村久由ほか3名（1967）：松代群発地震をさぐるものである．

一50一

Nq149

温泉と地すべり・地質ニュース・