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宮城県沖地震の前後における地下水位変動について
The Changes of Ground Water Level, before and after the Miyagi-OkiEarthquakes

建設省東北地方建設局河川部River Department, Tohoku Regional Construction Bureau, Ministry of Construction〔Ⅰ〕はじめに1978 年 6 月 12 日 17 時 14 分，M ＝ 7.4 の地震が宮城県沖に発生し，仙台市を中心とした広範囲の地域に大きな被害をもたらした（ 1978 年宮城県沖地震 ）。この地震の余震域の北方約30km の 地 域 に，1978 年 宮 城 県 沖 地 震 の 約 4 ケ 月 前 の 同 年 2 月 20 日，M ＝ 6.7 の 地 震 が 発生している。
建設省東北地方建設局は，これらの 2 つの地霞の前後の期間をも含めて，図 1，表 1 に示す
地下水観測井を設置し，地下水位変動の観測を実施している。今回はこれらを利用して上記の2 つの地震前後の地下水位変動を調べてみたので報告する。

〔Ⅱ〕地震に先行する地下水位の変化
地下水位は気象，河川水位，揚水量，涵養量（ 平地においてはとくに水田による自然涵養 ）などの影響を大きく受けるが，それらについての資料を得ることは一般に困難である。気象資料はそのなかで，比較的容易に入手できるが，地下水に影響を与える地域の広がり，時間的遅延の程度などが不明である。また，各観測井の水位変化図を予察的に分析したところ，短周期の気象変化による影響は他の要因よりはるかに小さいことが推測された。したがって，分析作業においては気象要素をも除外した。
◦長期的変化地震に先行する 30 日間を対象として，図－ 2 のような地下水位変化曲線上に，最小自乗法的な直線を描き，これが 30 日間に示す変動傾向を調べた。なお，直線上の 30 日間の水位差が5 ㎝以下の場合は変化なしとして取扱った。この結果を表－ 2 に示す。まず，2 月 20 日に先行する 30 日間に限ると，下降傾向の観測井が目立つ。しかし，6 月 12 日に先行する 30 日間は，反対に上昇傾向のものが多い。これを平年と比べてみるため，無作為に選び出した 5 観測井（ 南 郷， 古 川（ 浅 ）， 古 川（ 深 ）， 河 南， 郡 山 ⑵ ）の 1975 ～ 1977 年 の 地 下 水 位 記 録 は，1978 年と同様，2 月 20 日，6 月 12 日に先行して，それぞれ下降，上昇傾向であった。この原因として冬期の渇水，春先における融雪出水，および 5 月 1 日からの水田灌漑による地下水― 30 ―

涵養が考えられる。なお，「 古川（ 浅 ）」，「 古川（ 深 ）」にみられる下降傾向は他年度との比較により 2 月 20 日地震によって上昇した地下水位の回復過程とみなすことができる（ 図－3 ）。
◦中期的変化
長期的変化と同様の方法で，10 日間の変化傾向を調べた。その結果を表 3 にまとめてある。
なお，10 日間に 2.5cm 以下の変化を示す場合は変化なしとして扱った。2 月 20 日，6 月 12 日とも，先行する地下水位変化の認められない観測井が多い。双方が同様の変動傾向を示す観測井においても，同様の変動が他の期間にも多く現われており，特異な現象とはみなせない。
◦短期的変化ここでは地震発生に先行する 12 時間の水位変化傾向，ただし，これが同一傾向を示さない
観測井に限っては，24 時間の変化曲線上に引いた最小自乗法的直線の勾配を短期的変化とした。24 時間あたり 1 ㎝以下の変化は変化なしとして扱った。表－ 4 より明らかに，地震発生前に変化を示さない観測井が圧倒的に多い。変動の認められる観測井においても，図－ 4 に示すような明らかな周期的変化である場合が多い。このような観測井を「 変動なし」として扱うと，2 月 20 日，6 月 12 日に変動の認められた井戸はそれぞれ古川（ 深 ），南郷のみであり，また，変動曲線の性状も，他期間に通常認められるものである。

〔Ⅲ〕地震時，および地震後における地下水位の変化
6 月 12 日の地震では，18 井中，7 井が故障し，正確な資料を得るのに障害となった。しかし，多くは 1 ～ 2 日後には機能を回復したため，前後の水位の状況から大方の変化の様子を判断することができる。それによると，全井が 2 月 20 日，6 月 12 日の地震のいずれか，または双方で何らかの変化を示している。地震を契機とする地下水変化曲線の形状には少なくとも 3種が認められる。
◦瞬時変化・急速回復型，および瞬時変化・遅速回復型
前者は図－ 2 における 6 月 12 日地震の際の H にみられるようなもので，地震発生と同時に数時間上昇，または下降をつづけ，ついで回復過程に入るもので，10 日以内に原状にもどる。
後者は図－ 2 における 6 月 12 日の D のように地震発生直後は前例と同様の変化をみせるが，原状回復に数ケ月を要するものである。以上の 2 型における地震直後の変化の特徴を以下に要約してみる。変化方向は上昇が多く，6 月 12 日においては 18 井中，3 井のみが下降している。
2 月 20 日における変動と逆の方向を示すものは見当らない。変化量は最大 65 ㎝であり，奥津が発表している 4 ～ 5m の変化量よりはるかに小さい。2 月 20 日より 6 月 12 日の方が一般に変化量は大きいが，逆を示す井戸も存在する。浅い井戸の方が一般に深いものより変化量が― 31 ―

大きい（ 表－ 5 ）。
◦潮時変化型
地震直後には急激な水位変化を示さないが，図－ 2 の 2 月 20 日における H のように時間とともに大きくなるものをいう。地震を契機とする揚水，排水量の変化のためか，あるいは地層の構造的変化に対応するものであるかは判らない。
以上，地震に先行する地下水位変動を長期・中期・短期にわけて検討してみたが，2 月 20日と 6 月 12 日，あるいは各観測井相互に共通する一般的傾向を見出すことはできなかった。これは奥津の主張と異なるものである。一方，地震波による直接的地下水位の変化は，多くの井戸において認められた。

第1表

地下水位観測所一覧

Table 1

List of observation wells.

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第2表
Table 2

長期的水位変化Long term change of ground water level― 33 ―

第3表
Table 3中期的水位変化Middle term change of ground water level― 34 ―

第4表
Table 4

短期的水位変化Short term change of ground water level .

第5表Table 5

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地震時及び地震発生後の地下水位変化

Change of ground water level, at and after the shock of

the earthquakes.

第1図Fig. 1

地下水位観測井配置

Location of observation well.

第2図Fig. 2地下水位変化Fluctuation of ground water level.

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第3図Fig. 3

古川観測所（ 深 ）にみられる 2 月 20 日地震の長期的影響
Long term Influence of Feb. 20 earthquake at Furukawa well.

第4図Fig. 4

郡山観測所№ 2 にみられる周期的変化
Cyclic fluctuation at Kooriyama (2) well.

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