平成 19 年 3 月 19 日
地震調査研究推進本部
地 震 調 査 委 員 会
強 震 動 評 価 部 会

2005 年福岡県西方沖の地震の観測記録に基づく
強震動評価手法の検証について（中間報告）(3 月 3 日からの見え消し版)

地震調査委員会は、平成 17 年 3 月に「全国を概観した地震動予測地図」を取りまとめ、公表を実施した。現在、地震動予測地図の更なる利活用を目標として、改良を志向している段階にある。また、本委員会強震動評価部会は強震動評価手法としての「詳細法」1の高度化を検討するとともに、これを用いた強震動の評価を実施し、ハイブリッド合成法に基づく「詳細法」の重要性・有意性を継続的に提言している。
本部会では、「糸魚川－静岡構造線断層帯（北部、中部）の地震を想定した強震動評価」（地震調査委員会、2002）2をはじめ、10 の活断層帯と 4 つの海溝型の地震についての強震動評価をとりまとめ、公表してきた。さらに、これらの検討期間中に発生した被害地震である、「平成 12 年鳥取県西部地震」（Ｍ7.3）および「平成 15
年十勝沖地震」（Ｍ8.0）については、強震動の計算と観測記録との比較を行い、強震動評価を目的とする強震動予測手法の検証を行ってきた。
平成 17 年（2005 年）3 月 20 日に発生した福岡県西方沖の地震（Ｍ7.0）において、活断層で発生する地震の強震動予測手法の妥当性を検証する上で有用である観測記録が数多く得られた。そこで、「震源断層を特定した地震の強震動予測手法（「レシピ」）」3による強震動計算を実施し、観測記録との比較により強震動評価手法の検証を行ったので、これらの結果を報告する。なお、観測記録を十分に再現出来ていない観測点における評価結果に関しては、今後、地下構造モデルの改良も含めて再検討を行う予定である。

本文と説明
・図 1 2005 年福岡県西方沖の地震の観測記録を用いた強震動評価手法の検証の流れ・表 1 強震動評価手法の検証において用いた特性化震源モデル(2005 年福岡県西方沖の地震)
・図 2 計算領域と断層面位置
・表 2 北九州地域の「地盤構造モデル」に関する文献
・図 3 堆積層区分と模式断面位置図1

断層破壊過程や地下構造の固有の性質を詳細にモデル化し、地震動の時刻歴波形を計算する地震動評価手法。
2
地震調査委員会(2002)：糸魚川－静岡構造線断層帯（北部、中部）の地震を想定した強震動評価（平成 14 年 10 月 31 日公表）
3 強震動評価において、震源特性、地下構造モデル、強震動計算方法、予測結果の検証の手法や設定にあたっての考え方をまとめたものをここでは「レシピ」と呼ぶ。

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・図 4 堆積層の模式断面図
・表 3 深い地盤構造の物性値
・図 5 Ludwig et al.(1970)と設定物性値
・図 6 KiK-net の速度データと設定物性値
・図 7 地震の震央位置（地盤構造のモデルの調整用に収集した地震観測記録）
・表 4 収集した地震観測記録の地震の諸元のリスト
・図 8 地盤構造モデルの検証を行った観測点
・図 9-1 観測記録 H/V スペクトルとモデルによる理論 H/V スペクトルの比較(1)・図 9-2 観測記録 H/V スペクトルとモデルによる理論 H/V スペクトルの比較(2)・図 9-3 観測記録 H/V スペクトルとモデルによる理論 H/V スペクトルの比較(3)・図 9-4 観測記録 H/V スペクトルとモデルによる理論 H/V スペクトルの比較(4)・図 9-5 観測記録 H/V スペクトルとモデルによる理論 H/V スペクトルの比較(5)・図 10 計算に用いた深部地盤構造モデルの各速度層上面の深さ分布・図 11 浅い地盤構造（藤本・翠川(2003)の手法による最大速度の増幅率）
・図 12 ハイブリッド合成法による工学的基盤における最大速度分布
・図 13 ハイブリッド合成法による地表における最大速度分布
・図 14 ハイブリッド合成法による計測震度分布
・図 15 ハイブリッド合成法による計算結果と観測記録の比較 (地表の最大速度)
・図 16 ハイブリッド合成法による計算結果と観測記録の比較 (地表の計測震度)
・図 17-1

差分法計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記録（地表）の速度波形の比較（ケース 1）
・図 17-2 差分法計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記録（地表）の速度波形の比較（ケース 2）
・図 17-3 差分法計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記録（地表）の速度波形の比較（ケース 3）
・図 17-4 差分法計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記録（地表）の速度波形の比較（ケース 4）
・図 18-1 ハイブリッド合成法の計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記
録（地表または工学的基盤上）の速度波形と擬似速度応答スペクトルの比較（福岡平野）・図 18-2 ハイブリッド合成法の計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記
録（地表または工学的基盤上）の速度波形と擬似速度応答スペクトルの比較（筑紫平野）・図 18-3 ハイブリッド合成法の計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記
録（地表または工学的基盤上）の速度波形と擬似速度応答スペクトルの比較（断層の直交方向に位置する観測点）

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・図 18-4 ハイブリッド合成法の計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記
録（地表または工学的基盤上）の速度波形と擬似速度応答スペクトルの比較（断層の走向方向に位置する山地および台地の観測点）
・図 19 破壊伝播速度の違いによる計算波形（工学的基盤上の速度波形）の比較
・図 20-1 波形インバージョンに基づく震源破壊過程を用いた計算波形との比較（ケース 1）（計算波形は工学的基盤上（Vs=600m/s）、観測波形は地表の速度波形）
・図 20-2 波形インバージョンに基づく震源破壊過程を用いた計算波形との比較（ケース 2）（計算波形は工学的基盤上（Vs=600m/s）、観測波形は地表の速度波形）
・図 20-3 波形インバージョンに基づく震源破壊過程を用いた計算波形との比較（ケース 3）（計算波形は工学的基盤上（Vs=600m/s）、観測波形は地表の速度波形）
・図 21-1 ライズタイムの違いによる計算波形の比較（破壊の進行方向の観測点）（工学的基盤における速度波形）
・図 21-2 ライズタイムの違いによる計算波形の比較（破壊進行の反対方向の観測点）（工学的基盤における速度波形）
・図 21-3 ライズタイムの違いによる計算波形の比較（断層に直交する方向の観測点）（工学的基盤における速度波形）3

平成 19 年 3 月 19 日
地震調査研究推進本部
地 震 調 査 委 員 会
強 震 動 評 価 部 会

2005 年福岡県西方沖の地震の観測記録に基づく強震動評価手法の検証

本報告では、「震源断層を特定した地震の強震動予測手法（「レシピ」）」（以下、「レシピ」という）の検証を行うため、平成 17 年（2005 年）3 月 20 日に発生した福岡県西方沖の地震（Ｍ7.0）についての震源断層に関する既往の研究成果を整理して「レシピ」を適用した強震動の計算を行い、実際に得られた観測記録との比較を行い、「レシピ」における適用性やその改良すべき点について検討を行った。
１

検証の流れ
図１に強震動評価手法の検証の流れを示す。まず、波形インバージョンで求められたすべり量分布に基づく３種類の震源モデルに対して震源の特性化を行うとともに、現行のレシピに準拠したパラメータ設定によるモデルを加え、合計４種類の震源モデルを設定した。次に、評価対象領域の地下構造に関しての資料収集･整理から
地下構造の初期モデルを構築し、地震観測記録による調整を実施の上、強震動計算のための地下構造モデルを作成した。さらに、これらに基づき、「詳細法（ハイブ
リッド合成法）」による強震動計算を行った。
2005 年福岡県西方沖の地震の観測記録については、防災科学技術研究所（K-NET、KiK-net）、気象庁および自治体で得られた時刻歴波形と震度分布、最大速度分布を収集した。
評価結果の検証は、観測記録との比較により行った。用いた指標は①最大速度および計測震度、②波形と応答スペクトルである。
また、a) 破壊伝播速度の違いb) 波形インバージョンに基づく震源破壊過程をそのまま用いた場合の計算結果による比較検討
c) ライズタイムの違い
等のパラメトリックスタディを実施し、現行のレシピにおける課題について検討した。
２想定する震源断層
2005 年福岡県西方沖の地震では、種々の機関より波形インバージョンに基づく震源破壊過程の解析結果が示されている。本検討では、レシピの適用性の確認とその改良を念頭に、レシピによる特性化震源モデルを基本として、波形インバージョンに基づく震源破壊過程を参考に以下の 4 ケースの特性化震源モデルを設定した。波形インバージョンの結果として参照した既往研究は、Kobayashi et al. (2006)、Asanoet al. (2006)、Sekiguchi et al. (2006)である。

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ケース 1：Kobayashi et al. (2006) に基づく特性化震源モデル
ケース 2：Asano and Iwata (2006) に基づく特性化震源モデル
ケース 3：Sekiguchi et al. (2006) に基づく特性化震源モデル
ケース 4：「レシピ」に基づく特性化震源モデル
震源モデルの設定において、断層面の位置や面積、地震モーメントは全ケースで同じ値とした。断層面の位置や走向・傾斜については余震分布や F-net によるモ－メ
ントテンソル解などから求め、断層幅は地震発生層を余震分布から 3～19km と設定した上で求める手順とした。設定した震源モデルのパラメータは表 1 に示す通りである。なお、備考欄には各パラメータの設定根拠および用いた関係式を示す。
３

用いた地下構造地震波は、一般的には震源断層から上部マントル層を含む地下を伝わり、次第に減衰していく。しかし、地震基盤から上の工学的基盤までの地下構造（以下「深い地盤構造」という）の影響、および工学的基盤から地表付近に分布する表層地盤（以下「浅い地盤構造」という）のごく地域的な影響により増幅される。強震動評
価に際してはこれらを考慮することが必要なため、想定する震源断層を含む強震動
評価範囲の地下構造モデルを既存の地下構造探査データ等により作成した。
（１）計算対象領域
福岡県西方沖の地震の本震において、震度 5 強が観測された地点を包含する、以下の 4 点で囲まれる矩形内（図 2）を対象領域とした。
北西端：北緯 33.9167°
北東端：北緯 33.9167°
南西端：北緯 33.1167°
南東端：北緯 33.1167°

東経 129.7375°
東経 130.7375°
東経 129.7375°
東経 130.7375°（２）深い地盤構造について「深い地盤構造」のモデル化にあたっては、各種物理探査結果、ボーリング調査
および物理検層結果、地形・地質解釈資料等の資料収集、整理を行った。九州北部
地域においては、強震動計算に必要である速度構造モデルを構築するに足る物理探
査データが十分でないことから、主に地質的な補完データを基にモデルの作成を行った。地質的な補完データとしては、表２に示す既往文献（主にボーリング資料や地質断面）による地質境界面の分布、表層地質図、ブーゲー異常分布などを用いている。図３に表層地質図に模式断面図の位置図を、図４に代表的な東西方向の模式
断面図を示す。

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なお、山地部で地表面に基盤岩類が露出している場合には、KiK-net の速度検層データをもとに風化層のモデル化を行った。
深い地盤構造モデルの物性値は、既往の物理探査データ（屈折法および反射法探査など）や検層データ（K-NET および KiK-net など）から、地質区分毎の深さとＰ波速度との対応関係を検討し、表３に示す区分とした。さらに、Ludwig et al.
(1970)の関係図（図５）や KiK-net の速度検層による Vp、Vs の関係（図６）より、
Ｓ波速度、密度の設定を行った。
作成した地盤構造の初期モデルに対して、対象地域の地震観測点における地震観
測記録に基づく調整を行った。用いた地震観測記録について、図７に地震の震央位
置を、表４に地震諸元のリストを示す。各観測記録のＳ波主要動以降の部分から、震源からの到来方向の水平動成分と上下動成分のスペクトル比（図中では“観測記録Ｈ／Ｖスペクトル”と表記）を算出し、観測点ごとに平均を求めた。次に、対象地点の深い地盤構造のモデルにより計算されるレイリー波の基本モードによるＨ／
Ｖスペクトル比（図中では“モデルによる理論Ｈ／Ｖスペクトル”と表記）を求め、両者の比較を行った。対象とした観測点の位置図を図８に示し、Ｈ／Ｖスペクトル比の比較図を図９に示す。ここで、左列は初期モデルによる理論Ｈ／Ｖスペクトルとの比較、右列は K-NET における PS 検層結果も考慮の上で卓越周期が合うように調整を行った修正モデルによる理論Ｈ／Ｖスペクトルとの比較である。
以上の手順により、地質的な補完データから作成した深い地盤構造モデルに対して、観測記録のＨ／Ｖスペクトル比による調整を行い強震動計算のための深い地盤構造のモデルを作成した。図 10 に、計算に用いた深部地盤構造のモデルの各速度層
上面の深さ分布を示す。
（３）浅い地盤構造について
浅い地盤構造の考慮に関しては、国土数値情報を利用した手法（松岡・翠川(1994)および藤本・翠川(2003)）による最大速度の増幅率（図 11）を用いることとした。なお、詳細法工学的基盤のＳ波速度は 600m/s であるため、実際には図 11 に示されている値に対して、松岡・翠川(1994)による経験式を用いて求められるＳ波
速度が 400m/s の地盤までの増幅率（1.31）を乗じた値を用いた。
log ARV = 1.83 − 0.66・log AVS
ARV：最大速度の増幅率
AVS：深さ30mまでの平均Ｓ波速度 ( m / s )４

強震動評価手法

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工学的基盤上面位置での強震動計算は、短周期領域に統計的グリーン関数法、長周期領域に理論的手法である有限差分法を用いる、ハイブリッド合成法により行った。ここで、接続周期は１秒としている。
工学的基盤から地表への換算については、工学的基盤における最大速度の値に前述の最大速度の増幅率を乗じることにより算出した。また、計測震度は、下記に示す翠川・他(1999)による最大速度と計測震度の経験的関係式より求めることとした。
I = 2.68 + 1.72・log PGV ± 0.21 （I： 4～7）
PGV：最大速度( cm / s )５ 強震動評価結果とその検証（１）評価結果
ハイブリッド合成法による計算結果として、図 12 に工学的基盤における最大速度分布、図 13 に地表における最大速度分布、図 14 に計測震度分布を示す。図 13 および図 14 では、K-NET、KiK-net、気象庁、自治体の観測点とそれらの観測値も示している。
（２）観測記録との比較
１）最大速度と計測震度
ハイブリッド合成法による地表の最大速度および計測震度の計算結果と 2005 年福
岡県西方沖の地震の観測記録との比較を図 15、図 16 に示す。最大速度の比較で用いた観測記録は、防災科学技術研究所の K-NET、KiK-net、気象庁および福岡県内の自治体の一部の震度計によるものである。また、震度については気象庁より発表された計測震度（気象庁および自治体）と、K-NET、KiK-net の観測記録から気象庁（1996）に従って算出した計測震度相当値である。なお、図 15 の最大速度における相関係数は、常用対数をとった値より計算している。最大速度および計測震度ともに、いずれのケースも概ね観測値に対応する計算結果が得られ、ケース４のレシピによる特性化震源モデルの場合が観測記録との相関が比較的良好となった。これは、ケース１～３では観測記録の長周期成分を対象とした波形インバージョンによる解
析結果に対して震源の特性化を行っている一方、ケース４の場合は広帯域の強震動予測を目的とする「レシピ」による震源の特性化であるため、最大速度や計測震度といった評価指標に関しては「レシピ」の方法論が対応していることも一因と考えられる。
２）差分法計算波形との比較
差分法による計算波形と観測波形との比較を図 17 に示す。ここでは周期１秒以上の長周期成分を対象としている。ここに示した観測点･観測記録は、波形インバージョン解析で用いられたものが多く、地下構造が比較的単純である地点がほとんどで4ある。観測記録は K-NET、KiK-net における地表の記録であり、地震計の設置方位の測定結果（森川・他、2006）に基づき方位の修正を行っている。計算波形は差分法
による詳細法工学的基盤上（Vs=600m/s）のものであるが、観測波形に見られる比較的短周期成分による位相特性までは表現できていないものの、長周期成分の位相は良く説明できている。なお、図 17 の各図左上段には、差分法による工学的基盤上での最大速度分布を示すが、ハイブリッド合成法の場合（図 12）と比べると、ケース間の相対的な差が大きい。解析ケースによる評価結果の相違は差分法による長周期
成分に大きく現れているものと考えられる。
３）ハイブリッド合成法による計算波形と擬似速度応答スペクトルとの比較
ハイブリッド合成法による計算結果と観測記録について、波形および擬似速度応
答スペクトル（減衰定数 5％）における比較を図 18 に示す。工学的基盤相当（Vs=
500m/s 以上）を含む速度構造が S 波速度検層によって把握されている観測点については、地表から工学的基盤に至る表層の影響を除くために一次元重複反射理論により工学的基盤上相当の波形を求めている。ただし、PS 検層の速度値をそのまま用いているため、観測記録における工学的基盤のＳ波速度は必ずしも詳細法工学的基盤
上（Vs=600m/s）とは一致しない。図 18 によれば、気象庁福岡および福岡市城南区
については観測記録を概ね説明できているが、K-NET 福岡、福岡市博多区、南区に関しては周期２秒前後のスペクトルが観測記録と対応していない（図 18-1）。筑紫
平野では、全般的に観測記録の方が大きく、この傾向は特に周期１秒以下の短周期で顕著である（図 18-2）。K-NET 鎮西、K-NET 玄海、K-NET 中間では観測記録に見られる周期１秒前後から２秒前後のピークが再現されていない（図 18-3）。これらに対して、山地、台地の観測点である図 18-4 においては、概ね観測記録と対応する結果が得られた。
（３）レシピに関わる検討
１）破壊伝播速度の違いによる波形の比較
図 17 において、ケース 2、ケース 3 では、ケース 1 と比べて振幅が 1/3 から 1/4程度に小さくなっている観測点が見られる。震源モデルにおいての設定パラメータの大きな違いは破壊伝播速度（Vr）であり、ケース 1 では 3.0 km/s (震源域のＳ波
速度の約 88％)であるのに対して、ケース 2、3 では 2.1 km/s（同約 62％）となっている。そこで、破壊伝播速度の影響を見るためにケース 1、2 を対象として、破壊伝播速度を変えた震源モデルに基づいて差分法による波形計算を行い、速度波形による比較を行った。なお、すべり速度時間関数として用いている中村・宮武（2000）による近似式では、ライズタイム（tr）および最大すべり速度（Vm）が破壊伝播速度の値をパラメータとして扱っているため、破壊伝播速度とすべり速度時間関数の各々の影響を明確に見るための計算も行うこととした。具体的には、ケース

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1,2 に対して 3 通りのパラメータ設定による計算を加え、計 5 通りの計算結果について比較検討を行った。
① ケース 1 (Vr = 3.0 km/s)② ケース 2 (Vr = 2.1 km/s)③ ケース 2 において Vr = 3.0 km/s と変更(すべり速度時間関数においても Vr = 3.0 km/s を設定)
④ ケース 2 において Vr = 2.1 km/s のままとする。但し、すべり速度時間関数はVr = 3.0 km/s としてパラメータを設定⑤ ケース 1 において Vr = 2.1 km/s と変更。但し、すべり速度時間関数は Vr =3.0 km/s のままでパラメータを設定【参考】「レシピ」の(20),(22)式・最大すべり速度振幅 Vm

Vm = Δσ ⋅ ( 2 ⋅ f c ⋅ W ⋅ V r ) 1 / 2 / μ・・・・・・・・・・・・・(20)Δσ：震源断層全体およびアスペリティの平均応力降下量
fc：ローパスフィルタのコーナー周波数 (fmax と同等)
W = Wa（アスペリティ領域）= Wb（背景領域）
・最大すべり速度到達時間 td
f max ≅ 1 /(π ⋅ t d ) ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(21)・すべり速度振幅が t-1/2 に比例する Kostrov 型関数に移行する時間 tb(19)式で最終すべり量を与えることにより自動的に与えることができる。
・ライズタイム tr

t r ≅ α ⋅ W / Vrα= 0.5・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(22)

図 19 に計算結果の波形の比較を示す。①～③を比較すると、概ね①と③が調和的であり、破壊伝播速度の値が支配的となっていると考えられる。また②,④,⑤の結果も概ね同じような振幅レベルとなっていることから、破壊伝播速度そのものの影
響の寄与が大きく、すべり速度時間関数における Vr の値の影響は余り大きくないと考えられる。なお、ハイブリッド合成法の結果における地震動分布（図 12～図 14）では、ケース間で大きな違いが見られないため、短周期成分（統計的グリーン関数法による合成）に対して破壊伝播速度の影響は比較的小さいと考えられる。
２）波形インバージョンから同定された震源パラメータをそのまま用いた計算結果との比較
ケース 1 からケース 3 の震源モデルを設定する際に参照した波形インバージョン
から求められた震源パラメータを直接用いて差分法による計算を行い、特性化震源
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モデルによる計算波形との比較を行った。なお、地下構造については今回の検討で作成したモデルを用いた。図 20 に計算波形の比較を示す。特性化震源モデルを用いた場合にはケース 1 では過大評価、ケース 2、3 では過小評価となっていたが、それぞれの波形インバージョンに基づく震源パラメータをそのまま用いた計算では、観測記録の再現性はいずれも改善されることが確認された。
３）アスペリティ内のライズタイムの違いによる波形の比較
差分法の計算では、中村・宮武（2000）によるすべり速度時間関数の近似式を用いているが、「レシピ」において、ライズタイム（tr）の設定は前述の(22)式のとおりである。これまでＷについては、アスペリティ領域においてはアスペリティの幅を、背景領域では断層全体の幅を用いてきた。しかし、パラメータの決め方が明確に記されていないため、アスペリティ領域の場合にはＷはアスペリティの幅もし
くは断層全体の幅の両方に解釈され得ることになる。そこで、このパラメータによる影響をみるために、アスペリティ領域のライズタイムについて２通りの幅の値より設定して差分法による波形計算を行い、計算波形の比較を行った。図 21 に結果を示す。断層幅を用いた場合には、最大速度振幅が 1 割程度小さくなる程度で、本検討では影響がそれほど大きくはなかった。但し、アスペリティの幅が全体領域の断層幅に比して相当に小さい場合には、計算結果に及ぼす影響も大きくなるものと推察されることから、・ライズタイム tr

t r ≅ α ⋅ W / Vrα= 0.5・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(22)

ここで W = Wa（アスペリティ領域においてはアスペリティの幅とする）= Wb（背景領域においては断層全体の幅とする）のように追記することが必要と考えられる。
（４）検討結果のまとめ
以下に検討結果をまとめて記す。
･ハイブリッド合成法による地表の最大速度および計測震度については、いずれの解析ケースも概ね観測値に対応する計算結果が得られた。特に広帯域の強震
動予測を目的とした「レシピ」による特性化震源モデルを設定したケース４の場合、評価指標に対応していることもあり、観測記録との相関が最も良好となった。
･差分法による計算では、観測波形に見られる比較的短周期成分による位相特性までは表現できていないものの、長周期成分の位相特性は良く対応する結果が得られた。
･ハイブリッド合成法による計算結果を波形および擬似速度応答スペクトル（減衰定数 5％）で見た場合、山地･台地等の堆積層厚の薄い観測点については概ね
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観測記録と対応する結果が得られた。但し、平野部等の堆積層が厚いと考えられる地点に関しては、観測記録に見られる周期１秒～２秒前後のスペクトル上のピークを再現するには至らなかった。
･波形インバージョンによる震源破壊過程を特性化した震源モデルによる計算では、破壊伝播速度の影響が大きいことがわかった。但し、特性化の手続きを経ずに波形インバージョンによる震源破壊過程をそのまま用いた場合には、相互の結果の差異は小さく、いずれも観測記録をある程度再現できることが確認された。このため震源の特性化の際に失われる断層破壊過程の複雑さを何らかの手立てで補うことが必要と考えられる。
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今後に向けて2005 年福岡県西方沖の地震の観測記録に基づいた強震動評価手法の検証を実施し、現在のレシピによって概ね再現可能であることが確認された。ただし、福岡平野や筑紫平野などでは周期１秒～２秒付近に見られる卓越周期の振動性状を十分に説明できていないことが課題としてあげられた。
今回の検証結果によれば、山地や台地などの表層の軟弱層が薄い地域では観測波形の再現性は良いものの、福岡平野や筑紫平野など軟弱層が厚く堆積している地域
では観測波形の再現性は必ずしも良くなく、このような平野等では地下構造モデルの検討が改めて必要であることを示唆した結果となっている。今回実施したＨ／Ｖ
スペクトル比によるモデルの調整のみならず、山田･山中(2006)の検討のように、中小地震の波形シミュレーション等により地下構造モデルの検証および修正を行うことが必要と考えられる。
観測記録を仔細にみると、震源距離がほぼ等しい観測点間であっても最大速度値に大きな差が生じている。このような差異は、福岡市中心部での第四紀層の厚さの変化によるものと推測され、表層地盤の１次元地盤増幅特性で説明できるとの研究
成果（川瀬,2006）も発表されている。一方、西島他(2006)は、福岡市中心部に重力の低異常が認められ、警固断層西側のやや重力異常の高い領域よりも低重力異常域において地震被害が大きかったことを指摘しており、深部地盤の影響のあることを示唆している。平野部での観測記録の特徴が、1) 浅部地盤構造、2) 震源モデルを含めた深部地盤構造、もしくはその両者の影響によるものかは現状では判断できな
いが、このような狭い地域での地震動の違いを見るためには、纐纈他(2006)の提案する手法により深部地盤構造のモデル化の再検討を実施するとともに、浅い地盤についてもボーリングデータや観測事実に基づくモデル化を行い、現状の 1km メッシ
ュでは表現しきれていない表層の増幅をよりきめ細かく評価していくなどの対処が必要と考えられる。
また、波形インバージョンに基づく震源破壊過程をもとに特性化を行った場合には、特に長周期成分における評価結果に関しては、破壊伝播速度の影響が支配的であることがわかった。その一方で、波形インバージョンに基づく震源破壊過程を直8接用いた場合には、観測記録をある程度再現できることも確認された。これは現行のレシピではアスペリティ内の破壊伝播速度や応力降下量を一定と仮定しているが、現実の断層破壊はこれらが複雑であることを示唆している。したがって、震源の特性化に際しては、断層面の形状や震源の地域性等を考慮して破壊伝播速度を規定することや、破壊形式に応じた破壊伝播の揺らぎを導入することなどの方策が必要と考えられる。このためには、今まで実施されてきた波形インバージョンに基づく震源破壊過程を破壊形式や地域性等の観点より整理し、データベースを構築していく
ことや、破壊伝播速度の揺らぎに関してのパラメトリックスタディと観測記録との比較などの検討が待望される。

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参考文献（アルファベット順）
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pp.93-98
藤本一雄，翠川三郎(2003)：日本全国を対象とした国土数値情報に基づく地盤の平均 S 波速度分布の推定，日本地震工学会論文集，第 3 巻，第 3 号，pp.13-27
川瀬博(2006)：福岡県西方沖の地震の強震動と構造物被害の関係に関する調査研究、平成

17 年度科学研究費補助金（特別研究促進費）研究成果（課題番号 17800001）
気象庁(1996)：震度を知る －基礎知識とその活用－, （株）ぎょうせい
Kobayashi R., S. Miyazaki and K. Koketsu (2006) ：Source processes of the 2005 West
Off Fukuoka Prefecture earthquake and its largest aftershock inferred from strong
motion and 1-Hz GPS data ,Earth Planets Space, Vol. 58 (No. 1), pp.57-62
纐纈一起・三宅弘恵・田中康久(2006)：強震動予測のための地下構造の標準的なモデル化手法，
日本地震学会講演予稿集(秋季大会)，C055, pp.106.
Ludwig, W. J., J. E. Nafe, and C. L. Drake (1970): Seismic Refraction, in the Sea Vol.
4, Part 1, Wile-Interscience, p.74．
松岡昌志・翠川三郎(1994)：国土数値情報とサイス ミックマイクロゾーニング，第 22 回地盤震動シンポジウム資料集，pp.23-34
翠川三郎・藤本一雄・村松郁栄(1999)：計測震度と旧気象庁震度および地震動強さの指標との関係，地域安全学会論文集，pp.51-56
森川信之・安達繁樹・竹中博士・功刀

卓・藤原広行（2006）：福岡県西方沖地震で強震動記録を観測した K-NET、KiK-net 観測点の調査，平成 17 年度科学研究費補助金研究成果報告書「福岡県西方沖の地震の強震動と構造物被害の関係に関する調査研究」（課題番号17800001），pp.56-65
中村洋光・宮武 隆(2000)：断層近傍強震動シミュレーションのための滑り速度時間関数の近似式，地震第 2 輯，53，pp.1-9
西島 潤・藤光康宏・福岡晃一郎・江原幸雄(2006)：福岡市警固断層周辺の高密度重力測定による重力異常と福岡県西方沖地震による地震被害，日本地球惑星科学連合 2006 年大会予稿集，O106-P002.
Sekiguchi H., S. Aoi, R. Honda, N. Morikawa, T. Kunugi and H. Fujiwara (2006):
Rupture process of the 2005 west off Fukuoka prefecture earthquake obtained fromstrong motion data of K-NET and KiK-net, Earth Planets Space, Vol. 58 (No. 1),
pp.37-43
山田伸之・山中浩明(2006)：2005 年福岡県西方沖地震の余震の地震動シミュレーション，物理探査学会第 115 回（平成 18 年度秋季）学術講演会, P-2

10

2005 年福岡県西方沖の地震の観測記録に基づく
強震動評価手法の検証について（中間報告）
図表集(3 月 3 日からの見え消し版)
・図 1 2005 年福岡県西方沖の地震の観測記録を用いた強震動評価手法の検証の流れ
・表 1 強震動評価手法の検証において用いた特性化震源モデル(2005 年福岡県西方沖の地震)
・図 2 計算領域と断層面位置
・表 2 北九州地域の「地盤構造モデル」に関する文献
・図 3 堆積層区分と模式断面位置図
・図 4 堆積層の模式断面図
・表 3 深い地盤構造の物性値
・図 5 Ludwig et al.(1970)と設定物性値
・図 6 KiK-net の速度データと設定物性値
・図 7 地震の震央位置（地盤構造のモデルの調整用に収集した地震観測記録）
・表 4 収集した地震観測記録の地震の諸元のリスト
・図 8 地盤構造モデルの検証を行った観測点
・図 9-1 観測記録 H/V スペクトルとモデルによる理論 H/V スペクトルの比較(1)・図 9-2 観測記録 H/V スペクトルとモデルによる理論 H/V スペクトルの比較(2)・図 9-3 観測記録 H/V スペクトルとモデルによる理論 H/V スペクトルの比較(3)・図 9-4 観測記録 H/V スペクトルとモデルによる理論 H/V スペクトルの比較(4)・図 9-5 観測記録 H/V スペクトルとモデルによる理論 H/V スペクトルの比較(5)・図 10 計算に用いた深部地盤構造モデルの各速度層上面の深さ分布・図 11 浅い地盤構造（藤本・翠川(2003)の手法による最大速度の増幅率）
・図 12 ハイブリッド合成法による工学的基盤における最大速度分布
・図 13 ハイブリッド合成法による地表における最大速度分布
・図 14 ハイブリッド合成法による計測震度分布
・図 15 ハイブリッド合成法による計算結果と観測記録の比較 (地表の最大速度)
・図 16 ハイブリッド合成法による計算結果と観測記録の比較 (地表の計測震度)
・図 17-1 差分法計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記録（地表）の速度波形の比較（ケース 1）
・図 17-2 差分法計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記録（地表）の速度波形の比較（ケース 2）・図 17-3 差分法計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記録（地表）の速度波形の比較（ケース 3）・図 17-4 差分法計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記録（地表）の速度波形の比較（ケース 4）・図 18-1 ハイブリッド合成法の計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記録（地表または工学的基盤上）の速度波形と擬似速度応答スペクトルとの比較（福岡平野）
・図 18-2 ハイブリッド合成法の計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記録（地表または工学的基盤上）の速度波形と擬似速度応答スペクトルとの比較（筑紫平野）
・図 18-3 ハイブリッド合成法の計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記録（地表または工学的基盤上）の速度波形と擬似速度応答スペクトルとの比較（断層の直交方向に位置する観測点）
・図 18-4 ハイブリッド合成法の計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記録（地表または工学的基盤上）の速度波形と擬似速度応答スペクトルとの比較（断層の走向方向に位置する山地および台地の観測点）

1

・図 19 破壊伝播速度の違いによる計算波形（工学的基盤上の速度波形）の比較
・図 20-1 波形インバージョンに基づく震源破壊過程を用いた計算波形との比較（ケース 1）（計算波形は工学的基盤上（Vs=600m/s）、観測波形は地表の速度波形）
・図 20-2 波形インバージョンに基づく震源破壊過程を用いた計算波形との比較（ケース 2）（計算波形は工学的基盤上（Vs=600m/s）、観測波形は地表の速度波形）
・図 20-3 波形インバージョンに基づく震源破壊過程を用いた計算波形との比較（ケース 3）（計算波形は工学的基盤上（Vs=600m/s）、観測波形は地表の速度波形）
・図 21-1 ライズタイムの違いによる計算波形の比較（破壊の進行方向の観測点）（工学的基盤における速度波形）
・図 21-2 ライズタイムの違いによる計算波形の比較（破壊進行の反対方向の観測点）（工学的基盤における速度波形）
・図 21-3 ライズタイムの違いによる計算波形の比較（断層に直交する方向の観測点）（工学的基盤における速度波形）

2気象庁震源情報
余震分布

震源インバージョン結果

巨視的震源特性

微視的震源特性

震源断層形状アスペリティの位置・数

震源断層面積アスペリティ
の総面積

地震モーメント

各アスペリティの面積

全アスペリティ・背景領域の
応力降下量

平均すべり量

各アスペリティ・背景領域の平均すべり量その他の震源特性
破壊開始点
破壊伝播形式

特性化震源モデル

破壊伝播速度

地形・地質データ
物理探査データ
ボーリングデータ

地下構造モデル

観測記録収集中小地震の観測記録

強震動計算手法

地下構造モデル

対象地震の
観測記録

H/V スペクトル比
強震動計算用地下構造モデル

強震動予測結果

観測記録と予測結果との比較

NGOK

強震動評価手法の妥当性の確認

図１

パラメタスタディによる計算結果に表れる傾向把握2005 年福岡県西方沖の地震の観測記録を用いた強震動評価手法の検証の流れ

3

表１

強震動評価手法の検証において用いた特性化震源モデル(2005 年福岡県西方沖の地震)
波形インバージョン結果に基づく特性化震源モデル

断層パラメータ
震源位置[破壊開始点] ( °N/ °E )走向 φ (°)
傾斜 δ (°)
長さ L (km)
幅 W (km)
面積 S (km2)
地震発生層 [上端～下端] (km)
巨視的
震源特性 震源深さ [破壊開始点] (km)
地震モーメント M0 (Nm)
モーメントマグニチュード Mw
静的応力降下量⊿σ (MPa)剛性率μ (N/m2)
平均すべり量 D (m)短周期レベル
総面積 Sa (km2)割合 (%)
等価半径r (km)全
アスペリティ 地震モーメント M (Nm)0a

静的応力降下量 ⊿σa (Mpa)4

平均すべり量 Da (m)2
面積 Sa1 (km )等価半径r1 (km)平均すべり量 Da1 (m)第1アスペリティ 地震モーメント M0a1 (Nm)
実効応力 σa1 (Mpa)
微視的ライズタイム tr
震源特性
2
面積 Sa2 (km )等価半径r2 (km)平均すべり量 Da2 (m)第2アスペリティ 地震モーメント M0a2 (Nm)
実効応力 σa2 (Mpa)
ライズタイム tr
地震モーメント M0b
面積 Sb (km2)
平均すべり量 Db (m)背景領域
実効応力 σb (Mpa)
ライズタイム tr
fmax (Hz)
破壊開始点
その他の 破壊伝播様式
震源特性 破壊伝播速度 V (km/s)
r「レシピ」による特性化震源モデル

ケース１(Kobayashi et al.)

ケース２(Asano et al.)ケース３(Sekiguchi et al.)33.7402/130.1722
N 126 E
87
28
16
448
3～19
11
1.12E+19
6.63
2.87
3.12E+100.80
1.18E+1964
14.3

33.7402/130.1722
N 126 E
87
28
16
448
3～19
14
1.12E+19
6.63
2.87
3.12E+100.80
1.18E+1964
14.3

33.7402/130.1722
N 126 E
87
28
16
448
3～19
12
1.12E+19
6.63
2.87
3.12E+100.80
1.18E+1948
10.7(初期設定)

4.51

4.51

3.91

5.02

5.05

3.19E+18

3.19E+18

2.39E+18

3.94E+18

3.99E+18

ケース1 Kobayashi et al. より N123°→126°E

備考

ケース４

33.7402/130.1722 33.7402/130.1722
N126E
N126E
87
87
28
28
16
16
448
448
3～19
3～19
9.8
11
1.12E+19
1.12E+19
6.63
6.63
2.87
2.87
3.12E+10
3.12E+100.80
0.80
1.18E+19
1.18E+19
79
80
17.6
17.9

1) より
1) より
波形インバージョン結果より設定
W=Ws/sinδ
S=L･W( 地震発生層の厚さ Ws =16km )-11(7)式 r=(7π/4)・(M0/(A・R))・β2, β=3.4(ケース4ではS=π・r2 より換算 )M0a=μ・Da・Sa

16.26

16.06

(15-2)式 ⊿σa=7/16・M0/(r ・R)

1.60
64
4.51
1.60
3.19E+18
20.08
1.3
7.97E+18
384
0.67

1.60
48
3.91
1.79
2.67E+18
20.08
1.4
16
2.26
1.03
5.15E+17
20.08
1.0
7.97E+18
384
0.67

1.60
48
3.91
1.60
2.39E+18
26.77
1.4
8.77E+18
400
0.70

1.60
79
5.02
1.60
3.94E+18
16.26
2.0
7.22E+18
369
0.63

1.60
80
5.05
1.60
3.99E+18
16.06
1.6
7.18E+18
368
0.62

4.18

3.24

4.42

3.55

3.14

(10)式 Da=ξ・D , ξ=2
Sa1 : Sa2 = 16 : 6 を基に設定 (ケース2), その他は Sa1=Sa
1/2
r1= (Sa1/π）
3(14)式 Da1=(γ1/Σγi )･Da , γi=ri/rM0a1=μ・Da1・Sa1
σa1=⊿σatr=Wa1/(2Vr) ( アスペリティ断層幅Wa1は右図参照 )Sa1 : Sa2 = 16 : 6 を基に設定 (ケース2), その他は Sa2=0
r2= (Sa2/π）1/2(14)式 Da2=(γ2/Σγi3)･Da , γi=ri/rM0a2=μ・Da2・Sa2
σa2=⊿σatr=Wa2/(2Vr) ( アスペリティ断層幅Wa1は右図参照 )(12)式 M0b=M0-M0a
Sb=S-Sa(13)式 Db=M0b/(μ・Sb)(18)式 σb=(Db/Wb)・(π1/2/Da)・r・Σγi3・σa (ケース2)(その他のケース)(17)式 σb=(Db/Wb)/(Da/Wa)･σa
tr=W/(2Vr)

第1フロントは同心円

第1フロントは同心円

第1フロントは同心円

3.0

2.1

2.1

波形インバージョン結果より設定

3.3
6
震源
同心円
2.4

3.3
6
震源
同心円
2.4

ケース2 Asano et al. より

N122°→126°E

3km
第１

14km
3km
14km

4km
第２

(23)式

Vr=0.72Vs

青字は波形インバージョン結果に基づき設定した値を示す※ 備考欄は以外のパラメータ設定根拠を示す※※ 1) については、http://www.k-net.bosai.go.jp/k-net/topics/fukuoka050320/ による

N126°E

ケース3 Sekiguchi et al. より
3km
12km
4km
14km

N126°E

ケース4 「レシピ」より
3km
11km
14km

4km
☆
8km

レシピその他の関係式より設定
モデル化において再設定

☆

2

26.77

3.8
6
震源

14km

1/2

(3)式 S=4.24・10 ・M0 の関係式より算定
logM0=1.5Mw+9.1 の定義式より(16-2)式 ⊿σ=7/16・M0/R3, S=πR22
μ=ρVs , ρ=2.7, Vs=3.4km/s
D=M0/μ/S(6)式 A=2.46・1017・M01/3
2
S=π・r (但し、ケース4では2km単位の矩形として再設定)
Sa/S

20.08

3.8
6
震源

5km

11km

波形インバージョン結果より設定 (参考：1)では 9.84km, 気象庁 9km)

20.08

2.7
6
震源

3km

1) より (参考：気象庁 33.738/130.175)

詳細法計算領域

Vp [m/s]Vs [m/s]

図２

計算領域と断層面位置

表３

深い地盤構造の物性値

密度 [g/cm3]

Qp,Qs

対応する地質
沖積低地下に分布する第四紀層（更新統～完新統）、大分層群
久留米層群などの鮮新統と鮮新世～更新世の火山岩類
野島層群などの中～上部中新統

1

2000

600

1.90

100

2

2500

1100

2.15

100

3

3000

1400

2.25

100

4

3500

1700

2.30

100

5

4000

2100

2.40

200

6

5000

2700

2.50

200

7

5500

3100

2.60

300

5

相浦層群、佐世保層群などの上部漸新統～下部中新統古第三紀（暁新世～漸新世）の石炭を挟む堆積層。上部白亜紀層の大野川層群
下部白亜紀層の関門層群
白亜紀ないしそれより古い花崗岩類、塩基性深成岩類、変成岩類、白亜紀より古い堆積岩類（付加体堆積物）

表２(1)
著者名

北九州地域の「地盤構造モデル」に関する文献

発表年

文献名

出典
鹿児島大学理学部紀要（地学・生物学），9，pp.21-40

波多江信弘

1976

大村湾を中心とする地域の地質構造発達史

本座栄一・玉木賢策・湯浅真一・村上文敏1979

日本海南部および対馬海峡周辺広域海底地質図

星住英夫・小野晃司・三村
弘二・野田徹郎

1988

別府地域の地質星住英夫・森下祐一

1993

豊岡地域の地質福岡県

1997

平成7年度 福岡県：西山断層系、水縄断層系、警固断層系に関する調査 成果報告書

1958

伊万里地域の地質

1963

佐世保炭田の杵島層群と下小高島試錐について
対馬海峡をめぐる白亜系.第三系の地質学的問題－－その1－－陸域
地質ニュース,12,328,pp.23-36
部の地質比較
対馬海峡をめぐる白亜系.第三系の地質学的問題－その2－海域の地地質ニュース,12,340,pp.46-61
質と総括

今井 功・沢村孝之助・吉
田 尚
井上英二
井上英二

1981

井上英二

1982

石塚吉浩・水野清秀・松岡
浩久・星住英夫

2005

Itoh,Y , K. Matsuoka, K.
Takemura
岩尾雄四郎・下山正一
岩田尊夫・亀尾浩司
桂 忠彦
唐木田芳文・早坂祥三・長谷義隆・日本の地質「九州地方」編集委員会

地域地質研究報告(5万分の１地質図幅),
地質調査所，14 Fukuoka,75,131,1
sheet
地域地質研究報告（５万分の１地質図
幅）,地質調査所，
14,Fukuoka,65,iii,75,2 sheets
地域地質研究報告（5万分の１地質図
幅）,地質調査所，89p
地質調査所,14,3,pp.257-276

地域地質研究報告（5万分の１地質図
幅）,産総研地質調査総合センター，83p

豊後杵築地域の地質

1995
2001
1992

Paleogene and Plio-Pleistocene basin formation aroundnorthwestern Kyushu, Japan
佐賀平野の化石谷
北西九州の含炭堆積盆におけるシーケンス層序と堆積構造
対馬～五島列島周辺海域の海底地質

土と基礎,43,10,pp.45-47
石油技術協会誌，66，3，pp.278-291
水路部研究報告，28, pp.55-138

1992

日本の地質９，九州地方

共立出版,371p

唐木田芳文・富田宰臣・下山正一・千々和一豊

1994

福岡地域の地質

河野重範

2003

北西九州，日比水道周辺における野島層群相当層の分布(演旨)

菊池秀夫
木下 健・川瀬崇・佐藤智美小林 勇・今井和典

1963

三池炭田の造構造運動に関する研究

2001

アレイ微動による九州大学周辺地域の地盤構造の推定

1956

唐津地域の地質，地域地質研究報告（5万分の１地質図幅）

博・早川
功・松井

1999

The Island Arc, 8(1), 56-65

地域地質研究報告（5万分の１地質図
幅）,地質調査所，14 Fukuoka,51,192,
1 sheet日本地質学会第110回学術大会講演要旨，80-80
鉱山地質,13,1,pp.20-29
日本建築学会九州支部研究報告，40-1，
構造系，pp.209-212
地質調査所，69p

沿岸海域地形図.沿岸海域土地条件図(1:25000) 大村湾地区および同 沿岸海域基礎調査報告書（大村湾地
説明書区）, 109
沿岸海域地形図.沿岸海域土地条件図(1:25000) 早岐地区および同説 沿岸海域基礎調査報告書（早岐地区）,
明書
153

国土地理院

1980

国土地理院

1981

国土地理院

1982

国土地理院

1985

国土地理院

1989

国土地理院

1988

小松原純子・広木義久・松
本 良

2003

九州電力株式会社

1983

九州地質調査業協会・福岡
地盤図作成グループ

1981

福岡地盤図

174pp,図版8,付図11

松井和典・古川俊太郎・沢
村孝之助

1989

佐世保地域の地質

地域地質研究報告(5万分の１地質図幅),
地質調査所，14 Fukuoka,68,92, 1
sheet

松崎伸一・大野裕記・池田倫治・福島美光

2003

松下久道

1967

松下久道

1949

森尻理恵・広島俊男・駒沢
正夫・牧野雅彦・村田泰章・名和一成・西島 潤・
茂木 透
中江 訓・尾崎正紀・太田
正道・籔本美孝・松浦浩
久・富田宰臣
長浜春夫・松井和典

沿岸海域地形図.沿岸海域土地条件図(1:25000) 島原地区および同説 沿岸海域基礎調査報告書（島原地区），
明書
国土地理院技術資料D・3-No.38, 195
沿岸海域基礎調査報告書（平戸地区）及沿岸海域地形図.沿岸海域土地条件図(1:25000) 平戸地区および同説
び沿岸海域土地条件図，沿岸海域地形図
明書(1:25,000), 156,2 sheets
沿岸海域地形図.沿岸海域土地条件図(1:25000) 長崎東部地区および 沿岸海域基礎調査報告書（長崎東部地
同説明書区）,国土地理院技術資料,D.3,61,80
沿岸海域基礎調査報告書（肥前小浜地
沿岸海域地形図.沿岸海域土地条件図(1:25000) 肥前小浜地区および区）及び沿岸海域土地条件図・沿岸海域
同説明書
地形図（1:25,000）, 153, 2 sheets
堆積相と総有機炭素・総硫黄含有量からみた下部中新統野島層群の地質学雑誌,109,1,pp.20-29
堆積環境
玄海原子力発電所原子炉設置変更許可申請書(３、４号炉増設) 本
文および添付書類(一～十)

震源分布からみた伊予灘周辺フィリピン海プレートの形状および地地震，第２輯，56，pp.267-279
震特性
九州大学理学部研究報告（地質学之筑豊・粕屋両炭田の2，3の断層部）,8,3,pp.181-189
九州北部炭田の地質－－九州北部に於ける古第三系の層序学的研究
九州鉱山学会誌，特別号, 57
－－

2002

福岡地域の重力異常について

1998

小倉地域の地質1982

早岐地域の地質

地質調査研究報告,産業技術総合研究所
地質調査総合センター，53,7/8,pp.573594
地域地質研究報告（5万分の1地質図
幅）,地質調査所，14，
Fukuoka34,vii,126,1 sheet
地域地質研究報告（5万分の1地質図
幅）,地質調査所，14 Fukuoka,80,55,1
sheet

6

表２(2)

北九州地域の「地盤構造モデル」に関する文献

著者名
長浜春夫
長浜春夫
永野真男・桜井 操・桂忠彦・中村啓美・北原祥
二・小野寺健英
野田光雄

発表年
文献名
1962 長崎県崎戸松島炭田呼子ノ瀬戸断層運動について
1964 北西九州第三紀層の斜層理と堆積出典
地質学雑誌,68,799,pp.199-208
地質調査所月報,15,8,pp.501-508

1976

九州西岸沖の海底地質水路部研究報告，11, pp.1-38

1966

福岡炭田粕谷地区の地質構造

九州大学教養部地学研告,13,pp.1-8

野田光雄

1971

筑豊炭田山田附近の地質構造

九州大学教養部地学研究報告,6,pp.1-6

野田光雄

1968

筑豊炭田香春附近の円形断層と地質構造

九州大学教養部地学研究報告,15,pp.1-6

岡部 実・小原浄之介・浦
田英夫

1974

筑豊炭田大辻層群と芦屋層群との境界について

九州大学教養部地学研究報告,18,pp.1-8

大分県

2000

大分県
大見士朗・清水 洋
大野一郎・河野芳輝・藤本
博巳・小泉金一郎

2002
1992

平成11年度 別府－万年山断層帯に関する調査 成果報告書（反射法地震探査編
平成13年度 別府－万年山断層帯に関する調査 成果報告書
雲仙火山とその周辺地域の地震波速度構造
火山，37，3，pp.133-145

1994

瀬戸内海西部の重力異常と負異常帯の地下構造

尾崎正紀・浜崎聡志・吉井
守正

1993

坂井 卓・石下洋平

2001

酒井治孝・西 弘嗣

1990

SAKAI Harutaka・NISHI
Hiroshi・MIYACHI Mutsumi

1990
1956

西九州古第三系のシーケンス層序と呼子ノ瀬戸断層の運動像(Gm011)
佐世保層群と野島層群の不整合の時代とそのテクトニックな意義（演旨）
Geologic Age of the Unconformity Between the Sasebo and theNojima Groups, Northwest Kyushu and its Tectonic
Significances
佐々川衝動に関する若干の覚書

1955

平戸地域の地質1994

有明海北岸低地の第四系

1981

北部九州周辺海域の中新世中期の海洋古地理に関する問題
化石，30,pp.55-58
平成8年度 国内石油・天然ガス基礎調査基礎試錐「五島灘」調査報
告書

沢田秀穂
沢田秀穂・沢村孝之助・今井 功・長浜春夫
下山正一・松本直久・湯村
弘志・竹村恵二・岩尾雄四郎・三浦哲彦・陶野郁雄
首藤次男
石油公団

1998

新ｴﾈﾙｷﾞｰ・産業技術総合開発機構
新ｴﾈﾙｷﾞｰ・産業技術総合開発機構
新ｴﾈﾙｷﾞｰ・産業技術総合開発機構
新ｴﾈﾙｷﾞｰ・産業技術総合開発機構
新ｴﾈﾙｷﾞｰ・産業技術総合開発機構
新ｴﾈﾙｷﾞｰ・産業技術総合開発機構
新ｴﾈﾙｷﾞｰ・産業技術総合開発機構
新ｴﾈﾙｷﾞｰ・産業技術総合開発機構
新ｴﾈﾙｷﾞｰ・産業技術総合開発機構
新ｴﾈﾙｷﾞｰ・産業技術総合開発機構
新ｴﾈﾙｷﾞｰ・産業技術総合開発機構
新ｴﾈﾙｷﾞｰ・産業技術総合開発機構
新ｴﾈﾙｷﾞｰ・産業技術総合開発機構
新ｴﾈﾙｷﾞｰ・産業技術総合開発機構
新ｴﾈﾙｷﾞｰ・産業技術総合開発機構
新ｴﾈﾙｷﾞｰ・産業技術総合開発機構
新ｴﾈﾙｷﾞｰ・産業技術総合開発機構
Shiono, K.・ T. Mikumo
and Y. Ishikawa
鈴木貞臣・山崎義典・石原
和彦・山本 明・堀 修一
郎・三浪俊夫
高橋成実・三ヶ田均・末広
潔・卜部 卓・清水 洋

折尾地域の地質

地震，第２輯，47，pp.395-401
地域地質研究報告（５万分の１地質図
幅）,地質調査所，
14,Fukuoka,33,vi,121,1 sheet
地球惑星科学関連学会合同大会予稿集(CD-ROM),2001, ,Gm-011
日本地質学会西日本支部会報,95,pp.1616

西彼杵沖地域総合解析報告書 平成元年度 石炭資源開発基礎調査

1982

西彼杵沖地域57西1号海上試錐調査報告書

1983

西彼杵沖地域海上試錐58西2号調査報告書

1984

西彼杵沖地域59西3号海上試錐調査報告書

1985

西彼杵沖地域試錐工事60西4号調査報告書

1986

西彼杵沖地域海上試錐61西5号調査報告書

1980

昭和55年度（前期）大規模深部地熱発電所環境保全実証調査 報告
書 豊肥地域

1983

大規模深部地熱発電所環境保全実証調査

1987

通商産業省 大規模深部地熱発電所環境保全実証調査 資料集 豊
肥地域

1990
1991
1993
1994
1995
1995
1998
1980

地調月報，7，pp.29-32
地域地質研究報告（5万分の１地質図
幅）,地質調査所，37p
九州大学理学部研究報告
学,18,2,pp.103-129

1989

1989

Journal of the Geological Society ofJapan,96,4,pp.327-330

地球惑星科

中間報告書 豊肥地域

地熱開発促進調査報告書 No.18久住地域
平成元年度 全国地熱資源総合調査（第3次）広域熱水流動系調査
鶴見岳地域 総合解析 報告書
平成元年度 地熱開発促進調査データ処理報告書 No.29大分川上流地域（第2次）地熱開発促進調査地熱貯留層評価手法開発

小国地域調査 報告書

平成4年度 地熱開発促進調査データ処理報告書 No.35水分峠南部地域（第3次）平成5年度 地熱開発促進調査データ処理報告書 No.A-1万年山地域（第2次）
平成5年度 地熱開発促進調査データ処理報告書 No.38阿蘇山西部
地域（第3次）平成9年度 地熱開発促進調査構造試 調査工事及び解析報告書
No.B-4崩平山地域
Tectonics of the Kyushu-Ryukyu arc as evidenced from
Journal of Physics of the Earth,seismicity and focal mechanism of shallow to inter-mediateVol.28, pp.17-43
depth earthquakes

1996

爆破地震動による豊肥地溝の地殻構造

月刊地球号外，17，pp.123-128

2002

エアガン人工地震データ解析による島原半島の地殻構造

火山,47,5,pp.461-473

7

表２(3)
著者名
高橋良平・浦田英夫・小原淨之介・富田宰臣・太田一也
田代勝也・鈴木貞臣・松島健・宮町宏樹・岩崎貴哉・
吉井敏剋・武田哲也・朴成実・酒井慎一・飯高隆・久保篤規・森谷武男・
安藤 誠

北九州地域の「地盤構造モデル」に関する文献

発表年

文献名

出典

1971

新知見にもとづく筑豊炭田の地質構造

九州大学理学部研究報告，地質学,11,1,pp.115-132

1999

人工地震探査による九州東部の上部地殻構造

九大理研報（地球惑星），20，pp.111123

寺岡易司・宮崎一博・星住英夫・吉岡敏和・酒井彰・小野晃司1992

犬飼地域の地質(http://www.gsj.jp/Map/JP/docs/5man_
doc/14/14_087.htm),地域地質研究報告（5万分の１地質図幅）, 地質調査所，
14， Fukuoka,87,vi,129,1 sheet

富田宰臣

1967

田川地区の出山層について－－筑豊炭田，出山層の研究 1－－

富田宰臣

1967

富田宰臣

1971

富田宰臣・小原淨之介・岡部 実・浦田英夫

1989

土田耕造

1988

筒井智樹・須藤靖明・増田
秀晴・追 幹雄・山田年
広・外 輝明・吉川 慎・
川崎慎治・岡本 茂・賀来宏之・松島 健・岡田弘・森 済・前川徳光・宮腰 研・三ヶ田 均・井川
猛・黒田 徹・香川敬生
筒井智樹・須藤靖明・吉川
慎・井川 猛・黒田 徹
植平賢司・清水 洋・松尾
紃道・後藤和彦

九州大学理学部研究報告（地質学之部）,8,3,pp.171-180
関門地域のいわゆる非海成第三紀層－その1 北九州市地区の出山層 九州大学理学部研究報告（地について－質）,12,1,pp.9-26
九州大学理学部研究報告（地質飯塚地区の出山層について－－筑豊炭田，出山層の研究－3－－学）,10,3,pp.123-134
宗像炭田に関する新知見－とくに逆断層を伴う第三系新分布域につ 九州大学理学部研究報告，地質
いて－（福岡市地区の古第三紀層，その２）
学,16,1,pp.19-26
地質調査所研究資料集, ,96,26,(地質調
宗像炭田地質調査報告
査所)

1993

阿蘇カルデラ南郷谷における地震探査

物理探査学会第89回学術講演論文集，pp.129-131

1997

阿蘇カルデラ南郷谷における反射法地震探査

火山，42，pp.257-268

2001

四国・中国西端から九州にかけての深発地震面の形状と発震機構

浦田英夫

1958

福岡県久留米市南方の新第三系について

浦田英夫

1964

福岡県北野平野南縁部の新第三系

浦田英夫

1985

福岡県久留米－黒木地域新第三系再論

雲仙火山人工地震グループ
渡部史郎・横倉隆伸・加野
直巳・山口和雄
山北 聡・伊藤谷生・田中
秀実・渡辺弘樹
山崎義典・鈴木貞臣・三浪俊夫・石原和彦・山本明・堀 修一郎・長谷川昭
吉村智昭・前田寿朗
吉岡敏和・星住英夫・宮崎一博
由佐悠紀・竹村恵二・北岡
豪一・神山孝吉・堀江正治・中川一郎・小林芳正・
久保寺章・須藤靖明・井川猛・浅田正陽国土交通省・水資源局国土調査課

月刊地球，23，10，pp.669-673
九州大学教養部地学研究報告,5,pp.2537
九州大学理学部研究報告（地質）,7,1,pp.61-66
九州大学教養部地学研究報告,24,pp.1330
地球惑星科学関連学会1996年合同大会予稿集
物理探査学会1986年春季大会講演予稿集，pp.55-56

1996

雲仙火山地域の浅部地殻構造

1986

阿蘇カルデラの反射法探査

1995

古期中央構造線としての佐志生断層の前期漸新世におけるtop-tothe-west斜め衝上運動

地質学雑誌,101,12,pp.978-988

1995

別府－九重地溝の地殻構造

日本地震学会予稿集，2，B19

2000
1997

重力異常を用いた３次元地盤モデルの構築と地震波伝播シミュレー 日本建築学会構造系論文集，533，
ション
pp.75-82
地域地質研究報告（5万分の１地質図
大分地域の地質
幅），地質調査所，65p

1992

反射法地震探査と重力測定による別府湾の地下構造

地震，第２輯，45，pp.119-212

2002

全国地下水資料台帳

地下水技術, 44, 128図３堆積層区分と模式断面位置図9

【断面１】
130°30′←西東→

131°00′

第四紀層

古第三紀層
北九州市

直方市

0

標

小倉断層
(小倉東断層)

二島断層(福智山断層)

1,000

周防灘

-1,000高-2,000(m)

基盤（白亜紀の花崗岩類、白亜紀より前の堆積層や変成岩類）-3,000白亜紀の貫入岩(基盤に含める)-4,000前期白亜紀層-5,000【断面２】←西130°30′130°00′

新第三紀～第四紀
の火山岩類

1,000

大牟田市

有明海

0

標

東→

新第三紀(鮮新世)の堆積層-1,000高-2,000

古第三紀層

基盤（白亜紀の花崗岩類、白亜紀より前の変成岩類）(m)-3,000-4,000【断面３】←西130°00′129°30′佐々川衝上断層

新第三紀～第四紀
の火山岩類

1,000
平戸島

東→

畑島断層
伊万里市

0

標

新第三紀層
(中新世前期)
新第三紀層(中新世中～後期)-1,000高

古第三紀層-2,000(m)
新第三紀層(中新世前期)-3,000-4,000基盤（白亜紀の花崗岩類、白亜紀より前の変成岩類）

古第三紀層-5,000-6,000【断面４】
131°00′←西
1,000

131°30′

新第三紀～第四紀
の火山岩類

東→
中央構造線

大分市

0

標

第四紀堆積層-1,000高-2,000(m)-3,000新第三紀堆積層(鮮新世)

基盤（白亜紀の花崗岩類、白亜紀より前の変成岩類）-4 000

図４

堆積層の模式断面図
断面位置は図３に示す
10

Vp
Vs

図５

Ludwig et al.(1970)と設定物性値

Hi-netによるVp-Vsの関係
3.5
3

Vs(km/s)

2.5
2
1.5
1
0.5
0
0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5
Vp(km/s)

図６

4

4.5

5

5.5

KiK-net の速度データと設定物性値

11

6

6.5

7

＋：KiK-net による Vp,Vs●：設定物性値による Vp,Vs

4

26
29

28
31

17
10

32
36

27
30

34
37

25
38

19
5
23

35

33

20
39

13
24

11
9
18
6

15
16

7
12

21

8

22
2

1

3

0

25

50

Kilometers

40

14

図７

地震の震央位置（地盤構造のモデルの調整用に収集した地震観測記録）

表４

収集した地震観測記録の地震の諸元のリスト

番号

年

月

日

時

分

秒

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40

1996
1997
1997
1997
1998
1998
1999
1999
1999
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2001
2001
2001
2002
2002
2003
2003
2004
2005
2005
2005
2005
2005
2005
2005
2005
2005
2005
2005
2005
2005
2005
2005
2005

10
3
5
6
5
7
11
12
3
1
2
4
4
6
6
9
3
4
4
10
11
4
5
11
3
3
3
3
3
3
3
4
4
4
4
4
4
5
5
5

19
26
13
25
23
17
10
22
9
17
28
2
30
25
8
25
24
25
3
13
4
12
31
4
20
20
20
20
21
22
25
1
10
20
20
20
20
2
25
31

23
17
14
18
4
5
3
20
12
20
19
21
9
15
9
11
15
23
21
19
13
13
3
3
10
19
20
20
23
15
21
21
20
6
6
6
9
1
20
11

44
31
38
50
49
8
19
17
53
56
30
25
19
34
32
15
28
40
14
6
36
28
58
13
53
52
38
8
59
55
3
52
34
11
22
44
9
24
31
4

0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0

緯度(°) 経度(°)
31.8
31.98
31.95
34.45
33.7
32.72
32.72
31.98
32.95
33.84
32.99
32.51
33.25
31.02
32.7
32.7
34.12
32.78
33.78
33.34
32.41
31.99
33.4
33.07
33.73
33.8
33.74
33.79
33.78
33.72
33.78
33.7
33.7
33.7
33.7
33.7
33.7
33.7
33.3
31.3

132
130.37130.3
131.67131.85130.85130.79132131.02131.41131.18131.14132.16
131.61130.75130.76132.71132.35132.03132.36131.87130.26131.87130.54130.18130.09130.17130.11130.1
130.18130.12
130.3
130.3
130.3
130.3
130.3
130.3
130.3
132.3
131.5

深さ マグニ(km) チュード
39
6.6
8
6.3
8
6.2
12
6.1
85
5.3
14
4.1
11
4.1
39
4.8
10
4.5
17
4
11
4.1
146
4.5
52
4
48
5.9
10
4.8
9
4
51
6.4
42
5.6
67
4.4
43
4.7
35
5.7
10
4.8
65
4.5
14
4.2
9
7
13
4.7
11
4.5
13
4.4
12
4.8
11
5.4
12
4.1
10
4.5
10
4.8
10
5.7
10
4.6
10
4.5
10
5.1
10
4.9
60
4.7
30
5.7

＊防災科学技術研究所 HP より M4.0 以上の地震より選択

12

FKO001 地点

FKO002 地点

13
FKO006 地点

図８

地盤構造モデルの検証を行った観測点：対象観測点［図は、K-NET のホームページの観測点位置図に加筆］

左：初期モデルとの比較 右：修正モデルとの比較

図 9-1

観測記録Ｈ／Ｖスペクトルとモデルによる理論Ｈ／Ｖスペクトルの比較 (1)FKO007 地点

FKO015 地点

FKO008 地点

OIT001 地点

14
FKO012 地点

左：初期モデルとの比較 右：修正モデルとの比較

図 9-2

観測記録Ｈ／Ｖスペクトルとモデルによる理論Ｈ／Ｖスペクトルの比較 (2)

OIT002 地点

左：初期モデルとの比較 右：修正モデルとの比較

図 9-3

観測記録Ｈ／Ｖスペクトルとモデルによる理論Ｈ／Ｖスペクトルの比較 (3)OIT008 地点

OIT012 地点

SAG006 地点

OIT009 地点

15
SAG007 地点
OIT010 地点

左：初期モデルとの比較 右：修正モデルとの比較
左：初期モデルとの比較 右：修正モデルとの比較

図 9-4

観測記録Ｈ／Ｖスペクトルとモデルによる理論Ｈ／Ｖスペクトルの比較 (4)図 9-5

観測記録Ｈ／Ｖスペクトルとモデルによる理論Ｈ／Ｖスペクトルの比較 (5)図 10

計算に用いた深部地盤構造モデルの各速度層上面の深さ分布
16

図 11

浅い地盤構造（藤本・翠川（2003）の手法による最大速度の増幅率）

17

図 12

ハイブリッド合成法による工学的基盤における最大速度分布

18

図 13

ハイブリッド合成法による地表における最大速度分布

19

図 14

ハイブリッド合成法による計測震度分布

20

図 15

ハイブリッド合成法による計算結果と観測記録の比較（地表の最大速度）
21

図 16

ハイブリッド合成法による計算結果と観測記録の比較（地表の計測震度）22

図 17-1

差分法計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記録（地表）の速度波形の比較（ケース 1）

23

図 17-2

差分法計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記録（地表）の速度波形の比較（ケース 2）24

図 17-3

差分法計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記録（地表）の速度波形の比較（ケース 3）25

図 17-4

差分法計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記録（地表）の速度波形の比較（ケース 4）26

黒：観測記録（地表）
赤：ケース 1

図 18-1

灰色：観測記録（工学的基盤上相当）

緑：ケース 2

水色：ケース 3

紫：ケース 4ハイブリッド合成法の計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記録（地表または工学的基盤上）の速度波形と擬似速度応答スペクトルの比較（福岡平野）
27

黒：観測記録（地表）
赤：ケース 1

図 18-2

灰色：観測記録（工学的基盤上相当）

緑：ケース 2

水色：ケース 3

紫：ケース 4ハイブリッド合成法の計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記録（地表または工学的基盤上）の速度波形と擬似速度応答スペクトルの比較（筑紫平野）
28

黒：観測記録（地表）
赤：ケース 1

図 18-3

灰色：観測記録（工学的基盤上相当）

緑：ケース 2

水色：ケース 3

紫：ケース 4ハイブリッド合成法の計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記録（地表または工学的基盤上）の速度波形と擬似速度応答スペクトルの比較（断層の直交方向に位置する観測点）
29

黒：観測記録（地表）
赤：ケース 1

図 18-4

灰色：観測記録（工学的基盤上相当）

緑：ケース 2

水色：ケース 3

紫：ケース 4ハイブリッド合成法の計算結果（工学的基盤上（Vs=600m/s））と観測記録（地表または工学的基盤上）の速度波形と擬似速度応答スペクトルの比較（断層の走向方向に位置する山地および台地の観測点）
30

① ケース 1 (Vr = 3.0 km/s)② ケース 2 (Vr = 2.1 km/s)③ ケース 2 において Vr = 3.0 km/s と変更 (すべり速度時間関数についても Vr = 3.0 km/s により設定)④ ケース 2 において Vr = 2.1 km/s のままとする。但し、すべり速度時間関数は Vr = 3.0 km/s より設定
⑤ ケース 1 において Vr = 2.1 km/s と変更。但し、すべり速度時間関数は Vr = 3.0 km/s のままで設定

図 19

破壊伝播速度の違いによる計算波形（工学的基盤上の速度波形）の比較

31

図 20-1

波形インバージョンに基づく震源破壊過程を用いた計算波形との比較 (ケース 1)（計算波形は工学的基盤上（Vs=600m/s）、観測波形は地表の速度波形）32図 20-2

波形インバージョンに基づく震源破壊過程を用いた計算波形との比較（ケース 2）（計算波形は工学的基盤上（Vs=600m/s）、観測波形は地表の速度波形）33図 20-3

波形インバージョンに基づく震源破壊過程を用いた計算波形との比較（ケース 3）（計算波形は工学的基盤上（Vs=600m/s）、観測波形は地表の速度波形）34

図 21-1

ライズタイムの違いによる計算波形の比較（破壊の進行方向の観測点）（工学的基盤における速度波形）35図 21-2

ライズタイムの違いによる計算波形の比較（破壊進行の反対方向の観測点）（工学的基盤における速度波形）36図 21-3

ライズタイムの違いによる計算波形の比較（断層に直交する方向の観測点）（工学的基盤における速度波形）

37