(1) 課題番号：０２１０
(2) 実施機関名：京都大学防災研究所
(3) 課題名：直下型地震の地震環境評価　

(4) 本課題の5ヵ年計画の概要とその成果
(4-1) III，１（４）地震時及び地震直後の震源過程と強震動

(4-2) (4)ア，イ，（２）エ

(4-3) 5ヵ年計画全体の目標：
地震の破壊過程や強震動の生成を考える上で断層の不均質性は重要である。地震予知の観点からは破壊の開始域とアスペリティ域、さらにはその周辺領域の摩擦すべり特性の違いも重要である。このような詳細な破壊過程を調べるために近地の強震計データは必要不可欠であり、また、その解析において不均一構造の影響を定量的に評価することが重要である。そこで５ヶ年計画では「総合テストフィールド観測網の整備・観測実施」と「強震動シミュレーション」を目標として掲げた。13年度までの計画は主に手法の開発と観測網の整備を中心としたものであるが、14、15年度の計画はそれらを実際に動かすシステムの構築と実用化を目指した。これらの当初目標はおおむね達成されつつある。

(4-4）5ヶ年計画の実施状況の概要と主要な成果：
・2000年鳥取県西部地震

2000年鳥取県西部地震 (Mw6.6) では本震前の地震活動と本震の破壊過程の不均質性について重要な情報が得られた。地震後に設置された59カ所の臨時観測点からは多数の余震の記録を得ることができた。本震の前後の地震の震源は3-D速度モデルを使って高い精度で決定された。本震の前の地震活動は本震の震源近くと本震による大きなすべり（アスペリティ）の縁に集中している（Fig.1）。一方、余震ははっきりと北西方向の断層に沿って起きており、発震機構は主として本震と同様の横ずれを示している。しかし、P軸の方位分布には地域性がある。また、震源断層近傍の不均質構造と本震時のすべり分布を比較した結果、大きなすべりを持つ領域は高速度異常域を避けるように伝播したことがわかった。本震に近い場所の高精度記録を解析すると、本震は比較的小さな活動 (Mw5.5) から始まり、約2.5秒後に南東に５キロの地点で大きなすべりが起きてほとんどのモーメントが解放されたことがわかった。

・活断層の地震活動の評価

山崎断層、および近畿地方の人口集中地域に被害をもたらす可能性のあるいくつかの場所で色々な観測を行なった。とくに断層の不均質性を解明するために微小地震と歪の観測に重点をおいた。

山崎断層では新しく井戸の水位と水温の観測が行われ、大沢に新しい伸縮計が設置されたほか、微小地震のhydrophone記録がとられるようになった。これらは、これまで行われてきた地震活動の記録と安冨の歪み計に新たに加えられたものである．大沢では2002年６月にわたって小さな歪みの変化が観測され、これは山崎断層の一部地域で数ミリのすべりが起きているものと解釈された。歪計のある安冨と小沢では、遠い地震による歪みステップの分析から、山崎断層の物質的構造に由来すると思われる不均質性が示された。毎年行われるGPS観測によれば、山崎断層では年に数ミリの動き（おそらく左横ずれ）が見られる。高い精度での微小地震の震源決定とｂ値の研究は将来の大地震の際にどこで大きなすべりが起きるかを探るために行われている。また、重力と密度の観測は歴史的な断層運動を考慮しつつその構造を探ることに貢献している。

花折断層（京都市東端）では年２回GPS観測が行われ、1〜3mm/年程度の不均質な動き（おそらく回転）が見られた。また井戸の水位と水圧の観測は近畿地方の5カ所において、産業総合研究所と協力して行われている。

・強震動シミュレーション

精度良い強震動予測のためには，アスペリティーの位置や大きさを適切に仮定することが必要であるが，地震活動や歪み観測などから推定できると考えられる歪みの蓄積の不均質性は，その仮定のために重要な情報を提供する．山崎断層と琵琶湖西岸断層の地震シナリオについて、アスペリティーの位置や大きさを仮定し，波形とその結果としての震度が計算された。シミュレーションによるとMw7.1の地震の場合、山崎断層付近では震度６、山崎町では震度５となっている(Fig.2)。琵琶湖西岸断層ではMw6.5の場合、琵琶湖西岸に沿って震度６強、大津地区で震度５となる。

また、和歌山県で行われた小さいアレイ観測はサイト・リスポンスの研究に使われ、Ｑと散乱によるサイト・レスポンスが決定された。これは地震の際の揺れのレベルに影響を与える重要な要素である。

(4-5）5ヶ年で得られた成果の地震予知研究における位置づけ：
地震予知研究の大きな課題の一つは強震動のレベルを予測することである。強震動は断層ゾーンの不均質性と破壊過程によって規定される。「直下型地震の地震環境評価」のプロジェクトにおけるすべての研究は、この重要な不均質性の評価に関わっている。われわれはこの問題に様々な角度から取り組んだ。大地震が予測される断層ゾーンの不均質性を調べるために地震活動と歪みの蓄積を研究するとともに、実際の地震の破壊過程で得られた波形をもとに不均質性を調べる研究も行った。

(4-6）当初目標に対する到達度と今後の展望：
強震動を予測するために断層の不均質性を研究するという目標に沿って、鳥取県西部地震について破壊の始まりと3-D 速度構造に関する詳細な情報を示した。山崎断層、花折断層については、地震活動と歪み観測の情報から歪みの蓄積の不均質性を示した。こうした情報は、山崎断層や琵琶湖西岸断層の例で示したように、強震動シミュレーションの計算に貢献している。次の５ヶ年計画でも、3-D の空間的不均質性を評価する方法をさらに研究し、それを強震動シミュレーションに取り入れていくことを継続する。

山崎断層における歪みと地下水の観測は緒についたばかりであり、成果が出るのは少し先のことになる。次の５ヶ年計画では、これらの結果をほかのデータと併せて分析し、歪みの蓄積に関する空間的時間的不均質性の研究を続けていく。

(4-7) 共同研究の有無：
・防災科学研究所　平成１１年−１５年　防災科学研究所山崎地震観測施設坑道（大沢）

　２名

・産業技術総合研究所　平成１１年−１４年　近畿地方の各観測点　２名

(5) この研究によって得られた成果を公表した文献のリスト

(5-1)過去5年間に発表された主要論文（５編程度以内）：

平田美佐子, 梅田康弘, 川方裕則, 2000年鳥取県西部地震の初期破壊、月刊地球、号外38.

Matsunami, K., T. Morii, Y. Okamoto, and T. Fujiwara, Local site amplification and damage to wooden houses in Shimoenoki, Tottori, Japan, by the 2000 western Tottori earthquake, Earth Planets Space, Vol. 54, pp. 861-870. 2002.

S.Ohmi, K.Watanabe, T.Shibutani, N.Hirano and S.Nakao, The 2000 Western Tottori Earthquake - seismic activity revealed by the regional seismic networks -, Earth, Planets and Space, Vol.54, No.8, 819-830, 2002.

渡辺邦彦, 山崎断層の挙動と地震活動, 自然と環境、Vol.4, 2-15, 2002.

T.Shibutani, S.Nakao, R.Nishida, F.Takeuchi, K.Watanabe and Y.Umeda, Swarm-like seismic activity in 1989, 1990 and 1997 preceding the 2000 Western Tottori Earthquake, Earth, Planets and Space, Vol.54, No.8, 831-846, 2002.

(5-2）平成15年度に公表された論文・報告：
岩田知孝, 三宅弘恵, 強震動予測レシピに基づくシナリオ地震による強震動シミュレーション　

—琵琶湖西岸断層北部を起震断層として—，自然災害科学，投稿中,2004.

岩田知孝, 三宅弘恵, シナリオ地震に基づく強震動予測の現状，自然災害科学，22-3, 23-25, 2003.

北川有一、小泉直嗣、大谷　竜、渡辺邦彦、板場智史, 山崎断層沿いの産業技術総合研究所安富観測点で観測された顕著な地殻歪変化, 地震、第２輯、第56巻、245-254、2003.

小林直城・平松良浩・河野芳輝・竹内文朗, 重力異常による福井平野の３次元基盤構造の推定, ─福井地震およびその周辺の活断層との関係─, 地震第２輯、第５４巻、第１号、1-８頁, 2001.

松波孝治, 藤原悌三, 森井雄史, 岡本祐果, 日野町下榎地区の木造家屋被害 と地盤の地震動増幅特性，月刊地球/号外，No. 38, pp. 209-214.　2002.

Miyake, H., T. Iwata, and K. Irikura, Source characterization for broadband ground motion simulation: Kinematic heterogeneous source model and strong motion generation area, Bull. Seism. Soc. Am., 93, 2531-2545, 2003.

渡辺邦彦,　鳥取県西部地震と兵庫県北部の地震, 地震ジャーナル、Vol.31, 22-31, 2001.

渡辺邦彦, 微小地震から見た近畿—中国地方, 月刊地球、号外、No.38, 149-156, 2002.

(6) この課題の実施担当連絡者：
氏名：　James Mori
電話：0774-38-4205
FAX：0774-38-4190
E-mail：mori@rcep.dpri.kyoto-u.ac.jp

Fig. 1．鳥取県西部地震の余震の発震機構(左)，(右上)本震の始まり，(右下)鳥取県西部地震の3-D速度構造と本震前の地震活動．

Fig. 2． 山崎断層(左)および琵琶湖西岸断層北部(右)を起震断層とする地震シナリオに基づく強震動シミュレーション（計測震度値）．