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光ファイバ通信ケーブルが拓く新しい活断層調査と構造のリアルタイムモニタリング

研究課題

研究課題/領域番号 21K18748
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分22:土木工学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

宮澤 理稔  京都大学, 防災研究所, 准教授 (80402931)

研究分担者 中原 恒  東北大学, 理学研究科, 准教授 (20302078)
辻 健  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (60455491)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード分布型音響センシング / 光ファイバー / 地震活動 / 歪み波動場 / 地盤増幅率 / 交通量カウント / 光ファイバーケーブル / DAS / 振動測定 / 構造物 / トラフィックシグナル / 京都府南部 / 活断層 / 地震観測 / 光ケーブル / 構造調査
研究開始時の研究の概要

国の管理する河川・道路管理用光ファイバのうち、京都市~京丹波町の一般国道9号線沿いに敷設された約50kmを借り受け、分散型音響センシング(DAS)による測定を行い、地表の歪みの変化を約1ヶ月間にわたり連続測定する。この区間は、2018年大阪府北部地震域の北部を通過するため、余震が多数観測される可能性があり、DASによる地震観測を検証する。また、京都西山断層帯を跨ぐことや、桂川の橋梁等を通過するため、トラフィックノイズを解析することで地下構造や人工構造物の調査等も試みる。また気象現象に伴うノイズの特徴についても調査を行う。

研究成果の概要

1本の光ファイバーケーブルそのものを振動センサーとする、分布型音響センシング(DAS)技術を用いて、京都府南部で振動測定を行った。光ファイバーケーブルには、国道地下に埋設されているものを京都国道事務所から借用して利用し、京都駅から北西方向へ約50kmの区間について約5m間隔で測定を行った。これはすなわち1万か所で揺れを測定することに相当する。このような長区間で超高密度の振動測定を行うことにより、車両の移動や京都府南部で発生する地震を詳細に観測することに成功した。これらのデータから、交通量に関する調査や、地下構造に関する研究が行えることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

地表の振動を測定するためには、その動きを知りたい場所に一つずつセンサーを設置する必要があった。これは大変な労力を要するために、詳細な調査を実施することが困難であった。しかし光ファイバーセンシングの新技術により、既存の敷設ケーブルを活用すれば超高密度の観測が実現できることが示された。これまでにない詳細な揺れの分布を捉えられたことは、車両移動記録からは交通量調査が正確に行えたり、地震動からは地下構造の詳細な情報が得られることを意味しており、この分野において大きなブレークスルーとなり得るばかりでなく、慢性的にマンパワーが不足する将来における観測のあり方を大きく改善することが期待される。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件)

  • [学会発表] 光ファイバケーブルを用いた国道9号沿いの振動観測2023

    • 著者名/発表者名
      宮澤理稔
    • 学会等名
      関西地震観測研究協議会 地震防災フォーラム2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 京都国道9号における光ファイバセンシグで観測された反射S波から推定され る下部地殻構造2023

    • 著者名/発表者名
      宮澤理稔
    • 学会等名
      令和4年度京都大学防災研究所研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 既設光ファイバーケブルのDAS観測データを用いた交通量カウントの試行2023

    • 著者名/発表者名
      後藤浩之, 宮澤理稔, 鍬田泰子
    • 学会等名
      令和4年度京都大学防災研究所研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 光ケーブルを利用した京都国道9号沿いにおける超高密度地震観測2022

    • 著者名/発表者名
      宮澤理稔、江本賢太郎、中原恒、辻健
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 分散型音響計測(DAS)による国道9号線沿いのサイト増幅特性の稠密な空間分布の推定2022

    • 著者名/発表者名
      熊木健人、中原恒、江本賢太郎、宮澤理稔、辻健
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 分散型音響計測(DAS)により推定した国道 9号線沿いのサイト増幅特性のクラスター分析2022

    • 著者名/発表者名
      熊木健人、中原恒、江本賢太郎、宮澤理稔、辻健
    • 学会等名
      日本地震学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 光ケーブルを利用した京都国道9号沿いにおける超高密度地震観測2022

    • 著者名/発表者名
      宮澤理稔・江本賢太郎・中原恒・辻健
    • 学会等名
      令和3年度京都大学防災研究所研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2024-01-30  

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