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地下水が地震波速度に与える影響を制御震源と地震計アレイ観測を組み合わせて解明する

研究課題

研究課題/領域番号 22K03776
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分17040:固体地球科学関連
研究機関静岡大学

研究代表者

生田 領野  静岡大学, 理学部, 准教授 (60377984)

研究分担者 渡辺 俊樹  名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (50210935)
山岡 耕春  名古屋大学, 環境学研究科, 教授 (70183118)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード地震波速度 / 地下水 / 人工震源装置 / SPAC法 / 環境震動 / 地すべり / 拡散 / ACROSS / 降雨 / 地下水位 / モニタリング
研究開始時の研究の概要

人工震源装置と地震計アレイを用いて地殻表層部(地盤)の地震波の伝播特性の時間変化を調べ、降雨や地下水位の変化が地震波に与える影響を明らかにする。震動方向を制御できる人工震源を波源として用いることにより、自然の環境震動によっては実現できない震動モードごと、深さごとの応答を導き、地下水位の増減にともない地下の「どの深さで何が」起きるのかを解明する。これまで理論や実験室スケールにとどまっていた亀裂と地震波速度の関係を、自然界のスケールに拡張して理解することが可能となる。本研究を遂行することにより、地下水と地盤の相互作用の理解を深め、地盤の保全や地下水位のモニタリング手法の開発にも寄与する。

研究成果の概要

地震計アレイと人工震源装置、環境震動を用いて地殻表層部(地盤)の地震波の伝播特性の時間変化を調べるケーススタディを行い、降雨や地下水位の変化が地震波に与える影響を明らかにした。環境震動のアレイ解析からは、地下の深さ毎に異なる季節性の変動を明らかにし、人工震源装置を用いた解析からは、数日から十数日の短期間と数カ月の長期間の地震波速度変動が共通して、地下水の圧力拡散モデルで記述できることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これらの研究成果は、地震学的監視手法(SPAC法やACROSSコーダ波干渉法)を用いて、地すべり地形地の地下構造が時間とともに変動する様子を高時間分解能、高精度に捉えたことに学術的意義がある。特に降雨などの環境要因が地盤構造に与える影響や、観測手法の感度を明らかにした。社会的には、これらの知見が地すべり発生メカニズムの理解を深め、リアルタイムでの地すべりリスク評価や早期警戒システムの構築、予防策の改善に繋がり、防災・減災に貢献する可能性が期待される。

報告書

(4件)
  • 2024 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Surface wave monitoring using ambient noise for detecting temporal variations in underground structures in landslide area.2024

    • 著者名/発表者名
      Feng,C., K. Yamaoka, R. Ikuta, T. Watanabe, S. Tsuji
    • 雑誌名

      Engineering Geology

      巻: 341 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1016/j.enggeo.2024.107706

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ACROSSを用いたコーダ波干渉法による時間変化の推定2024

    • 著者名/発表者名
      馮 晨・渡辺 俊樹,生田 領野,山岡 耕春,辻 修平
    • 学会等名
      日本物理探査学会151回学術講演会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] 人工震源システムによる地殻モニタリング2024

    • 著者名/発表者名
      生田領野
    • 学会等名
      シンポジウム 地震火山研究と防災・減災
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Surface wave monitoring using ambient noise for detecting temporal variation of underground structure of landslide2023

    • 著者名/発表者名
      Feng Chen, Koshun Yamaoka, Ryouya Ikuta, Shuhei Tsuji , Toshiki Watanabe , Haruno Koike, Hiromu Oba
    • 学会等名
      IUGG 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 地下構造の時間変化検出に向けた微動信号を用いた表面波モニタリング2022

    • 著者名/発表者名
      馮 晨、山岡 耕春、生田 領野、辻 修平、渡辺 俊樹、大庭 拓武
    • 学会等名
      地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 精密制御定常震源システムACROSSによる、地震波速度の地下水位への応答の解析2022

    • 著者名/発表者名
      大庭 拓武、生田 領野、山岡 耕春、辻 修平、馮 晨、渡辺 俊樹、小池 遥之
    • 学会等名
      日本地震学会2022年度秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2026-01-16  

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