6.2 計算結果

 詳細法により詳細法工学的基盤面(深部地盤構造モデル上面)における地震動の時刻歴を求め、その最大速度に地盤増幅率をかけて地表の速度を求め、さらに経験式によって計測震度を求める。
 ここでは、統計的グリーン関数法、三次元有限差分法、ハイブリッド合成法のそれぞれの結果についてまとめる。
 ケース1、ケース2に共通のデータとして、図6.2-1に深度30mまでの平均S波速度分布,図6.2-2に詳細法工学的基盤( =500m/s)以浅の増幅倍率を示す(図3.5-4および図3.5-6を再掲)。

 6.2.1 ケース1の計算結果

(1)統計的グリーン関数法による強震動予測

 図6.2-3に統計的グリーン関数法による詳細法工学的基盤面での最大速度分布を示す。
 同図によれば、最大速度は15〜20cm/s程度で、その分布する地域は、宮崎県北東部およびそれ以南の海岸部に点在しており、高知県南西部のごく一部でも15〜20cm/s程度となっている。同地域周辺の宮崎県の海岸部および内陸部と高知県南西部で10〜15cm/s程度となっている。

(2)三次元有限差分法による強震動予測

 予測結果として、ここでは以下の内容についてまとめる。

  1. スナップショット
  2. 最大速度振幅分布
  3. 測線沿いの速度波形表示

1)スナップショット

 図6.2-4 (1)(2) に、ケース1の差分法による詳細法工学的基盤面での地震動の伝播の様子を、スナップショットにして示す。ここでは、NS成分・EW成分それぞれについて、10秒から150秒までの間における10秒ごとの速度振幅を示した。また、図示にあたっては、ハイブリッド合成時と同等の0.5Hz のハイカットフィルターを施した。
 これらの図によれば、破壊開始点と各アスペリティを結ぶ方向(北東方向および南西方向)に、ディレクティビティ効果による強い地震動が伝播している。また、県南部の宮崎平野の沿岸域については、地震基盤が深い(堆積層が厚い)ことによって、振幅の大きい揺れが長時間継続している。

2)最大速度振幅分布

 図6.2-5 (1)(2) に、差分法による詳細法工学的基盤面での最大速度分布を示す(NS成分およびEW成分それぞれの結果を示す)。これらは、差分法の結果に0.5Hz のハイカットフィルターを施した波形による結果である。
 これらの図によれば、最大速度は、全体的にEW成分の方が大きく、宮崎県の海岸部付近で10〜15cm/s程度となる地域が点在する。また、大分県から熊本県の阿蘇地域にかけてもやや速度が大きい地域が点在する。一方、四国側では、高知県南西端部で6〜8cm/s程度の地域がわずかに広がっている程度である。

3)測線沿いの速度波形表示

 図6.2-6に断面を設定した測線の位置図を示し、図6.2-7 (1)(4) に、各断面における深部地盤構造と差分法による詳細法工学的基盤面での速度波形を示す。
 これらの図によれば、堆積層の厚い宮崎県南部沿岸地域について、深部地盤構造の影響によるものと推測される、振幅の大きい後続波が認められる。さらに詳細に見ると、後続波が多く見られる部分は、地震基盤までの堆積層全体よりも、中間層(ここでは =3.5km/s層を「中間層」と呼ぶことにする)までの層厚が厚い部分に相当しているように見える。さらにそれら中間層が凹状(盆状)になった構造の上部に厚く分布している部分で、後続波が顕著に認められるようである。これらの状況は、特に北緯31.8°断面で顕著に見られる。
 一方で、北緯32.6°断面では、地震基盤が深い凹状になっているにも関わらず、振幅の大きい後続波は顕著には見られない。この断面での深部地盤構造は、地震基盤までの深さは深いものの、中間層までの層厚は薄くなっており、そのため顕著な後続波が励起されないものと推測される。

(3)ハイブリッド合成法による強震動予測

 図6.2-8 (1)(3) にハイブリッド合成法による詳細法工学的基盤面での最大速度分布(水平2成分およびそれらのベクトル合成)を示す。
 これらの図によれば、水平2成分を合成した最大速度は、宮崎県の海岸部が最も速度が大きく、15〜20cm/s程度となる地域があり、一部20〜40cm/s程度となる地域が点在している。また、高知県南西部でも15〜20cm/s程度となる地域が点在し、高知県沖ノ島では20〜40cm/s程度となっている。
 図6.2-8 (4) は、図6.2-8 (3) の詳細法工学的基盤面の最大速度に、表層地盤の増幅倍率を乗じて地表の最大速度を求めた結果である。さらに図6.2-9は、地表での最大速度から経験式により計測震度を求めた結果である(図6.2-10には1968年日向灘地震の震度分布を併せて示した)。
 今回の評価地域の大半が山地であり、表層地盤の増幅率が1.0程度となっていることから、地表の最大速度は、詳細法工学的基盤面での分布とほぼ同じ傾向を示している。ただし、平野部については、増幅率が1.0倍以上となっている地域も多く、その地域については速度が大きくなっており、20〜40cm/s程度となる地域が詳細法工学的基盤面での分布地域よりやや広がっている。
 震度については、宮崎県の海岸部で震度5強、内陸にかけて震度5弱となっており、ごく一部の地域に震度6弱が点在する。四国側では、高知県南西端部で震度5弱が分布するが、それ以外は震度3〜4となっている。1968年日向灘地震の震度分布と比較すると、九州側では、予測結果で震度6弱が一部に見られ、震度5(弱・強)の範囲が広い等、大きめとなっている。一方、四国側では、南西部は概ね対応するものの、中央部においては、予測結果は小さめになっている。
 図6.2-11に距離減衰式との比較を示す。計算結果は、距離減衰式の平均値±σの範囲にかなりおさまっているものの、距離に関係なく平均値−σを下回るデータも多くあり、距離減衰式との対応という観点で見ると、全体的にはやや小さめ〜平均という傾向を示している。
 図6.2-12 (1)(3) には、参考として宮崎県、大分県、高知県内の14地点(主要な都市等を選択し、その市役所に最も近い評価地点)における統計的グリーン関数法(SGF)・三次元有限差分法(FD)・ハイブリッド合成法(HYB)による時刻歴波形の様子を示す。各波形ともフィルター処理は施しておらず、HYB(BPF)のみ、0.2〜10Hzのバンドパスフィルターを施した波形である。
 これらの図によれば、地震基盤が深く堆積層の厚い宮崎市や日南市では、主要動以降に周期が長くかつ振幅も大きい後続波が、長時間続いているのが見られる。逆に堆積層の薄い四国側では、後続波がほとんど見られないという特徴を示している。

 6.2.2 ケース2の計算結果

(1)統計的グリーン関数法による強震動予測

 図6.2-13に統計的グリーン関数法による詳細法工学的基盤面での最大速度分布を示す。
 同図によれば、最大速度の最も大きい地域は、宮崎県南部の海岸部から内陸にかけての地域で、20〜40cm/s程度となっており、宮崎県のほぼ全域で10cm/s以上となっている。また、鹿児島県の一部でも10〜15cm/s程度あるいは15〜20cm/s程度となっている地域が点在している。

(2)三次元有限差分法による強震動予測

 予測結果として、ここでは以下の内容についてまとめる。

  1. スナップショット
  2. 最大速度振幅分布
  3. 測線沿いの速度波形表示

1)スナップショット

 図6.2-14 (1)(2) に、ケース2の差分法による詳細法工学的基盤面での地震動の伝播の様子をスナップショットにして示す。ここでは、前項のケース1と同様、NS成分・EW成分それぞれについて、10秒から150秒までの間における10秒ごとの速度振幅を示した。また、図示にあたっては、ハイブリッド合成時と同等の0.5Hz のハイカットフィルターを施した。
 これらの図によれば、破壊開始点と各アスペリティを結ぶ方向(南北方向)に、ディレクティビティ効果による強い地震動が伝播している。また、地震基盤が深い(堆積層が厚い)宮崎県沿岸から日向灘にかけての海域で、振幅の大きい揺れが長時間継続している。

2)最大速度振幅分布

 図6.2-15 (1)(2) に、差分法による詳細法工学的基盤面での最大速度分布を示す(NS成分およびEW成分それぞれの結果を示す)。これらは、差分法の結果に0.5Hz のハイカットフィルターを施した波形による結果である。
 これらの図によれば、最大速度は、全体的にはEW成分の方が大きいが、最も大きいのはNS成分の宮崎県中部の海岸付近で、20〜40cm/s程度となっている地域がごくわずか分布する。それ以外の地域では、宮崎県のかなりの地域で6〜8cm/s程度、あるいはそれ以上となっている。

3)測線沿いの速度波形表示

 図6.2-16に断面を設定した測線の位置図を示し、図6.2-17 (1)(5) に、各断面における深部地盤構造と差分法による詳細法工学的基盤面での速度波形を示す。
 深部地盤構造と波形形状の対応は、ケース1と同様な傾向を示しており、中間層( =3.5km/s層)までの層厚が厚い部分で後続波が見られる。特に、北緯31.8°断面、および北緯31.4°断面で後続波が顕著に見られる。

(3)ハイブリッド合成法による強震動予測

 図6.2-18 (1)(3) に、ハイブリッド合成法による詳細法工学的基盤面での最大速度分布(水平2成分およびそれらのベクトル合成)を示す。
 これらの図によれば、水平2成分を合成した最大速度は、宮崎県南部が最も速度が大きく、20〜40cm/s程度となる地域が広がっており、一部40〜60cm/s程度となる地域が点在している。宮崎県では、ほぼ全域で10cm/s以上となっている。また、隣接する熊本県および鹿児島県でも、10〜15cm/s程度となる地域が分布し、さらに鹿児島県では、ごく一部に15〜20cm/s程度となる地域がある。
 図6.2-18 (4) は、図6.2-18 (3) の詳細法工学的基盤面の最大速度に、表層地盤の増幅倍率を乗じて地表の最大速度を求めた結果である。さらに図6.2-19は、地表での最大速度から経験式により計測震度を求めた結果である(図6.2-20には1662年の日向灘の地震の推定震度分布を併せて示した)。
 ケース1と同様、今回の評価地域の大半が山地であり、表層地盤の増幅率が1.0程度となっていることから、地表の最大速度は、詳細法工学的基盤面での分布とほぼ同じ傾向を示している。ただし、平野部については、増幅率が1.0倍以上となっている地域も多く、その影響のため、主として宮崎県南部地域で60〜80cm/s程度となっている。
 震度については、宮崎県の海岸部の一部に震度6弱が点在しており、その周辺の海岸部から内陸にかけて、震度5強となる地域が広がっている。1662年の日向灘の地震の推定震度分布と比較すると、概ね対応する傾向を示している。
 図6.2-21に距離減衰式との比較を示す。計算結果は、距離減衰式の平均値±σの範囲を超えるデータもあるものの、大半はこの範囲内におさまっている。距離減衰式との対応という観点で見ると、ばらつきはあるものの、全体的には距離減衰式の傾向と概ね対応している。
 図6.2-22 (1)(3) には、参考として宮崎県、大分県、鹿児島県内の14地点(市役所に最も近い評価地点)における統計的グリーン関数法(SGF)・三次元有限差分法(FD)・ハイブリッド合成法(HYB)による時刻歴波形の様子を示す。各波形ともフィルター処理は施しておらず、HYB(BPF)のみ、0.2〜10Hzのバンドパスフィルターを施した波形である。
 これらの図によれば、震源断層に近い宮崎県南部地域では、波形の振幅レベルが大きく、宮崎市では2つのアスペリティによる2つのピークが見られる。また、ケース1で見られたような振幅の大きな後続波は見られないが、これは、前述のように、大きな揺れが続く領域が海域に偏っているためと推測できる。


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