Development of the Crustal Tilt Observation Method Using Borehole-type Tiltmeters Haruo SATO, Hiroshi TAKAHASHI, Eiji YAMAMOTO National Research Cente

地震 第2輯 第33巻(1980)343-368頁

孔井 用傾 斜計 に よる地殻傾 斜観測 方式 の開発

Development of the Crustal Tilt Observation Method Using Borehole-type Tiltmeters

Haruo SATO, Hiroshi TAKAHASHI, Eiji YAMAMOTO National Research Center for Disaster Prevention

Nobuhei FUKUO and Masayoshi UEHARA Akashi Seisakusho Ltd.

Yasuo TERASAWA Sumiko Consultant Co. Ltd.

(Received May 9, 1980)

Continuous monitoring of the crustal tilt is one of the most effective approaches for the purpose of earthquake prediction. Drilling a borehole is not so expensive as construction of an underground vault, which is necessary for installation of water-tube tiltmeters and horizontal pendulum tiltmeters, and a borehole station is possible to be made even in a plain area. The National Research Center for Disaster Prevention has not only developed the bore-holetype tiltmeter itself but has improved borehole drilling techniques and installation methods for the tiltmeter. The force-balanced pendulum tiltmeter developed for down-hole observation is installed at the bottom of the borehole of which the depth is about 100m. The measuring range is +2 x 10-4 radian, the resolution is 6 x 10-9 radian, and the long term drift is smaller than a few micro-radian per year after half a year since the installation. Clear records of the earth tides demonstrate the high quality of the instrument. Tilt changes of the order of micro-radian caused by precipitation are remarkable in the data of some stations. But, the crustal tilt observation by using borehole-type tiltmeters is expected to be very effective for detecting anomalous tilt changes of the order of 5 x 10-8 radian per day with a time constant of several hours to several tens of days.

§1. 序

地 震 は地 殻 に蓄 積 した応 力 の急 激 な 開放 (破壊 現 象) と考 え られ, そ の発 生 に 先 行 して, 応

344 佐藤春夫 ・高橋 博 ・山本英二 ・福尾信平 ・上原正義 ・寺沢康夫 力 の集 積 に対 応 す る歪 や 傾 斜 の変 化 を 含 む 種 々 の地 震 前 兆 現 象 が 現 わ れ る もの と期 待 され て い る. 全 国的 規 模 で行 わ れ て い る測 地 測 量 ・検 潮 ・大 中 小 地 震 の観 測 等 に よつ て 土 地 の 異 常 隆 起 や 地 震活 動 の変 化 等 の 「長 期 的 前 兆 現 象 」 の発 見 に つ とめ, 何 らか の異 常 現 象 が 検 出 され た地 域 に つ い ては 密 度 の高 い 観 測 研 究 と常 時 監 視 を 行 うこ とに よ り 「短 期 的 前 兆 現 象」 の捕 捉 に つ とめ る. 日本 に お け る地 震 予 知 は, こ の よ うな 方 法 論 の も とに 進 め られ て い る 〔測地 学 審 議 会 (1978)〕. 本 稿 で 述 べ る傾 斜 観 測 とは, 大地 震 の 「長 期 的 前 兆 現 象」 発 見 後 に, そ の 想 定震 源 域 近 傍 に お い て 「短 期 的 前 兆 現 象」 を捕 捉す る こ とを 目的 と して行 わ れ る もの で あ る 〔SATO(1979)〕. 従 来, 傾 斜 観 測 は 急 峻 な 崖 に 掘 削 され た 横 坑 内 で 行 わ れ て きた. しか し, 観 測 点 の高 密 度 展 開 を 考 え る時, 横 坑 方 式 に は い くつ か の制 約 ・難 点 が あ る. す な わ ち, 地 形 ・岩 質 の制 約 が 大 き くて 平 野 部 で は 建 設 が 難 しい こ と, 建 設 費 が 高額 に な る こ と, 建 設 工 期 が 長 い こ と, 断 面 積 の 大 きな 自由 表 面 を つ くるた め坑 内 の 観 測 で は大 局 的 な傾 斜 や歪 の場 を忠 実 に測 定 す る こ とが 難 しい こ と 〔HARRISON(1976)〕, 湧 水 の影 響 を 受 け や す い こ と, 保 守 ・安 全管 理 が難 しい こ と, な どで あ る. 近年, 横 坑方 式 に 代 わ る もの と して孔 井方 式 が考 え 出 され た. 孔 井 方 式 は, 地 形 の制 約 が 少 な く平 野部 に も建 設 可 能 で, 建 設 用 地 が 小 さ くて す む た め に 用 地 確 保 が 比較 的 容 易 で あ り, 建 設 工 期 が 短 い こ と, 小 口径 の孔 井 を 重 力 方 向 に 掘 削 す るた め 比較 的傾 斜 の場 を か く乱 す る こ と が 少 な い こ と, 湧 水 の あ る場 合 で も容 易 に 止 め られ る こ と, な どの 利 点 が あ る. 孔 底 で の雑 微 動 は地 表 よ りず つ と小 さ くな る ので, 微 小 地 震 観 測 の た め に 高 感 度地 震 計 を 併設 す るの に も都 合 カミ良 し. 国立 防 災 科 学 技 術 セ ンタ ーは, 1970年 以 降 孔 井 用 傾 斜 計 の 開発 に と りくみ, 測 器 の試 作 ・ 改 良 お よび観 測 井 に お け る試 験 観 測 を 経 て, 標 準 的 な 孔 井 用 傾 斜 計 に よ る地 殻 傾 斜連 続 観 測 方 式 の確 立 に つ とめ て きた. 開 発 ・改 良 は 所 期 の 目標 を 達 成 し, 1978年 か らは この孔 井 用 傾 斜 計 を 多地 点 に配 備 す る計 画 が 進 め られ て い る. これ を 期 に, 現 在 まで の 開発 経 過 と稼 動 状 況 を 総 括 し, 地 震 予 知 のた め の観 測 研 究 に お け る孔 井用 傾 斜 計 に よ る地 殻 傾 斜 観 測 の有 効 性 と問 題 点 を, 明 らか に して お き た い. §2. 開 発 の 目標 わ れ わ れ が孔 井用 傾 斜 計 の 開発 に着 手 した 当時 は, 1∼2m程 度 の 浅 い孔 井 で の実 験 的 観 測 が 少数 知 られ て い るだ け で あつ た 〔ALEN(1972), ALLEN et al. (1973), JOHNSTON and MORTENSEN (1974)〕. 孔 井 内で長 期 間 安 定 な デ ー タを 得 るため に は どの よ うな測 器 で あ るべ

孔井用 傾斜計に よる地殻 傾斜観測方式 の開発 345 き な の か, また 作 井 や 設 置 の方 法 は ど うす べ きな の か, 指標 とな るモ デ ル は ほ とん ど無 か つ た。 わ れ わ れ は, 過 去 の大 地 震 の先 行 現 象 と して の傾 斜 変 化 の事 例 を 調 べ, これ らを 確 実 に捕 え 得 る こ とを基 本 的 な 目標 に す えた. い くつ か の 目標 は, 測 器 の製 作 や 観 測 井 掘 削 の 技 術 的 な 観 点 か ら定 め, 幾 度 か の試 行 錯 誤 を へ て フ ィ ー ドバ ックが か け られ た もの で あ る. 以下 に, 開発 に 当つ て我 々が 掲 げ た 目標 と方 針 に つ い て 述 べ る. 1) 傾 斜 計 i. RIKITAKE (1976) に よれ ば, 大 地 震 に 先 行 して 観 測 され た 異 常 な傾 斜 変化 は10-7∼10-4 radianと 幅 広 い. 傾 斜 計 の設 計 に 当つ て, 測 定 可 能 範 囲 は10-4 radian以 上 と し, 振 幅 が10-7 radian程 度 の潮 汐 を 充 分 な 精 度 で 観 測 で き る よ うに 分解 能 は10-8 radian以 上 とす る. ii. RIKITAKE (1976)のTable 15-XIIIよ り, 大 地 震 に 先 行 して 観 測 され た 異 常傾 斜 変 化 量 を 先 行 時 間 に 対 して プ ロ ヅ トした もの をFig. 1に 示 す. これ ら の異 常 傾 斜 変 化 を 検 出す る た め に は, 傾 斜 計 は で き るだ け 安 定 で 固有 の ドリフ トが 小 さい 必 要 が あ る. 傾 斜 計 固有 の ド リ フ トは5×10-8 radian/日 以 下 を 目標 とす る. iii. 傾 斜 計 は, 観 測 井 孔 底 設 置 を 考 慮 して, 小 型 ・円筒 形 と し, 耐 衝 撃 性 を 高 く設 計 す る. AC 100V商 用 電 源 に よつ て 駆 動 し, そ の 出力 は 電 圧 形 式 とす る. 2) 観 測 井 i. 地 表 近 くの軟 弱 な堆 積 層 や もろ い風 化 層 を避 け て, 硬 く均 質 な 岩 盤 の 中 で観 測 す る必要 が あ る. 高 感 度地 震 計 の 併設 を 考 え, 10Hzの 雑 微 動 が 深度100mで 約1/10に 下 が る こ と 〔山 水 他(1977)〕 を考 慮 して, 標 準 的 な観 測 井 深 度 を100mと 設 定 す る.

Fig. 1. Precursor time vs. amount of tilt change (after RIKITAKE, 1976, Table 15-XIII).

346 佐藤春夫 ・高橋 博 ・山本英二 ・福尾信平 ・上原正義 ・寺沢康夫 焦 降 雨 量 の 多 い 日本 に お い て は, 地 下 水 位 の 変 動 が 著 し く, こ の影 響 を で き るだ け 避 け る た め に 観 測 井 は フル ホ ー ル ケ ー シ ン グか つ フル ホ ー ル セ メ ンチ ン グの形 式 とす る. iii. で き るだ け岩 盤 を い た め な い よ うに観 測孔 を掘 削す る とい う観 点 か ら, ワイ ヤ ラィ ン工 法 を採 用 す る. 3) 傾 斜 計 と観 測 井 の バ ラ ン ス i. 開発 して 間 もな い測 器 の寿 命 や 故 障 の発 生 状 況 は, 実 際 に観 測 状 態 で使 用 してみ な い こ と に は わ か らな い. ま た, 落 雷 に よ る計 器 破 損 に 対 す る完 全 な 防護 策 は無 い. この ため, 傾 斜 計 を 観 測 井孔 底 に セ メ ン ト等 で埋 設 す る こ とは避 け て 引 き上 げ 可能 な形 式 と し, 耐水 耐圧 容 器 に 格 納 して ケ ー シ ン グ孔 底 部 に機 械 的 に 固 定 す る方 式 とす る. ii. 観 測 井掘 削 は, 孔 径 が 小 さ い程 コス トが 低 く, 掘 削 時 の トラ ブル も少 な い. 逆 に, 傾 斜 計 は, 直 径 を 小 さ くす る程 設 計 は 難 し くな り, か つ 製 作 に 当 つ て は 高 い工 作 精 度 が 必要 と され る. 傾 斜 計 設 計 と観 測 井 作 井 の 目標 と して, 傾 斜 計 を 格納 す る耐 水 耐 圧 容器 外 径 を110mmφ 程 度 と定 め る. iii. 高 感 度 の 傾 斜 計 の 計 測 可 能 範 囲 は 狭 く, 観 測 井 を 鉛 直 に 掘 削 す る事 は 難 しい. 観 測 井 の 孔 芯 傾 斜 は深 度100mで 鉛 直 か ら3度 以 内 とす る. 3度 以 内 の傾 きは, 地 上 か ら の遠 隔 操 作 で補 償 で き る よ うに, 姿 勢 制 御 装 置 を 組 み 込 む. 傾 斜 計 を 姿 勢 制 御 装 置 に 据 付 け た 状 態 で, 上 記(1)-iiの 安 定 度 を持 つ こ とを 目標 とす る. 4) そ の 他 i. 観 測 井 作 井 に 当 つ て, 掘 削 孔 の 壁 面 の 仕 上 りと ケ ー シ ン グパ イ プの セ メ ンチ ン グの 良否 を 定 量 的 に 評 価 で き る よ うに, 物 理 的 検 査 手 法 の確 立 に つ とめ る.

Fig. 2. Flow chart for construction of the observation system.

孔井用傾斜計に よる地殻傾斜観測方式の開発 347 ii. 電 々公 社 専用 回線 に よ る多 数 の 観 測 点 の 同時 集 中 記 録 を 企 画 して, 最 適 の デ ー タ搬 送 方 式 とモ ニタ ー方 式 を確 立 す る. iii. 観 測 点 の建 設 は, 単 年 度 予 算 の枠 内 で実 行 す る必要 が あ る. 測 器 の製 作 ・検 定 ・組 立 の 工 程 と, 地 点 選 定 ・観 測 井掘 削 ・測 器 の孔 底 設 置 の工 程, お よび テ レ メー ター装 置 の製 作 工 程 とい う3っ の流 れ を1年 以 内 で完 了 し, 観 測 を 開 始 で き る工 程 設 計 とす る(Fig. 2). 日本 の 土 地 事 情 で は, 用 地 交 渉 に非 常 に 多 くの 日数 が 必 要 と され る. §3. 孔 井 用 傾 斜 計 小 型 で高 感 度 で あ る こ とと安 定 度 が 高 い こ と とを 両 立 させ る こ とが, 開 発 上 の大 きな 課 題 で あつ た. 開発 に 当つ て は, コ ンデ ンサ ー に よ る 変 位 検 出型 の 振 子 式 傾 斜 計 〔ALLEN(1972), 尾 池 他 (1968)等 〕 と サ ー ボ型 加 速 度 計 が 原 型 となつ た. 試 作 機 (明石 製 作 所 株 式 会 社 製ABS-1 型) は, コ ン デ ンサ ーに よ る変 位 検 出 型 の振 子 式 傾 斜 計 を 磁 石 と コ イ ルに よ つ て力 平 衡 型 に した も ので あ る. 姿 勢 制 御 装 置 に 取 り付 け て, 耐 水 耐 圧 容 器 に 組 み 込 ん だ も の2式 (直交2成 分) を, 上 下 に 組 み 合 わ せ る 形 式 と した (Fig. 3). 1973年 よ り, 房 総 半 島 の岩 井 北 お よび 岩 井 南 地 殻 活 動 観 測 施 設 に お い て, 試 作 機 に よ る試 験 観 測 が 開 始 され た. この 試 験 観 測 に お い て, この 傾 斜 計 は 潮 汐 を 記 録 で き る分 解 能 と高 い 長 期 安 定 性 (ド リ フ ト 量2∼11μ radian/年) とを示 した 〔鈴木(1978)〕. しか し, 試 作 機 は 高 さ3325mm・ 総 重 量160kgと 大 き くて 重 く, 観 測 井 孔 底 設 置 に際 して, 運 搬 ・取 扱 いが 容 易 で なか つ た. 部 品 点 数 も多 く, 姿 勢

Fig. 3. Prototype of the borehole-type tiltmeter (ABS-1 type, made by Akashi Seisakusho Ltd.).

348 佐藤春夫 ・高橋 博 ・山本英二 ・福尾信平 ・上原正義 ・寺沢康夫 制 御 装 置 の構 造 も複 雑 で, 孔 底 設 置 後 の安 定 に 多 くの 日数 を 要 した. そ こで, 力 平 衡 型 振 子 式 の原 理 は そ の ま ま踏 襲 す る と して, 上 記 問 題 点 の改 良 に と りか か つ た. 改 良 点 の第 一 は, 振 子 を 自在 継 手 で 吊 り, 直 交 す る2方 向 の傾 斜 を1っ の振 子 で計 測 す る方 式 を 採 用 して, 測 器 の小 型 化 ・軽 量 化 を はか る こ とで あつ た. 第 二 は, 姿 勢 制 御 装 置 を簡 素 化 して, 安 定 性 と共 に 耐 衝 撃 性 を 向上 させ る こ とで あつ た. 改 良機 (明石 製 作 所 株 式 会 社 製JTS-2型) は, 静 岡 県 の 中伊 豆 お よび 岡部 地 殻 活 動 観 測 施 設 に お い て1977年 か ら試 験 観 測 に は い り, 幾 度 か の 改 良 の 後 に, 分 解 能 ・安 定度 共 に所 期 の 性 能 を示 す よ うに な つ た. この 間, 感 度 お よび 安 定 度 の 検 定 方 法 の 開 発 が 並 行 して 進 め られ た. 1) 力平 衡 型 振 子 式 傾 斜計 この傾 斜 計 の 原 理 をFig. 4に 示 す. 振 子 は ケ ース に バ ネ で 吊 られ, 振 子 先端 の極 板 は相 対 す る ケ ース側 極板 と コ ンデ ンサ ーを形 成 す る. 振 子 に は磁 石 が, 相 対 して ケー ス側 に は コイ ル が 取 りつ け られ て い る. ケ ー スが 鉛 直 軸 (重力 方 向) か ら角 度8傾 斜 させ られ る と, 振 子 は重

Fig. 4. Principle of the force-balanced dulum tiltmeter.

Fig. 5. Force-balanced pendulum tiltmeter (JTS-2 type, made by Akashi Seisakusho Ltd.).

FORCE BALANCED PENDULUM TILTMETER JTS-2 TYPE

孔井用傾斜計に よる地殻傾斜観測方式の開発 349 力 方 向 に 傾 斜 して コ ンデ ンサ ーの 容量 変 化 を ひ きお こす. 電 子 回 路 は, コ ンデ ンサ ー の 容量 変 化 に 対 応 した 電 流1を 発 生す る. コイ ル は, そ の 電流 に よつ て振 子 に取 り付 け られ た磁 石 に 力 を 及 ぼ し, 振 子 を ケ ー ス 中立 点 に戻 す 働 き をす る. この よ うな フ ィー ドバ ッ ク系 に よつ て, 振 子 は常 に 中立 点 に位 置 す る よ うに なつ て い る. この ため, バ ネ に トル クが 加 わ らず, ドリフ ト の大 きな 原 因 とな るバ ネ の ク リー プを ひ きお こ さな い で す む. 電 流Iは ケ ー ス の鉛 直 軸 か ら の 傾 斜 角 θに 比 例 して お り, こ の電 流Iに 比 例 した電 圧 γを 傾 斜 計 出 力 と して と り出 す. 力 平 衡 型 振 子 式 傾 斜 計 の 断 面 図 をFig. 5に 示 す 〔明石 ・福 尾(1977)〕. 振 子 は 直 交2軸 の 自在 継 手 で ケ ース か ら 吊 られ, 水平2方 向 に 自由 に傾 斜 す る こ とが 可 能 で あ る. 直 交す る2方 向 に, そ れ ぞ れ コ ンデ ンサ ー4組 と磁 石 ・コイ ル に よ る磁 力発 生 装 置2組 が 取 り付 け られ て い る. 自在 継 手 は 十 字 バ ネで つ く られ, バ ネが 振 子 に 与 え る 復 元 力 は 重 力 に よ る復 元 力 よ りも充 分 小 さ く して あ る. 構 成 部 品 の材 質 は ほ とん ど真 鍮 で あ るが, 極 板 に は 硬 質 ア ル マイ トを 使 用 して い る. 各 部 品 は 加 工 歪 除 去 の た め の 熱 処理 が な され, 組 立 に 当 つ て 各 接 合 面 は ラ ヅピ ン グが ほ ど こ され る. 組 立 後 は 残 留 歪 除 去 の た め, 再 び150C, 500時 間 程 度 の 熱 処 理 が ほ ど こ され る. 振 子 の 固有 振 動 数 は オ ー プ ンル ー プで2Hz, 容量 変化 検 出 回路 の キ ャ リア ー は1MHz, 極 板 間隔 は150μmで あ る. 出 力 感度 は 21mV/μradian, 測 定 可 能 範 囲 は ±3 ×10-4radianで 設 計 され て い る. な お, 検 定 用 磁 力 発 生 装 置 を そ な え て お り, 遠 隔 操 作 で 感 度 検 定 を 行 うこ とが 可 能 で あ る. この 傾 斜 計 を 駆 動 す るた め に, 地 上 制御 装 置 が あ る. 地 上 制御 装 置 は, 電

Fig. 6. (A) Sensor vessel and the stainless casing pipe for setting. (B) Cross sectional view of the setting device at the bottom. (C) nism of the setting device at the top.

(A)

(B) (C)

350 佐藤 春夫 ・高橋 博 ・山本英二 ・福尾信平 ・上原正義 ・寺沢康 夫 源 部 ・ア ン プ部 ・検 定 部 ・姿 勢 制 御 部 か ら構 成 され る. 電 源 部 は, AC 100Vを 整 流 して ア ル カ リ蓄 電 池 に よつ て停 電補 償 を 行 い な が ら, 観 測 井 孔 底 の 傾 斜 計 に 安 定 化 した 電 圧 を 供 給 す る. ア ン プ部 は, 傾 斜 計 出 力 電 圧 を 受 け て ロー パ ス フ ィル タ ー (Tc=30秒) を 通 して 出 力す る, 1対1の バ ッフ ァァ ン プで あ る. 検 定 部 は, 傾 斜 計 の 検 定 用 コイ ル へ 電 流 を 流 す 定 電 流発 生 装 置 で あ る. 姿 勢 制御 部 は, 以下 に 述 べ る姿 勢 制御 装 置 の パ ル スモ ー タ ー駆 動 の た め の 電 流 発 生装 置 で あ る. 2) 姿 勢 制御 装置 姿 勢 制御 装 置 は, 傾 斜 した 観 測 井 孔 底 に 固 定 され た 耐 水 耐 圧 容 器 内で, 傾 斜 計 の軸 を 鉛直 に 修 正 す るた め の装 置 で あ る. 補 償 範 囲 は 鉛 直 か ら ±3度 で あ る. Fig. 5に 示 す よ うに, 下 部 の パ ル ス モ ー タ ーは 耐 水 耐 圧 容 器 に 固 定 され て お り, こ のパ ル ス モ ー タ ーを 回 転 させ る と, ネ ジ軸 は 上 部 の球 面 座 を 押 して 中 間 基 板 を 左 側 の十 字 バ ネを 中 心 と して 傾 斜 させ る. この 中 間 基 板 の上 に, 直 交 して 上 下 逆 さに パル ス モ ー タ ーが 取 り付 け られ, 直 交 方 向 の傾 斜 を 与 え る こ と が で き る. 傾 斜 計 本 体 は, こ の上 部 パル ス モ ー タ ーに 据 付 け られ て い る. 十 字 バ ネ に は ベ リ リ ウ ム銅 製 の厚 板 バ ネを 使 い, ベ ア リ ン グ等 の軸 受 を使 つ て いな いた め に 遊 び が 無 い. こ の姿 勢 制 御 装 置 も, 組 立 時 の残 留 応 力歪 除 去 の た め の熱 処 理 が ほ ど こされ る. 傾 斜 計 本 体 と姿 勢 制 御 装 置 を 組 み 立 て る と, 外 径86mmφ×高 さ425mm・ 重量5kgで あ る. 以下, 姿 勢 制 御 装 置 に 傾 斜 計 本 体 を据 付 け た もの を傾 斜 計 と呼 ぶ. 輸 送 時 の加 振 や孔 底 設 置 の際 の衝 撃 に よつ て破 損 が 生 じな い よ うに, 傾 斜 計 は 耐 衝 撃 性10Gで 設 計 され て い る. 3) 耐 水 耐 圧 容器 傾 斜 計 は, 動 コイ ル 型地 震 計3成 分 と共 に, ス テ ン レス製 耐 水 耐圧 容器 に格 納 され る (Fig. 6(A)). 耐水 耐 圧 容 器 は外 径106mmφ×高 さ2245mm・ 総 重 量83kgで, 水 密 はOリ ン グで 保 た れ, 内部 に は 不 活 性 アル ゴン ガ スが 封 入 され て い る. 信 号 線 に は, 38芯 の 高張 力 複合 ケ ー ブル を 使用 して い る. こ の耐 水 耐 圧 容 器 と設 置 用 ス テ ン レス製 ケ ー シ ン グパ イ プ とは一 対 と して製 作 され, 共 に 加工 歪 を除 くた め に150C, 200時 間 程 度 の熱 処 理 が ほ ど こ され る. 耐 水 耐 圧 容 器 の上 部 と下 部 に は, 固定 器 が 取 り付 け られ て い る. 下 部 固 定 器 (Fig. 6(B)) は, 耐 水 耐 圧 容 器 を設 置用 ス テ ン レス製 ケ ー シ ン グパ イ プ中 央 に, 一 定 の方 位 で 固 定す る役 割 を 持 つ。 下 部 固 定 器 の 底 部 は 上下 に 動 く こ とが 可 能 で, 耐 水 耐 圧 容 器 の孔 底設 置時 に着 底 を確 認 で き る よ うに, リー ドリ レーに よ る着 底 検 出機 構 が 組 み 込 まれ て い る. この 可 動底 部 は, 耐 水 耐 圧 容 器 底 部 の3っ のベ リ リウ ム銅 製 の鋲 (小球 面) で 受 け られ, 全 重量 を 支 え る. 設 置用 ス テ ン レス製 ケ ー シ ン グパ イ プ の台 座 は 球 面 座 とな つ てお り, 可 動 底 部 と製 作 段 階 で 十 分 なす り合 せ を 行 つ て あ る. 設 置 用 ス テ ン レス製 ケ ー シ ン グパ イ プ 内側 の キ ー と, 下 部 固 定 器 側 面 の

孔 井用傾 斜計 によ る地殻 傾斜観測方式の開発 351 キ ー溝 との か み合 せ で, 耐 水 耐 圧 容 器方 位 が 固 定 され る. 設 置用 ス テ ソ レス製 ケ ー シ ン グパ イ プ を孔 底 に セ メ ンチ ン グす る時 に は, キ ーを 指 定 す る方 位 に 固定 す る こ とが で きな い. そ こで, ケ ー シ ン グパ イ プ の セ メ ンチ ン グ後 に, この キ ー方 位 を磁 気 コ ンパ ス で 調 べ て, 耐水 耐圧 容器 を 孔 底 に設 置 した 時 に, 傾 斜 計 と地 震 計 の振 子 が 真 のNS・EW方 向 を 向 く よ うに 耐水 耐 圧 容 器 に格 納 す る. 磁 気 コ ンパ ス に よ るキ ー方 位 測 定 に影 響 を与 え な い よ うに, 設 置 用 ス テ ン レス 製 ケ ー シ ン グパ イ プ直 下 の ケ ー シ ン グパ イ プ に も非 磁 性 ス テ ン レス製 パ イ プ を使 用 して い る. 台座 中央 を空 孔 に した の は, 孔 上 部 か らの泥 が蓄 積 せ ず に下 部 へ落 下 で き る よ うにす るた め と, ケ ー シ ン グパ イ プ を セ メ ンチ ン グす る時 に, セ メ ン トス ラ リー注 入用 パ イ プ を通 す た め で あ る. 上 部 固 定 器 の 構 造 をFig. 6(C)に 示 す. 孔 底 に 耐 水 耐 圧 容 器 を 設 置 す る時 は, ロ ッ ドで シ ャ フ トを 吊 り上 げ て 降 下 す る. 降 下 中 は, 自重 で 固 定 器 内 の ス プ リン グは た わ み, ベ リ リウ ム 銅 製 の3個 の鋲 は 引 込 ん で い る. 耐 水 耐 圧 容 器 が 台 座 に 着 底 す る と 同 時 に ス プ リン グは 伸 び て, 3個 の鋲 は 中 央 の三 角 錐 に 押 され て設 置 用 ス テ ン レス製 ケ ー シ ン グパ イ プ 内壁 に 押 しつ け られ る. 耐 水 耐 圧 容 器 は, 三 角 錐 と3個 の鋲 の機 械 的 な 摩 擦 に よつ て 固 定 され て い る. 4) 検 定 i. 温 度 特 性 深度100mの 観 測 井孔 底 で は温 度環 境 は 一 定 と考 え られ るが, 地 上 制御 装 置 は 大 きな 気温 変 化 の も とに お か れ るの で, 地 上 制御 装 置 の温 度 特 性 を 調 べ て お くこ とは 重要 で あ る. 地 上 制 御 装 置 に 対 す る温度 サ イ クル テ ス トの結 果, 0∼40Cの 範 囲 で ア ン プ部 の温 度 ド リフ トは7× 10-9radian/C相 当 以 下 で あ る こ とを 確 め て あ る. ii. 感 度 検 定 感度 検 定 に は, Fig. 7(A)に 示 す よ うな 検 定 台 を用 い て い る. 盤 は, 左 端 の コイ ル に 流 され

Fig. 7. (A) Table for the sensitivity test. (B) Example of the sensitivity test.

(A) (B)

TILTMETER FOR NODAZAWA

●NS COMP ■EW COMP

SENSITIVITY 21mV/jRADIAN

352 佐 藤 春 夫 ・高 橋 博 ・山 本英 二 ・福 尾 信平 ・上 原正 義 ・寺沢 康 夫 る電 流 に 応 じて 傾 斜 す る・ 盤 の傾 斜 角 は, 布 端 に取 り付 け られ た マ グネセ ンサ ー に よつ て, 5μradian単 位 まで 計 測 す る こ とが で き る. マ グネ セ ンサ ーに よつ て 計 測 され た 盤 の 実傾 斜 角 に 対 して, 傾 斜 計 出力 の 設 計 値 か らの ズ レを プ ロ ッ トした 例 をFig. 7(B)に 示 す. 設 計値 か ら の ズ レは ±20mV以 内に あ り, フ ル ス ケ ー ルを ±6Vと して 直 線 性 は ±0.33%以 下 に お さま つ て い る. 直 交2成 分 の ク ロス トー クは, 部 品 加 工 や 組 立 の精 度 に よつ て大 き く左 右 され る. 片 方 の検 定 コイ ル に 電 流 を 流 して 振 子 を 傾 斜 させ, 直 交2成 分 の 出力 比 を 比 較 す る方 法 で 計 測 して い る が, ク ロス トー クは0.1%以 下 で あ る. iii. 安 定 度 検 定 概 して, DCの 計 測 では ドリフ トの小 さ い計 器 を つ く りあげ る こ とが 難 しい. こ の傾 斜 計 に つ い て も, 部 品加 工 時 の精 度 や組 立 時 の 歪 ・可 動部 の遊 び ・電子 回路 の不 安 定 さ等 が, ド リフ トの原 因 とな つ て い る と考 え られ る. 大 局 的 な地 殻 傾 斜 を 傾 斜 計 が 計 測 す る とき, 情報 はFig. 8の 様 に 伝 わ るは ず で あ る. 観 測 状 態 に お け る長 期 的 な 安 定 度 に つ い て, 観 測井 孔 底設 置 前 の テ ス トで す べ て を 調 べ る こ とは 難 しい が, こ こで はFig. 8で 点線 で 囲 んだ 部 分 に つ い て安 定 度 を 調 べ た. この 部 分 の ドリフ トの 上 限 を 調 べ て お くこ とは, 他 の部 分 の設 計 や工 法 の 良否 を 判 断 す る上 で 最 も重 要 と考 え られ る. こ こで 述 べ る安 定 度検 定 の 基本 的 な考 え方 は, 複数 個 の傾 斜 計 の比 較検 定 で あ る. 現 在 は, 静 か で 温 度 の安 定 した 中 伊豆 地 殻 活 動 観 測施 設 の横 坑 内 の コ ソ ク リー ト台上 で 比 較 検 定 を 行 つ

孔井用傾斜計に よる地殻傾斜 観測方式 の開発 353 て い るが, 坑 奥 で は 同 型 の傾 斜 計 に よ る定 常 観 測 が 行 わ れ て お り, 比 較 す る上 で も都 合 が 良 い. 検 定 用 台 座 は, 鉄 製 ブ ロ ッ クに3本 の ボル トで ス テ ン レス盤 を 固 定 して あ り, 盤 上 に は傾 斜 計 を3台 まで 取 り付 け る こ とが 可 能 で あ る (Fig. 9). 検 定 用 台 座 は, 横 坑 内 の コ ン ク リー ト台 上 に 置 か れ てい る. 水 平 出 し の粗 調 整 は, 鉄 製 ブ ロ ッ クの下 に クサ ビを さ して 行 い, 微 調 整 は 各 傾 斜 計 の姿 勢 制 御 装 置 を 駆 動 して 行 う. しか る後 に, 複 数 個 の傾 斜 計 の同 時 観 測 が 開 始 され る. 初 期 ドリフ トは 大 き くて方 向 も ま ち ま ちで あ るが, ス テ ン レス盤 へ の傾 斜 計 の取 付 部 を 軽 くた た い て歪 解 放 を 数 回 く り返 す と, 2週 間 程 度 で安 定 して くる. こ う して, 1ケ 月 以 上 の比 較 観 測 を 続 け, 同一 成 分 の記 録 を 比 較 した 時 に 差 の変 化 が10日 間 の平 均 で5×10-8 radian/日 以下 で あ る こ とを確 認 す る. 又, 姿 勢 制 御 装 置 を駆 動 して そ の安 定 に要 す る 日数 を調 べ, 偶 発 的 ス テ ップが 生 じな い こ とを 確 認 す る. 安 定 度 検 定 の例 をFig. 10(A), (B)に 示 す. 図か ら わ か る よ うに, 比較 観 測 開 始直 後 の ドリフ トの 向 きは 異 つ て い て も, 10日 目以降 で は 同一 方 向 へ変 化 す る よ うに な る. これ は測 器 固有 の ド リフ トとい う よ りも, 検 定 用 台 座 が ゆ つ く りと 傾 い て い る と解 釈 して い る. 降雨 の影 響 に よ る大 き な傾 斜 変 化(図 中R印)が 観 測 期 間 中 に 4回 生 じて い るが, 差 の グ ラフ は あ ま り大 き な変 化 を示 さ な い. §4. 観 測 井 観 測 井 は, 局 所 的地 盤 か ら耐 水 耐 圧 容 器 へ と傾 斜 情報 を 伝 達 す る役 割 を は た して い る (Fig. 8). 最 初 の試 験 観 測 を行 つ た岩 井 北 お よび岩 井 南 地 殻 活 動 観 測 施 設 の観 測 井 (1971年 作 井) は, 上 部 が 裸 孔 で孔 底 部 のみ 設 置 用 ス テ ン レス製 ケ ー シ ン グパ イ プ を セ メ ンチ ン グす る とい う 形 式 で あつ た. しか し, 地 下 水 の流 出入 や 孔 壁 か ら の泥 の落 下 が 傾 斜 観 測 に与 え る影 響 が 大 き

Fig. 10. Examples of the stability test.

354 佐 藤 春 夫 ・高 橋 博 ・山 本英 二 ・福 尾 信 平 ・上 原正 義 ・寺 沢 康 夫 く, 裸 孔 部 分 ゐ あ る 観 測 井 に は 問 題 が 多 い こ と が わ か つ た. 岡 部 地 殻 活 動 観 測 施 設 の 観 測 井 作 井(1977年)に 当 つ て, 観 測 井 は フ ル ホ ー ル ケ ー・シ ン グか つ フ ル ホ ー ル セ メ ン チ ン グ と い う 形 式 を 開 発 し た 〔佐 藤 ・高 橋(1978)〕. 観 測 井 は, 孔 径175mmφの 掘 削 孔 に, 5イ ン チ 鉄 製 ケ ー シ ン グ パ イ プ ・設 置 用4イ ン チ ス テ ン レ ス 製 ケ ー シ ソ グ パ イ プ ・貯 泥 用4イ ン チ ス テ ン レ ス 製 ケ ー シ ン グ パ イ プ ・セ メ ン ト逆 流 防 止 弁 を, フ ル ホ ー ル セ メ ン チ ン グ し て つ く ら れ る (Fig. 11). 上 部30mに は5イ ン チ 鉄 製 ケ ー シ ン グ パ イ プ 保 護 の た め に7イ ン チ 鉄 製 ケ ー シ ン グ パ イ プ が, 上 部3mに は 孔 口 保 護 の た め に10イ ン チ 鉄 製 ケ ー シ ン グ パ イ プ が セ メ ン チ ン グ さ れ て い る. 以 下, Fig. 12の 作 井 ダ イ ヤ グ ラ ム に 従 つ て, 観 測 井 作 井 か ら 耐 水 耐 圧 容 器 の 孔 底 設 置 ま で

Fig. 11. Sectional view of the tion well.

Fig. 12. Construction process of the observation well.

1 2 3 4

5 6 7 8

孔井用傾斜計に よる地殻傾斜観測方式 の開発 355 の工 程 を述 べ る. (1) 回 転 軸 が 鉛直 に な る よ うに試 錐 機 を と りつ け て表 土 部 分 を 掘 削 し, 3mの 深 さ まで10 イ ンチ鉄 製 ケ ー シ ン グパ イ プ を セ メ ンチ ン グす る. (2)試 錐 孔 (孔径96.7mmφ) を, ワイ ヤ ー ライ ン工 法 で 深度30mま で掘 削 す る. こ の 段 階 では, 孔 芯 傾 斜 が 鉛 直 か ら ±1度 以 内 とな る よ うに 注 意 して 掘 削 す る. 孔 芯 傾 斜 測 定 に は, 村 田式 孔 芯 傾 斜 測 定 器 (村 田製 作 所 製, 計 測 可 能 範 囲 ±3度, 分 解 能10分) を使 用 して い る. (3) 深 度30mま で, 口径248mmφに 拡 孔 す る. (4)孔 内洗 源 後, 7イ ンチ 鉄 製 ケ ー シ ン グパ イ プの セ メ ンチ ン グを 行 う. セ メ ンチ ン グは, セ メ ン トス ラ リーを ポ ンプ で7イ ンチ鉄 製 ケ ー シ ン グパ イ プ 内へ 送 り, 孔 底 か らパ イ プ外 壁 を 上 昇 させ る方 法 に よる. (5) 深 度100mま で, 試 錐 孔 (孔径96.7mmφ) を孔 芯 傾 斜 が 鉛直 か ら ±3度 以 内に な る よ うに, ワイ ヤ ライ ン工 法 で掘 削す る. 掘 削 に は ダイ ヤ モ ン ドビ ッ トを 使 用 して い る. (6) 掘 進10m毎 に孔 芯 傾 斜 を 測定 し, 孔 芯 傾 斜 が大 き い時 に は孔 内 に クサ ビを 打 ち, ロ ッ ドを たわ ませ て掘 進 方 向 を強 制 的 に変 え てや る. 一 般 に, 傾 斜 成 層構 造 中 を掘 進 す る時 に は, ビ ッ トは 層 に 垂直 に な る よ うに 曲 つ て 入 る こ とが経 験 的 に知 られ て い る 〔(株)住友 金 属 鉱 山別 子 鉱 業 所 第 一 生 産 部地 質 課(1964)〕. 深 度100m前 後 で コ アを 鑑 定 し, 岩 質 が 硬 くて割 れ 目 や 粘 土 脈 や 孔 隙 が 少 な く, 均 質 の長 い コア が 採 取 され る深 度 に, 設 置用 ス テ ン レス製 ケ ー シ ン グパ イ プが 位 置 す る よ うに, 最 終 的 な 掘 削 深 度 を 決 定 す る. (7) 試 掘 孔 を ガ イ ドと して, 孔 径175mmφま で 孔 壁 を あ ま りい た め ぬ よ うに 拡 孔す る. 軟 岩 の時 は メ タ ル クラ ウ ンで1段 拡 孔, 硬 岩 の時 は ダイ ヤ モ ン ドビ ッ トで3段 拡 孔 を 行 う. (8) 拡 孔 完 了後, 孔 壁 の状 態 を 調 べ るた め に 孔 径 検 層 を行 う. 3本 の ア ー ムが 取 り付 け ら れ た 装 置 を 孔 内に 降 ろ し, バ ネで ア ー ムを ひ ろ げ て 孔 壁 に 押 しつ け, 孔 径 を 深 度 毎 に 連 続 的 に 測 定 す る. 検 層 結 果 か ら, 孔 壁 の 仕 上 が りを 推 定 す る こ とが で き る. 一 般 に, コ ア採 取 率 が 悪 い 部 分 は, 孔 壁 が 崩 壊 して 孔 径 が 大 き くな つ て い る こ とが 多 い. (9) 掘 削 時 に 使用 した ベ ン トナ イ トや泥 は, セ メ ン トの 強 度 と膨 張 を そ こな い, ケ ー シ ン グパ イ プ と孔 壁 と の固 着 を 著 し く悪 くす る ので, セ メ ンチ ン グ の前 作 業 と して 孔 壁 洗 源 を 入 念 に 行 う. しか し, ベ ン トナ イ トや 泥 は 孔 壁 崩 壊 や 湧 水 ・逸 水 を 防 ぐ働 きを して い るの で, 洗 源 しす ぎ て も危 険 で あ る. 洗 源 剤 (テ ル ナ イ ト社 製 ウ ェル ク リー ナ ー) 5%液 添 加 後24時 間 放 置 ・清 水 洗 源24時 間 を 標 準 と して い るが, 掘 進 状 況 や 孔 径 検層 結 果 を 考 慮 して, 洗 源 時 間 は 適 宜 加 減 す る. ケ ー シ ン グパ イ プ 内部 に セ メ ン トス ラ リー送 入 用 パ イ プを 通 し, 先 端 の セ メ ン

356 佐藤春夫 ・高橋 博 ・山本英 二 ・福尾信平 ・上原正義 ・寺沢康夫 ト逆 流 防 止弁 と左 ネ ジで接 続 して孔 内 に 降 ろす. セ メ ンチ ン グは, セ メ ン トス ラ リーを ポ ンプ で 注 入 し, ケ ー シ ン グパ イ プ と孔 壁 の 間 を フ ル ホ ー ル セ メ ンチ ン グす る. 5イ ンチ鉄 製 ケ ー シ ン グパ イ プが, 孔 の 中央 に セ メ ンチ ン グ され るよ うに, パ イ プ外 壁 には セ ン トラ ライ ザ ー (鉄 製 の羽 根) が 取 り付 け られ てい る. セ メ ン トは 油 井 用G級 セ メ ン トを 用 い, セ メ ン トス ラ リー の重 量 配 合 比 は, セ メン ト1:水0.55:膨 張 剤 ((株)ア サ ノセ メ ン ト製 アサ ノジ プ カ ル) 0.03 で, 比 重1.8, シ ッ クニ ン グタイ ムは20Cで8時 間 以上 に な る よ うに調 整 す る. ポ ンプに よ る セ メ ン トス ラ リー の注 入 速 度 は, 孔 径 検 層 の結 果 を参 考 に して, 管 外 上 昇 速 度 が3∼7m/分 と な る よ うに調 節 す る. 孔 口 よ りあふ れ 出 た セ メ ン トス ラ リー の比 重 が1.8に な る まで, セ メ ン トス ラ リー の送 入 を 続 け る. な お, 湧 水 や 逸 水 の あ る場 合 は, ケ ー シ ン グパ イ プ の セ メ ソチ ン グに 先 立 つ て, 湧 水 や 逸 水 の発 生 個 所 に セ メ ン トを 注 入 して 塞 ぐ必 要 が あ る. (10) セ メ ンチ ン グか ら48時 間 以上 経 過 した 後 に, セ メ ン トの固 着 状 態 を 調 べ るた め に セ メ ン トボ ン ド検 層 を 行 う. これ は 音 波 検 層 の一 種 で, 超 音 波 の発 振 器 と受 振 器 が 取 り付 け られ た 装 置 を ケ ー シ ン グパ イ プ 内 に お ろ し, 深 度 毎 に ケ ー シ ソ グを 伝 わ つ て くる音 波 の減 衰 率 を 測 定 す る. 音 波 の減 衰 が 大 き い とき に は, ケ ー シ ン グパ イ プ とセ メ ン トと岩 盤 の固 着 が 良 く, 減 衰 が 小 さ い時 に は 固着 が 悪 い と解 釈 され る 〔GRosMANGIN(1961)〕. 一 般 に, 孔 径 が 大 き くて コア採 取 率 の低 い部 分 や 湧 水 ・逸 水 の あ る部 分 で は, セ メ ン トの固 着 は 悪 い. (11) 耐水 耐圧 容 器 の孔 底 設 置 に先 立 ち, 設 置用 ス テ ン レス製 ケ ー シ ン グパ イ プ の キ ー方 位 を, 測 定 用 ゲ ー ジに磁 気 コ ソパ ス (カ ナ ダ Pajari 社 製 トロパ リ孔 曲 り測 定 器, 分 解 能1度) を取 り付 け て測 定す る. この 測 定 に先 立 つ て, コア の非 磁 性 を確 か め て お く必 要 が あ る. 孔 底 設 置 時 の傾 斜 計 の方 位 精度 は, 岩 盤 が 非 磁 性 の場 合 で ±4度 角 で あ る. (12) 耐 水 耐 圧 容 器 を ロ ッ ドに 取 り付 け, ケ ー シ ン グパ イ プ内 を静 か に降 下 させ る. 着 底 を 確 認 後, 水漏 れ が 無 い こ とを 確 か め, ロ ッ ドを 回 転 して 耐 水 耐圧 容 器 と ロ ッ ドを つ な ぐ左 ネ ジ を 切 り離 し, 静 か に ロ ッ ドを 回 収 して 耐水 耐圧 容 器 の設 置 が 完 了 す る. §5. 観 測 の 方 式 傾 斜 観測 点 の高 密 度 展 開 とい う観 点 か ら, テ レメ タ リソ グに よ る多量 デ ー タ の集 中 監 視 ・記 録 を考 え た と き, 観 測 施 設 ・テ レメ ー タ ー方 式 ・記 録方 式 等 を標 準 化 しな けれ ば, 定 常 的 な 観 測 を維 持 して い く こ とは容 易 で は な い. 現 在, 国立 防 災 科 学 技 術 セ ンタ ーは, 相 模 ・駿 河 両 ト ラ フ沿 い に発 生 が 懸 念 され て い る大 地 震 の前 兆 を と らえ るべ く, 関東 ・東 海 地 域 に 微 小 地 震 ・ 地 殻 傾 斜 観 測 網 (新設 観 測 点総 数50ヶ 所, 内傾 斜 計 併 設 点17ヶ 所 の計 画) を1978年 か ら 建 設 しつ つ あ る. この 観 測 網 建 設 の 過 程 で, 観 測 方 式 の標 準 化 を は か つ て きた. 1980年 現 在

孔井用 傾斜計に よる地 殻傾斜観測方式 の開発 357

の 観 測 点 をFig. 13に 示 す. 図中 ・

岩 槻 ・下 総 ・府 中 は3000m級 の深 層

観 測 井 〔TAKAHASHI and HAMADA (1975)〕 で特 殊 仕 様 の傾 斜 計 を用 い て お り, 中伊 豆 は横 坑 内据 置 型, 的 沢 は 気 泡 型 傾 斜 計 〔米 国 Kinemetrics 社 製 TM-1B型 〕 を設 置 して い る. 1) 観 測 施 設 標 準 的 な 観 測 施 設 は, 観 測 井 と観 測 室 か ら構 成 され る. 観 測 室 内に は, 傾 斜 計 地 上 制 御 装 置 と テ レメ ー タ ー装 置 が設 置 され, AC 100V電 力 線 と電 々 公 社 専 用 回 線 が 引 き 込 ま れ て い る (Fg. 14). 激 しい 外 気 温 変 動 か ら室 内 に設 置 され た計 器 の電 子 回路 を 保 護 す るた め に, 観 測 室 は 断 熱 性 の良 い 発 泡 コ ソ ク リー ト (厚 さ10cm) で つ くられ, 夏 季 に は 温 度 感 知 スイ ッチ 付 の 換 気 扇 を 作 動 す る こ とに よつ て室 温 上

Fig. 13. Observation stations for the crustal activity in the Kanto-Tokai area.

Fig. 14. Standard observation station,

TILTMETER SEISMOMETERS THERMOMETER

358 佐藤春夫 ・高橋 博 ・山本英 二 ・福尾 信平 ・上 原正義 ・寺沢康 夫 昇 を 防 い で い る. 電 力 線 と電 々公 社 専用 回線 は, 共 た 空 中架 線 部 分 が長 い ため に計 器が 誘 導 雷 に よ る損 傷 を 受 け や す い. 電 力 線 か らの誘 導 雷 は 耐 雷 シー ル ド トラ ンス で, 専用 回線 か らの誘 導 雷 は ア レス タ ー と ヒ ュー ズで 防 い で い る. 又, 観 測 井孔 底 に設 置 され た 耐 水 耐 圧 容 器 か らの信 号 線 と地 上 制 御 装 置 お よび テ レメ ー タ ー装 置 と の間 に は, す べ て 速 断 ヒ ュー ズ と ア レス タ ーが 取 り付 け られ て い る. こ の避 雷 対 策 上 重 要 な ア ー スは, 観 測 井 の10イ ンチ 鉄 製 ケ ー シ ン グパ イ プを用 い て い るが, 接 地 抵 抗 は0.5∼5βで 良好 な ア ース 点 とな つ て い る. この 避 雷 対 策 は 経験 上 大 変 有 効 で, 現 在 まで 観 測 井 孔 底 の 傾 斜 計 が 雷 に よつ て 故 障 した こ とは 無 い. 2) テ レ メー ター 方 式 デ ー タ搬 送 は, 電 々公 社 専 用 回 線 (特定 通 信 回 線D-1規 格) を 利 用 したPCM方 式 テ レメ ー タ ー シス テ ム に よつ て行 つ て い る. 標 準 的 な 装 置 は 搬 送 容 量2400bpsで, 地 震 計 用3成 分 (サ ン プ リン グ周期80Hz, 8bit/word) お よび 傾 斜 計 用7成 分 (サ ンプ リ ン グ周 期1Hz, 16 bit/word) を搬 送 で き る. 各 観 測 点 か らの デ ー タは, 茨城 県 筑波 研 究 学 園都 市 の 国立 防 災科 学 技 術 セ ン ター へ直 接 搬 送 され る もの もあ るが, 遠 方 の観 測 点 か らの デ ー タ の 多 くは 最 大4観 測 点分 まで 中 継 局 で 多重 化 され, 9600bpsで 搬 送 され て い る(Fig. 15). この 多 重 化方 式 は, 回 線 使 用 料 の 節 約 に 約 立 つ て い る3

Fig. 15. Telemetry and recording system.

DIGITAL RECORDING AND NONITERING SYSTEN

TELEMETRY SYSTEM (PCN METHOD) USING TELEPHONE LINE

ANALOG RECORDING SYSTEM SATELLITE STATION

孔井用傾斜計に よる地殻傾斜観測方式 の開発 359 テ レ メー タ ー装 置 の傾 斜 計 入 力 部 は フル ス ケ ール ±4V (±1.90×10-4 radian相 当) と幅 広 く, 傾 斜 計 の測 定 可 能 範 囲 のほ とん どを カバ ー して い る. 入 力 部 の16bit積 分 型A/D変 換 器 は122μV/LSB (5.81×10-9 radian/LSB相 当) で, 傾 斜計 の分 解 能 (設計 値10-8 radian) と 同 程 度 の 分 解 能 を 持 つ. 全 テ レメ ー タ ー シ ステ ムの 中 で, 観 測 室 内 の温 度 変 化 が 最 も大 きな 影 響 を 与 え る こ とが 想 定 され るが, テ レ メー タ ー装 置 入 力部 の温 度 ド リフ トは, 傾 斜 計 地 上 制 御 装 置 の温 度 ドリフ ト(7× 10-9 radian/C相 当) の半 分 以 下 の3×10-9 radian/C相 当 以 下 とな る よ うに殼 計 ・製 作 した. な お, 一 部 の 観 測 点 で 観 測 され て い る地 中 温 度 ・雨 量 ・気 圧 の デ ー タは, 傾 斜 計 用 チ ャン ネ ル を 使 用 して 搬 送 され る. 3) 記 録 方 式 各 観 測 点 か ら搬 送 され て きた 傾 斜 計 用 チ ャ ンネ ル の デ ー タは, イ ンタ ー フ ェー ス装 置 に よつ て 編 集 され, 専 用 の コ ン ピ ュー タ ーに よ る オ ンラ イ ン デ ー タ処 理 シ ス テ ムへ 転 送 され, 1分1 回 のサ ソ プ リン グで 磁 気 テ ー プに 記 録 され る 〔松 村 他(1979)〕. 各 テ レ メー タ ー装 置 は ア ナ

ロ グ出力 部 を 持 つ てお り, 16bitデ ー タは 上 位6bitと 下 位10bitに 分 割 され, 各 々 ±5V フ ル ス ケ ール で 出力 され る. 各 々低 感 度 成 分 (±1.90×10-4 radianフ ル ス ケ ール) と高 感 度 成 分 (±3.0×10-6 radianフ ル ス ケー ル) と して6打 点式 記 録計(記 録紙 幅164mm, 送 り速 度 12.5mm/時)に 記 録 され, 監視 の用 に供 され て い る. 各 観 測 点毎 に1台 の6打 点式 記 録 計 が 配 備 され, 極性 お よび 表 示 色 は 統 一 され て い る. 高 感 度 記 録 上 で は, 潮 汐 は振 幅5∼20mmp-P程 度 に記 録 され, 各 観 測 点 の傾 斜 計 の正 常 作 動 を確 認 す る こ とが で き る. §6. 観 測 の 現 状 孔 井 用 傾 斜 計 改 良 機 に よる地 殻 傾 斜 観 測 は, 1978年 か ら 岡部 ・近 又 ・野 田沢 地 殻 活 動 観 測 施 設 に お い て開 始 され た. そ の後, 1979年 に塩 山 ・南 足柄 地 殻 活 動 観 測 施 設 が, 1980年 に銚 子 ・韮 山地 殻 活 動 観 測 施 設 が 建 設 され た. こ こで は, 1978年 か ら1979年 に か け て の観 測 の現 状 に つ い て 述 べ る. 1) 分 解 能 天 候 の穏 や か な 日の潮 汐 の記 録 を 見 るか ぎ り, 傾 斜 計 出力 は テ レメ ー タ ー装 置 のA/D変 換 の最 小 ビ ッ トの5.81×1-9 radian相 当 の ス テ ヅプで順 次 変 化 して お り, 傾 斜 計 の分 解 能 は 設 計 目標 の10-8 radian以 上 とな つ て い る. 2) ド リ フ ト 観 測 井 孔 底 に 耐水 耐圧 容 器 を設 置 した後, 日数 を経 るに したが つて ド リフ トは 小 さ ぐな る.

360 佐藤 春 夫 ・高橋 博 ・山本 英 二 ・福 尾 信 平 ・上 原 正 義 ・寺 沢 康 夫 観 測 点 ご との違 い は あ る も の の, 半 年 以 上 経 過 した も の の ド リフ トは, 横 坑 内で の安 定 度 検 定 の規 準 値5×10-8 radian/日 よ り小 きい値 を示 して い る. 5観 測 点 の傾 斜 変 化(日 平 均 値)を Fig. 16に 示 す 〔佐 藤 ・立 川(1979)〕. 各 観 測 点 の耐 水 耐 圧 容 器 孔 底 設 置 時 期 ・1972年12月 の ド リフ ト量 ・降 雨 に よる傾 斜 変 化 (最大 値) をTable 1に 示 す. 3) 傾 斜 ス テ ップ 耐 水 耐 圧 容 器 の孔 底設 置 後1年 位 は, ケ ー ブル の た わ み の解 放 や 耐水 耐圧 容 器 固定 器 の歪 解 放 と考 え られ る10-7∼10-6 radian程 度 の{禺発 的 傾 斜 ス テ ップが 時 々発 生す る. しか し, そ の

Fig. 16. Tilt changes (daily mean). Remarkable tilt steps caused by earthquake shocks are eliminated.

孔井用 傾斜計に よる地殻傾斜観測方式の開発 361 頻 度 は 日数 が 経 過 す るに 従 つ て減 少 す る. も う一 つ の問 題 点 と して, 地 震 時 の シ ョ ックに よ る 傾 斜 ス テ ップの 発 生 が あ る. 耐 水 耐 圧 容 器 は, 設 置用 ス テ ン レス 製 ケ ー シ ン グパ イ プ内壁 に機 械 的 に 固定 され て い るた め, 有 感 地 震 の よ うな 大 きな 衝 撃 を 受 け た 時 に, 動 い て し ま うこ とが まれ に あ る. 宮 城 県 沖 地 震 (1978年6月12日, M=7.8) の時 に は, 岡部 ・近 又 ・野 田沢 の 3っ の傾 斜 計 が10-6 radian程 度 の ス テ ップを 生 じた が, 大 き さ ・方 向共 に3観 測 点 間 の相 関 は見 られ な か つ た. この3観 測 点 が 相 互 距 離2.5kmの 近 傍 に配 置 され て い る こ とを 考 え る と, 地 盤 が傾 斜 ス テ ップを 生 じた と考 え る よ りも, 耐 水 耐圧 容器 が 地 震 動 の衝 撃 に よ り孔 底 で 動 い て し まつ た と考 え る方 が 自然 で あ る. 現在 の よ うな 耐 水 耐圧 容 器 の 固定 方 法 で は, 地 震 時 に 地 盤 の傾 斜 ス テ ップが 実 際 に あ た つ た と して も, そ れ を 計 測す る こ とは難 しい. Fig. 16で は, 地 震 時 の傾 斜 ス テ ップは 除 去 して あ る. 多 くの 場 合, 地 震 時 に傾 斜 ス テ ップ を 生 じて も, そ の後 に ヒス テ リシ スを 持 た な い. 唯 一, 1978年10, 月7日 の 近 地 地 震 の 衝 撃 で 野 田 沢 の傾 斜 計 が 大 きな ス テ ッフ. を 生 じ, 前 後 で ドリフ トの 傾 向 が 変 わ つ て し まつ た 例 が あ る. これ は, 野 田沢 に設 置 した 耐水 耐 圧 容 器 は傾 斜 計 のみ を 格 納 してい るた め に 総 重 量45kgと 軽 く, 他 の 地 震 計組 込 の 耐 水 耐 圧 容 器 の半 分 の 重量 で あ る こ とが大 き く影 響 して い る と考 え られ る. 4) 筆 象 変 動 の 影 響 i. 観 測室 内 の傾 斜 計 地 上 制御 装 置 お よび テ レメ ー ター装 置 は, 日周 期 ・年 周 期 の気 温 変 化 の 影 響 下 に あ る. この部 分 の温 度 ドリフ トは, 10-8 radian/C相 当 以 下 で あ り, 観 測 室 内の 日周温. 度 変 化 を10Cp-pと す る と, この傾 斜 観 測 の精 度 は, 数 日 の範 囲 で は10-7 fadianと 考 え られ る. ii. 関東 ・東 海 地 域 は, 低 気 圧 の通 過 に と もな う周 期5∼7日 程 度 で 振 幅20mbp-p程 度 の気 圧 変 化 の 影響 下 に あ る. 野 田 沢 に お け る気 圧観 測 デ ー タ と, 岡部 ・近 又 ・野 田沢 に お け る傾 斜 デ ー タを 比 較 す る と, こ の周 期 で の気 圧 と傾 斜 との相 関 は ほ とん ど無 い. しか し, 低 気 圧 や 前 線 の通 過 に と もな つ て 発 生 す る数 分 か ら十 数 分 の 周 期 の長 周 期 脈動 は, 大 きい と きで振 幅5× 10-8 radianp-p程 度 に な る こ とが あ る. iii. 降 雨 が 傾 斜 観 測 に 与 え る影 響 は, 観 測 点 に よつ て 固有 の くせ を持 つ が, 数 日か ら十 数 日 の 時 定 数 で10-7∼10-6 radian程 度 の傾 斜 変 化 を 生 じる場 合 が 多 い. 観 測 点 の地 質 が新 第三 紀 以 降 で, 硬 岩 ・軟岩 の互 層 に な つ て い る場 合 は, 降 雨 の影 響 が 顕 著 で あ る. 近 又 に お け る降 雨 量 と近 又 お よび近 傍 の 野 田沢 ・岡部 に お け る降 雨 に よつ て生 じた 傾 斜 変 化 とを, 1978年7月 か ら1979年6月 の間 の観 測 デ ー タか ら プ ロ ッ トした も のをFig. 17に 示 す. 降 雨量 とそ れ が 引 きお こす 傾 斜 変 化 とは線 形 関 係 で は な く, 降雨 量 が あ る しき い値 (欠損 雨 量) を 越 え て は じめ て 影 響 を 与 え る こ とが わ か る. この こ とは, 降雨 水 が地 下 に浸 透 して地 下 水 面 に 達 して, は じめ て 地 下 水 面 変 動 を 生 じ傾 斜 変 化 を 引 きお こす こ とを示 唆 して い る 〔田

362 佐 藤 春 夫 ・高 橋 博 ・山本 英 二 ・福 尾 信 平 ・上 原 正 義 ・寺 沢康 夫 中(1979)〕. 又, 降 雨 量 が あ る値 を 越 え る と, 対 応 す る傾 斜 変 化 は 飽和 す る こ とが わ か る. これ は, 降 雨 強 度 が あ る程 度 大 き くな る と, 雨 水 は地 表 流 と して 流 れ 去 つ て地 下 水 の 増 加 に 寄 与 せ ず, 結 果 と して傾 斜変 化 が飽 和 す る と 考 え られ る. 降雨 の 引 きお こす 傾 斜 変 化 を うま く シ ュ ミレー トす る こ とが で きれ ば, 降 雨 観 測 を並 行 して行 う こ とに よつ て, 傾 斜 観 測 デ ー タか ら局 地 的 な 降 雨 の影 響 を さ し引 い て, 大 局 的 な 地 殻 傾 斜 変 化 を監 視 す る こ とが 可 能 に な る. 雨 量 観 測 を 行 つ て い る 近 又 の 傾 斜 NS成 分 観 測 デ ー タに つ い て, 試 験 的 な解 析 を 行 つ た. Fig. 18に, 近 又 で の 日雨 量(A)と 傾 斜NS成 分 日平 均 値(B)を 示 す. 数 学 的表 現 と して, 降 雨 量 を 入 力 と し傾 斜 変 化 を 出力 と した 遅 れ 系 に よ る表 現 を 用 い る 〔GOLD and RADAR(1969)〕. 降 雨 日か ら傾 斜 変 化 が 最 大 値 を と る 日 まで に 遅 れ が あ る こ とか ら, 少 Fig. 17. Tilt change vs. precipitation (Jul. 1978-Jun.

1979). NS EW CHIKAMATA NODAZAWA OKABE JUL, 1978-JIM, 1919

Fig. 18. Tilt change (Chikamata, NS-comp.) and the precipitation. (A) Daily cipitation. (B) Tilt change (daily mean). (C) Simulated tilt change caused by rain (Model: Second order lag system). (D) Corrected data [(B)-(C)].

孔井用傾斜計に よる地殻傾斜観測方式 の開発 363

な くと も2次 遅 れ 系 で な けれ ば な らな い. こ こで は, 最 も簡単 な2次 遅 れ系 を考 え る. 第n日 の降 雨 量 をRn(mm), 対 応す る降雨 入 力 をXn(μ radian), 傾 斜 変 化 をYn (μ radian) と す る. 降 雨 入 力 は 降 雨 量 の非 線 形 関 数 で あ り, Xnは 比 例 係 数Cと2っ の しきい 値 R0, Rsを 用 い てRnの 関 数 と して表 され る: 0 for Rn<Ro X=C(Rn-R0) for Ro<Rn<R3 C(Rs-R0) for Rs<Rn. ynは, Xnを 入 力 と し, 2っ の パ ラ メ ー タ ーaとrを 用 い て 次 の よ う に 表 さ れ る: Y=a(l+r)Y1-a2rYn-2+X1. 1978年7月 ∼12月 の デ ー タに この モ デ ル を あ て は め, 試 行 錯誤 的 に パ ラ メー タ ー の最 適 値 を 求 め てみ る と, Ro=40mm, Rs=100mm, C=3.7×10-3μ radian/mm, a=0.9, 7=0.8と 求 ま る. こ の2次 遅 れ 系 に よつ て シ ュ ミ レー トした 傾 斜 変 化 を, Fig. 18に 曲 線(C)で 示 す. 曲線(C)の1979年1月 ∼6月 の傾 斜 変 化 は, 上 記 モ デ ル を用 い て 日雨 量 か ら計 算 され た 予 測 値 で あ る. Fig. 18で, 曲 線(D)は 観 測 値(B)か ら計 算値(C)を さ し引 い た も ので あ る. 小 雨量 の 日が 連続 した 場 合 の 影 響 が 考 慮 され て い な い 簡 単 な モデ ル で あ るが, 曲 線(D)は 曲 線(B)ほ ど急 な変 動 を示 さず, 比 較 的 良 い 予 測 フ ィル タ ー と して利 用 で きそ うで あ る. 5) 傾 斜ベ ク トル変 化 岡 部 ・近 又 ・野 田 沢 の3観 測 点 に お い て 観 測1され た傾 斜 ベ ク トル の 日変 化 を, 1979年1月 26日 ∼28日 の3日 間 の 毎時 デ ー タ を基 にFig. 19に 示 す. 3観 測 点 は, 駿 河 湾 か らNW方 向 に 約10kmの 内陸 に あ り, 相 互 距 離 約2.5kmの 正 三 角形 状 に配 置 され て い る. Fig. 19で ●印 は 焼 津 に お け る満 潮 時 刻 を 示 す. 焼 津 で の満 潮 時 刻 か ら1時 間 程 度 の範 囲で, 3観 測 点 共 地 盤SE下 が りとなつ て お り, 海 水 荷 重 が 地 盤 傾 斜 に大 きな 影 響 を 与 え て い る ことが わ か る. 地 表 近 くの横 坑 内で の傾 斜 観 測 で時 と して見 られ る よ うな, 海 水 荷 重 か ら想 定 され る傾 斜 変 化 と観 測 値 との大 きな 位 相 の ズ レ 〔KING and BlLHAM (1973), 浜 田(1979)〕 が 生 じな い の は 興 味 深 い. 観 測 井 は, 小孔 径 で 横坑 の 様 に大 きな 自由表 面 を持 たず, ケ ー シ ン グパ イ プを セ メ ン トで 固定 して あ るた め に 剛性 が高 い こ とが, 大 局 的 な傾 斜 変 化 を忠 実 に測 定 す る こ とを 可 能 に して い るの で あ ろ う. 近 又 の 日周 潮 の振 幅 が 他 の2観 測 点 の それ よ りも1割 近 く小 さい が, 傾 斜 計 地 上 制 御 装 置 や テ レメー ター装 置 の温 度 特 性 の違 い に よ る可 能 性 もあ り, 現 在 の と ころ これ 以 上 詳 しい 解 析 に 立 入 る こ とが で きな い. 6) 相 関 解 析 近 又 ・野 田沢 ・岡部 の3観 測 点 に おけ る1979年1月26日 ∼2月24日 の30日 間 の傾 斜

364 佐 藤 春 夫 ・高 橋 博 ・山 本 英 二 ・福 尾 信 平 ・上 原 正義 ・寺 沢康 夫 毎 時 デ ー タ(Fig. 20)に つ い て, 2次 元 自己 回 帰 モ デ ル の あ て はめ に も とつ く パ ワー スペ ク トル 密度 行 列 の 推 定 〔赤 池 ・中 川(1972)〕 を 行 つ た. 岡部 の傾 斜 デ ー タ を 入 力 と し, 他 の2観 測 点 の 傾 斜 デ ー タ を 出力 と して 解 析 し た. パ ワ ース ペ ク トル 密 度, コ ヒ ー レ ン シ イ, 位 相 をFig. 21に 示 す. パ ワ ー スペ ク トル 密 度 は半 日周 期(12.2∼ 12.3時 間), 日周 期 (24.4∼24.7時 間) の鋭 い ピ ー クを 持 ち, 各 ピー ク周期 で コ ヒー レン シ イは ほ ぼ1と 高 い 相 関 を 示 して い る. 位 相 は, 半 日周 期 に つ い て は 良 く一 致 して い るが, 日周 期 に つ い て は 近 又 ・岡 部 のEW成 分 以 外 は 大 きな 差 が あ る. 観 測 点 の地 理 的 な違 い も無 視 で きな い が, 日周 変 化 に つ い Fig. 19. Tilt vector changes (Jan. 26-28, 1979).

TILT VECTOR CHANGES [Oh-23h]

△6h ○12h ×18h ●HIGHTIDE

AT YAIZU

Fig. 20. Tilt changes at Chikamata, Nodazawa and Okabe (Jan. 26-Feb. 24, 1979).

孔井用傾斜計に よる地殻傾斜観測方式の開発 365 て は気 温 変 化 が 電 子 回 路 に 与 え る影 響 の違 いが 大 きい ので あ ろ う と思 わ れ る. §7. 孔 井 用傾 斜 計 に よ る地 殻 傾 斜 観 測 の信 頼 性 地 震 予 知 のた め に1短 期 的 前 兆 現 象 を 検 出 す る こ とを 目的 と して 開発 して きた傾 斜 観 測 方 式 で あ るが, 以 下 に そ の信 頼 性 に つ い て ま とめ る. (1)傾 斜 測 定 可能 範 囲 は ±1.90×10-4radian, 分 解 能 は5.81×10-9 radianで あ る. (2) 観 測 井 孔 底設 置 後1年 を経 た傾 斜 計 の ドリフ トは 数 μradian/年 程 度 と, 高 い長 期 安 定 性 を 示 して い る. 長 期 安 定 性 を 見 るか ぎ り, 耐 水 耐圧 容 器 の 固定 方 法 や 観 測 井 作 井 方 法 は, こ の傾 斜 計 の性 能 を 充 分 に 引 き 出 して い る. た だ し, こ の機 械 的 な 固 定 方 法 は 有 感 地 震 に よ る衝 撃 を 受 け た と きに, 大 きい と きで10-6 radian程 度 の傾 斜 ス テ ップ を生 じる こ とが あ る. (3) 観 測室 内 の傾 斜 計 地 上 制 御 装 置 と テ レメ ー タ ー装 躍 に 与 え る気 温 変 化 の 影響 は, 総 合 して 最 大10-8 radian/C相 当 で あ る. (4) 横坑 内 で の傾 斜 観 測 よ り, 大 局 的 な地 盤 の傾 斜 変 化 を 忠 実 に 観 測 す る こ とが 可 能 で あ る.

Fig. 21. Power spectral density, coherency and phase (Two dimensional auto-regressive model), where tilt changes at Okabe is taken as input and the others are taken as

output.

366 佐 藤 春 夫 ・高 橋 博 ・山 本 英 二 ・福 尾 信 平 ・上 原 正 義 ・寺 沢 康 夫 (5) 観 測 点 の地 質 が 新 第 三 紀 以 降 で 硬 岩 ・軟 岩 の互 層 に なつ て い る 場 合 に は, 降 雨 の 影響 を 受 け て生 じ る傾 斜 変 化 は大 き い. 数 日か ら十 数 日の時 定 数 で10-7∼10-6 radian程 度 の大 き さの傾 斜 変 化 を 生'じるが, そ の 向 き ・大 き さ共 に 観 測 点 固 有 の くせ を 持 つ て い る. 試 験 的 な解 析 に よれ ば, 降雨 量 を 入 力 と し, 傾 斜 変 化 を 出 力 と した 非 線 形 の2次 遅 れ 系 で シ ュ ミ レー トす る こ とが 可 能 で あ る. (6) この地 殻 傾 斜 観 測 シス テ ムの 異常 傾 斜 変 動 検 出限 界 は, 上 記(1)∼(5)を 総 合 して 得 ら れ る. Fig. 22に, 傾 斜 測 定 可 能 範 囲 ・分 解 能 と, 孔 底 設 置 後1年 以 上 経 過 した 観 測 点 の ドリ フ トの 最 大 値(近 又NS成 分)と 最小 値(岡 部NS成 分)を, 地 震 に 先 行 して観 測 され た 異 常傾 斜 変 化 例 (既出Fig. 1) と共 に プ ロ ッ トした. 短 期 的前 兆現 象 を検 出す る こ とを 主 眼 と し て 開 発 して きた 傾 斜 観 測 方 式 で あ るが, 実 際 の 観 測 状 態 で は 予 想 以上 に 高 い長 期 安 定 性 を 示 し, 過 去 の異 常 傾 斜 変 化 例 は ほ とん ど検 出可 能 とな る こ とが わ か る. 数 時 間 か ら数 十 日の時 定 数 で5×10-8 radian/日 以 上 の傾 斜 変 化 が 生 じた 場 合, 検 出 可能 で あ る. 高 密度 観 測 に よ り, 近 傍 の観 測 デ ー タを 比 較 して 機 械 的 な ス テ ップ等 を 判 別 す る こ とが 可 能 に な り, 観 測 の信 頼 性 を 高 め る こ とが で き る. 降 雨 の影 響 に よる傾 斜 変 化 は, 雨 量 観 測 を並 行 して行 う こ とに よ り除 去 す る こ とが 可 能 で あ ろ う. 現 在 の標 準 的 な 観 測 方 式 を 定 め た のは, さか のぼ つ て も1977年 で あ り, 他 の地 殻 変 動 連 続 観 測 と比 較 して ご く短 期 間 の経 験 しか 経 て い な い. 観 測 地 点選 定 の 良否, 傾 斜 計 の故 障 発 生 状 況 や寿 命 等 は, 同一 型 式 の測 器 と観 測 井 に よ る観 測 を ひ き つづ き継 続 して, 判 断す る必 要 が あ る. 有 感 地 震 時 に まれ に発 生す る傾 斜 ス テ ップを防 ぐに は, 傾 斜 計 の寿 命 に つ い て一 定 の知 見

孔井用傾斜計に よる地殻傾斜観測方式 の開発 367 を 得 た 後 に, 耐 水 耐圧 容 器 の セ メ ン ト埋 設 へ と進 む べ きで あ ろ う. こ の時 は, 避 雷 に つ い て は 現 在 以 上 に 周 到 な 対 策 を とる必 要 が あ る. そ して, 分 潮 解 析 に 耐 え う る観 測 をす るに は, 傾 斜 計 地 上 装 置 お よび テ レ メー タ ー装 置 の温 度 ド リフ トを さ らに 小 さ く し, か つ, 耐 水 耐圧 容 器 の 方 位 設 定 精 度 を 向 上 す る必 要 が あ ろ う. 謝 辞 この 開 発 は, 科 学 技 術 庁 特 別 研 究 促 進 調 整 費 「関東 南 部 に お け る異 常地 殻 活動 に 関す る研 究 (昭和45年 度)」,「伊豆 半 島東 部 の地 盤 隆 起 現 象 に 関 す る特 別 研 究(昭 和51年 度)」,「東 海 地 方 東 部 に お け る地 殻 活 動 に 関 す る特 別 研 究(昭 和51年 度)」,「東 海 地 域 の地 震 予 知 に 関す る総 合 研 究(昭 和52年 度)」 お よび特 別 研 究 「関東 ・東 海 地 域 に お け る地 殻 活動 に 関す る研 究(昭 和53年 度 よ り6ヶ 年 計 画)」 に よつ て行 わ れ て きた. この開 発 には, 国 立 防 災 科 学 技 術 セ ンタ ー 高 橋 末 雄 地 震 防 災 研 究 室 長, 鈴 木 宏 芳 主 任 研 究 官, 笠 原 敬 司研 究 員, 塚 原 弘昭 研 究 員, 熊 谷 貞 治 研 究 員 ら多 くの研 究 員 が 参 加 し, 測 器 の改 良 や 観 測 に 精 力 を そ そ い で きた. 開 発 途 上 に あ つ て は 浜 田和 郎 主 任 研 究 官 の, テ レメ ー タ ー シス テ ムの設 計 に 当 つ て は 「関東 ・東 海 地 域 に お け る地 殻 活 動 に関 す る研 究 」 担 当 グル ー プ諸 氏 の助 言 に よ る所 が大 きか つ た. デ ー タ整 理 お よ び 本 稿 の作 図 に 当つ て は, 立 川真 理 子 研 究 員 の 献 身 的 な 努 力 に よ る所 が 大 きか つ た. 開発 全般 に わ た つ て, 萩 原 尊 禮 地 震 予 知 連 絡 会 会 長 の御 指 導 を 賜 わ つ た. 初 期 の傾 斜 計安 定度 検 定 に 当 つ て は, 東 京 大 学 地 震 研 究 所 笠 原 慶 一教 授 お よび 同所 鋸 山地 殻 変動 観 測所 島津 孝 助 手 の御 好 意 に よ り, 同観 測 所 横 坑 を 使 用 させ て頂 い た. 観 測 施 設 建 設 に 当 つ て は, 静 岡 県地 震 対 策課 越 井 一 郎 技 監, 川 島弘 嗣 主 査, 井 野 盛 夫 主 査, 岡部 町 役 場 野 々山幸 雄 企 画 課長(当 時), 韮 山 町役 場 須 原 孝 之 総 務 課 長, 南 足柄 市 役 所 飯 田良英 主 幹, 塩 山 市 役 所 雨 宮 一 郎 庶務 課 長, 銚 子 市役 所 時 友 健 雄 管 財 課 長 に は, ひ とか た な らぬ御 世 話 に な つ た. 六 社 神 社 氏 子総 代村 越 謙三 氏(岡 部), 入 野 武 雄 氏(近 又), 増 田松 江 氏(野 田沢), 大 石 嶺 次 氏(的 沢), 佐 藤 市 郎 氏(南 足 柄), 伊 沢 和 之 氏(中 伊 豆), 井 上 孝 昌氏(岩 井 北), 富 山 町 高 崎 区 代表 鈴 木長 太 郎 氏(岩 井南)は, 観 測 の趣 旨に 理 解 を 示 され, 用 地 借 用 を快 諾 して下 さつ た. 大 竹政 和 地 震 活動 研 究室 長 に は原 稿 作 成 に 当 り, 有 益 な 助 言 を 頂 い た. 記 して, お世 話 に な つ た方 々に 感謝 の意 を表 します. 参 考 文 献 赤池弘次 ・中川東一郎, 1972, ダイナ ミックシス テムの統計的解析 と制御, サイエ ソス社, 東京, 54-58. 明石和彦 ・福尾信平, 1977, ボアホール型地震計及び ひずみ計, 精密機械, 43, 111-117.

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