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論文

MT法時系列データ処理における連続ウェーブレット変換の最適な計算設定の提案

小川 大輝; 濱 友紀*; 浅森 浩一; 上田 匠*

物理探査, 75, p.38 - 55, 2022/00

地磁気地電流(MT)法電磁探査では、時系列を周波数スペクトルに変換することで得られる見掛比抵抗・位相曲線から、地下の比抵抗構造を把握する。短時間フーリエ変換に代わる新しいスペクトル変換手法として、窓関数に相当するウェーブレットを周波数に応じて拡縮し、広帯域の非定常信号の処理に適する連続ウェーブレット変換(CWT)がよく知られている。しかし、ウェーブレットの形状を決定する基底関数やパラメータには任意性がある。そのため、不適切なCWTの計算設定により自然電磁場の真の応答から乖離したスペクトルの値が算出されてしまう可能性があるが、時系列から周波数スペクトルに変換する際の数値誤差がMT法データ処理結果に与える影響が詳細に検証された例は無い。本研究では、0.001Hz-1Hz程度の帯域を対象とし、スペクトル変換に伴う数値誤差を抑制する観点から、MT法データ処理におけるCWTの最適な計算設定を検討した。その結果、提案する計算設定によるCWTを種々のMT法実データに適用することで、自然電磁場の真値を良く反映した見掛比抵抗・位相曲線が得られやすくなり、特に観測データのS/N比が低い場合にその優位性が示唆された。以上により、提案する計算設定は自然電磁場に対する時間・周波数両領域での分解能を良く両立でき、信頼性の高いMT応答を得るのに有効であることを確認した。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究 年度報告書(平成27年度)

石丸 恒存; 梅田 浩司*; 安江 健一; 國分 陽子; 丹羽 正和; 浅森 浩一; 渡邊 隆広; 横山 立憲; 藤田 奈津子; 清水 麻由子; et al.

JAEA-Research 2016-023, 91 Pages, 2017/02

JAEA-Research-2016-023.pdf:13.33MB

本報は、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発のうち、深地層の科学的研究の一環として実施している地質環境の長期安定性に関する研究について、第3期中長期目標期間(平成27年度$$sim$$平成33年度)における平成27年度に実施した研究開発に係る成果を取りまとめたものである。第3期中長期目標期間における研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に研究成果を適時反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで進めている。本報では、それぞれの研究分野に係る科学的・技術的背景を解説するとともに、主な研究成果及び今後の課題等について述べる。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究 年度計画書(平成28年度)

石丸 恒存; 安江 健一; 國分 陽子; 丹羽 正和; 浅森 浩一; 渡邊 隆広; 横山 立憲; 藤田 奈津子; 清水 麻由子; 濱 友紀

JAEA-Review 2016-016, 44 Pages, 2016/08

JAEA-Review-2016-016.pdf:2.28MB

本計画書は、高レベル放射性廃棄物の地層処分における地質環境の長期安定性に関する研究について、第3期中長期目標期間(平成27年度-平成33年度)における平成28年度の研究開発計画である。本計画の策定にあたっては、「地質環境の長期安定性に関する研究」基本計画-第3期中長期計画に基づき、第2期中期目標期間(平成22年度-平成26年度)における研究開発の成果、関係研究機関の動向や大学等で行われている最新の研究成果、実施主体や規制機関のニーズ等を考慮した。研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に研究成果を適時反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで研究開発を推進していく。

報告書

地質環境の長期安定性に関する研究 年度計画書(平成27年度)

梅田 浩司; 安江 健一; 國分 陽子; 丹羽 正和; 浅森 浩一; 藤田 奈津子; 清水 麻由子; 松原 章浩; 田村 肇; 横山 立憲; et al.

JAEA-Review 2015-019, 42 Pages, 2015/09

JAEA-Review-2015-019.pdf:4.64MB

本計画書は、高レベル放射性廃棄物の地層処分における地質環境の長期安定性に関する研究について、第3期中長期計画期間(平成27年度-平成33年度)における平成27年度の研究開発計画である。本計画の策定にあたっては、「地質環境の長期安定性に関する研究」基本計画-第3期中長期計画に基づき、第2期中期計画期間(平成22年度-平成26年度)における研究開発の成果、関係研究機関の動向や大学等で行われている最新の研究成果、実施主体や規制機関のニーズ等を考慮した。研究の実施にあたっては、最終処分事業の概要調査や安全審査基本指針等の検討・策定に研究成果を適時反映できるよう、(1)調査技術の開発・体系化、(2)長期予測・影響評価モデルの開発、(3)年代測定技術の開発の三つの枠組みで研究開発を推進していく。

報告書

「地質環境の長期安定性に関する研究」基本計画; 第3期中長期計画(平成27年度$$sim$$平成33年度)

梅田 浩司; 安江 健一; 國分 陽子; 丹羽 正和; 浅森 浩一; 藤田 奈津子; 清水 麻由子; 島田 顕臣; 松原 章浩; 田村 肇; et al.

JAEA-Review 2015-012, 43 Pages, 2015/08

JAEA-Review-2015-012.pdf:1.24MB

本計画書は、深地層の科学的研究のうち、「地質環境の長期安定性に関する研究」における今後7か年(第3期中長期計画期間、2015年度$$sim$$2021年度)の基本計画である。本計画の策定にあたっては、関係研究機関の動向や大学などで行われている基礎研究を精査した上で、関係法令や報告に留意しつつ、研究の基本的な考え方、研究の方向性、研究課題、達成目標、推進方策などを取りまとめた。さらに、実施主体や規制機関の様々なニーズのうち重要性と緊急性を考慮して研究計画の重点化を図った。なお、第3期中長期計画では、調査技術の開発・体系化、長期予測・影響評価モデルの開発、年代測定技術の開発の3つの枠組みで研究開発を推進していく。

論文

Triggering of earthquake swarms following the 2011 Tohoku megathrust earthquake

梅田 浩司; 浅森 浩一; 幕内 歩; 小堀 和雄; 濱 友紀*

Journal of Geophysical Research; Solid Earth, 120(4), p.2279 - 2291, 2015/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:12.15(Geochemistry & Geophysics)

2011年東北地方太平洋沖地震の直後から茨城・福島県境の沿岸域を震源とする群発地震の活動が始まり、1年以上経過した現在も継続している。群発地震の震源域の温泉水・地下水を採取し、そこに含まれる溶存ガスの希ガス同位体を測定した。ヘリウム及びネオン同位体組成から太平洋プレートの最上部を構成する堆積物から脱水した流体が震源域の地下に上昇している可能性が示唆される。これらのことから群発地震は、巨大海溝型地震による地殻応力の変化とそれに伴う太平洋プレートからの流体の上昇によって引き起こされたと考えられる。

口頭

リモート点のノイズがMT法調査に与える影響と対策,2; 実データによる検証

濱 友紀*; 幕内 歩; 根木 健之*; 浅森 浩一

no journal, , 

将来の地層処分システムに重大な影響を及ぼす可能性がある現象の潜在的なリスクを排除するためには、地表からの調査の段階において、地下深部における震源断層などの存否をMT法等を用いてあらかじめ確認しておくことが重要となる。MT法は自然電磁波を信号源としているため、市街地近郊の電気的人工ノイズの多い地域において高い品質のデータを取得することが困難である。本研究では、強いノイズ環境下で取得されたMT法データに対して、3箇所のリモート点データを使用した複数リモート重合法を適用し、その効果について検討した。その結果、単一のリモート点を使用したリモートリファレインス処理結果に比べ、サウンディングカーブの品質向上が確認された。

口頭

Triggering of earthquake swarms following the 2011 Tohoku megathrust earthquake

梅田 浩司; 浅森 浩一; 小堀 和雄; 濱 友紀

no journal, , 

2011年東北地方太平洋沖地震の発生の直後から福島県浜通りから茨城県北部にかけての地域では、地殻内での地震活動が活発化するとともに、地下水の湧出量や水質の変化等が認められた。総合エネルギー調査会地層処分技術WGの中間報告では、地層処分の技術的信頼性向上に向けた取組として「東北地方太平洋沖地震後に誘発された地震や湧水に関する調査事例の蓄積」があげられている。本研究では、震源域の地殻構造および群発地震のメカニズムを把握するため、地磁気・地電流法による二次元比抵抗構造解析と地下水溶存ガスの希ガス同位体測定等を実施した。その結果、震源域直下から地下20km付近にわたって顕著な低比抵抗体が存在すること、この地下水にはマントル起源ヘリウムの寄与が小さいこと等が明らかになった。

口頭

ディストーション・テンソルを未知パラメータとみなしたMT法3次元インバージョン

根木 健之*; 幕内 歩*; 濱 友紀; 浅森 浩一

no journal, , 

将来の地層処分システムに重大な影響を及ぼす可能性がある現象の潜在的なリスクを排除するためには、地表からの調査の段階において、地下深部における震源断層などの存否をMT法等を用いてあらかじめ確認しておく必要がある。しかしながら、MT法を用いて地下数十kmまでの深部比抵抗構造を精度よく把握するためには、ガルバニック・ディストーションを含んだデータの解析など、解決しなければならない問題がある。ガルバニック・ディストーションはインバージョンにより得られる比抵抗構造を大きく歪めてしまうことがあるため、何らかの補正を行なわなければならない。本研究は、地下数十kmまでの深部比抵抗構造の信頼性を向上させるため、比抵抗モデルとディストーション係数を同時に推定できる3次元MT法インバージョン法を提案した。本手法の適用性をモデルデータを用いたテストにより検討したところ、与えた比抵抗モデルとディストーション係数をほぼ再現することができた。

口頭

九州前弧域における地震波速度構造及び比抵抗構造から推定される地殻流体

浅森 浩一; 濱 友紀; 梅田 浩司

no journal, , 

地質環境の長期安定性を検討する上では、地下深部のマグマや流体の存否や分布を把握することが必要不可欠である。本研究では、九州地方の前弧域を対象にMT法電磁探査と地震波トモグラフィーを適用し、地殻からマントルの比抵抗構造と地震波速度構造を推定した。その結果、九州前弧域の下部地殻において、非火山性流体の存在を示唆する低比抵抗・地震波低速度体が認められた。

口頭

2014年長野県北部地震(Mj6.7)の震源域における比抵抗構造の推定

浅森 浩一; 濱 友紀; 梅田 浩司*; 田中 秀実*

no journal, , 

地質環境の長期安定性を検討する上では、マグマや深部流体の存否と分布を把握することが重要となる。本研究では、2014年長野県北部地震の震源域周辺を対象にMT法電磁探査を適用し、地殻の二次元比抵抗構造を推定した。その結果、震源域下の上部地殻から下部地殻において、流体の存在を示唆する低比抵抗体が顕著に認められた。このことは、内陸地震の発生や断層の形成には、このような流体が関与していることを示唆する。

口頭

MT法時系列データ解析への連続ウェーブレット変換の導入に関する一考察

小川 大輝; 浅森 浩一; 濱 友紀*

no journal, , 

将来の地層処分システムに重大な影響を及ぼす可能性がある現象(マグマ活動等)の潜在的なリスクを排除するためには、地表からの調査の段階において、地下深部の高温流体等の存否や分布をあらかじめ確認しておくことが重要となる。本研究では、その調査技術の一つとして有効であると考えられる地磁気・地電流(MT)法について、観測データ処理に伴う解析誤差を低減させる手法を構築するため、実データへの連続ウェーブレット変換の適用を通じて、その有効性を検討した。その結果、連続ウェーブレット変換の適用は、従来より用いられてきたフーリエ変換による処理に比べて高品質のデータが得られるとの見通しが得られた。

口頭

連続ウェーブレット変換と独立成分分析による地磁気・地電流データの品質改善方法

小川 大輝; 浅森 浩一; 濱 友紀*

no journal, , 

将来の地層処分システムに重大な影響を及ぼす可能性がある現象(マグマ活動等)の潜在的なリスクを排除するためには、地表からの調査の段階において、地下深部の高温流体等の存否や分布をあらかじめ確認しておくことが重要となる。本研究では、その調査技術の一つとして有効であると考えられる地磁気・地電流(MT)法について、従来から広く利用されるリモートリファレンス処理のみでは除去が困難な電磁場ノイズを対象にした、新しい観測データ処理方法を試行した。その結果、解析周波数ごとに連続ウェーブレット解析と独立成分分析を組み合わせて電磁場のデータを処理することで、観測データの品質を改善できるとの見通しが得られた。

口頭

地磁気・地電流データに含まれる電磁場コヒーレントノイズの除去に関する数値実験

小川 大輝; 浅森 浩一; 濱 友紀*

no journal, , 

将来の地層処分システムに重大な影響を及ぼす可能性がある現象(新たな火山の形成等)の潜在的なリスクを排除するためには、地表からの調査の段階において、地下深部の高温流体等の存否や分布をあらかじめ確認しておくことが重要となる。本研究では、その調査技術の一つとして有効であると考えられる地磁気・地電流(MT)法について、従来から広く利用されるリモートリファレンス処理のみでは除去が困難な電磁場コヒーレントノイズを対象にした、新しい観測データ処理方法を試行した。本手法は、解析周波数ごとに連続ウェーブレット解析と独立成分分析を組み合わせて観測データを処理するものである。処理では、観測データが自然磁場変動に関連するシグナル, コヒーレントノイズ, 非コヒーレントノイズの3種類の源信号から構成されると仮定した。そのため、独立成分分析の際に入力値を東西の磁場変動に対応する成分と、南北の磁場変動に対応する成分とに大別し、入力及び出力信号成分を3成分ずつにすることでコヒーレントノイズの検出精度を高めた。また、コヒーレントノイズを想定した矩形波ノイズを加算した観測データに適用し、その有効性を確認した。

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