JP7082643B2 - Underwater tremor exploration device - Google Patents
Underwater tremor exploration device Download PDFInfo
- Publication number
- JP7082643B2 JP7082643B2 JP2020106991A JP2020106991A JP7082643B2 JP 7082643 B2 JP7082643 B2 JP 7082643B2 JP 2020106991 A JP2020106991 A JP 2020106991A JP 2020106991 A JP2020106991 A JP 2020106991A JP 7082643 B2 JP7082643 B2 JP 7082643B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fine movement
- tremor
- exploration
- meters
- water
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 206010044565 Tremor Diseases 0.000 title claims description 52
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 39
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 16
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 16
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 13
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 241001648319 Toronia toru Species 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000001028 reflection method Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
本発明は、海底や湖底などの水底における微動アレイ探査を行うための技術に関するものである。 The present invention relates to a technique for performing a tremor array exploration on the bottom of a water such as the bottom of a sea or a lake.
本発明者らは、海底面から深さ100m以浅、あるいは200m以浅の地盤のS波速度構造を簡便に調べるための探査手法を、海底微動アレイ探査として提案した(下記非特許文献1及び特許文献1)。この手法は、4つの独立した地震計(微動計)を三角形のアレイ状に配置して微動を観測し、得られた微動データを解析することにより地盤のS波速度構造を求めるものである。
The present inventors have proposed an exploration method for easily investigating the S-wave velocity structure of the ground at a depth of 100 m or less or 200 m or less from the seafloor as a seafloor tremor array exploration (Non-Patent
ここで、探査が可能な地盤深度は、アレイの底辺長の0.4倍~1.6倍程度とされている。例えば、アレイの底辺長が50mの場合、およそ海底下20m~80m程度の深度の地盤のS波速度構造を求めることができる。 Here, the ground depth that can be explored is about 0.4 to 1.6 times the base length of the array. For example, when the base length of the array is 50 m, the S wave velocity structure of the ground at a depth of about 20 m to 80 m below the seabed can be obtained.
この技術において微動計を設置するには、GPSで作業船を誘導し、所定の位置に到達したときに船上より投下して着底させる。仮に水深30m以浅の地盤の調査であっても、このような設置方法の場合は、目的の地点から誤差5m以内の精度での設置が限界である。 In order to install a microtremor in this technique, a work ship is guided by GPS, and when it reaches a predetermined position, it is dropped from the ship and landed on the ground. Even if the ground is surveyed at a depth of 30 m or less, in the case of such an installation method, the installation with an accuracy of 5 m or less from the target point is the limit.
微動アレイ探査を実施する際、微動計間の相対位置の誤差は、アレイ底辺長の1割以下であることが求められる。設置時の誤差を5mとすると、この設置方法では、底辺長を50m以下とする探査はできない。仮に底辺長が50mとすると、探査の可能な地盤深度は、最浅で50m×0.4=20m程度となる。したがって、この手法では、海底下10m以浅、ノイズ状況によっては20m以浅のS波速度構造を精度よく求めることは難しい。つまり、前記した技術では、浅深度でのS波速度構造の測定精度において改善の余地があった。 When carrying out a fine movement array exploration, the error in the relative position between the fine movement meters is required to be 10% or less of the array base length. Assuming that the error at the time of installation is 5 m, this installation method cannot be used for exploration with a base length of 50 m or less. Assuming that the base length is 50 m, the ground depth that can be explored is about 50 m × 0.4 = 20 m at the shallowest. Therefore, with this method, it is difficult to accurately obtain an S-wave velocity structure shallower than 10 m below the seafloor and shallower than 20 m depending on the noise situation. That is, in the above-mentioned technique, there is room for improvement in the measurement accuracy of the S wave velocity structure at a shallow depth.
また、下記非特許文献2では、CCA法と呼ばれる解析手法が提案されている。この手法によれば、地表面の狭い範囲に複数の微動計をアレイ状に配置することで、地盤のS波速度構造を高精度で測定できる。
Further, in
しかしながらこの手法では、微動計相互間の位置関係を精度よく設定する必要がある。このため、この手法を海底微動の測定に用いることは困難であった。 However, in this method, it is necessary to accurately set the positional relationship between the microtremors. Therefore, it was difficult to use this method for measuring seafloor tremors.
本発明は、前記した状況に鑑みてなされたものである。本発明の主な目的は、海底などの水底での、浅深度におけるS波速度構造を精度よく求めることが可能な技術を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances. A main object of the present invention is to provide a technique capable of accurately obtaining an S wave velocity structure at a shallow depth on a water bottom such as the sea floor.
本発明は、以下の項目に記載の発明として表現することができる。 The present invention can be expressed as the invention described in the following items.
(項目1)
水底での微動アレイ探査のために用いられる探査装置であって、
複数の微動計と、本体部と、支持体とを備えており、
前記複数の微動計は、前記水底に設置された状態において、前記水底の微動を検出して出力する構成とされており、
前記本体部は、前記複数の微動計の出力をそれぞれ記録する記録部を備えており、
前記支持体は、前記複数の微動計どうしの間隔が保持されるように前記複数の微動計を支持する構成となっており、
かつ、前記支持体は、前記複数の微動計のうちの一方から他方への振動伝達を遮断する構成となっている
水底微動探査装置。
(Item 1)
An exploration device used for microtremor array exploration on the bottom of the water.
It is equipped with multiple fine movement meters, a main body, and a support.
The plurality of microtremors are configured to detect and output the microtremors of the bottom of the water when they are installed on the bottom of the water.
The main body unit includes a recording unit that records the outputs of the plurality of fine movement meters.
The support is configured to support the plurality of fine movement meters so that the distance between the plurality of fine movement meters is maintained.
In addition, the support is a submersible microtremor exploration device configured to block vibration transmission from one of the plurality of microtremors to the other.
(項目2)
前記支持体は、フレームと接続部とを備えており、
前記フレームは環状に構成されており、
前記接続部は、前記フレームと前記複数の微動計とを、相互の振動伝達を遮断するように接続する構成となっている
項目1に記載の水底微動探査装置。
(Item 2)
The support includes a frame and a connection portion.
The frame is configured in an annular shape.
The submersible microtremor exploration device according to
(項目3)
前記複数の微動計は、第1~第4の微動計を有しており、
前記第1~第3の微動計は、前記フレームの内側において、互いに等間隔に配置されており、
前記第4の微動計は、前記第1~第3の微動計の重心位置に配置されており、
前記接続部は、前記第1~第3の微動計を前記フレームに対して相互の振動伝達を遮断するように接続しており、
さらに、前記接続部は、前記第4の微動計を、前記第1~第3の微動計に対して相互の振動伝達を遮断するように接続している
項目2に記載の水底微動探査装置。
(Item 3)
The plurality of fine movement meters have first to fourth fine movement meters.
The first to third microtremors are arranged at equal intervals with each other inside the frame.
The fourth fine movement meter is arranged at the position of the center of gravity of the first to third fine movement meters.
The connection portion connects the first to third microtremors to the frame so as to block mutual vibration transmission.
Further, the water bottom tremor exploration device according to
(項目4)
前記接続部は、チェーン又はゴムにより構成されており、これにより、前記複数の微動計と前記フレームとが、必要な相対的位置精度を保ちながら相互に若干移動できるようになっている
項目2又は3項に記載の水底微動探査装置。
(Item 4)
The connection portion is made of a chain or rubber, whereby the plurality of fine movement meters and the frame can move slightly from each other while maintaining the required relative position accuracy. The water bottom tremor exploration device according to
(項目5)
前記本体部は、さらに密閉容器とバッテリとを備えており、
前記バッテリは、前記記録部に電力を供給する構成となっており、
前記密閉容器は、前記記録部と前記バッテリとを収容しており、
かつ、前記密閉容器は、前記支持体に取り付けられて、前記複数の微動計と共に水中に投入されるものとなっている
項目1~4のいずれか1項に記載の水底微動探査装置。
(Item 5)
The main body further includes a closed container and a battery.
The battery is configured to supply electric power to the recording unit.
The closed container houses the recording unit and the battery.
The underwater microtremor exploration device according to any one of
(項目6)
前記支持体は、前記複数の微動計どうしを連結する略棒状のゴム部材を備えており、
前記ゴム部材は、前記複数の微動計のいずれかから伝達された振動を減衰させる減衰能力を備えるとともに、前記複数の微動計の間隔を保持できる保形性を備えている
項目1に記載の水底微動探査装置。
(Item 6)
The support includes a substantially rod-shaped rubber member that connects the plurality of fine movement meters.
(項目7)
項目1~6のいずれか1項に記載の水底微動探査装置を用いた水底微動探査方法であって、
前記複数の微動計を前記支持体と共に水中に投入することによって、前記微動計を水底に配置するステップと、
前記複数の微動計によって検出された振動のデータを前記記録部に記録するステップと、
前記記録部に記録された前記振動のデータを用いて前記水底における地盤の状態を探査するステップと
を備えた水底微動探査方法。
(Item 7)
It is a water bottom tremor exploration method using the water bottom tremor exploration apparatus according to any one of
A step of arranging the fine movement meter on the bottom of the water by putting the plurality of fine movement meters into water together with the support.
A step of recording vibration data detected by the plurality of microtremors in the recording unit, and
A bottom tremor exploration method including a step of exploring the state of the ground at the bottom of the water using the vibration data recorded in the recording unit.
(項目8)
さらに、前記水底の表面に対して加振を行うステップを備えており、
前記振動のデータを前記記録部に記録するステップは、前記加振と実質的に同時に行われるものとなっている
項目7に記載の水底微動探査方法。
(Item 8)
Further, it is provided with a step of vibrating the surface of the water bottom.
本発明の水底微動探査装置によれば、支持体により、微動計相互間の位置関係を保持できるので、水底面上の狭い範囲であっても、精度よく複数の微動計をアレイ状に配置することができる。しかも、この装置では、支持体を介して他の微動計からのノイズが混入するおそれを低減できる。したがって、この装置によれば、水底での、浅深度におけるS波速度構造を比較的に正確に推定することが可能になる。 According to the water bottom tremor exploration device of the present invention, since the positional relationship between the tremors can be maintained by the support, a plurality of tremors can be accurately arranged in an array even in a narrow range on the water bottom. be able to. Moreover, in this device, it is possible to reduce the possibility that noise from other fine movement meters is mixed in through the support. Therefore, according to this device, it is possible to estimate the S wave velocity structure at a shallow depth at the bottom of the water relatively accurately.
本発明の第1実施形態に係る水底微動探査装置を、図1~図5を参照しながら説明する。 The water bottom tremor exploration apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
(本実施形態の構成)
本実施形態の水底微動探査装置(以下単に「探査装置」又は「装置」と略称することがある)1は、水底での微動アレイ探査のために用いられるものである。以下の説明においては、この装置1が海において使用されることを想定して説明するが、湖や川など、海以外の場所で使用されることは可能である。
(Structure of this embodiment)
The water bottom tremor exploration device (hereinafter, may be simply abbreviated as "exploration device" or "device") 1 of the present embodiment is used for tremor array exploration on the water bottom. In the following description, it is assumed that this
この装置1は、複数の微動計2と、本体部3と、支持体4とを備えている(図1参照)。また、この装置は、追加的な構成として、ブイ5とケーブル6とを備えている。
This
(微動計)
複数の微動計2は、海底(水底)200に設置された状態(図1参照)において、海底200の微動を検出して出力する構成とされている。
(Microtremor)
The plurality of
本実施形態における複数の微動計2は、第1~第4の微動計21~24から構成されている(図2参照)。第1~第3の微動計21~23は、後述するフレーム41の内側において、互いに等間隔に、かつ三角形をなすように配置されている。第1~第3の微動計21~23からの信号(微動を示す信号)は、信号線25を介してケーブル6に集約されて伝送されるようになっている。第4の微動計24は、第1~第3の微動計21~23の重心位置に配置されている(図2参照)。第4の微動計24からの信号も、ケーブル6に集約されて伝送されるようになっている。
The plurality of
(本体部)
本実施形態の本体部3は、記録部31と、GPS信号受信部32と、バッテリ33と、密閉容器34とを備えている(図4参照)。本実施形態の本体部3は、ブイ5に取り付けられており、これによって、水面100の近傍に配置可能とされている。具体的には、本体部3は、後述するブイ本体51の先端に取り付けられている(図3参照)。
(Main body)
The
記録部31は、ケーブル6を介して送られた信号を増幅する増幅器311と、増幅された信号をA/D変換するA/D変換器312と、変換された信号を記録する記録媒体313とを有している。
The
GPS信号受信部32は、GPS衛星300(図1参照)から送信されたGPS信号を受信する構成となっており、具体的にはGPSアンテナから構成されている。GPS信号受信部32により記録されたGPSデータ(例えば時刻データや位置データ)も、本実施形態では、記録部31の記録媒体313に記録できるようになっている。この構成により、本実施形態のGPS信号受信部32は、GPS信号に含まれる時間情報及び/又は位置情報を受け取って記録部31に記録するようになっている。
The GPS
バッテリ33は、本体部3における動作部分、例えば記録部31を駆動するための電力を供給する構成となっている。一般的な海底微動アレイ探査においては数時間程度の記録時間で十分なので、バッテリ33としては、それに対応して、例えば10時間以上、より好ましくは50時間以上の駆動時間に対応した容量を持つものが用いられる。
The
この構成により、本実施形態の本体部3は、複数の微動計2の出力を記録部31に記録できるものとなっている。
With this configuration, the
密閉容器34は、内部が水密となるように密閉された箱体状に構成されている(図3参照)。密閉容器34の内部には、本体部3の主要構成要素、例えば記録部31、GPS信号受信部32、バッテリ33が収納されている。密閉容器34としては、必要に応じて、ある程度の水深でも使用できる耐圧容器を用いることができるが、ブイ5に取り付けて使用する場合には、海底200において使用するほどの耐圧性を有するものでなくてよい。
The
(支持体)
本実施形態の支持体4は、フレーム41と接続部42とを備えている(図1及び図2参照)。フレーム41は環状に構成されている。具体的には、本実施形態のフレーム41は、約六角形状とされているが、これに限らず、例えば円形状や他の多角形状であってもよい。フレーム41は、海底200に設置された状態において、海底200の表面とほぼ平行になるように構成されている。
(Support)
The
接続部42は、第1~第3の微動計21~23をフレーム41に対して相互の振動伝達を遮断するように接続している。さらに、接続部42は、第4の微動計24を、第1~第3の微動計21~23に対して相互の振動伝達を遮断するように接続している。これにより、接続部42は、フレーム41と複数の微動計2とを、相互の振動伝達を遮断するように接続する構成となっている。
The connecting
さらに具体的には、本実施形態の接続部42は、第1~第6の接続具421~426を備えている(図2参照)。第1~第3の接続具421~423は、フレーム41と第1~第3の微動計21~23とを接続しており、第4~第6の接続具424~426は、第1~第3の微動計21~23と、それらの内側(重心位置)に配置された第4の微動計24とを接続している。
More specifically, the connecting
本実施形態の接続部42を構成する第1~第6の接続具421~426は、いずれも、チェーン又はゴムにより構成されている。これにより、複数の微動計2とフレーム41とが、必要な相対的位置精度を保ちながら相互に若干移動できるようになっている。
The first to sixth connecting
前記の構成により、支持体4は、複数の微動計2どうしの間隔が保持されるように複数の微動計2を支持する構成となっている。また、この構成により、本実施形態の支持体4は、複数の微動計2のうちの一方から他方への振動伝達を遮断する構成となっている。
With the above configuration, the
(ブイ)
ブイ5は、水面100(図1参照)に浮遊可能なブイ本体51と、このブイ本体51にケーブル6を取り付けるためのフック52とを備えている(図3参照)。ブイ本体51は、このブイ本体51に取り付けられた本体部3を水面上に浮遊させることができるだけの浮力を有するものであることが好ましい。このようなブイ本体51としては、既存のものを使用可能なので、これ以上詳しい説明は省略する。フック52としては、ケーブル6をブイ本体51に容易に着脱できる構成のものが好ましい。フック52についても、既存のものを使用できるので、詳しい説明は省略する。
(buoy)
The
(ケーブル)
ケーブル6は、全ての微動計2からの信号をまとめて本体部3の記録部31に伝送するようになっている。このようなケーブル6としては、例えば、個別の微動計2にそれぞれ対応している複数本の信号線(図示せず)を撚り合わせ、外側に必要な被覆を施したものを用いることができる。ケーブル6により伝送される信号は、微動計ごとに区別して伝送されるようになっていることが望ましい。本実施形態のケーブル6は、ブイ5を微動計2(あるいは本体部3)に連結する機能も有しており、必要な弾力性や機械的強度を備えている。
(cable)
The
本実施形態のケーブル6は、密閉容器34の水密性を損なわないような手段、例えばシール部材(図示せず)を用いて、密閉容器34を通過して記録部31に接続されている。
The
(本実施形態の水底微動探査方法)
次に、図5をさらに参照しながら、前記した装置1を用いて海底200の微動を探査する方法の一例を説明する。
(Water bottom tremor exploration method of this embodiment)
Next, with reference to FIG. 5, an example of a method for exploring the tremor of the
(図5のステップSA-1)
本例では、GPS信号を受信可能な設備(図示せず)を有する船に、装置1が載せられているものとする。この状態で、GPS信号に基づいて、装置1の本体部3を投下するべき位置を決定する。
(Step SA-1 in FIG. 5)
In this example, it is assumed that the
(図5のステップSA-2)
船が所定位置に到達したら、ケーブル6を繰り出しながら、微動計2及び支持体4を水中に投下する。すると、微動計2及び支持体4は、その自重により降下し、海底200に到達する(図1参照)。図1に示されるように、着底状態においては、支持体4のフレーム41は、略水平となった状態で海底200に配置される。この状態では、各微動計2は、相互の位置関係を維持しながら海底200に接触して、海底200の振動を検出することができる。このとき、ブイ5の上部は海面100(図1参照)よりも上に配置され、これによって、本体部3も海面100より高い位置に配置される。ここで、ケーブル6の長さは、予め想定される水深よりも十分長くされており、ブイ5が水没しないようになっている。
(Step SA-2 in FIG. 5)
When the ship reaches a predetermined position, the
(図5のステップSA-3)
海底200に設置された微動計2は、海底200の表面における微動を受信し、この微動は、信号線25及びケーブル6を介して、本体部3の記録部31に記録される。また、本体部3のGPS信号受信部32は、GPS衛星300からのGPS信号を受信する。本実施形態では、このGPS信号に含まれる時間情報を用いて、振動の記録時間を正確に把握することができる。なお、本実施形態では、記録部31により各信号を同時に多チャンネルで収録できるので、GPS信号を用いなくても微動計2の間の同期をとることは可能である。
(Step SA-3 in FIG. 5)
The
(図5のステップSA-4)
所定時間(例えば1時間~2時間あるいはそれ以上)が経過した後、ケーブル6を引き上げて、微動計2を含む装置1の全体を回収する。この回収は、ブイ5の位置を目印とすることにより、船を用いて比較的に容易に行うことができる。
(Step SA-4 in FIG. 5)
After a predetermined time (for example, 1 hour to 2 hours or more) has elapsed, the
(図5のステップSA-5)
ついで、回収した装置1の本体部3に記録された振動データを解析することにより、地盤の状態、例えばS波速度構造を推定することができる。S波速度構造を解析する手法としては、前記した非特許文献2に記載のもの(CCA法)を用いることができるので、これについての詳しい説明は省略する。
(Step SA-5 in FIG. 5)
Then, by analyzing the vibration data recorded in the
本実施形態では、支持体4により、複数の微動計2を、海底200において精度よく位置決めすることができる。複数の微動計2が精度よく位置決めされていれば、非特許文献2に記載の手法を用いて、例えば底辺長L(図1及び図2参照)が50cm程度のアレイを用いた測定において、深度30m以浅(例えば地下5~30m程度の深度)のS速度構造を精度よく得ることができる。
In the present embodiment, the
さらに、本実施形態では、支持体4が、複数の微動計2のうちの一方から他方への振動伝達を遮断する構成となっているので、微動計2におけるノイズの混入を低く抑えることができ、この点からも測定精度を向上させることができる。
Further, in the present embodiment, since the
すなわち、本実施形態の探査装置1は、微動計2の相互間の位置関係を精度よく維持しつつ、微動計2どうしの間の振動伝達を遮断することにより、海底地盤における浅深度のS波速度構造を精度よく求めることができるという利点がある。
That is, the
なおここで、本実施形態において、「振動伝達の遮断」とは、実質的に支障を生じない程度に振動を減衰することを意味している。 Here, in the present embodiment, "cutting off vibration transmission" means that vibration is attenuated to such an extent that it does not substantially cause any trouble.
また、本実施形態の装置1によれば、微動計2を含めた支持体4のサイズ(アレイのサイズ)を小型化することもできる。つまり本実施形態では、装置全体の小型化が可能なので、装置の運搬、海底への投入、その後の回収などの作業の効率を向上させることができ、実際の運用コストを低減することができるという利点もある。
Further, according to the
さらに、本実施形態での探査を、例えば前記した非特許文献1の手法による探査と同じ地点で行うこともできる。そのようにすれば、非特許文献1の手法で得られた大深度でのS波速度構造と、本実施形態の手法で得られた浅深度でのS波速度構造とを接続することができ、その結果、浅深度から大深度までの広いレンジで地盤のS波速度構造を捉えることが可能になるという利点もある。
Further, the exploration in the present embodiment can be performed at the same point as the exploration by the method of
また、前記した非特許文献1の手法では、各微動計から水面までケーブルを引き延ばしているので、大水深の場合、ケーブル長が長くなる。例えば浮体式洋上風力発電装置の設置用に探査される海底の水深は、100m~150m程度といわれている。この場合、ケーブル長も同程度に長くなるので、各ケーブルが絡み合うことにより装置を損傷するおそれも考えられる。これに対して、本実施形態においては、支持体4から水面100までを1本のケーブル6で接続しているので、このような問題を回避できる。したがって、本実施形態の装置1によれば、大水深での微動探査作業においても、ケーブルの絡み合いを防止して、装置の損傷を防止することができるという利点がある。
Further, in the method of
なお、調査対象の海域における微動の高周波成分のエネルギーが十分でない場合には、微動計2を設置した海底付近の任意の地点で別途人工的に高周波の振動を発生させ、その際の観測記録を用いて解析を行うことで、高周波成分の不足を補うことができる。そのための振動発生装置(図示せず)としては、音波探査で用いるスパーカーあるいはエアガンなどを例示できるが、これらには制約されない。相対的に高い周波数を含む微動を観測することができれば、海底下浅層部のS波速度を得ることが容易になる。ここで、表面波探査や反射法探査のような物理探査では起振点と受振点の相対的な位置関係が極めて重要なパラメータであるが、微動アレイ探査の場合は、起振点が受振点の直近でない限り相対的な位置関係は問題にならない(参考:小西千里・鈴木晴彦・佐藤将・劉瑛・鈴木徹(2018):3次元常時微動トモグラフィーの浅部への適用性評価,物理探査学会第139回学術講演論文集,199-122)。したがって本実施形態の実施において、起振装置の設置位置精度は高くなくてよい。
If the energy of the high-frequency component of the tremor in the sea area to be investigated is not sufficient, a high-frequency vibration is artificially generated separately at an arbitrary point near the seabed where the
なお、本実施形態の装置1を、非特許文献1における一つの地震計として用い、複数の装置1を用いて従来の微動アレイ探査を行うこともできる。
It is also possible to use the
さらに、各微動計2にジンバル機構を適用して、微動計2が海底200において水平を維持するように構成することも可能である。
Further, it is also possible to apply a gimbal mechanism to each
本実施形態の装置1を用いた水底微動探査方法は、下記のように表現できる:
複数の微動計2を支持体4と共に水中に投入することによって、微動計2を海底200に配置するステップと、
複数の微動計2によって検出された振動のデータを記録部31に記録するステップと、
記録部31に記録された振動のデータを用いて海底200における地盤の状態を探査するステップと
を備えた水底微動探査方法。
The water bottom tremor exploration method using the
A step of arranging the
A step of recording the vibration data detected by the plurality of
A bottom tremor exploration method including a step of exploring the state of the ground on the
さらに、この水底微動探査方法は、海底200の表面に対して加振を行うステップを備えることができ、この場合、振動のデータを記録部31に記録するステップは、加振と実質的に同時に行われる。
Further, this waterfloor tremor exploration method can include a step of vibrating the surface of the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る探査装置1を、図6を参照して説明する。なお、この第2実施形態の説明においては、前記した第1実施形態と基本的に共通する要素については、同じ符号を用いることにより、記載の簡明化を図る。
(Second Embodiment)
Next, the
前記した第1実施形態においては、本体部3をブイ5に取り付け、各微動計2からの信号を、ケーブル6を介して本体部3に送っていた。これに対して、この第2実施形態においては、本体部3を支持体4あるいはいずれかの微動計2に取り付ける。さらにこの第2実施形態では、GPS信号受信部32を省略する。また、この実施形態における密閉容器34は、設置される水深での水圧に耐える構造とされている。また、本実施形態のケーブル6に代えて、ブイ5と支持体4とを連結するワイヤやチェーンなどの連結具(図示せず)が用いられている。ここで、各微動計2からの信号は、信号線25を介して記録部31に記録できるようになっている。
In the first embodiment described above, the
この第2実施形態においては、本体部3を支持体4と共に海中に投入する。本実施形態では、全ての微動計2の信号を、海中にある本体部3の記録部31に記録することができる。ここで、本実施形態では、各微動計2の信号を同時に記録部31に収録しているため、受信した信号相互間の時間を、GPS信号を用いることなく同期させることができる。このため、本体部3を回収した後に、記録部31に記録された信号を用いてS波速度構造を推定することができる。
In this second embodiment, the
第2実施形態の装置1では、本体部3を海中に設置するので、本体部3ではGPS信号が受信できない。そこで、本実施形態では、GPS信号受信部32を省略している。さらに、本実施形態では、ケーブル6を海上まで伸ばす必要がない。このように、第2実施形態では、装置1の構成を簡易化できるので、装置コストの低減を図ることができる。
In the
第2実施形態における他の構成及び利点は、前記した第1実施形態と基本的に同様なので、これ以上詳しい説明は省略する。 Since the other configurations and advantages in the second embodiment are basically the same as those in the first embodiment described above, further detailed description thereof will be omitted.
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る探査装置1を、図7を参照して説明する。なお、この第3実施形態の説明においては、前記した第1実施形態と基本的に共通する要素については、同じ符号を用いることにより、記載の簡明化を図る。
(Third Embodiment)
Next, the
前記した第1実施形態においては、支持体4をフレーム41と接続部42とから構成していた。これに対して、この第3実施形態では、支持体4を複数のゴム部材44から構成している。これらのゴム部材44は、複数の微動計2どうしを連結しており、かつ、略棒状に構成されている。
In the first embodiment described above, the
ゴム部材44は、微動計2から伝達された振動(弾性波)を十分に減衰させる減衰能力を備えるとともに、複数の微動計2の間隔を保持できる保形性を備えている。ここで、ゴム部材44の保形性としては、伸縮せずに各微動計2の間隔を保持できるものであることが特に好ましい。このようなゴム部材44としては、例えば、シリコーンゴム、クロロプレンゴムを用いることができるが、これらには制約されず、所望の特性を持つ種々のゴムを使用可能である。
The
この第3実施形態における装置1を海中に投入する手順の一例を図8~図10を参照しながら説明する。この例ではケーブル6として巻き上げ用のロープが用いられている。まず、投入前の状態(例えば船上に配置された状態)を図8に示す。ここで、ケーブル6には所望の錘7を取り付けておく。
An example of the procedure for throwing the
ついで、投入用のロープ8を、第1~第3の微動計21~23に通し、このロープ8を介して、適宜な手法(クレーンやチェーンブロックなど)でこれらの微動計21~23を吊り上げる(図9参照)。この状態では、ゴム部材44が湾曲するので、第1~第3の微動計21~23が集まった状態となる。
Then, the
この状態で所定位置の海底200に支持体4をつり下ろす。海底200に到着後、ロープ8を引き上げれば、各微動計2が自重で降下し、適切な位置(図7参照)に配置される。
In this state, the
微動測定の終了後には、ケーブル6を引き上げれば(図10参照)、支持体4と共に微動計2を回収することができる。
After the fine movement measurement is completed, the
第3実施形態における他の構成及び利点は、前記した第1実施形態と基本的に同様なので、これ以上詳しい説明は省略する。 Since the other configurations and advantages in the third embodiment are basically the same as those in the first embodiment described above, further detailed description thereof will be omitted.
なお、前記実施形態の記載は単なる一例に過ぎず、本発明に必須の構成を示したものではない。各部の構成は、本発明の趣旨を達成できるものであれば、上記に限らない。 It should be noted that the description of the embodiment is merely an example, and does not show the configuration essential to the present invention. The configuration of each part is not limited to the above as long as the gist of the present invention can be achieved.
例えば、前記した説明においては、水底として主に海底を想定して説明したが、海底に限らず、湖底や川底において前記した装置を使用することができる。 For example, in the above description, the seabed is mainly assumed as the seabed, but the above-mentioned device can be used not only on the seabed but also on the lake bottom or riverbed.
1 水底微動探査装置
2 微動計
21~24 第1~第4微動計
25 信号線
3 本体部
31 記録部
311 増幅器
312 A/D変換器
313 記録媒体
32 GPS信号受信部
33 バッテリ
34 密閉容器
4 支持体
41 フレーム
42 接続部
44 ゴム部材
5 ブイ
51 ブイ本体
52 フック
6 ケーブル
7 錘
8 投入用ロープ
100 水面(海面)
200 水底(海底)
300 GPS衛星
1
200 Underwater (seabed)
300 GPS satellites
Claims (4)
複数の微動計と、本体部と、支持体とを備えており、
前記複数の微動計は、前記水底に設置された状態において、前記水底の微動を検出して出力する構成とされており、
前記本体部は、前記複数の微動計の出力をそれぞれ記録する記録部を備えており、
前記支持体は、前記複数の微動計どうしの間隔が保持されるように前記複数の微動計を支持する構成となっており、
かつ、前記支持体は、前記複数の微動計のうちの一方から他方への振動伝達を遮断する構成となっており、
前記複数の微動計は、第1~第4の微動計を有しており、
前記支持体は、前記第4の微動計と前記第1~第3の微動計の間に放射状に配置されることで前記第4の微動計を前記第1~第3の微動計に接続して前記間隔を保持し、かつ、前記第4の微動計と前記第1~第3の微動計との間における相互の振動伝達を遮断する接続部を有しており、
前記接続部は、チェーン又はゴムにより構成されており、
前記接続部が前記チェーンである場合には、前記第1~第3の微動計の外側に配置されて他のチェーン又はゴムにより前記第1~第3の微動計に接続されたフレームにより前記間隔が保持されるようになっている
水底微動探査装置。 An exploration device used for microtremor array exploration on the bottom of the water.
It is equipped with multiple fine movement meters, a main body, and a support.
The plurality of microtremors are configured to detect and output the microtremors of the bottom of the water when they are installed on the bottom of the water.
The main body unit includes a recording unit that records the outputs of the plurality of fine movement meters.
The support is configured to support the plurality of fine movement meters so that the distance between the plurality of fine movement meters is maintained.
Moreover, the support is configured to block the vibration transmission from one of the plurality of fine movement meters to the other.
The plurality of fine movement meters have first to fourth fine movement meters.
The support is radially arranged between the fourth tremor and the first to third tremors to connect the fourth tremor to the first to third tremors. It has a connection portion that maintains the interval and blocks mutual vibration transmission between the fourth tremor meter and the first to third tremor meters.
The connection portion is made of a chain or rubber, and is made of a chain or rubber .
When the connecting portion is the chain, the distance is provided by a frame arranged outside the first to third tremors and connected to the first to third tremors by another chain or rubber. A submersible microtremor exploration device that is designed to be held .
前記バッテリは、前記記録部に電力を供給する構成となっており、
前記密閉容器は、前記記録部と前記バッテリとを収容しており、
かつ、前記密閉容器は、前記支持体に取り付けられて、前記複数の微動計と共に水中に投入されるものとなっている
請求項1に記載の水底微動探査装置。 The main body further includes a closed container and a battery.
The battery is configured to supply electric power to the recording unit.
The closed container houses the recording unit and the battery.
The underwater microtremor exploration device according to claim 1, wherein the closed container is attached to the support and is put into water together with the plurality of microtremors.
前記複数の微動計を前記支持体と共に水中に投入することによって、前記微動計を水底に配置するステップと、
前記複数の微動計によって検出された振動のデータを前記記録部に記録するステップと、
前記記録部に記録された前記振動のデータを用いて前記水底における地盤の状態を探査するステップと
を備えた水底微動探査方法。 A method for exploring a bottom tremor using the tremor exploration apparatus according to claim 1 or 2.
A step of arranging the fine movement meter on the bottom of the water by putting the plurality of fine movement meters into water together with the support.
A step of recording vibration data detected by the plurality of microtremors in the recording unit, and
A bottom tremor exploration method including a step of exploring the state of the ground at the bottom of the water using the vibration data recorded in the recording unit.
前記振動のデータを前記記録部に記録するステップは、前記加振と実質的に同時に行われるものとなっている
請求項3に記載の水底微動探査方法。 Further, it is provided with a step of vibrating the surface of the water bottom.
The underwater tremor exploration method according to claim 3, wherein the step of recording the vibration data in the recording unit is performed substantially at the same time as the vibration.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020106991A JP7082643B2 (en) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | Underwater tremor exploration device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020106991A JP7082643B2 (en) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | Underwater tremor exploration device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022001852A JP2022001852A (en) | 2022-01-06 |
| JP7082643B2 true JP7082643B2 (en) | 2022-06-08 |
Family
ID=79244335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020106991A Active JP7082643B2 (en) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | Underwater tremor exploration device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7082643B2 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090122643A1 (en) | 2007-11-14 | 2009-05-14 | Guigne Jacques Y | Method for acoustic imaging of the earth's subsurface using a fixed position sensor array and beam steering |
| US20170363756A1 (en) | 2016-06-15 | 2017-12-21 | Schlumerger Technology Corporation | Systems and methods for acquiring seismic data with gradient data |
| JP2019007808A (en) | 2017-06-23 | 2019-01-17 | 戸田建設株式会社 | Method for estimating the phase velocity of surface waves on the ground |
| WO2020051950A1 (en) | 2018-09-12 | 2020-03-19 | 国家海洋局第一海洋研究所 | Submarine earthquake monitoring apparatus and system based on submarine internet of things |
| JP2020079716A (en) | 2018-11-12 | 2020-05-28 | 応用地質株式会社 | Bottom tremor survey apparatus |
| JP2021169945A (en) | 2020-04-15 | 2021-10-28 | 株式会社ジオシス | Survey device of seabed ground |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5231252A (en) * | 1992-06-19 | 1993-07-27 | Sansone Stanley A | Sensor platform for use in seismic reflection surveys |
-
2020
- 2020-06-22 JP JP2020106991A patent/JP7082643B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090122643A1 (en) | 2007-11-14 | 2009-05-14 | Guigne Jacques Y | Method for acoustic imaging of the earth's subsurface using a fixed position sensor array and beam steering |
| US20170363756A1 (en) | 2016-06-15 | 2017-12-21 | Schlumerger Technology Corporation | Systems and methods for acquiring seismic data with gradient data |
| JP2019007808A (en) | 2017-06-23 | 2019-01-17 | 戸田建設株式会社 | Method for estimating the phase velocity of surface waves on the ground |
| WO2020051950A1 (en) | 2018-09-12 | 2020-03-19 | 国家海洋局第一海洋研究所 | Submarine earthquake monitoring apparatus and system based on submarine internet of things |
| JP2020079716A (en) | 2018-11-12 | 2020-05-28 | 応用地質株式会社 | Bottom tremor survey apparatus |
| JP2021169945A (en) | 2020-04-15 | 2021-10-28 | 株式会社ジオシス | Survey device of seabed ground |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 井上佳也、風嵐健志、吉田武志、三好達明,"海底微動アレー探査",応用地質,日本,日本応用地質学会,2001年10月10日,Vol.42,No.4,pp.231-237,doi:https://doi.org/10.5110/jjseg.42.231 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022001852A (en) | 2022-01-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109143325B (en) | Submarine four-component node seismic instrument system and submarine seismic data acquisition method | |
| Williams | Expendable benthic lander (XBL) | |
| Robinson et al. | Good practice guide for underwater noise measurement. | |
| RU2358291C2 (en) | Method and device for controlling source for borehole seismology | |
| CN108594307B (en) | Simultaneous blasting node acquisition seismic survey method | |
| Nedelec et al. | Best Practice Guide for Underwater Particle Motion Measurement for Biological Applications. | |
| CN108037534B (en) | A hydroacoustic array device based on underwater mobile platform | |
| CN111257413B (en) | Three-dimensional in-situ real-time submarine sediment acoustic section scanning device | |
| CN113391343A (en) | Submarine optical fiber four-component seismic instrument system and data acquisition method thereof | |
| Becker et al. | The ONR five octave research array (FORA) at Penn State | |
| CN111964651B (en) | Seabed sand wave in-situ observation device based on internal solitary wave and working method thereof | |
| Sutton et al. | Ocean-bottom seismic observatories | |
| CN211786146U (en) | An in situ measurement system for low-frequency acoustic properties in seafloor sediments | |
| RU2617525C1 (en) | Anchored profiling underwater observatory | |
| JPH05501303A (en) | earthquake cable equipment | |
| CN106645421A (en) | Bottom sediment acoustics in-situ measurement and synchronous sampling device and method | |
| JP3808861B2 (en) | Seafloor observation system | |
| CN111352161A (en) | Seabed in-situ detector and seabed in-situ acoustic characteristic detection method | |
| WO2014023925A1 (en) | Survey apparatus and methods for collecting sensor data in a body of water | |
| CN111780852B (en) | Device and method for measuring deep sea performance of low-frequency transducer in real time | |
| JP7082643B2 (en) | Underwater tremor exploration device | |
| CN208872883U (en) | A kind of four component nodes seismic instrument system of seabed | |
| WO2012110096A1 (en) | Marine exploration vehicle | |
| CN201016731Y (en) | A multi-frequency submarine acoustic in-situ test system | |
| JP6766122B2 (en) | Underwater tremor exploration device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210922 |
|
| A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20210922 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211124 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220106 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20220125 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220404 |
|
| C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20220404 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20220413 |
|
| C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20220419 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220510 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220527 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7082643 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |