平成１５年度の調査は、宮城県仙台市青葉区荒巻から若林区日辺に至る、北西−南東方向に展開長約１３．４ｋｍ、総チャンネル数５９７の測線を設定し、バイブロサイス反射法地震探査（Ｐ波による反射法地震探査）および屈折法地震探査を実施するものである。測量作業を除く現地調査は、平成１５年７月２１日〜８月４日に実施した。なお、屈折法地震探査は、７月２９日の夜間２０：００から翌朝４：３０にかけて行った。図３−２−１−１に、５万分の１の地形図に受振測線、発震点位置および屈折法の発震点位置３点を重ね書きしたものを示す。

２）反射法地震探査の原理

地表の震源から発生した波は、地層中を伝わり、地層境界面で反射して再び地表へ戻る。これを記録して、反射波の到達時間と振幅を処理／解析することにより、地下の速度構造と地質構造形態（幾層もの地層の重なり具合）を明らかにするのが反射法地震探査の原理である。

図３−２−１−２に反射法地震探査の概念図を示す。反射法の結果は、共通反射点（Ｃｏｍｍｏｎ Ｄｅｐｔｈ Ｐｏｉｎｔ; ＣＤＰ）の反射波振幅を、測線に沿って一定間隔に並べて表示される（反射断面図）。このことにより、地下の地層境界面の形状が反射波の並びとして表現され、地下地質構造形態が理解できる。

また、反射波の振幅は、地層境界面上下の地層の音響インピーダンス（速度と密度の積）のコントラストが大きいほど大きくなるので、反射断面図上の反射面の振幅から、地層の性質についてもある程度推定できる。

３）共通反射点（ＣＤＰ）重合法

共通反射点重合法の概念図を 図３−２−１−３に示す。測線上に２５ｍ間隔に受振器を設置し、測線上の１点で発震して多数の受振点で反射波を同時観測する。この時、同時受振する受振点数をチャネル数と呼ぶ（概念図中では１２チャネルとしているが、本調査では２４０チャネルである）。次に、発震点を別の点に移動して発震を行い、同様に多チャンネルで記録を取得する。この様に発震・受振を規則的に繰り返すことにより、地下の同一の点（共通反射点（ＣＤＰ））で反射したデータが２重、３重に取られることになる。

このようにして取得したデータに種々の補正処理を行い、足し合わせる（重合）ことにより、測線上の各ＣＤＰ位置の直下の地下反射波が強調される。足し合わせるデータの数を重合数と呼ぶ（概念図中では３重合、本調査では標準３０重合である）。

また、各ＣＤＰを構成するデータの補正処理を行う時、各反射面までの反射波の速度情報も得ることができる。

４）バイブロサイス反射法

都市部あるいは市街地において、深度数ｋｍまでの深部を対象とした反射法地震探査の震源としては、大型のバイブレータ（以下「バイブロサイス」という，図３−２−１−４）が最適である。

本調査では、バイブロサイスが放出する連続的な振動（スイープ波形）として、�@スイープ周波数 ８〜５０ Ｈｚ（屈折法地震探査では、６〜４０ Ｈｚ）、�Aスイープ長 ２４ 秒を用いており、この波形は現地調査の記録計（探鉱機）でパルス状の波形に変換される。

この波形処理により、都市部での様々な過渡的ノイズ（車両交通・土木工事等）に対して、抑制効果が行われる。このことが、バイブロサイス震源が都市部・市街地で有効である理由の一つである。