図４−２−１の走時曲線では、はぎとり法によって得られた各層の屈折波の見かけ速度も示してある。堆積層中を通る初動の見かけ速度として、測線全体にわたって１．８ｋｍ／ｓｅｃ前後の走時が観測されている。さらにその下の層からの走時として、５．６ｋｍ／ｓｅｃ程度の屈折波が観測されている。また反射法の発震点ＶＰ１２２の走時からは３〜４ｋｍ／ｓｅｃ程度の屈折初動が観測されているが、屈折発震記録からは見られない。

速度構造モデルの推定では、まず同じ屈折面からの屈折走時の見かけ速度及びインターセプト時間を読み取り、発震点直下の屈折面の速度及び深度を計算した。同時に反射法による深度断面図及び速度解析の結果等を参考にしながら、基盤の形状や速度構造を推定し、大局的な速度構造を求めた。その後、岩崎（１９８８）による波線追跡プログラムを用いてレイトレーシングを行い、試行錯誤的に速度構造モデルを微調整しながら理論走時と実際の初動走時を合わせ、最終的な速度構造モデルを求めた。

図４−２−２には最終的な速度構造モデルを、図４−２−３には各発震点における屈折波の理論走時と観測走時との比較を示す。また図４−２−４−１、図４−２−４−２、図４−２−４−３、図４−２−４−４には発震記録上に初動読み取り値と構造モデルによる理論走時を重ね合わせたものを示す。速度構造は表層８００ｍ／ｓｅｃの下に堆積層１，８００ｍ／ｓｅｃ、基盤層５，６００ｍ／ｓｅｃの２層が存在するモデルである。また基盤までの深度は、測線北端で約３００ｍ、中央部の窪みの最深部で約４９０ｍ、測線南端で約４００ｍとなっている。図４−２−３では理論走時と観測走時とで若干の違いが見られるものの、基本的にはこの２層構造モデルで観測走時を説明できることがわかる。

一方、図４−２−１で示した走時曲線では、一部の反射記録で３〜４ｋｍ／ｓｅｃ程度の屈折初動が観測されていることから、基盤層の上に中間層として３，５００ｍ／ｓｅｃ層をおいた３層モデルも検討した。これは測線東側の「仙台Ｂｒ」のＰＳ結果でＰ波速度３，５００ｍ／ｓｅｃの層が確認されていることを考慮して行ったものである。図４−２−５には３層の場合の速度構造モデルを、図４−２−６には３層モデルに対する屈折波の理論走時と観測走時との比較を示す。３層モデルの場合、基盤までの深度は、測線北端で約３００ｍ、中央部の窪みの最深部で約５６０ｍ、測線南端で約４００ｍとなり、２層モデルに比べ、中央部が約７０ｍ深くなっている。中間層とした３，５００ｍ／ｓｅｃ層からの屈折波は基盤からの屈折波の後続波となっているため今回の発震記録では確認できないが、３層モデルでも観測走時を説明することが可能である。