津波を知り、备える

命と暮らしを守るためにできること

津波は、世界各地で度々発生し甚大な被害をもたらします。大規模な地震が頻発する日本において、安全?安心な社会の構築には、地震による津波に対する備えが不可欠です。大林組では津波に粘り強く抵抗する防波堤などのハード面の技術から 、津波減災に役立つシミュレーションなどのソフト面の技術まで、街づくりに合わせて提案します。

津波とは

■津波はなぜ起こるのか

広い范囲の海底の地形が、瞬间的に大きく変化すると、一帯の海水全体が追随して动き、海面の変动となり、四方八方に大规模な津波となって伝わっていきます。典型的なものの一つに、プレート境界型地震に伴って生じる津波があり、次のようなメカニズムで生じます。

  • 海のプレートと陆のプレート(※1)の境界では絶えず力が働いており、エネルギーを蓄积しています。
  • エネルギーが限界に达するとプレートの端が跳ね返り、地震が発生します。
  • 地震発生による海底の上下方向の动きから、海水も上下して津波となります。

プレートの境界で発生する地震に限らず、そのほかの地震(※2)、爆発的な火山喷火、海底地すべりなどにより海底が急激にずれた场合にも津波は起こります。

津波発生のメカニズムのアニメーション

■津波の接近

震源で発生した津波は、太平洋などの深い所ではジェット机并みの速度(时速700~800办尘程度)で陆地に近づいてきます。外洋の津波は1~2尘にも満たない波高で、波长が10~100办尘もある扁平な波のため、通常のうねりに纷れて明瞭ではありません。その速度は水深が浅くなるにつれて遅くなります。深さ100~200尘の近海で自动车并み(时速100办尘程度)のスピードです。

さらに、沿岸部に近づくと速度は低下します。その一方で、波としての性质のため、波高が増します。加えて、沿岸部(海中?陆上に依らない)の地形の特徴によっては、波の屈折?反射?干渉等の作用により,波が集中し局所的に波高が大きくなることがあるため、注意が必要です。

日本周辺で津波が発生した场合は、震源からの距离が近く、津波が袭来するまでの时间が非常に短いため、地震発生后、迅速に高台など安全な场所に避难する必要があります。

巨大津波

■南海トラフ巨大地震による津波

2012年、内阁府は、南海トラフ(※3)で将来起こりうる最大クラスの巨大地震を想定し、それに伴い発生する津波の高さ(※4)を発表しました。11ケースの津波想定の検讨结果、その高さは最大で34mになるとされ、东日本大震灾を上回る被害が予测されています。

  • 南海トラフ地震で想定される波の高さ(内阁府 「南海トラフの巨大地震モデル検讨会」 2012年8月29日発表)
    想定する地震や津波の规模の変更や科学技术の进歩により今后も変わる可能性があります

■日本で発生した大津波

津波に関する最古の文献记録は、日本书纪にある西暦684年の白凤地震による大津波で,その震源は南海トラフと考えられています。それ以前から、繰り返し巨大な津波に袭われてきたことが各地の堆积物により明らかになっています。明治以降だけでも、日本中で大きな津波を伴う地震が発生しています(※5)。

■チリ地震による大津波

また1960年のチリ津波で、地球の裏側のチリで起きた地震によって発生した津波が日本の広い範囲に襲来し、大きな被害をもたらしました。このように、地震の揺れは感じなくても津波が襲ってくることもあります。 チリで発生した津波は、太平洋をジェット機並みのスピードで横断し15時間後にハワイ諸島へ達し、22~23時間後に日本へ到達しています。日本では北海道、三陸地方、志摩半島、沖縄など、広い範囲で甚大な被害を受けました。

チリ津波が伝わる様子(动画再生时间:约30秒)

ハードで备える

■防波堤と防潮堤

  • 海の波を防ぐ构造物として防波堤と防潮堤があります。よく似ていますが以下のような违いがあります。
    防波堤:海の中にあり外洋からの波(风波、津波)に対して港の内侧を波立たせないための堤防
    防潮堤:陆上にあり、高潮、高波、津波などの浸入を防ぐための堤防
  • 防波堤は海の中に设置
  • 防潮堤は陆上に设置

东日本大震灾において、防波堤や防潮堤の多くは津波の浸入を完全に食い止めることはできませんでした。しかし、浸水范囲(※4)の缩减と避难时间の确保から被害の低减に効果があったことが検証されています。

  • 防波堤による浸水范囲の缩减と避难时间の确保

防波堤の効果を计算によりシミュレーションし比较しました。动画でご覧ください。

防波堤がない场合(上)とある场合(下)の浸水状况の比较(动画再生时间:约20秒)

防波堤があることで浸水范囲が明らかに小さくなり、津波の被害を低减させることが分かります。浸水范囲を减らすことで、被害范囲が减り、避难する距离も短くなります。同时に浸水までの时间を稼いでいます。※シミュレーションは特定の条件を仮定して行っています。
冲侧の水位が防波堤や防潮堤の高さに达するまでの数分间は、避难时间を延ばす意味でとても贵重です。巨大津波を完全に食い止めることは难しいとしても、防波堤や防潮堤を整备していくことは大切です。

ソフトで备える

「津波てんでんこ」という言叶があります。これは叁陆地方に昔から伝わるもので「地震があったらおのおのが(てんでんに)とにかく高台へ逃げろ」という意味で、津波に対する心构えを示したものです。津波はとにかく避难することが重要です。

■津波避难计画

津波避难计画とは、高台?津波避难ビルなどの避难する目标地点(※6)、方法、経路、高齢者など要援护者の支援方法について、あらかじめ计画しておくことです。计画通り実践できるように日顷から训练を行う必要があります。

津波の到来と津波からの避难についてシミュレーションを行いました。避难する人(青い丸)は、津波避难计画に基づいた避难训练などにより避难ビルまでの最短経路をたどります。避难する人が避难ビルに到达する様子を动画でご覧ください。

マルチエージェントモデル(※7)による津波避难シミュレーション(动画再生时间:约60秒)

津波は、地震発生后约9分で海岸线に到达しますが、防潮堤が陆上への遡上(そじょう)までの时间を3分ほど稼いでいます。防潮堤などの整备とともに、避难训练の有効性を示しています。※シミュレーションは特定の条件を仮定して行っています。

灾害を小さくするためには、防波堤や防潮堤などハード面での整备だけでなく、津波を予测し、避难计画を立てて繰り返し训练するなど事前の备えも大切なことが分かります。

中国p站の取り组み

中国p站は、津波に抵抗するハード技术から津波减灾に役立つソフト技术まで、幅広い技术を通じ、津波被害の低减に向けた様々な取り组みを行っています。

■异常时にだけ浮上する「直立浮上式防波堤」

湾や港の防波堤には船の出入り口(航路)が设けられ、そこから津波が浸入することで被害が大きくなります。そこで、平常时は船の航行が自由にでき、津波?高波が袭来したときだけ海底から钢管が浮上する可动式防波堤を开発しました。

防波堤が作动する様子(动画再生时间:约55秒)

海底に设置された下部钢管と、その内侧に挿入された上部钢管との二重构造になっています。津波?高波のときには、陆上の送気设备から送気管を通して上部钢管内部に空気が送り込まれます。浮力により海面に上がった上部钢管が防波堤を形成します。

■水理模型実験による防波堤の性能确认

水理模型実験により、実际のスケールにすると约7.5尘相当の津波を発生させ、そのときの防波堤の性能を确认しました。

(独)港湾空港技术研究所の大规模波动地盘総合水路での実験(动画再生时间:约30秒)

※直立浮上式防波堤は、中国p站、叁菱重工鉄构エンジニアリング、东亜建设工业、新日鉄住金エンジニアリングの民间4社と、(独)港湾空港技术研究所で共同开発したものです。

■あらかじめ挙动を予测する「津波シミュレーション」

津波の対策を講じる際には、津波の挙動を計算によって予測する津波シミュレーションが効果を発揮します。防波堤や防潮堤の位置や規模の検討をはじめ、津波避難ビルの設計や津波避難計画などに活用できます。 津波の源となる波源域(※8)の位置とその波源域の海底が、どれだけどのように動くかを決めれば、おおむね「どこ(津波の浸水範囲)」が「いつ(津波の到達時間)」、「どれだけの高さ(※4)」まで浸水するかが計算で分かります。

  • 东日本大震灾(釜石市両石湾水海地区)での津波シミュレーションの结果と调査结果の比较

■避难计画を支援する「津波避难シミュレーション」

マルチエージェントモデル(※7)を用いて、津波避难の开始から避难完了までの避难性状を予测します。津波避难ビルや津波避难タワー(※6)などの施设のレイアウト、収容人数などの计画や避难経路の整备计画に活かせます。

■アンケートで简易诊断「津波リスク评価システム」

簡単なアンケートから、海岸沿いに立つ工場などの津波に対する弱点が分かるシステムです。 建物を対象に、海岸からの距離、構造、避難施設の有無、施設の防水対策などに関するアンケートを行うことで診断できます。 診断結果として、7項目(建筑被害、人的被害、生産設備被害、資産の喪失、営業停止、機能低下、外部への影響)に対する影響度を、レーダーチャートで出力します。

  • 津波リスク评価システム出力イメージ
    津波リスク评価システム

自然灾害に强い街へ

津波の発生を避けることはできません。しかし、津波が袭来してもその势いを抑える仕组みや、避难しやすい街づくり、迷わず避难できる知恵と心构えがあれば、尊い命と暮らしを守ることができます。

中国p站は、これからも地震や津波などの自然灾害による被害や影响を、最小限に抑える防灾、减灾の技术や予测技术の开発に努め、安全で安心して暮らせる街づくりに贡献できるよう取り组んでまいります。

※1 海のプレートと陸のプレート
地球の表面は、十数枚に分かれた厚さ数十kmの岩石で覆われています。それぞれの岩石层のことをプレートと呼びます。プレートはそれぞれ絶えず异なる方向に动いており、その结果プレート间で圧缩力や引っ张り力が生じています。プレートには、密度の违いにより重いプレートと軽いプレートがあります。2つがぶつかると、重いプレートは沉み込み、軽いプレートは浮き上がります。その结果生じたものが陆と海です。重いプレートを海のプレート(海洋プレート)、軽いプレートを陆のプレート(大陆プレート)と呼びます。プレートが移動しているという学説はプレートテクトニクスと呼ばれます。プレートテクトニクスは、1912年にドイツの気象学者アルフレート?ヴェーゲナーが提唱したものですが、当時はほとんど信用されませんでした。着目されだしたのは、1950年代、ヴェーゲナーの没後20年以上経ってからでした。プレートテクトニクスは、现在ではあらゆる方面から科学的に証明されています。

※2 地震発生のメカニズム
地震発生のメカニズムは、大きく分けて以下の4つに分类されます。
(1)ブレート境界型地震
ブレートとブレートの境界で発生する地震です。ブレート同士で押し合ったり擦れ违ったりすることにより発生します。东日本大震灾はこのタイプです。
(2)断层型地震
ブレート同士が押し合う力が内陆部まで及び、内陆部にある断层(ブレートの伤)が震源となる地震です。阪神大震灾はこのタイプです。
(3)海洋ブレート内地震
ブレート同士が押し合う力が海のブレート内部に及んで発生する地震です。1933年の昭和叁陆地震はこのタイプで、津波を伴う场合も多くあります。
(4)火山性地震
火山の活动に伴って発生する地震です。桜岛、叁宅岛などで多く発生しています。

※3 南海トラフ
骏河湾から纪伊半岛冲、四国の南を通って日向滩に延びる水深4,000尘级の「トラフ(海底の沟)」です。トラフとは细长い底地で水深が6,000尘より浅いものを呼びます。また、「トラフ轴」とは満の中で一番深い所を连ねた线を指します。一方、水深6,000mを超える海底の溝は「海溝」と呼びます。例えば、関東地方から東北地方の沖の太平洋にある海溝は「日本海」と呼ばれ、この日本海溝に沿って東日本大震災の震源がありました。このように世界中のトラフや海溝では大きな地震がしばしば起きています

※4 津波の高さ、浸水深、浸水範囲

  • 津波用語の定義はあいまいなところが多くあります。 「津波高」というと、「津波の高さ」、「痕跡高」、「遡上(そじょう)高」を包含するため、非常に分かりにくいのが現状です。工学分野(設計)では気象庁の定義にない「津波高さ」という言葉が用いられています。このようなことからさまざまなメディアにおいても用語が混同されているケースは少なくありません

※5 明治以降に日本に襲来した大きな津波

発生年 名称(地震名称) 被害を受けた地方
1896年 明治叁陆津波(明治叁陆地震) 东北地方太平洋侧
1923年 関东大震灾(関东地震) 関东地方?东海地方
1933年 昭和叁陆津波(昭和叁陆地震) 东北地方太平洋侧?北海道太平洋侧
1944年 昭和东南海地震 东海地方?中部地方?近畿地方
1946年 昭和南海地震 近畿地方?四国地方?中部地方?九州地方
1952年 十胜冲地震 北海道太平洋侧
1960年 チリ地震 北海道?叁陆地方?志摩半岛?冲縄
1964年 新潟地震 北陆地方
1968年 日向滩地震 九州地方?四国地方
1983年 日本海中部地震 東北地方日本海側?北陆地方
1993年 北海道南西冲地震 北海道日本海侧
2011年 东日本大震灾(东北地方太平洋冲地震) 东北地方太平洋侧?関東地方?北海道太平洋侧
2024年 能登半岛地震 北陆地方

※6 津波避難の目標地点、津波避難ビル、津波避難タワー
避难目标地点は、高台、津波避难ビル、津波避难タワーなど、地域によって自治体などが定めています。自宅、职场、学校にある地域の津波避难所を、あらかじめ自治体のウェブサイトや広报誌などで调べておくことが大切です。
津波避难ビル:通常は普通のビルとして使われています。津波に耐えられる构造と高さを持っていることから、自治体などから灾害时の避难先として指定されているビル
津波避难タワー:津波の避难先とすることを目的に建てられた塔状の构造

  • 宫城県の灾害廃弃物処理施设(亘理処理区)にある高さ15尘の避难施设

※7 マルチエージェントモデル
マルチエージェントモデルとは、复数の「エージェント」と呼ばれる要素を人间などに见立てたモデルです。个々の「エージェント」は、あらかじめ与えられたルール(例えば、火灾が発生したら火元から离れる方向に移动するなど)に従って、自分の状况や周りの状况を自主的に判断して、あたかも本当に人が考えて行动しているかのように振る舞います。マルチエージェントモデルは、火灾时の避难行动や车の渋滞の様子など、さまざまな人间行动の予测や分析に利用されています。

※8 波源域
海底で地盘が动いたときに、最初に水面が上下する领域

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