Heart of Technology

特集 巨大地震に備える 2

津波を知り、备える。

2013. 04. 17

东日本大震灾で被灾された皆様に心からお见舞い申し上げます。中国p站は、一日も早い復兴に向けて全力で取り组んでまいります。

かつてないほどの被害と影響をもたらした震災から2年が経過しました。特集 巨大地震に備える 1では、震災によってあらためて浮き彫りになった課題の中から、「超高层ビルの大きな揺れ」について绍介しました。

今回、巨大地震に備える 2では「津波」を取り上げます。繰り返される自然災害を過去のものとせず、先人からの知恵と、今できる備えを次の世代へと引き継ぐため、ここでは津波への備えをハードとソフトの両面からご紹介します。

      

1 津波とは

津波はなぜ起こるのか

  • tunami_anime.gif
  • (1)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。
  • (2)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。
  • (3)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)により海底が大きく上下に动いた场合にも津波は起こります。

津波のスピードはジェット机并み

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。
その速度は水深が浅くなるにつれて遅くなりますが、大陆棚(深さ100~200尘)でも自动车程度(时速100办尘程度)のスピードがあります。

海の深さと津波の速度の関係

2 巨大津波

南海トラフ巨大地震による津波

2012年3月、内阁府は、南海トラフ(※3)で近い将来起こる巨大地震を想定し、それに伴い発生する津波の高さ(※4)を発表しました。
津波の高さは最大で34.4m(高知県黒潮町)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。

日本で発生した大津波

明治以降だけでも、叁陆地方に限らず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年のチリ津波では、地球の里侧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范囲に袭来し、大きな被害を受けました。このように、地震の揺れは感じなくても津波が袭ってくることもあります。

チリで発生した津波は、太平洋をジェット机并みのスピードで横断し15时间后にハワイ诸岛へ达し、22~23时间后に日本へ到达しています。日本では北海道、叁陆地方、志摩半岛、冲縄など、広い范囲で甚大な被害を受けました。

南海トラフ地震で想定される波の高さ
2012年(内阁府)発表の波の高さが、2003年(中央防灾会议)の想定より上回っているのは、东日本大震灾の知见を加えたからです。科学技术の进歩により今后も変わる可能性があります
チリ津波が伝わる様子(动画再生时间:约30秒)

3 ハードで備える

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

防波堤による浸水范囲の缩减と避难时间の确保

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。

  • ※画面左下の再生ボタンを押すと开始します

    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。

4 ソフトで備える

「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?津波避難ビルなどの避難する目標地点(※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難についてシミュレーションを行いました。避難する人(青い丸)は、津波避难计画に基づいた避難訓練などにより避難ビルまでの最短経路をたどります。避難する人が避難ビルに到達する様子を動画でご覧ください。

  • 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。

5 大林組の取り組み

中国p站は、津波被害の低减に向けて、技术を通じてさまざまな取り组みを行っています。

津波に抵抗するハード技术で备えます

(1)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。

防波堤の性能を実験で确认

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。

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。

(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)

(2)石炭灰を有効活用した防潮堤の建设

防潮堤の建设には多量な盛土材を用います。中国p站は石炭火力発电所で発生する灰を盛土材に活用する方法を开発しました。

火力発电所から発生する石炭灰は、セメントの原料として有効活用されていますが、多くは大量に廃弃物として処分されます。
石炭灰には、有害物质がごく微量に含まれることがあるので、これが流れ出さないようにセメントなどを混ぜて不溶化(※8)して利用する改良盛土材を开発しました。

周辺の环境に影响を与えることなく、石炭灰を防潮堤の盛土材として有効活用できます。

石炭灰を有効活用した防潮堤イメージ

津波减灾に役立つソフト技术で备えます

(1)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难计画などに活用できます。

防波堤の性能を実験で确认

津波の源となる波源域(※9)の位置とその波源域の海底が、どれだけどのように动くかを决めれば、おおむね「どこ(津波の浸水范囲)」が「いつ(津波の到达时间)」、「どれだけの高さ(※4)」まで浸水するかが计算で分かります。

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

(2)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。

(3)アンケートで简易诊断「津波リスク评価システム」

防波堤の性能を実験で确认

简単なアンケートから、海岸沿いに立つ工场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、海岸からの距离、构造、避难施设の有无、施设の防水対策などに関するアンケートを行うことで诊断できます。

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

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なくす仕组みや、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。

ページトップへ