(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
過去の地震災害時のデータに基づいて、地震動の最大速度と被害率との相関関係、地震動の最大加速度と年代別建物倒壊率との相関関係、および建物倒壊数と地中埋設配管網から倒壊建物への配管路の被害数との比率を予め求めておき、
対象となる地区を予め複数の地域に区分し、
各地域毎に、地中埋設配管網の延長距離と、年代別の建物数とを求め、
地震災害発生時に、各地域毎に地震動の最大速度および最大加速度をそれぞれ計測し、
各地域毎の被害件数を、最大速度の計測値に対して相関関係を有する被害率と延長距離との積として算出し、
各地域毎の建物倒壊数を、最大加速度の計測値に相関する年代別建物倒壊率と年代別建物数との積に基づいて算出し、
各地域毎に、算出される被害件数と建物倒壊数に前記比率を乗算した数値との和を、地中埋設管から各建物への管路についての被害件数として推定することを特徴とする地中埋設配管網の地震被害推定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ガスを各地区に供給するためなどに用いられる地中埋設配管網が大地震によって被る被害の程度を推定する地中埋設配管網の地震被害推定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、都市ガス供給用地中埋設配管網では、地震発生時に被害を推定し、直ちに適切な復旧対策を行うことができるように、地震被害推定方法が考えられている。たとえば地中埋設配管網が敷設されている地区をメッシュと呼ばれる最小単位に区分して管理し、各メッシュ内に存在する地中埋設配管網の延長距離を求めておき、地震発生時に各メッシュ毎に地震の程度を求め、地震の程度に基づく被害率と地中埋設配管網の延長距離との積で被害数を予測することが行われている。
【０００３】
大きな地震が発生し、地中埋設管が大きな被害を受けると、都市ガスの供給を停止する必要がある。復旧日数を最小にするためには、供給停止地区を最小にする必要がある。一旦都市ガスの供給を停止すると、供給の再開時には都市ガス使用器具を一旦点検して不使用状態であることを確認し、都市ガスの供給を開始してから必要な器具に再び点火する必要があり、大変な手間がかかるからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
都市ガスの供給のために用いられる地中埋設配管網には、一般に道路などの公共用地の地下に埋設される本管や支管が含まれるばかりではなく、各支管から需要者の居住する建物へ都市ガスを供給するための供給管も接続され、供給管についても本管や支管と同様に地震災害時に被害を受けるおそれがある。阪神淡路大震災の災害結果では、建物の倒壊に伴って供給管に大きな被害が発生している。都市ガスが漏洩し、緊急な都市ガスの供給停止や修繕を必要とするのは、本管や支管と同様に供給管においても必要である。このため、単に本管や支管の被害数ばかりではなく、供給管の被害をも考慮しないと、適切な復旧計画を立案することができない。
【０００５】
本発明の目的は、地中埋設配管網から各建物に接続される供給管についての被害を精度よく推定することができる地中埋設配管網の地震被害推定方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、過去の地震災害時のデータに基づいて、地震動の最大速度と被害率との相関関係、地震動の最大加速度と年代別建物倒壊率との相関関係、および建物倒壊数と地中埋設配管網から倒壊建物への配管路の被害数との比率を予め求めておき、
対象となる地区を予め複数の地域に区分し、
各地域毎に、地中埋設配管網の延長距離と、年代別の建物数とを求め、
地震災害発生時に、各地域毎に地震動の最大速度および最大加速度をそれぞれ計測し、
各地域毎の被害件数を、最大速度の計測値に対して相関関係を有する被害率と延長距離との積として算出し、
各地域毎の建物倒壊数を、最大加速度の計測値に相関する年代別建物倒壊率と年代別建物数との積に基づいて算出し、
各地域毎に、算出される被害件数と建物倒壊数に前記比率を乗算した数値との和を、地中埋設管から各建物への管路についての被害件数として推定することを特徴とする地中埋設配管網の地震被害推定方法である。
本発明に従えば、過去の地震災害時のデータに基づいて、地震動の最大速度と被害率との相関関係、地震動の最大加速度と年代別建物倒壊率との相関関係、および建物倒壊数と地中埋設配管網から倒壊建物への配管路の被害数との比率が予め求められる。地中埋設配管網は、予め複数の地域に区分され、各地域毎に延長距離と年代別の建物数とが求められる。地震発生時には、各地域毎に地震動の最大速度および最大加速度がそれぞれ計測され、最大速度の計測値に相関する被害率と延長距離との積として各地域毎の被害件数が算出される。各地域毎の建物倒壊数は、最大加速度の計測値に相関する年代別建物倒壊率と年代別建物数との積に基づいて算出される。各地域毎には、地中埋設配管網の被害件数と建物倒壊数に前記比率を乗算した数値との和として、地中埋設配管網から各建物への管路についての被害件数を求める。各建物への供給管についての被害件数は、地中埋設配管網と同様に地中で受ける地震被害と、建物倒壊に伴って建物近傍で受ける被害件数との和と考えることができる。建物の倒壊数は、建物の年代別に予め求められる建物倒壊率との相関関係に基づき、各地域の建物数から建物倒壊数を求め、比率に従って建物倒壊に伴う供給管の被害数を算出することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態としての地震被害推定を行う前提条件を簡略化して示す。都市ガスの供給用導管として本管１が設置される。本管１は、間隔をあけて封止用のバルブ２，３が設けられ、幹線道路４などの地下に埋設される。本管１からは、支管５が分岐し、幹線道路４に接続される一般の道路７に沿って建てられている建物８，９に供給管１０，１１を介して都市ガスをそれぞれ供給する。
【０００８】
地震発生時に、本管１や支管５などの基幹となる地中埋設管については、従来からある程度の範囲で被害予測が可能となっている。しかしながら、阪神淡路大震災の被害データを分析すると、供給管１０，１１も本管１や支管５と同様に被害を受けていることが判る。しかも、建物８，９が倒壊しているような場合には、供給管１０，１１は倒壊した建物８，９に接合しているので、建物倒壊とともに一定の割合で被害を受けることも判明している。
【０００９】
図２は、本発明の実施の一形態で地震被害推定を行う考え方を示す。ステップａ１から被害推定の準備を開始し、ステップａ２では過去の地震災害データに基づいて、地震動の最大速度Ｖと被害率αとの相関関係を求める。ステップａ３では、地震動の最大加速度Ｇと建物年代ｎ毎の倒壊率ｄｎとの関係を求める。ステップａ４では、建物の倒壊数と供給管の被害数との比率Ｂを算定する。
【００１０】
次にステップａ５で、被害推定の対象となる地区を複数のメッシュと呼ばれる最小単位に分割し、各メッシュ毎に本管１や支管５による導管の延長距離Ｌと、年代別家屋数Ｎｎとを求める。延長距離Ｌは、各メッシュ毎に埋設されている導管の延長距離である。年代別家屋数Ｎｎは、たとえば都市ガスの供給契約を締結した年代に基づいて判定する。一般に、新しく建物が建造された後で都市ガスの供給を受ける契約を締結すると考えられ、契約年度の古い建物は建造も古いと考えられる。ステップａ６では、被害推定を行うような大地震が発生しているか否かを判断する。通常は大地震は発生しないので、ステップａ５に戻り、各メッシュ毎の導管延長距離Ｌと年代別家屋数Ｎｎとを常に更新しておく。
【００１１】
ステップａ６で大地震が発生したと判定されるときには、ステップａ７で各メッシュ毎の地震動の程度として最大速度Ｖと最大加速度Ｇとを計測する。この計測のため、各メッシュには地震計測装置を備えておく。次にステップａ８で、各メッシュ毎に本管および支管の被害件数βを次の第１式に従って算出する。
【００１２】
β ＝ α×Ｌ                                            …（１）
また建物倒壊数ｄとして、次の第２式に従って年代別家屋数Ｎｎと年代別の倒壊率ｄｎとの積を各年代について集計した値を求める。
【００１３】
ｄ ＝ Σ（Ｎｎ×ｄｎ）                                  …（２）
次にステップａ９で、供給管の被害数として、本支管被害件数βと建物倒壊数ｄにステップａ４で算定した比率Ｂを積算した値の和を被害件数γとして次の第３式のように求める。
【００１４】
γ ＝ β＋ｄ×Ｂ                                        …（３）
ステップａ９で供給管１０，１１に対する被害を推定し、ステップａ１０ではステップａ８で求める本支管についての被害件数βとを総合的に判断し、各地区について都市ガスの供給を停止するか、緊急に復旧用の人員を配置するかなどの復旧計画を立案することができる。ステップａ１０で総合的な被害推定を終了すると、ステップａ２に戻り、相関関係などを実績データに基づいて見直す。
【００１５】
図３は、地震動の最大速度Ｖと被害率αとの相関関係の一例を示す。このような相関関係は、本管１や支管５の種類、たとえば鋼管であって継手がねじ式である場合のデータの一例を示す。地震の最大速度Ｖの単位ｋｉｎｅは、ｃｍ／ｓｅｃに等しい。導管の種類が異なると、相関関係も異なるけれども、一般にねじ式の導管はかなり古い導管であり、近年はメカニカル継手の導管になったり、ポリエチレン製の可撓性を有する導管が使用されたりして被害率は低下している。
【００１６】
図４は、導管を管理する最小単位であるメッシュへの区分例を示す。被害推定の予測対象地区２０は、複数のメッシュ２１，２２，２３に分割されて管理される。各メッシュ２１，２２，２３内では、本管１および支管５による導管の延長距離が求められる。複数の種類の導管が混在しているときには、各種類毎に求められる。また各メッシュ２１，２２，２３内に存在する建物数も、年代別に求められる。
【００１７】
図５は、阪神淡路大震災の被害データに基づいて得られている地震動の最大加速度（ガル）および供給管設置年（西暦下２桁）に対する家屋倒壊率の相関関係の一例を示す。建物の倒壊数が多くなれば供給管１０，１１の被害も比例して多くなるので、供給管１０，１１の被害としては、本支管の被害と建物の倒壊との和を考慮し、被害の推定精度を高めることができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、地震時の被害推定を、地中埋設配管網として、基幹となる管路のみでなく、基幹となる管路から分岐して建物まで連結される供給管などの被害も考慮して推定するので、より正確な被害推定を行うことができ、被害推定に伴う都市ガスの漏洩などに対する修繕や復旧処理を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の前提となる地中埋設配管網の構成を示す簡略化した平面図である。
【図２】本発明の実施の一形態の考え方を示すフローチャートである。
【図３】地震動の最大速度と被害率との相関関係の一例を示すグラフである。
【図４】地震被害予測対象地区についてのメッシュ分割状態の一例を示す簡略化した地図である。
【図５】過去の地震データに基づいて得られる最大加速度および建物年代と建物倒壊率との関係の一例を示す３次元グラフである。
【符号の説明】
１  本管
２，３  バルブ
４  幹線道路
５  支管
７  道路
８，９  建物
１０，１１  供給管
２０  予測対象地区
２１，２２，２３  メッシュ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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