Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
とその周辺においても、地震動観測値とシミュレーション結果はその卓越周期さえ一致しない場合もある $ ^{7} $ 。他の地域においても当然ながら満足すべき地下構造モデルが得られていないのが実情であるため、石油タンクのスロッシングを対象とした長周期帯域の入力地震動評価には、石油タンク立地地点での地震動観測が欠かせない。

### 3. 地震記録の扱い

### 3.1 SN比

巨大地震はめったに起こるものではないので、古い大地震の記録は重要である。しかし、すす書き、ペン書きされた記録ではSN比には十分気をつける必要がある。スペクトルが長周期側で周期に比例して大きくなるような場合は、いわゆる“1/fゆらぎ”である可能性が高い。従って、その場合には、その周期帯ではSN比が悪く、分析等には用いることができない。図2では周期4秒以上は精度の点で疑わしい。

最近の高性能の地震計においても、加速度計の場合には長周期地震動のSN比が小さく、収録の遅延時間が十分取られていない場合には、記録長は概して短く2分程度となる。長周期地震動は主に表面波から構成されることが分かっているが、その速度は遅いため、記録上はS波主要動が収まった後に遅れて現れる。従って、その場合たとえば長周期成分を強調するために速度に変換したとき、図3のように完全に地震動を記録できていないことがわかる場合が多い。このことは、少なからず構造物の地震応答を過小評価する。更に変位にするとその影響がよくわかる。1983年日本海中部地震での新潟の1倍変位強震計記録（ドラム方式記録）とSMAC記録*を比較するとその差は歴然である。

図2 長周期側のSN比が悪い場合の加速度フーリエスペクトルの例

### 3.2 液状化の影響

地震記録に含まれる長周期成分への液状化の影響を知ることは重要である。1964年新潟地震では液状化のため転倒した川岸町県営アパートの隣のアパートで得られたSMAC記録に顕著な長周期成分（5.8秒）が認められた。また、周期8秒付近にもピークが認められた（図4）。当初、これら長周期成分は液状化によるものとされていた。工藤（1992）は、新潟地震の断層モデルと正規モード理論を用いて地震動を評価した結果、長周期地震動は震源から放出された表面波としても説明が可能であることを指摘した $ ^{10} $ 。

一方、座間（1997）は、日本海中部地震等の日本海東縁部に起こった地震の記録を解析し、1964年新潟地震での新潟気象台の1倍強震計記録が振り切っていたために明らかではなかった地震動を推定した。そのスペクトルは、SMAC記録のそれと概ね一致するが、SMAC記録で認められた5.8秒の卓越周期は得られず、この卓越周期は液状化の影響によるものと推察している $ ^{11} $ 。

図3 加速度波形を積分して速度波形にした例：2004年紀伊半島沖の地震M7.4での東京湾岸の記録 $ ^{8} $

*Strong Motion Accelerograph Committeeの頭文字をとった機械式加速度計で得られた紙ベースの記録。25gal/cmと解像度は低いが、1Gまで測定可能。1953年に製作され、現在でも一部で用いられている。
その後、Kudo et al. (2000) は地下と屋上の記録の比較を通して、最初の長周期の波は震源からの直達S波で,60～70秒後の波は表面波であることを指摘した $ ^{12)} $ 。また、吉田・工藤 (2000) は詳細な地盤応答解析を行い、地震動の長周期化が始まって約4秒間は液状化は発生しておらず、その後の周期5.8秒の卓越した成分は液状化の影響を受けた位相であり、その波群の後に見られる周期8秒などの波は表面波によるものであると結論付け $ ^{13)} $ 、地震後40年を経て決着がついた。

このように液状化でも極めて周期の長い波が卓越することがあるため、観測記録を用いた入力地震動評価を行う際には注意が必要である。特に液状化対策がなされていない、いわゆる旧法タンクサイト、電源室、ポンプ室などで得られた記録を用いる場合には、地震計設置点での地盤状況調査をすべきである。

### 3.3 長周期地震動の生成

長周期地震動はM6.5程度以上でなければ卓越しないという指摘がある $ ^{14} $ 。しかし、S波主要動との相対的な比較からすれば、振幅レベルは低いものの、例えば1998年伊豆半島東方沖の地震（M5.7）でも長周期地震動が大きく励起されており $ ^{15} $ 、場合によってはM5クラスでも長周期地震動が卓越しうることが観測から明らかとなっている。従って,一般に短周期成分の予測に用いられている経験的グリーン関数法（後述）により、巨大地震での長周期地震動を精度良く予測することも可能と思われる。中小地震は多く発生することから、地震記録取得効率がよいので、早急に地震観測を開始し、今後その発生が危惧されている南海トラフ沿いの巨大地震等に備えることが望まれる。上述したように、長周期地震動は主に表面波から構成されている。また、表面波は、大阪平野のような堆積盆地でよく観測されるような、盆地端部に入射したS波が表面波に効率的に変換され、平野内を伝播しながら成長するという盆地生成表面波と、元々震源付近から発生した表面波が、複雑な深部地下構造の影響を受けながら伝わってきた堆積層表面波とに分けられる（図5模式図参照）。後者の場合には元々の表面波の励起の程度が問題になるが、理論的には震源の深さに強く依存する。例えば、東京付近の平均的な地下構造に対するLove波の励起の程度を検討した結果によれば、震源深さが5kmの場合には20kmよりも約8倍も強く励起される $ ^{16} $ 。図6はその好例で $ ^{17} $ 、浅い地震の速度波形（図6中央上の波形）の30秒付近から90秒位まで周期の長い波が顕著に見てとれる。また、図6右のスペクトルでみると、周期約4秒では1桁以上の振幅の違いが確認できる。

ところで、地震動予測手法の一つとして経験的グリーン関数法がある。この手法は、予測対象地震の震源域内で発生した小地震記録をグリーン関数として用いるものである。小地震といえども地震波は大地震とほぼ同じ伝播経路を伝わってくるため、複雑な地下構造が地震動に与える影響を含んでいることになる。実際、多数の適用事例において、観測波形がよく説明されている $ ^{18} $ 。しかし、この手法は実体波部分の予測には適しているものの、表面波、即ち長周期地震動の予測には工夫を要する。何故ならば、上述のように小地震でも浅いところで発生すると表面波が強く励起されるため、その記録をそのまま大地震の断層の深い部分の破壊に適用すると過大評価することになるからである。逆に深いところで発生した小地震の記録をグリーン関数とすると過小評価する恐れが

図4 1964年新潟地震における川岸町アパートでの強震記録（加速度）とその速度応答スペクトル⁹
図 5 長周期地震動の生成メカニズムの模式図

図6 震源深さの長周期地震動の励起に及ぼす影響

上：浅い地震（伊豆大島近海，M6.5，Δ113km，深さ5km）、下：深い地震（銚子付近，M6.4，Δ132km，深さ51km）の東京大手町（気象庁）の加速度・速度記録とそれらのスペクトル $ ^{17)} $ 。

ある。但し、実体波起源の盆地生成表面波が主であると考えられる場合にはその限りではない。

対応としては、震源深さによる励起の違いを補正した複数の記録を作成し、それらをグリーン関数として用いることが考えられよう。もちろん、震源深さの異なる複数個の小地震記録があれば、それを用いることが推奨される。

## 4 ．石油タンクのスロッシング挙動

### 4.1 スロッシング高さ

固定屋根式石油タンクのような、液面が自由の場合のスロッシング挙動については、波高が約2 mより低い場合、速度ポテンシャル理論によってほぼ正確な説明が可能である $ ^{19} $ 。しかし、浮屋根がある場合にはその限りではない。例えば、図7はタンクサイトで得られた2003年
十勝沖地震での地震記録から計算された速度応答スペクトルとスロッシング波高から逆算された値（黒丸）との比較であり、逆算値の包絡はほぼ前者と一致している。しかし、説明できないものも存在する。このことは、この地震に限ったことではなく、日本海中部地震、北海道南西沖地震でも認められる。更に備蓄基地のようなタンク直径、液面高さが等しい場合でも有意な差があることが、周期11秒付近の速度応答スペクトル値のばらつきに見ることができる。

これには3つの問題がある。1つはスロッシング波高の測定に曖昧さがありうること、2番目はタンクサイトで得られた地震動であっても、それが全てのタンクの入力地震動として扱えるか不明であること、そして最後に速度ポテンシャル理論に基づくスロッシング波高算定方法が浮き屋根のある場合に対して適用できるか否かである。

## (1) 測定法に関して

通常、スロッシング波高は、側板内側のウェザーフードによる擦過痕や油痕の高さを測定することでなされる。測定方法が明確に指示されていないと、油の飛散跡などを測定してしまうこともあるようである。また、ウェザーフードによる擦過痕は、浮き屋根がスロッシングで上昇する際に側板に近づき、ウェザーフードが強く側板に押し付けられる程度にも依存するであろうから、実際のウェザーフード最高到達高さを示しているかどうかは不明である。また、ポンツーンとウェザーフードのなす角度がスロッシングによって上下する浮き屋根の位置に依存するため、スロッシング最大上昇量を正確に捉えているとは言えない。

図7 2003年十勝沖地震での地震記録から計算された速度応答スペクトル（実線、破線）とスロッシング波高から逆算された値（●）との比較

## (2) 入力地震動

図8は、2003年十勝沖地震における備蓄基地でのスロッシング最大上昇量の分布である $ ^{20} $ 。一部を除き、これらのタンクの内径や液高は等しいが、測定された波高は異なっており、系統的に南側が大きく、入力地震動の相違を反映しているように見える。単純に観測値を用いて作成された速度応答スペクトルの広域でのコンター図（前出図1）から、この地域では南側の方が地震動が大きいと推察される。このように、1事業所内においても長周期地震動特性が異なる可能性があるため、たとえば微動測定などを行うことによって、最も揺れやすい地点を把握し、そこでの地震観測を行うことが重要である。

## (3) 速度ポテンシャル理論の適用に関して

速度ポテンシャル理論の適用においては、周期と減衰定数を与える必要がある。最大上昇量評価では、スロッシング1次モードのみを考慮すればほぼ事足りる。高次モードの寄与が相対的に小さいからである。1次のスロッシング固有周期に関しては、浮き屋根のある場合についても理論と一致するので問題はない。一方、減衰定数に関しては、実タンクでの検討例は限られている（表1 $ ^{21} $ ）。特に、実タンクの浮き屋根振動実験では $ ^{22} $ ）、2～3％と他に比べて非常に大きな減衰となっていること、振幅依存性が認められること等、地震時の挙動から推定された他の研究における減衰特性と異なっており、今後の更なる検討が必要である。なお、油種による減衰定数の違いについては、間接的にではあるが、2003年十勝沖地震での釧路での液面計データに関する検討からは無視できることが暗に述べられている $ ^{23} $ が、更なる検討が必要である。

ところで、速度ポテンシャル理論は微小波高を仮定しているため、直径（D）に比べ波高（Wh）が大きくなると（Wh/D＞0.02）、非線形性の影響が出てくる $ ^{24} $ 。自由

## Distribution Map of Sloshing Height

図8 2003年十勝沖地震による備蓄基地の石油タンクのスロッシング最大上昇量の分布 $ ^{20)} $
表1 文献に見られるタンクスロッシング1次の減衰定数（文献 $ ^{[21]} $ ）における出典省略）

液面(屋根)状態	実機/模型	減衰定数	測定対象・状況	備考
固定屋根
(自由液面)	実機	0.03%～0.1%	2003年十勝沖地震時の60秒毎データ。創路の10例のタンク対象。	全てのデータを0.03%と解釈することも可能。
0.07%	1984年長野県西部地震。D=32.95m,10000k1の水タンクの1例。	検討に用いた地震動に曖昧さがある。 $ ^{*1} $
模型	0.4%程度	D=2m。定常加振による応答曲線より評価。 $ ^{*2} $
0.04%	D=3.125m、側板厚は相似則考慮。
0.09%～0.38%	D=0.8～0.97m。共振曲線と減衰波形より評価。
浮屋根	シングル
デッキ	実機	0.5%	2003年十勝沖地震。D=60.4m6例、42.7m1例。	推定結果のバラツキ(分布範囲)やや大。
2～3%	容量1600k1タンクに海水を入れ自由振動。センターポール有。
模型	0.5%程度	$ ^{*2} $ に同じ、の他、2次以上の減衰定数は5～10%の記述有り。 $ ^{*3} $
ダブルデ
ッキ	実機	1%	2003年十勝沖地震。直径80m程度の一例。2,3次5%程度の記述有り。
模型	0.5%程度	$ ^{*3} $ に同じ。
0.59～0.98%	D=3.125m。相似則考慮。
分別せず	模型	0.48%	D=3.126m。
分別せず	実機	0.1%	1983年日本海中部地震。約30例のデータより評価。	$ ^{*1} $ に同じ。
0.1%	1993年北海道南西沖地震の多数データより評価。	$ ^{*1} $ に同じ。

液面については嶋田・他（1986） $ ^{25)} $ が検討しており、線形解に比べ最大上昇量が10－20％大きくなるとしているが、浮き屋根のある場合については、解析解が得られておらず、今後の検討課題である。

### 4.2 浮き屋根強度

2003年十勝沖地震では、スロッシングによりシングルデッキ浮き屋根に大きな変形が生じ、ポンツーンが座屈、浮き屋根が沈没するという甚大な被害が起こった。1983年日本海中部地震でも同様の座屈破壊が認められたが、この時にはそれらのタンクでは幸いにも浮屋根沈没や火災には至らなかった。1999年トルコ・コジャエリ地震では、TÜPRAS製油所の殆どのタンクで浮き屋根が損傷を受け、中には浮き屋根が沈没、火災となったタンクもあった $ ^{26, 27} $ 。しかし、浮き屋根強度に関して、雨水が浮き屋根上に滞留した場合の浮き性能を確保するための規定はあるものの、スロッシングに対する規定はなかった。これは世界的に見ても当てはまる。

浮き屋根の強度に関する検討は、坂井・他（1980）が浮屋根を弾性平板としてモデル化し、流力弾性振動解析によって浮屋根のスロッシングに関する基本性状の検討と、浮き屋根模型を用いた実験的検討 $ ^{28)} $ を行ったほか、有限要素法による詳細解析が一部で行われているに過ぎない $ ^{29)} $ 。

消防庁では十勝沖地震での被害の甚大さに鑑み、地震直後から浮き屋根強度の検討を行い、その結果に基づき2005年1月に基準を新たに設けた $ ^{1)} $ 。その検討では、スロッシングの非線形性や2次モードの影響を含め、有限要素法による詳細な浮屋根挙動の解析がなされ、その結果をベースに応力算定のための簡易式が提示されている $ ^{30)} $ 。しかし、浮き屋根と液体との連成条件の設定、浮き屋根の衝上・滑落の扱い、高次モードの影響、ゲージポール・ガイドポー
ルの浮屋根揺動への影響、あるいはポンツーン損傷への影響など、詳細解析法の妥当性については不明な点もあり、今後実タンクの振動実験等を通して明らかにしていくことが必要である。

### 4.3 その他の問題

## (1) 溢流量の評価

大きなスロッシングが発生すると、固定屋根式タンクでも内容液が屋根を突き破り大量の溢流が認められることがある。図9は1964年新潟地震での20,000kl重油タンクが固定屋根を破り噴出した瞬間を示している $ ^{31} $ 。溢流により飛散した総量は約2,000klであり、これは1基当たり容量の5％程になる。1983年日本海中部地震での新潟、2003年十勝沖地震での苦小牧でも大量の油の溢流が確認されている。後者では第2火炎を起こしたタンクのごく近くの灯油タンク（浮き屋根式）からの溢流量が多く、防油堤内に灯油が30～40cm滞留した。また、第1火炎でも溢流した油からの火炎が認められている。従って、溢流量の見積もりが極めて重要であるが、その算定方法はまったく検討されていないのが現状である。タンク屋根形式の違いも考慮した算定方法の導出が望まれる。

## (2) 浮き屋根の衝上あるいは滑落

2003年十勝沖地震では、図10のようにタンク側板に塗装の剥れが斜めに点々と認められた。これはスロッシングによる液面の動きに伴い、ポンツーン側板側下部に取り付けられた浮屋根衝突防止（リミッタ）が側板に衝突したためと考えられる。また、日本海中部地震の際に浮き屋根が側板に当たる音を聞いたとの証言もある。これらは浮き屋根が液面上を衝上あるいは滑落したためと考えられる。いずれにしても側板に損傷をもたらす恐れがあり、事実の確認が必要である。

これらの現象は、浮き屋根と内容液との連成をどう考えるかという極めて重要な問題を考える際の一つの拠り所を

図9 1964年新潟地震での東北電力新潟火力発電所の固定屋根式重油タンクからの油の噴出 $ ^{9)} $

与えるものでもあり、振動実験等を通して詳細を明らかにすることが必要である。

## (3) スロッシングの制振に関して

1964年新潟地震の石油タンク被害の甚大さから、各種の特許や実用新案の申請、研究報告がなされている。提案されているスロッシング被害防止策を紹介すると、

・浮き格子方式：液面近くに区画板で構成された格子を設置し、内溶液の揺動を抑制する

・ばね垂体方式：垂体び質量効果とバネの伸縮による復元モーメントにより浮き屋根の傾動を抑制する

・伸縮自在形区画板方式：浮き屋根の下面に伸縮自在な区画板を垂らし液面の揺動を抑制する

・アンチローリングワイヤー方式：タンク側板と浮き屋根の間に滑車を介してワイヤロープを取り付け浮き屋根の傾斜に対する自由度を拘束する

·逆U字管方式：スロッシングと逆U字管との連成振動を利用して抑制する

・気泡吹き込み方式：揺動する液中に気泡を間欠的に吹き込み抑制する、

など等である $ ^{32)} $ 。

これらの一部には、模型実験や理論解析等でその効果が検証されているものもあるが、総じて実機における効果の検証が難しいこと、各種荷重条件に対する細部の設計が難しいこと、過去の被害事例からタンク内部に設備等をできるだけ付加しないことが望ましいこと、建設コストが10%程度割高になること等により実用化には至っていない $ ^{32} $ 。

これらに加え、2003年十勝沖地震の石油タンク被害に鑑み、浮き屋根外周部へのゴム製減衰材の設置（井田他、2005） $ ^{33} $ 、空気ダンパーを用いる方法（張・他、2005） $ ^{34} $ 、転動型制御装置による方法（島崎・他、2005） $ ^{35} $ 、などが提案されている。これらについても、特にタンク本体も含

図10 2003年十勝沖地震後に認められたタンク側板の塗装の剥れ（畑山 健氏 撮影）
め既存設備への影響をあらかじめ評価することが重要で、これには多くの検討が必要となろう。

## (4) 地震直後の合理的点検

現時点では、石油タンクのスロッシングによる被害を全くなくすことは、構造的耐震性を高めることで不可能ではないだろうが、コスト的に成立しにくいと考えられる。そこで、被害の軽減を図るための予防的方法と併せて応急対応を効率的に行うことによって、被害を極小化することが考えられる。例えば、1983年日本海中部地震直後に出された通達36)では、「自衛消防体制の整備、消火設備の維持管理の一層の徹底を図る。本震による出火がない場合でも余震に備えて消火設備の起動試験、化学消防自動車の出動準備等の措置をとる。地震によっては溢流が避けられないことがあることから、引火防止、溢流危険物の拡散防止等を図るための可燃性蒸気の濃度測定、泡放射による流出油面の被覆、土囊積み等の措置を直ちに講ずること」が挙げられている。2003年十勝沖地震後においては、「効率的なパトロールの実施、職員の非常参集、人員、資器材の効率的運用等」も掲げられた $ ^{1)} $ 。

このような措置をできるだけ迅速・的確に行うためには、まず地震直後にどのタンクでどのような被害が発生し得るのかを即時的に判断し、それに基づいた効率的な点検、対応を行うことが重要と考えられる。この目的のために、地震動観測記録に基づくリアルタイムシステムが構築されてきている $ ^{37,38} $ 。その際、当然ながら、火災の危険性を加味した、効率的パトロールの実施のための支援情報を提示することが必要である。即ち、原油、ガソリン、ナフサ等のタンクにおいては、少量の溢流であっても火災発生の可能性が高いことから、パトロールの優先順位としては高くする等、具体的な支援情報が盛り込まれるべきである。

## (5) LNG/LPGタンクのスロッシング被害のシナリオ

今まで石油タンクについて述べてきたが、LNG、LPGタンクのスロッシングについても若干触れることにする。LNG (liquefied Natural Gas) はメタン (沸点: -161℃) を主体とし、LPG (Liquefied Petroleum Gas) は主としてプロパン (沸点: -42℃)、プロピレン (沸点: -48℃)、ブタン (沸点: -1 ~ -12℃) からなる可燃性低温液化ガスである $ ^{39} $ 。いずれも常温以下に沸点があり、大気圧下では常に沸騰状態にある可燃性気体であることを念頭に置く必要がある。

LNG/LPGが大気圧付近の圧力に保たれ断熱された容器に蓄えられている場合には、液面上の空間は気化したガスで充満され、空気がないので火災・爆発の危険はない。しかし、タンクからの漏洩・流出がある場合には、その液面上からある程度離れると可燃性混合気が形成され、火災・爆発の危険性が出てくる $ ^{39} $ 。

スロッシングが大きく励起されると、液面が鋼製屋根に接触し、低温による熱衝撃を与え破損させる恐れがあることから、例えばLNG地下タンクでは、(1)サスペンションデッキ（屋根から吊るしたデッキ）十常温鋼材屋根タイプのものと、(2)屋根内面保冷十低温鋼材屋根タイプ、あるいは(3)これらを組み合わせたものとしている。しかし、(1)の場合には次の2つの被害シナリオがなお考えられる $ ^{40} $ 。

·過大なスロッシングが発生し内容液がサスペンションデッキを押し上げるとともに、屋根伝いに常温鋼材範囲に接すると、屋根板が低温脆性破壊する。

・スロッシングの発生に伴い、サスペンションデッキに負圧が作用しデッキを落下させ、同時にデッキ上部の常温鋼材屋根が低温域になり、低温脆性破壊する。

これらのことから、(1)の場合のスロッシング最大上昇量に関する地震動設定値は、60cm3波共振法等により算出されるスロッシング高さ以上にデッキを設置するようにしている。なお3波共振法では、固有周期Ts>7.5秒の時、速度応答値換算で3.6・10³/Tsとしている。即ち、周期10秒でも360cm/sという極めて大きな値にしている。この値は消防法の新基準で最もよく揺れる地域・周期帯で提示された226cm/sの1.8倍である。従って、液面を下げることによる経済損失と巨大地震時のスロッシングによる被害との比較による費用対効果がきちんと出せるよう、地震動の設定に関する検討を今後とも続ける必要がある。

### 5. おわりに

石油タンクのスロッシングに係わる入力地震動、すなわち周期3秒程度から12秒程度のやや長周期地震動特性、およびスロッシングの基本的振動特性、そして浮き屋根挙動等に関しての課題を提示した。浮き屋根挙動に関する議論が浅い等、記述に精粗があること、すべてを網羅できてはいないことなどについては、筆者の力量不足であり、他の方々の更なる問題提起とそれへの対応を期待したい。

## 参考文献

1）消防庁：危険物の規制に関する規則の一部を改正する省令等の施行について、消防危第14号（2005）

2）座間信作：東京湾岸で観測されるやや長周期地震動の特徴、消防研究所報告、71, pp.1-9（1991）

3）座間信作、井上涼介：北海道南西沖地震による石油タンクのスロッシング、消防研究所報告、7, pp.1-10（1994）

4）畑山健、座間信作：平成15年（2003年）十勝沖地震の際の長周期地震動の特徴、消防研究所報告、97, pp.15-25(2004)

5）吉田邦一、笹谷努：2003年十勝沖地震時に石狩平野北部で観測された低周波数地震動の増幅，地球惑星科学関連学会2005年合同大会予稿集、S046-015（2005）

6）座間信作：やや長周期地震動のスペクトル特性から見た地域区分の見直し、Safety & Tomorrow 101, pp.14-26
(2005)

7) Kudo, K.: A study on the contribution of surface waves to strong ground motions, Proc. of 7th WCEE, Istanbul, pp.499-506 (1980)

8）畑山健,座間信作：2004年9月5日紀伊半島南東沖の地震による石油タンクのスロッシングと長周期地震動、消防研究所報告、99, pp.52-67（2005）

9）太田外氣晴・引田智樹：64年新潟地震と03年十勝沖地震における石油タンクの溢流とやや長周期地震動、地震工学研究レポート、90, pp.55-66（2004）

10）工藤一嘉：1964年新潟地震、川岸町における強震記録の再検討、地震学会講演予稿集、2（1992）

11）座間信作：日本海東縁部の地震による長周期地震動特性,消防研究所報告、84, pp.20-32（1997）

12) Kudo. K., T. Uetake, and T. Kanno: Re-evaluation of nonlinear site response during the 1964 Niigata earthquake using the strong motion records at Kawaguchi-cho, Niigata city, 12th World Conf. Earthq. Eng, 0969 (2000)

13）吉田望、工藤一嘉：1064年新潟地震における川岸町の液状化に関する地盤工学的検討、日本建築学会梗概集、B2,293-294（2000）

14）古村孝志：私信及び産経新聞（4/25）：http://www.jisin-110.com/news/d_news/index_170425.html（2005）

15）三浦弘之・翠川三郎：3次元深部地下構造がやや長周期地震動の特性に及ぼす影響、地震、54, pp.381-395（2001）

16) 工藤一嘉：長周期構造物への地震入力に関連した表面波の評価、第5回日本地震工学シンポジウム, pp.273-280 (1978)

17）工藤一嘉：長周期地震動について、配管技術、630-47, pp.4-11 (2005)

18) 例えば、釜江克宏・入倉孝次郎：1995年兵庫県南部地震の断層も出ると震源近傍における強震動シミュレーション、日本建築学会構造系論文集、500, pp.29-36 (1997)

19）座間信作、吉原浩、亀井浅道：大型円筒貯槽におけるスロッシング観測、消防研究所報告、61, pp.1-8（1986）

20) S. Kaita: The damage of the national oil storage bases by the 2003 Tokachi-oki earthquake, PVP-490, Storage Tank Integrity and Materials Evaluation, ASME, pp.233-234 (2004)

21）建築構造物小委員会容器構造WG：容器構造の耐震問題、巨大地震時に予測される長周期地震動とその耐震問題、日本建築学会大会（近畿）特別調査部門研究協議会資料、pp.151-158（2005）

22）廣川幹浩、山田實、座間信作、西晴樹、遠藤真：模擬スロッシングによる実タンク内部浮屋根の変位とひずみの減衰特性に関する検討、消防研究所報告99、p.8-18(2005)

23）座間信作、西晴樹、廣川幹浩、山田實、畑山健：石油タンクのスロッシングの減衰定数、消防研究所報告

98, pp.66-73 (2004)

24）吉原浩、座間信作：円筒貯槽のスロッシングに関する研究－速度応答スペクトルの適用範囲についての検討－、円筒貯槽のスロッシングに関する研究報告書、pp.1-12（1986）

25）嶋田三郎、山田善一、家村浩和、野田茂：円筒タンクの非線形スロッシング解析に基づく長周期応答スペクトルの推定、土木学会論文集、368, pp.383-392（1986）

26) 土木学会：“The 1999 Kocaeli earthquake, Turkey” (1999)

27）青木正幸：“トルコ北西部地震による石油精製施設での火災事故”、Safety Engineering, 108, pp.10-12 (2000)

28）坂井藤一、西村正弘、小川浩：浮屋根指揮石油貯槽のスロッシング性状に関する研究、川崎技法、74, pp.60-66 (1980)

29）西口英夫,伊藤雅文、保延宏行、加納俊哉：長周期地震動による大容量石油タンクのスロッシング挙動解析と安全性評価、火力原子力協会誌、pp.56-581（2005）

30）危険物保安技術協会：屋外タンク貯蔵所浮屋根審査基準検討会報告書（2004）

31）電力意中央研究所·技術研究所：新潟地震被害現地調查報告,技術研究所業務資料（特640001）（1964）

32）消防庁：屋外タンクのスロッシングに関する調査報告書（1990）

33）井田剛史、坂東譲、連重敏、平野廣和：浮屋根式タンクのスロッシング減衰方法の検討、大型タンクのスロッシングに関する耐震・制振・免震等技術のミニシンポジウム講演概要集、pp.35-36（2005）

34）張 至、鎬、濱田政則、山田敏夫、今野隆雄：空気ダンパーによる液面揺動防止効果に関する実験的検討、大型タンクのスロッシングに関する耐震・制振・免震等技術のミニシンポジウム講演概要集、pp.33-34（2005）

35）島崎洋治：長周期をもつ構造物のためのクレイドル型制振装置の制振効果、大型タンクのスロッシングに関する耐震・制振・免震等技術のミニシンポジウム講演概要集、pp.29-30（2005）

36）消防庁危険物規制課長通達：危険物施設の地震対策について、昭和58年5月31日（1983）

37）座間信作、畑山健、吉田聖一、河野和間、関根和喜、丸山裕章：石油備蓄基地のリアルタイム地震被害評価システムの構築、圧力技術 40-3, pp.26-37 (2002)

38) 大保直人、加藤健治：リアルタイムスロッシング評価システム、大型タンクのスロッシングに関する耐震・制振・免震等技術のミニシンポジウム講演概要集、pp.15-18 (2005)

39）上原陽一、小川輝繁監修：防火・防爆対策技術ハンドブック、テクノシステム（2004）

40）川村佳則：私信（2005）
# Some Problems on Long-period Strong Ground Motions and Liquid Sloshing of Oil Storage Tank

(Abstract)

Shinsaku Zama

(Accepted November 4, 2005)

The 2003 Tokachi-oki earthquake caused the severe damage of oil storage tanks at Tomakomai such as fires and sinkage of floating roofs. The cause of damage is liquid sloshing of oil storage tanks excited by the long-period strong ground motions. This paper showed the some problems associated with characteristics of long-period ground motions and of liquid sloshing, floating roof behavior, and so on, in order to contribute for the safety of oil storage tanks in large earthquakes in the near future.
解說

# 災害情報の共有化に関する考察

細川 直史、座間 信作

(平成17年11月21日受理)

### 1. はじめに

地震などの大規模自然災害においては、被災地の災害拡大を迅速・適切に防止するためには、あらゆるレベルでの連携・協調が必要であり、それを実現するためには、情報の共有化が必須である。内閣府、国土交通省などという国レベルの連携から地域住民一人一人まで、防災情報を共有化するためには、伝送プロトコル、あるいは災害事象の項目、そのまとめ方、等々をできれば統一し、無駄なあるいは不足する情報を極力なくす標準化を図ることが必要である。

そのためには、国、都道府県、市町村等の災害対応上必要となる情報の整理とこれら災害情報の記述方法や伝送プロトコルの標準化を行うとともに、地震等非常事態においても円滑な運用が可能な防災情報システムの在り方についての検討を行うことが求められる。

そこで、本稿では、国、都道府県、市町村での防災情報システムの状況を調査・整理するとともに、これら組織間での情報共有の仕組みと運用の実際について消防庁を中心とした調査を実施し、防災情報システムの課題を考察する。

### 2. 消防庁の危機管理体制と防災情報システムについて

国レベルの防災情報システムの状況について、まず消防庁を取り上げる。これは被災地において実際に防災活動を行う消防機関との連携を行ってきているという点、更には各自治体での被害情報の取りまとめ等において、情報面での重要な役割を担っていると考えられるからである。

災害が発生した場合には、被害の状況や規模の情報を迅速に収集し、これを関係機関に確実に伝達し、対応に必要な応急体制を早急に立ち上げることが、被災地の災害拡大を防止するために重要である。都道府県知事、市町村長は、災害に関する予報又は警報の通知を受けたとき等は関係者に対し、通知等をすることとされている（災害対策基本法第55条、第56条）。これらの場合において、都道府県知事又は市町村長は、被害状況の把握や警報の伝達を迅速かつ確実に行うことができるように、都道府県や市町村の防災行政無線の整備と適正な運用を行う必要がある。また、都道府県や市町村の管轄内で発生し、即報基準に該当する火災や災害は、覚知後30分以内に第一報報告として消防庁へ報告されることが、火災・災害等即報要領として規定されている。

消防庁においても、夜間・休日の宿直を含め、発災後速やかな対応と、災害の規模に応じた災害応急体制がとられる（表1）。都道府県の防災担当との連絡や、消防本部の通信司令室へ119番通報の入電状況の確認等による情報収集が直ちに行われ、人的、建物、火災などの被害の実数などをまとめた報告書の作成が行われる。その結果は、首相官邸をはじめとする政府関係機関へ伝達されるとともに、インターネット上に公開される。

一方、阪神淡路大震災のように被災地の常備消防力だけでは対応が困難な大規模災害の教訓に基づき、平成7年に創設された緊急消防援助隊が、平成15年6月消防組織法の改正により法制化、平成16年4月から法制度上明確化された。現在、指揮支援部隊をはじめとする10種類の部隊で編成、延べ2,821隊（35,000人規模）が登録され、大規模・特殊災害発生時には、消防庁長官の指示又は求めにより、全国的な応援体制がとられる。消防庁では、緊急消防援助隊の運用が円滑に行えるよう、消防・防災危機管理センターを設け、災害初動時における情報収集体制の強化を図っている。

緊急消防援助隊の派遣において、発災直後に被災市町村や都道府県に対して地元の地理情報やヘリコプター離着陸場、水利等の情報を求めることは極めて困難である。

表 1 消防庁の地震発生時における応急体制

応急体制	主な設置基準、	対応人員
第1次	震度4、5弱、	応急対策室
第2次	震度5強（東京23区除く）、	応急対策室および防災課等の一部職員
第3次	東京23区における震度5強、震度6弱以上、東海地震注意・予知情報	全職員
そこで、消防庁では大規模災害時の広域応援をより円滑に実施するため、広域応援に必要とされる各種情報のデータベース化とネットワーク化により情報の共有化を図る防災情報システムの整備を進めている（図1）。広域応援支援システムやヘリコプター運航情報サブシステムなどのオンライン利用が、75%の消防本部と95%の都道府県（平成16年8月時点）において可能となっている。

## 3 ．災害情報共有のための防災情報システムと扱われる情報項目について

表2～表4は、それぞれ国、県、市町村の防災情報システムやインターネット上のホームページに公開されている被害情報収集のためのシステムの事例を調査・整理したものである。これらの表から、被害情報収集のためのシステムでの被害地点の入力方法において、GISを用いて地図上で指定するシステムは現状では少数であり、多くが文字により災害発生場所や災害種別などを入力するシステムとなっていることが指摘される。

自治体職員が個々の被害情報を入力する方式では発災直後の運用面での課題があると考えられることから、一般住民からの情報提供を含めたシステムが一部で実現しており、被害情報の早期把握という点では有効であると考えられるが、得られた情報の利活用を考えると信頼性をどのよ

図1 防災情報システムのメインメニュー画面

表 2 国の機関における防災情報システムの例とその主な情報項目

機関名	システム名称	入力(情報)項目	GIS地図の利用
内閣府	地震被害早期評価システム(EES)	<記入項目>地形、地盤、建築物、人口等について日本全国のデータベースを整備しており、気象庁からの地震情報を受けるとメッシュ震度分布、建築物被害及びそれに伴う人的被害の推計する。震度4以上が観測されると自動的に起動し、地震発生後30分以内に推計結果を出力する。	有
応急対策支援システム(EMS)	<情報項目>道路、鉄道等の基盤施設及び消防署、病院等の防災関連施設に関する情報をあらかじめデータベースとして整備しておき、災害時収集する被害情報や応急対策状況等の情報とともに地図上に整理し、それらの情報を関係機関の間で共有する	有
国土交通省関東地方整備局千葉国道事務所	ちば情報ネット掲示板入力画面	<記入項目>・ユーザー-ID、パスワード、メールアドレス、名前、書き込み欄<選択項目>・情報内容(災害情報、安否情報、交通情報、ボランティア・地域活動情報)	無
国土交通省荒川下流河川事務所(北区・足立区・川口市)	安否情報掲示板	<記入項目>・投稿者の名前、住所、現在地(避難している場所)・コメント	無
陸上自衛隊第10師団	緊急災害情報受付コーナー	<記入項目>・日時、場所、状況<選択項目>・情報提供者(一般市民、自治体関係、協力会関係、隊員)	無
うに担保すべきかなどの課題が存在する。

### 4. 消防庁と地方自治体との情報共有について

昭和39年6月に発生した新潟地震では、液状化による建築物の倒壊や製油所のタンク火災など大きな被害が発生した。当時、電電公社の公衆通信回線が甚大な被害を受け、東京～新潟間の通信連絡が途絶したため、被害状況がつかめず、災害救援対策に遅れを生じたという苦い経験がある。これをきっかけに国と地方を結んだ消防防災無線など、災害時の情報通信ネットワークの整備・多ルート化が進んでいる（図2、表5）。

ヘリコプターテレビ電送システム、高所監視カメラ等の映像は、衛星通信ネットワークを介することにより、国や全国の地方公共団体へ伝送され、災害映像のリアルタイム共有が実現されている（図3）。緊急援助隊派遣の決定や規模・部隊編成などは、発災後、速やかに行われなければならず、被災地域の自治体や消防本部からの被害状況の報告や、ヘリテレによる上空からの被災状況の映像は、これら意思決定に必要不可欠な情報である。

都道府県においても防災情報関連システムの構築が進んでいることから、消防庁と都道府県のシステムとを接続し、消防庁のシステムから都道府県のシステムにある災害情報をはじめとする共有すべき情報等を自動的に収集できるシステム構築を試験的に行っている。主な機能は、

① 速報第4号様式の自動作成・送信機能

② 情報共有フォルダによる情報共有機能

③ 都道府県防災情報関連システム画面の自動送信機能の3つであるが、これらの機能の活用によって、広域消防応援の初動体制の迅速化、隣接都道府県との情報共有による効率的な応援活動が期待される。

また、消防庁の危機管理センターにおいては、自治体などの関係機関から収集・報告される被害情報や災害対応に関する情報が、情報集約班によって把握されるごとに災害時系列管理システムに順次入力されている。図4は、平成16年（2004年）新潟県中越地震の発生からの6時間において、災害時系列管理システムへの情報の入力数回数を1時間ごとに示したものである。地震被害に関する情報入力数は、20時台の24件がピークとなっている。19時台から20時台にかけて、緊急消防援助隊の派遣等に関する重要な意志決定がなされており、消防庁の情報収集がこの間において特に活発に行われていたことが分かる。この24件の被害情報は、火災や家屋の倒壊に関するものであるが、このうち17件が地元消防本部からの報告であった。地震発生後約3時間の20：54に新潟県からの被害報第3報が報告されており、これ以後、市町村消防本部から直接得ていた被害情報から、新潟県によりとりまとめた市町村別の被害情報へと情報取得ルートの移行が始まり、情報が新潟県から一括で報告されることにより入力数が減ったものと考えられる。火災・災害等即報要領においては、市町村→都道府県→消防庁という通常の情報伝達ルートに加え、緊急を要する災害については、市町村から消防庁への直接報告が定められている。この伝達ルートが、新潟県における被害情報・伝達が軌道にのるまでの間、緊急消防援助隊の派遣準備要請などの迅速な初動対応に対して有効に機能したものと考えられる。

表 3 県における防災情報システムの例とその主な情報項目

県名	システム名称	入力(情報)項目	GIS地図の利用
兵庫県	フェニックスシステム	<情報項目>・気象庁、気象情報配信事業者からの気象情報、河川情報、県内設置の震度計からの情報、被害予測・市町等から報告される各種被害状況(文字・デジタルカメラ画像、地図)	有
埼玉県	彩の国災害時用伝言板ネットワークシステム安否情報、生活情報	安否情報: <記入項目>・投稿者、住所地、対象者、E-Mai、詳細生活情報: <記入項目>・投稿者、E-Mail、タイトル、詳細	無
岐阜県	アンシンネット	<記入項目>・住所、氏名、性別、年齢・タイトル、本文(メッセージ)欄	無
長野県	長野県防災情報掲示板	<記入項目>・名前、メールアドレス、通報内容(150字まで)<選択項目>・地区(10地区)	無
表 4 市町村における防災情報システムの例とその主な情報項目

自治体名	システム名称	入力(情報)項目	GIS地図の利用
愛知県名古屋市消防局	災害緊急情報(『市民観測情報』)災害状況報告(定点観測)シート	<記入項目>•災害情報提供者の郵便番号、電話番号•災害状況等についての連絡事項(100字以内)<選択項目>•被害状況水害時:○玄関先の道路に溜まっている水の深さ(溜まっていない,足首(約20cm)より低い,ひざ(約50cm)より低い,ひざ(約50cm)より上まで溜まっている)○溜まっている水の状況(増えつつある,減りつつある,変化なし)地震時:○自宅(事務所)近辺の建物の状況(損壊した建物はない,屋根瓦が落ちた家がある,傾いたり、倒れた家がある)○火災の状況(発生している,発生していない)	有
神奈川県大和市	大和市防災情報システム	<記入項目>•通報者の氏名、住所、電話番号•被災場所の名称(現場名称)、住所、死者、行方不明、重傷、軽傷の人数•備考(50字以内)。<選択項目>•被害の種類(火災被害、建物被害、土木被害)•被災状況(火災被害:全焼など4項、建物被害:全壊など5項、土木被害:路面陥没など8項)•人的被害(有、無、不明)	有(自動的に地図化)
長野県岡谷市	岡谷市防災情報システム	<記入項目>•被害場所の「番」、「号」•被害状況<選択項目>•被害種別(地震災害、風水害、火山災害)•被害場所の設定方法(住所、目標物)•被害場所の「町名・大字」(44町)、「丁目・字」•被害場所の目標物の名称(約470件)•被害区分(家屋の被害、火災の発生など、被害種別により異なる)•被害程度(大、中、軽微など、被害区分により異なる)<その他>•地図上で具体的な被害場所を設定	有
岩手県田老町	田老町総合防災情報安否情報システム安否情報登録	PC版、携帯版の安否情報登録<記入項目>•名前、生年月日、電話番号、電子メールアドレス、住所、メッセージ<選択項目>•現在位置(伊野南小学校など8件、又は「No data」)•状態(救助不要、救助必要)情報公開(公開可、公開不可)、性別	無
図２ 消防防災通信ネットワークの概要

図3 ヘリコプターテレビ電送システムと画像伝送システムの概要図
表 5 防災情報通信ネットワーク

無線網	特徵
主として地上系	消防防災無線	·国(消防庁)と都道府県を結ぶ通信網
·地上系:国土交通省の無線設備と設備共用し、全都道府県で運用中
·衛星系:地域衛星通信ネットワークにより整備
·電話及びファクシミリによる相互通信
·消防庁からの一斉伝達が可能
都道府県
防災行政無線	·都道府県と県内の出先機関、市町村、消防本部、指定地方行政機関、指定地方公共機関等を結ぶ無線網
·地上系,衛星系又は両方式で全都道府県において運用中
·電話及びファクシミリによる相互通信
·県から関係防災機関への一斉伝達が可能
·車両等の車載型無線機及び可搬型無線機等との移動通信も可能
市.町村
防災行政無線	【同報系無線(住民連絡用)】
·市町村庁舎(災害対策本部)の親局から子局への一斉通報に活用
·子局には、屋外拡声方式と各戸ごとに受信機を設置する戸別受信機方式がある
【移動系無線】
·市町村庁舎(災害対策本部)の基地局と移動可能な移動局との相互連絡に活用
·車載型移動局と市町村職員が携帯した可搬型移動局がある
【地域防災無線(地域内相互通信用)】
·市町村庁舎(災害対策本部)と防災関係機関、行政関係機関、生活関連機関との相互連絡に活用
衛星系	地域衛星通信
ネットワーク	·通信衛星を利用して消防庁、都道府県、市町村及び防災関係機関相互を結ぶ通信網、44都道府県で運用中
·通常の音声通信のほか、一斉指令、データ通信、映像伝送等の機能を有する
·消防防災無線及び都道府県防災行政無線等の補完機能として位置付け
·車載局、可搬局を活用して災害発生時の機動的な連絡体制を整備
·消防庁では消防庁地球局、消防研究所局、消防大学校局及び可搬型衛星地球局を整備

画像伝送システム	・大規模災害発生時に、高所監視カメラ又はヘリコプターテレビ電送システムを用いて、映像による被害状況の把握を行うとともに、その情報を衛星通信により、国、都道府県、消防本部等へ伝送するシステム

### 5. 関係省庁との情報共有について

消防庁でとりまとめた被害報等は、内閣府をはじめ、首相官邸危機管理センター、国土交通省、警察庁などの関係省庁に対し、中央防災無線網に基づくファクシミリを用いて速やかに配信されている（中央防災無線網は、内閣府が、昭和53年度から整備を開始、現在、指定行政機関、指定公共機関等を電話及びファクシミリで結ぶ地上系、衛星系、自動車等との連絡を確保するための移動系が運用されている）。関係省庁からの被害状況や対応状
図4 災害情報時系列システムに記録された情報の入力数

況の情報についても、同様にファクシミリを用いて消防庁へ配信が行われている。

衛星回線経由で配信された消防防災へリテレ映像、警察庁や国土交通省の映像情報は、中央防災無線により内閣府経由で中央省庁間においてリアルタイム共有されている。ヘリコプターの機体設備によっては、GPSによる飛行位置が映像の空き帯域に付加される形式で配信されており、地図表示システムも含めて仕様の統合が進められている。さらに、気象庁は、気象観測衛星、気象レーダなどを用いて観測データを収集し、気象処理システムにより台風や大雨などの予報情報を作成・発表している。これらの情報は、関係省庁や地方公共団体、報道機関などに、オンラインシステムにより位置情報を含んだ形式で提供されている。消防庁においても、防災情報のオンライン提供をうけており、緊急地震速報の受信 $ ^{1} $ 及び気象庁の情報提供システムであるC-ADESSからの気象予警報の直接受信も開始している。従って、

・ファクシミリや映像情報（ビデオ信号）など汎用的に用いられている信号形式が情報共有に用いられている、・GPS（Global Positioning System）や地震計などのセンサーにより計測された情報はオンライン共有が行われており、それらの表示や配信には、GIS（Geographical Information System）やIP（Internet Protocol）などの新しい技術が活用されている、

など、これまで、一般的に普及した技術が情報共有に活用されているが、GISなどは利用が限定的であると言える。このことは、

・災害の初動対応時において消防庁がとりまとめるような被害情報については、GISに搭載可能な位置情報を備えた形式での入力が、位置の精度及び時間的にも困難であること、

・緊急対応のフェーズが終了し、電子データとしてとりまとめられる被害情報であっても、データ形式や情報交換の共有プロトコルが確立していないので、システムのな組織間共有が進んでいないこと、

・GISベースの防災システムをすべての市町村や消防本部に整備するには、人的・財政的な負担が大きいこと、

などが理由として考えられ、これは今後の防災情報共有化における課題である。

### 6. おわりに

災害発生直後の緊急・応急対応においては、防災情報を共有する情報通信システムは重要な役割を果たし、災害が大規模になるほどその役割は大きくなる。このことは、行政間の情報共有化の観点のみならず、行政から住民に対する情報提供についても言えることであり、その観点から、

① 情報が確実に伝わる社会を実現

② 住民等と行政との双方向の情報流通体制を確立

③ 平常時からの情報の的確な活用

④ マスメディアとの連携

## 等が重要である $ ^{2)} $ 。

また、平成16年新潟県中越地震においては、

・都道府県防災行政無線等の非常用電源設備等の不備による通信障害が発生した。

・夜間のため、ヘリテレ等による早期情報収集が行えなかった。

・避難勧告を住民へ伝える同報無線の整備がなされていない自治体があった。

などの課題が指摘された。上記課題を踏まえ、緊急時においても円滑に情報伝達が可能な通信システムや防災情報システムの整備が求められる。一方、インターネットなど情報ネットワークが本格的な普及が始まって約10年が経過し、動画を初めとする様々な情報が標準化されたプロトコルにより非常に容易にやりとりがなされている。これら情報技術は、防災情報の共有化を進める上で大きな可能性を秘めており、多くの取り組みがなされているが、国レベルから地域住民一人一人までのレベルまでの災害情報の共有化は実現していない。これを実現するためには、災害情報やプロトコルの標準化が必須であると考えられることから、今後も研究開発および関係機関間の連携が必要である。

## 参考文献

1）緊急地震速報受信のためのTCP/IP回線接続參考資料，気象庁,平成16年2月

2）防災情報の共有化に関する専門調査会報告、中央防災会議、平成15年7月
# A Study of Information Sharing for Disaster Reduction

(Abstract)

Masafumi Hosokawa and Shinsaku Zama

(Accepted November 21, 2005)

It is necessary to construct a coordinated system with all the levels to reduce damage due to a large-scale natural disaster. Sharing disaster information is required so that national and local governments can take appropriate measures. The arrangement and the standardization of disaster information are important to realize information sharing among all the levels. In addition, it is necessary to develop the disaster information system that can be operated smoothly in the emergency such as earthquakes.

In this paper, we investigate the current status of the disaster information systems of the government and the municipalities, the mechanism for information sharing among the organizations and real operations, of the systems and then consider the problems to construct the information sharing system for disaster prevention.