Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
(港湾地域強震観測四日市-G観測点）では記録が約2分で終わってしまっているが、K-Yokkaichiiに近いことから、その後の揺れはK-Yokkaichi同様、長周期成分が卓越した地震動が長時間継続したものと推祭される。Nagoya-Sorami-G (港湾地域強震観測名古屋空見-G観測点）でも記録が地震動の途中で終わってしまっているが、この時点までの波形の包絡形状からして、この後も地震動が長時間継続したことを窺わせる。K-Chita（K-NET知多観測点）とKinuura-U の記録もまた地震動の全容を捉えているとは言えないが、残っている記録からするとこれらの地点ではK-Yokkaichi、K-Tsushimaほど大きな振幅の長周期の揺れには見舞われなかったものと考えられる。

図8は図7に速度波形を示した観測点について、本震（実線）と前震（点線）の加速度波形記録から計算した速度応答スペクトル（減衰1%）を示したものである。Yokkaichi-G、Nagoya-Sorami-Gの2つの観測点は、地震動の主要な部分を十分記録できていない恐れがあるため、この図には掲げなかった。伊勢湾岸の石油タンクのスロッシング調査結果のなかで報告タンク数が最も多かった四日市市の石油タンクサイトに最も近いK-Yokkaichiの本震記録南北成分のスペクトルには明瞭なピークが2つ見られる。一つは周期3.1秒にある最大値である高さ0.48m/sのピーク、もう一つは周期5.5秒に位置する高さ0.44m/sのピークである。また、周期12.5秒付近にもなだらかで低いもののスペクトルの高まりが見られる。K-Tsushimaにおける本震記録の速度応答スペクトルは、形状、レベルともどもK-Yokkaichiのそれによく似ている。K-Chita、Kinuura-Uの速度応答スペクトルは、図7の速度波形からその特徴が窺い知れるように、周期3秒程度より短い周期成分が優勢な地震動であることを示している。

### 3.3 東京湾岸における長周期地震動

図9に関東平野南部とその周辺における強震計配置を、図10にこれらの観測点のうち東京湾岸などに位置する地点の速度波形記録（0.1-10Hz）を示す。東京湾から約15km内陸に入ったKiK-Chiba（KiK-net千葉観測点）の地動速度は振幅の点で他の地点より優っており、また地震動の卓越周

図8 伊勢湾岸の強震観測点における本震（実線）記録と前震（点線）記録から計算した速度応答スペクトル（減衰1%）。その他は図5に同じ。
期もこれらの地点のなかでは最も長い部類に属する。KiK-Chibaの記録は記録時間が短く、地震動の全容をとらえているとは言えないが、この周期10秒程度の大振幅の長周期地震動は約2分間にわたって継続したことがわかる。市原市の石油タンクサイトに最も近いK-Anezaki（K-NET姉ヶ崎観測点）の記録は残念ながら途中で切れており、波形の包絡形状からして、この後も地震動が長く継続したことを窺わせる。この観測点がKiK-Chiba観測点から遠くはないことを考えると、長周期成分が優勢な主要動に相当する部分を記録できていない恐れもある。KiK-Futtsu（KiK-net富津観測点）の記録時間もKiK-Chibaと同程度であり、ここでも地震動の全容がとらえられているとは言えないが、同じ東京湾岸東側のKiK-Chiba、K-Anezakiの2観測点に比べて揺れは小さかったようである。東京湾岸北側のK-Shinonome（K-NET東雲観測点）、K-Ichikawa-Kita（K-NET市川北観測点）、K-Gyoutoku（K-NET行徳観測点）の3観測点では、5分以上にわたって地震動が記録されており、その継続時間が長かったことがわかる。これらの地点の地震動の卓越周期はKiK-Chiba、K-Anezakiにおけるそれよりも短い。東京湾岸西側のK-Yokosuka（K-NET横須賀観測点）、K-Yokohama（K-NET横浜観測点）、K-Kawasaki（K-NET川崎観測点）の3地点とK-Urayasu（K-NET浦安観測点）では、これもまた残念なことに記録時間が短すぎて、どのような揺れであったか不明であると言わざるを得ない。

図11は図10に速度波形を示した観測点について、本震（実線）と前震（点線）の加速度波形記録から計算した速度応答スペクトル（減衰1%）を示したものである。K-Yokosuka、K-Yokohama、K-Kawasaki、K-Urayasuの4観測点は、記録時間が短かすぎるため、この図には掲げなかった。K-Anezaki観測点の記録も、地震動の主要な部分を十分記録できていない恐れがあるが、市原市の石油タンクサイトに近いという理由からこの図に掲げた。長周期地震動が最も際だつKiK-Chibaの本震記録の速度応答スペクトルは、周期8から13秒程度の帯域で優勢で、東西成分、南北成分ともに周期9.5秒付近と周期12秒付近にピークが2つ見られる。東京湾岸についてのスロッシング調査では最も目立った液面上昇が報告された市原市の石油タンクサイト直近の観測点であるK-Anezakiについては、本震記録の速度応答スペクトルは、周期10から13秒程度の帯域で優勢で、東西成分の速度応答は周期11.6秒で最大値0.5m/sに達しており、また南北成分のピークもほぼその周期に位置している。東京湾北側のK-Shinonome、K-Gyoutoku、K-Ichikawa-Kitaの3地点については、図10で速度波形を示した際に述べたようにKiK-Chiba観測点などと比べて地震動の卓越周期は短く、速度応答は6から7秒程度の周期で最大になっている。

図9 関東平野南部とその周辺における強震計配置。記号の意味は図3に同じ。
### 4. スロッシング発生状況と観測地震動の対応関係

スロッシングによる最大液面上昇量のおおよその値は、理論的に演繰される速度応答スペクトル法 $ ^{7)} $ により簡単に計算することができる。この方法では、最大液面上昇量Wh(m)は、周期Ts(s)における地震動の速度応答Sv(m/s)から次式により求められる。

$$ Wh=\frac{D}{2g}\cdot0.837\cdot\frac{2\pi}{Ts}\cdot Sv $$

ここではこの式を逆に使うことにする。即ち、上式のWhに最大液面上昇量実測値を代入すれば、それに対応する速度応答Svが逆算でき（以降、逆算速度応答と呼ぶ）、観測地震動記録から計算した速度応答と比較する議論が可能になる。図12は、この逆算速度応答と観測地震動の速度応答の比較を、堺市・高石市、四日市市、市原市の事例について示したものである。ここでは、この図12の他、スロッシング発生状況を示した図2ならびに各強震観測点の速度応答スペクトルを示した図5、図8、図11を用いて、スロッシング発生状況と観測地震動の対応関係を述べることにする。

### 4.1 堺市・高石市

図5(g)によれば、堺市・高石市の石油タンクサイトに最も近いK-Sakai観測点での本震記録の速度応答スペクトルは周期6秒付近に鋭い高まりがあり、東西成分の応答については、最大となるピークが周期6秒にあってその高さは0.95m/sである。また、南北成分のスペクトルにも周期6秒の位置に最大値ではないもののピークが見られる。この地震動の特徴は、堺市・高石市では大きな液面上昇がTsが6秒前後の石油タンクに集中した（図2(a)参照）ことと調和的である。図12(a)は、堺市・高石市の石油タンクの最大液面上昇量調査結果についての逆算速度応答とK-Sakaiの本震記録から計算した速度応答スペクトルを比較したものである。逆算速度応答は、石油タンクが立地する場所が堺市である高石市であるかの区別、最大液面上昇量の測定方法の違いにより異なる記号を用いて示している。逆算速度応答の対周期分布もまた、周期6秒付近に高まりがあり、分布形状の点においては観測地震動の速度応答スペクトルと似通っている。ただし、

(b) EW

図10 東京湾岸の強震観測点における本震時の地動速度波形。その他は図6に同じ。
そのレベルについては、高石市の石油タンクにおける液面計測定値から算出された逆算速度応答は観測地震動の速度応答とほぼ同程度であるが、堺市の石油タンクにおいて油痕・擦過痕により測定された最大液面上昇量から求められた逆算速度応答値には観測地震動のそれらに比べて大きいものが目立つ。このくいちがいの解釈においては、先にも述べたように、油痕・擦過痕による測定では液面上昇量を過大評価する恐れがあることの他、いく

図11 東京湾岸の強震観測点における本震（実線）記録と前震（点線）記録から計算した速度応答スペクトル（減衰1%）。その他は図5に同じ。
ら直近とはいえK-Sakaiは堺市の石油タンクサイトから数km離れた所にあることから、両者で地震動が異なっていた可能性についても検討する必要がある。

### 4.2 四日市市

図8(a)を示しつつ先に述べた通り、K-Yokkaichiの本震記録の南北成分の速度応答スペクトルには、周期3.1秒と周期5.5秒に鋭い高まりがあり、周期12.5秒付近にもなだらかで低いものの高まりが見られる。一方、図2(b)に●印で示した四日市市に立地する石油タンクの最大液面上昇の分布には、Tsが6秒前後と11ないし12秒付近に大きな実測値が見受けられる。堺市・高石市のスロッシング発生状況と地震動の特徴の間の対応関係ほど明瞭ではな

(a)についての凡例

(b)と(c)についての凡例

図12 石油タンクのスロッシングによる最大液面上昇量実測値から算出した逆算速度応答（●印など）と石油タンクサイト直近の強震観測点における本震記録から計算した速度応答スペクトル（実線）の比較。黒線は南北成分、灰色の線は東西成分。(a)堺市・高石市の石油タンクについての逆算速度応答とK-Sakai観測点における速度応答スペクトルの比較。●印、○印は堺市の石油タンクについて、それぞれ油痕・擦過痕、液面計により測定された最大液面上昇量から求めた逆算速度応答。□印は高石市の石油タンクについての液面計測定値から求めた逆算速度応答。(b)四日市の石油タンクについての図。(c)市原市の石油タンクについての図。
いが、四日市市の事例でも液面上昇が大きい石油タンクのTsと地震動の速度応答が大きい周期の一致が見出せる。図12(b)は、四日市市の石油タンクの最大液面上昇量についての逆算速度応答とK-Yokkaichi観測点の本震記録から計算した速度応答スペクトルの比較である。逆算速度応答は観測地震動の速度応答よりも系統的に小さい。この解釈には、四日市市の石油タンクの最大液面上昇量実測値は全て液面計による計測値であるため、液面上昇量を過小評価している恐れがあること、K-Yokkaichiと四日市市の石油タンクサイトの地震動が異なる可能性があることなどを考慮する必要がある。

### 4.3 市原市

図11(d)を示しつつ先に述べた通り、K-Anezakiについては、本震記録の速度応答スペクトルは、周期10から13秒程度の帯域で優勢で、ピークは周期11.6秒付近に位置している。一方、図2(c)に●印で示した市原市に立地する石油タンクの最大液面上昇の対Ts分布は、周期10秒前後に鋭い高まりを持つ形状をしており、最も大きな実測値0.36mはTsが9.8秒の石油タンクからのものである。市原市の石油タンクサイトの場合、大きな液面上昇が集まる石油タンクのTsと直近観測点の速度応答スペクトルから見た地震動の卓越周期は、大きくは異ならないものの一致しない。図12(c)は、市原市の石油タンクの最大液面上昇量についての逆算速度応答とK-Anezaki観測点の本震記録から計算した速度応答スペクトルの比較である。逆算速度応答は、最大液面上昇量の分布が呈した特徴（図2(c)参照）と同様、周期10秒前後に高まりがあり、観測地震動の速度応答スペクトルと形状が異なる。また、逆算速度応答の値は、観測地震動の速度応答よりも小さい。先に断った通り、K-Anezaki観測点の記録は地震動の全容を記録するには記録時間が不十分であり、もしもこれが十分な時間で記録されていれば、スロッシングの発生状況と、K-Anezaki観測点における地震動の特徴が一致するという結果になるのかもしれない。また、もう一つの可能性として、直近といえどもK-Anezaki観測点は石油タンクサイトから数km離れた所に位置していることから、K-Anezakiの記録が石油タンクサイトでの揺れを代表していないということも考えられる。以上のような議論の余地をなくすためにも、石油タンクサイトにおける速度計による地震観測が望まれる。また、市原市の石油タンクの最大液面上昇量実測値も全て液面計による計測値であるため、液面上昇量を過小評価している恐れがあることにも注意を要する。

### 5. まとめ

2004年9月5日、紀伊半島南東沖ではMj6.9（前震）とMj7.4（本震）の地震が発生し、その後、大阪湾岸、伊勢湾岸、東京湾岸の各地に立地する石油タンクでは、スロッシングが発生していたことが判明した。本稿では、総務省消防庁によりとりまとめられた浮き屋根式特定屋外タンク貯蔵所を対象とする調査結果に基づいて、スロッシングの発生状況を報告するとともに、スロッシングを引き起こした今回の地震の際の長周期地震動について、各地の強震観測記録からその特徴を浮き彫りにし、スロッシング発生状況と観測地震動の対応関係について若干考察した。

大阪湾岸の堺市・高石市についての調査では、とりわけスロッシングの一次固有周期（Ts）が6秒前後の石油タンクの液面上昇が大きく、上昇量1.5mを超えるものが9基あり、そのうち最大のものでは上昇量が2.25mに達するという結果になっている。堺市・高石市の石油タンクサイト直近の強震観測点K-NET堺における本震記録の速度応答スペクトルは周期6秒に鋭い高まりがあり、最大液面上昇量実測値から算出した逆算速度応答の対Ts分布と形状がほぼ一致する。この地震動の特徴はスロッシングの発生状況と調和的である。大阪湾岸では、六甲アイランド、舞洲、大阪港においても周期約6秒の成分が最も卓越し、K-NET堺観測点よりも高レベルの長周期地震動が本震時に観測されている。

伊勢湾岸の四日市市についての調査では、Tsが6秒前後と11分の12秒付近の石油タンクに大きな液面上昇量実測値が見受けられる。このうち最大のものは、Tsが5.7秒のタンクにおける0.3mという値である。四日市市の石油タンクサイト直近のK-NET四日市観測点の本震記録の速度応答スペクトルには、周期5.5秒に鋭い高まりがある。他、周期12.5秒付近にもなだらかで低いものの高まりが見られる。最大液面上昇量実測値から求めた逆算速度応答は観測地震動の速度応答よりも系統的に小さいものの、対Ts分布の形状は似通っている。四日市市の事例でも液面上昇量が大きい石油タンクのTsと地震動の速度応答が大きい周期の一致が見出せる。伊勢湾岸の強震観測点のなかでは、K-NET四日市観測点ほど大きな長周期地震動を記録した地点は他にない。

東京湾岸の市原市についての調査結果では、とりわけTsが10秒前後の石油タンクの液面上昇量が大きく、最も大きなものはTsが9.8秒のタンクで最大液面上昇量0.36mという値が報告されている。一方、市原市の石油タンクサイト直近のK-NET姉崎観測点の本震記録は、記録時間が短く地震動の全容を捉えているとは言えないものの、その速度応答スペクトルは、周期10から13秒程度の帯域で優勢で、ピークは周期11.6秒付近に位置しており、液面上昇量が大きかった石油タンクのTsと一致しない。また、最大液面上昇量実測値から求めた逆算速度応答は、観測地震動の速度応答よりも小さい。東京湾北側の市原市や東京都江東区における長周期地震動の卓越周期は東京湾岸東側よりも短く、6から7秒程度である。
今回の地震による石油タンクのスロッシングとその原因である長周期地震動の関係の考察を通じて、地震動観測の方面で問題とすべきことが2つあった。一つは、加速度計によるトリガー観測システムだと、加速度信号としては微弱である長周期地震動を感知できず、今回のように将来起こる恐れの大きい巨大地震が発生した際の対策を講ずる上で大いに参考にすべき地震が起こったにも拘わらず、その地震記録をみすみす取り逃がしてしまうかあるいは不完全な記録しか残らないという事態が生じてしまうということである。二つめは、いくら石油タンクサイト直近の強震観測点といえども、石油タンクサイトと異なる地点である限りは、石油タンクサイトと観測点の地震動は異なるのではないかという疑問がつきまとい、その点においてスロッシング発生状況と観測地震動の対応関係の解釈に議論の余地が残るという問題点である。以上2つの問題点は、各地の石油タンクサイトにおいて速度型強震計による地震観測が行われれば大幅に解決されるであろう。

## 謝辞

本稿執筆にあたり、2004年9月5日紀伊半島沖の地震ならびに東海道沖の地震の発生を受けて総務省消防庁によりとりまとめられた浮き屋根式特定屋外タンク貯蔵所を対象とする被害・スロッシング発生状況調査の結果を使用させて頂きました。また、地震記録として、独立行政法人防災科学技術研究所の強震観測網K-NETとKiK-netと独立行政法人港湾空港技術研究所による港湾地域強震観測のデータを使用させて頂きました。記して深謝致します。

## 参考文献

1）消防庁，紀伊半島沖を震源とする地震（第6報），平成16年9月6日.

2）消防庁，東海道沖を震源とする地震（第4報），平成16年9月6日.

3）気象庁，平成16年9月地震・火山月報（防災編），P.101.

4）地震調査研究推進本部，南海トラフの地震の長期評価について，平成13年9月27日.

5) Senda K. and Nakagawa K.: On the vibration of an elevated water-tank - I, Technical Report of the Osaka University 4, 170, pp. 247-264 (1954)

6）関西地震観測研究協議会ホームページ，http://www.ceorka.org/

7）坂井藤一：円筒形液体タンクの耐震設計法に関する二，三の提案，圧力技術，18(4)，16-24（1980）
# Sloshing of Liquid in Oil Storage Tanks and Long-period Strong Ground Motions due to 2004 M7-class Earthquakes Southeast off the Kii Peninsula

(Abstract)

Ken Hatayama and Shinsaku Zama

(Accepted February 2, 2005)

Sloshing of liquid in large oil storage tanks was caused by long-period strong ground motions generated by large earthquakes with the largest magnitude of 7.4 that occurred southeast off the Kii peninsula, Japan, on September 5, 2004. The data of seismic ground motions from these earthquakes and the subsequent sloshing are quite worthy of study, because they occurred near the hypothetical source region of the coming M8 earthquake called the Tonankai earthquake.

In the cities of Sakai and Takaishi located in the Osaka bay area, the reported sloshing wave heights are so large that the maximum height reaches 2.25m at an oil tank with a natural period (Ts) of the fundamental mode of sloshing of 5.9s. The large wave heights concentrate to oil tanks with the Ts around 6s. This is in harmony with that the mainshock accelerogram recorded at the neighboring strong ground motion seismograph gives the velocity response spectra with a sharp peak around a period of 6s.

In the city of Yokkaichi located in the western side of Ise bay area, the maximum of the sloshing wave heights are reported to be 0.3m from an oil tank with a Ts of 5.7s

Sloshing occurred also in the city of Ichihara that is located in the eastern side of the Tokyo bay area in spite of its large epicentral distance. The maximum of the sloshing wave heights are reported to be 0.36m from an oil tank with a Ts of 9.8s and the large wave heights concentrate to oil tanks with the Ts around 10s. Unlike the above, this distribution against the Ts here disagrees with the shape of velocity response spectra from the neighboring strong motion recordings, which show a peak around a period of 11.6s.
技術報告

# ソウル市の地震被害想定システムに関する研究 一その2. システムの構築一

鄭炳表、座間信作、細川直史、遠藤真、尹明悟 $ ^{*} $ 、宋哲鎬 $ ^{*} $

(平成17年2月9日受理)

### 1. はじめに

阪神・淡路大震災を契機に、大地震発生直後の実被害情報の空白期においても迅速な応急対応ができることや地震の諸元、発生時期に関する様々なケースに対して、誰もが容易にしかも瞬時に被害想定が行えるように筆者の研究グループは「簡易型地震被害想定システム」を研究開発してきた $ ^{1} $ 。昨年10月23日、新潟県中越地震が発生した直後、このシステムは総務省消防庁において、地震発生直後の応急対応に活用された $ ^{2} $ 。

このシステムは地震直後の迅速な応急対応だけではなく、地震被害のイメージ図を持たない自治体の防災担当者などに建築物の被害量や死傷者などの数値を示すことで、具体的な地震被害のイメージを伝えることができ、地震発生前の事前対策に役立てたりするところにも、その価値があると思われる。

一方、多くの開発途上国においては、地震被害想定に必要とされる地盤、建物に関する基礎的な地盤データの遅れにより、地震被害想定が殆どされておらず、地震が発生するために幾度もなく、被害を被っており、これらの地域への技術援助は喫緊の課題である。

そこで、筆者らの研究グループは基盤データが殆ど整備されていないアジアのような国・地域を対象とし、空間的に詳細な地震被害を容易に行えるようにすることを最終的な目標とし、広域の情報を短時間で取得できるリモートセンシングから地震被害想定に必要とされる基盤データの抽出を試みている。

前報³)では、研究全体の枠組みを示した後、地震被害想定に必要な基盤データの整備が遅れている韓国のソウル市を対象とし、DEM（Digital Elevation Model）を用いた地形分類手法を提案した。また、提案手法に基づき、地形分類を行った後、既存のボーリングデータなどを用いることで地盤増幅度の推定を試みた。

本稿では前報で提案した手法に基づき、地震被害想定に必要な基盤データをDEMやDM（Digital Map）から作成し、操作が簡単であり、しかもほぼ瞬時に地震被害想定を行えることができるシステムを開発したので報告する。

### 2. 研究全体の枠組み及び本研究で扱う範囲

地震が多発している地域・国に、地震防災、特に地震被害想定や被害想定システムに関する技術援助を行う際に、

① 地盤特性に係るデータベース

② 地震動の距離減衰式、建物の被害関数のような基礎的な研究成果

③ 人口分布、建物分布のような社会条件を調査したデータベース

などの資料等が要求されるが、日本で行われているような精度が高く、きめ細かい地震被害想定を目指すには余りにも多くの時間が必要となる。従って、ある程度の精度を有しながらも、都市又は地域の地震被害イメージをとらえることができる事を先ずは目指す必要がある。

そこで、前報では広域の情報を短時間に取得できる衛星によるリモートセンシングデータを利用することを考え、1995年阪神・淡路大震災の後、開発された簡易型被害想定システムを参考に、図1（左部分）のようにリモートセンシングに基づく地震被害想定手法（流れ）を提案した。この手法は大きく分けて二つのステップに分けることができる。

第1ステップは、「リモートセンシングデータに基づく地形分類と地盤増幅度の推定」である。広い範囲を対象として統一的に増幅度を求めるためには国土数値情報の土地分類のようなデータベースが必要であるが、このステップではリモートセンシングデータを用いてDEMを作成した後、作成したDEMに基づく地形分類を行う。そして、既存のボーリングデータやPS検層などの実測値を用いて、地盤の増幅度を推定する。
第2ステップは、「リモートセンシングに基づく建物データベースの構築」である。多くの開発途上国においては、人口分布、建物分布のようなデータベースの整備が遅れていることから、第2ステップでは、建物などのデータベースをリモートセンシングデータにより推定する。これについては今までいくつかの試みがなされているが4)-6)、データが全く存在しない地域での事例研究が見られないことや用いるデータによる精度の問題が残っているなど、まだ十分とは言えないことから、今後の課題とする。

本稿では地震被害想定に必要な基盤データをDEMやDMから作成し、操作が簡単でありながらもほぼ瞬時に地震被害想定を行えることができるシステムの開発について報告する（図1の右部分）。

リモートセンシングに基づく地震被害想定の提案手法

図1 本研究の手法
### 3. データベースの作成

本システムで用いるデータは大きく分けて、地盤特性を表す増幅度マップと組積造建物データ及び人口データである。これらのデータベースは提案した手法に基づき、それぞれ、DMをベースにして作成した。

### 3.1 地盤增幅度 $ ^{3)} $

ソウル市は地震被害想定に必要とされる基盤データの整備が遅れている。筆者らは地震被害想定のために必要な地形情報を得ることを目的に、数値標高モデル (DEM) に基づく地形分類手法を提案した後、提案手法に基づく地形分類を行った。また、既存のボーリングデータのN値と深さを関数として用いることでS波速度を求め、S波速度とDEMに基づく地形分類結果との対応関係を求めた。それに基づき、地形ごとの増幅度を推定し、空間的に詳細な地盤データを推定した（図2、3）。

### 3.2 組積造建物注 $ ^{1} $ 及び人口の推定

ソウル市では1970年代以降、経済成長に伴った大都市への人口流入による住宅供給不足現象を解決するため、零細資本による組織造建物が多く建てられるようになる。ソウル市の調査によると、1998年現在、ソウル市の組織造建物は200万戸を上回り $ ^{7} $ 、このような組織造建物は構造的な脆弱性を持っており、地震災害時に大きな被害を及ぼす恐れがある。耐震補強や地震被害想定のために、組織造建物に対するデータベースを早期に構築する必要がある $ ^{8} $ 。しかし、ソウル市はメッシュ単位、あるいは行政単位の詳しいデータベースを構築していない。

そこで、本研究ではソウル市が構築したDM（Digital Map、1/1000）を用いて、250mメッシュ形式の組織造建物のデータベースを構築し、構築されたデータベースを参考に、韓国統計庁の統計資料からソウル市の世帯当り平均世帯数 $ ^{9} $ を用いることで、組織造に居住する人口分布を推定することにした。（図4）

### 4. 評価手法

### 4.1 地震動の強さ

図1の右側は地震被害想定の流れを示したものであるが、地震動の強さと建築物の被害程度に関する最近の研究結果では最大加速度より速度の方が相関が高いことが指摘されている $ ^{1)} $ 。しかし、韓国における最大速度減衰式に対する研究はまだ不十分であり、本研究では、次式 $ ^{10)} $ を用いて硬質地盤での最大速度（Vh）を推定する。

$$ \begin{aligned}&\log Vh=-0.22M^{2}+3.9M-\log\ \left(X+0.01\times10^{0.45M}\right)\\&-0.002X-13.88\\ \end{aligned} $$

ここで、Mは地震の規模を表すマグニチュード、Xは震源距離を表す。

この（Vh）は硬質地盤の値であり、表層地盤の影響を考慮する必要がある。本システムでは、松岡・翠川の研究成果 $ ^{[11]} $ と筆者らの研究成果 $ ^{[3]} $ を活用し、表層地盤の影響を取り込むことにした。即ち、深さ30mまでの平均S波速度Vs（m/s）を持つ地盤については、次の式(2)、(3)で与えられる増幅度R $ ^{[10]} $ をかけることにより、表層地盤の影響を考慮することができる。

図２ DEMに基づく地形分類結果
$$ \mathrm{l o g R=1.98-0.7l o g V s} $$

$$ \mathrm{l o g V s=}\alpha+\mathrm{b l o g H} $$

ここで、Hは各メッシュにおける平均標高（m）、α、bは、地形ごとに決まる値。

(1)～(3)式から、各セルの最大速度Vmaxは次の式(4)によって評価できる。

$$ Vmax=Vh\times R $$

なお、これらの評価式は今後研究が進むにつれ、変わってくる可能性があるので、本システムでは、今後の研究成果が反映できるようにこれらの評価式をDLL (Dynamic Linking Library) の形でシステムに取り込むことにする。

図3 增幅度

組積造建物の分布

図４ 組織構造建物の分布（250mメッシュ）
### 4.2 建物被害

前項で得られた地表面の最大速度値から組積造建物の被害、死者数、出火件数などを推定する。韓国においては、いくつか評価式が提案されているが、まだ、不十分であることから、先ずは簡易型地震被害想定の手法 $ ^{1} $ を使用した。

なお、被害の評価手法も前項同様、今後の研究成果が反映できるように評価式をDLL処理した。

### 5. 機能

本システムを誰でも利用できるようにするためには、操作しやすくすることや出力が分かりやすいことなどが要求される。図5は本システムを立ち上げた後、任意の震源を設定し、詳細画面を表示した画面である。複数のウィンドウの画面から構成されているが、この画面上ですべての操作を行うことができる。図5に基づいてその機能を以下に示す。

① は地震の諸元を入力する画面であり、大きく分けて、点震源、線震源、活断層リストからの選択、過去のリストからの選択のように4種類の入力方法がある。

また、これらの震源情報は②の概略画面に直接描くことで与えることも可能である。

③は詳細画面として表示する項目であり、表示したい項目にマウスカーソルを移動し、マウス左ボタンをクリックすると、詳細画面を開くことができる。ただし、この画面の「洞単位注2）集計」は詳細画面でなく洞単位集計画面が開く。また、マウス右ボタンをクリックすると、その項目のパラメータが表示され、パラメータが開いた状態でマウス右ボタンをクリックすることで、パラメータ画面を閉じることができる。

④は③の画面で選択された項目に関する詳細画面であり、標高、人口、家屋数、地盤条件、増幅度のような本システムで用いている基礎データや最大速度、火災件数、建物被害、死者数、罹災者数をセル単位、行政洞単位、250mメッシュ単位ごとに地図上に色分けして表示する。

このシステムがそれぞれの画面が連動されており、地震やコンピュータに対する知識がそれほどなくても直感的に操作を行うことが可能であり、きわめて簡単である。基本的な使い方は以下の通りである。

## (1) 地震の設定

震源を指定する場合は①の画面に緯度・経度を数値で入力するか②の画面上の当該位置をマウスで指定し、①の再計算のボタンを押して計算を行う。マグニチュードや発生時間も同様であり、地震発生時間を現在時刻に設定する時はNowのボタンを押すとOSの現在時間が設定される。

## (2) 被害想定結果の表示

表示項目選択画面から該当項目を選択すると、⑤の凡例に従って④の画面に該当項目の被害想定結果が表示される。表示は行政洞ごと、250mメッシュごと、セルごとに表示され、行政洞や行政区単位ごとの地震被害集計も別なウィンドウで開くことができ、クリップボードにコピーし、エクセルなどで集計や加工も可能である。

図5 本システムの最初の画面

(①：地震属性入力画面 ②：概略画面 ③：表示项目遇损坏画面 ④：详细画面 ⑤：凡例)
### 6. 本システムの特徴

本システムは以下のような特徴を有している。

(1) 地震被害と直接的な関係がある建物被害、人的被害（死者）及び火災の3つの基本的な被害の推定ができる。

(2) 操作が極めて簡単である。

(3) 本システムはソウル市を対象に作成されているが、本研究の手法を用いることで、韓国のどの地域でもシステムの作成が可能である。

(4) システムのコア部分をGISエンジンに頼らず、Visual Basicのみで構築したため、システムの構築が安価である。

(5) 今後、関連する研究が進むにつれ、システムの変更ができるように関数部分（距離減衰式、建物被害関数など）をDLL(Dynamic Linking Library)の形式で構築した。

(6) 必要な機器はWindowsが作動するPCであり、推定に必要な時間は数秒程度である。

このシステムの活用方法とし、地震発生前には任意の場所、規模、発生時刻の地震を想定した当該地区の地震被害想定結果を得ることができるため、地域防災計画、消防計画及び都市計画の立案や見直しのための資料提供、防災担当者に対する地震防災意識の啓発、一般市民への防災教育などの活用が考えられる。

また、地震発生直後においては災害対策本部設置の判断材料、担当者間の地震被害イメージの共有などができ、合理的な初動体制の確立、応急対応の実施のために有効であると考えられる。

### 7. まとめ

本システムは、地震被害想定に必要とされている基盤データの整備が遅れている地域への適用を主眼として、リモートセンシングに基づく地震被害想定手法を提案した。

また、韓国のソウル市を対象とし、提案した手法に沿って必要な基盤データをDEMやDMから作成した後、操作が簡単でありながらもほぼ瞬時に地震被害想定を行えることができるシステムを開発した。本システムは地震に対する地域の危険度を把握することで事前対策を講じることができることや、地震直後の合理的かつ迅速な防災活動の実施のために利用できると考える。

しかし、関連する研究がまだ不十分であることから、多くの関数部分（距離減衰式、建物被害関数など）を日本の研究成果に頼らざるを得なかったことやシステムの検証が出来るような地震が最近ソウル市周辺で発生しておらず、結果的に本システムによる地震被害推定結果の十分な検証ができていない。

今後は本システムの精度検証を行なうとともに、より多くの地域におけるケーススタディーを通じ、本研究で提案した手法を確かめていく予定である。

## 注

1）建物の壁、基礎などの構造体を煉瓦とモルタルを用いて積み上げる構造を持つ建物。耐久性・耐火性・保温性は優れているが、風圧力、地震力などのような水平力には弱いため、地震が少ない地域に多く建てられる建物。

2）韓国における最下位の地方行政区域の1つであり、日本の大字・町丁目に当たる。

## 参考文献

1）座間信作、細川直史：“簡易型地震被害想定システムの開発”、消防研究所報告、第82号、pp.26－33、1996

2）座間信作、畑山健：“簡易型地震被害想定システムを用いた平成16年度新潟県中越地震による被害の推定”、平成16年(2004年)新潟県中越地震関連情報 No.1、消防研究所、http://www.fri.go.jp/bosai/2004_niigata_chuetsu/ChuetsuEq_DM.htm

3）鄭炳表他5人：ソウル市の地震被害想定システムに関する研究一その1、DEMに基づく地形分類及び地盤増幅度の推定一、消防研究所報告、第98号、pp.11-23、2004

4）三浦弘之、翠川三郎：建物GISデータの更新を目的とした高分解能衛星画像からの建物の自動検出手法、地域安全学会論文集、No.5、pp.37-44、2003

5）細川直史、伊藤陽介、星仰：“自己組織化マップによる多届波SARデータからの市街地特性の抽出”、電子情報通信学会論文誌、Vol.J84-B、No.6、pp. 1043-1051、2001

6）北澤秀吉、高木直樹：“リモートセンシング画像のテクスチャを利用した市街地形態の推定”、日本建築学会学術講演梗概集、pp. 685-686、1999

7）ソウル市立大学地震・防災研究所：“都市と防災”、Vol.1、2000（韓国語）

8）ソウル特別市：“ソウル市の地震対応モデルの開発”、1999（韓国語）

9）韓国統計庁：“KOSIS統計情報システム”、http://kosis.nso.go/

10) Midorikawa, S : “Preliminary analysis for attenuation of peakground velocity on stiff site”, Proc. Int. Work, on Strong Motion Data, 2, 39-48, 1993

11）翠川三郎、松岡昌志：“国土数値情報を利用した地震ハザードの総合的評価”、物理探査、8巻第6号、pp.519-529、1995
# Development of the Earthquake Damage Estimation System of Seoul City Part 2. Development of the Earthquake Damage Estimation System and Its Features

(Abstract)

Byeong-pyo Jeong, Shinsaku Zama, Masafumi Hosokawa, Makoto Endo, Myong-o Yoon, and Chul-ho Song

(Accepted February 9, 2005)

We have developed EDESS (Earthquake Damage Estimation System of Seoul) that provides an image of damage caused by earthquake. Used data are land condition map, distribution data of masonry building and population, are estimated data by this study. This system has the following features.

(1) Anyone can estimate for an earthquake damage easily and immediately and earthquake with location, magnitude and depth.

(2) It is possible to estimate the number of deaths, injured, refugees, fires, and collapsed masonry houses,

(3) The application is based on Microsoft Windows operating system and easy to operate,

(4) It takes only several seconds to estimate the damage for Seoul in Korea.
技術報告

# マルチハザード対応型防災情報システムの構築 一災害時の意思決定支援情報のあり方と創出手法について

胡 哲新、座間 信作、遠藤 真

(平成17年2月21日受理)

### 1. はじめに

防災における情報の重要性を広く認識させたのは、1995年に発生した兵庫県南部地震である。その後、内閣府をはじめとする中央官庁や、地方自治体などで様々な防災情報システムが導入されるようになってきている。しかし、豪雨、台風、火山噴火、大規模地震などの多種多様な災害が発生する中で、被害軽減を目指す防災情報システムのあり方についての問題が近年になっても報告されている。

2004年台風23号の直撃を受け、兵庫県では大きな被害（死者25人、床上浸水約1万棟など）が出た。同県では、阪神・淡路大震災翌年の1996年以後、多額の投資を行なって、県と県内全市町を結ぶ最新の防災情報システムを導入した。しかし、台風による被害の大きかった地域で同システムが使われていなかったとの報道 $ ^{1} $ がある。このシステムは市町が情報を端末に入力すれば、リアルタイムで共有されるものである。しかし、「入力どころではなかった」とある市職員は言う。災害対策本部には15人ほどの職員がいたが、全員が住民要望への対応や関係機関との連絡などに追われたという。

実は、9年前の阪神・淡路大震災時でも全く同じような状況が生じていたのである。当時、非常参集した職員は救助要請や安否確認等の電話対応に手いっぱいとなり、被害情報を収集する余裕が殆どなかったことが、初動を遅らせた一つの大きな原因とされている $ ^{2} $ 。また、2003年7月九州各地の集中豪雨で最も大きな人的被害（死者19名）が発生した熊本県水俣市の土砂災害においても、担当者が忙殺されたという状況が水防情報システムの伝達ミスの原因の一つであったとも指摘されている $ ^{3} $ 。

これらの事例における情報対応の問題として、組織態勢の弱さによる職員数の不足などの欠落も挙げられるが、情報対応に対する防災担当者の認識及び意思決定力にも欠落があるのではないかと考えられる。現場の職員が目の前の仕事を優先したい気持ちは分かるが、災害直後の情報収集（入力）と伝達は、迅速な態勢づくりや応援要請につながり、被害の拡大防止に役立ち、最も優先すべき対応対策の一つであることを、トップから職員まで徹底すべきだったのではないかと考えられる。

そもそも、防災情報システムに期待される重要な役割としては、防災担当者の能力を、平常時から育成することと、災害時に最大限に補完することである、との観点からみると、現在の防災情報システムは必ずしもこのような役割を果たしているとはいえない。しかし、これは防災情報システムの必要性と重要性を否定するものではなく、むしろ防災情報システムに対して、下記のような、より広い視点での考えと、より高度な機能が求められていると考えられる。

## ① 単一のハザードからマルチハザードへの視点転換

我々の住む世界は、地震、風水害、疫病感染、有毒物の拡散、テロリズムの脅威など様々なハザードによる大規模災害の発生危険性が高まっている。これらの災害は多様な側面を有するものの、被害の波及や対処の順序等について、かなりの共通性や規則性が存在すると言われている⁴）。災害現象及び対応対策の共通点を体系的に整理することによって、根本的問題を見出すことができると共に、抜本的災害対策を講じることができると考えられる。

阪神・淡路大震災時の「初動遅れ」問題に対して、本部庁舎の被害、通信システムの機能障害、被害情報収集の遅れ等が原因として指摘されていた $ ^{2)} $ 。それに対して、兵庫県では、庁舎の耐震化、専用回線の設置、航空機による情報収集体制の整備等により、次回の大規模地震に対応する準備ができているつもりだった $ ^{5)} $ という。しかし、2004年台風23号の影響で発生した風水害に対しては、十分に対応できない結果となった $ ^{5,6)} $ 。“堤防が壊れた”、“役所が水没した”、“回線が浸水で不通”といった個々の事象は想定外であったとしても、大規模災害の共通現象である「機能不全」こそ事前に想定されるべきであろう。
“耐震性の向上”だけでは風水害時の庁舎安全を確保できないことと同様に、“ヘリコプターや航空機による情報収集”が2004年10月23日の夜間に発生した新潟中越地震では全く有効でないこと $ ^{7} $ などは、災害の個々の側面に着目した対策は根本的な問題解決に繋がりにくいことを明らかにしたといえよう。従って、単一のハザードに着目して構築されてきている防災情報システムも、マルチハザード対応へ視点を転換し再考する必要があると考えられる。

## ② 「状況把握」から「意思決定」支援情報提供への機能拡張

マルチハザードの共通特性である、1）災害因の発生を防ぐことができない、2）事前に予想することが困難、3）発災直後の混乱（情報空白）を免れることが難しい等、を考えた場合に、災害直後において、その原因や情報の詳細等を追究するよりも、先ず、如何に迅速かつ適切な意思決定を下し、またそれに応じた業務を実施できるかが特に求められる。しかし、日本の現状では、2～3年毎の人事異動のため、防災能力の育成に求められる一貫性を満たすことができない。また、多くの常駐の防災専門家を配置することが難しい。以上のことから、防災業務を兼任で担当している防災担当者の災害対応能力の向上を図ると共に、災害時の意思決定能力を最大限に支援するシステムの存在が特に重要になってくることが分かる。

### 2. 先行研究及び本稿の位置づけ

すでに、筆者らは過去の研究 $ ^{8)} $ において、災害時の「状況把握」のみならず、「意思決定」、「対策実施」という問題解決サイクルに応じた支援情報提示のあり方とシステム構築の提案を行った。しかし、その対象も地震災害に限定しており、また、その中で最も重要な部分である「意思決定」支援情報のあり方について提案はされたものの、その実現手法については深く検討されていない。

本稿では、過去の研究の延長線にありながらも、あらゆる緊急事態に視点を置き、災害時の「意思決定」支援情報の共通構造を解明するとともに、機能の側面から意思決定支援情報のシステム化手法に関する研究の現状、課題及び今後の展望を述べる。

### 3. あらゆる災害対応における意思決定の共通点

マルチハザード対応型意思決定支援システムを構築するために、災害対応における意思決定の共通点を探すことは意義深いと考えられる。なぜなら、普遍的な意思決定に必要最低限の要素があらかじめ用意できれば、いかなる災害に対しても、迅速かつ適切な災害対応への円滑な移行が可能となると考えられるからである。すでにこれまで多くの研究で、災害対応時の意思決定の共通性が指摘されてきている。しかしながら、これらの“指摘”（知識）は分散し、あらゆる災害への対応力の向上という目的のために統合されているとは言いがたい。そこで、本稿は既存の研究成果に基づき、災害対応における意思決定の共通側面を体系的に整理することとした。

## (1) 共通の目標

いかなる緊急事態が起きても、先ずは迅速かつ適切にその事態に立ち向かっていくことが最も重要である。2001年9月11日、米国・ニューヨーク・世界貿易センターで航空機を利用したテロ事件が発生した。その直後では、緊急事態の原因を知るよしもなかったが、大規模地震災害が起こった際と同じように、各関連機関による迅速な救命・救急活動、情報収集や被災者への支援活動等が求められていた $ ^{9} $ 。このように、あらゆる災害に対して、共通の目標が求められることは、共通の業務計画が立てられることを示唆している。

## (2) 共通の業務とその流れ

いかなる災害対応においても、業務内容とその流れは、①緊急対策：命を守る対策（発災後1週間以内）、②応急対策：社会フローの復旧（一ヶ月以内）、③復旧・復興対策：社会ストックの再建（数ヶ月・数年）の3つである $ ^{10} $ ことに変わりがない。従って、共通の業務計画を共通の時間（流れ）軸上で展開することができる。

## (3) 共通の業務内容

前アメリカ合衆国連邦危機管理庁（FEMA2002、 $ ^{*} $ 2003年3月にDHSに統合された $ ^{9)} $ ）によれば、あらゆる災害対応には、次の5つの役割の実施が求められる $ ^{11)} $ 。最上位のCommandは、活動の方針を定めて全体の組織体制を統括することである。他の4業務はそれぞれ、

① Planning/Intelligence：情報収集、処理、計画

② Operation：現場対応

③ Logistics : ロジスティクス

④ Finance/Administration：資金調達・管理、である。

これらの4業務は、Commandの指示・命令に従って遂行される。また、このような業務分類に基づいた組織体系の基盤（いわゆるICS：Incident Command System）を標準化すれば、いかなる緊急事態にも適用できると報告されている。

日本の組織体系の特殊性を考えると、平常時は独自で意思決定を行っている各行政組織が、災害発生とともに突然、別の指揮命令系統下に入ることは極めて不自然であり、法令上でこうした組織基盤の構築には無理があると考えられる。一方、防災計画において、以上の業務分類に基づく組織間調整と責任の明確化が可能であり、最低限実施すべき重要課題といえよう。

このような視点から、現状の日本における地域防災計
画を同じような枠組みに入れることが可能とされている $ ^{12} $ 。例えば、災害対策本部は、災害対応の活動方針等を決定していることから、上記Commandに相当する。資金調達・管理（Finance/Administration）に関する項目は殆ど設けられていないが、神戸市地域防災計画 $ ^{13} $ を一例として表1に示すように、地域防災計画の全ての業務内容を①Planning/Intelligence、②Operation、③Logisticsの3つに要約することができる。

従って、あらゆる災害に対応する業務内容も共通していることがわかる。現状の地域防災計画には地域特性が織り込まれているため、必ずしもすべての災害を対象として作成されているとは限らないが、その基本となる国の防災基本計画では、すでにあらゆる災害への対応を視野に作成されているため、マルチハザード対応型の電子防災計画の構築が可能と考えられる。

## (4) 共通の業務処理手順

現状の地域防災計画に規定された業務の処理手順には6つのパターンが存在していることが報告されている $ ^{14)} $ 。表2にいくつかの例を示す。このことは、情報処理の特長の一つである単純、重複作業処理の効率化に重なるものであり、業務処理の自動化が可能であることを示唆している。

## (5) 共通の思考要素

表2に示される個々の判断を適切に下すため、図1に示す「現実把握」、「制約条件」、「知恵・前例」という3つの共通な情報要素の活用が不可欠であると指摘されている $ ^{15)} $ 。

以上より、災害対応では、災害種別によらず、その根底にある骨格を共通化させることができると考えられる。

### 4. 防災担当者の意思決定支援情報の要望調査

筆者らの過去の研究 $ ^{8)} $ における調査結果から、災害時における意思決定支援情報に関する防災担当者の要望を“情報提示の5W2H”としてまとめた。具体的には以下の通りである。

① どのような業務をしなければならないのか

(What)：対応対策の全体像の提示、また全体像における各業務の位置付けの明示、

② いつからいつまで実施するのか（When）：対応対策の時間的な流れの表現、

③ どこで実施するのか（Where）：空間位置（例えば、地図情報）の提示、

④ 誰が実施するのか（Who）：各業務の担当部局及び担当部局間の相互関係、

⑤ 何故か（Why）：重要な意思決定場面の判断・条件分岐の明示、

⑥ どのように実施するのか（How）：業務の流れ、実施手順・手段の提示

⑦ どのくらいの人員、資源量が必要なのか（How Many）：災害対応の需要量

上記の “5W2H” はあらゆる災害対応における共通の行動要素として捉えることができると考えられる。

### 5. 災害時における意思決定の支援情報のあり方

以上の分析で明らかになった災害対応における共通の骨格を用い、災害対応担当者の情報提示要望を考慮した上で、図2に示されるような階層構造を有する意思決定支援情報の提示のための仕組みを提案する。即ち、災害対応の意思決定を「対応組織」、「時系列」及び「対策事項」の3つの主軸（図2左）において捉え、「時系列－対策事項」、「時系列－対応組織」及び「対策事項－対応組織」の3つの断面を階層的にモデル化する手法を試みることにする。以下、（図2右）に示す3つの階層関係を分析しながら、それぞれの階層における情報のあり方を検討していく。

## (1) 時系列的大局的目標像の提示

災害直後の緊急事態に対して、行うべき業務事項(What)が時系列的に示され(When)、全体像における各々の業務の優先順位が視覚的に訴えられるものとする。

表 1 「地域防災計画」業務内容の分類

業務種別	業務內容
Planning/Intelligence	情報収集、処理、伝達、広報
Operation	・災害救助法の適用・応援連携・避難誘導・消火・救助・救急	・災害弱者保護・遺体搜索・埋火葬・廃棄物処理・被災地安全確保	・ライフライン復旧・被災地生活安定・二次災害の防止・ボランティア活動支援
Logistics	・物資・人員調達	・交通確保	・緊急輸送
Finance/Administration