Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
文献9）を参照されたい。

## (1) 片振札、円弧補正

記録ペンが中心線からずれ、いわゆる片振れ状態になる場合がある。またアーム長は有限であるため、振幅が大きい場合には円弧を描く。これらを補正するための処理であるが、描針腕（アーム）の長さが不明であるので、ここでは気象庁1倍強震計と同じく300mmとした。

## (2) 時間軸の戻りの補正

円弧補正後のデータに時間が逆転しているものがある場合に行う処理である。

(3) 等間隔データ作成のための補間

地震計の紙送り速度が一定ではないこと及び(2)の処理のため、時間について不等間隔のデータとなっている。後の処理では等間隔データであることが要求されるため補間処理を行う。ここではcos補間により0.2sec間隔データを作成した。

## (4) 地震計の特性補正

地震計の挙動は1質点系の振子の運動方程式で表される。従って、固有周期と減衰定数（制振度から求まる）を与えれば実地動を計算することができる。

これらの処理の結果を図3、4に示す。各図で右上が数値化した波形、左上が計器補正後の波形、下は平滑化された加速度フーリエスペクトルで、いずれも継続時間

図1 1944年東南海地震の東京での記録（中央気象台式強震計による） $ ^{7)} $
図1 1944年東南海地震の東京での記録（つづき） （中央気象台式強震計による）7）

は10分と長く、周期8～9秒で100gal・secを僅かに超える。振幅から判断すると、南海地震の方が後続位相のパワーが相対的に大きいようにみえる。

### 4. 考察

1944年東南海地震の東京での地動変位は約27cm（EW成分）、1946年南海地震のそれは約23cm（EW成分）と大きな変位となっている。これをこの付近に発生した大地震の記録や合成記録と比較してみる。

山田（2004）は1891年濃尾地震M8.0での東京本郷のユーイング地震計の記録を数値化し実地動を求めている $ ^{10} $ 。それによればEW成分で11cmが得られている。但し、波形記録から判断すると、最大値を記録していない可能性がある。また、想定東海地震に対する東京東部の工学の基盤における推定地震動の合成波形例 $ ^{11} $ では23cmの変位となっている。これらに比べて、ここで得た変位はほぼ同じかやや大きめになっている。これには計器補正の際の定数が明確でないことの影響もあるかもしれない。

一方、スペクトルについてみてみると、上述のように周期8～9秒で100gal・secを超える。この観測スペクトルに基づいて、東海地震が両地震と同じ規模で発生した時のスペクトルを予測してみよう。

遠方場近似が成り立ち、同じようなメカニズムで東海地震が発生し、長周期帯域の地震動が表面波からなっていると仮定する。即ち、実際には考慮すべき破壊過程や表面波の励起の違い等を無視する。この時、スペクトルの予測は単に伝播過程の減衰を補正するという問題となる。減衰効果の一つである幾何減衰は、周波数領域で1/√r（r：震央距離）で与えられるから、東南海（r=350km）、南海（r=466km）に対して、東海地震（r=176km：文献12）の破壊開始点①）は各々1.41倍（東南海）、1.63倍（南海）となる。またKudo(1989)によれば、やや長周期帯域の内部減衰を表す項$\exp(-\alpha\cdot r)$に係る$\alpha$は$0.001km^{-1}$であることから13）、震央距離の短い東海地震の東京でのスペクトル振幅は、南海地震に対して1.34倍、東南海地震に対して1.19倍大きくなると考えられる。従って、幾何減衰と内部減衰を同時に考慮すると、東海地震については南海地震のスペクトルよりも2.18倍、東南海地震のそれより1.68倍大きくなると予想される。即ち、東京大手町付近では約200gal・sec程度が見込まれることになる。

ところで、石油タンクのスロッシング上昇量を評価する際に用いられる速度応答スペクトルの減衰定数は、シングルデッキ浮屋根式で0.5%程度とされている $ ^{[14]} $ 。また、図3、4に示した平滑化された加速度フーリエスペクトルは、幾つかの地震記録を用いた比較から、減衰0.5%速度応答スペクトル相当であることを確認している。従って、上記約200gal・secという値は、石油タンクの空間余
裕高さを規定する東京での水平設計震度に対する新基準 $ ^{15} $ と同程度ということとなる。

また、古村（2003） $ ^{16)} $ は、東海地震と東南海地震が同時に発生した場合の波動伝播シミュレーションを行っている。そこでは、関東平野の詳細な3次元地下構造モデル $ ^{17)} $ と強震計記録から得られた1944年東南海地震の震源モデル $ ^{18)} $ および中央防災会議による東海地震の震源モデル $ ^{12)} $ に基づき、2002年から運用が開始された海洋研究開発機構の640台のスーパーコンピュータを結合した世界最速（当時）の並列計算機「地球シミュレータ」を用いた波動伝播に関する数値計算をしている。結果は減衰5％の速度応答スペクトルで与えられている、川崎では約6～7秒で、東京湾の千葉県姉ヶ崎では約8～10秒で100cm/sを超えており、東京湾岸周辺といってもその震動特性は異なるとしている。皇居に近い新宿では周期7.5秒で速度応答スペクトルは約100cm/sとなっている。例えば2003年十勝沖地震での苫小牧の記録では0.5％の速度応答値は減衰5％の場合と比較して、周期によって1.6倍から2倍程度となる。従って、石油タンクのスロッシングを考えた時の速度応答値は最大で200cm/s程度となり、粗い見積りではあるが、地震観測記録から得た速度応答値とほぼ等しくなる。

以上から、南海トラフ沿いの巨大地震が発生した場合には、東京（大手町）では変位で20cm程度、速度応答スペクトルで200cm/s（0.5%減衰）程度の地震動となることが予想される。但し、例えば、2004年紀伊半島沖の地震（M7.4）で、石油タンクのある東京湾岸とその周辺では、長周期帯域であっても地震動特性が相当異なっており $ ^{19} $ 、本報で推定した地震動が東京周辺のどの辺りまでほぼ同じとみなせるかについては、今後の解決すべき重要な課題である。

### 5. おわりに

発生が迫っているとされている南海トラフ沿いの巨大地震による地震動の程度を知る拠り所となる、1944年東南海地震、1946年南海地震の東京で得られた地震記録を解析した。これらの地震は津波を伴っており、当然長周期地震動を大きく励起したものと思われる。しかし、当時においては長周期地震動の影響を受ける長大構造物は存在せず、その影響は分からない。一方、今後起こるであろう南海トラフ沿いの巨大地震では、長周期地震動が大きく発生するはずであり、その影響を受ける構造物も極めて多くなってきているため、十分な対応を考えておく必要がある。その意味で2例ではあるが古い地震記録から地動を算出し、およその地震動のイメージを提示することが出来たことは意義のあるものと考える。

## 参考文献

1）地震調査研究推進本部：今までに公表した活断層及び海溝型地震の長期評価結果一覧, http://www.jishin.go.jp/main/choukihyoka/ichiran.htm/ (2005)

図2 1946年東南海地震の東京での記録（中央気象台式強震計による） $ ^{7)} $
図 3 1944年東南海地震の東京での実地動

右上：数値化した波形 左上：計器補正後の変位波形

下：平滑化された加速度フーリエスペクトル

(実線：EW，破線：NS成分)

TOKYO:ZONE11 OFF KII PEN.

図４　1946年東南海地震の東京での実地動

右上：数値化した波形 左上：計器補正後の変位波形

(実線：EW，破線：NS成分)
2) K. Kamae, H. Kawabe and K. Irikura, Strong Ground Motion Prediction for Huge Subduction Earthquakes Using a Characterized Source Model and Several Simulation Techniques, 13th World Conf. Earthq. Eng., No.655 (2004)

3）趙伯明・鶴来雅人・香川敬生：大阪盆地を対象とした南海・東南海地震の地震動シミュレーション(1)、3次元差分法による長周期地震動、土木学会第27回地震工学研究発表会（2003）

4）鶴来雅人・趙伯明・香川敬生：大阪盆地を対象とした南海・東南海地震の地震動シミュレーション(2)、ハイブリッド法による広帯域地震動、土木学会第27回地震工学研究発表会（2003）

5）地震調査研究推進本部：南海トラフの地震の長期評価，http://www.jishin.go.jp/main/chousa/01sep_nankai/nankai.pdf

6）宇佐美龍夫：新編日本被害地震総覧、東京大学出版会（1996）

7）気象庁地震火山部地震津波監視課：気象庁（東京）で観測された強震記録（1927年～1989年）（1990）

8）座間信作：アナログ地震記録の読み取りシステムについて、消防研究所報告、74,1-7（1992）

9）佐々木 康、田村敬一、相沢 興：気象庁一倍強震計記録に基づく長周期地震動特性の解析一（その5）1978年宮城県沖地震記録の解析一、土木研究所資料、2664（1988）

10）山田真：東京における濃尾地震の円盤地震記録の解析、日本建築学会、大会学術講演梗概集、構造Ⅱ、pp.565-566（2004）

11）太田外氣晴・高瀬啓元：新評価東海地震の東京における地震動と超高層ビルの応答、第11回日本地震工学シンポジウム、pp.657-660（2000）

12）中央防災会議：中央防災会議東海地震に関する専門調査会，http://www.bousai.go.jp/jishin/chubou/tokai/7/7-01.pdf9（2001）

13) Kudo, K.: Significance of long-period strong motion in seismic risk evaluation, Proc. 4th Int. Symp. on the Analysis of Seismicity and Seismic Risk., pp.433-439 (1989)

14）座間 信作、西 晴樹、廣川 幹浩、山田 實、畑山 健、スロッシングの減衰定数、消防研究所報告、98、pp.66-73（2004）

15）消防庁：昭和49年自治省告示第99号（危険物の規制に関する技術上の基準の細目を定める告示）の一部を改正する告示（2005）

16）古村孝志：地球シミュレータによる地震波動伝播の大規模3次元並列シミュレーション、月刊地球、15-9,703-709(2003)

17) 山中浩明・山田伸之：微動アレー観測による関東平野の3次元速度構造モデルの構築、物理探査、55、53-65 (2002)

18) Kikuchi, M., M. Nakamura, and K. Yoshikawa: Source rupture processes of the 1944 Tonankai earthquake and the 1945 Mikawa earthquake derived from low-gain seismograms, Earth Planets Space, 55, 159-172 (2003)

19）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、投稿中（2005）
# Seismograms at Tokyo during the 1944 Tonankai and the 1946 Nankai Earthquakes

(Abstract)

Shinsaku Zama

(Accepted February 1, 2005)

It is regarded that huge subduction earthquakes in the Nankai trough region will occur in the near future. In order to understand the strong ground motions due to such earthquakes at Tokyo, we collected and analyzed the records of the 1944 Tonankai and the 1946 Nankai earthquakes. Obtained peak ground displacements are 27cm for the Tonankai earthquake and 23 cm for the Nankai earthquake, which are consistent with the ones observed during the 1891 Nobi earthquake and predicted for the Tokai earthquake. On the other hand, smoothed acceleration spectral amplitudes exceed 100gal·sec, which is the level of the regulation for the liquid sloshing of oil storage tanks in the Japan Fire Service Law, in the periods from 8 to 9 seconds. Prediction of the spectrum for the Tokai earthquake at Tokyo, on the assumption that long-period ground motions are mainly composed of surface waves and far-field approximation is approved, gives about 200gal·sec in the periods from 8 to 9 seconds.
技術報告

# 新潟県中越地震による防火水槽の被害

吉原 浩

(平成17年2月1日受理)

### 1. はじめに

防火水槽は水道配水管に接続されている消火栓と異なり、地震被害の甚大な地域においても水道配水管等の水道施設の被害による影響を受けない。よって地震時においては、河川や池などの自然水利や井戸とともに重要な消防水利である。しかし、防火水槽も地震による被害をうけた例 $ ^{1\sim3} $ は多く、その被害状況を把握することは、今後の被害の軽減や消防水利の配置計画を考える上で重要である。

平成16年10月23日17時56分に発生した新潟県中越地震(M6.8)、及びその後の一連の余震によって防火水槽の被害が多数発生した。

消防庁の補助事業対象の防火水槽及び耐震製貯水槽については構造基準が定められている。防火水槽の場合、上載荷重については設置場所に応じた自動車荷重（T-14からT-25荷重）やコンクリートの設計基準強度、鉄筋の直径、使用量、躯体の厚さ等について規定されている。また耐震性貯水槽の場合、各部材についてほぼ同様の規定ほか、設計水平震度を0.288とすることが求められている $ ^{4} $ 。二次製品の防火水槽（耐震性貯水槽を含む）については（財）日本消防設備安全センターにより認証業務が行われている。国庫補助事業以外では、自治体が消防庁の補助基準に準じた構造基準を作成し防火水槽を設置している場合がある。また、特に構造基準に基づいていないものも多く設置されている。

阪神・淡路大震災においては昭和20年代以前に設置された防火水槽に減水に至る被害が多い傾向がみられた。しかし今回の地震による被害の特徴として、これまでの地震において漏水に至る地震被害はほとんど発生していない、国庫補助事業による現場打ちRC製防火水槽や、(財)日本消防設備安全センター認定品の二次製品防火水槽で、減水にいたる被害が発生したことがあげられる。これらの防火水槽の諸元や設置年等の資料を収集するとともに、設置現況、特に防火水槽周辺の地盤の状況を知ることを目的として、平成16年11月29日から12月2日にかけて現地調査を行った。訪問した消防本部は大きな被害が発生した長岡市消防本部、十日町地域消防本部、小千谷地域広域事務組合消防本部および魚沼市消防本部の4本部である。以下にその概要を報告する。

なお、防火水槽の内部の調査は調査時点ではほとんど行われていないことから、被害の詳細を把握するには今後のさらなる調査が必要である。

### 2. 調査結果

### 2.1 被害の概要

防火水槽の設置数及び減水箇所数は表1のとおりである。設置数は公設の防火水槽数であり、容量が40m³未満のものを含んでいる。この表に示すほかに、導水管等の付属設備やコンクリートスラブの亀裂、防火水槽周囲の地盤の陥没等の被害が発生している。なお、山古志村（小千谷地域消防本部管内）全域並びに魚沼市消防本部管内の一部の地域では通行不能のため、被害調査が行われていない地域がある。これらの地域については減水被害数が増加する可能性がある。表2に現地調査を行った防火水槽の諸元及び被害状況を示す。現地を調査出来た箇所のうち、主な被害箇所は次のとおりである。

表 1 防火水槽の設置数と減水箇所数

消防本部	减水箇所数	設置数	減水率(%)
長岡市	4	316	1.3
小千谷地域	47*	301	15.6
魚沼市	21**	348	6.0
十日町地域	21***	1,073	2.0
栃尾市	1	187	0.5
見附市	3	301	1.0

$ ^{*} $ 山古志村を除く

*** 30cm以上の減水箇所数。地震に起因するものか不明の箇所を含む。
表2 現地調査を行った主な防火水槽の諸元及び被害の状況

被害箇所	容量(m³)	設置年	形式	設置場所	被害状況	国庫補助の有無	備考
長岡市渡沢町	40	1982	現場打ちR C、角形	緩傾斜の水田	一部減水	有	半地下
長岡市前島町	40	1978	現場打ちR C、角形	平坦な空地	一部減水	有	半地下
長岡市浦瀬町	40	1963	現場打ちR C、角形	傾斜地	一部減水	有	半地下
長岡市小曽根町	40	1956	現場打ちR C、角形	平坦な空地	一部減水	有	半地下
小千谷市上ノ山	88	1956	現場打ちR C、角形	傾斜地	躯体に亀裂	無	半地下
小千谷市西向	21	1957	現場打ちR C、角形	傾斜地	全量減水	無	半地下
小千谷市高島	40	1957	二次製品、角形	平坦な空地	全量減水	無	半地下
小千谷市水口	17	1957	現場打ちR C、角形	平坦な道路下	全部減水	無	半地下
小千谷市小栗田	41	1957	現場打ちR C、角形	平坦地	全部減水	無	半地下
小千谷市岩間木	40	1957	二次製品、角形	傾斜地	一部減水	無	半地下
小千谷市首沢	42	1957	二次製品、角形	緩傾斜地	一部減水	有	周囲の鋪装面や石垣に亀裂あり
小千谷市蘭木	40	1957	二次製品、角形	盛土	一部減水	有	近傍の盛土が大規模に崩壊
小千谷市中村	44	1957	現場打ちR C、角形	平坦地	上部コンクリートスラブに亀裂	無	半地下
川口町中新田	48	1957	現場打ちR C、角形	平坦地	一部減水	無	半地下
川口町前原	33	1957	現場打ちR C、角形	緩傾斜地の盛土	一部減水	無	半地下
川口町大形	35	1957	現場打ちR C、角形	緩傾斜地の盛土	一部減水	無	半地下
川口町大形	48	1957	現場打ちR C、角形	緩傾斜地の盛土	全部減水	無	半地下
川口町小高	31	1957	二次製品、角形	傾斜地	全量減水	無	半地下
魚沼市魚野地	30	1957	現場打ちR C、角形	緩傾斜の空地	一部減水	無	半地下
魚沼市新道島	36	1957	現場打ちR C、角形	道路脇の傾斜地	働壁に亀裂、全量減水	無	無蓋
魚沼市田中	44	1957	現場打ちR C、角形	道路脇の傾斜地	一部減水	無	無蓋
魚沼市小平尾	49	1957	現場打ちR C、角形	ほぼ平坦な空地	一部減水	無	半地下
魚沼市田尻	40	1957	現場打ちR C、角形	道路脇の平坦な空地	一部減水	無	半地下
魚沼市山田	40	1957	現場打ちR C、角形	道路脇の平坦な空地	一部減水	無	半地下
魚沼市板木	56	1957	現場打ちR C、角形	平坦な道路下	一部減水	無	半地下
魚沼市大浦	40	1957	現場打ちR C、角形	空地、周囲は水田	一部減水	無	池に隣接
十日町市下条山際	50	1957	現場打ちR C、角形	緩傾斜地	減水の疑い	有	上部に車庫
十日町市下条為永	46	1957	現場打ちR C、角形	平坦地	減水の疑い	有	有
十日町市土市	46	1957	現場打ちR C、角形	緩傾斜の空地	減水の疑い	有	有
十日町市尾崎	46	1957	現場打ちR C、角形	道路脇の盛土	減水の疑い	有	有
### 2.2 長岡市消防本部管内

長岡市においては316箇所設置されていた防火水槽のうちの4箇所で減水に至る被害があった。そのうち3箇所は国庫補助事業によるものであった。いずれも内部については調査されておらず、漏水の部位については不明である。

## (1) 長岡市浦瀬町

昭和48年に国庫補助事業により設置された容量40m³、現場打ちRC製、角形、地下埋設の防火水槽である。減水量（頂版下面と水面の距離、以下同様）は92cmであった。防火水槽は道路沿いの盛り土部分に設置されている。頂版は埋設されている（図2）が、道路と反対側に側壁の一部が露出し、練り石積み擁壁部分には亀裂がみられ（図3）、全体として西側（図3の手前）に押し出されている。減水量から防火水槽の損傷部位は側壁の上部と考えられるが、現地では視認出来なかった。

## (2) 長岡市渡沢町

昭和47年に国庫補助事業により設置された容量40m³、現場打ちRC、角形、半地下の防火水槽である。減水量は162cmであった。防火水槽は3%程度の勾配を有する道路に面

図1 調査地位置図

した、水田の埋め立て部分に設置されている（図4）。頂版の上部に消防器具倉庫が設置されていた。周辺ではマンホールの浮き上がりがみられており、このことから、防火水槽の周囲の地盤は、側壁への苔の付着状態から20cm～30cm程度沈下していることが推定される（図5）。

図２ 防火水槽上部の状況（長岡市浦瀬町）

図３ 防火水槽西側の擁壁の損傷状況（長岡市浦瀬町）

図４ 減水した半地下式防火水槽（長岡市渡沢町）
## (3) 長岡市前島町

昭和53年に設置された容量40m³、現場打ちRC、角形、地下埋設の防火水槽である。減水量は64cmであった。この防火水槽は国庫補助事業によるものである。

この防火水槽は道路下に埋設されており、周辺地盤が僅かに沈下し、防火水槽の形の段差が生じている（図6）。付近の路面は全体的に亀裂が発生し、地盤が全体的に変形したことを示している。減水量が64cmと少ないことから、躯体からではなく、導水装置（図6 中央奥の赤色の立ち上がり管）との間の配管からの漏水の可能性も考えられる。

## (4) プールの導水装置の損傷例

学校のプールに取り付けられている導水装置の損傷が長岡市内の2箇所で発生した。白坂小学校における損傷事例を図7に示す。プールは空の状態となっていた。周辺の地盤や擁壁に亀裂やズレがみられるほか、周辺の水田に噴砂がみられた。プールからの導水菅が地盤の変位により損傷したものと推定される。

図 5 周辺地盤の沈下状況（長岡市渡沢町）

図6 防火水槽周辺の路面の亀裂（長岡市前島町）

### 2.2 十日町地域消防本部管内

十日町地域消防本部管内においては、北部の下条地区で家屋等に多くの被害が発生している。防火水槽は計1,073箇所設置されているうち、地震後の調査において、30cm以上の減水が21箇所で観測された。同本部では、年一回の減水状況の点検を消防団に委託して行っている。しかし、その点検が確実に行われているかどうかについては調査時点で確認がとれていない。よって、今回確認された防火水槽の減水が、新潟県中越地震に起因するかどうかについては、充水して減水の経過を調べるなど、今後の調査を待つ必要がある。

## (1) 十日町市下条2

容量40m³、現場打ちRC、角形、半地下の防火水槽である。設置年は不明である。緩やかな傾斜地に設置されている（図8）。防火水槽の上部には消防用器具倉庫が設置

図7．長岡市白坂小学校前の吸水装置周辺の歩道等の被害状況

図8 減水した半地下式防火水槽の設置状況（十日町市下条2）
されている。十日町地域にはこの例の様に、防火水槽の上部に倉庫や車庫がある例が多いようである。防火水槽の周囲の地盤は約20cmほど沈下している。また、水槽に隣接する池の護岸の損傷状態から地面の傾斜方向に動いていることが分かる（図9）。

## (2) 十日町市尾崎

図10に示す防火水槽は、国道117号線に面した盛土部分に平成8年に設置されており、現場打ちRC製、地下埋設、角形、容量は46m³である。防火水槽上部のコンクリートスラブ周辺のアスファルト舗装に亀裂がみられる他には変状は確認出来なかった（図11）。

### 2.3 小千谷地域消防本部管内

小千谷地域消防本部管内では75箇所の防火水槽で被害が発生した。その半分以上の47箇所で減水するという大きな被害を受けている。その中でも、国庫補助事業で設置された二次製品のコンクリート製防火水槽が1箇所、国庫補助事業ではないが二次製品のコンクリート製防火水槽3箇所が漏水していることが注目される。阪神淡路大震災を含め、これまでの地震においては、少なくとも公設の防火水槽で

図9 隣接する池の護岸の損傷状況（十日町市下条2）

図10 減水した防火水槽頂版部の状況（十日町市尾崎）

はこのような事例は知られていない。二次製品のコンクリート製防火水槽を中心に現地の状況を調査した。なお、山古志村は小千谷地域消防本部管内であるが防火水槽の被害状況の詳細については把握されていない。

## (1) 小千谷市首沢

山間部の緩斜面の切り土部分に埋設されている二次製品の防火水槽である。この防火水槽は国庫補助を受けて平成3年に設置された。地下埋設のため躯体の損傷状況については確認出来なかった。上部のコンクリートスラブには亀裂が認められた（図12）。すぐそばの道路面や石垣には段差や亀裂が認められ、向かって右側の地盤が沈下していることが認められる（図13）。

## (2) 小千谷市岩間木

道路沿いの盛り土部分に設置されている半地下の二次製品コンクリート製防火水槽である（図14）。容量は40m³、設置年は消防本部には記録されていない。周辺のコンクリートスラブの破損状況から、道路側から水槽に力が加わり、破損したものと考えられる。コンクリートブロックの継ぎ目部分の損傷状況を図15に示す。

図11 減水した防火水槽周囲の舗装の亀裂（十日町市尾崎）

図12 防火水槽上のコンクリートスラブの亀裂 (小千谷市首沢)
## (3) 小千谷市蘭木

現場打ちR C製防火水槽の損傷例を図16に示す。昭和33年に設置された容量54m³、角形、であり、山間部の傾斜地の道路下に半分かかった状態で埋設されている。道路の肩には地割れや沈下がみられ、谷側（図16右側）に僅かに路盤が動いていることが分かる。

### 2.4 魚沼市消防本部

魚沼市消防本部（旧小出郷消防本部）管内では、23箇所の防火水槽で、消防活動に支障があると判断される障害が発生した。以下にその概要を述べる。なお、大芋川地区の2箇所は進入不能のため調査されていない。また、同本部においては減水状況を定期的には点検しておらず、減水が認められたものの中には、地震以前から減水していた可能性があるものが含まれている。

## (1) 魚沼市魚野地

図17に示す防火水槽は、水を使用した後、自然水利の溝等から補水する、流入式と呼ばれる形式のものである。

図13 コンクリート製二次製品防火水槽周辺の路面の亀裂状況（小千谷市首沢）

図14 コンクリート製二次製品防火水槽の設置状況 (小千谷市岩間木)

図15 コンクリート部材継ぎ目の損傷状況 (小千谷市岩間木)

図16 防火水槽周辺の路面や路肩にみられる亀裂（小千谷市蘭木）

図17 減水した流入式の防火水槽（魚沼市魚野地）
地盤に押されて移動し、隣接する車庫の縞鋼板に当たっている。また、車庫側の側壁に亀裂が発生して減水したが、調査時点では埋め戻されていたため損傷部位については視認出来なかった。

## (2) 魚沼市新道島

容量36m³、無蓋の防火水槽で、側壁が破断し、ほぼ全量が減水した事例があった。側壁の損傷状況を図18に示す。新道島地域は地震被害の甚大な地域の一つであり、周辺の家屋の多くが倒壊していた。

このような防火水槽は耐震性を考慮して設計されていないが、山間地等においては多く残されている。地震被害が甚大な地域においては、このような耐震性を考慮されていない水利は使用できないことを念頭において、地震時の防災計画を考慮する必要がある。

## (3) 魚沼市板木

図19に、昭和44年に道路下に埋設された容量40m³のRC製防火水槽設置箇所周辺の状況を示す。防火水槽上部のアスファルト舗装面には僅かに防火水槽の形状に沿った亀裂が認められ、今回の地震で地盤が沈下していること

図18 破損した無蓋の防火水槽（魚沼市新道島）

図19 防火水槽上の舗装面の段差（魚沼市板木）

が分かる。またこの地域では凍結時に吸管投入孔を取り外しやすくするため、マンホールと受け蓋の間に軟質塩ビシートを挟んでいる。

### 4. 飲料水兼用耐震性貯水槽の活用事例

飲料水兼用耐震性貯水槽は、阪神淡路大震災において西宮市内 $ ^{5)} $ で、2001年芸予地震において呉市内で、それぞれ住民への給水に使用された例がある。この新潟県中越地震においても長岡市内で住民への給水に用いられた。

長岡市にはこの地震当時、容量100m³の飲料水兼用耐震性貯水槽2箇所に設置されていた。この2箇所とも地震後の断水地域に設置されてあり、手押しポンプを用いて給水に使用された。長岡市大島西公園における給水状況を図20、21に示す。この地区では2年おきの防災訓練において飲料水兼用耐震性貯水槽からの給水訓練を行っていた。そのため、今回の地震において特に問題なく使用できたとのことである $ ^{6} $ 。

図20 地元防災会による給水作業（大久保政義氏撮影）

図21 給水の順番を待つ住民（大久保政義氏撮影）
### 3. おわりに

今回の地震による防火水槽の被害の特徴として、国庫補助基準のRC製防火水槽および日本消防設備安全センター認定品の耐震性貯水槽に減水に至る重大な被害が認められたことがあげられる。防火水槽は平坦地に地下埋設することが原則である。今回現地調査した範囲において、防火水槽の減水に至る重大な被害は、傾斜地に設置されたもの、また半地下のものに多く発生している傾向がみられた。今回の地震で漏水した防火水槽の損傷状況を調べるためには、さらに防火水槽の内部を詳しく調査する必要がある。

なお、この調査にあたり、長岡市消防本部、十日町地域消防本部、小千谷地域消防本部及び魚沼市消防本部には多大のご協力をいただいた。また、長岡市大島本町五丁目自主防災会の大久保政義氏には貴重な写真を提供していただいた。ここに記して謝意を表します。

## 文献

1）消防庁：新潟地震火災に関する研究（1965）

2）細野義純：新潟地震火災調査報告 第Ⅱ部 消防用施設の被害調査、火災、V.15、No.3、pp18-26（1965）

3）吉原 浩：防火水槽・井戸の被害、消研輯報、No.49、pp31-34（1995）

4）消防财政研究会：市町村消防施設・設備整備費補助事務必携 平成13年度版、第一法規出版（2001）

5）ダクタイル鉄管協会：兵庫県南部地震被災後の貯水槽の使用状況等について、ダクタイル鋳鉄製貯水槽技術講習会資料（1997）

6）長岡新聞：2004年10月30日
# The Damage of Fire Cisterns by the Mid Niigata prefecture Earthquake in 2004

(Abstract)

Hiroshi Yoshihara

(Accepted February 1, 2005)

Damage of Fire cisterns dew to the Mid Niigata prefecture Earthquakes in 2004 caused the leaking of water in and around of the source region. In some fire cisterns designed by the government subsidy standard with the earthquake resistance were also damaged.

A field study was carried out for the purpose of knowing the installation situation of these fire cisterns and the circumferential ground conditions and/or damage. As a result, most damage of leaking of water of fire cisterns were observed at the banking of the sloping land. It is necessary to investigate in detail damage situation of fire cisterns in present earthquake.
技術報告

# 林野火災発生、拡大と気象要素の関係についての統計的分析

寒河江 幸平

(平成17年2月1日受理)

林野火災と気象要素の関係は従来いろいろいわれている。そこで火災データ、気象データより各都道府県別、年別に一日あたりの火災発生件数に影響する気象要素を求めた。その結果、ほとんどの都道府県で実効湿度が選ばれた。島根県、新潟県等が例外的にその傾向はみられなかった。また、火災の拡大ということで、焼損面積20ha以上の大規模林野火災を選び、火災全般の気象要素の違いを検討した。相対湿度は大規模火災の方が約6%低く、実効湿度は約3%低かった。平均風速については平均で大規模火災の方が約1m/sec大きかった。これらより、林野火災の発生には実効湿度が影響し、湿度が低いか、風が強いときに林野火災は拡大しやすいという従来いわれていることを裏付ける結果を得た。

### 1. はじめに

林野火災の発生に気象が影響し $ ^{1)} $ -6)、中でも実効湿度が強く影響すること $ ^{7)} $ -9)は従来いわれている。また林野火災が大規模化するには湿度が低いこと、風が強いこと等が強い影響を持つといわれている。これらは半ば経験則的、実験的にいわれていることであるが、火災統計的、数値的に確認したものは少ない。またそれらのことを全国的に分析した例はない。従来いわれているそれらのことの再確認も含めて分析した。

これまで筆者は主に林野火災の発生に関して、個々の気象要素（実効湿度、土壌水分量、無降水継続日数等）について、全国的あるいは一部の都道府県の場合に分析してきた $ ^{[10,14]} $ 。それ相応の結果が得られるが、決定的な関係は見いだされなかった。そこで、ここでは林野火災発生に最も影響する気象要素は何かを一日あたりの林野火災発生件数を目的関数とする重回帰分析を通して、全国都道府県別に分析した。また拡大ということで大規模林野火災に発展した火災の気象要素について、一般林野火災全般との違いという観点から統計的に分析した。

使用したデータは林野火災に関する重回帰分析については平成7年から平成12年までの各都道府県の気象データ、火災データである。また大規模林野火災は焼損面積20ha以上の火災で、平成7年から平成14年までのものとした。総務省消防庁では大規模林野火災と消防・防災へリコプターが出動した林野火災について諸データを収集しており、現在平成10年から平成14年までの分については、筆者の手許にあるのでそれを利用した。

平成7年から平成14年までに発生した火災件数は25,350件であり、焼損面積20ha以上の火災件数は109件であった。

林野火災発生に影響する気象要素としては、日最小湿度、実効湿度、実効降雨量の3つを選んだ。拡大に関する気象要素としては、相対湿度、実効湿度、平均風速の3つを選んだ。

重回帰分析による林野火災統計の分析は過去いくつかの検討 $ ^{7,8} $ がされているが、それらは一ヶ月単位程度の火災件数を用いての分析であった。ここでは一日単位の火災件数に影響する気象要素を検討した。

## 2 ．林野火災発生に影響する気象要素の選出

### 2.1 気象要素及びデータ等

林野火災発生に影響する気象要素として、日最小湿度、実効湿度、実効降雨量の3つを選んだ。日最小湿度は文字通りその日1日で最も低かった相対湿度である。

実効湿度は次の式(1)のようにして求めた。

$ E=(1-r)(H_{0}+rH_{1}+\cdots+r^{n}H_{n}+\cdots) $ ……(1)

ここで、Eはその日の実効湿度、Hnはn日前の日平均相対湿度である。rは重みで、ここでは0.5とした。nは最少30とした。rを0.5としたのは厚さが7mm以下の板では、重みを0.5とすると実験値と良く適合する $ ^{2)} $ ということより用いた。木の葉や草はその条件に準じるものと考えられるからである。厚みの十分あるものに対しては0.7が用いられる。
実効降雨量は式(1)に似た次の式(2)で求めた。

$ S=R_{0}+rR_{1}+\cdots+r^{n}R_{n}+\cdots $ ……(2)

ここで、Sはその日の実効降雨量、 $ R_{n} $ はn日前の降雨量である。rは(1)式と同様重みで、ここでは $ 0.7^{13} $ とした。nは最少30とした。

以上の気象要素は一日あたりの気象データから選び上記の計算等を行うことによって求めた。

データは平成7年から平成12年までの6年間の気象データを用いた。

### 2.2 分析方法

林野火災発生に最も影響する気象要素の選択には線形分析の一つである重回帰法を用いた。重回帰法には目的関数に最も影響度の高い変数を選ぶ機能がある。日最小湿度、実効湿度及び実効降雨量の3つを説明変数とし、一日あたりの林野火災発生件数を目的変数とした。用いた統計ソフトはSPSSで、最も影響を与える説明変数は、有意確率0.05以下のものを選んだ。また分析は全国都道府県ごとにし、北海道だけは西部と東部に分けて行った。平成7年から平成12年までの6年間のデータを用いたが、分析は各1年ごとに行った。

### 2.3 分析結果

表1に、各都道府県別の48地区の平成7年から平成12年まで各年の分析結果を示した。表中のローマ字は選ばれた気象要素名で、Aは日最小湿度、Bは実効湿度、Cは実効降雨量を表し、Dは選ばれる気象要素なし、すなわち重回帰分析で有意確率0.05以下になるものが見いだせなかったということで、一はデータに欠測等があって分析できなかったことを表す。

表1を見るに、北海道東部、新潟県、島根県、沖縄県等では実効湿度が選ばれることが少ない。逆にその他の都道府県では、6年間のほとんどで実効湿度が選ばれている。このことは全国のほとんどの都道府県で、林野火災発生に最も影響を与える気象要素は実効湿度であるといえる。

実効湿度が余り選ばれない道県で、北海道東部は林野火災発生件数が少ないことにより、分析の精度がないと考えられる。沖縄県は島嶼が多い県であるので、全体的に一つに区切れないことが考えられる。しかし、新潟県及び島根県は林野火災件数も平均以上で、データ不足は考えられないが、結果を説明する理由がよくわからない。今後は月別、季節別に分析してみる予定である。

林野火災発生に気温も関係するものと考えられるが、佐々木等の研究により、気温が重回帰より選ばれることがなかったことと、公平等も気温のみでは火災と直接・密接な関係はないと述べていることより、ここでは用いなかった。また気温の高い夏季に林野火災発生件数が少ないということもあり、分析からはずしたが、今後気温を加味して分析してみたい。

### 3. 大規模林野火災の発生特徴

### 3.1 データと分析方法

火災データから、平成7年から平成14年までの焼損面積20ha以上の火災を大規模火災として選び、実効湿度、相対湿度、風速の3つの気象要素で、林野火災全般のそれらの比較を行うことにより、大規模火災、言葉を換えれば、火災が拡大することに影響する気象の特徴を調べた。

林野火災発生時の湿度（実効、相対）を5%刻みで集計し、火災全般と大規模火災の違いを調べた。また風速は秒速1mごとに刻み、火災全般と大規模火災の違いを調べた。

分析結果は二つの観点から調べた。一つは火災発生件数の分布から違いを調べること、もう一つは平均値の違いから調べることである。

表 1 林野火災発生に影響する気象要素

平成7年	平成8年	平成9年	平成10年	平成11年	平成12年
北海道西	B	C	A,B	D	B	A
北海道東	A	D	A	D	D	D
青森県	C	B	B	B	B	D
岩手県	B	A,B	B	-	-	D
富城県	B	-	B	B	B	B
秋田県	B	C	C	D	B	B
山形県	B	B	-	D	B	B
福島県	B	B	B	B	B	B
茨城県	B	B	B	-	B	B
栃木県	B	B	-	-	B	B
群馬県	B	B	B	B	B	B
埼玉県	B	B	-	B	B	B
千葉県	B	B	B	B	B	B
東京都	B	B	B	D	B	B
神奈川県	B	B	B	B	D	B
新潟県	-	D	B	A,B	A	A,C
富山県	B	B	B	B	B	D
石川県	B	B	B	-	D	B
福井県	D	B	-	B	B	B
山梨県	B	-	-	D	B	B
長野県	B	B	B	B	B	B
岐阜県	-	B	B	B	B	B
静岡県	B,C	B	B	B	B	B
愛知県	B	B	B	B	B	B
三重県	B	B	B	B	B	B
滋賀県	B	B	D	D	B	D
京都府	B	B	B	B	D	B
大阪府	B	B	B	D	B	B
兵庫県	B	B	B	B	B	D
奈良県	D	B	B	B	B	B
和歌山県	B	-	B	-	D	B
鳥取県	B	B	B	B	-	B
島根県	D	D	D	D	-	D
岡山県	B	B	B	B	B	B
広島県	B	B	B	B	B	B
山口県	B	-	B	B	A,B	B
徳島県	D	B	B	B	B	B
香川県	D	B	-	D	B	B
愛媛県	B	B	B	B	B	B
高知県	B	-	-	B	-	B
福岡県	B	B	-	-	B	B,C
佐賀県	B	B	-	D	B	B
長崎県	B	B	-	B	A	-
熊本県	B	-	B	A	B	B
大分県	A,B	B	-	D	B	B
宮崎県	B	A	B	A	D	B
鹿児島県	B	B	B	B	A	B
沖縄県	B	D	D	D	D	B

A: 日最小湿度 B: 実効湿度 C: 実効雨量 D: 選ばれる要素なし - 分析できず
### 3.2 分析結果

図1に火災発生時の5％刻みの相対湿度に対する火災全般と大規模火災の発生割合を示した。大規模火災の方が湿度の低いときに割合が高いことがわかる。これは大規模火災は相対湿度が低いときに発生しやすいことを示している。平均値を見ると林野火災全般では、46.7%、大規模林野火災では40.7%である。およそ6%の違いが平均的にあることになる。

平均値が同一であるかという検定を行うと、有意水準5%では同一とはいえなかった。

以上の湿度に対する全林野火災と大規模火災の発生割合から、両者の違いをカイ2乗検定をすると、有意水準5%では、両者に違いはないとなる。

図2に火災発生時の5%刻みの実効湿度に対する火災全般と大規模火災の発生割合を示した。大規模火災の方が湿度の低いときに発生していることがわかる。平均値を見ると林野火災全般では59.0%、大規模火災では56.1%と3%程大規模火災の方が低い。

平均値が同一であるかいう検定を行うと、有意水準5%で同じであるとはいえなかった。

以上の実効湿度にたいする全林野火災全般と大規模火災の発生割合から分布の同一性検定を行うと、有意水準5%では両者に違いはない。

図3に火災発生時の1m/sec刻みの風速に対する全林野火災と大規模火災の発生割合を示した。風速の大きい方で大規模火災の発生割合が高いことがわかる。平均値的には、火災全般が3.6m/sec、大規模火災が4.7m/secである。大規模火災の方が約1m/sec平均的に風速が高いことがわかる。よって、林野火災が大規模火災に発展するのは風速が強いときであることが多い。

平均値が同じであるかという検定を行うと、有意水準5%で同じであるとはいえなかった。

以上の発生割合から分布の検定を行うと、有意水準5%では同じ分布とは見なせない。

ここで簡単にまとめると、気象的には湿度が低いまたは風速が大きいときに林野火災は拡大しやすいといえる。

図1 林野火災全般と大規模林野火災の相対湿度別発生割合

図2 林野火災全般と大規模林野火災の実効湿度別発生割合

図3 林野火災全般と大規模林野火災の平均風速別発生割合

図4 気象に関する注意報発令別大規模林野火災発生割合
従来いわれていることが統計的に確かめられた。

図4に大規模林野火災発生時の気象、火災に関する注意報等の発令状況を示した。乾燥注意報、強風注意報等の気象や火災に関する注意報が発令されているときに大規模火災は発生していることがわかる。ただ、注意報等の発令がない場合でも、大規模林野火災が発生することもある。

### 4. 考察

林野火災の発生には、気象的に実効湿度が最も影響すると従来いわれている。ここでは重回帰分析を行うことによって、林野火災発生に影響する気象要素を選んだ。結果として、多くの都道府県で実効湿度が選ばれ、従来いわれていることが統計的に確認できた。ただ例外的に、北海道東部、新潟県、島根県、沖縄県が実効湿度が選ばれることがないか、少なかった。

北海道東部は林野火災件数が少ないためデータ不足によるものと考えられるが、最も林野火災件数の少ない富山県では実効湿度が選ばれているので、件数の多寡では決めつけあれないところもある。新潟県、島根県では全国平均以上の林野火災件数である。

林野火災で焼損面積20 ha以上の火災を大規模火災と呼ぶことにして、それらの発生時の気象状況として、相対湿度、実効湿度、平均風速がどのようであったかを林野火災全般のそれらと比較して、大規模火災の気象的特徴を調べた。

結果として、林野火災全般と比較して大規模火災時には相対湿度、実効湿度とも低く、平均風速が大きいことがわかった。従来いわれていることがこの場合にも統計的に確認された。

実効湿度は相対湿度に重みをつけて計算される。それは次のように表される。

その日の実効湿度=0.5×

(その日の日平均相対湿度＋前日の実効湿度)

この式において、林野火災が発生した日の日平均相対湿度の平均値(Hm)、実効湿度の平均値(Em)、大規模火災が発生した日のそれらの平均値(Hl、El)をとり、それらの差を求めると次の式のようになる。前日までの実効湿度の平均値をそれぞれ、Km、Klとすると

$$ \mathrm{Em}-\mathrm{El}=0.5\times(\mathrm{Hm}-\mathrm{Hl}+\mathrm{Km}-\mathrm{Kl}) $$

統計学的に任意の標本における平均は母集団の平均に一致するという定理があるので、このことより、前日の実効湿度の平均は火災全般と大規模火災時のでは同じと考えてよい。よって上の式は以下のようになる。

$$ \mathrm{Em}-\mathrm{El}=0.5\times(\mathrm{Hm}-\mathrm{Hl}) $$

この式の妥当性は、前節の結果を当てはめると、相対湿度の差が約6%、実効湿度の差が約3%と相対湿度の差の0.5倍になっていることから確かめられる。これは重みが0.5である場合であるが、木材等の厚みのある材質に対しては、通常重みは0.7で、この場合は上式の右辺の係数が0.5から0.3になる。

木材や木の幹部分のように厚みのある材質の場合は湿度の変化を多少鈍く受け、草や木の葉のような場合には湿度の変化を強く受けることにより使い分けられているものと考えられる。

### 5. まとめ

林野火災の発生に影響する気象要素の中で、最も影響するのは何かを重回帰分析により各都道府県別に、平成7年から平成12年までの各年ごとの分析をした。

また、火災の拡大ということで、焼損面積20ha以上の火災を林野火災全般と気象要素の違いを調べた。その結果は以下の通りである。

1）林野火災発生に影響する気象要素は、主に実効湿度であることが、ほとんどの都道府県で平成7年から平成12年までの各年についてわかった。

ただ例外的に北海道東部、新潟県、島根県と沖縄県で実効湿度が選ばれなかったり、選ばれる年が少なかったりした。

2）大規模林野火災と林野火災全般では、大規模火災の方が相対湿度、実効湿度について低かった。統計的検定では、火災の発生した湿度の分布は違いがあるといえなかったが、平均値が同一であるということはいえなかった。平均風速については、林野火災全般より、大規模火災時の方が強いという結果を得た。分布が同じであることも、平均値が同じであることもいえなかった。

今後は、重回帰分析の説明変数として、気温、日照時間等を含めたり、各月ごと、各季節ごとに分析を行ってみたい。また燃えぐさの種類が何であったかも考慮したいと考えている。

拡大ということであるが大規模林野火災のデータ数がまだ十分でないので、余り好ましいことではないが、もう少しデータを増やしたい。気象要素だけではなく、出火から覚知までの時間、最も近い消防機関までの距離等を分析に組み込んでみたい。

ここでは主に気象の面から林野火災の発生、拡大を検討したが、結果的には従来いわれていることの再確認になった。しかし、統計的、数値的に、全国を対象とした分析をした例がなかったので、ここに紹介した。

## 参照文献

1）公平秀蔵、中沖豊編：「林野火災ハンドブック」pp69～90、宏林タイムス（1971）

2）日本火災学会編：「火災便覧」pp1222～1232、理化書院（1955）
3）中田金市編：「火災」p478、共立出版（1969）

4）畠山久尚：「気象と火災」pp101～168、全国加除法令出版（1978）

5）星野常雄、畠山久尚：「各地の火災危険度について」

pp182～212、火災の研究 Vol.1、

相模書房（1951）

6）消防庁、林野庁：「林野火災対策の係る調査研究報告書」(2003)

7）佐々木弘明、笹原邦夫：「林野火災の出火率とその湿度依存性」火災32 No.5 pp37～40（1982）

8）寒河江幸平、佐々木弘明：「林野火災出火件数の重回帰分析」消防研究所報告第57号、

pp67~72 (1984)

9）寒河江幸平：「林野火災発生率と実効湿度及び最小湿度の関係」平成15年度日本火災学会研究発表会概要

集 pp450~453 (2003)

10）寒河江幸平、佐藤晃由、新井場公徳：「林野火災発生件数と気象要素の関係についての重回帰分析」平成16年度日本火災学会研究発表会概要集、pp274～277(2004)

11）消防庁：「大規模林野火災発生予知システム開発調査報告書」(1986)

12）寒河江幸平：「わが国における最近の大規模林野火災の特徴」平成16年度日本火災学会研究発表会概要集pp278～281（2004）

13）和達清夫監修：「新版気象の事典」東京堂出版(1974)

14）寒河江幸平：「土壤水分と林野火災発生件数の関係」平成13年度日本火災学会研究発表会概要集、pp132～135（2001）
# Statistical Study on Meteorological Elements and Outbreak, Spread of Forest Fires

(Abstract)

Kohei Saga

(Accepted February 1,2005)

Some meteorological elements influence upon outbreak and spread of forest fires. So meteorological element that most heavily influences upon number of forest fires that broke out a day was analyzed. As a result effective humidity was chosen. And meteorological characteristics of forest fires that have more than 20ha burnt area was analyzed comparing with those of all forest fires. As results humidity was lower than that of all forest fires and wind velocity is higher than that of all forest fires. Consequently forest fires are inclined to outbreak in days with lower effective humidity and to spread in time of lower humidity or of stronger wind.