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1(6)地震・火山災害

「地震・火山災害」計画推進部会長 林 春男(京都大学防災研究所)                          
副部会長 木村玲欧(兵庫県立大学環境人間学部)


災害の軽減に貢献するための地震火山観測研究計画の推進するにあたり,地震・火山噴火などの自然現象に起因する災害誘因(外力:Hanard)だけでなく,地形・地盤などの自然環境や人間の持つ特性や社会の仕組みといった災害素因(脆弱性:Vulnerability)を解明することが必要である。災害は,災害誘因と災害素因との関係のものにその大きさや特徴が決定すると考えられているからである。
本計画を災害科学の一部として捉えた場合,これまで実施してきた災害誘因としての地震・火山噴火研究に加えて,災害素因との関係を意識して研究計画を推進することが必要となる。これは地震火山研究計画について災害誘因研究から災害素因研究へ移行することを意図しているわけではなく,災害の軽減に貢献するための総合的な災害科学の確立のためには,災害発生の要因である災害誘因・災害素因双方の解明が必要十分条件であることを意図している。
現時点における科学的研究成果を鑑みると,災害誘因については,自然現象そのものを消滅させることは不可能なため,現象・被害・影響の発生機構の解明や予知・予測といった現象の理解に研究の重きが置かれている。また災害素因については,構造物・ライフライン・情報システムなどのいわゆるハード面や,社会組織体制や人間行動などのいわゆるソフト面から,発生する被害・影響を小さくする(被害抑止),そして防ぎきれずに発生した被害・影響をそれ以上大きくさせない(被害軽減)ことを目的とした研究が行われている。特に災害素因の研究について,防災研究もしくは,被害・影響の低減の観点から減災研究とも言われている。これらの研究を総合的な災害科学研究として推進するためには,理学だけではなく,防災学・減災学に関連する建築学・土木工学・情報工学・農学などをはじめとする工学,心理学・社会学・福祉学・歴史学・法学・経済学・地理学などをはじめとする人文社会科学などの関連研究分野との連携を図りつつ,計画を推進する必要がある。
地震・火山災害部会は,こうした災害科学の確立に資するため「災害」現象の解明に焦点がおかれた部会であり,本研究計画においてはじめて設置された部会である。防災・減災に対する社会の要請を意識しながら,理学,工学,人文社会科学の研究者が連携することによって,地震・火山噴火の災害事例の実証,地震・火山噴火の災害発生機構の解明,地震・火山噴火の災害軽減のための情報の高度化,研究者,技術者,防災業務・防災対応に携わる人材の育成などを目指した研究を行うものである。

1.地震・火山噴火の災害誘因予測のための研究

(1)地震・火山噴火の災害事例の研究

地震・火山噴火の災害事例の研究について,本年度は史料データベースを解析しながら,栃木県日光市山内に位置する日光東照宮について,江戸時代の被害地震における地震対応について検討した。日光東照宮は,江戸幕府の初代将軍徳川家康を東照大権現として祀る神社である。そのため,当時の幕府にとって日光東照宮は,徳川家の菩提寺である江戸の上野寛永寺や芝増上寺とならぶ宗教上の重要施設であった。『御番所日記』には,元禄十六年(1703)十一月二十三日に発生した元禄関東地震における日光東照宮での被害が記されている。元禄関東地震の場合は,日光東照宮での被害は軽微であり,石燈籠が破損して石鳥居の石がずれた程度で,東照宮の本殿・拝殿などの建物は無事であった。この地震では,江戸城や江戸市中で甚大な被害が生じていたにも拘わらず,地震発生翌日の朝には江戸から地震見舞いの使者が日光東照宮へ到着している。一方,日光東照宮では,地震発生翌日の朝になって,ようやく江戸の門主(輪王寺宮門跡)へ御機嫌伺いの飛脚を遣わしている。そのため,日光東照宮への幕府の対応は,江戸への日光東照宮の対応よりも迅速であった様子など災害対応の優先度などに基づく幕府の災害対応の様子を明らかにした(図1)(東京大学地震研究所[課題番号:1513])。
また地域特性を持つ過去の災害事例について,焼山火山災害,新潟地震,中越地震,中越沖地震等評価・検証し「今後想定される同様の地域における地震災害における多くの国民の財産,豊かな暮らしを守る機能の保全・維持を目指すために,災害事例の研究を実施し,研究成果を事例とし,地震・火山噴火に係る知見の発信技術について開発を実施する」ことを目的とした研究活動を実施した。今年度は,新潟地震50周年,焼山火山災害40周年,新潟中越地震10周年を迎える年を契機として,火山・地震災害の被害やその後の復旧状況を評価・検証した(図2)。地震・火山噴火に係る知見の発信技術についての調査を実施し,特に中越地震について新潟県と協働して,新潟県中越大震災から10年間の復興の取組を総括し,今後の新潟県の復興施策への提言及び復興過程の経験と教訓を広く発信するため,(1)新潟県中越大震災復興ビジョンの検証,(2)新潟県中越大震災復興計画の検証,(3)中山間地の災害復興のモデルとなる経験と教訓の発信に係る総合調整などについて調査検証を行った(新潟大学[課題番号:2702])。

(2)地震・火山噴火の災害発生機構の解明

地震の災害発生機構の解明について,堆積平野・堆積盆地における地震災害発生機構の解明を行うため,本年度は,地震動などの地震災害誘因の分析に向けて,国内外の堆積平野・堆積盆地における強震記録データベースの増強を開始した。地震被害と関連が深い周期1~2秒の地震波が卓越し,高震度に寄与する国内の堆積平野・堆積盆地として,足柄平野・諏訪盆地・甲府盆地などが挙げられる。本年度は,諏訪盆地の観測記録の整理を行うと共に,地震波の増幅特性について検討を開始した。その結果,盆地端上部と下部の近接距離のペア観測点の記録が,地震動増幅特性の把握に効果的であることが分かった(図3)。また,国外の堆積盆地に関して,ネパール国カトマンズ盆地を対象とした検討を行った。マグニチュード5程度の地震動記録を収集・解析し,既往の距離減衰式と調和的であることに加え,S波部分の速度フーリエスペクトルはいずれの地震においても,盆地内サイトは岩盤サイトに対して最大で10倍程度の振幅を持ち,明瞭なサイト特性を有することを確認した。さらに,地震災害誘因の事前評価と即時推定に資する地下構造モデルを構築に向けて,地震動の増幅等の自然素因への作用効果が高い南海トラフ海域を対象として,数値シミュレーションおよび地震波干渉法による地震動特性の定量化を開始した(東京大学地震研究所[課題番号:1515])。
また火山の災害発生機構の解明について,噴火災害時における事業と生活を継続させるための早期の復旧計画について検討した。2011年霧島新燃岳噴火は,多量の火山灰・軽石が噴出し,火山体の東麓から都城市にかけて火山灰が堆積した。火山灰の堆積により,いくつかの道路が閉鎖され,交通網に長期間の影響が出た。降灰量と道路における通行規制の有無の関係を機能的フラジリティ曲線で近似し,降灰量に対する通行規制の確率分布を求めた。これを用いて,噴火による交通量の初期低下率を把握することが可能となる。これをもとに,最適な交通ネットワークの復旧分析を行った。分析する目的関数は道路の清掃時間,交通量,交通量の低下率の積をすべての道路について足し合わせたものであり,その最適解を求めることができた(図4)。ここで得られた機能的フラジリティ曲線は他の火山にも応用可能であり,噴火発生前のハザード評価に活用できることが考えられる(京都大学防災研究所[課題番号:1914])。
また「脆弱性」という概念について,概念的整理を行うとともに,東日本大震災の被災地の状況を参照しながら内容を明確化し,最終的に尺度として洗練させることを目的に,ボトムアップ型コミュニティ防災・減災を考えるための基本的フレームに資するような検討を行った。今年度は,東日本大震災の被災地を調査対象とする脆弱性について,長期的土地利用の変化と被害から明らかとなる脆弱性および,女川町における防災意識・避難行動・Social Capitalから見えてくる脆弱性について分析を開始した(図5)。また,南海トラフ巨大地震の被災想定地域における脆弱性とボトムアップ型コミュニティ防災に向けた課題について,高知市と名古屋市南区における脆弱性と事前復興対策について分析を開始した(名古屋大学[課題番号:1704])。

(3)地震・火山噴火の災害軽減のための情報の高度化

地震の災害軽減のための情報の高度化について,災害の人文社会学的研究の側面から,地理空間情報,GIS,衛星測位の統合的活用方法の開発を行った。具体的には,タブレット型PCに基盤地図情報,国土数値情報,国勢調査(小地域)データなどをベースとし,自治体が整備した津波浸水想定,避難場所,都市計画基礎調査などを統合した現地調査用の携帯型地理情報システムを構築し,フィールドで運用テストを行った。また,その収集データ(特に避難行動の移動履歴データなど)をGISで分析する方法を開発した。このシステムを活用することにより避難訓練(擬似的な訓練も含める)の行動情報を数値化して保存することが可能となり,さらに災害発生時における情報提供のあり方や,その前段階での情報流通のあり方について考察するためのツールとして使用できる(図6)。このシステム構築と評価については,情報処理学会や地理情報システム学会で発表しており,それを基に今後改良を続ける予定にしている。さらに北海道全域を対象とした分析の準備として,北海道総務部危機対策課が整備した津波想定GISデータを収集し,GISにおいて空間データベースを構築した。現在は,津波深度別・市町村別・年齢別に津波浸水想定域に分布する人口推定を行う準備を続けており,次年度には詳細な結果を出す予定にしている。また,太平洋沿岸自治体の都市計画基礎調査データの収集も時系列的に行っており,津波浸水想定域の土地利用変化に関する分析を次年度に行うための準備を進めた(北海道大学[課題番号:1006])。
火山の災害軽減のための情報の高度化について,火山情報などの防災情報とリンクするインターネットを通して入手可能な関係機関の各種観測情報の準リアルタイムな収集と統合表示を通して,北海道内の地方公共団体が現況を総合的に把握し,的確な防災対応を行うための支援システムを構築を目指した研究を行っている。今年度は,既知の不具合を修正し,拡張と低速なモバイル端末に対応するための調整を行った既存プログラムを実装したシステムを,北海道,森町,鹿部町,七飯町(北海道駒ヶ岳),壮瞥町,洞爺湖町,伊達市(有珠山),美瑛町,上富良野町,新得町(十勝岳)の9市町村に設置し,試験運用を開始した(図7)。システムはノートPC,21インチ液晶ディスプレイおよびモバイル通信端末で構成され,OSとしてubuntu14.04を採用し,既存プログラムに機能拡張と調整を行って実装した。同時に地震波形の表示など予定した機能拡張を行うにあたって全面的に実装したソフトウェアを見直し,設置時の要望や提案を取り入れた(北海道大学[課題番号:1009])。

(4)研究者,技術者,防災業務・防災対応に携わる人材の育成

地震予測を行う専門家が評価の不確実性を述べることによって,住民の地震リスク認知や専門家に対する信頼がどのように変化するか。この問題を実証的に検討するため社会調査を実施した(図8)。対象は調査会社にモニター登録する名古屋市内在住の一般市民である。調査対象者に架空の地震予測を提示し,その際,予測するうえで回避できない科学の不確実性を専門家自身が明示する条件と,そのような発言がない条件とを設け,地震リスク認知,地震研究の専門家に対する信頼,地震への備え,地震対応政策への支持,等への影響がわかるようにした。また,イタリア及び米国において現地調査を行い,当地における地震動の長期予測情報のコミュニケーション手法を,成功例だけではなくイタリアのラクイラ地震のような失敗例も含めて調べた(東京大学地震研究所[課題番号:1517])。
新潟県では,過去の自然災害から得られた貴重な教訓を,風化させることなく後世に語り継ぎ,多方面で防災・減災に生すべく,自然災害からの節目の年をむかえる2014年において,広く防災・減災に向けた地域づくり・まちづくりの機運を高めるため,関係機関が連携した「防災・減災新潟プロジェクト2014」を開始した。「防災・減災新潟プロジェクト2014」は,新潟県,被災自治体,報道機関等15機関により,民・産・学・官が結集,連携した広報活動を展開する実行委員会を設立し「防災・減災に関する専門的な知識,災害から得られた教訓・知識を伝承・実践する活動に取り組む」ことを目的として活動を実施した。事務局は国土交通省北陸地方整備局がつとめ,多くの県内で実施されたイベントや取り組みにおいて,目的意識の共有と共通の標語,シンボルマーク,を整備し,かつ関係機関における情報発信のためのポータルサイト運営・管理を実施した。特に新潟県と共同で,中越地震における経験と教訓を科学的な知見とするための活動を実施し,その成果を「次代の災害復興モデルの構築を目指して~にいがたからの知見の教訓と発信~」としてとりまとめた。具体的には,(1)中山間地域の住宅再建,(2)農業を中心とした産業復興,(3)経済の活性化,(4)中山間地域を含む被災地における生活再建,(5)他地域への効果的な普及方策の検討,(6)広域的なコミュニティの創造,としてそれぞれを発信した(新潟大学[課題番号:2702])。
また,2006年に噴火活動が昭和火口において再開し,2009年以降,噴火活動が激化している桜島において,火山噴火予知研究成果をレビューするセミナーを開催するとともに,その成果の現状の避難計画を含めた防災対策にどのように活用できるかを検討した。セミナーは鹿児島市内において一般向けに開催した。また,特定の団体から講演を依頼される場合も多い。聴講者の関心事は噴火発生時期に関するものが多く,依然として火山噴火予知の5要素「いつ(時期)」「どこで(場所)」「どれくらい(規模)」「どのような(様式)」「推移・終息」のうち,時期の問題が十分に解明されていない現状がわかった。一方,規模に関する認識はあまりなく,「大きい・小さい」噴火といった表現が使われ,地震のマグニチュードのような指標が定着していないことが浮き彫りとなった。また,100年前の桜島大正噴火にまつわる証言から大正噴火に至る前駆過程を考察し,それに基づいたシナリオに沿って鹿児島県,鹿児島市など自治体の机上防災訓練が行われた(図9)(京都大学防災研究所[課題番号:1914])。

これまでの課題と今後の展望

現行計画では,災害科学の確立に資するため「災害」現象の解明に焦点をあて,防災・減災に対する社会の要請を意識しながら,全国の大学における理学,工学,人文社会科学の研究者が連携することによって,地震・火山噴火の災害事例の実証,地震・火山噴火の災害発生機構の解明,地震・火山噴火の災害軽減のための情報の高度化,研究者,技術者,防災業務・防災対応に携わる人材の育成などを目指した研究を実施してきた。具体的には,地震・火山噴火の災害事例の研究において,近代観測開始以前の史料データベースなどを通して江戸時代の被害地震における地震対応についての検討および,地域特性を持つ過去の災害事例について新潟県の地震災害についてその実態を検討した。地震・火山噴火の災害発生機構の解明において,国内外の堆積平野・堆積盆地における強震記録データベースの増強をしたり,噴火災害時における事業と生活を継続させるための早期の復旧計画について検討したり,脆弱性という概念的整理について東日本大震災を事例とした人文社会科学的検討を開始した。地震・火山噴火の災害軽減のための情報の高度化において,北海道を事例に地理空間情報の整備・分析方法の検討および,火山情報の配信システムの検討を行った。研究者,技術者,防災業務・防災対応に携わる人材の育成については,住民の地震リスク認知や専門家に対する信頼性についての検討および,新潟県の自然災害における情報発信ポータルサイトの整備,桜島の火山避難計画・防災対策の検討を行った。
今後は,初年度である本年度における検討をさらに深化させながら理論構築を図っていくことが重要である。具体的には,地震・火山噴火の災害事例の研究においては,史料データベースなどの歴史資料などに基づき,歴史時代に発生した地震・津波・火山災害などの自然災害について,更に事例収集を行い,当時の人々の対応や教訓,復興過程などについて検討する。地震・火山噴火の災害発生機構の解明においては,引き続き国内外の堆積平野・堆積盆地における強震記録データベースを増強し,地震災害誘因の事前評価と即時推定に資する地下構造モデルを構築することや,脆弱性概念の検討について前年度に引き続いて,過去の災害経験(特に東日本大震災)および災害研究の成果をもとに,脆弱性を測定する尺度を検討・開発する。地震・火山噴火の災害軽減のための情報の高度化においては,整備を続けている地理空間情報データをもとに,GISに取り込んで空間データベースを構築し,マクロな視点による津波被害分析等を行うことや,火山情報の配信システムについて自治体の活用実績をもとに検証を行う。研究者,技術者,防災業務・防災対応に携わる人材の育成については,住民の地震リスク認知や専門家に対する信頼について調査分析を行ったり,噴火事象系統図にリストアップされる個々の噴火の規模と様式について,前駆活動及び火山噴火推移の事象の発現に沿った避難計画策定の可能性について検討を行っていくことが重要である。

成果リスト

Guo, Y., K. Koketsu, and H. Miyake, 2014, Effects of accretionary prisms on 3-D long-period ground motion simulations, 2014 AGU Fall Meeting, Abstract S31C-4421.
橋本雄一(編),2014,「三訂版 GISと地理空間情報―ArcGIS10.2とダウンロードデータの活用」古今書院,176pp.
橋本雄一,2014,北海道における津波浸水想定域人口の推定,北海道大学文学研究科紀要,144.31-65.
橋本雄一,2015,積雪寒冷都市・札幌における人口の都心回帰,日野正輝・香川貴志(編)「変わりゆく日本の大都市圏 ポスト成長社会における都市のかたち」,ナカニシヤ出版,59-75.
深田秀実, 橋本雄一,2014,地方自治体における自立的な津波ハザードマップ作成のためのPM手法適用可能性に関する検討,地理情報システム学会講演論文集,23,CD-ROM.
川村真也, 深田秀実, 橋本雄一,2014,ファジィA H P による観光地の地域特性分析.地理情報システム学会講演論文集,23,CD-ROM.
川村 壮, 橋本雄一,2014,積雪寒冷地における港湾都市の内部構造と津波災害に関する時空間分析,地理情報システム学会講演論文集,23,CD-ROM.
木村玲欧, 2015, 災害・防災の心理学-教訓を未来につなぐ防災教育の最前線, 北樹出版, 244pp.
Kimura, R., Inoguchi, M., Tamura, K., and Hayashi, H., 2014, Comparison Between the Life Recovery Processes After the Mid-Niigata Earthquake and the Chuetsu-Oki Earthquake - Results of a Random Sampled Social Survey Using the Life Recovery Calendar and GIS-Based Spatiotemporal Analysis, Journal of Disaster Research, Vol.10, No.2, 196-203.
纐纈一起, 大木聖子, 2015, ラクイラ地震裁判 -災害科学の不定性と科学者の責任-, 科学技術社会論研究, 11, 50-61.
黒田由彦(編),2015,「脆弱性とプリペアードネス」研究会活動報告書,「東南海・南海地震に対する地域社会の脆弱性とプリペアードネスに関する実証的研究」報告書(科学研究費・基盤研究(B) 研究課題番号:24330151).
三宅弘恵, 宮川幸治, 纐纈一起, 田守伸一郎, 坂上実, 2014, 諏訪盆地における強震観測と地盤震動特性, 日本地震学会2014年度秋季大会, S16-P18.
三好達也, 橋本雄一,2014,国勢調査人口メッシュと避難施設データを利用した地域分析,地理情報システム学会講演論文集,23,CD-ROM.
最上龍之介, 橋本雄一,2014,釧路市における保育施設の立地と津波災害時避難に関する空間分析,地理情報システム学会講演論文集,23,CD-ROM.
奥野祐介, 橋本雄一,2014,積雪寒冷地における擬似的避難行動軌跡データを用いた避難経路の状況分析-北海道ニセコ町を事例として-,地理情報システム学会講演論文集,23,CD-ROM.
奥野祐介, 橋本雄一,2014,積雪寒冷地における擬似的津波避難に関する移動軌跡データ分析,GIS-理論と応用,23(1),11-20(受理済み,印刷中).
塩崎大輔, 橋本雄一,2014,ICTを用いた除排雪車位置情報システムの利活用,地理情報システム学会講演論文集,23,CD-ROM.
玉置哲也, 多々納裕一,2014,降下火山灰による道路機能障害評価とその復旧順序決定法の提案,自然災害科学,33,165-175.
Takai, N., M. Shigefuji, M. Aoki, S. Bijukchhen, T. Sasatani, Y. Dhakal, S. Rajaure, and M. Dhital, 2014, Strong motion observations in the Kathmandu basin, Nepal, AOGS 11th Annual Meeting, Abstract SE33-A021.
Viens, L., H. Miyake, and K. Koketsu, 2014, Ground motion prediction of subduction earthquakes using the onshore-offshore ambient seismic field, 2014 AGU Fall Meeting, Abstract S41A-4455.


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研究開発局地震・防災研究課

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(研究開発局地震・防災研究課)

-- 登録:平成29年07月 --