地震の発生確率 地震動の予測手法 -...

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想定地震 タイプ 想定地震 海溝型地震 南海トラフの巨大地震 内陸直下型地震 養老-桑名-四日市断層帯地震 【ケース2】 【ケース1】 南海トラフの巨大地震 南海トラフの巨大地震 震源 震源 平成23年3月11日に発生した東日本大震災を踏まえ、海 溝型の想定地震を3連動地震から内閣府で想定されている南 海トラフの巨大地震へと見直した。そして、破壊パターンの 異なるシミュレーションを行い、岐阜市において最も影響が 大きくなる震源位置を設定した。 内陸直下型の想定地震についても岐阜市に最も近い養老- 桑名-四日市断層帯地震を対象とし、南海トラフの巨大地震 と同様に岐阜市への影響が大きくなる震源位置とした。 ただし、南海トラフの巨大地震については、想定外をなく すため、震源域を最大限に拡大したモデルであることから、 必ずしも想定される規模で地震が発生するものではない。 地震動の予測手法 工学的基盤面の地震動 工学的基盤面の地震波形を算出するために岐阜大学で開発さ れた詳細な予測手法(EMPR) 断層面の各部分より震動エネルギーが時間差をもって放出 されるパターンに応じた各地域の工学的基盤面での地震動を 予測する手法。 地表面の地震動 地盤の応答解析を土の非線形性を等価な線形の関係に置き 換えて地盤の挙動を表現する等価線形解析法である杉戸らの 手法(FDEL) 工学的基盤で推定される地震動が、その上にある表層地盤 においてどのように増幅するのかを精度よく算出するプログ ラム(FDEL)が岐阜大学で開発され、150以上の研究機関に おいて使われている。このプログラムソフトはFDELと呼ば れ、とくに軟弱な表層地盤での解析値の信頼度は高く、これ まで一般によく使われてきたカリフォルニア工科大で開発さ れたプログラム(SHAKE)より使用される頻度は高い。 断層モデル 工学的基盤面の波形算定 地表面の地震動を算定 表層地盤モデル EMPR FDEL 液状化判定 被害予測 建物や人口の情報 養老-桑名-四日市断層帯地震 阿寺断層系地震 高山・大原断層帯地震 跡津川断層地震 破壊の伝播方向 震源 【今回採用】 【地震動予測のフロー】 地震の発生確率 これまでに対象としてきた、海溝型地震である東海・東南 海・南海地震は、地震調査推進本部により長期評価として地 震の発生確率が算定されている。これによると、今後30年 以内の発生確率は、東海地震で88%、東南海地震70%、南 海地震60%と予測されており、切迫性が高い地震である。 また、養老-桑名-四日市断層帯地震は、国内の主な活断 層における相対的な評価としてはやや高いと評価されている ものの、今後30年以内の地震発生確率はほぼ0%~0.7%で あり切迫性は小さいと言える。 地震名 地震発生確率 (30年以内) 東海地震 88% (参考値) 南海地震 60%程度 東南海地震 70%程度 地震名 地震発生確率 (30年以内) 養老- 桑名- 四日市 断層帯地 ほぼ0% ~0.7% 平成24年度 南海トラフ巨大地震等 災害被害想定調査結果 概要版 【250mメッシュ】 【50mメッシュ】 震源:日向灘沖 震源:紀伊半島沖 1 岐阜市 岐阜市 岐阜市

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想定地震

タイプ 想定地震

海溝型地震 南海トラフの巨大地震

内陸直下型地震 養老-桑名-四日市断層帯地震

【ケース2】

【ケース1】 南海トラフの巨大地震

南海トラフの巨大地震

震源

震源

平成23年3月11日に発生した東日本大震災を踏まえ、海溝型の想定地震を3連動地震から内閣府で想定されている南海トラフの巨大地震へと見直した。そして、破壊パターンの異なるシミュレーションを行い、岐阜市において最も影響が大きくなる震源位置を設定した。 内陸直下型の想定地震についても岐阜市に最も近い養老-桑名-四日市断層帯地震を対象とし、南海トラフの巨大地震と同様に岐阜市への影響が大きくなる震源位置とした。 ただし、南海トラフの巨大地震については、想定外をなくすため、震源域を最大限に拡大したモデルであることから、必ずしも想定される規模で地震が発生するものではない。

地震動の予測手法

工学的基盤面の地震動

工学的基盤面の地震波形を算出するために岐阜大学で開発された詳細な予測手法(EMPR)

断層面の各部分より震動エネルギーが時間差をもって放出されるパターンに応じた各地域の工学的基盤面での地震動を予測する手法。

地表面の地震動

地盤の応答解析を土の非線形性を等価な線形の関係に置き換えて地盤の挙動を表現する等価線形解析法である杉戸らの手法(FDEL)

工学的基盤で推定される地震動が、その上にある表層地盤においてどのように増幅するのかを精度よく算出するプログラム(FDEL)が岐阜大学で開発され、150以上の研究機関において使われている。このプログラムソフトはFDELと呼ばれ、とくに軟弱な表層地盤での解析値の信頼度は高く、これまで一般によく使われてきたカリフォルニア工科大で開発されたプログラム(SHAKE)より使用される頻度は高い。

断層モデル

工学的基盤面の波形算定

地表面の地震動を算定

表層地盤モデル

EMPR

FDEL

液状化判定

被害予測

建物や人口の情報

養老-桑名-四日市断層帯地震

阿寺断層系地震

高山・大原断層帯地震

跡津川断層地震

破壊の伝播方向

震源

【今回採用】

【地震動予測のフロー】

地震の発生確率 これまでに対象としてきた、海溝型地震である東海・東南海・南海地震は、地震調査推進本部により長期評価として地震の発生確率が算定されている。これによると、今後30年以内の発生確率は、東海地震で88%、東南海地震70%、南海地震60%と予測されており、切迫性が高い地震である。 また、養老-桑名-四日市断層帯地震は、国内の主な活断層における相対的な評価としてはやや高いと評価されているものの、今後30年以内の地震発生確率はほぼ0%~0.7%であり切迫性は小さいと言える。

地震名 地震発生確率(30年以内)

東海地震 88%

(参考値)

南海地震 60%程度

東南海地震 70%程度

地震名 地震発生確率(30年以内)

養老- 桑名- 四日市 断層帯地震

ほぼ0% ~0.7%

平成24年度 南海トラフ巨大地震等 災害被害想定調査結果 概要版

【250mメッシュ】

【50mメッシュ】

震源:日向灘沖

震源:紀伊半島沖 1

岐阜市

岐阜市

岐阜市

東海・東南海・南海3連動地震 (2003年モデル)震源 (前回調査)

南海トラフの巨大地震 (2011年モデル)震源

養老-桑名-四日市断層震源 着目地点(岐阜市地点)

想定地震の概要 ※断層モデルは中央防災会議発表の資料を基に設定

南海トラフの巨大地震 日向灘沖震源(今回調査)

岐阜市地点の地震動算定事例(工学的基盤面)

2

南海トラフの巨大地震

液状化判定 道路橋示方書の判定手法に準拠してPL値による液状化判定を行った。 海溝型地震である南海トラフの巨大地震については、強い揺れが繰り返し作用することで液状化しやすくなる地震動の継続時間の影響を考慮している。

液状化抵抗率FL

地震時せん断応力比

動的せん断強度比

L

RFL

LwRcR RL:繰り返し三軸強度比 Cw:地震タイプ別の補正係数 (海溝型地震は1.0)

※補正係数Cwを低減

久世ら(2012):東海・東南海・南海三連動地震の地震動継続時間を考慮した液状化危険度判定,土木学会中部支部研究発表,2012,3

住宅耐震化の考慮 岐阜市の住宅耐震化の状況を考慮し、一般には耐震基準を満たさない旧築年・中築年の建物のうち、耐震性がある、もしくは耐震化した建物棟数を推定し、被害予測に用いる建物棟数に反映した。

耐震性あり

被害予測における条件

揺れの強さのばらつきの考慮

地震動予測で得られる最大加速度のような地震動パラメータは少なくとも変動係数で25%程度以上のばらつきがあることが試算されている。 これを計測震度に換算するとおよそ0.2となることから、被害算出に用いる計測震度は、地震動予測で得られた計測震度+0.2をした値を使用する。 ただし、南海トラフの巨大地震については、震源域を最大限に広げて想定外がないように最大級の地震動を想定していることからこの割増は過大であると考えられるため割増は行わない。 したがって、割増を適用する地震は、内陸直下型地震の養老-桑名-四日市断層帯地震のみとした。

地震予測のばらつきや揺れが長く続く影響を考慮して建物被害の予測を行った。

継続時間が建物被害に与える影響

地震動の継続時間と被害率の関係から、古い木造建物は継続時間が長くなるにつれて、揺れによる全壊率が大きくなる傾向にある。 この影響を簡便に取り入れるために計測震度と被害率の増加の関係を求め、木造の旧築年における全壊率と計測震度の関数を補正した。 全壊率の増加は、半壊でとどまる被害が揺れが長く続くことで全壊すると考え、全半壊率の補正は行わないこととした。 なお、液状化による建物被害は、液状化判定で継続時間の影響を加味しているため、被害率はそのまま使用した。

表層地盤モデル 地表での地震動の強さは、工学的基盤面(Vs=500m/s程度)よりも上部の表層地盤の影響を大きく受ける。 詳細な地震動解析を行うために、より詳細に微地形を反映した地盤モデルを作成する必要がある。 そこで、岐阜市域のボーリングデータ(計949本)をもとに作成された250mメッシュ単位の地盤データベースから52種類の地盤モデルを作成した。 この地盤モデルを、地形図や表層地層図などをもとにして50mメッシュ単位に細分化した。 また、地下水位観測データを用いて空間補間した地下水位データを各メッシュの地下水位として与えた。

岐阜市における被害想定算出手法

3

全壊 1% 半壊

7%

被害

なし

92%

冬の午前5時 夏の昼12時 冬の夕方6時

総出火件数 11 14 37

炎上出火件数 6 7 19

海溝型地震(南海トラフの巨大地震)の被害想定結果

地震動予測図(計測震度) 液状化危険度予測図 建物被害予測図(全壊棟数)

6弱 77%

6強 23%

【南海トラフ(今回調査)】 【3連動地震】

液状化危険度の面積率(%)

【南海トラフ(今回調査)】 【3連動地震】

全壊

6%

半壊 15%

被害

なし 79%

【南海トラフ(今回調査)】 【3連動地震】

建物被害率(%)

・人的被害 内閣府の手法により建物被害量から算出

【南海トラフ(今回調査)】 【3連動地震】

・火災被害 内閣府の手法により算出

【南海トラフ(今回調査)】 【3連動地震】

・避難者数 内閣府の手法により建物被害量から算出

今回調査 53,013人 (3連動の避難者 17,657人から約3倍に増加)

・震災廃棄物量 (建物被害量から、瓦礫量を算出)

午前5時 昼12時 夕方6時

死者数 257 96 194 重傷者数 457 298 402 負傷者数 3,492 1,323 2,507

冬の午前5時 冬の夕方6時

総出火件数 2 18

炎上出火件数 0 0

重量(千t) 体積(千m3)

1,511 2,602

重量(千t) 体積(千m3)

501 858

【南海トラフ(今回調査)】 【3連動地震】

・建物被害 内閣府の手法により算出

全壊棟数 半壊棟数

木造 6,081 18,264

非木造 1,402 2,795

合計 7,483 21,059

【南海トラフ(今回調査)】

全壊棟数 半壊棟数

木造 853 8,331

非木造 458 1,014

合計 1,311 9,345

【3連動地震】

午前5時 夕方6時

死者数 44 35 重傷者数 110 103 負傷者数 2,024 1,640

PL=0,

対象外 46%

0~5 7%

5~15 15%

15以上 32%

PL=0,

対象外 48%

0~5 24%

5~15 22%

15以上

6% 【3連動 地震

5弱 8%

5強 78%

6弱 14%

震度階別の面積率(%)

液状化の可能性が低い

液状化の可能性がある

液状化の可能性が高い

4

凡例

岐阜市役所

内陸直下型地震(養老-桑名-四日市断層帯地震)の被害想定結果

地震動予測図(計測震度) 液状化危険度予測図 建物被害予測図(全壊棟数)

震度階別の面積率(%) 建物被害率(%)

全壊 15%

半壊 21% 被害

なし 64%

冬の午前5時 夏の昼12時 冬の夕方6時

総出火件数 31 38 87

炎上出火件数 22 26 60

・人的被害 内閣府の手法により建物被害量から算出

・火災被害 内閣府の手法により算出

午前5時 昼12時 夕方6時

死者数 867 340 681 重傷者数 1,581 1,063 1,431 負傷者数 6,137 2,588 4,678

・避難者数 内閣府の手法により建物被害量から算出

102,812人 (南海トラフ巨大地震の約1.9倍)

・震災廃棄物量 (建物被害量から、瓦礫量を算出)

重量(千t) 体積(千m3)

2,941 5,193

5強 2%

6弱 53%

6強 45%

・建物被害 内閣府の手法により算出

全壊棟数 半壊棟数

木造 18,216 24,950

非木造 1,989 4,182

合計 20,205 29,132

PL=0,

対象外

50% 0~5 21%

5~15

17%

15以上 12%

液状化危険度の面積率(%)

液状化の可能性が低い

液状化の可能性がある

液状化の可能性が高い

5

凡例

岐阜市役所