【研究分野】地盤工学

【研究領域課題番号】13F03363 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

液状化 / 地盤沈下 / 東北地方太平洋沖地震 / ＤＳＭ / ＧＩＳ / ハザードマップ / GIS / DSM

【研究成果の概要】

本研究では、2011年東北地方太平洋沖地震により浦安市で発生した液状化による地盤沈下と、本地震を対象とした同地区の液状化指数との相関を得ることを目的の一つとした。液状化危険度マップ作成時におけるＰＬ値の空間補完においては、研究分担者がその効果を確認した手法（Pokhrel et al., 2013）を適用して実施した。一方、液状化に伴う地盤の沈下量に関しては、地震前後で行われたLiDAR (Light Detection and Ranging)計測結果の差分を用いた（液状化沈下マップ）。浦安市の液状化危険度マップと液状化沈下マップより、市内の１００か所以上の道路のＰＬ値と沈下量の関係を抽出した結果、ＰＬ値が大きくなるほど液状化に伴う沈下量も大きくなることが判った。また、その関係は、道路の規格が低いほど、すなわち市道や県道よりコミュニティ道路の方が沈下量は大きくなっていたことが判った。これは、道路の規格が高くなるほど、締固められた路盤や舗装の層厚が厚くなり、結果として表層部の非液状化層厚が厚くなることから、下位の地盤が液状化しても地表面にその影響が及び難くなることによるものと考えられる。本研究では、道路の規格毎に異なるＰＬ値と沈下量の相関を適用し、ＧＩＳ上で液状化発生時の浦安市内の道路沈下量を示した。従来の液状化危険度マップと比較して定量的な被害の程度を示すため、ハザードマップの新しい形として有効であると考えられる。
また、本研究では、上記のハザードマップを作成する過程において、浦安市内のＰＬ値分布には明確な異方性が存在することが明らかになった。これは地盤の特性が一様ではないことを示しているが、その異方性は浦安市の埋立開発の歴史と非常に整合することが判った。これは、本研究で用いた地盤データの空間補完手法が、複雑な地形改変履歴を有する地域でも適切に適用できる可能性を示している。

【研究種目】特別研究員奨励費

【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31

【配分額】2,300千円 (直接経費: 2,300千円)

【研究分野】地理学

【研究領域課題番号】18300314 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ハザードマップ / GIS / 地震 / 水害 / 防災

【研究成果の概要】

従来のハザードマップは, 均等メッシュ単位で計算された, 極めて数値解析的なものが多く, 土地条件等の詳細な空間地理情報が有効に利用されていない. また災害が起きる自然条件に関する背景や, 動的なイメージを表現していない. こうした問題を解決するため,(1) GISをベースとした詳細土地条件情報の土地脆弱性評価への活用法,(2) 動的な災害像のイメージトレーニングを支援するためのプロトタイプシステム,(3) 活断層を理解するための情報ステーションについて検討した. さらに,(4) 地域防災力向上の取り組み現場において現状のハザードマップの問題点と改善点を整理し,(5) 地形発達史を考慮したハザードマップ作成という新展開を試みた.

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】18,070千円 (直接経費: 15,400千円、間接経費: 2,670千円)

【研究分野】社会システム工学・安全システム

【研究領域課題番号】17201035 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

自然災害 / 防災 / 減災 / ハザードマップ / 火災 / シミュレーション / GIS / 都市環境 / 災害 / マルチハザード / 巨大都市 / 都市空間の最適化 / 災害アーカイブス / 3次元GIS

【研究成果の概要】

本研究では,マルチハザードマップを活用した巨大都市の防災都市空間の最適設計方法の開発を行った.最終的な成果は,(1)様々な災害の物理・化学現象を適切に捉えたシミュレーションモデルの開発と被害結果が社会に及ぼす影響の大きさの評価(災害シミュレーション),(2)過去の大規模災害の事例およびシミュレーション結果のデータベース化(災害アーカイブス),(3)(1),(2)の結果を3次元GIS上に統合することにより,任意の時空間上での災害の状況をバーチャル体験できるシステムの開発(3次元GIS),(4)マルチハザードを考慮した場合の,適切な都市空間の創造方法の提案(都市空間の最適設計)という4つから構成される.災害シミュレーションに関しては,地震災害,ヒートアイランド,火災.大気汚染・施設劣化という4種類のシミュレーションモデルを開発した.これらをそれぞれケーススタディーエリアに適用し,モデルの妥当性と効果の検証を行った.
災害アーカイブスについては、過去の災害で発生した事象、対応活動や教訓などを、発災からの経過時間や空間、対象者の組織や立場など、様々な角度から検索し分析できる災害情報のデータアーカイブを開発した。この災害情報アーカイブスは、種々の物理・社会現象に関する最新のシミュレーションモデルとデータベースの組合せにより、ただ単に過去の危機管理事例を収集・整理するだけでなく、異なる発災時刻、自然条件、地域の防災力、社会情勢のもとでの危機発生状況をシミュレートし、それを「擬似危機事例」として蓄積・更新していくことを可能とする。「擬似危機事例」を量産し、教材として用いることで、実際の危機事例の稀少性を補完し、危機に対するイマジネーション能力を高めることが可能となる。さらに東京23区を対象とした地域危険度マップシステムを開発し,市民が適切な防災対策を行うための環境整備を行った.この際,特別な技術を持たない一般市民(高齢者・子供も含め)も容易に操作できるユーザーフレンドリーなインターフェースの構築に配慮した.また,同様の技術を用いて,トルコ共和国イスタンブール地域を対象とした3次元マップシステムも開発し,これを活用した都市空間の最適設計のためのワークショップを提案した.現地における日本人学生とトルコ人学生によるワークショップでは,このマップシステムを利用した議論および最適設計の可視化が行われた.
本システムは,3次元空間情報を用いて災害に関する情報を可視化することにより,利用者の災害イメージ能力,現状理解力,対応力が向上し,災害に強い都市形成を目指す上で極めて有効なツールとなると考えられた.

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】51,350千円 (直接経費: 39,500千円、間接経費: 11,850千円)

【研究分野】自然災害科学

【研究領域課題番号】17310106 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

地震防災 / ハザードマップ / リスクマップ / デジタルシティ / 地理情報システム / 市民防災 / 3次元GIS / 地震危険度解析 / リモートセンシングデータ

【研究成果の概要】

適切な防災対策を立案・実行するために、自治体等により地震による被害の想定が以前から行われてきた。これらの結果に基づいて、地震ハザードマップも公開されるようになった。しかし、既存のハザードマップは行政の利用を目的としたものがほとんどで、市民の利用を十分意識したものとはいえない。そこで、市民が自主的に防災活動を行うことを促進させることを目的として、より魅力ある表現方法としてのデジタルシティの技術を導入した地震危険度デジタルシティの作成手法について検討し、横浜市の中心部を対象としてプロトタイプ版を試作した。
まず、3次元GISを利用して、地形、建物・街路、ランドマークなどからなるデジタルシティをインタラクティブなシステム上に構築した。数値地理情報等を利用して抽出した急傾斜地および詳細地盤データから、想定地震に対して、震度、液状化危険度、斜面崩壊危険度を計算し、これらの危険度を色分けして地表面に表現した。これにより地域の地震ハザードの危険度と地形条件などの関係がより明瞭に表示され、地震ハザードに関する理解が深まるものと期待される。
さらに、建物の築年等を考慮して建物被害(崩壊、全壊、半壊)を計算し、これを色分けして建物データに貼り付けてリスクマップとして表現した。これにより、建物崩壊により人的被害や道路閉塞が生じやすい地区はどこかなど、どこでどのような被害が生ずるかがデジタルシティ上にわかりやすく表示される。ユーザーは3次元GIS上で自分たちの街の危険度を空中散歩しながら自由に俯瞰することができる。これにより、市民が自分たちの地域での災害のイメージをより具体的に持つことができ、ひいては適切かつ具体的な防災行動につながるものと期待される。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2005 - 2006

【配分額】12,700千円 (直接経費: 12,700千円)

【研究分野】船舶海洋工学

【研究領域課題番号】16360442 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

津波 / 沿岸防災 / 駿河湾 / 粒子法 / GIS / 個別要素法 / ハザードマップ / 防災 / VOF法

【研究成果の概要】

本研究のテーマは以下の通りである。
1)浮体群の漂流シミュレーション
2)浮体の岸壁打上げ現象について
3)浮体用ハザードマップの検討
1)津波発生からその伝播を非線形長波理論を適用して数値シミュレーションする。本研究では駿河湾内を対象として実施した。津波伝播結果を港湾内シミュレーションの入力条件として接続し,高解像度の港湾内津波伝播シミュレーションを実施できるようにした。具体的対象は清水港とした。清水港内に停泊する大型船舶や小規模漁船などを対象に津波による漂流シミュレーションを行うために個別要素法を導入した。これにより小型船舶群の津波による漂流の様子を計算することができる。また,大型船については岸壁に係留された条件下での数値計算を実施し,係留ロープの破断や岸壁への打ちあがり判定を実施し,後述するハザードマップの基本情報にできるようにした。
2)船舶等の岸壁への打ちあがりについてその判定条件の妥当性について水槽実験と数値シミュレーションから調査した。一定条件での乗りあがり判定は精度良く実施可能となったが,汎用性に関しては検討の余地が残った。
上述した浮体の漂流状態や岸壁への乗りあがりの有無をハザードマップの基本情報とすることを検討し,汀線近傍あるいは岸壁ごとにどのようなマップ表示を実施することが効果的であるか否かを検討した。また,どのような種類のハザードマップが必要なのか等について港湾管理者等にヒアリングを行った。本研究の成果段階として,船舶の打ちあがりの有無について,個別要素法によるシミュレーション結果を直接汎用させる場合と,通常の津波伝播計算あるいはそれによる津波湖上ハザードマップの津波高情報から簡易的に船舶の打ちあがりを判定する方法も同時に検討しハザードマップを作成する例を示した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2004 - 2006

【配分額】13,300千円 (直接経費: 13,300千円)

【研究分野】自然災害科学

【研究領域課題番号】15310130 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ハザードマップ / 津波 / 高潮 / 洪水 / 地理情報システム / 避難 / 同時生起 / インターネット / 避難訓練 / 住民参加 / GIS / インド洋大津波 / 自主避難 / ワークショップ

【研究成果の概要】

わが国では,津波,高潮,洪水氾濫の危険地帯が重なっている場合が多い.大阪はこれら3つの災害が,東京や名古屋は高潮と洪水の同時氾濫が心配されている.とくに2005年ハリケーンカトリーナによるニューオーリンズの未曾有の高潮氾濫災害は,先進国でも忘れてはならない災害であることを示した.そこで,従来の紙ベースでのハザードマップの作成では,住民に提供できる情報量に限界があるため,その改良は困難である.それに代わって,シミュレーション結果を動画の形で提供できる動的ハザードマップの試作を行った.たとえば,三重県の尾鷲市を対象とした津波ハザードマップにおいて,住民の防災教育効果の向上が期待できることがわかり,また避難訓練にも活用できることが示された.このようにインターネット上にGIS情報を重ねてハザードマップを住民に提供する方法が開発できた.そして,避難のシミュレーションプログラムを活用できるようにすれば,避難の開始時刻や避難経路の選択の生存可能性に及ぼす影響を定量的に明らかにできて,住民に対する避難の啓発効果が大きいことがわかった.一方,巨大災害の減災の視点から,高潮,洪水,津波のいずれか2つが同時に生起する確率を無視できないことから,その作成方法を検討した結果,長時間にわたって継続する現象によってまず浸水域を与え,そこに短期間の現象の浸水を重ねるという方法が合理的な計算結果を示すことが見出された.前者が津波で後者が高潮に相当し,わが国で初めて両現象の同時生起のハザードマップを試作することができた.

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2003 - 2005

【配分額】11,400千円 (直接経費: 11,400千円)