2007年ソロモン地震津波における海岸樹木の津波力減殺効果について
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(2) 1412. 海. 岸. 工. 学. 論. 文. 集. 第55巻(2008). 全 壊 ま た は流 出 した こ とが 確 認 で きた 場 所 と 汀線 を 結 ぶ 測 線 をLine‑1,樹. 木 効 果 に よ り家 屋 の 損 壊 が 免 れ た 地 点. と汀 線 を結 ぶ 測 線 をLine‑2と した.図‑2は 査 地 点 を 示 す.ま. た,ギ. ギ ゾ島での調. ゾ 島 で の調 査 地 点 の被 災 状 況 は. 次 の通 りで あ る.痕 跡 調 査 の詳 細 お よ び樹 木 の測 定 結 果 の代 表 値 と して,こ. こで は(a)ス バ に お け る値 を 表‑1に. 整 理 した. (a) ス バ(Suva) ス バ は ギ ゾ 島 の 西 部 に 位 置 す る 村(S8:5:37.8, E156:47:29.7)で,津. 波 で 最 も大 き な 被 害 を 受 け た 村 落. の 一 つ で あ る.人 口 は140名(28家. 族)で1軒. だ け残 して,. す べ て 流 さ れ た.津 波 は3回 来 襲 し,地 震 後 数 分 で ラ ノ ン ガ 島 の 隆 起 に よ り,最 初 の 津 波 は西 か ら来 た.2波 3波 目 は沖 側 か ら来 襲 し,3波 (1). ソ ロモ ン諸 島. 言 わ れ る.ヒ. ア リ ン グか ら求 め た浸 水 深 は,海. 200m離 れ た倉 庫 が1.3m,100m離 で あ った(柱. 岸より. れ た高 床 式 住 居 で2.0m. の 回 り の洗 掘 深 は45cm).高. 柱 を 残 し全 壊 し,1軒. 目,. 目が 最 大(津 波 高 約3m)と. だ け が 残 っ た.近. 床 式の家屋 は 隣 のパ エ ロギ. (Paelogge)村 で も比 較 的 堅 牢 な 家 屋 を残 し,ほ ぼ 全 壊 し て い た.地 表 を 基 準 と して 測 った 代 表 浸 水 深 は ヒア リ ン グ か ら確 認 し,200cmと. した.津 波 来 襲 時 の海 面 か ら浸. 水面 まで の高 さで あ る浸 水 高 は330cmで あ る. (b) テ ィテ ィ ア ナ(Titiana) 村 落 は大 き く東 西 に1km程 度 広 が って い る.東 端 の ブ ロ ッ ク造 りの教 会 は,基 礎 が洗 掘 され,建 物 回 り の砂 が 掘 ら れ て い た.洗. 掘 深 は70cmで. あ る.ほ. とん どの家 は. 山 の方 向 へ 流 さ れ て お り,残 骸 が 広 が っ て い る.残 っ て い る家 の 特 徴 は高 床 式 で 基 礎 が 堅 牢(深. さ90cmく. らい. ま で基 礎 を埋 め て い る)で あ る.ま た,周 辺 の 樹 木 の影 響 で 流 出 を 免 れ た家 も あ っ た.村. (2) ギ ゾ島 周 辺 図‑1. 調 査地 点 の位 置 と計算 津 波高(埼 玉大 学工 学部. 原田. 賢治 氏提 供). 落 の海 側 に は高 さ1m. 程 度 の 石 積 み 防 潮 堤 が 築 か れ て い た 場 所 が あ るが,基 部 は洗 掘 を 受 け,破 壊 され て い た.教 会 の 浸 水 痕 跡 を ヒア リ ン グ で 確 認 し,浸 水 深 を210cm,浸 た.な. 水 高 は413cmと. し. お,浸 水 高 は場 所 に よ って 異 な り,測 定 値 は349. か ら413cmま で 分 布 して い た. (c) ボ リボ リ(Vorivori) ボ リボ リ村 は ギ ゾ 島 西 端 に位 置 し,100名 震 後2,3分. で突 然 前 面 の海 が 盛 り上 が り(リ. が 住 む.地 ーフによ る. 浅 水 変 形 の影 響 と思 わ れ る)全 員 が 山 へ 逃 げ た.イ. ンド. 洋 地 震 津 波 の こ と は テ レ ビで 知 っ て お り,子 供 た ち に も 教 え て い る.ま た朝 の8時 頃 で あ り避 難 に は都 合 が 良 か っ た.た. だ し,二 つ の 地 区 で27軒 あ っ た が 残 っ た家 は1軒. だ け で あ っ た.家 図‑2. ギ ゾ島で の調 査地 点(地 図 は当所辰 巳大 介氏作 成). 屋 に 記 録 さ れ た 痕 跡 か ら,浸 水 深 は. 195cmで あ っ た.浸 水 高 は 津 波 来 襲 時 の海 面 か ら302cm で あ る. 3ヵ 所 の ヒア リ ング と痕 跡 測 量 か らか ら平 坦 な村 落 地 表 面 を基 準 と した 津波 に よ る浸 水 深 は,概 ね200cmで あ っ.
(3) 2007年 ソロモ ン地 震津 波 にお け る海 岸樹 木 の津波力 減殺 効果 について. 表‑1. 1413. ギ ゾ島 スバ(Suva)に お ける植生 の津 波力低 減効 果 に関 す る調 査結 果整理 例 (1) 津波痕跡 と地表高. (1) 樹木 の種 類. た.そ. こで,こ. の 値 を ギ ゾ 島 に お け る海 岸 の樹 木 帯 に作. る格 子 面 積 で,こ. 3. 樹 木 に よ る 津 波 力 低 減 効 果 の 計 算 法. る.D(m)は. こで は10m×10mの. 計 算 に用 い. 正 方 な地 形 を用 い. 津 波 の グ リ ー ン ベ ル ト帯 で の 浸 水 深 で あ る.. △x(m)は 津 波 進 行 方 向 に 直 角 な計 算 格 子 幅 で あ る.. (1) 計 算 の方 法 簡 易 的 に樹 木 林 に よ る津 波 防災 効 果 を推 定 す る手 法 は, 平 石(2008)に. が 位 置 す る単 位 面 積 あ た りの総 水 塊 量 で,面 積 に津 波 に よ る 浸 水 深 を乗 じた 数 値 に な る.△s(m2)は. 用 す る津 波 の地 表 か ら の高 さ(浸 水 深 η)と した.. した が い,海. 岸 線 に沿 っ て 幅 数 十m以 上. 個 々 の樹 木 は,幹 部 と葉 部 に分 け られ,幹 部 は直 径D', 長 さ 私 の 円 柱 と して 近 似 で き る.今. で生 育 す る樹 木 帯 を 代 表 的 な津 波 防 災 樹 木 帯 と して 考 え. 深 が2m以 下 な の で,有. る.陸 上 へ氾 濫 した津 波 の単 位 幅 あ た りの 力p(N/m)は, 一 般 に津 波 に よ る浸 水 深 η(m)と 流 速u(m/s)を 用 い て. る.10m×10mを. 抗 力 が 卓 越 す る もの と して 次 式 で 表 さ れ る(Hiraishiら,. 回 の 計 算 で は浸 水. 効 投 影 面 積 等 は幹 部 だ けで 決 ま. グ リー ン ベ ル トの 密 度 を 定 義 す る単 位. 面 積 と した場 合 に,有 効 投 影 面 積 等 は 単 位 面 積 あ た りの 樹 木 本 数Nに. よ って 決 定 され,次 式 で 示 され る.. 2003). (3) ρ=0.5CDρ ηu2(N/m). CDは 抗 力 係 数 で,家. (1). (ρは 水 の 密 度(kg/m3)). (4). 屋 壁 面 で はCD‑1.0と した.樹 木 は. 主 に 津 波 流 速uを 軽 減 す る た め に 効 果 を有 して お り,uが 減 衰 す る こ と で津 波 の 力 も軽 減 され る.グ. リー ンベ ル ト. に よ って 低 減 さ れ る津 波 力 は,津 波 の 流 れ に比 例 す る抗. 抗 力 係 数CDと 慣 性 力 係 数CMは 2003)の. 模 型 実 験(Hiraishiら,. 結 果 か ら次 式 で与 え られ る.. 力 と,加 速 度 に比 例 す る慣 性 力 で 表 さ れ,単 位 幅 お よ び (5). 単 位 浸 水 深 当 た りで 表 す と次 式 で 示 さ れ る.. (6) (1). 津 波 高 さ ηは樹 木 林 の 中 で は,大. き く変 化 しな い が,. 流 速 が 小 さ くな る た め,家 屋 等 に作 用 す る津 波 力(抗 力) こ こ で,WFは (N/m/m),CMは. グ リ ー ン ベ ル ト前 後 で の 津 波 力 の 差 慣 性 力係 数,Ao(m2)お. は小 さ くな る.な お,沖 合 か ら流 入 す る津 波 の水 量 は 一. よ びVo(m3)は グ リー. 定 な の で,樹 木 帯 で の流 速 が 低 減 さ れ,樹 木 帯 に流 入 す. ンベ ル トを構 成 す る樹 木 が 占 め る単 位 面 積 あ た りの 有 効. る水 量 そ の もの が 制 限 を 受 け る と,樹 木 帯 の 沖 側 で は 津. 投 影 面 積 と有 効 容 量 を示 す.V(m3)は,グ. 波 の 一部 が反 射 さ れ,津 波 水 位 は増 加 す る.こ. リー ンベ ル ト. こで は,.
(4) 1414. 海. 岸. 工. 学. 論. 文. 集. 第55巻(2008). 流 速 に比 べ る と水 位 の変 化 は小 さ い と仮 定 して,樹 木 帯. り,そ れ ぞ れ を 表‑1で は枝 部 をB1〜B5と. の 沖 側 浸 水 深 η1=樹 木 帯 背 後 の 浸 水 深 η2と近 似 し て い. れ ぞ れ を 単 独 樹 木 と同 様 に整 理 して い る.. して 表 し,そ. る.. テ ィ テ ィア ナ(Titiana)村 に お いて も樹 木 効 果 を 調 べ た.. 樹 木 林 の前 面 と背 面 で 浸 水 した 津 波 に よ る単 位 幅 あ た りの 力 が 変 化 す る と考 え,前 後 の 単 位 幅 当 た りの抗 力 の 変 化 は,CR=p2/p1(添. え 字1お よ び2は 樹 木 帯 の 沖 お. よ び岸 側 を示 す)で. 表 さ れ る.こ. こで,CRを. 津波力 比. とす る. 地 表 粗 度 に よ る単 位 奥 行 き当 た りの 力 の 損 失 は,マ ニ ン グ の粗 度 係 数(n=0.025)を. 用 い て,次 式 で 求 め た. (7) 写 真‑1. Line‑1で の 破 壊 さ れ た 家 屋 の 跡(Suva). (2) 作 用 条 件 の決 定 陸 上 で 遡 上 した 津 波 の 流 速uは 浸 水 深 と関 係 を有 して お り,浸 水 深(地. 表 面 か らの 津 波 高 さ)が 明 らか に な れ. ば,推 定 が 可 能 で あ る.松 冨 ら(1994)に. よ る流 速 推 定. 式 を 式(8)に 示 す.. (8). こ こで,R(m)は. 周 辺 の海 浜 の 津 波 遡 上 高,hf(m)は. 構造. 物 前 面 の浸 水 深 で,構 造 物 が 無 い海 岸 で は浸 水 深 と同 一 で あ る が,こ. こで は 原 論 文 の表 記 を 用 い る.Cvは 流 速 係. 写真‑2. Suva村 で樹 木 の効果 で被 害が 軽減 され た家. 数 で0.8〜0.9程 度 に な る.Frは 構 造 物 背 後 の 浸 水 深hrを 用 い た フ ル ー ド数 で あ る.こ こで は松 冨 ら(2005)の 現 地 調 査 か ら導 か れ た近 似 値 で あ るCv=0.9,Fr=1.0を. 用 い,. 構 造 物 前 面 の 浸 水 深 は 津 波 遡 上 高Rと 等 し く,津 波 力 は 円 柱 で 近 似 で き る幹 部 だ けで 受 け て い る と した. 4. 樹 木 に よ る 津 波 力 低 減 率 (1) 現 地 の 条 件 スバ 村 で は,西 側 に コ コ椰 子 の密 集 林 が あ り,西 側 か ら の1波 目 を 弱 め た 可 能 性 が あ る.ス. バ 村 で は樹 木 前 面. に 巨木 が生 え て い る ライ ン上(Line‑2)で. 写 真‑3. は高 床 式 家 屋 が. 家 屋前面 の海 岸林(BUNI). 傾 き な が ら も残 り,海 岸 か ら見 通 せ る(樹 木 が な い)ラ イ ン上(Line‑1)で. は,家. 屋 が 全 壊 し,200m奥. の 浸 水 跡 が 明 瞭 で あ っ た.約100m離. まで津 波. れ た 両 ライ ン上 の. 地 盤 高 の変 化 と,樹 木 ライ ンの樹 木 位 置 と直 径 な ど を 比 較 した.図‑3に. 地 区 で も同 じ手 法 を用 い た.写 真‑1にLine‑1で 況 を示 す.写. Line‑2. 決 定 した ラ イ ンの イ メ ー ジ を示 す.他 の. Line‑1. の破 壊 状. 真‑2はLine‑2の 家 屋 の様 子 で あ る.図‑4は,. 各 ラ イ ン上 の 横 断 面 で あ り,樹 木 無 しの 家 屋 破 壊 が 大 き か っ た ライ ンの 方 が 地 盤 は高 い.図‑5は た 家 屋 前 面 の 樹 木 配 置 で あ る.最. 被 害 が少 な か っ. も海 側 に は,写 真‑3で 図‑3. 示 す 巨木 が あ り,洗 掘 も受 けて い な か った.こ 現 地 語 でBUNIと. の巨木 は. 言 わ れ,根 本 か ら5本 に 枝 分 か れ して お. Suvaに. お け るLine‑1とLine‑2の. イ メ ー ジ.
(5) 2007年 ソ ロモ ン地震 津波 に お ける海岸樹 木 の津波 力減 殺効 果 につ いて. 図‑6 図‑4. Suvaに. お け るLine‑1とLine‑2の. 1415. 津波 力比(X2は 地表 粗度 も考 慮 した推 定). 地 盤 断 面. 地 表 で の摩 擦 に よ る低 減 効 果 も加 え た結 果 で あ る.い ず れ の 計 算 結 果 で も津 波 力 を半 分 程 度 に す る こ と は困 難 で. SUVA(Line‑2). あ っ たが,樹. 木 帯 で 津 波 力 の 減 少 した こ とが 家 屋 の流 出. 防 止 に役 立 った の で は な い か と推 測 で き る.た だ し,津 波 は前 面 地 形 に よ っ て変 化 す るの で,本 計 算 は限 定 さ れ た 条 件 で の比 較 で あ り,よ り詳 細 な調 査 が 望 ま れ る. 5. ま と め. 図‑5. スバ にお け る家 屋(距 離120mの 太 い直 線)前 面 の樹 木. 本 調 査 で は,ソ. ロ モ ン地 震 津 波 で 大 きな 被 害 を受 け た. ギ ゾ 島 に お い て,被 害 が甚 大 で あ っ た 測線 と被 害 が軽 微. 配 置(黒 丸 の大 きさ は樹木 の太 さを表 す). で あ っ た測 線 にお け る植 生 の 相 違 を検 討 し,海 岸 植 生 に 樹 木 が 無 く,被 害 が 顕 著 で あ っ た教 会 をLine‑1と し,そ れ に 隣 接 して,高 床 式 家 屋 が 残 っ て い た場 所 をLine‑2と. よ って 津 波 力 が2割 程 度 低 減 され た こ とが 予 想 で き た. 調 査 で は,他. に も(a)高床 式 家 屋 を 連 続 した モ ル タ ル. した.被 災 の 状 況 等 は平 石(2008)に 示 して い る.Line‑1. 基 礎 上 に建 設 した 場 合,(b)高 床 式 家 屋 の 柱 基 部 を90cm. お よ びLine‑2で の浸 水 高 は,そ. 程 度 地 中 に埋 め た 場 合,(c)260cm以. た.樹 木 調 査 の結 果,テ. れ ぞ れ349,413cmで. あっ. ィ テ ィア ナ 村 で も,津 波 に よ る. 上 の 高 い柱 で 高 床 式. 家 屋 を作 った 場 合 等 で被 害 が 軽 減 で き る こ とが 判 明 した.. 被 害 が 軽 微 で あ った 家 屋 の 前 面 に は,樹 木 が 多 数 位 置 し. ま た,流 出 し始 め た家 屋 が 樹 木(バ. て い る こ とが 判 った.そ. 残 存 した こ と も確 認 した.こ れ らの こ とか ら,植 林 と と. こで,ス. バ と同 様 な手 法 で 樹 木. 密 度 と幅 を 整 理 して 津 波 力 比 を計 算 し た.. も に 自然 の樹 木 帯 を保 存 す る こ とが 津 波 防 災 に は重 要 で. ボ リ ボ リの唯 一 残 った 高 床 式 家 屋 にお い て は,床 柱 が 堅 牢 で あ っ た こ と に 加 え て,家. (2) 津 波 力 比 の 計 算 結 果 樹 木 の 配 置 と樹 径 か ら津 波 力 比 を 推 定 した.津 波 の浸 水 深 は200cmで あ る.樹 木 の 密 度 お よ び幹 径 は,津 波 で 破 壊 さ れ ず に 残 っ た 家 屋(Line‑2)の. (海岸 の 幅(10mのNs倍 示 す.図‑6は. 前 面 に 位 置 す る樹. 算 に 用 い たN(密. とす る),平. 津 波 力 比(Reduction. 均 幹 径(D')を. 度),Ns 表‑2に. Rate)を 計 算 した 結 果. で あ る.図 の● に 示 す よ うに,津 波 力 比 は家 屋 前 面 の樹 木 に よ り1割 か ら2割 が 低 減 さ れ た こ とが 判 る.ま 表‑2. 調 査地点 の樹 木密度N,樹. あ る と考 え る.. 屋 周 辺 に樹 径 数 十cmの. 樹 木 が 密 集 して い た 効 果 が 大 き か った と思 わ れ る.. 木 の 平 均 値 か ら算 出 した.計. ナ ナ)に 止 め られ て. た○ は. 木林 の幅(奥行 きB=Ns×10m). と樹 木平 均直 径(樹 径D'(cm)). 参. 考. 文. 献. Hiraishi T. and K. Harada (2003): Greenbelt tsunami prevention in South-Pacific region, Report of the Port and Airport Research Institute, Vol.42, No.2, pp.25. 富 田 孝 史 ・有 川 太 郎 ・本 多 和 彦 ・辰 巳 大 介 (2008): 2007年 ソ ロ モ ン諸 島 沖 の 地 震 津 波 の 現 地 被 害 調 査 と数 値 計 算, 海 岸 工 学 論 文 集, 第55巻, 印 刷 中. 平 石 哲 也 (2008): 植 裁 に よ る 津 波 力 減 殺 効 果 に 関 す る 検 討, 港 湾 空 港 技 術 研 究 所 資 料, No.1171, 28p. 松 冨 英 夫 ・首 藤 伸 夫 (1994): 津 波 の 浸 水 深, 流 速 と家 屋 被 害, 海 岸 工 学 論 文 集, 第41巻, pp.246‑250. 松 冨 英 夫 ・高 橋 智 幸 ・松 山 昌 史 ・原 田 賢 治 ・平 石 哲 也 ・S. Supartid, S.Naksuksakul (2005): タ イ のKhao LakとPhuket 島 に お け る2004年 ス マ ト ラ島 沖 津 波 と そ の 被 害, 海 岸 工 学 論 文 集, 第52巻, pp.1356‑1360. 松 冨 英 夫 ・鴫 原 良 典 ・藤 間 功 司 (2007): Earthquake and tsu‑ nami disaster in Solomon Islands, 2 April 2007, http://www.jaee.gr.jp/research/res05/sol2007.pdf 柳 澤 英 明 ・越 村 俊 一 ・宮 城 豊 彦 ・大 家 隆 行 ・今 村 文 彦 (2007): 2004年 イ ン ド洋 大 津 波 に お け る イ ン ドネ シ ア ・バ ン ダ ア チ ェ で の マ ン グ ロ ー ブ林 の潜 在 的 効 果, 海 岸 工 学 論 文 集, 第54巻, pp.246‑250..
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