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みずきままだ
5 years ago
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1 第 5 章長周期地震動による被害 ( 危険物タンクのスロッシング ) を対象とした評価本章では長周期地震動による危険物タンクのスロッシング被害について評価するスロッシング ( 液面揺動 ) とは地震波と容器内の液体が共振して液面が大きく揺れる現象であるはじめに法令によるスロッシング対策と各地区における対策の現況等について説明する次に過去の事例を基にスロッシングによる災害の想定を行う過去の地震や想定地震の予測波形から得られる速度応答スペクトルを基に危険物タンクにおけるスロッシング被害の可能性を評価する 5.1 消防法におけるスロッシング対策スロッシングを考慮した液面管理 (1) スロッシング最大波高の推定方法スロッシングによる浮き屋根の損傷内容物の溢流火災等の被害の発生はスロッシングによる揺れの大きさ ( スロッシング最大波高 ) にある程度依存することが示されている i スロッシング最大波高の推定には次式を用いる (1) D 2 max SV ( TS1 ) 2g T (1) S1 D H T S 1 2 coth (2) g D ここで (1) max : スロッシング波高の線形解 (m) D: タンク内径 (m) H: 液面高さ (m) g: 重力加速度 (9.8m/s 2 ) Ts1: スロッシングの一次固有周期 (s) Sv(Ts1): 周期 Ts1 における速度応答スペクトル (m/s) X X e e coth x X X e e 式 (1) 式(2) は微小波高を仮定したもの ( 線形解 ) で溢流が生じるような大きなスロッシングの場合は非線形性の影響による波高の増分を考慮する必要がある非線形性を考慮したスロッシング最大波高は西他 (2008) により以下の式が提案されており平成 15(2003) 年十勝沖地震での事例からみて適用性が確認されている ii (1 ) Δ max (3) i 座間信作 :2003 年十勝沖地震にみる石油タンク被害の特徴と対策物理探査 No.59 Vol ii 西晴樹他 : 石油タンクのスロッシングによる溢流量の算定圧力技術 No.46 Vol

2 2 (1) D max Δ / 2 (4) D ここで η + : 非線形スロッシングの最大波高 (m) (1) max : スロッシング波高の線形解 ( 式 (1):m) Δη: 非線形スロッシングによる非線形液面増分 (m) D: タンク内径 (m) スロッシング最大波高はタンク内径とスロッシングの一次固有周期 Ts1 における速度応答スペクトルが得られれば容易に計算することができるスロッシングの一次固有周期 Ts1 はタンク内径と液面高さから求められ通常のタンクでは数秒から 10 秒程度であるしたがってスロッシング最大波高の推定には想定地震による長周期地震動特性 ( 速度応答スペクトル ) を予測することが重要になる (2) 法令による液面管理消防法告示 ( 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 ) においては容量 1,000kL 以上の特定屋外タンク貯蔵所についてスロッシングが発生しても内容物の溢流が生じないようスロッシングによる最大波高を想定した液面管理 ( タンク上部に余裕空間を確保する ) が定められている ( 式 (5)~(8)) 最大波高の想定に当たって前提とする地震動 ( 速度応答スペクトル ) は従来の消防法では周期によらず一律に定められていた (ν1=1 の場合においておよそ 1m/s) しかしながら平成 15(2003) 年に発生した十勝沖地震では多くのタンクにおいて想定を上回るスロッシングが生じ特に浮き屋根式の危険物タンクにおいて浮き屋根の損傷沈降や内容物の溢流タンク火災等の被害が生じたこれを受けて平成 17(2005) 年 1 月に消防法告示の改正 ( 平成 17 年総務省告示第 30 号 ) が行われタンク側板の最上端までの空間高さ (Hc) を求める算式に長周期地震動の地域特性に応じた補正係数 (ν5) が導入されスロッシング固有周期に応じて従来の 1~2 倍の範囲で液面の低下措置が行われることとなった Hc 0.45 D Kh (5) 2 Kh (6).5 T (7) 4 4 / S1 T S 2 ( D / 3.68g) coth( 3.68H / ) (8) 1 D ここで Hc: 側板の最上端までの空間高さ (m) Kh2: 液面揺動の設計水平震度 ν1: 地域別補正係数福岡県は全域で 0.70 ν4: スロッシングの一次固有周期を考慮した応答倍率 ν5: 長周期地震動に係る地域特性に応じた補正係数 ( 図 5.1.1) 福岡県内の特別防災区域は全て 1 5-2

Ts1: スロッシングの一次固有周期 (s) D: タンク内径 (m) H: 最高液面高さ (m) [ 地域イ ] 苫小牧酒田新潟東港新潟西港 [ 地域ロ ] 京葉臨海北部京葉臨海中部京葉臨海南部京浜臨海根岸臨海久里浜 [ 地域ハ ] 北斗秋田清水衣浦名古屋港臨海四日市臨海大阪北港堺泉北臨海関西国際空港図 5.1.1

コンビナート最寄りの気象官署等における観測記録に基づき最低限の値として示されているものでタンク周辺の強震計地震動記録等に基づき予測される速度応答スペクトルが得られる場合には別途検討を行う必要がある福岡県内においては消防法においてスロッシング最大波高を想定するに当たって前提とする速度応答スペクトル ( 以下消防法想定スペクトルという )

3 Ts1: スロッシングの一次固有周期 (s) D: タンク内径 (m) H: 最高液面高さ (m) [ 地域イ ] 苫小牧酒田新潟東港新潟西港 [ 地域ロ ] 京葉臨海北部京葉臨海中部京葉臨海南部京浜臨海根岸臨海久里浜 [ 地域ハ ] 北斗秋田清水衣浦名古屋港臨海四日市臨海大阪北港堺泉北臨海関西国際空港図長周期地震動に係る地域補正係数注 ) 告示ではタンク周辺の敷地における地震動記録等に基づき地域特性を考慮して予想された速度応答スペクトルから補正係数を求めることを基本とし適切な地震動記録が得られていない場合についてはこの図の補正係数を用いることができるとしている図の補正係数はコンビナート最寄りの気象官署等における観測記録に基づき最低限の値として示されているものでタンク周辺の強震計地震動記録等に基づき予測される速度応答スペクトルが得られる場合には別途検討を行う必要がある福岡県内においては消防法においてスロッシング最大波高を想定するに当たって前提とする速度応答スペクトル ( 以下消防法想定スペクトルという ) はおよそ 0.7m/s となる (3) 危険物タンクの固有周期危険物タンクの固有周期 (Ts1) の分布を表に示す表 a 危険物タンクの固有周期 (Ts1) 地区福岡地区タンク種別特定タンク準特定タンク固定屋根浮き屋根内部浮き蓋固定屋根浮き屋根内部浮き蓋 2~3 秒 2 3~4 秒 ~5 秒 ~6 秒 4 3 計

4 表 b 危険物タンクの固有周期 (Ts1)( 続き ) 地区北九州地区準特定タンク特定タンクタンク種別特定外タンク固定屋根内部浮き蓋固定屋根内部浮き蓋 3~4 秒 ~5 秒 ~6 秒 9 6~7 秒 5 1 休止中 2 2 計地区白島地区準特定特定タンクタンク種別タンク浮き屋根固定屋根 3~4 秒 2 4~5 秒 5~6 秒 6~7 秒 2 計 2 2 地区豊前地区タンク種別特定タンク固定屋根浮き屋根 3~4 秒 1 4~5 秒 5~6 秒 6~7 秒 7~8 秒 3 8~9 秒 2 計

5 (4) 危険物タンクの余裕空間高さ実際の余裕空間高さの分布を表に示す特定タンクについては全て Hc より大きい空間高さが確保されているなお準特定タンクについては Hc に関して法令上規制されていない表 a 危険物タンクの実際の余裕空間高さ地区福岡地区タンク種別特定タンク準特定タンク固定屋根浮き屋根内部浮き蓋固定屋根浮き屋根内部浮き蓋 ~0.5m ~1.0m ~1.5m ~2.0m 計地区北九州地区準特定タンク特定タンクタンク種別特定外タンク固定屋根内部浮き蓋固定屋根内部浮き蓋 ~0.5m ~1.0m ~1.5m ~2.0m m~ 6 休止中 2 2 計地区白島地区準特定特定タンクタンク種別タンク浮き屋根固定屋根 ~0.5m 2 0.5~1.0m 2 計

6 表 b 危険物タンクの実際の余裕空間高さ ( 続き ) 地区豊前地区タンク種別特定タンク固定屋根浮き屋根 ~0.5m 1 0.5~1.0m 1.0~1.5m 1.5~2.0m 2.0m~ 3 2 計浮き屋根の技術基準の策定平成 17(2005) 年 1 月の改正告示では補正係数 (ν5) の導入とともに新たに浮き屋根の技術基準が定められ浮き屋根の耐震機能を確保することが求められている対象となるタンクはシングルデッキタイプの浮き屋根を有する特定屋外タンク貯蔵所のうち容量 20,000kL 以上のタンクと容量 20,000kL 未満で Hc 2m のタンクであるこれらのタンクでは浮き屋根の損傷や沈降の発生浮き屋根上への滞油に伴う雨水排水配管からの漏洩が生じる可能性があることが指摘されている (1) 浮き屋根の技術基準従来浮き屋根の耐震強度は事業者独自の基準により設計されていたが長周期地震動の影響を考慮した浮き屋根の耐震強度に関して新たに技術基準が策定された ( 適用に当たっては平成 29(2017) 年 3 月 31 日までの経過措置が設けられている ) (2) 浮き屋根の構造浮き屋根の浮力を確保する上での想定破損室数浮き屋根の強度確保の前提となる溶接方法浮力を失わないためのマンホールの構造浮き屋根上の排水設備からの危険物流出防止のための遮断弁の設置について定められた対象地域における浮き屋根式タンクの浮き屋根は全て技術基準の適用の対象外である内部浮き蓋の技術基準の策定平成 23(2011) 年 12 月の省令改正 ( 平成 23 年総務省令第 165 号 ) により内部浮き蓋付きの特定屋外貯蔵タンクの技術基準が制定された浮き蓋の浮力耐震強度等については浮き屋根式タンクの浮き屋根と同等の基準が定められたパン型及びバルクヘッド型の浮き蓋については平成 36(2024) 年 3 月 31 日までに他の構造の浮き蓋に改修することとされたまた不活性ガスにより常時シールするタンク以外のタンクには可燃性蒸気を屋外に有効に排出するための設備を設けることが定められた対象地域における内部浮き蓋の現況は表に示すとおりである改修が必要なパン型のタンクを除いていずれも平成 23 年省令の技術基準に適合している 5-6

7 表内部浮き蓋の現況地区名パン型 ( 改修が必要 ) ポンツーン型特定準特定特定準特定福岡地区北九州地区地区名簡易フロート型ダブルデッキ型特定準特定特定福岡地区北九州地区地区名その他特定準特定福岡地区 0 0 北九州地区

8 5.2 災害の発生拡大シナリオ危険物タンクのスロッシングによる災害の事例 (1) 新潟地震における危険物タンク火災昭和 39(1964) 年の新潟地震では新潟西港地区にある危険物タンクでスロッシングによる被害が発生した浮き屋根式タンクでは原油タンク 5 基製品タンク 10 基の浮き屋根が揺動しこのうち原油タンクからタンク側板を越えて原油が溢流して着火したこの火災は隣接するタンクを巻き込みおよそ 2 週間燃え続けたその間防油堤の破損箇所から流出した原油の火により加熱炉ボイラー反応塔でも火災が発生している i 固定屋根式タンクではスロッシングにより重油約 2,000kL が屋根と側板の接合部を破り噴出している i (2) 平成 15 年十勝沖地震における危険物タンク火災 ii 平成 15(2003) 年十勝沖地震では苫小牧地区にある危険物タンクでスロッシングによる火災が発生した原油タンクでは地震に伴うタンク液面のスロッシングにより揺動した浮き屋根とタンク上部の附属設備とが衝突した際あるいは測定小屋が浮き屋根上に落下した際に衝撃火花が発生し浮き屋根上に漏洩した原油の可燃性混合気に着火しリング火災となったと推定されているまたナフサタンクでは地震により浮き屋根が損傷を受けて浮き屋根上にナフサが漏洩し地震発生翌日に浮き屋根が完全に沈没したナフサの気化防止のために泡シールを実施したものの時間経過とともに泡が水滴となりナフサが沈降帯電し電位が上昇した液面上の泡が放電した放電した泡が風の影響によりナフサ液面が露出して生じた可燃性混合気に着火しタンク全面火災に至ったとみられているその他に固定屋根式タンクの側板と屋根の接合部を突き破って溢流した事例浮き屋根上に流出した油がドレン配管を通って外に流出した事例もみられた (3) 東日本大震災における被害以下に東日本大震災における長周期地震動による被害の発生状況をまとめる ( 詳細は参考資料 1 参照 ) ア. 被害の全体概要平成 23 年度消防庁において実施された東日本大震災を踏まえた危険物施設等の地震津波対策の方に係る検討会では東日本大震災で被害を受けたおそれのある危険物施設について調査を行っている iii これに基づく浮き屋根式タンク及び内部浮き蓋付きタンクのスロッシングによる被害状況は以下のとおりである i 太田外氣晴座間信作 : 巨大地震と大規模構造物 - 長周期地震動による被害と対策 - 共立出版 2005 ii 平成 15 年 (2003 年 ) 十勝沖地震記録編集委員会 : 平成 15 年 (2003 年 ) 十勝沖地震記録 ~ 危険物施設の被害状況 ~ 2004 iii 消防庁危険物保安室特殊災害室 : 東日本大震災を踏まえた危険物施設等の地震津波対策の方に係る検討報告書

9 a. 浮き屋根式タンクの被害東日本大震災における浮き屋根式タンクの被害状況を表に示すこれによると何らかの被害があったシングルデッキのタンク 36 基の中で 24 基が耐震基準未適合でこのうち 5 基でポンツーン内への流出 ( 油の浸入 ) がみられている一方適合済みのタンクでは 4 基で被害があったが全て軽微なものであるダブルデッキのタンクでも 9 基でポンツーン内への流出がみられたがこの浮き屋根は浮力に十分な余裕が多少の流出があっても沈下や傾斜に至ることはない浮き屋根耐震基準に該当しないタンク 3 基で流出が発生しておりこれらについては注意が必要である表東日本大震災における浮き屋根式タンクの被害状況 i 浮き屋根の種類耐震基準対象適合別危険物流出の有無シングルデッキダブルデッキ (314) 該当非該当 28 (398) 7 (247) 不明 1 適合済未適合注 ) 括弧内は調査対象の都道府県に設置されている当該区分の総基数 4 (51) 24 (347) 流出 0 流出なし 4 流出 5 流出なし 19 流出 3 流出なし 4 流出 0 流出なし 1 流出 9 流出なし 7 b. 内部浮き蓋付きタンクの被害ポンツーン型の浮き蓋については 209 基中 3 基で被害が発生しているがいずれも軽微でポンツーンの破損に伴う浮き蓋の沈下傾斜といった浮き性能を損なうような被害はない簡易フロート型の浮き蓋については 579 基中 7 基で被害が発生しているそのうち 6 基の被害は軽微であるが 1 基で浮き蓋が沈降したイ. 被害の詳細 ii, iii 東日本大震災における長周期地震動に起因する危険物タンクの被害に関しては消防庁や危険物保安技術協会において詳しい調査が行われたこれによると各地区で観測された長周期地震動の特徴と被害状況は以下のようになっているなお長周期地震動による被害は日本海側や東京湾岸で顕著で東北太平洋側では大きな被害は生じていない i 消防庁危険物保安室特殊災害室 : 東日本大震災を踏まえた危険物施設等の地震津波対策の方に係る検討報告書 2011 ii 座間信作他 : 石油タンクのスロッシングによる被害, 第 15 回消防防災講演会資料, pp.71-84, 2012 iii 危険物保安技術協会 : 平成 23 年 (2011 年 ) 東北地方太平洋沖地震記録 ~ 屋外タンク貯蔵所の被害状況

10 a. 酒田地区山形県の酒田地区では東日本大震災において最も大きな長周期地震動が観測されたこの影響により内部浮き蓋付きタンク 1 基の内部浮き蓋が全破損する被害が生じている当該タンクは簡易フロート型の内部浮き蓋を有する直径 15.5m 許可容量 2,740kL のタンクで地震時の液面高さは 9.3m であった酒田地区で観測された長周期地震動は平成 15(2003) 年十勝沖地震の際に苫小牧で観測された地震動 ( 以下 2003 苫小牧という ) に匹敵する規模である固有周期 4 秒強付近の地震動が消防法令で想定している地震動をやや上回っており大きな揺れに見舞われたと考えられる b. 新潟東港地区新潟西港地区新潟東港地区及び新潟西港地区では長周期地震動による浮き屋根の沈没や傾斜はなかったがポンツーン内の滞油アルミ製内部浮き蓋の破損等の被害が生じているスロッシング最大波高は一部のタンクでは実測値が計算値を上回り一部のタンクでは下回ることが確認されているこれに関して消防研究センターが詳細分析を行い地震動が観測された地点とタンク設置地点とが異なること (2.5km 程度離れていても長周期帯域の地震動は 50% 程度変わり得る ) スロッシング痕跡からの実測値の誤差 ( 日本産の原油では痕跡がほとんど残らず測定値は過小評価されている可能性がある ) を指摘している c. 京浜臨海地区神奈川県の京浜臨海地区ではシングルデッキ型の浮き屋根式タンク 1 基において地震の数日後に浮き屋根が沈没する被害が生じた当該タンクは直径 38.74m 許可容量 19,365kL のタンクで消防法令に基づく浮き屋根の耐震基準 ( 平成 17 年総務省令第 3 号 ) に適合させる必要のあるタンクだが地震当時は経過措置期間中で未適合であった地震時の液面高さは 8.18m でおよそ半分の量の油が貯蔵されていた側板の油の痕跡から実際に発生したスロッシング高さは 1.0~1.5m であったと推測されているこの他浮き屋根浮き蓋のポンツーン内への滞油浮き蓋の破損側板頂部と固定屋根の変形等の被害が生じている京浜臨海地区 ( 川崎市 ) で観測された長周期地震動は 2003 苫小牧を下回り周期 3 秒以上では消防法令で想定する地震動を超えていない危険物保安技術協会では当該タンク浮き屋根について消防法令上の評価手法に基づく強度及び浮力の評価を行っているその結果強度については合成応力が許容応力を上回り浮力についてはポンツーン 1 室が破損した場合でも十分な浮力を有していなかったことが示されている d. 鹿島地区茨城県の鹿島地区では 1~2m 程度のスロッシング波高が確認されおりダブルデッキ型の浮き屋根式タンク数基でポンツーン内への滞油があったこのとき観測された長周期地震動は 2003 苫小牧を下回るが周期 7 秒以下ではやや大きいものとなっている 5-10

11 5.2.2 スロッシングによる災害の拡大シナリオ (1) 初期事象 5.2.1より過去の地震におけるスロッシングによる災害の事例をまとめると次のようになる浮き屋根式タンクでは浮き屋根の損傷や沈降によるタンク火災が発生した事例があるまた浮き屋根上に流出した油がドレン配管を通って外に流出した事例がある固定屋根式タンクでは側板と屋根の接合部を突き破って溢流した事例がある内部浮き蓋付きタンクでは浮き蓋の損傷が発生した事例があるこれらを念頭において長周期地震動によって発生すると考えられる初期事象を次のように設定する 1 浮き屋根式タンク〇浮き屋根上への流出〇浮き屋根の損傷沈降〇タンク中のドレン配管の破損 ( 浮屋根上に流出した油がドレン配管を通って流出する事象も含む ) 2 固定屋根式タンク〇タンク上部 ( 側板と屋根の接合部 ) の破損 3 内部浮き蓋付きタンク〇浮き蓋の損傷沈降 (2) イベントツリーそれぞれの初期事象からスタートしたイベントツリーは以下のとおりで災害事象としては溢流等による流出火災浮き屋根の損傷沈降等によるタンク火災が考えられる原油等のタンク火災が長時間継続した場合には燃焼過程においてボイルオーバーが発生して周辺の消防隊員に被害を及ぼす危険性があるボイルオーバーは火災熱によりタンク内で油の高温層が形成されこれがタンク底部の水に接触して水が急激に沸騰し巨大な炎を吹き上げると同時に油が噴出する現象である 1 浮き屋根式タンク〇浮き屋根上への流出図〇浮き屋根の損傷沈降図〇タンク中のドレン配管の破損図固定屋根式タンク〇タンク上部 ( 側板と屋根の接合部 ) の破損図内部浮き蓋付きタンク〇浮き蓋の損傷沈降図

12 事象分岐初期事象災害事象消火設備溢流着火浮き屋根沈降ボイルオーバー消火活動地震発生なし地上流出 ( タンク周辺 ) スロッシングタンク周辺流出火災浮き屋根上への流出なし浮き屋根上の滞油成功リム火災なしなしリング火災 *) 溢流したあと地上とタンク上部で同時に火災になることもある失敗なしタンク全面火災ボイルオーバーによる大規模火災図浮き屋根上への流出のイベントツリー ( 浮き屋根式タンク ) 5-12

13 事象分岐初期事象災害事象着火ボイルオーバー地震発生スロッシングなし浮き屋根の損傷沈降なしタンク全面火災ボイルオーバーによる大規模火災図浮き屋根の損傷沈降のイベントツリー ( 浮き屋根式タンク ) 5-13

14 事象分岐初期事象災害事象ドレンバルブ閉止仕切堤防油堤着火なし流出 ( タンク周辺 ) 地震発生成功スロッシングタンク周辺流出火災ドレン配管の破損成功なし仕切堤内流出仕切堤内流出火災失敗成功なし防油堤内流出防油堤内流出火災失敗なし防油堤外流出失敗防油堤外流出火災 *) 浮き屋根上に流出した油がドレン配管を通って流出することもあるその場合は流出量は少なくタンク周辺の火災にとどまるであろう図タンク中のドレン配管の破損のイベントツリー ( 浮き屋根式タンク ) 5-14

15 事象分岐初期事象災害事象消火設備流出着火ボイルオーバー消火活動地震発生なし地上流出 ( タンク周辺 ) スロッシングタンク周辺流出火災タンク上部の破損なしなし ( ごく小量 ) 成功タンク小火災なしタンク全面火災失敗 *1) 溢流したあと地上とタンク上部で同時に火災になることもあるボイルオーバーによる大規模火災 *2) 小火災のあと一気に全面火災になるとは限らない図タンク上部 ( 側板と屋根の接合部 ) の破損のイベントツリー ( 固定屋根式タンク ) 5-15

16 事象分岐初期事象災害事象消火設備着火ボイルオーバー消火活動地震発生スロッシングなし浮き蓋の損傷沈降成功タンク小火災 ( 気相部で爆発 ) なしタンク全面火災失敗ボイルオーバーによる大規模火災 *) 小火災のあと一気に全面火災になるとは限らない図浮き蓋の損傷沈降のイベントツリー ( 内部浮き蓋付きタンク ) 5-16

17 5.3 災害の想定想定する長周期地震動スロッシング波高の推定には過去に発生した地震や今後発生が予想される地震による速度応答スペクトルを予測することが必要となる対象地域周辺では平成 17(2005) 年に福岡県西方沖地震が発生していることからこの地震による速度応答スペクトルの推定を行う防災科学技術研究所では強震観測網 (K-NET KiK-net) によって観測された強震データを公開しているこのデータから作成した福岡県西方沖地震の擬似応答スペクトルを図 5.3.1~ 図に示すまた今後発生が予想されている地震では南海トラフで発生する地震が対象地域に影響を及ぼすと考えられる地震調査研究推進本部では南海地震 ( 昭和型 )(M8 クラス ) の長周期地震動予測地図 iを公表している ii 各特別防災区域付近での長周期地震動の予測データから作成した擬似速度応答スペクトルを図 5.3.4~ 図に示すその他内閣府南海トラフの巨大地震モデル検討会では南海トラフ全域を震源域とする M9 クラスの南海トラフ地震を想定した長周期地震動の予測について検討が進められているが現時点では予測結果は公表されていない注 ) 南海トラフ地震による長周期地震動については長周期地震動予測地図作成支援事業として防災科学技術研究所において約 100 通りのシナリオに対するシミュレーションが行われている iii 本調査では福岡県庁における代表的なシナリオについての予測データをご提供いただいた詳細については参考資料 6 に示す 1000 擬似速度応答スペクトル h=0.5% 100 速度 (cm/s) 周期 (sec) 図福岡県西方沖地震における擬似速度応答スペクトル (K-NET 福岡減衰定数 0.5%) 注 ) 破線は消防法想定スペクトルを表す i 地震調査研究推進本部地震調査委員会 : 長周期地震動予測地図 2012 年試作版 2012 ii 文部科学省地震調査研究推進本部 : 長周期地震動予測地図( 試作版 ) について第 26 回南海トラフの巨大地震モデル検討会 ( 文部科学省提供資料 ) 平成 24 年 10 月 11 日 iii 文部科学省研究開発局独立行政法人防災科学技術研究所 : 平成 24 年度長周期地震動予測地図作成等支援事業成果報告書

18 速度 (cm/s) 周期 (sec) 図福岡県西方沖地震における擬似速度応答スペクトル (K-NET 北九州減衰定数 0.5%) 注 ) 破線は消防法想定スペクトルを表す速度 (cm/s) 周期 (sec) 図福岡県西方沖地震における擬似速度応答スペクトル (KiK-net 豊前減衰定数 0.5%) 注 ) 破線は消防法想定スペクトルを表す 5-18

19 速度 (cm/s) 周期 (sec) 図南海地震 ( 昭和型 ) の長周期地震動予測データから得た擬似速度応答スペクトル ( 福岡地区減衰定数 0.5%) 注 ) 破線は消防法想定スペクトルを表す速度 (cm/s) 周期 (sec) 図南海地震 ( 昭和型 ) の長周期地震動予測データから得た擬似速度応答スペクトル ( 北九州地区減衰定数 0.5%) 注 ) 破線は消防法想定スペクトルを表す 5-19

20 速度 (cm/s) 周期 (sec) 図南海地震 ( 昭和型 ) の長周期地震動予測データから得た擬似速度応答スペクトル ( 白島地区減衰定数 0.5%) 注 ) 破線は消防法想定スペクトルを表す速度 (cm/s) 周期 (sec) 図南海地震 ( 昭和型 ) の長周期地震動予測データから得た擬似速度応答スペクトル ( 豊前地区減衰定数 0.5%) 注 ) 破線は消防法想定スペクトルを表す 5-20

21 福岡県西方沖地震における擬似速度応答スペクトルをみると福岡地区においては 2~5 秒の周期において消防法想定スペクトルを上回る場合があるこの周期と同じ固有周期の危険物タンクがあることからこれと同程度の長周期地震動に見舞われた場合タンクの貯蔵量の状態によってはスロッシングによる溢流が起こる可能性があるその他の地区においては消防法想定スペクトルを下回っている一方南海地震 ( 昭和型 ) の長周期地震動予測データから推定した速度応答スペクトルはいずれの地区においても消防法想定スペクトルを下回っているスロッシングによる溢流の可能性福岡地区においては福岡県西方沖地震の擬似速度応答スペクトルが消防法想定スペクトルを上回る場合があるそこで福岡地区の危険物タンクについてこの擬似速度応答スペクトルを用いて全てのタンクが満液の貯蔵状態であった場合における溢流の可能性を推定するスロッシング波高 (η + :5.1 の (3) 式 ) と余裕空間高さとの関係を図に示すスロッシング波高が余裕空間高さを超えるタンクは固定屋根式タンク 21 基内部浮き蓋付きタンク 1 基であるこれらのタンクのスロッシング最大波高はおよそ 1.2m となる過去の被害事例ではスロッシング最大波高が概ね 2m のシングルデッキ浮き屋根式タンクで大きな被害が発生していることが指摘されている i がこれを上回るタンクはみられないスロッシング波高 (m) 余裕空間高さ (m) 図福岡県西方沖地震によるスロッシング最大波高とタンク上部の余裕空間高さ ( 福岡地区 ) 以上より浮き屋根式タンクではスロッシング波高がタンクの余裕空間高さを超えるものはないことから内容物の溢流は想定されない固定屋根式及び内部浮き蓋式タンクではスロッシングにより内容液が屋根に衝突する危険性があるが最大波高は 2m を超えないことからタンクの屋根と側 i 座間信作 :2003 年十勝沖地震にみる石油タンク被害の特徴と対策物理探査 Vol59 No

22 板との接合部を破損するような被害の危険性は低いと考えられるただし内部浮き蓋式タンクでは浮き蓋の損傷の危険性がある災害の想定における評価を基に危険物タンクの形式別に起こり得る災害をまとめる (1) 浮き屋根式タンクでの災害浮き屋根式タンクで発生し得る災害を以下にまとめるタンク周辺仕切堤内防油堤内火災スロッシング波高が余裕空間高さを超えるタンクはないことからタンク側板上部からの内容物の溢流とそれに伴うタンク周辺での流出火災は想定されない浮き屋根上での火災スロッシングにより溢流が起こらなかった場合でも浮き屋根上に油が滞留することがあるこうした油に着火した場合浮き屋根上でのリム火災リング火災となるタンク全面火災スロッシングにより浮き屋根が損傷沈降した場合には着火してタンク全面火災に至る可能性はあるしかしスロッシング最大波高が重大な被害発生の危険性が高いとされる 2m を超えないこと対象地域にあるタンクはいずれも浮き屋根の技術基準に適合していることからタンク全面火災が発生する可能性は低いと考えられる (2) 固定屋根式タンクでの災害スロッシングにより内容液が屋根に衝突する危険性があるが最大波高は 2m を超えないことからタンクの屋根と側板との接合部を破損するような被害の危険性は低いと考えられる (3) 内部浮き蓋付きタンクでの災害スロッシングにより内容液が屋根に衝突する危険性があるが最大波高は 2m を超えないことからタンクの屋根と側板との接合部を破損するような被害の危険性は低いと考えられるただし浮き蓋上への危険物の流出や浮き蓋の損傷沈降の可能性がその場合にはタンク上部の空間に可燃性蒸気が滞留し通気口からの空気の流入により可燃性ガス濃度が爆発範囲内となって爆発火災が発生することが考えられる内部浮き蓋の技術基準 ( 平成 36(2024) 年 3 月 31 日まで経過措置がある ) に未適合のタンクが福岡地区に 1 基こうしたタンクではスロッシング最大波高が高ければ内部浮き蓋の損傷沈降等の被害が発生する可能性があるが当該タンクのスロッシング波高は余裕空間高さを超えないことが想定されている 5-22

23 5.3.4 想定災害の不確実性長周期地震動は震源の特性 ( 震源の深さ規模破壊過程等 ) と伝播特性によるため震源と評価地点との組み合わせで考える必要がある i 長周期地震動の予測結果は震源と評価地点との位置関係で異なる本調査では平成 17(2005) 年の福岡県西方沖地震については K-NET のデータを南海地震 ( 昭和型 ) の長周期地震動については地震調査研究推進本部による算定地点のうち最も特別防災区域に近接する地点のデータを用いて評価を行ったこれらの評価地点は特別防災区域と離れた位置にあるものがほとんどで実際に見舞われる長周期地震動とは大きく異なる可能性があることに留意する必要があるまた南海トラフ地震が発生した場合の長周期地震動は南海地震 ( 昭和型 ) よりも 10 倍以上大きくなる可能性が ( 参考資料 6) その場合には大量の石油の流出タンク火災の同時発生等にも留意する必要がある内閣府では南海トラフの巨大地震モデル検討会において長周期地震動の検討を進めておりその結果を基にした長周期地震動の予測データが公表された場合には災害の想定について再度検討する必要がある i 座間信作細川直史畑山健遠藤真 : やや長周期地震動の早期予測システムの構築第 11 回日本地震工学シンポジウム論文集 p

<4D F736F F D2091E6328FCD208DD08A5182CC94AD90B681458A6791E A834982CC93578A4A2E646F63>

<4D F736F F D2091E6328FCD208DD08A5182CC94AD90B681458A6791E A834982CC93578A4A2E646F63> 第 2 章災害の発生拡大シナリオの想定本章では災害の様相が施設種類ごとに共通と考えられる単独災害について対象施設において考えられる災害の発生拡大シナリオをイベントツリー (ET) として表し起こり得る災害事象を抽出するなお確率的評価によらない長周期地震動による被害や津波による被害施設の立地環境に依存する大規模災害については別途評価を行う災害事象 (Disaster Event:DE)