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1 防災工学 第 1 回 千葉大学工学部都市環境システム学科山崎文雄 yamazaki@tu.chiba-u.ac.jp 1 講義予定 (1) 2018 年 10 月 2 日 ( 月 ) 世界の自然災害と防災 (2) 2018 年 10 月 15 日 ( 月 ) 地震の発生機構 ( 劉ウェン代講 ) (3) 2018 年 10 月 22 日 ( 月 ) 地震のマグニチュードと発生モデル (4) 2018 年 10 月 29 日 ( 月 ) 地震波とその物理量, 地震計の原理 (5) 2018 年 11 月 5 日 ( 月 ) 津波 (6) 2018 年 11 月 12 日 ( 月 ) 災害を観る : リモートセンシング入門 ( 劉代講 ) (7) 2018 年 11 月 19 日 ( 月 ) 火山災害と風水害 (8) 2018 年 11 月 26 日 ( 月 ) 中間試験 (9) 2018 年 12 月 3 日 ( 月 ) 建物の揺れ方 (10) 2018 年 12 月 10 日 ( 月 ) 地震応答スペクトル (11) 2018 年 12 月 17 日 ( 月 ) 地震記録の分析 (12) 2018 年 12 月 25 日 ( 火 ) 地盤振動 (13) 2019 年 1 月 7 日 ( 月 ) ライフライン防災 (14) 2019 年 1 月 21 日 ( 月 ) 都市防災計画 (15) 2019 年 1 月 28 日 ( 月 ) 期末試験 山崎 丸山 2 授業概要と進め方 概要自然災害の発生メカニズムやそれによる構造物や人間社会への影響をについて学び, その減災対策について考究する. 主として地震災害を対象とし, 地震の発生機構, 津波, 地震動と地盤振動, ライフライン地震工学, 都市防災などについて, 幅広い視野と知識を修得する 講師前半 : 山崎文雄後半 : 丸山喜久 関連科目 : 振動工学, 信頼性工学 講義ノートに準拠した講義形式とその Web 掲載 中間試験と期末試験で評価 3 自然災害の種類 地球物理 地質的 (Geophysical, Geological) 地震 津波 (Earthquake, Tsunami) 火山噴火 (Volcanic Eruption) 地滑り (Landslide) 気象 水 (Hydro-meteorological) 台風 サイクロン ハリケーン (Tropical Cyclone) 高潮 (Storm Surge), 高波 (High Wave) 竜巻 (Tornado), 雷 (Lighting), ひょう あられ (Hail), 霜 (Frost) 洪水 渇水 (Flood, Draught) 熱波 寒波 (Extreme Temperature), エルニーニョ (EI Niño) その他 (Others) 昆虫来襲 (Insect Infestation) 疫病? (Epidemic) 隕石落下 (Meteorite) 4

2 リスク ハザード Hazard 事象 Event 財産 人口 Exposure ハザード, リスク, 災害 Hazard, Risk and Disaster 事象 Event ぜい弱性 Vulnerability ハザード (Hazard): 災害の原因となる事象が発生する危険性. 確率的 事象 (Event): 災害の原因となりうる自然の出来事 ( 地震, 大雨など ). 確定的 ぜい弱性 (Vulnerability): 事象やそれに付随する事象に対する抵抗力 ( 建物の耐震強度など ) 確率的 損失 影響 (Loss/Effect): 事象により財産 人命に発生する影響. 確定的 / 確率的 損失 影響災害 Loss (Effect) Disaster 災害 (Disaster): 大きな損害が出る事象確定的リスク (Risk): 損失が発生する確率, 損失の期待値確率的 地震ハザード 地震リスク 5 Number of disasters reported 世界における報告された災害の数 ( ) (Source: EM-DAT, 2016) 10 or more people reported killed. 100 or more people reported affected. Declaration of a state of emergency. Call for international assistance. Year 6 世界における報告された災害による損失額 (EM-DAT, 2014 年の価値に換算 ) 災害別と大陸別による年平均の損失額 (Source: EM-DAT, 2016) Estimated Damage (US$ billion) 1995 Kobe EQ 2005 Hurricane Katrina 2011 Tohoku EQ 暴風雨 洪水 地震 Year 2008Wenchuan EQ 7 Total=2.55 Trillion US $ 8

3 プレートテクトニクスと地震 Plate Tectonics and Earthquakes Continental Plate 世界の地震ハザードマップ Global Seismic Hazard Map Japan Subduction zone Munich Re Group GLOBAL SEISMICHAZARDASSESSMENTPROGRAM 年関東大地震 The 1923 Great Kanto Earthquake (M=7.9) Ginza East Tokyo 1995 年兵庫県南部地震 The 1995 Kobe Earthquake (Mw=6.9) Elevated Highway Fire Sakawagawa Br. Wooden Houses RC Buildings Deaths over 105,000, mostly due to fire Nebukawa

4 津波 Tsunami 2004 年 12 月 26 日スマトラ島沖地震によるインド洋大津波 USGS 世界の津波ハザード Global Tsunami Hazard (as of May 2009) 地震前 1993 年北海道南西沖地震 地震後 (M=7.8) プレート運動と火山 地震後 焼失地域 津波による流出

5 世界の火山とホットスポット 熱帯性低気圧による暴風雨と冬の暴風寒波 Tropical and Winter Storms Munich Re Group ミャンマーを襲ったサイクロン ナルギス 2008 Myanmar Cyclone Nargis 台風は巨大化しているか? 地球温暖化の影響? 地球温暖化 気候変動に関する政府間パネル (IPCC) による報告書では, 人為的な温室効果ガスが温暖化の原因である確率は 90% を超える とされる. しかし異論もある. Yangon 発生した高潮により,13.8 万人が死亡,80 万棟が倒壊 Early Warning could save people 2005 Hurricane Katrina, USA 世界地表面気温の平均気温 ( 年 ) に対する差異様々な世界地表面気温の推測データ サイクロン通過時の最高水位 ( 証言 ) 5/14 17:10の河川水位 早稲田大柴山による 19 20

6 頻発する集中豪雨 都市部のゲリラ豪雨はヒートアイランド現象の影響か? 竜巻と雷のハザードマップ Tornado and Lightning Hazard 2008 年 7 月 神戸市灘区では 10 分雨量 24 ミリという猛烈な雨を観測 都賀川が一気に増水し 親水施設にいた 5 人が流されて死亡. 同 8 月には東京を豪雨が襲い, 下水道工事の作業員 5 人が死亡. 21 Munich Re Group 22 自然災害に曝される国土の割合 Exposure to Natural Hazards (1) Japan vs USA Munich Re Group 日本 アメリカ 自然災害が発生するメカニズム Mechanism behind the emergence of natural disasters ハザード Hazard Earthquakes, Floods, storms 曝露人口 財産 Exposure People, Property 災害リスク Disaster Risk ぜい弱性 Vulnerability Susceptibility to natural hazards Disaster Risk = Function (Hazard, Exposure, Vulnerability) 23 Hand Book of Total Disaster Risk Management-Good Practices, ADRC, Japan,

7 No. 2 No. 3 世界の巨大都市の自然災害リスク番付 Munich Re 2002 No. 1 No. 6 No. 5 No. 4 No. 26 No. 37 No. 35 Risk=Hazard x Vulnerability x Exposed Value Hazard: earthquake, windstorm, flood, others Vulnerability: building class, density, preparedness Exposed Value: Household value, GDP, global economic significance 25 自然災害からの被害軽減メカニズム Mechanism of natural disaster reduction Hazard Exposure ハザードは基本的には変わらない Basically unchanged but climate change ハザードを避けて住む 緊急避難 Relocation of people & property from hazards Disaster Risk リスクを減らすには, 曝露の低減か, ぜい弱性の改善 Vulnerability 耐震性向上など Increase resistance of structures Hand Book of Total Disaster Risk Management-Good Practices, ADRC, Japan, 防災と減災 防災 (Disaster Prevention Disaster Mitigation) : 災害を未然に防ぐための各種行為, 施策, 取り組み. 減災 ( 災害軽減,Disaster Mitigation) : 災害時において発生し得る被害を最小化するための取り組み. 被害の発生を想定した上で, その被害を低減させていこうとするもの. 防災学 (Disaster Mitigation Science) : 災害を軽減するために必要な理学, 工学, 社会科学分野を統合した総合科学. 研究者, 行政, 企業, 実務家, 住民などの参加が必要. 地震工学, 土木, 建築, 機械, 制御 工学 地震学, 地質学, 火山学, 気象学 防災学 理学 社会学, 法律, 経済, 心理学社会科学 27 災害のサイクルと災害マネジメント Disaster Cycle and Disaster Management 早期警報 Early Warning 事前準備 Preparedness 緊急対応 Response Business Continuity Plan Event Search & Rescue Foods & Water Storage Medical care Emergency Drill Damage Assessment Remote Sensing 災害情報システム Disaster Information System with GIS and RS 被害抑止 Mitigation Hazard Map Retrofit of Structures Seismic Proof Design 復旧 復興 Recovery, Reconstruction Temporary Housing Mental care Land-use Planning 28

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