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火山噴火災害時の港湾BCP立案の基礎となる水域内降下火砕物の流動解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K04952
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分25030:防災工学関連
研究機関鹿児島大学

研究代表者

浅野 敏之  鹿児島大学, 地震火山地域防災センター, 特任教授 (40111918)

研究分担者 長山 昭夫  鹿児島大学, 理工学域工学系, 助教 (40621438)
加古 真一郎  鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (60709624)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード火山噴火災害 / 港湾防災計画 / 事業継続計画 / 移流拡散降下解析 / 漂流漂着解析 / 潮流解析 / 漂流解析 / 航路啓開量の評価 / 航路啓開 / 港湾BCP / 降下軽石群 / 流動解析
研究開始時の研究の概要

東日本大震災の巨大災害を受けて、大規模災害に対して産業・交通等の各セクターで防災・減災にどう備えるかの体制づくりが喫緊の課題となっている。本研究は、桜島の大正噴火級の噴火を想定した時の、鹿児島湾域に降下する火砕物(特に軽石)の風と潮流による流動メカニズム、狭窄部における軽石群の閉塞機構、素因を総合した上での時間軸で捉えた水域全体の軽石群の物質収支の全体像、を解明しようとするものである。本研究成果が、大規模火山噴火災害時ならびに災害後において,航路啓開、復旧作業機材調達、港湾機能回復等の港湾事業継続計画(BCP)の構築に資する知見となることを目指すものである。

研究成果の概要

大規模火山噴火時には大量の火砕物が周辺海域に降下し、航路や港湾の機能を麻痺させる恐れがある。噴火災害後に港湾機能を復旧するための作業量と作業期間を予め評価しておくことが防災対策上重要となる。本研究では、火山噴煙柱内火砕物の風による輸送・降下過程を記述する数値モデルを開発し、風向・風速を変化させたときの海上降下軽石量の空間分布の特性を明らかにした。さらに降下軽石の潮流による漂流過程を追跡する数値モデルを作成し、軽石の陸上漂着が集中する領域を提示した。揚収作業の対象となる海域内軽石総量の時間的変化には、沿岸への漂着や地形狭窄部での閉塞が関与すると考えられ、その力学機構について実験的な検討を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

大規模火山噴火時に大量の火砕物が周辺海域に降下すると、航路阻害や港湾の機能麻痺が生じる。その時どのような港湾機能の不全が生じるか、いかにして物流機能を復旧・維持するか、を予め解決する方策を定めた港湾事業継続計画(港湾BCP)が必要とされる。港湾は、災害後の業務再開に遅れると船主・荷主が近隣港に逃避し、国内的・国際的な地位が低下する。しかし既往の港湾BCPは外力として地震・津波を対象としており、火山噴火災害を本格的に検討した例は無い。桜島は世界でも有数の活火山であるが、鹿児島港はその噴火口からわずか約10km隔てた位置にある。当地の大学として本研究を行う学術的・社会的意義は大きいものと考える。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Analysis of workload required for removal of drifting pumice after a volcanic disaster as an aspect of a port business continuity plan: A case study of Kagoshima Port, Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Asano, Akio Nagayama
    • 雑誌名

      International Journal of Disaster Risk Reduction

      巻: 64 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1016/j.ijdrr.2021.102511

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 火山噴火災害時の港湾BCP立案の基礎となる海域内降下火砕物の流動解析2020

    • 著者名/発表者名
      浅野敏之・長山昭夫・加古真一郎
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 76 ページ: 1321-1326

    • NAID

      130007935817

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 大規模火山噴火災害時における港湾機能維持に必要な降下軽石群の揚収作業量の分析2020

    • 著者名/発表者名
      浅野敏之・高橋忍・甲斐信治
    • 雑誌名

      自然災害科学

      巻: 39 ページ: 45-56

    • NAID

      130008058911

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 火山噴火災害時の港湾BCP立案の基礎となる水域内降下火砕物の流動解析2020

    • 著者名/発表者名
      浅野敏之・長山昭夫・加古真一郎
    • 雑誌名

      土木学会論文集(B2海岸工学)

      巻: 2

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 2021年福徳岡ノ場噴火によって形成された海上軽石群の漂流解析2022

    • 著者名/発表者名
      浅野敏之・中谷剛
    • 学会等名
      鹿児島大学地震火山地域防災センター令和3年度活動報告書
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 火山災害時の港湾BCP立案の基礎となる海面降下軽石の漂流実験2021

    • 著者名/発表者名
      浅野敏之・長山昭夫・井﨑丈・松田健宏
    • 学会等名
      日本自然災害学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 火山災害時の航路啓開作業量評価のための海域降下軽石群の漂流解析2021

    • 著者名/発表者名
      浅野敏之・長山昭夫
    • 学会等名
      土木学会海岸工学講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 鹿児島大学地域防災教育研究センター_令和3年度活動報告書

    • URL

      https://bousai.kagoshima-u.ac.jp/5274/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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