東北地方太平洋沖地震による仙台平野・石巻平野の津波被災度と地形・土地利用との関連

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ちかここしの
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1 地学雑誌 Journal of Geography(Chigaku Zasshi) 124(2) doi: /jgeography Relationship between Tsunami Hazard Related to the 2011 off the Pacific Coast of Tohoku Earthquake and Geographical Condition such as Topography and Land Use on the Sendai Plain and Ishinomaki Plain Mamoru KOARAI *+, Takayuki NAKANO * and Takaki OKATANI *++ [Received 4 August, 2014; Accepted 5 November, 2014] Abstract The Geospatial Information Authority of Japan (GSI)supports victims and regions affected by the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake, by promptly surveying and providing geospatial information such as maps and aerial photos. In particular, the Tsunami Flood Area Overview Map is useful for various geographical analyses of tsunami damage. This paper summarizes the results of analyses of the relationships between tsunami damage interpreted by aerial photos and geographic conditions such as land condition, elevation and land use. Based on our GIS-based overlay analyses of relationships between tsunami damage levels and other geographic data such as inundation depth, landform classification, elevation and land use, the following are clarified: 1)damage levels are closely related to inundation depths; 2)completely destroyed areas are located within 1 km from the coastline; 3)differences in landform and land use of coastal areas influence the damage level of the hinterland area. Key words: tsunami damage, tsunami inundation depth, elevation, landform classification, land use : 津波被害津波浸水深標高地形分類土地利用 I 平成 23 年 (2011 年 ) 東北地方太平洋沖地震 (M9.0) では東日本太平洋沿岸の広い範囲で津波による被害が発生した津波被害の程度は津波浸水域の地形や土地利用などの地理的特質が大きく影響していることが考えられ地域ごとの災害状況の違いを明確にすることが重要であるこのような情報は被災地の今後の災害復興計画や地域計画を考える上での参考資料になると同時に今後の津波被害が想定される地域にも役立つ情報である * 国土地理院 + 現所属 : 茨城大学理学部 ++ 現所属 : 文部科学省 * Geospatial Information Authority of Japan, Tsukuba, , Japan + Present address: Faculty of Science, Ibaraki University, Mito, , Japan ++ Present address: Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology, Tokyo, , Japan 211

2 筆者らは上記の観点から東北地方太平洋沖地震の津波浸水域について空中写真判読に基づく津波被害度分類津波の浸水深の点データ土地利用情報地形分類情報航空レーザ測量による詳細地形データ ( 数値標高モデル ;Digital Elevation Model; DEM) を地理情報システム (Geographic Information System; GIS) 上で重ね合わせ解析し津波被害の状況と地形や土地利用との関連性を分析したこれらの結果のうち仙台平野については速報的に小荒井ほか (2011) として報告している一方三陸沿岸については岩手県久慈市から宮城県南三陸町までの地域について空中写真判読に基づく津波被害度分類と津波の浸水深の点データを重ね合わせ主要な地域 ( 浦 ) ごとに被害と浸水深との関係や大まかな地形との関係を整理している ( 小荒井ほか, 2012; 岡谷ほか, 2013) しかし三陸沿岸では土地条件図が整理されていないため大まかな地形との関係でしか整理しておらず仙台平野における小荒井ほか (2011) のような微地形詳細標高や土地利用との関係までは考察していないまた被害の状況も各浦の立地条件 ( 湾の向き湾の奥行湾の幅遮蔽地形の存在河川の位置など ) によってさまざまに変化しており一般化するのは難しい状況であった ( 小荒井ほか, 2012) そこで研究対象を地形と被害状況との関係が比較的明瞭であると予想され浦々ごとに個別に検討する必要のない砂浜海岸に絞り面的に激甚な津波被害が発生し土地条件図が整備されていて震災後の詳細地形データが取得されている仙台平野と石巻平野に限定して両者の津波被害の状況を地形条件や土地利用と浸水深や海岸からの距離との関連で比較することにした本稿では小荒井ほか (2011) の続報として石巻平野における地理空間情報の重ね合わせ解析の結果を加えることで仙台平野における小荒井ほか (2011) の予察的検討結果を検証すると同時に仙台平野と石巻平野における津波被害度と津波浸水深のより定量的な解析の結果を加えることで新知見を見いだすことができたのでその結果を紹介する II 宮城県の沿岸域は大きく 2 つのエリアに区分される気仙沼市から女川町にかけての宮城県北部の沿岸域はおもにリアス式海岸からなり石巻市以南の宮城県南部の沿岸域はおもに砂浜海岸からなる南部の砂浜海岸のエリアはその中間部にリアス式海岸と島しょ部からなる松島海岸があり松島海岸よりも北東側の砂浜海岸のエリアが石巻平野沿岸南側の砂浜海岸のエリアが仙台平野沿岸である ( 図 1) この 2 つの平野の範囲が本研究の対象範囲である以下に両地域の概要を記述するが地形と土地利用の詳細は IV 章で図 2 ~ 図 7 を用いながら記述するのでここでも図 2 ~ 図 7 を参照されたい仙台平野は南北方向に延びる砂浜海岸の平野である具体的な範囲は北は仙台港から南は磯浜漁港付近までである対象となる行政範囲は北から南へ仙台市宮城野区同若林区名取市岩沼市亘理町山元町となる海岸線付近に海岸線と平行な南北方向に砂州砂堆が発達し標高 2 ~ 3 m 程度の微高地となっている砂州砂堆の間や背後は標高 0 ~ 1 m 程度の海岸平野三角州もしくは後背低地となっている仙台平野では西から東に大きな河川が流入しているが北から七北田川名取川阿武隈川があるこれらの河川沿いには自然堤防谷底平野氾濫平野旧河道が発達している砂州砂堆自然堤防などの微高地の土地利用は森林畑住宅地となっているものが多いのに対し海岸平野三角州後背低地の土地利用は水田となっている箇所が多い石巻平野は東西方向に延びる砂浜海岸の平野である具体的な範囲は東は万石浦から西は野蒜海岸までである対象となる行政範囲は東から西へ石巻市東松島市松島町である海岸線付近に海岸線と平行な東西方向に砂州砂堆が発達し標高 2 ~ 3 m 程度の微高地となっている砂州砂堆の間や背後は標高 0 ~ 1 m 程度の海岸平野三角州もしくは後背低地となって 212

3 図 1 調査位置図. Fig. 1 Index map of study area. いる石巻平野の東側では北から旧北上川が流入しているがこの河川沿いには自然堤防谷底平野氾濫平野旧河道が発達している海岸沿いの砂州砂堆の土地利用はおもに東側は工場地帯や住宅地になっており西側は森林になっている海岸平野三角州後背低地の土地利用は水田となっている箇所が多い III 研究方法と使用データについて以下に記述する使用データの範囲が仙台平野だけでなく石巻平野まで広がっている点が違っているがほかは小荒井ほか (2011) と同様であるので詳細は小荒井ほか (2011) を参照されたい本稿では必要最低限の記述のみ行うなお石巻平野についても仙台平野と同じく海岸線から内陸へ 7 km までの範囲 ( 島しょ部を除く ) を対象にした重ね合わせ解析に使用したデータは以下の通りである 1 今回の解析に使用した土地条件図は石巻松島仙台岩沼の 4 図葉である 1971 ~ 72 年度に国土地理院により作成された現在図面は GIS 向けにベクトルデータ化されており地形分類のポリゴンデータそのものを使用した土地条件図がない亘理町から山元町にかけては 1961 年撮影の縮尺 1/10,000 の空中写真を判読して地形分類を行ったその範囲は土地分類基本調査の地形分類図角田 ( 宮城県, 1986) の範囲に該当するため同地形分類図を参考にした ( 小荒井ほか, 2011) 本研究における地形分類は土地条件図の中分類に従い斜面台地段丘山麓堆積地形低地の微高地凹地浅い谷低地の一般面頻水地形水部人工地形の 9 区分としたが低地の微地形がどれだけ影響しているのかを検討したいため低地の微高地低地の一般面の 2 つの中分類項目については小分類項目まで区分しその他の地形は中分類のまま集約したすなわち低地の微高地は扇状地と自然堤防砂州砂堆の 2 つに低地の一般面は谷底平野氾濫平野海岸平野三角州後背低地旧河道の 4 つに細分した ( 小荒井ほか, 2011) ただし小荒井ほか (2011) では変形地を含めていたが本研究では 213

4 該当箇所がないため含めなかった 2 このデータは国土交通省国土計画局により 2006 年度に作成された GIS データである土地利用種別は田その他の農用地森林荒地建物用地幹線交通用地その他の用地河川地および湖沼海浜海水域ゴルフ場の 11 区分である ( 小荒井ほか, 2011) このうち水部にあたる河川地および湖沼と海水域を 1 つにまとめて 10 区分としている 3 LiDAR DEM 航空レーザ測量により計測された詳細標高データは震災前のデータもあるが地震時の地殻変動が生じた後に津波が到達しているので震災後に計測された LiDAR の DEM を使用することにした 2011 年 3 月 19 日 ~ 4 月 6 日に宮城県が航空レーザ測量で計測した DEM データと 2011 年 5 月 ~ 6 月に国土地理院が航空レーザ測量により計測した DEM データとを統合して使用した ( 小荒井ほか, 2011) 2 時期の DEM には本研究の議論に影響を及ぼすような系統的なズレはなかった 4 国土地理院が災害後に撮影した空中写真 ( オルソ画像 ) を判読して津波の被害を 3 段階に区分して GIS ポリゴンデータを作成した判読に用いた空中写真は 2011 年 3 月 12 日から 4 月 5 日にかけて撮影され国土地理院のホームページで電子国土 Web システムを利用して公開されている表示縮尺 1/2,500 のオルソ画像である被害の大きい方から Rank 1 ~ 3 に区分している空中写真判読に際しては同じく空中写真判読により被害状況を区分した日本地理学会災害対応本部津波被災マップ作成チーム (2011) ( 以降日本地理学会 (2011) と略す ) や国土交通省都市地域整備局 (2011) を参考にしたが基本的には独自に判読基準を決めて判読した日本地理学会 (2011) と国土交通省都市地域整備局 (2011) は建物のある地域のみを区分しており農地や森林等を区分していないが筆者らは建物のある地域以外も含めて全域を被害状況に応じて 3 段階に区分した ( 小荒井ほか, 2011) Rank 1 は建物の大半が流出するなど壊滅的な被害を受けた箇所である建物のある地域の判読は容易であり災害前の空中写真と比較しながらおおむね 7 割程度以上の建物が流出した場合と概略的に定義した森林部や農地はもともとの土地利用が回復しがたいほどの被害を受けている地域と定義した ( 小荒井ほか, 2011) 本論文では Rank 1 の領域を流出域と呼ぶ Rank 2 は建物の流出は少ないものの破損が酷く周囲にがれきが堆積しているような範囲である建物のある地域では流出が 7 割以下の地域から建物は流出していないががれき等に覆われて破損しているような地域までが含まれるがれきの堆積状況等から農地も含めて区分した ( 小荒井ほか, 2011) 本論文では Rank 2 の領域を破壊域と呼ぶ Rank 3 は上記以外の津波浸水範囲である基本的には浸水のみの被害で建物の破壊等の被害はなかった地域である空中写真判読では浸水しているもののがれき等の堆積は認められなかった範囲である Rank 3 の最も内陸側は国土地理院が公表した浸水範囲 ( 国土地理院, 2011) を原則的に採用している ( 小荒井ほか, 2011) 本論文では Rank 3 の領域を浸水域と呼ぶ 5 MMS 国土地理院では詳細な被災現況を記録することを目的に車載型画像計測システム (Mobile Mapping System; MMS) による画像計測を行った ( 小荒井ほか, 2011) 仙台平野に関しては名取市閖上地区周辺と岩沼市仙台空港周辺で計測を行っている ( 小荒井ほか, 2011) 石巻平野については野蒜海岸周辺自衛隊松島基地周辺旧北上川左岸等で計測を行っているこのほかに現地調査で建物の壁面に浸水痕が確認された際に測量用ポールやコンベックス等で浸水深の計測を行っている 214

5 IV 1 仙台平野について地形分類の結果を津波被害状況の 3 分類海岸線から 1 km 刻みのバッファと重ね合わせて表示したものを図 2 に航空レーザによる標高データを津波被害状況の 3 分類海岸線から 1 km 刻みのバッファと重ね合わせて表示したものを図 3 に示すいずれも小荒井ほか (2011) に掲載の図を一部改変したものである仙台平野の地形的特徴は小荒井ほか (2011) を参照されたい Rank 1 は海岸線から約 1 km の範囲に該当する地形は砂州砂堆に該当し標高は高いが壊滅的な被害を受けており海岸線から 1 km は標高が高くても壊滅的な被害を受けている例外もあるがその 1 つは阿武隈川河口部で Rank 1 は海岸線から 0.5 km の範囲となっているまた山元町は海岸線から 2 km の範囲が Rank 1 となっている Rank 2 は海岸線から 2 ~ 3 km の範囲が該当する破壊域の範囲の海岸線からの微妙な凹凸は標高に依存しておりおおむね標高 1 m 以下に該当する Rank 3 は海岸線から 4 ~ 5 km の範囲が該当しており標高は 2 m 以下に該当するこのように津波被害程度は標高との対応がよい地形分類でみると谷底平野氾濫平野では浸水域は海岸線から約 4 km まで達しているのに対し海岸平野三角州では浸水域は海岸線から約 5 km まで達しているこれは谷底平野氾濫平野の方が海岸平野三角州よりも標高が高いからで基本的には標高が効いているものと考えられる例えば同じ地形分類 ( 海岸平野三角州 ) でも標高の差で浸水域と非浸水域に分かれる ( 図 2 図 3 の X 地点と Y 地点 ) 2 仙台平野の土地利用について津波被害状況の 3 分類海岸線から 1 km 刻みのバッファと重ね合わせて表示したものを図 4 に示す小荒井ほか (2011) に掲載の図を一部改変したものである仙台平野の土地利用的特徴は小荒井ほか (2011) を参照されたい Rank 1 は海岸線から約 1 km の範囲が該当するがこの場所の土地利用は森林建物用地その他の農用地が主である阿武隈川より南側 ( 山元町 ) は砂州砂堆の土地利用は森林よりも畑が広いこのような場所では津波被害が内陸部まで高い Rank 2 は海岸線から 2 ~ 3 km の範囲までが該当するがその場所の土地利用は田その他の用地 ( 空港 ) である空港では内陸まで被害の高いエリアが張り出している Rank 3 は海岸線から 4 ~ 5 km の範囲が該当するが田は浸水しているのに対し建物用地は非浸水の場所が多い例外の箇所を図 4 の X 地点で示すがこれは標高の違いによるものである 3 石巻平野について地形分類の結果と津波被害状況の 3 分類海岸線から 1 km 刻みのバッファを重ね合わせて表示したものを図 5 に航空レーザによる標高データを津波被害状況の 3 分類海岸線から 1 km 刻みのバッファと重ね合わせて表示したものを図 6 に示す図から読みとれる地形的特徴は以下の通りである海岸線から 1 km の範囲では砂州砂堆が発達している石巻平野東部の万石浦から旧北上川河口部にかけてと石巻平野西部の野蒜海岸周辺では比較的海岸線に近いところ ( 海岸線から 1 ~ 2 km の範囲 ) まで山地が迫っており石巻平野の中央部は内陸まで ( 海岸線より 7 km 以上 ) 低地が広がっている海岸線に平行に何本もの砂州砂堆が発達して微高地を形成するとともにその間は後背低地となっている石巻平野の中央部では海岸線より 5 km 程度の距離まで砂州砂堆が発達しておりそれより内陸側では谷底平野氾濫平野自然堤防旧河道等が発達する Rank 1 は海岸線から 0.5 ~ 1 km の範囲に該 215

図 2 Fig. 2 仙台平野における津波被害状況と地形分類との重ね合わせ ( 小荒井ほか, 2011 を改変 ). Overlay of tsunami damage and landform classification on the Sendai Plain (modified Koarai et al., 2011). 図 3 Fig.

6 図 2 Fig. 2 仙台平野における津波被害状況と地形分類との重ね合わせ ( 小荒井ほか, 2011 を改変 ). Overlay of tsunami damage and landform classification on the Sendai Plain (modified Koarai et al., 2011). 図 3 Fig. 3 仙台平野における津波被害状況と航空レーザ計測による標高データとの重ね合わせ ( 小荒井ほか, 2011 を改変 ). Overlay of tsunami damage and detailed DEM by airborne LiDAR on the Sendai Plain (modified Koarai et al., 2011). 216

の境界は海岸線から約 2 km 程度の距離となっているが内陸側が少し標高が高くなっている砂州砂堆の縁や水路 ( 北上運河 ) 等が該当している微高地の縁は標高 1 m 程度を示している Rank 3 の範囲は山地が海岸線に近い東部と西部では山地の縁が該当しているが石巻平野の中央部では海岸線から 3 ~ 5 km 程度の距離となっている内陸側が少し標高が高くなっている砂州

7 図 4 Fig. 4 仙台平野における津波被害状況と土地利用との重ね合わせ ( 小荒井ほか, 2011 を改変 ). Overlay of tsunami damage and land use on the Sendai Plain (modified Koarai et al., 2011). 当しているただし石巻平野の東半分は海岸線沿いが工場地帯となっており家屋の流出等はあまり見られず Rank 2 となっている住宅地が直接海岸に面している旧北上川河口周辺では Rank 1 となっている工場地帯の背後の住宅地では所々パッチ状に Rank 1 のエリアが現れているそのような場所は石巻港が内陸側まで掘られ海岸線からの距離が短い場所が多い Rank 2 と Rank 3 の境界は海岸線から約 2 km 程度の距離となっているが内陸側が少し標高が高くなっている砂州砂堆の縁や水路 ( 北上運河 ) 等が該当している微高地の縁は標高 1 m 程度を示している Rank 3 の範囲は山地が海岸線に近い東部と西部では山地の縁が該当しているが石巻平野の中央部では海岸線から 3 ~ 5 km 程度の距離となっている内陸側が少し標高が高くなっている砂州砂堆の縁が該当しており標高 1 m 程度である旧北上川に沿った範囲では海岸線から 7 km 以上奥まった後背低地 ( 標高 0 m 以下 ) まで浸水している 4 石巻平野の土地利用について津波被害状況の 3 分類海岸線から 1 km 刻みのバッファと重ね合わせて表示したものを図 7 に示す図からわかる土地利用的特徴を記述する石巻平野は東半分の海岸線付近の土地利用は建物用地かその他の用地 ( 工業地帯や港湾施設 ) となっている海岸線付近であってもその他の用地は Rank 2 のところが多く建物用地のうち海岸線に近い箇所が Rank 1 となっている Rank 2 と Rank 3 との境界は大きく土地利用が変化している箇所は少ない石巻平野は西半分の海岸線付近の土地利用は森林となっておりその背後はその他の用地 ( 自衛隊関連施設 ) か田となっているその背後は砂州砂堆が何列か続いて微高地を形成しているが微高地には建物用地が低地には田が卓越して存在する海岸線から 0.5 km くらいの位置まで Rank 1 が存在するが森林を越えたところで Rank 1 から Rank 2 に下がっている Rank 2 と 217

8 図 5 Fig. 5 図 6 Fig

(2011) 岡谷ほか (2013) で詳しく触れているので本論文では紹介するにとどめる筆者らの現地調査による津波浸水深の計測結果との比較では同じ浸水痕を計測しているのであれば 10 cm 程度の誤差であった津波の浸水高については東北地方太平洋沖地震合同調査グループ (2011) が現地調査により計測した結果 ( 以下合同調査グループの浸水高データと略す ) を Web

9 図 7 石巻平野における津波被害状況と土地利用との重ね合わせ. Fig. 7 Overlay of tsunami damage and land use on the Ishinomaki Plain. Rank 3 の境界は田と建物用地の境界に該当する場合が多いがこれは低地から砂州砂堆に地形が変化して標高が高くなっている箇所でもあるまた土地利用が田のままで Rank 2 から Rank 3 に変化している箇所もあるがここはちょうど道路が走っている箇所であり道路の盛土による標高の高まりが被害を軽減させている 5 MMS による津波浸水深計測の精度については岡谷小荒井 (2011) 岡谷ほか (2013) で詳しく触れているので本論文では紹介するにとどめる筆者らの現地調査による津波浸水深の計測結果との比較では同じ浸水痕を計測しているのであれば 10 cm 程度の誤差であった津波の浸水高については東北地方太平洋沖地震合同調査グループ (2011) が現地調査により計測した結果 ( 以下合同調査グループの浸水高データと略す ) を Web 等で公開している筆者らの MMS による津波浸水深の計測結果と現地調査における津波浸水深の現地計測結果を航空レーザによる DEM を加算することで浸水高に置き換えて合同調査グループの浸水高データと 1 m 単位で比図 5 石巻平野における津波被害状況と地形分類との重ね合わせ. Fig. 5 Overlay of tsunami damage and landform classification on the Ishinomaki Plain. 図 6 石巻平野における津波被害状況と航空レーザ計測による標高データとの重ね合わせ. Fig. 6 Overlay of tsunami damage and detailed DEM by airborne LiDAR on the Ishinomaki Plain. 219

10 較したところ MMS の計測結果も合同調査グループによる計測結果とおおむね一致していた ( 小荒井ほか, 2011) 小荒井ほか (2011) は岩沼市の仙台空港周辺について MMS で求めた浸水深と津波被害度と重ね合わせおおむね浸水深が 4 m を越えると Rank 1 におおむね浸水深が 1.5 m を越えると Rank 2 になっていると報告している仙台平野および石巻平野全域において MMS と現地計測で求めた浸水深について津波被害度 Rank 別に 0.5 m 単位で集計した計測点数の結果を図 8 に示す Rank 2 と Rank 3 の境界については浸水深 1 ~ 2 m の範囲で遷移的に変化しており浸水深 1.5 m を境に大きく変化しているこれは小荒井ほか (2011) とも一致している一方 Rank 1 と Rank 2 の境界については浸水深 3 ~ 4 m の範囲で遷移的に変化しており浸水深 3.5 m で大きく変化しているこれは小荒井ほか (2011) が示した Rank 1 と Rank 2 の境界浸水深約 4.0 m よりも小さな値となっている 6 津波の被害状況と浸水深地形との関連性をみるために仙台平野において代表的な 6 か所 ( 断面 A ~ F) で標高と浸水高の断面図を作成した断面の位置は図 2 ~ 図 4 に示す MMS による浸水深の計測と現地調査による浸水深の計測を行った閖上地区 ( 断面 A) 仙台空港周辺 ( 断面 B) の断面図を図 9 図 10 に示す MMS による浸水深の計測は行っていないが筆者らが現地調査で浸水深の計測を行った箇所をとりあげて阿武隈川河口部 ( 断面 C) 山元町 JR 山下駅周辺 ( 断面 D) 山元町高瀬地区周辺 ( 断面 E) 山元町 JR 坂元駅周辺 ( 断面 F) の断面図を図 11 図 12 図 13 図 14 に示すなお図 9 ~ 図 12 は小荒井ほか (2011) からの再掲である標高データは航空レーザ測量の DEM による浸水高のデータは基本的に筆者らが計測した MMS のデータか現地調査の結果を使用しているが大半の建物が流出した Rank 1 のエリアでは筆者らの計測したデータが少ないため合同調査 (a) (b) 図 8 Fig. 8 津波被害度別の浸水深頻度.(a) 仙台平野 (b) 石巻平野. Frequency of inundation depth at each tsunami damage rank. (a)sendai Plain, (b)ishinomaki Plain. グループの浸水高データも使用して断面図を作成した ( 小荒井ほか, 2011) 石巻平野についても仙台平野と同様の方法で検討した断面を 10 か所で作成したが代表的なものとして MMS による浸水深の計測と現地調査による浸水深の計測の両方を行っている地域として石巻市西部の断面 5 を図 15 に東松島市東部の断面 6 を図 16 に示す V 津波被害程度と地形分類標高土地利用との関連性を津波被害のランクが変化する地点に着目して考察する 1 Rank 1 Rank 2 図 9 ~ 図 12 から読みとれる内容は小荒井ほ 220

11 か (2011) に記述されている内容になるが後の議論で必要なため再掲する図 9 図 10 を見ると閖上地区や仙台空港周辺での津波被害度 Rank 1 の範囲は海岸線から約 1 km の範囲に該当している同範囲は砂州砂堆等の低地の微高地となっており断面図で浸水深を見ると 4 m 以上の深さになっている箇所が多い津波が標高 1 ~ 3 m 程度ある砂州砂堆の微高地を通過した後 Rank 2 に相当する標高 0 m 程度の低地の一般面に該当する箇所になると浸水深が急激に減少して 2 m 程度に変化している ( 小荒井ほか, 2011) 図 11 の阿武隈川河口部周辺は Rank 1 の被害の範囲が狭く海岸線から 0.5 km 程度しか離れていない集落でも建物は流出されずに残されており被害度 Rank 2 となっているそのような箇所の浸水深は 2.5 m 程度であり明らかに Rank 1 のエリアの浸水深より浅くなっている図 9 図 10 を見ると標高が低くなる海岸線から 1 km くらいの位置で図 11 図 12 を見ると標高が低くなる海岸線から 0.5 km くらいの位置で浸水深が下がっている津波が砂州砂堆等の微高地を通過する際にエネルギーを失って急激に浸水深が低下している可能性が考えられる ( 小荒井ほか, 2011) 阿武隈川河口左岸 ( 図 11 に相当 ) で津波被害が相対的に低かった理由に阿武隈川自体の河口の形状が影響していた可能性がある阿武隈川は河口部で大きく蛇行し海岸線と平行に流れている箇所がある図 2 を見ると海岸線と平行な方向に延びる自然堤防上の集落が海岸線から 2 km しかない場所に位置していても浸水しなかったこれらのことから海岸線と平行方向に延びる阿武隈川やその堤防が影響して津波の勢いを軽減させた可能性は高いと考えられる ( 小荒井ほか, 2011) 図 12 の JR 山下駅周辺では標高自体は海岸線から 500 m の位置で低くなっていてその地点で浸水高も下がっているが Rank 1 の範囲は海岸線から 900 m の位置まできているこのことに関しては阿武隈川河口の北と南で地形や土地利用の状況が違うことが影響している可能性がある図 2 図 4 を見ると北側の砂州砂堆は幅が広く沿岸林も幅が広い一方南側では幅の狭い砂州砂堆が数本存在し砂州の土地利用も森林が狭く畑地が広いという状況である森林と農地とでは津波の抵抗となる粗度が明らかに違うので山元町で内陸まで被害が大きくなったことの説明が可能である ( 小荒井ほか, 2011) 図 13 図 14 を見ると山元町南部は砂州砂堆があまり発達しておらず標高が低いため海岸線から 2 km まで浸水高は低下せずほとんど変わらない合同調査グループの計測結果も浸水高が高くなっているそのため海岸線から 1.5 km 程度離れていても Rank 1 の被害があったまた砂州砂堆の土地利用が森林ではなく畑地が発達しており津波に対する地表面の粗度が大きくないことも影響している可能性がある石巻平野についても同様の方法で検討してみた図 15 では海岸線から 500 m 付近で地形が砂州砂堆から後背低地に変わり浸水深も 3 ~ 4 m 程度から 2 ~ 3 m 程度に低下し津波被害度も Rank 1 から 2 に下がる標高には大きな差は認められない海岸線から 0.2 km の地点で標高に大きな差が認められるがこれは盛土による人工地形の影響である図 16 では海岸線から 900 m 付近で地形が砂州砂堆から海岸平野三角州に変わり津波被害度も Rank 1 から 2 に下がる標高は内陸側が 1 m ほど低くなっている浸水深については不明であるこのように海岸線沿いの微高地を津波が通過する過程で浸水高が下がり併せて津波被害度が低下することなど仙台平野で確認されたことと同じ現象が認められる 2 Rank 2 Rank 3 Rank 3 がれき前線の範囲でもある Rank 2 の範囲は仙台平野石巻平野ともに海岸線から約 2 ~ 3 km までの範囲に該当しているところが多い Rank 2 と 3 の境界線は標高 1 m 未満と 1 m 以上の境界あたりに該当する以上の結果は小荒井 221

12 図 9 (Fig. 9) 図 13 (Fig. 13) 図 10 (Fig. 10) 図 14 (Fig. 14) 図 11 (Fig. 11) 図 15 (Fig. 15) 図 12 (Fig. 12) 図 16 (Fig. 16) 222

13 ほか (2011) の予察的な検討結果とほぼ同様であるまた図 4 を見ると仙台空港では Rank 2 と 3 の境界線が内陸に張り出しているがこれは空港の滑走路という粗度の低い土地被覆であることが影響した結果と考えられる ( 小荒井ほか, 2011) Rank 2 の範囲の標高は人工構造物による起伏はあるもののおおむね平らであり標高 0 ~ 1 m の範囲に収まっているものが多い ( 小荒井ほか, 2011) 浸水深を見ると 2 ~ 3 m 程度の深さになっている箇所が多い ( 小荒井ほか, 2011) 図 9 の閖上地区の断面図を見ると Rank 2 と 3 の境界部で大きな起伏が認められるがこれは仙台東部道路であるこのような人工的な大起伏が津波被害の程度を大きく変える境界部となっている ( 小荒井ほか, 2011) 仙台平野において津波遡上の末端である Rank 3 の外縁部を調べると若林区の内陸部では津波の浸水方向に直交する深さ 2 m 以上の水路で津波の浸水が止まっていた ( 小荒井ほか, 2011) また岩沼市の内陸部では田と建物用地の境界にあたる盛土の擁壁部で津波が止まっていた ( 小荒井ほか, 2011) このように津波の遡上末図 9 断面 A( 名取市閖上地区 ) の標高と津波浸水高の東西断面図 ( 小荒井ほか, 2011). Fig. 9 Cross-section along EW direction of ground surface and tsunami flood height at profile A (Yuriage district, Natori City)(Koarai et al., 2011). 図 10 断面 B( 岩沼市仙台空港周辺 ) の標高と津波浸水高の東西断面図 ( 小荒井ほか, 2011). Fig. 10 Cross-section along EW direction of ground surface and tsunami flood height at profile B (around Sendai Airport, Iwanuma City). (Koarai et al., 2011). 図 11 断面 C( 岩沼市亘理町の阿武隈川河口部周辺 ) の標高と津波浸水高の東西断面図 ( 小荒井ほか, 2011). Fig. 11 Cross-section along EW direction of ground surface and tsunami flood height at profile C (around the mouth of Abukuma River, Iwanuma City and Watari Town)(Koarai et al., 2011). 図 12 断面 D( 山元町の JR 山下駅周辺 ) の標高と津波浸水高の東西断面図 ( 小荒井ほか, 2011). Fig. 12 Cross-section along EW direction of ground surface and tsunami flood depth at profile D (around JR Yamashita Station, Yamamoto Town)(Koarai et al., 2011). 図 13 断面 E( 山元町高瀬地区 ) の標高と津波浸水高の東西断面図. Fig. 13 Cross-section along EW direction of ground surface and tsunami flood depth at profile E (Takase district, Yamamoto Town). 図 14 断面 F( 山元町の JR 坂元駅周辺 ) の標高と津波浸水高の東西断面図. Fig. 14 Cross-section along EW direction of ground surface and tsunami flood depth at profile F (around JR Sakamoto Station, Yamamoto Town). 図 15 断面 5( 石巻市西部石巻港周辺 ) の標高と津波浸水高の南北断面図. Fig. 15 Cross-section along NS direction of ground surface and tsunami flood depth at profile 5 (around Ishinomaki Port, Ishinomaki City). 図 16 断面 6( 東松島市東部 ) の標高と津波浸水高の南北断面図. Fig. 16 Cross-section along NS direction of ground surface and tsunami flood depth at profile 6 (east side of Higashi- Matsushima City). 223

14 端部の浸水非浸水を決める最終的な決定要因はこのような人工構造物が影響しているものと考えられる ( 小荒井ほか, 2011) 石巻平野についても同様の方法で検討してみた図 15 では海岸線から 1200 m 付近に北上運河がありそこで標高に大きな変化があるこれを越えると浸水深が下がっており被害度が Rank 2 から 3 に下がる図 16 では海岸線から 2200 m 付近で地形が海岸平野三角州から砂州砂堆に変わり標高に 1 m 程度の大きな変化があるがそこで浸水深が下がっており被害度が Rank 2 から 3 に下がるこのように内陸側の微高地の手前や人工改変地により標高が急激に変化するところで被害が軽減するなど仙台平野で確認されたことと同じ現象が認められる石巻平野において津波遡上の末端である Rank 3 の外縁部がどうなっていたかを調べた場所によって違いがあるが海岸線から 3 ~ 5 km 程度の距離のところが外縁部になっている標高 1 m 前後の地点が境界にはなっているが海岸線から 3 km 以内であれば標高 1 m を越えていても浸水している場所が多く海岸線から 3.5 km 以上離れていれば標高 1 m を越えていると浸水していない場所が多い浸水域の外縁部は標高差が 1 m 程度ある微高地の縁にあたっている場合が多い 3 建物の流出が激しい Rank 1 の流出域の範囲では浸水深がおおむね 3 ~ 4 m を越えているという結果であったがその理由について考察してみる建物の流失には建物の単位断面積にかかる津波の力が効いてくるので津波の物理量としては浸水深と流速の 2 つが関連すると考えられる今回の解析については流速は不明のため浸水深のみで検討する今回の現地調査では Rank 1 の範囲にも数軒の建物は流出されずに残っていたがこれらの建物はいずれも大きな建物か建物は大きくなくても基礎がやや高い位置にある建物で津波の痕跡はいずれも 1 階部分に残されていたちょうど 3 ~ 4 m という浸水深は通常の建物だと 1 階の天井まで没水する深さであり 1 階の天井まで没水すると木造の建物の場合には浮力が働いて流されやすくなるものと推定されるしたがって Rank 1 の範囲では建物の大きさや立地の土台高の関係で天井まで浸水しなかった建物の一部が流出しなかったことで Rank 1 の範囲の 3 ~ 4 m という浸水高のボーダーラインが説明可能と考えられる 4 Rank 1 の被害状況と分布を考えると海岸線からの距離が近ければその場所が砂州砂堆等の微高地で標高がある程度高くても家屋の流出等の壊滅的な被害を受けていたただし砂州砂堆等の微高地が後背地の浸水高の低下をもたらすため標高や幅の大きな砂州砂堆の背後の低地や森林が卓越する砂州砂堆の背後の低地はそうでない地域の背後と比べて津波被害の程度がやや小さかった以上のような結果を踏まえて防災の視点から沿岸の砂州砂堆の土地利用をどうするかを考えてみる東日本大震災と同様の津波が来た場合の想定で住宅地を Rank 1 のような海岸線から 1 km 以内の範囲から離すことで壊滅的被害は減らすことが可能である加えて砂州砂堆をより高く盛土してその場所を森林等の津波に対して抵抗力の高い土地利用にすることで内陸部の被害軽減をさらに図ることが可能であるその際には水路や宅地盛土等の内陸の微小な高低差を活用することで水田と比べて建物用地の被害をより軽減させることも視野に入れるべきである VI 仙台平野と石巻平野において 2011 年東北地方太平洋沖地震による津波被害の状況を写真判読した結果と MMS により計測した津波浸水深について既存の地形分類情報や土地利用情報等と GIS を用いてのお互いの関連性の解析を行ったその結果小荒井ほか (2011) による予察的成果も含めて整理すると建物がほぼ流出するような壊滅的な被害域 ( 流出域 ) については浸水深がおおよそ 3 ~ 4 m 以上と浸水深が大きく影響 224

15 しておりほぼ海岸線から約 1 ~ 1.5 km までの範囲に限定され標高よりは海岸線からの距離との関連性が高いと予想される結果であった一方がれきで覆われるような建物等の破壊が認められる地域 ( 破壊域 ) は海岸線から 2 ~ 3 km の範囲で標高 1 m 以下浸水深は 1.5 m 以上であった浸水が認められる地域 ( 浸水域 ) は海岸線から 3 ~ 5 km の範囲で標高 2 m 以下または標高差が 1 m 程度ある地点という結果でおおむね標高で決まる結果であったただしその標高は地形種によって決まっており標高の差が大きくなる地形種の境界が重要であるまた浸水域と非浸水域の境界部は小荒井ほか (2011) が予察的に指摘しているように海岸線と平行方向に延びる水路の存在や田と住宅地の境界にあたる盛土の擁壁部など人工構造物が影響しているという結果であった以上のように小荒井ほか (2011) の予察的検討結果を踏まえた仙台平野に関する追加の検討および石巻平野も含めたあらたな検討によって津波被害度の理解に資する成果を得ることができた海岸線からの距離が近ければ標高がある程度高くても家屋の流出等の壊滅的な被害を受けているが砂州砂堆等の微高地が後背地の浸水高の低下をもたらすため標高の高い砂州砂堆の背後の低地や森林が卓越する砂州砂堆の背後の低地は津波被害の程度がやや小さかった砂州砂堆の標高や土地利用が内陸の被害の程度に影響しているので地形や土地利用から津波に対してより危険な場所をあらかじめ知ることができると考えられる津波被害域の地理的特徴を知るには詳細標高データ地形分類土地利用などの地理空間情報が有用である本研究の実施にあたっては科学研究費補助金 ( 課題番号 : ; 研究代表者 : 鈴木康弘名古屋大学教授 ) の予算を使用しているまた石巻平野の解析の一部は京都大学防災研究所の中居楓子さんに手伝っていただいたここに記して感謝申し上げます小荒井衛岡谷隆基中埜貴元神谷泉 (2011): 東日本大震災における津波浸水域の地理的特徴. 国土地理院時報 [Koarai, M., Okatani, T., Nakano, T. and Kamiya, I. (2011): Geographic characteristics of tsunami flooded area by the Great East Japan Earthquake. Journal of the Geospatial Information Authority of Japan, 122, (in Japanese)] 小荒井衛岡谷隆基中埜貴元 (2012): 津波浸水深と建物被害と地形との関係. 日本写真測量学会平成 24 年度秋季学術講演会発表論文集 [Koarai, M., Okatani, T. and Nakano, T. (2012): Relationship between tsunami flood depth, damage of buildings and landform. Proceedings of the 2012 Autumn Conference of the Japanese Association of Photogrammetry and Remote Sensing, (in Japanese) * ] 国土地理院 (2011): 2 万 5 千分 1 浸水範囲概況図. [Geospatial Information Authority of Japan, Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism (2011): Tsunami inundation map with scale of 1/25,000 (in Japanese) * ] [Cited 2014/10/21]. 国土交通省都市地域整備局 (2011): 東北地方太平洋沖地震による市街地の津波被災状況について ( 航空写真に基づく暫定値 ).[City Bureau, Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism (2011): Tsunami damage situation of urban area by the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake: The estimate based on an aerial photograph. (in Japanese) * ] html [Cited 2014/6/4]. 宮城県 (1986): 土地分類基本調査角田 5 万分 1 国土調査.[Miyagi Prefecture (1986): Landform Clasification Map with 1/50,000 Scale by National Land Survey (Tochi Bunrui Kihon Chosa Kakuda 5 Manbun No 1 Kokudo Chosa). (in Japanese) * ] 日本地理学会災害対応本部津波被災マップ作成チーム (2011): 2011 年 3 月 11 日東北地方太平洋沖地震に伴う津波被災マップ.[Tsunami Damage Mapping Team, Association of Japanese Geographers (2011): Maps of the area hit by the Tsunami of 11 March 2011, Northeast Japan. (in Japanese with English abstract)] html [Cited 2014/6/4]. 岡谷隆基小荒井衛 (2011): Mobile Mapping System による平成 23 年東北地方太平洋沖地震に伴う津波浸水高の計測. 日本写真測量学会平成 23 年度秋季学術講演会発表論文集 1-2.[Okatani, T. and Koarai, M. (2011): Measurement of tsunami flood height by the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake using Mobile Mapping System. Pro- 225

16 ceedings of the 2011 Autumn Conference of the Japanese Association of Photogrammetry and Remote Sensing, 1-2. (in Japanese) * ] 岡谷隆基小荒井衛中埜貴元 (2013): 津波被害を車で把握 360 度撮影. 画像ラボ 24(11) [Okatani, T., Koarai, M. and Nakano, T. (2013): Grasp of the tsunami damage using 360-degree photography of a vehicle loading camera. Image Laboratory, 24(11), (in Japanese) * ] 東北地方太平洋沖地震津波合同調査グループ (2011): 東北地方太平洋沖地震津波情報.[The 2011 Tohoku Earthquake Tsunami Joint Survey (TTJS)Group (2011): The 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake Ysunami Information. (in Japanese with English abstract)] [Cited 2014/6/4]. * Title etc. translated by M.K. 226

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2_時報122.indd 97 Geographic Characteristics of Tsunami Flooded Area by the Great East Japan Earthquake 地理地殻活動研究センター小荒井衛岡谷隆基中埜貴元神谷泉 Geography and Crustal Dynamics Research Center Mamoru KOARAI, Takaki OKATANI, Takayuki