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なおしげまつ
5 years ago
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28 年 2 月 24 日新潟富山の高波災害の要因分析新潟大学院自然科学研究科学生会員白晃栄新潟大学工学部建設学科正会員泉宮尊司新潟大学工学部建設学科正会員石橋邦彦 1. はじめに 28 年 2 月 24 日に新潟県佐渡市および富山県入善町を中心に漁港防波堤の大規模な被災および高波による越波浸水被害が発生した.

7m を越えて越流し,2 棟以上の家屋倉庫等が全壊している. 農林水産省水産庁, 富山県および新潟県の調査によると, 富山県では住家非住家の全壊半壊 59 棟, 死者 2 名, 新潟県では, 住家非住家の被害 95 棟, 水産関係の被害だけでも 228 億円にも及んでいる ( 農林水産省水産庁,28).

1 28 年 2 月 24 日新潟富山の高波災害の要因分析新潟大学院自然科学研究科学生会員白晃栄新潟大学工学部建設学科正会員泉宮尊司新潟大学工学部建設学科正会員石橋邦彦 1. はじめに 28 年 2 月 24 日に新潟県佐渡市および富山県入善町を中心に漁港防波堤の大規模な被災および高波による越波浸水被害が発生した. 被害が発生した佐渡鷲崎漁港および水津漁港は南東向きに日本海に面しており, 通常の冬季風浪の影響は外海府より比較的小さいところに位置している. また, 被害状況からみると, 通常の冬季風浪とは異なる特性を持った波浪が襲来した可能性がある. このため, 技術的な対策を講じる上で,2 月 24 日の高波の発生要因を調べることは重要なことである. さらに, 入善町では高波が護岸の天端高 7.7m を越えて越流し,2 棟以上の家屋倉庫等が全壊している. 農林水産省水産庁, 富山県および新潟県の調査によると, 富山県では住家非住家の全壊半壊 59 棟, 死者 2 名, 新潟県では, 住家非住家の被害 95 棟, 水産関係の被害だけでも 228 億円にも及んでいる ( 農林水産省水産庁,28). このように今回の高波災害は, 富山湾で寄り回り波と呼ばれる北から北東よりの周期の長い波である可能性があり, 数分から数分の長周期波の影響も無視できないと考えられる. そこで本研究では, このような大規模な高波災害がどのようなメカニズムで発生したかを探るために, 気象および海象の面からその要因について詳細に調べることを研究の目的とする. また, 新潟県佐渡島の漁港防波堤が被災した原因を明らかにすることを目的とする. 2. 高波発生の気象要因今回の高波発生の気象要因を調べるために, 天気図および日本海沿岸の風速および気圧データを収集した. 2 月 22 日 21 時に日本海に進んできた低気圧は 8hPa であったが, 日本海を東進するにつれて発達し, 北海道の江差付近に到達した 23 日 15 時には 984hPa にまで発達し, その後進路を北東から南東に変えて移動速度が遅くなり, その後太平洋に抜けたが, 江差から津軽海峡陸奥湾を通過するのに, 約 8 時間も要していた. 太平洋側に抜けた後も発達し,24 日 9 時に 974hPa にまで発達していた. このことが, 日本海北部および中部の海域に長時間強風が継続した要因と考えられる. 図年 2 月 23 日 21 時の地上天気図図 -1 は,28 年 2 月 23 日 21 時の地上天気図を示したものである. 陸奥湾南部にある低気圧は 98hPa に達しており, 等圧線の向きから, 間宮海峡から北海道西部の北部日本海にかけて, 北から北北東の強い風が吹いていたことが推測できる. この低気圧は,2 月 22 日 21 時にサハリンの南部にあった 6hPa の低気圧を吸収しながら発達していた. このように日本海北部において, 奥尻で観測されたような北東から北北東の強風が吹き, 北海道西部の日本海では, 間宮海峡から吹送距離が約 km もあることから 4m~5m 程度の高波が既に発達していたと考えられる. このような高波浪の存在は, 気象庁の波浪推算結果および間瀬安田 (28) の推算結果からも見出されている. さらに, 高波浪を成長させた要因として, 発達した低気圧が北海道の江差付近に上陸後, 平均的に南東方向に移動したことも重要であると考えられる. すなわち, 風波の伝播方向とほぼ同じであり, より長時間に亘って風のエネルギーを波に与え続けることになったためである. また, 富山湾に襲来した波浪は, 周期が 14s~16s と観測史上最長であったことや, 今回の高波災害の被災地域が佐渡の鷲崎および水津漁港や富山県入善と普段は冬季波浪が小さいところで発生していることから, 通常の北西向きの波浪ではなく, 北から北東向きであったことがわかる.

表 -1 顕著な寄り回り波の発生日と低気圧の特性西暦元号災害発生日時通過緯度通過前後気圧移動速度最低気圧備考 hpa km/h hpa 1899 年明治 32 年 12 月 23 日,24 日 N41 986 37.5 986 生地 1916 年大正 5 年 12 月 29 日 N43 986-986 下新川 1929 年昭和 4 年 1 月 2 日 N4 981 32.

2 表 -1 顕著な寄り回り波の発生日と低気圧の特性西暦元号災害発生日時通過緯度通過前後気圧移動速度最低気圧備考 hpa km/h hpa 1899 年明治 32 年 12 月 23 日,24 日 N 生地 1916 年大正 5 年 12 月 29 日 N 下新川 1929 年昭和 4 年 1 月 2 日 N 年昭和 3 年 2 月 2 日 N 宮崎泊 1961 年昭和 36 年 1 月 26 日,27 日 N 朝日 1962 年昭和 37 年 1 月 22 日,23 日 N 入善 197 年昭和 45 年 2 月 1 日,2 日 N 朝日入善黒部滑川 1971 年昭和 46 年 1 月 5 日 N 朝日入善 1972 年昭和 47 年 9 月 19 日 N 朝日入善新湊氷見 1972 年昭和 47 年 12 月 1 日,2 日 N 滑川入善氷見朝日 1979 年昭和 54 年 3 月 31 日 N 滑川 1991 年平成 3 年 2 月 16 日 N 滑川入善 28 年平成 2 年 2 月 24 日 N 入善 TypeA: 日本海を東進しながら太平洋に抜ける場合, TypeB: 日本海低気圧や南岸低気圧が発達しながら北東方向に進行し, 日本列島を横断してオホーツク海に抜ける場合,TypeC: 発達した低気圧が西進し, 釧路付近で停滞する場合, あるいは太平洋やオホーツク海から進行してきた低気圧が釧路付近で停滞する場合. 図 -3 は低気圧の日本列島通過緯度および中心気圧を示したものである. これより寄り回り波が発生する場合には, 中心気圧が 986hPa 以下であり, 北緯 39 度から 43 度の位置で日本列島を横断していることが分かる. これは北緯 4 付近に低気圧が通過すると, 間宮海峡から日本海北部にかけて, 北よりの強風が吹くために, 長い吹送距離で波が発達するため, 寄り回り波のような長周期の波浪が発生すると考えられる. 図 -2 顕著な寄り回り波が発生する低気圧の移動コース低気圧の列島通過緯度 N 寄り回り波による被害発生領域列島通過時の気圧 (hpa) 図 -3 低気圧の列島通過緯度と中心気圧 3. 漁港防波堤における被災の要因分析今回襲来した波浪は, 波高が非常に大きく, 周期も通常の波浪と比べて長いものであった. 表 -2 に 2 月 23 日から 24 日の日本海沿岸で観測された最大波浪諸元を示した. これらのデータは, 国土交通省港湾局 (28) および新潟県のデータであり,28 年 3 月日時点における暫定値である. 表 -2 日本海沿岸で観測された最大波浪の諸元地点名有義波高有義波周期最高波高最高波周期起日時 H_1/3(m) T_1/3(s) Hmax (m) Tmax (s) 酒田日 4 時分岩船日 4 時新潟沖日時柏崎日 5 時直江津日 19 時姫川日 4 時富山日 16 時伏木富山日 14 時輪島日 12 時 2 分金沢日 2 時 4 分このような状況から, 今回の高波が典型的な寄り回り波の特徴を有している. そこで, 過去に発生した顕著な寄り回り波の気象条件を調べ, その発生メカニズムを明らかにする. 表 -1 は, 顕著な寄り回り波によって起こった災害の発生日と低気圧の特性を示したものである. この表より, 顕著な寄り回り波は, ほぼ 12 月から 3 月の冬季に発生していることが分かる. 図 -2 は寄り回り波が発生する低気圧の移動コースを示したものである. これらの図より, 移動コースが大きく分けて 3 つのタイプになることが分かった. これらのデータから,2 月 23 日から 24 日にかけて襲来した波浪は, 山形県から石川県までの広い範囲で, 有義波高 6m 以上の大きい値を持っていることが分かる. 特に富山湾に面した富山や伏木富山においては, 周期が 14 秒以上と非常に長い波が発生している. 最高波高に関しても, 多くの地点で 8m を超えており, 発生時刻が柏崎 ( 新潟県 ) 以北で時から 5 時と, 満潮時刻の午前 4 時から 5 時付近であることも, 今回の高波被害が発生した要因の 1 つであると考えられる. 被災した漁港のうち, 被害が大きかった鷲崎漁港および水津漁港では混成防波堤ケーソンが大きく滑動す

3 マウンド水深 d (m) 図 -4 被災した防波堤のマウンド水深と滑動量との関係水深 h (m) 図 -5 被災した防波堤の滑動量と水深との関係防波堤法線方向 (E:9 ) 図 -6 被災した防波堤の滑動量と防波堤法線方向との関係る被害や, 防波堤前壁面のコンクリートが剥落する被害が発生している. 図 -4 は被災した防波堤のマウンド水深と滑動量との関係を示したものである. マウンド水深が約 m 付 H/d 図 -7 被災した防波堤の滑動量と波高マウンド水深比との関係近で鷲崎漁港水津漁港共に滑動量が大きくなっている. しかしながら, 図 -5 の被災した防波堤の滑動量と水深との関係では, 水深と滑動量の間に明確な関係は見られない. これらの図より, 今回の被災の要因は, マウンド水深が深く関係している可能性が示唆される. 図 -6 は, 被災した防波堤の滑動量と防波堤法線方向との関係を示したものである. この図より, 防波堤法線方向が 9 ( 東向き ) および 12 ( 東南東向き ) の防波堤が大きく滑動していることが分かる. また, 水津漁港の被災した防波堤において, 防波堤法線方向が北東よりの防波堤よりも東向きの防波堤の滑動量がやや大きいこと, 鷲崎漁港の被災した防波堤において, 防波堤法線方向が東向きおよび南東向きのものが大きく滑動していることを踏まえると, 今回襲来した波浪はやや北東よりから東へ, さらにはやや東南東からの波浪も含まれていたと推測される. 図 -7 は, 被災した防波堤の滑動量と波高マウンド水深比との関係を示したものである. この図より, 波高マウンド水深比が.75 付近において滑動量が最も大きくなっている. 合田の砕波指標から, 波高マウンド水深比が.78 から.79 前後のとき砕波することより, 砕波の直前において防波堤前面に波浪が衝突したことを示している. このことにより, 衝撃砕波圧がケーソンに働き, 滑動量がより大きくなったと推測される. 図 -8 は衝撃砕波力発生の危険範囲を示したものである. この図からも, 被災した防波堤の波高マウンド水深比が.75 付近に集中していること, および無次元マウンド水深が.5 に近く, 防波堤に大きな衝撃砕波圧が発生していたと推測される. このように, マウンド水深が砕波水深とほぼ一致し, 衝撃砕波圧が発生したため, 防波堤が滑動したことが示唆された.

4 d/h.5 H/d= H/h 図 -8 衝撃砕波力発生の危険範囲さらに, 波形勾配が鷲崎漁港では.27 前後に, 水津漁港では.27~.33 とかなり小さい値を示していることから, 防波堤前面に衝撃砕波圧がより発生しやすくなり, コンクリート壁の破壊などが発生したと考えられる. 4. 今後の対策について今回鷲崎漁港水津漁港に襲来した波浪は通常の冬季風浪とは異なる性質を持ち, 波高周期共に設計値を大きく上回るものであった. また, マウンド水深が砕波水深とほぼ一致したため, 滑動転倒といった甚大な被害が発生し, 被害額も莫大なものになった. 今回の波浪による被害は, 長周期の波による影響や, 防波堤前面での砕波, 波形勾配の低減化といった波浪条件に依存するものである. そのため, マウンド高を現在より低くして, 砕波を起こりにくくすると共に, 防波堤前面に消波ブロックを設けることで衝撃砕波圧の発生を防ぐことが最善であると考えられる. 設計の段階においても, 通常の冬季風浪だけを視野に入れるだけでなく, 今回襲来したようなより北よりの長周期の高波浪に対応できるようにすることが望ましいと考えられる. 5. 結論 28 年 2 月 24 日に新潟県佐渡島および富山県入善町に大きな高波災害を起こした要因を分析するために, 気象海象データを収集分析した結果, 以下の事柄が明らかとなった. (1) 今回の高波は, 日本海中部を通過しながら発達した低気圧が北海道に上陸後, 南東方向に移動し, その速度が低下したことによって, 強風が長時間継続してもたらされたと推測された. (2) 低気圧が日本列島を通過する際, 長時間に亘り波にエネルギーを与え続け, エネルギーを与えられた波が間宮海峡から日本海北部にかけ, 長い吹送距離を通じて波高周期共に大きい波浪に成長したと推測された. (3) これまでに発生した寄り回り波による顕著な災害が発生した気象条件を調べたところ, 低気圧の通過緯度およびコースがほぼ特定され,Type A, Type B および Type C の 3 つのタイプに分類できることが分った. (4) 水津漁港に比べ, 鷲崎漁港のほうが滑動量の値が大きいため, 被災の規模も大きかった. これは, 鷲崎漁港のほうが波高マウンド水深比が 1 に近く, 強い衝撃砕波圧が発生したためと考えられる. (5) 防波堤のマウンド水深が, 襲来した波浪の砕波水深とほぼ一致したため, 衝撃砕波圧が発生し, 滑動や防波堤前面のコンクリートの破壊が起きたと推測された. 本研究で用いた気象データは, 気象庁の HP より入手し,28 年 2 月の地上および高層天気図は,( 財 ) 日本気象協会の鈴木靖博士より戴いた. また,197 年以前の天気図に関しては, 新潟地方気象台よりコピーを戴いた. 波浪データ並びに験潮所のデータは, 国土交通省北陸地方整備局新潟港湾空港調査設計事務所, および新潟県危機管理室, 同港湾課および水産課よりご提供戴いたことを付記し, 感謝いたします. 参考文献気象庁 (28): 平成 2 年 2 月 23 日から 24 日にかけて急速に発達した低気圧に伴って発生した強風に関する気象速報, 平成 2 年 2 月 25 日, 東京管区気象台,12p. 国土交通省河川局 (28): 高波災害対策検討委員会, 第 1 回委員会資料, 参考資料 1, 資料 1,2. 国土交通省北陸地方整備局港湾空港部富山県 (28): 富山湾におけるうねり性波浪対策検討技術委員会資料, 第 1 回, 第 2 回委員会資料. 農林水産省水産庁 (28):28 年 2 月の日本海高波浪に関する技術検討委員会, 中間取りまとめ,53p. 間瀬肇安田誠宏 (28) : 28 年 2 月 23 日 ~24 日にかけての有義波高と波向き, _j/contents/event_text/28226.pdf 谷本勝利 (1976): 昭和 51 年度港湾技研講演会講演集,15p 合田良實 (28): 耐波工学, 鹿島出版会,3p~113p

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<4D F736F F D208E9197BF ED8DD08E9E82CC8B438FDB8A438FDB F4390B3816A> 被災時の気象海象状況について 1. 台風 23 号の概況 1.1 台風 23 号の経路と気圧変化 1.2 既往の台風との比較 423 号台風 (TOKAGE) の来襲によりナウファス * の室津波浪観測計で波高 H1/3=13.m 周期 T1/3=.8sec( 速報値 ) の有義波が記録されたこの値は 1 年の観測開始以来最大の有義波である / : /21 9 時 : 温帯低気圧に変わる /