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1 沿岸域総合管理のモデル教育カリキュラム連続特別講座 No 年 11 月 22 日 海浜地形変化 津波と対策 日本大学教授小林昭男 ( 理工学部海洋建築工学科 ) 1. 海浜地形変化と対策 1.1 海浜地形の形成プロセス (1) 様々な海岸地形 海浜地形を考察するときは, 現地の視察 調査が重要であり, はじめに構成材料である砂の供給源と移動方向を調べることになる. その際に重要なことは, 対象海浜の成因を推測しておくことである. 例えば, 消失した海浜が波食台の上に堆積した砂層の隆起によって形成されていた場合には, 現在の状況だけでは漂砂源は特定されず, 地質学的歴史背景の情報が必要になる. 1) 海岸地形の地殻変動を主成因とした分類 沈降 ( 沈水 ) 海岸, 隆起 ( 離水 ), 中立海岸 2) 海岸地形の構成物質を主要因とした分類 岩石海岸, 礫浜海岸, 砂浜海岸, 泥浜海岸 ( 干潟 ), サンゴ礁海岸 海浜地形の形成プロセスには, 数千年の単位で生じてきた海水面の変動, 即ち海進と海退が大き く影響している. (2) 海浜の砂の動きと縦断 平面地形 岬や丘陵で囲まれた海岸平野と海の境界に 砂浜や礫浜が形成されている. このような 前浜 後浜護岸海浜植生 海岸林 浜の構成物質である砂礫は, 岬の海食作用 や河川の運搬作用による供給物質である. 断面地形を海から陸に向かって見ると, 沿 バーム汀線前浜勾配バーム高 岸バー ( 砂州 ), 沿岸トラフ, ステップ, 汀線 ( 海面が陸と交わる線 ), 前浜, バー 図の出典 : 宇多高明 石川仁憲 (2005): 実務者のための養浜マニュアル,( 財 ) 土木研究センター,p.40.

2 ム頂部, バーム, 後浜, 砂丘と変化し, 海岸低地, 海退退で形成された海岸段丘丘, 海食崖, 丘陵へと続く. 海浜の砂は波と波波による流れによって移動動する. その動動きを便宜的的に岸沖方向と沿岸方向に分けて考えるが, これらは波の来襲襲方向に大きく依存する. 海水の動きが止まらないように海浜浜の砂も絶えず移動しており, その動きを人為によって変えれば, 当然, 海浜も様相相を変える. (3) 海浜変形の実態千葉県県九十九里浜浜の状況 太東漁港と堆積域域 一宮海海岸の土地利利用と緩傾斜斜護岸 飯岡海海岸の離岸堤堤と堆積域

3 流出土砂海岸侵食 1.2 侵食の要因 入射波 入射波 沿岸漂砂汀線 汀線 侵食 被災 海岸護岸 被災 海岸護岸 1) 卓越沿岸漂砂阻止に起因する侵食 2) 波の遮蔽域形成に伴って周辺海岸で起こる侵食 入射波 侵食域 堆積域 ( 舌状砂州の形成 ) 3) 離岸堤建設に起因する周辺海岸の侵食 20m 消波堤 緩傾斜堤 1:4 5m 4) 保安林の過剰な前進に伴う海浜地の喪失 5) 護岸の過剰な前出しに起因する前浜の喪失 侵食対策海食崖 Q 1 Q 0 Q 2 土砂供給 ( 小 ) 浜崖 侵食 埋め戻し 海岸侵食 供給と損失が不均衡 : Q 0 >Q 1 +Q 2 掘削穴 6) 供給土砂量の減少に伴う海岸侵食 7) 海砂採取に伴う海岸侵食 参考文献 : 宇多高明 石川仁憲 (2005): 実務者のための養浜マニュアル,( 財 ) 土木研究センター,pp

4 1.3 侵食対策の立案プロセス (1) 対策 侵食対策には, 砂の移動抑制や集積 堆積を目的とした構造物の建設, 移動した砂を補う養浜がある. 対策立案で重要な留意点は事後の予測である. 構造物建設の場合には, 海浜の侵食箇所を守るつもりで建設した構造物が他の箇所の侵食を促進する可能性がある. また, 養浜の場合には, 移動した砂と同様の砂を材料に用いればすぐに元に戻る. 元に戻る時間スケールと養浜を繰り返す間隔がコストに関係する. 侵食の要因が容易に解消されない場合がほとんどであるので, 複数の対策を組み合わせて, 現状で最良の方法を選ぶことになる. (2) 対策の選択に用いられる予測技術 年間の養浜砂の量が限られているので左側を先に回復したい 激しく侵食して護岸が露出 対策立案のプロセス ( 右の図に対策を描こう ) 1) 変遷と現状の把握 地質学的な歴史背景現在までの河川等の流砂系の変化海浜利用の変化 ( 空中写真による汀線変化分析 ) 現地調査 ( 構成材料, 周辺利用状況の確認 ) 2) 数値シミュレーションによる予測 現状の侵食過程の再現による妥当な数値計算方法の選定と条件設定 数値計算予測による対策技術の効果判別と適切の対策の選択 3) 対策効果の確認 モニタリングの継続 新たな対策の検討

5 2. 津波災害と予測 2.1 津波とハザードマップ (1) 災害事例 ( 堤防の崩壊 地盤沈下 ) 1) 津波による海海岸堤防と周辺道路の被災災状況 コンクリートやアスファルトによる構築物物と土砂の境境目の洗掘がクローズアップされてくる. また, 堤防の表面を覆覆うコンクリートの水密密性を高めるとは津波の越越流時の浮力による破壊も想定 される. ( 下図の の出典 : 東日本大大震災津波災害状状況調査, 財 ) 土木木研究センター ) コンクリート製製堤防の崩壊 土塁堤防の崩壊 2) 地盤沈下による海浜環境の変化 一方で地盤沈下が生じており, これは相対対的な海面上昇昇として海岸岸域の低地に脅威をもたらしている. 津波 高潮潮 高波対策はもとより, 常時の大潮時の越流対策策が必要である. 一方で, 自然状態として汀線は安定するまで変形 ( 主に後退 ) し, 生活圏や植生生限界も変化化させる. 茨城城県涸沼の地地盤沈下

6 2.2 津波対策 (1) 想定津波 東日本大震災を契機に, 想定する津波規模の考え方が変わった. 種類対象津波要求性能 レベル Ⅰ レベル Ⅱ 近代で最大 100 年に1 度程度の発生確率最大級 1000 年に1 度程度の発生確率 人命, 財産, 経済活動を守る人命を守る経済的損失を軽減する大きな二次災害を引き起こさない早期復旧を可能にする ( 表の出典 : 高橋重雄ら (2011): 東日本大震災による地震 津波被害に関する調査速報, 港湾,Vol.88,pp ) (2) 対策の課題 1) 堤防の築造に対する課題 レベルⅠでは陸域への津波の流入を防ぐが, レベルⅡでは越流を許す条件では, 越流による被災を軽減し, 早期復旧を可能にする必要がある. そのためには, 越流した津波水塊による地盤の洗掘や, 浮力の発生による堤体の崩壊に対処しなければならない. 現在, 粘り強く効果を発揮する海岸堤防の構造を考究するために, 数値シミュレーションや水理模型実験が行われている. 2) 築山計画に対する検討 規制により高層建築物が無い地区, 高台まで遠距離の地区では, 避難施設として人工的な高台を造ることが検討されている. 従来は鋼製フレーム構造の避難施設が建設されてきたが, メンテナンスや常時利用の面から, 盛土による高台, 即ち築山の造成が提案されている. 築山は眺望のための公園施設として用いることができる. 築山の津波に対する安全性は, 宮城県仙台新港港奥の公園施設で実証されている. 津波の遡上しない築山の高さや登り易い斜面勾配の決定のために, 最新の数値シミュレーション技術と水理模型実験が行われている.

7 静岡県焼津港港の津波緊急避難施設 築山 ( 千葉葉県一宮市 ) の の例 ( 展望施設設であるが避難も可能 ) 3. まとめ 3.1 海浜地形変化と対策 日本のほとんどの海浜で侵食が生じている. 侵食のほとんどの要因は人為であり, これは 7 つに分分類される. 侵食対対策では, 地形変化プロセスが説明可可能な情報収集と現地調査, 現状を再再現できる適切切なシミュレーションモデル, 将来予測, 事後のモニタリング計画を事前前に行う必要要がある. 侵食要要因は複合の場合が多く, 対策技術の組合せを検検討する必要がある. 3.2 津波と対策 東日本本大震災を契契機に津波の想定が合理的的になった. 東日本本大震災で生生じた堤防や道路の被災状状況を調査した結果, コンクリートやアスファルトと地面の境境界での洗掘掘が要因で崩壊が生じたことが分かっった. 表面の硬軟の境界界での洗掘防止には更なる研究が必要要である. 避難施施設として既既存ビルに対する津波避難難ビル指定がなされているが, 低層住住宅地には高層層ビル建設が規制されており, 指定するビルが無無い. 対策として鋼製やぐらや築山が計画されている. 避難計計画を含めた地域計画の再考が重要である.

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