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1 東日本大震災における津波災害と 液状化災害の地理的特徴 地理地殻活動研究センター地理情報解析研究室長小荒井衛 Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism Geospatial Information Authority of Japan 1

2 目次 津波被害域の地理的特徴 ( 仙台平野を中心に ) 解析範囲 解析内容 使用データ解析内容 津波の浸水深と津波被害との関係 流出 破壊 浸水 非浸水と地形分類 標高 土地利用との関係 まとめ 液状化被害域の地理的特徴 ( 利根川沿岸を中心に ) 液状化被害状況下妻市鬼怒 我孫子市布佐 潮来市日の出など まとめ 2

3 東日本大震災の津波浸水域の地理的特徴 解析範囲: 仙台平野仙台市宮城野区 同若林区 名取市 岩沼市 亘理町 山元町 解析内容 : 海岸線から1km 毎のバッファを発生させ 浸水被害状況 浸水深と土地利用 地形分類 標高の重ね合わせ解析を実施 使用データ : 土地条件図の地形分類ポリゴンデータ 石巻 松島 吉岡 塩竃 仙台 岩沼 (1971~72 年度作成 ) 写真判読による地形分類も追加 ( 角田 の範囲( 亘理町 ~ 山元町 )) 国土数値情報の土地利用細分メッシュデータ (2006 年度作成 ) 国土地理院作成の津波浸水域ポリゴンデータ (2011 年度作成 ) 航空レーザにより地震後に計測された詳細地形データ (LiDAR DEM) 航空写真判読により津波被害状況を 3 段階に区分したポリゴンデータ Mobile Mapping System (MMS) により計測した津波浸水深地球地図の海岸線データ 3

4 津波の被害状況ポリゴンデータの作成 空中写真判読により 津波の被害状況を 3 段階に区分したポリゴンデータを作成 3 建物の大半が基礎ごと流失 (Rank1) 2 建物が残されているが甚大な被害 (Rank2) 1 浸水したが建物の破壊はほとんど無い (Rank3) 空中写真判読で作成日本地理学会 都市 地域整備局地域整備局の判読基準を参考に活用 4

5 車載型画像計測システム (MMS) による被害状況把握 GPS アンテナ 全方位カメラ IMU センサーユニットを搭載した車両 撮影した 360 画像データの映像の再生 ( 釜石市 ) 被災地内を走行する車両 360 全方位カメラ ( 地上 5 方向と上空を撮影する計 6 台のデジタルカメラ ) を車上に搭載 連続撮影画像データと GPS 及び IMU 情報を同時に記録 3 次元位置情報を持つ映像データができ 空間情報の計測を可能に 日本測量機器工業会の機器提供等の協力により実施 5

6 MMS を用いた浸水深 浸水高の計測 痕跡の認定痕跡と 地表面を選択 2 点間の斜距離 水平距離 高さの差に相当するものが得られる 津波痕跡 高さの差が浸水深となる 津波痕跡上と地表の2 箇所を選択すると 画像データの演算処理に基づく標高差が得られる 航空レーザ等による標高データがあれば 浸水深 + 標高で浸水高 ( 痕跡高 ) が算出できる 6

7 津波の浸水深と津波被害との関係 MMS データの計測による仙台空港地区浸水深分布 7

8 東北地方太平洋沖地震津波合同調査グループが取りまとめた観測値との対比 赤丸 :MMSによる計測結果黒丸 : 筆者らによる現地計測結果青丸 : 津波合同調査グループによる現地計測結果 丸の大きさは 3 者でほぼ同じであり MMS による計測値が合同調査グループらの現地計測結果と概ね一致している 8

9 MMSによる浸水深計測のまとめ MMS(Mobile Mapping System) を使用し 仙台空港地区から閖上地区にわたる浸水深を計測した 概要は以下の通り 計測された浸水深は現地の建物被害状況と良く対応 4m 程度以上ならほぼ流出 (Rank1) 1.5m 程度以上なら一部流出有 (Rank2) 他の調査結果と整合 メートル単位ではトル単位では 東北地方太平洋沖地震津波合同調査グループや国土地理院の現地計測結果と概ね一致 9

10 地形分類と津波被害度との重ね合わせ 津波被害度ランク1( 赤ライン ) 海岸線から約 1kmの範囲が該当地形分類的には 砂州 砂堆に該当阿武隈川河口部は海岸線から05k 0.5km の範囲山元町は海岸線から2kmの範囲 ( 青楕円 ) 津波被害度ランク 2( 黄ライン ) 海岸線から2~3kmの範囲までが該当 津波被害度ランク3( 青ライン ) 谷底平野 氾濫平野浸水域は海岸線から4kmまで海岸平野 三角州浸水域は海岸線からで 5km まで 地形分類による違いが明瞭 ( 赤楕円 ) ただし 黄楕円は海岸平野 三角州であるが 浸水していない 10

11 LiDAR の DEM と津波被害度との重ね合わせ 津波被害度ランク 1( 赤ライン ) 標高に関係なく海岸線から約 1km の範囲が該当 ( 例外は 阿武隈川河口と山元町 ) 津波被害度ランク 2( 黄ライン ) 海岸線から2~3kmの範囲が該当微妙な被害状況の出入り ( 凹凸 ) はDEMの高さに依存 津波被害度ランク 3( 青ライン ) 津波浸水域は DEMの標高との対応が良い 同じ地形分類 ( 海岸平野 三角州 ) で浸水と非浸水に分かれるのは 標高の差による ( 赤楕円 ) 11

12 土地利用と津波被害度との重ね合わせ 津波被害度ランク 1( 赤ライン ) 海岸線から約 1kmの範囲が該当森林 建物用地 その他農用地海岸線と平行な水路で阿武隈川より南側 ( 山元町南部 ) は 津波の浸水が止まって森林よりもその他農用地が広いいる ( 若林区内陸部 ) 粗度が小さいため 被害が内陸部まで高かった可能性 ( 赤楕円 ) 田と建物用地の境界が浸水範囲の境界になっている. 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 津波被害度ランク2( 黄ライン ) 海岸線から2~3kmの範囲までが該当田 その他の用地 ( 空港 ) 空港で内陸までランク2が張り出しているのは 粗度が低いことによる可能性 ( 黄楕円 ) 津波被害度ランク3( 青ライン ) 響している ( 岩沼市内海岸線から4~5km 田は浸水している箇所が多いの範囲陸部 ) 建物用地は非浸水の箇所が多い ( オレンジ楕円 ) 例外箇所 青楕円 12

13 5,500 名取市閖上地区を含むエリアの標高と津波浸水高の断面図 5,000 被害度 Rank1 被害度 Rank2 被害度 Rank3 非浸水 浸水高 ( 合同 G) 浸水高 (MMS) 4,500 被害度 Rank1 被害度 Rank2 4,000 3,500 仙台東部道路 3,000 2,500 海岸線からの距離 (m) 2,000 地形変換部分浸水深低下箇所 岩沼市仙台空港周辺地区を含むエリアの標高と津波浸水高の断面図 6,000 5,500 被害度 Rank3 非浸水 浸水高 ( 合同 G) 浸水高 ( ) 浸水高 ( 地理研 ) 5,000 仙台東部道路 4,500 4,000 県道 10 号線 3,500 3,000 2,500 海岸線からの距離 (m) 2,000 1,500 1, 地形変換部分浸水深低下箇所 1,500 1, 高((MMS) 6.0 m )浸水高 標高 標高 7.0 高(m )浸水高 ( 地理研 ) 浸水深を見てみると 津波が標高 1~3m 程度ある砂州 砂堆等の微高地を通過した後 標高 0m 程度の海岸平野 三角州に該当する箇所になると 浸水深が急激に減少して2m 程度に変化している その場所が Rank1と Rank2の境界になっている 13

14 5,000 阿武隈川河口部周辺の標高と津波浸水高の断面図 浸水高 ( 合同 G) 浸水高 ( 地理研 ) 被害度 Rank1 被害度 Rank2 Rank3 高(非浸水 m )被害度 地形変換部分浸水深低下箇所常磐自動車道阿武隈川 4,500 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1, 海岸線からの距離 (m) JR 山下駅周辺を含むエリアの標高と津波浸水高の断面図 地形変換部分浸水深低下箇所 標 阿武隈川河口部周辺は 標高が低くなる海岸線から 500m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ある 山下駅周辺の山元町では 標高自体は海岸線から500 mの位置で低くなって浸水高も下がっているが Rank 1の範囲は海岸線から900 mの位置まで来ている 阿武隈川河口の南では 砂州の幅が狭く 土地利用も森林部が狭く畑地が広いという状況である 土地利用による粗度の違いが 影響している可能性がある 14

15 山元町高瀬地区周辺の標高と津波浸水高の断面図 JR 坂元駅周辺の標高と津波浸水高の断面図 砂州 砂堆が余り発達しておらず 海岸線から2kmまで浸水高はほとんど変わらない そのため Rank1のエリアが 海岸線から1km 以上内陸にまで及んでいる 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 粗度が余り大きくないことも 影響している可能性がある 内陸側ほど標高が高くなり 浸水深が浅くなっており 被害度の Rank も軽くなっている Rank1と2の境界 Rank2と3 の境界は 人工構造物が該当している ( 鉄道や道路の盛り土 用水路などが該当する ) 15

16 津波浸水域の地理的特徴のまとめ 壊滅的な被害域については浸水深が影響しており 浸水深 4m 以上の地域である 標高よりは海岸線からの距離との関連性が高い 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し Rank1と2の境界の海岸線からの距離は 微高地の標高や土地利用が影響している がれきで覆われて建物等の破壊が認められる地域は海岸線から 2~3km の範囲で標高 1m 以下の地域 浸水が認められる地域は海岸線から4~5kmの範囲で標高 2m 以下の地域で 概ね標高で決まっている 浸水域と非浸水域の境界部は, 水路や盛土の擁壁部など 人工構造物の存在が影響している 以上のような地域の地理的特徴を知るには 詳細な標高データ (LiDARによるDEM) 地形分類( 土地条件図 ) 土地利用などが有用である 16

17 東日本大震災による液状化被害域の地理的特徴 下妻市鬼怒地区 ( 鬼怒川の旧河道 ) の液状化被害 ほっとランドきぬ 鬼怒ニュータウン 国土地理院 2008 年撮影空中写真 CKT20082-C2-36 土地条件図 水海道 の一部赤破線の箇所が旧河道 17

18 鬼怒川の河道の移り変わり 旧版地形図と米軍写真から知る 明治42年測図 5万分1地形図 水海道 昭和27年修正 5万分1地形図 水海道 昭和9年 約75年前 には河道の短縮化の 工事が行われていて 1947年 約65年前 に は蛇行していた鬼怒 川が陸化していること がわかる がわかる 昭和9年修正 5万分1地形図 水海道 米軍1947年撮影空中写真18 USA-R388-61

19 我孫子市布佐地区の液状化被害の状況 赤楕円が液状化被害集中箇所 液状化の甚大な被害は 我孫子市布佐の都地区に集中した 電子国土 Web システムによる 19

20 布佐地区の昔の空中写真 水部 水部 米軍1947年撮影空中写真 USA-M675-1 国土地理院1962年撮影空中写真 MKT621-C 年撮影の米軍空中写真を見ると北東 南西方向に延びる細 9 年撮影の米軍空中写真を見ると北東 南西方向に延びる細 長い水部が存在している 今回の地震で液状化が激しかった箇所 が その細長い水部の箇所に一致している 1962年撮影の空中写真では その水部が埋め立てられ 住宅地 年撮影 空中写真 は そ 水部が埋め立 られ 住宅地 となっている 20

21 潮来市日の出地区の液状化被害 電子国土Webシステムによる B A 潮来市では 日の出地区で 激しい液状化被害が集中した A B C C D D 21

22 潮来市日の出地区の土地の履歴 治水地形分類図 昭和 9 年修正測量 1/50, 地形図 潮来 の一部 迅速測図 迅速測図や旧版地形図 治水地形分類図を見ると 日の出地区は 外浪逆浦の入江である内浪逆浦を干拓した土地であることがわかる 22

23 検見川浜から稲毛海岸にかけての液状化被害 千葉県環境研究センターの資料 千葉県環境研究センターHPより引用 澪 澪 澪 液状化が集中した箇所と液状化が見られなかった箇所が明瞭に分布が分かれる 海岸線と直交する方向に帯状に分布 同様の傾向は1987年千葉県東方沖地震でも認められる 原因 沖積層の埋積谷の存在 澪の存在 23

24 液状化被害地域の地理的特徴のまとめ 東日本大震災で液状化被害の大きかった箇所は 埋立地 干拓地 旧河道など 昔の水部を埋めた場所であった 昔 災害に備えるためには 自分の住んでいる土地が災害に対して弱いのかどうかをきちんと知ることが重要である ( 例えば 液状化しやすい土地なのか しにくい土地なのかなどしにくかなど ) 液状化しやすい土地かどうかは その土地の成り立ちを知れば 概ね把握することができる 土地の成り立ちを知るには 古い地図や空中写真( 時系列地理情報 ) や 地形分類情報が極めて重要である これらの土地の成り立ちを知る地理空間情報は 国土地理院の HP 等で容易にアクセスでき 閲覧が可能である 24

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