背後農地に設置した二線堤と農地の段差による津波減勢効果

• 担当機関: （独）農業・食品産業技術総合研究機構 農村工学研究所
• 研究期間: 2011～2012
• 研究担当者: 丹治 肇; 桐 博英; 中矢哲郎
• 発行年度: 2012
• 要約: 東北地方太平洋沖地震で発生したクラスの巨大津波の被害を軽減するため、後背農地に津波減勢機能を持たせた場合の津波遡上速度の低減効果を水理模型実験で評価する。本実験の条件では、二線堤と農地の段差により津波遡上速度を4割減らすことができる。
• キーワード: 津波、減災計画、農地海岸、減災技術、水理模型実験
• 背景・ねらい: 東北地方太平洋沖地震津波の教訓を受けて、堤防等の海岸保全施設では防御しきれない規模(津波減災レベル)の津波に対しては、海岸保全施設に加え盛土構造の活用、地域計画等による多重的な防護機能を兼ね備える必要がある。一方、海岸堤防背後の多くが農地である農地海岸は、港湾や沿岸部に住居が密集している地域と比べて人的被害が少なく、浸水を許容した津波減災対策を講じやすい。このため、後背農地に整備された農道に二線堤の機能をもたせて津波を減勢させたり、農地の段差で生じた空き容量に津波を貯留させたりすることが考えられている。これらの機能を具体化するには、その効果を定量的に把握する必要があり、水理模型実験により津波減勢効果を評価する。

成果の内容・特徴

1. 東北地方太平洋沖地震津波で被災した農地海岸の例を図1に示す。当該地区は、海岸堤防を津波が越流したものの破堤には至らず、周辺家屋の被害も少なかった。発生した瓦礫は植物が中心であり、水路や農道も原形をとどめている。
2. 水理模型は、海岸堤防のみを設置したものと、海岸堤防に加えて二線堤と農地の段差を持たせた2種類(図2)を製作し、津波遡上速度を比較する。背後地の地形および海岸堤防の高さは、東北地方太平洋沖地震津波で被災した農地海岸を元にし、農地の段差は1.5mで、津波浸水被害軽減のための容量を確保するよう高く設定している。
3. 実験では、海岸堤防近傍の津波波高を10mに設定し、津波が海岸堤防を越水する時間を155sから456sの13ケースに変化させる(図3)。ここで、850s以降に到達する波は津波発生ゲートで反射したものであり、比較の対象にはしない。
4. 各実験ケースにおける津波遡上速度を図4に示す。ここで、津波遡上速度は、後背地に設置した水位計測点に浸水が到達した時間と距離から算出した。津波遡上速度は、津波継続時間が短いケース1～7でケース8～11よりやや速い。これは、津波継続時間が短いと海岸堤防を超えた津波がジャンプし、地表面を浸水するよりも速く上流側に到達するためである。
5. 二線堤と農地の段差を考慮した実験では、ケース1～7で海岸堤防を越水した津波が二線堤にぶつかるためケース間の流速の差が大きい。ただし、ケース8～13では安定した減勢が行われる。なお、全てのケースを平均すると、本実験の条件では二線堤と農地の段差により4割程度津波遡上速度が低減される。

成果の活用面・留意点

1. 二線堤等だけで後背地に浸水した津波を完全に減勢することは困難であり、避難路の確保や津波教育などのソフト対策等と併せて計画する必要がある。
2. 本研究で設定した二線堤の堤高や農地の段差は仮定のものであり、現地での計画に当たっては、地域の土地利用等に合わせた水理模型実験や数値実験が必要である。

• 研究内容: http://www.naro.affrc.go.jp/project/results/laboratory/nkk/2012/412a0_01_01.html