沿岸部排水機場における吐水槽を利用した津波減災対策

• 担当機関: （国）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: 2013～2015
• 研究担当者: 中矢哲郎; 桐 博英; 安瀬地一作; 丹治 肇
• 発行年度: 2015
• 要約: 排水機場建屋の海側に吐水槽を配置すれば、建屋高に対する吐水槽高が半分程度であっても津波進行方向の波力を4割程度削減できる。津波減災効果を期待した排水機場の設計では、建屋前面に吐出槽を配置することで低コストな津波減災対策が可能になる。
• キーワード: 津波、排水機場、吐水槽、減災
• 背景・ねらい: 構造物対策の適用限界を超過するレベル2津波に対し、浸水は許容するが、早期復旧性を向上させる津波減災対策を排水機場にも講ずることができれば、津波浸水後の地域の排水により迅速な復旧活動を行うことが可能になる。そこで、東日本大震災津波により被災した低平地沿岸農業地域に設置されている排水機場の被災パターンを類型化した上で、吐水槽を利用した排水機場の津波減勢効果と配置位置の影響を、水理模型実験から明らかにする。

成果の内容・特徴

1. 排水機場と吐水槽の配置状況による津波被災状況は、パターンA、B、Cに類型化できる(図1)。多くの沿岸部の排水機場はパターンAのように津波の直撃により大破した。建屋の大破を免れたのは、パターンBの海側からみて排水機場建屋の前面に吐水槽が配置され、津波の進行方向の波力を低減させた場合である。しかし排水機場建屋の正面に吐水槽が配置された場合であっても、破堤により海岸線から斜め方向からの津波を受けるケースや吐水槽の高さ不足はパターンCとして区分される。
2. パターンBの排水機場を水理模型により再現し、現行の吐水槽が有する津波減勢効果を把握した。津波波力は写真1に示す建屋前面に設置した3箇所の圧力計の値のうち最大値を採用した。吐水槽による津波減勢割合(吐水槽ありの場合の波力を吐水槽なしの場合の波力で除した値を1から引いた値)は、波高5mで吐水槽なしの24kPaから10kPaになり60%、波高20mで吐水槽なしの219kPaから127kPaになり40%が得られた。吐水槽を越流する波高10m以上の場合でも津波減勢効果が得られる。
3. さらに吐水槽と建屋間の間隔が減勢効果に及ぼす影響を把握した結果、建屋が受ける波力は,吐水槽の距離に関係があり,実験範囲内では短いほど低減効果がある。
4. 機場建屋と吐水槽の間隔を現況の間隔の5mで除した値を間隔比dと定義すると、減勢効果はd=1で40%、d=4付近までは20%、d=6付近以降は吐水槽がない場合とほぼ同じ波力となり効果はほとんど得られない。

成果の活用面・留意点

1. 普及対象:排水機場設計を行うコンサルタント、設計基準を策定する行政部局
2. 普及予定地域・普及予定面積・普及台数等:全国の低平農地沿岸部排水機場
3. その他:斜め方向からの津波の影響や、吐水槽高さが建屋高さの半分以下の場合の津波減勢効果については今後、数値解析等により検討を行う。

• 研究内容: http://www.naro.affrc.go.jp/project/results/laboratory/nkk/2015/15_084.html
• カテゴリ: 低コスト