建設コンサルタンツ協会ホーム263号目次

協会誌トップページ

Project brief 2プロジェクト紹介

津波シミュレーションを利用した
津波防災対策の計画

は、地震発生地盤が均質な弾性体

ば、歴史的な津波であれば『日本被は、全体的な水位変動の傾向、ピーであると仮定し、地震断層運動に伴害津波総覧［第 2 版］』（ 渡辺偉夫クへの立ち上がり、最大値の大きさとう変位分布を計算する「Mansinha・著）や、「津波痕跡データベース」（東も良好に一致している。一方、岩手中Smylie（1971）」の方法や、「Okada北大学大学院災害制御研究センタ部沖および岩手南部沖では、最大値（1985）」による弾性波理論に基づー）等が広く利用されている。

および位相ともにややずれている。

いて行われている。津波シミュレー
ションに使用される地形・水深デー
タは、内閣府の中央防災会議や各

齋藤正文
SAITO Masafumi
株式会社オリエンタルコンサルタンツ
関東支店
保全防災事業部門
河川港湾部

ミュレーションでの水位変動は「河合ら（2011）」が示しているように、津 波シミュレーションによる再ピークに達する前の小さな峰を伴うを使用することが多いが、最近では現計算の一例として、東北地方太穏やかな上昇と、その後の急激な詳細な地形データを必要とすること

平洋沖地震津波による、福島県か水位の上昇が再現されており、変化が多く、LP（航空レーザ測量）デーら岩手県の沿岸の津 波を再現しの傾向は十分に再現されているとタ等を活用し、2m 程度の地形・水た結果を図 2に示す。シミュレーシ判断した。

深データを作成することもある。
こう

ョンによる時系列の水位変動は、自治体によって作成されているもの■ はじめにした復興や今後の津波防災対策が平成 23 年3月11日に発生した東盛んに行われている。本稿では、当津波シミュレーションでは平面 2した津波シミュレーションによる検NOWPHAS（全国港湾海洋波浪情

北地方太平洋沖地震津波により、社をはじめとして建設コンサルタン

次元の線形・非線形長波理論、例

討フローをまとめると図1のように報網）によるGPS 波浪計による福岩手県、宮城県、福島県を中心に、トで一般に使用されている津波シミ

えば「 後 藤・佐藤（1993）」に基づ示すことができる。

島県沖、宮城北部沖、宮城中部沖、防の復旧にあわせて、防災緑地の太平洋側の沿岸域では甚大な被害ュレーションの概要を述べるとともき、津波発生からの時々刻々の水一般に、津波シミュレーションで仙台新港、岩手中部沖および岩手計画が行われている。例えば、あるが発生した。その直後から津波シミに、津波シミュレーションを利用し位や流速の変化を予測することがはモデルの信頼性を確認するため、南部沖における観測潮位との比較

自治体では、津波の減衰と漂流物ュレーションによる津波高や浸水た今後の津波防災対策の検討としできる。計算時の初期水位条件と再現性の検証が行われる。文献やを行った。の捕捉に対して一体となって効果を深、津波到達時間の検証等が行わて、これまで行った「防災緑地の計しては、断層モデルによって計算さデータベースとして整理されている

その結果、津波シミュレーションの発揮させることを目的として、海岸れ、それを基にした被災原因が推画」、「津波の河川遡上対策」についれる鉛直変位分布を海面水位とし痕跡値を参照することになり、例えうち、福島沖から仙台新港について堤防と組み合わせた防災緑地の計定された。震災から3 年以上経過して紹介を行う。て用いる。初期条件設定に必要となた今、津波シミュレーションを利用■ 津波シミュレーション■ 東北地方太平洋沖地震津波の■ 再現

しかしながら、この2 地点でのシ■ 防災緑地の計画

東北地方の沿岸域では、海岸堤る海底面の鉛直変位分布について
10
50–5

資料収集等

②地形データの作成③初期条件等の設定・入力
水位(m)①断層モデルの設定④再現シミュレーション

再現性チェック（必要に応じて地形データの入れ替え）⑤予測シミュレーション

計算値

観測値
福島県沖

1050–51050–51050–51050–51050–5

宮城北部沖

NOWPHAS波浪観測位置

宮城中部沖

仙台新港

岩手中部沖

岩手南部沖

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 time(m)⑥計算結果の出力
図1036

津波シミュレーションの検討フロー

Civil Engineering Consultant

VOL.263 April 2014

0
図20.5

11.5time(h)津波シミュレーションによる東北地方太平洋沖地震津波の再現

Civil Engineering Consultant

VOL.263 April 2014037

図3

防災緑地イメージパース

津波シミュレーション結果
海岸堤防のみ津波シミュレーション結果
海岸堤防＋防災緑地■ 津波の河川遡上対策と、津波の河川遡上は、波源域から■ おわりに津波による浸水被害は海岸線か沿岸域までの伝播過程を再現し、らだけでなく、河川内を伝搬し、堤河川内の予測には横断方向に5メッにも、津波避難タワーや道路を利内地へ浸水する場合もある。写真1シュ程度の地形データを用いて行う用した津 波対策が各地で行われは、東北地方太平洋沖地震津波発ものとされている。また、河川水位ている。津波避難タワーの構造検

災直後の宮城県石巻市内を流れるは不等流計算によって得られる平討では、鉛直方向の波圧分布を求

旧北上川河口周辺の状況である。

常時の水位を考慮することが一般める必要があり、既存の津波波圧津波の河川遡上によって甚大な被的となっている。

公式が適用できない場合は、3 次防災緑地や河川遡上対策の他害が発生したことがわかる。遡上時

このようにして得られたシミュレ

元の解析が可能なシミュレーターには船舶等の漂流物を伴うこともあーションの結果は、浸水予測図や「STOCK／富田・柿 沼（2005）」やり、河川周辺に住宅地が密集してい河川縦断方向の最大水位として整「3次元の数値波動水槽CADMAS-

るような地域では、津波の河川遡上理され、現況堤防高や計画堤防高SURF/3D（2010）」（ 沿岸技術研究対策が今後の課題となる。

に対する検証を行い、必要に応じセンター）等のモデルを利用するこ

津波の河川遡上も津波シミュレて対策工を検討する。対策工としてとも多くなってきている。ただし、3ーションによって検討されることがは、水門で津波の遡上を遮断する次元解析では、解析時間やデータ多い。
『津波の河川遡上解析の手引方法や、堤防高の不足箇所の嵩上作成に多大な時間と労力を要するこき（案）（』国土技術センター）によるげ等が考えられる。とがあり、プログラムの並列化や検討ケース数の絞込み等、効率的な

76

龍宮橋
B
No.14+0.0

鵠沼橋A
No.1+0.0
最大水位（浸水計算なし）

日の出橋
D
No.30+13.9

稲荷橋
CNo.22+10.0

54

現況堤防高(右岸)
計画堤防高T.P.+(m)3

図4

防災緑地の検討（津波シミュレーションによる浸水深の分布図）

計画高水位

2

現況堤防高(左岸)
平水位

10-1

津波シミュレーションによる最大浸浸水深が大きく減少していることが海岸堤防の高さは、一定の頻度水図を示したものであり、海岸堤防分かる。

（数十年から百数十年に一度程度）

のみと比較して、防災緑地を反映さで到達すると想定されるいわゆるレせた予測結果からは、浸水範囲と画を行っている。

ベル1津波と、高潮による打上高によって決まる高さのうち、高い方が採用

現況河床高-2-3-4-5

計画河床高-100
No.-50No.0

100No.5200
No.10300
No.15400
No.20

追加距離(m)図5

津波シミュレーションの結果（津波最大水位の縦断図）

図6

対策工 嵩上げ津波の河川遡上対策のイメージ

500
No.25

600
No.30

700
No.35

検討が必要である。
＜参考文献＞
1）後藤智明・佐藤一央（1993）‌
：三陸沿岸を対象とした津波数値計算システムの開発，
港湾空港技術研究所
報告 vol.032, No.02, pp.3-44.
2）‌河 合 弘 泰・佐 藤 真・川 口 浩 二・関 克 己（2011）：
GPS 波浪計で捉えた平成 23 年東北地方太平洋沖
地 震 津 波、海 岸 工 学 論 文 集、Vol.67, pp.12911295.
3）‌富田孝史、柿沼太郎（2005）：海水流動の 3 次元性を考慮した高潮・津波数値シミュレータSTOC の開発と津波解析への適用、港湾空港技術研究所報告
vol.044, No.02, pp.83-98.
4）‌M a n s i n h a , I . , S m y l i e . E .（1971）: T h e
Displacement Fields of Inclined Faults, Bulletinof Seismological Society of America, Vol.61,
No.5, pp.1433-1440.
5）‌Okada,Y.（1985）: Surface deformation due toshear and tensile faults in a half space, Bull.
Seism. Soc. Am., Vol.75, No.4, pp.1135-1154.

されている。一方、防災緑地の地盤高は、植栽による漂流物の捕捉効果が期待できる浸水深 2m 程度は許容するものとし、隣接する海岸堤防、道路、橋梁等の高さを踏まえ、最大クラスの津波に対しても避難が可能となるような高さが計画されている。
津波シミュレーションでは、現況の地形と防災緑地のある将来の地形で比較し、浸水範囲や浸水深の減少を効果として評価し、計画・設計に役立てることになる。図 4 は、

038

Civil Engineering Consultant

VOL.263 April 2014

写真 1

津波の河川遡上による被害の状況

対策工 水門Civil Engineering Consultant

VOL.263 April 2014039