自然災害科学 J. JSNDS 34 -4 309 -317（2016 ）山元海岸における津波湾の形成機構に関する研究
Vo Cong HOANG1・田中 仁1・三戸部 佑太1・有働 恵子2・真野 明2

Study on mechanism of tsunami bay formation
on Yamamoto Coast
Vo Cong HOANG1, Hitoshi TANAKA1, Yuta MITOBE1,Keiko UDO2 and Akira MANO2
Abstract
The 2011 tsunami waves and return flows caused severe breaching of sandy beach along
the coast of Yamamoto, Miyagi, Japan. These breaching are bounded by coastal structures suchas jetties or breakwaters which are considered as rigid boundaries. This study investigates theformation mechanism of tsunami bay at the breaching locations. Fully recovery of breaching isobserved at the areas with sufficient sediment supply from adjacent sandy coasts. However, at
the area with less or without adjacent sandy coast, the formation of tsunami bay is observed. Therelationship between measured area of adjacent sandy coasts, AS, and measured area of breaching,AB, indicates that the formation of tsunami bay take place in case AB greater than AS and vice versa.
キーワード：山元海岸，津波湾，東日本大震災津波，ブリーチング，回復Key words： Yamamoto Coast, tsunami bay, the Great East Japan Earthquake Tsunami, breaching, recovery

1 ．はじめに川跡において大規模なブリーチングが生じてい2011年東日本大震災津波によりもたらされた海る。その後，Hoang ら3, 4）はこのようなブリーチ

浜変形の特徴の一つは大規模なブリーチングであング地形の回復過程に関する理論的考察を行ってる。Tanaka らの報告

いる。によれば，河口近くに位

1, 2）

宮城県仙台海岸の南部に位置する山元海岸にお置するラグーンと海を隔てるバリアー地形や，旧12

東北大学大学院工学研究科
Graduate School of Engineering, Tohoku University

東北大学 災害科学国際研究所
International Research Institute of Disaster Science,Tohoku University

本報告に対する討論は平成 28 年 8 月末日まで受け付ける。

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HOANG・田中・三戸部・有働・真野：山元海岸における津波湾の形成機構に関する研究

いては海岸堤防の破堤が生じ，その前面において大規模な砂浜のブリーチングが生じた5, 6）。山元
海岸におけるその後の回復過程は大別して，①汀線の回復が見られた箇所，②いわゆる「津波湾」として湾入汀線が残存した箇所の二種に分類される。このうち，津波湾残存部においては旧堤法線位置での水深が深いまま維持されたために，被災前の位置での堤防復旧が困難を極め，このため，一定量のセットバックを余儀なくされた。また，構造物前面の水深が大きいことから堤防への波当たりも強く，連続する海岸構造物の中で特に弱点となりやすい箇所となる。今後，国内の他所においても同様な大規模津波災害が予想されていることを考慮すれば，実務的な観点においても津波湾の形成機構を検討することは重要なテーマである。
そこで，本論文では山元海岸における津波湾の形成機構に関する検討を行った。なお，2004年12月インド洋大津波の際に生じた海浜変形の回復

図1

過程に関する研究も多くなされている（例えば，山元海岸の概要

Liew et al.7）, Choowong et al.8））が，津波湾の形成に関する報告は無い。

建設が行われていた。

2 ．山元海岸の概要と収集データ

図中の実線は図2-1から読み取った津波前の汀線

図2-2は被災直後のブリーチングを示している。
山元海岸は図 1 に示すように宮城県阿武隈川河位置を示している。多くの場所で砂浜の決壊が確口から福島県境に至る砂浜海岸であり，これまで認される。また，北側の海岸において以前の海岸海岸侵食対策としてヘッドランド事業および養浜堤防の背後に，越流した津波による落掘の形成が事業がなされて来た9, 10）。同海岸では，2011年東確認される。

日本大震災津波により海岸堤防が大きな被災を受

図2-3は津波発生から約二ヶ月後の状況を示す。

けた11）。その後，海浜地形の回復過程において多主に北側エリア（図中左部）では決壊部の回復がくの箇所で津波湾が形成された12）。片野ら13）の報見られるが，南側（図中右部）の砂浜では依然，告によれば，山元海岸における堤防の被災状況は汀線には大規模な侵食部が残っている。

バーの有無と密接に関係している。

図2-4は津波発生から約一年を経た時点での津波湾の形成状況を示す。津波湾が形成されなかっ

3 ．山元海岸における津波湾の形成状況

たところ（○印）と，津波湾が形成されたところ

図2-1は津波被災前の2009年12月10日の画像を（×）に明確に分かれており，津波湾形成箇所は示している。山元海岸においては北上する沿岸漂山元海岸の南側にのみ位置していることが分か

砂が卓越し，このため海岸の南部において侵食がる。なお，津波湾の定義については以下に詳述す著しい。図2-1において南部ほど白い砂浜域が狭る。北側では津波被災直後のブリーチングが閉塞小であることが認められる。そこで，南側からヘッして，離岸堤部分を除いて汀線の凹凸も消滅してドランドの建設が進められ，この時点では 8 基のおり，滑らかな連続的な砂浜が形成されている。

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自然災害科学 J. JSNDS 34 -4（2016 ）

図2-4

図2-1

山元海岸の汀線形状（2009年12月10日）

図2-2

山元海岸の汀線形状（2011年 3 月14日）

図2-3

山元海岸の汀線形状（2011年 4 月 6 日）

山元海岸における津波湾の形成箇所（○：津波湾非形成箇所，×：津波湾形成箇所）

次に，図2-1に示す地点 A，B，C について，よる。図4-2によれば，左のヘッドランド付け根部

り詳細な地形変化の状況を図 3 ，図 4 ，図 5 に示に砂浜が存在し，図4-3，図4-4において，左側決す。図 3 は，図 2 に示す A 地点での詳細な地形

壊部左岸側の砂浜に浜崖の形成が見られる。これ回復過程を示している。図3-1は初期地形である。

より，この砂浜からの沿岸漂砂が決壊部の回復に

図3-2によれば，2011年 3 月14日には，海岸堤防寄与しているものと推測される。右側決壊部の左背後に形成された落掘と海域とがつながってい右岸にはこのような供給源となる砂浜がほとんどる。しかし，実線で示された図3-1の時点での初見られず，このために小規模な円弧状の湾が残存

期汀線に比べ，決壊部を除けば汀線変化量はきわしている。この様に，本論文においては津波後にめて小さい。その後，このブリーチングは徐々に回復した汀線に湾曲形状が確認される箇所を津波埋め戻され（図3-3），津波前の海岸とほぼ同程度湾と定義した。

まで回復している（図3-4，図3-5）。

最後に，図 5 は図 2 の漂砂上手に位置する C

次に，図 4 は図 2 の B 地点に位置する地形変地点における画像を示している。前述の通り，こ化を示している。前述の図 3 に示した A の箇所の箇所では津波被災前から侵食が深刻であり，砂に比べて，砂浜幅が狭小である点に相違がある。

浜がほとんど見られなかった。図5-1から図5-5に二つのヘッドランド間に存在する二箇所の決壊部

示した通りに汀線の回復が見られず，大規模な津のうち，左は図4-5においてほぼ回復して直線的波湾が形成されている。

な汀線を示しているのに対して，右の決壊部には円弧状の汀線が形成されていることが確認され

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HOANG・田中・三戸部・有働・真野：山元海岸における津波湾の形成機構に関する研究

図3-1

汀線変動（A 地点，津波湾非形成箇所，2009年12月10日）

図3-2

汀線変動（A 地点，津波湾非形成箇所，2011年 3 月14日）

図3-3汀線変動（A 地点，津波湾非形成箇所，2011年 4 月 6 日）

図3-4

汀線変動（A 地点，津波湾非形成箇所，2011年 5 月24日）

図3-5汀線変動（A 地点，津波湾非形成箇所，2012年 4 月12日）

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図4-1

汀線変動（B 地点，津波湾形成・非形成の混在箇所，2009年12月10日）

図4-2

汀線変動（B 地点，津波湾形成・非形成の混在箇所，2011年 3 月14日）

図4-3

汀線変動（B 地点，津波湾形成・非形成の混在箇所，2011年 4 月 6 日）

図4-4

汀線変動（B 地点，津波湾形成・非形成の混在箇所，2011年 5 月24日）

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HOANG・田中・三戸部・有働・真野：山元海岸における津波湾の形成機構に関する研究

図4-5

汀線変動（B 地点，津波湾形成・非形成の混在箇所，2012年 4 月12日）

図5-1

汀線変動（C 地点，津波湾形成箇所，2009年12月10日）

図5-2

汀線変動（C 地点，津波湾形成箇所，2011年 3 月14日）

図5-3

汀線変動（C 地点，津波湾形成箇所，2011年 4 月 6 日）

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図5-4汀線変動（C 地点，津波湾形成箇所，2011年 5 月24日）

図5-5汀線変動（C 地点，津波湾形成箇所，2012年 4 月12日）

4 ．津波湾の形成要因
以上に示した考察を背景に，図6-1，図6-2のように面積 AB と As とを定義する。すなわち，津波来襲直後のブリーチングの面積を AB とし，また，ヘッドランドに挟まれた領域における砂浜の面積を As とする。As は決壊部を埋め戻すための供給源を表しており，As>>AB であれば容易に決壊部が埋め戻されるであろう（図6-1）。一方，As<<AB

図6-1 決壊面積 AB と周辺砂浜面積 AS の定義（津波湾非形成のケース）であれば決壊部を埋め戻すための砂の供給源が不足するであろうと予想される（図6-2）。
図 7 は津波湾の残存箇所（×）と砂浜回復箇所（●）について，As と AB との関係をプロットしたものである。ここで，図 3 の様に二つのヘッドランド間に複数の決壊が見られた場合には，隣り合う二つの決壊の間の距離の半分の区間がそれぞれ

図6-2 決壊面積 AB と周辺砂浜面積 AS の定義（津波湾形成のケース）の埋め戻しに貢献していると仮定している。図 7によれば，予想したとおりに As と AB の大小関係

これより，As ＝ AB が津波湾の形成条件となってにより×と●が分類されていることが確認されいると結論できる。

る。ここで，As ＝ AB の時には，埋め戻すべき面

健全な砂浜の保全は良好な海岸環境の維持に貢積と供給源砂浜の面積が一致することから，これ献するばかりでなく，将来に発生すると予想されが津波湾形成の限界を表しているものと考えられる大規模津波災害時に津波湾の形成を回避するこる。図中の破線はこの条件を示しており，×と●とを可能ならしめるものであることが本研究によとを良好にグループ分けしていることが分かる。

り示された。津波湾の形成を回避することは，そ316

HOANG・田中・三戸部・有働・真野：山元海岸における津波湾の形成機構に関する研究

図7

津波湾発生条件（●：津波湾非形成箇所，×：津波湾形成箇所）の後の海岸堤防の復旧にも益するものである。こ

引用文献のように，本研究の成果は十分な砂浜面積を維持

1 ）Tanaka, H., Tinh, N.X., Umeda, M., Hirao, R.,
Pradjoko, E., Mano, A. and Udo, K.: Coastal andestuarine morphology changes induced the 2011
Great East Japan Earthquake Tsunami, Coastal
Engineering Journal, Vol.54, No.1, 2012.
2 ）Tanaka, H., Adityawan, M.B., Udo, K. and Mano,A.: Breaching and tsunami water drainage at oldriver mouth locations during The 2011 Tsunami,
Proceedings of 34th International Conference on
Coastal Engineering, 2014.
3 ）Vo Cong Hoang, Hitoshi Tanaka and Yuta Mitobe:
Theoretical study on the recover y process ofestuar y adjacent to the concave landform after
the tsunami, 土 木 学 会 論 文 集 B1（ 水 工 学 ）,Vol.71, No.4, pp.I_31-I_36, 2015.
4 ）Vo Cong Hoang, Hitoshi Tanaka and Yuta Mitobe:
Theory for backfilling of tsunami-induced beacherosion, 土 木 学 会 論 文 集 B3（ 海 洋 開 発 ）, Vol.
B3-71, 2015.
5 ）Mano, A., Tanaka, H. and Udo, K.: Destruction
mechanism of coastal levees on the Sendai Bay
Coast by 3.11 Tsunamis, Proceedings of 33rd
International Conference on Coastal Engineering,
2012.
6 ）Udo, K., Takeda, Y., Takamura, M. and Mano,A.: Serious erosion of the southern Sendai Coastすることのベネフィットとして，津波湾形成の回避という新たな観点を付加できることを示している。

5 ．おわりに本研究においては，東北地方太平洋地震後の山元海岸における地形の回復状況に関する検討を行った。以下に主要な結論を示す。
（ 1 ）東日本大震災津波による山元海岸における海岸決壊箇所について，その後に津波湾が形成された箇所とそうでない箇所を分類し，その変形過程を明らかにした。
（ 2 ）津波湾の形成・非形成を分類する図を得た。
本研究の成果は，砂浜を維持することの意義として，大規模津波被災後において津波湾の形成を防ぐという新たな効用があることを示している。

謝辞
本研究を行うに当たり，（財）河川環境管理財団による河川整備基金の助成を受けた。ここに記して深甚なる謝意を表する。

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自然災害科学 J. JSNDS 34 -4（2016 ）due to the 2011 Tohoku Earthquake Tsunami and
its Recovery Process, In Post Tsunami Hazards;
Reconstruction and Restoration, eds: V. Santiago,
Y. Kontar and Y. Kaneda. Springer, 2014.
7 ）Liew, S.C., Gupta, A., Wong, P.P and Kwoh, L.K.:
Recover y from a large tsunami mapped overtime: The Aceh coast, Sumatra, Geomorphology
Vol.114, pp.520-529, 2004.
8 ）Choowong, M., Phantuwongraj, S., Charoentitirat,T., Chutakositkano, B., Yumuang, S. andCharusiri, P.: Beach recover y after 2004 IndianOcean tsunami from Phang-Nga Thailand,Geomorphology, Vol.104, pp.134–142, 2009.
9 ）槻山敏昭・木村 晃・高木利光・橋本 新：仙台湾南部海岸におけるヘッドランドの漂砂捕捉率について，海岸工学論文集，第50巻，pp.521525，2003．
10）三浦佑輔・南 將人・有働恵子・真野 明：仙台湾南部海岸におけるヘッドランド周辺の土砂輸送解析，海岸工学論文集，第55巻，pp.571-

要575，2008．
11）加藤史訓・野口賢二・諏訪義雄・木村 晃・河合雅史・高木利光・小俣雅志：東北地方太平洋沖地震津波による仙台平野南部での海岸堤防被災・洗掘に関する調査，土木学会論文集 B2（海岸工学），第68巻，pp.1396-1400，201212）有働恵子・田中 仁・真野 明・武田百合子：
東北地方太平洋沖地震津波による宮城県仙台湾南部海岸の海浜変形特性，土木学会論文集 B2（ 海 岸 工 学 ），Vol.69，No.2，pp.I_1391-I_1395，
2013．
13）片 野 正 章・ 三 浦 義 昭・ 日 野 口 厳・ 宇 多 高 明・
五十嵐竜行・大木康弘・三波俊郎：仙台湾南部
山元海岸で観測された津波の戻り流れによるバーの消失，土木学会論文集 B2（海岸工学），Vol.70，No.2，pp.I_1411-I_1415, 2014．
（投 稿 受 理：平成27年 8 月18日
訂正稿受理：平成27年11月30日）

旨

東日本大震災津波による山元海岸における海岸決壊箇所について，その後に津波湾が形成された箇所とそうでない箇所を分類し，その変形過程を明らかにした。また，津波湾の形成・非形成を分類する図を得た。本研究の成果は，砂浜を維持することの意義として大規模津波被災後において津波湾の形成を防ぐという新たな効用があることを示している。