自然災害科学 J. JSNDS 40 -4 453 -464（2022 ）可動式津波低減設備“防波扉”の適用性の検討
飯干歩1・平石哲也2・濵田英外3・森田章一3

Study on Applicability of Movable Tsunami
Mitigation Facility “Anti-Tsunami Door”
Ayumu Iiboshi1, Tetsuya Hiraishi2, Eigai Hamada and Syoichi Morita3
Abstract
The Anti-Tsunami Door is a foldable and movable tsunami mitigation facility that
automatically stands up to prevent the intrusion of waves when a tsunami occurs. In this study,
the conditions required for the practical application of the Anti-Tsunami Door were examinedfrom both the hydraulic model experiment and the numerical analysis. A numerical analysis
model was constructed using OpenFOAM, and the tsunami mitigation effect was evaluated. The
method of evaluating the performance of the Anti-Tsunami Door using only the measured wave
height was inappropriate because the net tsunami mitigation effect of the door body was notmeasured properly. On the other hand, the evaluation using the passing water volume dataappropriately evaluated the tsunami reduction effect of the Anti-Tsunami Door. The tsunami
mitigation efficiency of the Anti-Tsunami Door was 70% of a fixed breakwater. In the strength
analysis of the Anti-Tsunami Door, it was judged that the Anti-Tsunami Door can be operated
safely in terms of strength in the case of wood with a large Young’s modulus. Based on the
results of the study, we judged that the Anti-Tsunami Door was practical as a tsunami
countermeasure disaster prevention facility, and proposed the condition for installing the AntiTsunami Door on site.
キーワード：津波，防波扉，可動堤，津波低減率，模型実験，OpenFOAM，等分布荷重
Key words: tsunami, anti-tsunami door, tsunami reduction rate, removable barrier, model experiment,
OpenFOAM, uniformly distributing pressure

1

2

国土交通省中部地方整備局
Chubu District Bureau, Ministry of Land, Infrastructure,
Transport and Tourism
京都大学防災研究所
Disaster Prevention Research Institute, Kyoto University

3

爆発研究所
Bakuhatu Research Co.Ltd.

本報告に対する討議は 2022 年 8 月末日まで受け付ける。

453

454

飯干・平石・濵田・森田：可動式津波低減設備 防波扉 の適用性の検討

1 ．はじめに我が国では今後発生が想定される南海トラフ地震など大規模な災害に伴う大津波に備えて，防ている3）。陸上型フラップゲートと比較して，“防波扉”は以下のような短所・長所を有する。
［短所］陸上型フラップゲートは完全に水密であ災・減災のための効果的なハード整備が求められり，浸水を許さないが，防波扉は隙間があり，ている。また，南アジアや東南アジア地域のよう

完全に水密ではない。前者は遠地津波に対しに，津波リスクが高い発展途上国においても適用て事前に人力で事前起立が可能であるが，防可能な津波対策を検討する必要がある。

波扉は事前起立が困難である。

一般的に建設されるコンクリート製防潮堤は，［長所］陸上型フラップゲートは，側部戸当たり・建設費用や環境の改変といった課題を抱える。こカウンターウェイト・シープ（滑車）・テン

れらを解決するために，普段は海底面に設置され，ションロード等が必要で機構が複雑であるが，津波発生時のみ自動的に動作する可動式防潮堤の防波扉は横板とガイドの支持柱のみで構造が開発が進められている。本研究では，“防波扉”

シンプルでる。また，材料費が安く，現場でと呼ばれる新たな可動式津波低減設備に関して検取り換えができる。

討を行う。防波扉の概要を図 1 に示す。防波扉は，

本研究では，防波扉の実用化に必要とされる条

折りたたみ式の木製構造物である。平常時は，汀件を，水理模型実験と数値解析の両面から検討す線付近にコンパクトに折りたたまれた状態で設置る。そこで，新たに数値解析による水理実験の再されるが，津波による浸水が始まると，本体の浮現手法を確立し，津波低減効果の評価及び本体の力と津波の波力を利用して自動的に起立し，後続強度分析を行う。検討結果を踏まえたうえで，防の波の浸入を防ぐ。

波扉の実用化の可能性を示すことを本研究の目的

防波扉に関する既往の実験には増田ら1）や浜田とする。

ら があるが，津波高さと防波扉の低減効果の関
2）連や，本体の耐久性が明らかにされていない。主な課題として，防波扉に衝突する津波高さを明確に把握し，津波低減効果を正しく評価すること，

2 ．防 波扉の津波低減効果に関する実験
的検討
2. 1

実験方法

及び作用波圧データを取得し，本体の強度分析を

防波扉模型を水路に設置して孤立波を衝突させ行うことが挙げられる。また，これまでに防波扉る水理模型実験を，京都大学防災研究所宇治川の実用化に言及した報告はないが，実現可能な寸オープンラボラトリーの津波再現水槽で実施した。

法を想定して水理実験を行うことで，模型寸法を

ピストン式造波装置がある方向を沖側，反対を岸

1/10縮尺として防波扉の現場設置モデルを提案側と呼び，岸側から沖側を見た時の位置関係で左できると考える。さらに，数値解析手法を用いた右を定める。実験水路の断面を図2-1に示す。図検討を併せて実施し，実験結果と比較することに2-2に平面配置を示す。防波扉 1 体は 2 本の円柱

より，精度の高いデータに基づいて実用化に向けで支持され，堤背後の 2 ～ 3 ヶ所で波高を測定した議論を進められると考える。

た。データは0.02 s ごとに記録し，造波開始から

なお，陸上に設置される可動式の防潮堤としてはすでに“陸上型フラップゲート”が実用化され

図1

津波対策用“防波扉”のイメージ

図2-1

実験水路の断面イメージと模型の配置図

455

自然災害科学 J. JSNDS 40 -4（2022 ）20 s 間計測を行った。

全体の高さが0.45 m の 3 段式折りたたみ構造物

防 波 扉 模 型 は 木 材 に よ っ て 製 作 さ れ， 高 さとした。防波扉の各段は水路床に近いものから順

0.15 m の板を蝶番で 3 枚縦に結合することで，に 1 段目， 2 段目， 3 段目とし，沖側に面している方を前面，反対側を背面と呼ぶ。水路床に固定したコンクリートブロックの上に防波扉を取り付
け，汀線から0.45 m 地点で起立するようにした。
実験水路の水位は0.85 m，孤立波の入力波高は，0.15 m，0.25 m，0.35 m の 3 種類とした。防波扉は，折りたたみ時，起立時に加えて，固定式防潮堤，
ブランク実験の 4 種類の設置条件を設定した。各
設置条件の設置状況を写真 1 に示す。各実験条件に付き原則 3 回の実験を行った。
防波扉は，津波先端部が到達すると最上段が揚

図2-2

⑴

実験水路の平面イメージ（防波扉と波高計の配置）

圧力を受けて浮き上がり始め，浮力によって 2 段
目と最下段が浮上する機構を有しており，津波作

折りたたみ時（防波扉の初期位置）⑶

固定式防潮堤
写真 1

⑵

⑷

起立時

ブランク実験（防潮堤なし）

防波扉実験における模型の設置条件

456

飯干・平石・濵田・森田：可動式津波低減設備 防波扉 の適用性の検討

用時に立ち上がることは本模型実験で目視とビデると，その波圧が作用するのと同時に揚圧力が作オ撮影によって確認した .

用する。揚圧力により 3 段目と 2 段目が上方に持

図 3 に防波扉模型の設置初期の状態を断面図でち上げられ，その勢いで，最下段が引っ張り上げ示す。図に示すように，防波扉は 3 枚の板を連結られる。図中の針金は，防波扉を構成する板が上した構造になっている。初期には最下段と 2 段目

方へ移動している間に倒れないように補助するワの間に楔を挟んでおき， 2 および 3 段目を前に傾イヤーを繋いでおくガイドである。

くさび

斜した状態でセットしておく。波の先端が来襲す

写真 2 にビデオ画像をコマ送りで解析した結果の一部を示す。これは，防波扉を折りたたんだ状
態で高さ35 cm の孤立波を作用させたときの立ち上がりの状況を捉えたもので，津波の先端が作用したときに上から 1 段目と 2 段目が揚圧力によって立ち上がり，その後に 3 段目が引き上げられる様子をよく表している。
図 4 に図2-2で示した波高計で計測した水位の時系列を入力波高35 cm の場合について示す。このケースでは，青線で示した防波扉の沖側では35 cm 以上の水位が生じているが，防波扉の後ろ側（赤線と黄色線）では，水位が低下し，瞬間的に水位低下が生じていることが分る。

図3

防波扉の初期位置の説明図⑴

津波が衝突する0.1 s 前の状況⑵

衝突後0.6 s の状況⑶⑷

衝突後2.1 s の状況

衝突後0.9 s の状況
写真 2

防波扉の津波による浮上の様子

457

自然災害科学 J. JSNDS 40 -4（2022 ）

図4

2. 2

測定水位の時系列（入力波高が35 cm の場合）

津波低減効果の評価方法である。

浜田ら2）が提案した津波低減効率の評価式に基

津波低減効率が負の値をとるケースは，防波扉

づいて，より厳密に防波扉の津波低減効果を評価

や防潮堤を設置したことで堤体背後の波高が上昇できるよう改良した。本研究で用いる評価式を式することを意味する。岸側波高計では，防波扉中（ 1 ）に示す。

央の隙間を通過した波や，堤体を越えた波が水路

TMEh＝

hr 0－hr
hr 0

床に落下して新たに形成された波を記録している（1）とみられる。これらはブランク実験では見られない現象のため，防波扉，固定式防潮堤の方が岸側

ここで，TMEh は津波低減効率，hr は岸側波高，

波高 hr の値が上昇し，結果として津波低減効率

hr 0はブランク実験の岸側波高平均値を表す。式が負の値になったと考えられる。なお，測定結果（ 1 ）の分母は堤体がなければ本来陸上で計測さからは入力波高15 cm のとき，防潮堤のケースがれた波高に，分子は堤体があることで減少した波

最も津波低減効率が高く，入力波高が35 cm のと高に相当する。したがって，式（ 1 ）は堤体がな

きは防潮堤を設置すると津波低減効果が損なわれ，い場合の波高増加量に対する堤体が存在する場合

防波扉の効果が高くなる，と解釈できる。一方で，の波高減少量の割合を示している。

津波発生時に堤体を何も設置しない場合と比較して，防潮堤を設置した場合の方が津波浸水を防ぐ

2. 3

実験結果

津波低減効率の計算結果を図 5 に示す。図の横軸は入力した波高，縦軸は津波低減効率の値を示しており，実験ケースごとに 3 試行した平均値をプロットしている。
ここで，Acting：折り畳み時のケース

Standing ：起立時のケース
Blocking：固定式防潮堤のケース
Right：右側の波高計での測定値

Center ：中央の波高計での測定値

図5

津波波高による津波減勢効率の変化

458

飯干・平石・濵田・森田：可動式津波低減設備 防波扉 の適用性の検討

図6

防波扉の OpenFOAM 計算格子の様子ことができることは明らかである。したがって，
本実験結果の波高計測値を用いた評価方法では，

図7

防波扉による津波流束の減衰イメージ

堤体の津波低減効果を精度良く測定できていな

13.3％である。造波装置による孤立波の造波は，かったと考えた。

移動メッシュ制御により再現した。計算領域の沖側壁面を造波板と仮定し，水路沖側から岸側に向

3 ．数 値解析による防波扉の津波低減効
果の評価

けて周辺のメッシュが縮むように設定した。沖側

防波扉の水理模型実験を数値流体力学手法で間実施し，0.1 s ごとにデータを記録した。実験

再現することを目的として，津波再現水槽に適同様，初期水位は0.85 m に，孤立波の入力波高

3. 1

計算条件

壁面が水を押し出すことにより孤立波が発生し，実験水路と同様の造波を再現できる。計算は15 s

した数値モデルを用いた。本研究では，数値解は0.15 m，0.25 m，0.35 m の 3 種類に設定し，合析用ソフトウェアとして OpenFOAM4）を用いた。

計で 9 ケースの数値解析を実施した。

OpenFOAM は数値流体力学（CFD）ツールボック
スの一種である。ソルバーとして，非圧縮性非定

3. 2

津波低減効果の評価方法

常流解析に対応する interIsoFoam を使用した。気実験と同様に津波低減効率の評価式（2.2式（ 1 ）相と液相の界面は VOF 法に基づいて解いている。

参照）を用いて検討を行い，VOF 値 α＝0.5を満計算領域は，津波再現水槽の寸法に基づいて定たす連続面を水面として取得した。波高による評めた。津波再現水槽の水路幅は 4 m であるが，価に加えて，防波扉前面に設定した断面を通過す

計算領域内では半分の 2 m に設定した。防波扉る水量による評価も併せて行った。解析領域に，を 2 台並べて設置すると水路幅方向に対称となる

図 7 のように水路幅方向の断面を設定し，流量ため，水路の半幅だけを計算することとした。こQ1，Q2を定義した。流量 Q は計算で求まる VOFの水路モデル上に，防波扉模型が起立した状態の値を断面で積分して求めた。流量を時間積分して，計算領域を設定した。計算メッシュを図 6 に示す。

時間内に通過した水量を算出した。通過水量に基段と段の隙間は0.01 m と仮定した。防波扉本体づく津波低減効率の評価式を式（ 2 ）に示す。

及び土台部分は不透過領域とすることで表現し，防波扉背後の防波扉を支える円柱模型（図2-2参照）は省略した。固定式防潮堤，ブランク実験についても同様に計算領域を設定した。なお，防波扉の全高は0.53 m で，0.01 m の隙間が上下板のTMEQ＝

Q20－Q2
Q20（2）

ここで，添え字 2 は流出量であることを示し，
TMEQ は津波低減効率，Q2は流出量，Q20はブラ接続部に 3 か所開いている。また，側壁とは0.12 m

ンク実験の流出量を表す。式（ 2 ）の分母は堤体離れている。したがって透過体としての空隙率はがなければ本来背後で浸水していた水量に，分子459

自然災害科学 J. JSNDS 40 -4（2022 ）⑴

t＝8.60 s⑵

t＝8.80 s⑶

t＝9.00 s⑷

t＝9.20 s⑸

t＝9.40 s⑹

t＝9.60 s⑺

t＝9.80 s⑻

t＝10.00 s

図8防波扉の計算結果の可視化

460

飯干・平石・濵田・森田：可動式津波低減設備 防波扉 の適用性の検討

は堤体があることで減少した水量に相当する。し能を評価する手法は，堤体正味の津波低減効果をたがって，式（ 2 ）は堤体がない場合の背後への正当に評価できず，不適切となることがある。

通過水量に対する堤体が存在する場合の低減水量（2）通過水量による津波低減効果の評価の割合を示している。

津波低減効率の計算結果を図10に示す。津波低減効率は全ケースで正の値をとる。式の物理的意

3. 3

計算結果

味及び算出される津波低減効率の妥当性を踏まえ防波扉の計算結果について，水面形状を各時刻ると，式（ 2 ）を用いた評価方法は，堤体の津波で可視化したものを図 8 に示す。図の⑴から⑵に低減効果を波高による比較よりは適正に評価してかけて，孤立波が防波扉に衝突する様子を図示しいると考えられる。防波扉の性能を評価する手法ている。防波扉が t＝8.60 s で立ち上がって以降，として，式（ 2 ）を用いた堤体背後への通過水量

t＝8.80 s では，防波扉の隙間から波の一部が背後による評価が妥当であると提案する。本研究の条へ侵入している。t＝9.00 s では，少し越流もみら

件下では，防波扉の津波低減効率は 7 割以上を示れる。ただし，t＝9.20 s 後からは越流はなくなり，すという結果が得られた。

津波の抑止効果がよく示されている。
（1）波高による津波低減効果の評価
津波低減効率の計算結果を図 9 に示す。固定式

防波扉の津波低減効果を固定式防潮堤と比較するため，式（ 3 ）に示す津波低減効率比 TMER を計算した。

防潮堤では入力波高0.35 m のとき負の値を示し，防潮堤を設置していることにより，堤体背後の波

TMER＝高が上昇してしまうことを意味する。岸側波高 hr

TME|Standing
TME|Blocking（3）の値が大きくなった理由として，防潮堤を越えた

ここで，TME|Standing は防波扉の津波低減効率，

波が水路床に落下し，新たに波を形成したことがTME|Blocking は固定式防潮堤の津波低減効率で考えられる。これは水理実験の結果及び考察と一ある。なお，固定式防潮堤は側壁との間に隙間を致し，モデルの検証ともなった。堤体背後での局有していない。図10に示した防波扉の津波低減効所的な水面の乱れの影響を取り除く手段として，率について，式（ 3 ）を用いて比を計算した結果

波高計の計測位置を岸側に下げることが考えられを表 1 に示す。

る。しかし，波高の計測値はその計測位置に大き表より，入力波高が大きくなるにつれて，防波く依存するため，一律の基準で評価できていると扉の津波低減効率比も大きくなることがわかる。

は言い難い。波高計測値のみを用いて防波扉の性

このようになった要因として，津波低減効率の下

図9

図10

津波波高を基に求めた津波減勢効率の変化

津波流速を基に求めた津波減勢効率の変化

461

自然災害科学 J. JSNDS 40 -4（2022 ）表1

入力波高による津波低減効率の変化

入力波高（m）

0.15

0.25

0.35

津波低減効率比

0.771

0.823

0.840

を計算領域とすると計算負荷が大きい。そこで，
約半分の25 m に水路長を短縮したケースを検討した。また，格子間隔は高解像度（最小で0.01 m）としているので，低解像度のケースとの比較をがり幅が異なることが関係している。固定式防潮行った。Case-1 は水路長を短く，格子を低解像

堤では，入力波高が小さいときほとんど越波を許度としたモデルである。Case-2 は水路長を短く，さない一方で，大きいとき越波量が増大し，効率格子を高解像度としたモデルである。Case-3 はが低下する。防波扉では，入力波高の大きさにか

水路長が長く45 m で格子間隔が高解像度としたかわらず隙間から波の通過を許すため，効率に大モデルである。

きな変化が生じないと考えられる。表 1 に示され

図11-2に実験で得られた衝撃段波波圧の鉛直分る結果から，津波低減効率を指標として防波扉の布での比較を示す。Case-1 の分布形は直線状で性能を評価したとき，本研究の条件下では固定式あり，実験の分布形と比較すると，水面付近で誤防潮堤と比較して 7 ～ 8 割程度の効果を示すとい差が大きくなっている。Case-2 と Case-3 の分布う結果が得られた。

形は絶対値はやや大きいが，実験値の分布形と相似した形になっており，水底付近で最大になり，

3. 4

計算モデルの精度

水面付近で小さくなる波圧分布の様子もよく表さ

本章の最後に計算モデルの精度を評価しておれている。ただ，水底の最大値は Case-3 の方がく。そのために高さ25 cm の防潮堤に作用する

やや小さく，実験値に近い。ただしその差はわず

波圧分布を模型実験で測定し，本計算で用いたかであり，安全側の計算値でもあり計算時間が大OpenFOAM 計算モデルで求めた波圧分布と比較

きく短縮できるので，本報告では，Case-2 のモした。図11に防潮堤に作用する波圧分布を示す。

デルを採用した。

計算の対象とした津波水槽は長さ45 m で全体

4 ．静的モデルによる防波扉の強度分析
4. 1

強度分析の手順

防波扉本体の強度を調べるため，静的モデルを用いて分析を実施した。計算結果より防波扉前面
図11-1

防潮堤の計算断面に作用する波圧分布データを取得した。次に， 3段の防波扉の各段について，波圧分布から最大波力を算出した。防波扉の板を単純梁として図12の

図11-2

防潮堤に作用する津波波圧の実験値と計算値の比較

図12

防波扉を単純梁と近似した時の津波荷重の作用イメージ

462

飯干・平石・濵田・森田：可動式津波低減設備 防波扉 の適用性の検討

9000の 2 種類の木材と定め，比較検討を行うこととした。木材のたわみ許容値として，建築物に用いられる木材のたわみ基準を採用することとした。
建設省6）によると，建築物の使用上の支障が起こらないことの確認方法は，たわみ最大値 vmax に関して以下の式（ 5 ）で定められている。
vmax×DIC
L

≤

1

（5）

250

ここで，変形増大係数 DIC は長期間の荷重により変形が増大することの調整係数であり，通常
図13

木材では 2 を採用する。今回の検討では，作用荷防波扉のたわみの分布

重である波圧は瞬間的なものであることから，変ように表し，最大波力が各段に一様に作用すると形増大係数を 1 とした。部材の有効長さには，梁仮定し，各段の曲げモーメント及び板のたわみを全体の長さを採用した。各入力波高条件で段ごと算出した。ここで支点位置は実験での背後支持円に算出されるたわみ最大値を式（ 5 ）に当てはめて，柱位置である。たわみ曲線は図13に示す形状とな

条件を満たす場合は板の強度は安全である。

り，梁の両端（x＝0, L）と中央（x＝L/2）でたわみ（1）E ＝7000（N/mm2）の場合の絶対値は最大値となる。たわみ最大値 vmax は，

ヤング率 E＝7000（N/mm2）と最大波力 Fmax の

一つの木材が変形していると捉え，以下の式（ 4 ）値を式（ 4 ）に代入して，梁の両端と中央のたわの通りに求められた。

みを求めた。たわみの値を式（ 5 ）に示す評価基
準に当てはめた結果を表 2 に示す。式（ 5 ）の条| ( 2 )|

vmax＝|v(0)|＋ v|v(0)|＝|v(L)|＝

L

L

＝

7800

88837 Fmax

件を満たさず，たわみが許容値を超えるものは表中に斜体で示した。ほとんどのケースで許容値を187621 Fmax

| ( 2 )| 19968 E
v

（4）

E

≅2.41×≅4.45×

Fmax

満たすが，入力波高0.35 m の条件では 2 段目のE

たわみが許容値を超えていることがわかる。した

Fmax
E

ここで，Fmax は波力最大値，E はヤング率である。
たわみ最大値を許容値と比較し，本研究の検討条がって，ヤング率7000程度の木材を使用した場合，今回の検討条件では防波扉の強度面で安全が保障できないという結果を得た。このヤング率は杉材等にあたる。
（2）E ＝9000（N/mm2）の場合

件において本体の強度に問題がないか判断した。

ヤング率 E＝9000（N/mm2）と最大波力 Fmax の式（ 4 ）2 番目及び 3 番目の係数は，たわみの釣値を式（ 4 ）に代入して，梁の両端と中央のたわ

り合い式に，それぞれ x＝（0, L）および x＝L/2 をみを求めた。たわみの値を，式（ 5 ）に示す評価代入すると算出される。すなわち187621と7800等

基準に当てはめた結果を表 3 に示す。ヤング率がの数値は，長さ L＝1820，断面 2 次モーメント I＝8.00×105 を入れると計算できる数値である。
4. 2

たわみ許容値による強度判定

表2

たわみ計算結果（E＝7000 N/mm2）

入力波高（m）

1 段目

2 段目

3 段目

0.15

0.00160

0.000700.00014防波扉を一様な木材と仮定し，たわみの算出に

0.25

0.003890.001800.00054

必要なヤング率を渡邊ら により E＝7000と E＝

0.35

0.003430.004460.000915）463

自然災害科学 J. JSNDS 40 -4（2022 ）表3

たわみ計算結果（E＝9000 N/mm2）想定する。
・防波扉は中空の木製構造物で構成し，高さ1.5 m

入力波高（m）

1 段目

2 段目

3 段目

0.15

0.001240.000540.00011程度の板を蝶番で 3 枚縦に結合することで，全0.25

0.003030.001400.000420.35

0.00267

0.003470.00071

体の高さが4.5 m 程度の 3 段式折りたたみ構造
物とし，本体を構成する木材には，十分な強度を持つものを使用する。

大きくなったことにより，すべてのケースでたわ

以上の設置条件を満たす場合，防波扉は津波発

みが許容値を満たした。これは，ヒノキ材に相当

生時に自動的に起立し，防潮堤として波の浸入をする。

防ぐ役割を果たす。このとき，固定式防潮堤と比2 種類の木材を比較した結果，ヤング率が異な較して 7 ～ 8 割程度の津波低減効果を示す。

るために防波扉の強度分析結果に差が生じた。ただし，今回の検討では防波扉本体を一様な木材と仮定したが，実験で用いた防波扉模型は複数の木

6 ．結論

本研究では，防波扉模型を水路に設置して孤立材を用いて製作し，内部は空洞になっている。今波を衝突させる水理模型実験を実施するとともに，回は問題を単純化して強度分析を実施したが，よOpenFOAM を用いて，防波扉の起立時の津波低り複雑な条件下で検討する必要もある。

減効果を検討した。波高データによる評価方法は

また，木材については経年劣化の影響や耐久性

一律の基準で評価できているとは言い難いので，についても注意が必要である。木質材料の代表と性能を評価する手法として，堤体背後への通過水

してヒノキを考える。ヒノキの耐用年数は 7 ～8.5

量による評価が妥当であると提案した。本研究の年と言われており7），本防波扉は10年以上の長期条件下では，防波扉の津波低減効率は固定式防潮にわたってメンテナンスフリーで使用できるわけ

堤に対して 7 割程度を示した。次に，防波扉を単ではない。風雨による経年劣化にも注意を払う必純梁の問題として仮定し，強度分析を実施した。

要があり定期的なメンテナンスは必要であろう。

ヤング率 E＝9000（N/mm2）の木材の使用で防波

しかし，南アジアや東南アジアの海岸で活用する

扉を安全に運用できる。

場合には現地で自生する木材が比較的安価で供給できるので，定期的に取り換えることも可能で，現地への適用性は高いと考えられる。

5 ．防波扉の現場設置モデルの提案

ここまでの検討結果を基に，防波扉は津波対策

防災設備として実用性が認められると判断し，現場設置モデルを提案する。水理実験で製作した防波扉模型の寸法を縮尺1/10と仮定し，ここで示す
防波扉の条件は，本研究で定めた検討条件の範囲内に限り成立するものとした。提案する防波扉現場設置モデルは以下の通りである。
・防波扉は沿岸域の陸上あるいは汀線部に，横断方向に複数台並べて設置する。第二線防潮堤として既存の防潮堤と複合して防災機能を高める役割を果たす。
・防御対象とする津波高は，3.5 m 程度の津波を

参考文献
1 ）増田光弘，藤田慶彦，浜田英外，南清和：津波
被害減災のための可動式防波扉の適用性に関する研究，日本航海学会論文集，Vol.131，pp.119124，2014．
2 ）浜田英外，藤田慶彦，平石哲也：自動式木製津
波低減設備の実験，自然災害科学，Vol.35，No.2，
pp.141-153，2016．
3 ）小泉勝彦，立脇和則，細川善広，平沼智広，安田将人：撫養海岸保全施設へのフラップゲート式陸閘の適用，土木学会論文集 b2（海岸工学），
Vol.74，No.1，pp.1-11，2018．
4 ）一般社団法人オープン CAE 学会：OpenFOAMによる熱移動と流れの数値解析，森北出版，
2016．
5 ）渡邊英一，松本勝，白土博通：構造力学 I，p.107，
丸善，1999．
6 ）建設省：建築物の使用上の支障が起こらないこ

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飯干・平石・濵田・森田：可動式津波低減設備 防波扉 の適用性の検討とを確かめる必要がある場合及びその確認方法を定める件（建設省告示第1459号），2000.5.31．
7 ）一般社団法人 国産材を使った木造住宅を守る会ホームページ，https://www.wood-rescue.or.jp

要/mokuzai-taikyu/，参照日2021年 9 月17日．
（投 稿 受 理：2021年 5 月26日
訂正稿受理：2021年 9 月19日）

旨

防波扉は折りたたみ式の可動式津波低減設備で，津波発生時に自動的に起立して波の浸入を防ぐ。本研究では，防波扉の実用化に必要とされる条件を，水理模型実験と数値解析の両面から検討した。OpenFOAM を用いて数値解析モデルを構築し，津波低減効果の評価を行った。波
高計測値のみで防波扉の性能を評価する手法は，堤体の正味の津波低減効果を正当に評価できておらず不適切であった。一方，通過水量データでの評価は，堤体の津波低減効果を最も適正に評価しており，防波扉の津波低減効率は固定式防潮堤の 7 割以上を示した。防波扉の強度分
析では，ヤング率が大きい木材の場合，防波扉を強度面で安全に運用できると判断した。検討
結果を踏まえて，防波扉は津波対策防災設備として実用性が認められると判断し，防波扉の現場設置モデルを提案した。