自然災害科学 J. JSNDS 40 -2 163 -174（2021 ）年間 南海トラフ地震津波に備えるた
特集 めの今後の対策－東日本大震災
での津波被害を踏まえて－

高橋 智幸1

Future disaster management for Nankai Trough earthquake
tsunamis – based on tsunami damage due to the 2011
Tohoku earthquakeTomoyuki TAKAHASHI1
Abstract
The tsunami damage due to the 2011 Tohoku earthquake were summarized, and the
preparedness for the Nankai Trough earthquake tsunami was discussed. In the disaster,underestimation of the assumed tsunami and tsunami warning, delay in damage evaluation,and tsunami-related phenomena (sediment transport, topographical change, drifting objects,
disaster debris, evacuation behavior, etc.) caused to increase the damage. After the disaster,
assumption of the maximum class tsunami has been introduced, and numerical analysis
and observation system of tsunamis have been developed. They make progress to prevent
underestimation of tsunami warning and to grasp the damage promptly. However, there are stillsome problems to be solved in tsunami warning, such as tsunami earthquake, heterogeneity oftsunami source, and its cancellation. In addition, there are some technologies that have not yet
been utilized in the real ﬁeld of disaster. It is necessary to continue eﬀorts to improve disastermanagement capabilities.
キーワード：津波警報，砂移動，漂流物，災害がれき，津波レーダ
Key words:

tsunami warning, sediment transport, drifting objects, disaster debris, tsunami radar

1 ．はじめに会合しているが，このような地域は世界的にみて日本周辺では太平洋プレート，フィリピン海プ

も稀である。複雑な地殻構造は豊かな自然を与え

レート，ユーラシアプレート及び北米プレートがてくれると同時に多くの災害を引き起こす。特に

1

関西大学社会安全学部
Faculty of Societal Safety Sciences, Kansai University

163

164

高橋：南海トラフ地震津波に備えるための今後の対策

プレートの境界付近や沈み込むプレート内では大甚大な被害を目の当たりにした防災研究者に科せ地震がしばしば発生する。このような海域で発生られた責務であると考える。本稿では，東日本大した大地震は津波を引き起こし，過去に幾度も大震災での津波被害を踏まえて，南海トラフでの大きな被害を我が国に与えてきた。

地震に備えるための今後の津波防災について考察

フィリピン海プレートがユーラシアプレートのする。

下に沈み込む境界にあたる南海トラフでも，大地震とそれに伴う津波が繰り返し発生し，日本の広い範囲に被害を与えてきた。地震調査研究推進本

2 ．東日本大震災で示された津波防災の課題

部（2013）は，マグニチュード 8 〜 9 クラスの地

太平洋プレートが北米プレートの下に沈み込む

震が30年以内に発生する確率は70〜80％と評価し境界にあたる日本海溝では，2011年 3 月11日に東ている。また，今後30年以内に南海トラフで大地

北地方太平洋沖地震が発生した。この地震に伴う震が発生し，海岸の津波高が 3 m 以上になる超津波は北海道から沖縄まで到達し，特に東北地方

過確率を図 1 のように評価しており，広範囲での太平洋沿岸に甚大かつ様々な人的・経済的被害26％以上となっている（地震調査研究推進本部，を与えた（例えば，Mori et al., 2011, 2012; 今村，

2020）。なお，津波高 3 m とは住家流出や全壊が2021；関西大学社会安全学部，2012）。東日本大生じる目安であり，超過確率 6 ％と26％はそれぞ

震災で示された津波防災の課題については多くのれ再現期間が概ね500年と100年に相当する。

研究者が検討しているが，一例として著者による

南海トラフで発生が懸念されている地震津波に整理を図 2（関西大学社会安全学部，2016）に示備え，被害の軽減を図るためには，津波被害の発す。図中，点線で囲まれているのが課題，実線で生メカニズムをよく理解することが必要である。

囲まれているのが今後必要な取り組みを示していそのためには，2011年東北地方太平洋沖地震による。

る津波被害を教訓とすることが重要であり，また

図1

今後30年以内に南海トラフ沿いで大地震が発生し，海岸の津波高が3m 以上になる超過確率（地震調
査研究推進本部，2020）

165

自然災害科学 J. JSNDS 40 -2（2021 ）

2. 1

外力の評価

真 1 ）。

時間軸で考えると，地震・津波の発生前には外外力の過小評価は津波警報においても発生し力と被害の想定が重要となる。まず地震を想定し，た。図 4 に示すように地震発生から 3 分後には大次にその地震により引き起こされる津波を想定し津波警報が発表されたが，予想された津波の高さた上で，それらによる被害を予測し，被害を軽減

は宮城県で 6 m，岩手県と福島県で 3 m と過小評するための対策を考えていく。例えば，防潮堤な価になっていた。この原因は地震マグニチュード

どの海岸保全施設の高さを決めるために必要な海を7.9と過小評価したためである。津波警報の第岸線での津波高，ハザードマップの基礎データと一報は震源の位置と地震マグニチュードから津波なる市街地での津波浸水分布などはすべて津波の予報データベースを検索して決定されるため，地想定から導かれる。しかし，東日本大震災ではそ

震マグニチュードが過小評価になると津波警報ものプロセスの起点となる外力の想定が過小評価に

過小評価になる。数十分後には第二報が発表されなっていた。外力の想定においては既往最大を重ているが，その前に大規模な停電が発生していた。

視していたが，我々が得ている地震や津波の情報

津波災害において人的被害を軽減するためには住は，最大クラスの地震の繰り返し間隔に比べると民の避難行動が極めて重要であり，そのためには

短い期間のものであり，既往最大を知るには十分

適切な防災情報が提供される必要がある。津波警

なものではなかったことが一つの原因である。外報はまさにその役目を担うものであるから，第一力の過小評価の結果の一例として宮城県南三陸町

報の重要性は高い。

志津川地区におけるハザードマップ（図 3 ）を示

津波警報の難しさは解除の決定にもある。救助・す。著者の調査では，津波は予想浸水域を大きく

救援などの災害対応を迅速に行うためにも，また超えて，同図の左上の地点Ａまで到達していた（写経済的損失を少なくするためにも，適切かつ速や

図2

東日本大震災で示された津波防災の課題と新たな取り組み（関西大学社会安全学部，2016）

166

図3

高橋：南海トラフ地震津波に備えるための今後の対策

宮城県南三陸町志津川地区における津波ハザードマップと調査地点（宮城県作成ハザードマップに加筆）

2. 2

被害の評価

災害時に人的被害を減らすためには迅速な救助・救援活動が不可欠である。特に発災後72時間を過ぎると生存率が著しく低下すると言われている。災害が大規模になるほど，発生直後は救助・救援の人や物資が不足するため，被害を的確に評
価し，効果的に災害対応を行う必要がある。しかし，東日本大震災では，被害範囲が広域であり，被害を調べる市町村の庁舎や職員も多く被災したため，被災状況の把握，特に激甚被災地の探索が
写真 1

宮城県南三陸町志津川地区における津波被害困難となった。
また，被害の形態も複雑であった。東日本大震
災では津波による被害が卓越していたが，その原かに津波警報を解除することが望ましい。しか因は高い波高と大きな流速だけではなかった。大し，津波の減衰を高精度で評価することは難しい

流速に起因した大きな掃流力は海底の砂を大量にため，安全を優先して長期化する傾向がある。東移動させ，大規模な地形変化を発生させた。砂移日本大震災において津波警報が解除されたのは地動自体が防波堤などの海岸構造物の破壊に繋がる震発生から 2 日後であった。

が，地形変化も被害拡大の要因になる。一例として，宮城県気仙沼湾の地形変化を示す。同湾は細167

自然災害科学 J. JSNDS 40 -2（2021 ）

図4

地震発生から 3 分後に発表された津波警報・注意報（出典：気象庁ウェブサイト）

長い形状をしており，途中に狭窄部を有し，湾奥が大きくなっているため，波力を増大させ，破壊に市街地が発達している。津波の第 1 波が狭窄部力を増す。さらに，海底の有害物質も含んでいるを通過する際に大量の砂が移動し，最大で約 7 mため，津波肺と呼ばれる肺炎を引き起こす。

の侵食が発生した（原口・他，2012）。そのため，

津波来襲時の大きな流体力は，船舶や養殖施設

狭窄部の断面積は拡大し，第 2 波では大きなエネなどの漂流物も発生させ，それらが市街地に侵入

ルギーが狭窄部を通過したと考えられる。山下・

して被害を拡大した。市街地においても，自動車

他（2017）は津波による砂移動を考慮した移動床や倒壊建物の残骸などが新たな漂流物となり，結モデルと砂移動を考慮しない従来の固定床モデル

果的に写真 1 に示されているような大量の災害がによる数値計算結果を比較した。その結果の一部

れきが市街地に堆積した。災害がれきは津波火災

を図 5 に示すが，砂移動による地形変化によっての発生・延焼の危険性を高める上，被災直後の救

湾奥の市街地では最高水位や最大流速が増大（図出・救援の妨げとなる。また，復旧や復興のフェー

中の赤色）していたことを明らかにしている。まズにおいても支障をきたす。さらに，津波の引きた，その影響により，被害実績数の 5 〜40％に相波により，災害がれきは沿岸に流出し，海底にも当する200〜1800棟の木造家屋が流失したと推定

堆積するため，海洋環境に悪影響を与える。航路している。

や泊地に沈没した災害がれきは船舶の航行や停泊

海底から移動を開始した大量の砂は，津波に伴う大きな乱れにより浮遊し，遠くまで運搬され，市街地へ到達する。いわゆる黒い津波の発生である（今村，2020）。物理的には，砂を含んで比重の妨げとなるため，緊急物資の搬送にも支障をき
たす。

168

高橋：南海トラフ地震津波に備えるための今後の対策

図5

砂移動が発生したことによる最高水位（左図）及び最大流速（右図）の変化量の計算結果（山下・他，2012）

3 ．今後の津波防災

地震では海溝軸付近で大きなすべりが発生してい今後予想される南海トラフでの地震津波に備えたことを考慮したものである。また，すべり量はるため，前章で整理した課題を踏まえて，今後の震源域内で均質ではなく，背景領域に比べてすべ

津波防災ついて考察する。

り量が大きくなる領域として，大すべり域と超大すべり域を想定している。一例として，四国沖に3. 1

想定津波の改善

大すべり域と超大すべり域を設定したケースを図

東日本大震災を教訓として，想定津波の過小評

7 に示すが，四国の沿岸で津波が20 m を超える。

価を防ぐため， 2 つのレベルの考え方が導入され大すべり域と超大すべり域の設定により多数の津た。中央防災会議（2011）によると，一つは「発波シナリオが考えられるが，設定方法に関する研生頻度は極めて低いものの，発生すれば甚大な被究としては杉野・他（2014）や門廻・他（2015）な害をもたらす最大クラスの津波」，もう一つは「最どがある。

大クラスの津波に比べて発生頻度は低く，津波高

想定津波が決まると，津波の伝播・浸水計算をは低いものの大きな被害をもたらす津波」である。

実施して，沿岸での津波高や市街地の浸水分布を

一般に，前者はレベル 2 津波，後者はレベル 1 津

求めることができる。計算方法については，土木波と言われる。レベル 2 津波への備えとしては「住学会（2002）が既往研究をレビューし，体系的に民避難を柱とした総合的防災対策」の構築，レベ

まとめており，研究や実務で参照されてきた。東ル 1 津波への備えとしては「防波堤など構造物に

日本大震災後は土木学会（2016）として改定され，

よって津波の内陸への侵入を防ぐ海岸保全施設等

さらに国土交通省・他（2019）や地震調査研究推の建設」が必要とされている。

進本部（2017）も手引きやレシピを公開している。

東北地方太平沖地震による津波はレベル 2 津波

また，数値計算技術の向上や計算結果の精度をに相当すると考えられ，それを踏まえて南海トラ確認するためのベンチマーク問題も津波防災研

フにおいてもレベル 2 津波が検討された。中央防

究 ポ ー タ ル サ イ ト（https://tsunami-portal.bosai.

災会議（2013）が想定した南海トラフでの最大ク

go.jp）で公開されている。ベンチマーク問題をラスの地震の震源域を図 6 に示す。東日本大震災活用した津波解析ハッカソン（https://tsnmhack.

以前の想定（黄線）と比較して拡大していること

github.io）も開催されるなど，信頼性の高い津波がわかる。特にトラフ軸付近で新たに想定された数値計算を行う環境は整備されてきている。

すべりは津波を増大させるが，東北地方太平洋沖

169

自然災害科学 J. JSNDS 40 -2（2021 ）

図6

3. 2

南海トラフの最大クラスの地震の震源域（中央防災会議，2013）

津波警報の改善

津波警報の過小評価も改善されつつある。そのきっかけとなったのは，釜石沖に設置されてては考慮できていない。これらの課題の改善には，
津波波源を面的にリアルタイムで観測することが有効であり，今後の研究が期待される。

いた GPS 波浪計が東北地方太平洋沖地震津波を

津波警報の解除についてもまだ十分には改善さ観測したことである。この観測データを踏まえれていない。津波の減衰を高精度で予測する必要て，津波警報の第二報は切り上げられた。津波警があり，林（2010）などの研究例はあるが，長時報は地震を観測し，そのデータから津波を予測し間の再現では数値誤差の累積が生じる。また，陸ているが，津波を直接観測することにより，信頼棚にトラップされて遅れて到達するエッジ波（例

性を向上させ得ることを示した。東日本大震災以

えば，河田・他，2004）や港湾などの閉鎖海域で降は，防災科学技術研究所が管理・運用しているの副振動（例えば，平石・他，1997）も発生する

DONET や S-net などの沖合いで津波を直接観測ため，数値計算だけでの予測は難しく，観測とのする技術の整備が進んでいる。そして，それらの連携が必要である。国土交通省などが運用してい観測データを活用し，沿岸での津波高を精度よくる全国港湾海洋波浪情報網ナウファス（例えば，

予測して津波警報を更新する tFISH が開発され

河合，2013）は全国各地の波浪や潮位等を観測し（Tsushima et al., 2012），運用が始まっている。

ているためこれまでも活用されているが，後述す

ただし，地震発生直後に発表される第 1 報は従来通り津波予報データベースが利用されるため，る海洋レーダも有効である（例えば，日向・他，
2012）。

津波の規模に比べて地震マグニチュードが小さい
津波地震などは過小評価する危険性が残ってい3. 3

被災状況把握の改善

る。また，津波予報データベースは矩形断層を仮

津波に関する数値計算と観測は迅速な被災状況

定した津波伝播計算結果を基に構築されているた把握の改善にも貢献している。南海トラフでの地

め，津波波源の不均質性に伴う津波の増幅につい

震津波による被害は極めて広域になり，多くの市

170

高橋：南海トラフ地震津波に備えるための今後の対策（a）すべり量分布（b）沿岸での津波高分布
図7

大すべり域と超大すべり域を四国沖に設定したケース（中央防災会議，2013）

171

自然災害科学 J. JSNDS 40 -2（2021 ）

町村では被災状況の確認に時間を有し，国や都道救援・救出や復旧，復興の阻害などの原因になっ府県への伝達も混乱することが予想される。よっており，南海トラフでの地震津波においても被害て，被災地での調査だけではなく，観測データと拡大の要因になることが懸念される。

津波数値計算を連携させた被害予測システムが重これらの現象を解析する技術についてはすで要になる。越村（2017）が開発した「リアルタイに多くの研究がなされている。例えば，津波にム津波浸水・被害推計システム（RTi-cast）」では，

よる砂移動とそれに伴う地形変化については高発災後にリアルタイムの津波数値計算により詳細

橋（2012）や山下・他（2018），漂流物や災害がれな被害情報を推計して被災地の支援を行うことをきについては後藤（1983）や小園・他（2015）など目的としている。

が数値計算手法を提案している。上述の津波解析

東日本大震災以降，津波の観測体制は整備されハッカソンでも，これらの現象に関して数値解析てきているが，そのほとんどは点での水位観測でが実施されており，改善すべき点はあるが防災実ある。それを補完する技術として，面的に広範囲務で使用できるレベルに達している。しかし，防の流速場をリアルタイムで観測できる海洋レーダ

災実務での活用は，国土交通省や防衛省などの業が期待されている。東北地方太平洋沖地震津波は

務に限られており，自治体が担っている地域防災

広範囲に伝播しているが，紀伊水道に設置されてへの導入は進んでいない。

いた海洋レーダで観測され（Hinata, 2011），海洋

自然現象ではないが，人間の避難行動も津波にレーダによる津波観測に関する研究が進んだ（例よる人的被害を軽減するために重要な要素であえば，岡本・他，2017）。海洋レーダは陸域に設る。徒歩での避難が原則ではあるが，やむを得ず置されるため，海域での観測機器に比べて費用や自動車を使用しなくてはならない避難者もいる。

保守の面でも優れており，安定した運用が期待でまた，東日本大震災では避難者の57％が自動車をきる。

使用していた（中央防災会議，2011）。歩行者と自動車が分離されていない避難路は多くあるた

3. 4

津波に付随する現象への対策

め，災害時には複雑な現象が発生することが予想

東日本大震災では，関東，東海，近畿地方の大される。各自治体では避難計画を立てているが，都市圏の被害は，東北地方に比べて小さかったた

発災時に住民や観光客などがどのように行動する

め，比較的短時間で救出・救援が動き始めた。しのかを避難シミュレーションにより事前に予測しかし，南海トラフで大地震とそれに伴う津波が発ておくことが必要である。一例として，亀田・高生すると多くの大都市圏が被災するため，救出・橋（2017）による徳島市を対象とした歩行者と自救援に時間がかかることが予想され，被災者が自動車が混在した条件での避難シミュレーションを力で対応しなくてはならない期間が長くなる。そ

図 8 に示す。同図（a）は歩行者と自動車の割合をのためには準備が必要であり，適切な準備をする

変化させた場合の避難完了率の推移であるが，自ためには被災状況を事前に詳細に予想して周知す

動車による避難が50％以上になると途中で被災することが必要である。

る人が著しく増えることがわかる。また，歩行者

津波災害における主要な被災要因は高い波高とと自動車の割合が同じ場合での避難開始10分後の大きな流速，すなわち水の動きであるが，これを分布を同図（b）に示すが，両者が混在して滞留

事前に再現するための数値計算手法は多く提案さしている箇所が見られる。このような状況は道路れており，防災実務においても活用されている。

の構造や避難所の配置，津波の浸水状況などによしかし，実際の津波災害では，水の動きに付随しり異なるため，各自治体は避難者が集中する場所

た様々な現象が被害を拡大する。特に，砂移動とや時間帯，危険な経路などをあらかじめ把握し，それに伴う地形変化，漂流物とその結果である災都市計画に反映させていくことが重要である。

害がれきは，東日本大震災では津波外力の増大，

これまで示してきたように，津波に関する数値

172

高橋：南海トラフ地震津波に備えるための今後の対策（a）歩 行 者 と 自 動 車 の 割 合 を 変 化 さ せ た 場 合の 避 難 完 了 率 の 推 移（Case A は 歩 行 者 が100 ％，Case B，C 及び D では自動車が25，50及び75 ％と増加）（a）メガネデバイスとマーカー（b）Case C での避難開始10分後の避難者の分布（赤点：歩行者，青点：自動車）
図8

歩行者と自動車が混在した条件での避難シミュレーション（亀田・高橋，2017）（b）マーカーに関連づけられる地盤・水域・道路・
構造物情報

計算や観測はより高度になってきているため，得られるデータもより複雑になってきている。地域
防災においては，これらのデータから導かれる津
波や避難に関する情報を市民や実務者に伝えることも重要である。そのためにはデータを直感的に把握するための可視化技術が必要となる。一例として，亀田・高橋（2016）による AR（Augmented
Reality）技術を使用した津波リスクの可視化を図9 に示す。神戸市の市街地の一部を対象として，（c）メガネデバイスに表示される津波の浸水状況

地盤，水域，道路，構造物，津波の情報をそれぞ

図9れのマーカーに関連付けし，メガネデバイスのカ

AR 技術を使用した津波リスクの可視化（亀田・高橋，2016）

メラでマーカーを認識すると各情報が組み合わさ
れて表示される。マーカーを入れ替えることによ

4 ．おわりにり条件を変更でき，それぞれの条件による津波の最大クラスの地震とそれに伴う津波が発生した

浸水状況を把握することができる。このような可場合の被害の甚大さを東日本大震災はまざまざと視化技術は防災教育への活用も期待される。

見せつけた。そして，残念ながら南海トラフにお自然災害科学 J. JSNDS 40 -2（2021 ）いても最大クラスの災害は今後起こり得る。あの大震災にしっかりと向き合い，そこから教訓を学
び，次の大震災に備えなくてはならない。
東日本大震災では津波防災の課題が多く示された。そのうちのいくつかは，多くの人々の努力に
より着実に改善されてきている。しかし，依然として技術的な問題に直面している対策は残っている。研究としては進んでいるが，防災の現場ではまだ活用できていない技術もある。
防災は始めることより，継続していことの方が難しい。しかし，東日本大震災を経験した我々は立ち止まることなく，今後も防災力の向上に努めていかなくてはならない。本稿が少しでもその手伝いになれば幸いである。

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174

高橋：南海トラフ地震津波に備えるための今後の対策

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小園裕司・高橋智幸・桜庭雅明・野島和也：複数の移動形態を考慮した災害がれきの発生・移動予測モデルの開発，土木学会論文集 B2（海岸工学），
Vol.72，No.2，pp.I_439-I_444，2016．
中央防災会議：平成23年東日本大震災における避難行動等に関する面接調査（住民）分析結果，東北地方太平洋沖地震を教訓とした地震・津波対策に関する専門調査会（第 7 回），15p.，2011．
亀田知沙・高橋智幸：津波避難時における歩車の相互作用を考慮した数値シミュレーションの開発， 土 木 学 会 論 文 集 B2（ 海 岸 工 学 ），Vol. 73，
No. 2，pp.I_349-I_354，2017．
亀田知沙・高橋智幸：AR 技術を活用した津波リスクの可視化手法の開発，可視化情報学会論文集，
Vol. 36，No. 5，pp.32-39，2016．
（投稿受理：令和 3 年 6 月28日）

旨

東日本大震災での津波被害を整理し，それらを踏まえて南海トラフの地震津波への備えについて考察した。東日本大震災では想定津波や津波警報の過小評価，被災状況把握の遅れ，津波に付随する現象（砂移動や地形変化，漂流物，災害がれき，避難行動など）が被害を拡大する要因となった。東日本大震災以降は，最大クラスの津波想定，津波の数値解析及び観測体制などの進展により，津波警報の過小評価の防止や迅速な被災状況の把握などが図られている。しかし，津波警報では津波地震や津波波源の不均質性，解除に関しては課題が残っている。また，現場ではまだ活用されていない技術もあり，今後も防災力向上に努める必要がある。