自然災害科学 J. JSNDS 41 特別号 223-235（2022 ）被災前後の地形オープンデータを用いた
北海道胆振東部地震の厚真町における広域斜面の安定性評価
渡邊祥庸1・井上和真2・池田隆明3

Evaluation of the Wide-Area Slope Stability in Atsuma Town
During the Hokkaido Eastern Iburi Earthquake Using OpenTopographic Data Before and After the DisasterYoshinobu Watanabe1, Kazuma Inoue2 and Takaaki Ikeda3
Abstract
This study evaluated the stability of wide-area slopes in Atsuma Town using open
topographic data before and after the damage caused by the Hokkaido Iburi Earthquake by using
GIS software. The parameters of the straight slip were determined from the results of previous
surveys and numerical elevation models before and after the disaster. As a result, unstable areas
were extracted over a wider area than the area where the slope failed due to the earthquake.
In addition, the influence of each parameter applied to the straight slip on the safety factor
is examined and the results obtained in this study are discussed. It was found that the actual
slope failures during the earthquake could be reproduced better by taking into account the
reduction of horizontal seismic intensity according to the direction of slope inclination.
キーワード：斜面災害，複合災害，地震災害，降雨，GIS
Key words: slope failure, complex disaster, earthquake, rainfall, GIS

1 ．はじめにる。これらはほとんどのケースで地震や豪雨を誘

防災白書1）によれば令和 2 年の土砂災害発生件

因としており，平成30年 7 月豪雨や北海道胆振東

数は1,319件である。過去10年の記録を見るとこ

部地震の発生した平成30年には3,459件，令和元の件数はおおよそ年間1,000件前後で推移してい年東日本台風の発生した令和元年には1,998件の1

長岡技術科学大学大学院工学研究科エネルギー・環境工学専攻
Energy and Environment Science Course, Nagaoka
University of Technology

2

3

223

群馬工業高等専門学校環境都市工学科
Department of Civil Engineering, National Institute ofTechnology, Gunma College
長岡技術科学大学大学院工学研究科環境社会工学専攻
Civil and Environmental Engineering Course, Nagaoka
University of Technology

224

渡邊・井上・池田：被災前後の地形オープンデータを用いた北海道胆振東部地震の厚真町における広域斜面の安定性評価

土砂災害が生じており，記録的な豪雨や地震が発や降雨による影響を反映させて斜面の安全率を解生した年は土砂災害発生件数が大きく増える状況

析することが可能である。しかし，広域においてである。併せて 1 時間降水量50 mm 以上の年間土質定数を特定することは容易でなく，既往の研発生回数は年々増加傾向にあり1），土砂災害の発究や調査結果から代表的なすべり土塊の層厚や土生リスクは年々高まっている状況にある。国土の質定数を設定することが一般的である6-8）。その狭い我が国では人の居住地は開発のしやすい平野

ため，斜面の安定性評価には限界がある。その他，部に留まらず，土砂災害と隣り合わせの山間地に

統計的処理方式と力学的解析手法の両面から検証まで広がっており，ひとたび豪雨や大規模地震がを実施している研究9）や，斜面の三次元有限要素生じると人の命や資財が奪われている状況である。

法による地震時応答解析に基づく手法を導入した

この状況は，地震や降雨を考慮した斜面の安定性

研究10）など，様々なアプローチで広域斜面の安定評価および対策が国土形成の重要な課題であるこ性を予測する研究がなされている。

とを示している。

広域における斜面安定性評価の更なる研究が望

また，東日本大震災以降，超過外力や複合災害まれる中で，近年課題となっている事項として，に対する危機管理2）など，ソフト対策として最悪

土砂災害リスクの高い山間地を有する自治体では，を想定した被害想定をする動きがある。実際，平人口が少なく技術職員や資金のリソースが不足し成30年の北海道胆振東部地震の際は，降雨の直後ていることが挙げられる。解析に高機能の PC がに地震が発生している。また，令和元年東日本台必要となる手法や，住民への説明が煩雑となる手

風の際は，豪雨の最中最大震度 4 の地震が発生し法では自治体運営への更なる逼迫につながる懸念ている。稀な例ではあるが，より慎重に災害に備がある。

えるためには，このような複合災害に対する評価

そこで本研究では，地域防災計画に活用することを念頭に，誰でも入手可能なオープンデータをが必要となる。
斜面の安定性を評価する手法は，①採点方式に用いて比較的簡易な広域斜面の安定性評価手法をよる方法，②統計的処理方式による方法，③力学構築することを目的とする。安定性の評価手法と的解析手法による方法に大別される3）。特に広域しては，今後予測しうる地震・降雨の複合災害へ

における斜面の安定性評価には，②の統計的（経の対応を視野に，力学的解析手法を採用した。例

験的）手法を用いる場合が多い。例えば，周ら4）えば，これまで観測された最大降雨量と，近傍のや上出ら の研究で実施されているように GIS や断層から予想される規模の地震による複合災害に

リモートセンシング，既存の点検記録などを用い

対して，斜面の被害予測を立てることを想定してて研究対象地域の斜面安定に関する各素因（崩壊いる。この情報は，より安全な避難経路や避難場

履歴，地質，傾斜角度，断層，湧水の有無，地形所の選定等，地域防災計画の中のソフト対策に役分類等）を統計的に処理し斜面の安定性を評価し立てられると考える。また，ハード対策を講じるている。統計的に処理しているため，過去の崩壊

上で優先順位を検討する際に活躍すると考える。

5）

履歴や点検記録など，ある程度のデータ量がなけ

今回の手法は広域斜面に対して一律な土質定数

れば結果の精度・信頼性に問題がある。加えて，を適用するなど，従来の広域斜面に対する力学的

これまでの崩壊実績をベースとした評価となるた解析手法と同様のパラメータ設定を行っている部

め，経験したことのない規模の豪雨・地震を受け分がある。そのため，適用の範囲としては，崩壊た際の評価については精度に懸念がある。一方，リスクの高い斜面を抽出するための 1 次スクリー

力 学 的 モ デ ル を 用 い た 検 討 と し て は 周 ら 6）やニングを想定している。また，崩壊リスクが高い

8）Montrasio ら ，小野ら の研究がある。力学的モと判定された斜面に対する詳細検討での設計とのデルを用いた場合，解析対象領域の想定されるす

連携を視野に，今回は実務設計で使用されている

べり土塊の層厚や土質定数が既知であれば，地震力学的解析手法や静的震度の適用手法を採用する

7）

225

自然災害科学 J. JSNDS 41 特別号（2022 ）：時間雨量(mm/h)：累計雨量(mm/h)

10km
図3

10km

降雨と地震発生の時系列13）

図 3 に降雨と地震発生の時系列を示す。

2 ．斜面安定の評価方法
2. 1

地形情報の取得

QGIS Version3.22.4 を用いて広域の斜面に対す
図1

対象地域（厚真町高岡地区）11）

る安定性評価を行う。地形情報は，国土地理院の基盤地図情報サイト14）から得た，厚真町の基盤地
図情報数値標高モデルを利用する。広域の安定性評価に用いる地形データは被災前の2016年10月 1日時点のデータ（10 m メッシュ）とし，被災後の地形データは2021年 1 月15日時点のデータ（ 5 m
メッシュ）を用いた。なお，このデータは xml 形式であるが，QGIS 上で取り扱えるようにエコリスの「基盤地図情報標高 DEM データ変換ツール
Ver1.7.0」15）を使用して GeoTIFF 形式に変換した。

図2

厚真町の斜面崩壊状況

12）

図 4 に厚真町の数値標高モデルを示す。QGIS で解析するデータは10 m メッシュの地形データとこととした。

なる。図 5 に被災前後の地形データの差分のとり一方で，近年航空写真測量や航空レーザー測量方のイメージ図を示す。周ら6）の研究によれば，による基盤地図情報の数値標高モデルがオープン

2 ～50 m メッシュで斜面の傾斜角度の頻度分布データとして整備され始め，自然災害による被災を確認したところ， 2 ～15 m メッシュの範囲で前後の地形を比較することが可能となった。このは頻度分布が大きく変わらないことがわかっていような新たなデータをパラメータとして適用するる。加えて，現地での実測値と10 m メッシュの地ことで，広域斜面の安定性評価の高精度化が図れ

形データとの比較の中で，概ね同じ平均傾斜角がると考える。本研究では，被災前後の地形の比較得られていることから精度的に10 m メッシュでにより推定した，実際のすべり土塊の厚みを力学問題ないと判断した。また，被災前後の地形デー的解析手法のパラメータとして適用することとしタでメッシュ間隔が異なるが，上述の通り 2 ～た。

15 m の範囲であれば傾斜角の頻度分布に大きな

対象地域は北海道胆振東部地震で甚大な被害を差がないと考えられることから， 5 m 間隔のメッ受けた厚真町高岡地区とした。図 1 に対象地域のシュと10 m 間隔のメッシュで標高の差分をとる

場所，図 2 に厚真町の斜面崩壊状況を示す。また，

ことによる，精度への影響は小さいと判断した。

226

渡邊・井上・池田：被災前後の地形オープンデータを用いた北海道胆振東部地震の厚真町における広域斜面の安定性評価

10km

10km

h

図6

直線すべりの力学モデル

ここに，
Fs：安全率10m
10m

c：粘着力（kN/m2）
L：すべり面の長さ（m）
W：すべり土塊の重量（kN）
α：すべり面と水平面のなす角度（°）

図4

厚真町標高モデル陰影図

U：すべり土塊底面に作用する間隙水圧（kN/m2）
b：水圧の作用する幅（m）
Kh：水平震度
φ：内部摩擦角（°）[単位：m]
崩壊前（10m メッシュ）

γw：水の単位体積重量（kN/m3）
hw：すべり面からの地下水位の高さ（m）
h：すべり土塊の厚み（m）
今回，10 m 間隔の各メッシュに対し直線滑り

崩壊後（5m メッシュ）で安定性を評価するため，水圧の作用する幅 b は
10 m で一定となる。さらに，すべり面と水平面のなす角度 α については各メッシュに対し代表

図5

2. 2

差分の取り方のイメージ図

斜面の安定性の評価式

値で与えるため，水圧の作用する幅 b とすべり面の長さ L は式（ 2 ）の関係となる。すべり面と水平面のなす角度 α で決まる。すべり土塊の重量

斜面の安定性は直線すべりに震度法を適用したは式（ 3 ），間隙水圧は式（ 4 ）のようにあらわす

式（ 1 ）で評価する。この式は道路土工－切土ことができ，これらを代入することで式（ 1 ）は工・斜面安定工指針等16）に掲載されるなど，斜面式（ 5 ）の通りすべり面長さ L のない形で表すこ

安定問題に対し広く実務設計で用いられている。

とができる。

すべりのモデルを図 6 に示す。
Fs＝｛c×L＋（W×cosα－U×b×cosα－Kh×W×sinα）
tanφ /（W×sinα＋Kh×W×cosα）｝（ 1 ）b＝L×cosα（2）

W＝γ×h×b＝γ×h×L×cosα（3）

U＝γw・hw（4）

227

自然災害科学 J. JSNDS 41 特別号（2022 ）表1

直線すべりに適用する各パラメータの設定

記号

値

単位

c

5.1

kN/m2

既往調査より設定12）
既往調査より設定12）(a)すべり発生直前⒜
すべり発生直前(a)すべり発生直前

φ

34.9

°

γ

12.9

kN/m3
m

0～85

°

基盤地図情報数値標高モデル

10

kN/m3

0.24～0.65－

距離減衰を考慮して設定

0.09

m

未崩壊部分で逆算

0～3.0

α
γw
hw

緑川らの研究より設定19）
被災前後の基盤地図情報数値
標高モデルより推定

h

Kh

備考

一般値

す。
（1）単位体積重量γ
緑川ら19）の研究の中で実施した，厚真町の火山
灰質土に対する現場密度試験結果を参照し，湿潤
図7

密 度 ρt＝1.312 g/cm3（γt＝12.9 kN/m3）と 設 定 し⒝ すべり発生直後(b)すべり発生直後(b)すべり発生直後た。

胆振東部地震におけるすべり発生機構12）（2）すべり面のせん断強度 c，φFs＝｛c＋（γ×h×cos2α－γw×hw×cos2α－Kh×γ×h×sinα）
×tanφ /（γ×h×cosα×sinα＋Kh×γ×h×
cos2α）｝（5）

なお，地震の影響は静的水平震度 Kh で考慮し，既往調査で実施された一面せん断試験結果20）を参考に，c＝5.1 kN/m2，φ＝34.9°と定めた。
（3）すべり土塊の厚み h
図 8 に示す通り被災前後の地形から，崩壊部の断面を作成し，崩壊前の地表面の傾斜とすべり土

降雨の影響は地下水位による間隙水圧の項

塊の厚さを整理した結果を図 9 に示す。この関係

γw×hw×cos2α×tanφ により考慮する。

性から，式（ 6 ）の関係式を得た。この式により

図 7 に北海道胆振東部地震のすべり発生機構

12）を示す。これによれば，軽石層や火山灰質土層の降下火砕物が堆積した地質構造になっており，堆積物の中にすべり面が形成されている。千木良

地表面傾斜に応じたすべり土塊の厚み h を設定することとした。
h＝（－0.0018α4＋0.3798α3－27.549α2＋742α－3250）/ 1000ら17）や廣瀬ら18）も同様の報告をしている。これら（6）を鑑みて，直線すべりを採用した。なお，GIS 上
で一連の斜面を抽出し斜面安定検討を実施するには，地形工学的な知見が必要になるなど，煩雑な：被災前(2016 年)：被災後(2020 年)

評価手法を構築する上で，各メッシュで算出した
抵抗力と作用力（起動力）の比を安全率と定義した。一般的には連続した斜面に対してすべり面を標高(m)評価が必要となる。今回 , 簡易な広域斜面安定性

想定し，その面に対する抵抗力と起動力の比を安全率とするため，留意が必要である。
水平距離(m)2. 3 直線すべりに適用する各パラメータの設定
直線すべりに適用する各パラメータを表 1 に示

図8

北海道胆振東部地震による斜面崩壊前後
の地形の例

228

メッシュ数(箇所）

渡邊・井上・池田：被災前後の地形オープンデータを用いた北海道胆振東部地震の厚真町における広域斜面の安定性評価

斜面の傾斜角度α(°）
図9

すべり土塊の厚み h と地表面傾斜角度 αの関係（4）すべり面の角度α
国土地理院基盤地図情報の数値標高モデルより

図11

対象地域における傾斜角度 α のヒスト
グラム（5）静的水平震度 Kh

図12に示す断層モデルの断層位置から各メッ

各地点の傾斜を算出した。なお，各メッシュの地

シュの距離を算定し，司・翠川の距離減衰式21）よ表面の傾斜は QGIS 上の地形解析プラグインを用り PGA 分布を算出する。断層モデルは「地震調

いて算定した。各メッシュの高さ情報と隣接する

査研究推進本部地震調査委員会：平成30年北海道

メッシュの高さ情報およびメッシュ間の距離（＝胆振東部地震の評価」12）で作成されたモデルを用10m）から，地表面の角度 α を算出した。すべり

いた。司・翠川の距離減衰式を式（ 7 ）に示す。

面の角度は，周ら の研究に倣い地表面の角度 α6）と同じ値とした。図10に対象地域における斜面の（X＋
log10PGA＝0.50Mw＋0.0043D＋0.61－log100.0055×100.50M ）－kXw

傾斜角度 α の分布，図11に対象地域における傾斜角度 α のヒストグラムを示す。

（7）

ここに，
Mw：モーメントマグニチュード（＝6.612））[傾斜角度α]： 0~15 °：15~30°：30~45°：45~60°：60~75°：75°~

図10

対象地域における斜面の傾斜角度 α の分布

図12

北海道胆振東部地震の断層モデル12）

229

自然災害科学 J. JSNDS 41 特別号（2022 ）D：震源深さ（＝37 km12））
X：各地点の断層からの最短距離（km）

：地形線
：すべり面
：Fs=1.0 となる水位

なお，式（ 7 ）における粘性減衰に対する回帰係数 k は，対象地域近傍の震度観測点（厚真町鹿標高(m)k：粘性減衰に対する回帰係数（0.02～0.05）

沼，厚真町京町，新千歳空港，千歳市新栄，苫小
牧市末広町）で観測された最大加速度に対して残差二乗平均が最小となる値を採用することとし，
k＝0.002を採用した。さらに鉄道構造物等設計標
準・同解説 耐震設計 に準じて，最大加速度を
22）

重力加速度980 gal で除した値を各メッシュの水

水平距離(m)

図14

すべり面からの地下水位高さの逆算イ
メージ

平震度 Kh として与えることとした。図13に対象地域における水平震度 Kh の分布を示す。

（6）すべり面からの地下水位の高さ hw

前述した各パラメータを用いて，未崩壊部分がFs＝1.0となる際の地下水位を逆算し，設定することとした。図 3 に示した通り，北海道胆振東部
地震は地震発生に先駆けて13 mm 程度の降雨がした。図14にすべり面からの地下水位高さの逆算
イメージを示す。複数断面検討した中で最も高い水位となった0.09 m と設定した。

3 ．広域斜面の安定性評価結果

図15に QGIS のラスタ計算機を用いて式（ 5 ）あった。この降雨により常時よりも水位が上昇しにより算定した斜面の安全率 Fs の分布，図16にていたことが考えられ，この影響を考慮するため

対象地域の衛星写真を示す。図15の斜面の安全率に想定すべり面からの水位を設定した。未崩壊斜の分布は，斜面の安全率 Fs＜1.0の箇所が不安定

面が地震発生時に有していた安全率は不明だが，となる箇所であり，Fs≧1.0の箇所が安定と評価

中には限りなく Fs＝1.0に近づいた斜面も存在しされる個所である。図16の中で山肌が露出していたことを想定し，Fs＝1.0と仮定した複数の未崩る箇所が崩壊した箇所と想定される。GIS の解析

落斜面で逆算した中で，最大となった水位を採用

により得られた図15に示す斜面の安全率の分布は，

北海道胆振東部地震の断層モデル

Fs＜1.0Fs≧1.0図13

対象地域における Kh の分布

図15：実際に崩壊した箇所

斜面の安全率 Fs の分布図

230

渡邊・井上・池田：被災前後の地形オープンデータを用いた北海道胆振東部地震の厚真町における広域斜面の安定性評価

傾斜角度 α が大きくなるほど安全率が小さくなるのが実現象と一致する結果であるが，傾斜角度
α が60～70°を超えると逆の結果が得られている。
これは式（ 5 ）の分子（抵抗力）において傾斜角度
α の影響を受けない粘着力 c の項の存在に起因する。式（ 5 ）の分子（抵抗力）の第 2 項は斜面の傾斜角度 α が大きくなるにつれて小さくなる。式（ 5 ）の分母の第 1 項は傾斜角度 α≦45°では α が大きくなるにつれて大きくなり，α＞45°では αが大きくなるにつれて小さくなる。この影響で，式（ 5 ）の分母（抵抗力）はパラメータにもよるが傾斜角度 α が30～40°程度までは傾斜角度 α が大図16

厚真町被災状況11）

きくなるにつれて大きくなり，それ以降は逆に小さくなる。すなわち，30～40°程度以上に α が大きくなった場合，粘着力 c の影響が支配的となり，実際に崩壊した箇所を網羅する結果は得られたもα が大きくなる程安全率 Fs が大きくなる。今回，のの，未崩壊部分にわたり広範囲で不安定となる

GIS 上の10 m メッシュ毎に解析するためすべり結果が得られた。今回設定したパラメータにおい

面長さ L の項がない形で式を表したことで，抵て GIS で解析した結果は，実現象の崩壊範囲よ抗力および起動力が単位幅当りの値となり比較的りも広範囲で不安定となる結果となった。斜面の小さな値となっていることから，粘着力 c の影響

傾斜角度が 0 ～15°の沢部では Fs≧1.0であり，山が顕著に現れているものと考えられる。

間地では大部分が Fs＜1.0となっている。これは，図10に示す通り，今回の対象範囲には傾斜角度

地表面の傾斜角度が緩いほど斜面が安定するといが75°を超える箇所がある。しかし，北海道胆振

う実現象と一致している。実際の崩壊箇所は概ね東部地震で崩壊した火山灰質土層の自然斜面がこ網羅できたため，不安定斜面の一次スクリーニンのような角度で自立していることは考えにくく，グ程度の活用は可能と考えるが，より精度を高め

斜面対策工が施されているか基盤岩が露頭しているため検討手法を含め各パラメータの設定方法にることが考えられる。実際，Kasai ら23）の調査について考察を行う。

よれば胆振東部地震で崩壊した高岡地区周辺の斜面は傾斜角度 α が10～45°である。これらから，4 ．広域斜面の安定性評価結果の考察

4. 1 直線すべりに適用した各パラメータの安
全率 Fs への影響度

図17～図19に斜面の安全率 Fs と各パラメータの関係について示す。

60°を超える急傾斜の箇所で不安定な結果（Fs＜1.0）とならずとも今回の解析上問題ないと判断した。
図18は斜面の安全率 Fs と水平震度 Kh の関係である。いずれのケースも水平震度 Kh が大きくな

図17は斜面の安全率 Fs と傾斜角度 α の関係でるほど斜面の安全率 Fs が小さくなる結果となっある。図17中のいずれのグラフも斜面の傾斜角度

た。斜面の傾斜角度 α が小さいほど水平震度 Kh

α＝60～70°程度までは傾斜角度 α が大きくなる

が大きくなった際の安全率 Fs の低下率が大きいにつれて安全率 Fs が小さくなるが，それ以上傾ことがわかる。

斜角度 α が大きくなると Fs が急激に大きくなる。

図19は斜面の安全率 Fs とすべり土塊の厚み h

斜面が急勾配であるほど崩壊が生じやすくなるのの関係である。いずれのケースもすべり土塊の厚が実現象として一般的である。すなわち，斜面のみ h が大きくなるほど斜面の安全率 Fs が小さく

231

自然災害科学 J. JSNDS 41 特別号（2022 ）※Kh=0.5 として作成⒜※h=1.0m として作成

すべり土塊の厚み h を変化させた際の斜面の安
全率 Fs と傾斜角度 α の関係
図17⒝

水平震度 Kh を変化させた際の斜面の安全率 Fsと傾斜角度 α の関係

斜面の安全率 Fs と傾斜角度 α の関係※α=30°として作成⒜※h=1.0m として作成

すべり土塊の厚み h を変化させた際の斜面の安
全率 Fs と水平震度 Kh の関係
図18⒝

斜面の安全率 Fs と水平震度 Kh の関係※α=30°として作成⒜※Kh=0.5 として作成

水平震度 Kh を変化させた際の斜面の安全率 Fsとすべり土塊の厚み h の関係
図19

斜面の傾斜角度 α を変化させた際の斜面の安全率 Fs と水平震度 Kh の関係⒝

斜面の傾斜角度 α を変化させた際の斜面の安全率 Fs とすべり土塊の厚み h の関係

斜面の安全率 Fs とすべり土塊の厚み h の関係

232

渡邊・井上・池田：被災前後の地形オープンデータを用いた北海道胆振東部地震の厚真町における広域斜面の安定性評価

なる結果となった。斜面の傾斜角度 α＝80°のケー
スを除き，特にすべり土塊の厚み h＜0.5 m の範囲で斜面の安全率 Fs への影響が大きいことがわかる。
図20は安全率 Fs とすべり面からの地下水位の高さ hw の関係である。いずれのケースもすべり
面からの地下水位の高さ hw が大きくなる程斜面の安全率 Fs は小さくなる。図18⒜に示す通りす※α=30°, Kh=0.5 として作成

べり土塊の厚み h が小さい程すべり面からの地下水位高さ hw の斜面の安全率 Fs への影響は大きくなる。これは，h が小さいほどすべり土塊の重量⒜

すべり土塊の厚み h を変化させた際の斜面の安
全率 Fs とすべり面からの地下水位の 高さ hw の関係が小さくなり，すべり面からの地下水位高さ hw
により作用する間隙水圧の影響が顕著となるため
である。
4. 2

検討手法・パラメータ設定に関する考察

今回設定した水平震度 Kh は図 6 に示した直線
滑りのモデルの通り，斜面の傾斜方向に対して作用している。これは斜面安定上で最も安全率が低くなる水平震度の作用方向となる。しかし，井上ら24）の研究によれば，主軸方向と主軸直交方向の加速度応答スペクトル比の平均値は海溝型地震・※α=30°, h=1.0m として作成

内陸直下型地震に依らず0.6～0.7程度となることがわかっている。すなわち，斜面が概ね傾斜方向⒝

水平震度 Kh を変化させた際の斜面の安全率 Fsとすべり面からの地下水位の高さ hw の関係に崩壊することを鑑みれば，斜面の傾斜方向次第
では，今回の震度の与え方は過剰であると言える。
対象地域の最寄の観測点である厚真町京町で得られた強震観測データ25）の加速度分散方向を示した結果を図21，加速度軌跡の主軸方向の算出方
法26）を式（ 8 ）に示す。
2{）/（σ 2 x－σ 2 y）}
θ＝1/2×tan－1（2σ
xy

（8）

ここに，
σx：x 軸方向の地震動時刻歴データの分散
σy：y 軸方向の地震動時刻歴データの分散※Kh=0.5 , h=1.0m として作成

σxy：x 軸方向と y 軸方向の地震動時刻歴データの共分散⒞

斜面の傾斜角度 α を変化させた際の斜面の安全率 Fs とすべり面からの地下水位の高さ hw の関係
図20

安全率 Fs とすべり面からの地下水位の高さ hw の関係

式（ 8 ）における主軸の物理的な意味は，水平面内の方位角を θ としたとき，θ 方向の加速度の分散が最大となる方向である。図21より東北東－
西南西方向に最大加速度が得られていることが分233

自然災害科学 J. JSNDS 41 特別号（2022 ）

18.4°：分散最大加速度の主軸方向

NS 成分加速度(gal)：分散最大加速度の主軸直交方向

71.6°

最大加速度
主軸直交方向

地点 A

地点 B

最大加速度
主軸方向

直交方向の分散は，主軸方向の 0.38 倍程度

EW 成分加速度(gal)
図21

図22

厚真町京町で得られた強震観測データの加速度分散方向

対象地域における崩壊密集地域と未崩壊
箇所の位置

18.4°

71.6°

か る。 図22～24は 対 象 地 域 に 対 し，Autodesk
Civil3D 2022 の解析ツールを用いて勾配方向をベ
クトル表示したものである。図23は特に崩壊が密

最大加速度
主軸直交方向

集している地点 A を拡大した範囲である。山肌

最大加速度
主軸方向

の露出している崩壊箇所の傾斜ベクトルを見ると，
東西方向，北西－南東方向に向けて崩壊している。
これは図21に示した分散加速度の比較的大きな方向と概ね一致する。比較的加速度の小さい南北方
向に向けて崩壊している斜面はほとんど見受けられない。図24は崩壊がほとんど見られなかった地

図23

点 B を拡大した図である。崩壊が集中している

崩壊密集地域（地点 A）の斜面の勾配方
向ベクトル

地点 A と比べると，南北方向の斜面が多く見受けられる。これらより，地震動加速度の加速度方

18.4°

向と斜面の向きが崩壊の有無に大きく影響してい71.6°ると想定される。
図21に示した主軸直行方向の分散最大加速度は，主軸方向に比べて0.38倍程度の値であった。主軸

最大加速度
主軸直交方向直行方向の震度を模擬するため水平震度 Kh を0.38

最大加速度
主軸方向

倍した際の斜面の安全率 Fs の分布を図25に示す。
これは，この対象地域において斜面方向が分散最大加速度の主軸直行方向を向いている状態を模擬した結果となる。図15に示した水平震度 Kh を低減しない場合の結果は，Fs＜1.0となる不安定斜面の分布は，対象地域の面積において36.0％である。水平震度 Kh を0.38倍した図25ではこの値は

図24

未崩壊地域（地点 B）の斜面の勾配方向
ベクトル

234

渡邊・井上・池田：被災前後の地形オープンデータを用いた北海道胆振東部地震の厚真町における広域斜面の安定性評価

能性があると分かった。
より再現度の高い手法となれば，将来発生しうる自然災害の外力を想定し，その際の不安定斜面の抽出につながると考える。この情報は，より安全な避難経路や避難場所の選定等，地域防災計画の中のソフト対策に役立てられると考える。また，
ハード対策を講じる上で優先順位を検討する際に活躍すると考える。実現象の再現度を向上させるため，今後，水平震度 Kh について，斜面の傾斜方向を考慮した低減を行い，斜面の安定性評価を
Fs＜1.0Fs≧1.0
図25

実施する。
：実際に崩壊した箇所

水平震度 Kh を0.38倍した際の斜面の安
全率 Fs の分布

11.7％である。水平震度 Kh の低減を考慮することで，Fs＜1.0の不安定斜面の分布が減少した。
斜面の傾斜方向に合わせて適切に水平震度の低減を考慮することで，実際に北海道胆振東部地震の際に崩壊した箇所の再現度が高まることが期待できる。

5 ．まとめ

誰でも入手可能なオープンデータを用いて，比較的簡易な広域斜面の斜面安定性評価手法の構築を目的に，GIS ソフトを活用して北海道胆振東部地震で被災した厚真町の斜面崩壊状況の再現を試みた。直線すべりのパラメータは既往の調査結果
や被災前後の数値標高モデルから定めた。その結果，GIS の解析により得られた不安定斜面の分布は，実際に崩壊した箇所を網羅する結果は得られたものの，未崩壊部分にわたり広範囲で不安定となる結果が得られた。今回設定したパラメータにおいて各メッシュに対して直線すべりで解析した結果は，実現象の崩壊範囲よりも広範囲で不安定となる結果となった。
加えて，直線すべりに適用した各パラメータの安全率への影響度を確認するとともに今回得られた結果について考察した。斜面の傾斜方向に合わせて水平震度の低減を考慮することで，北海道胆振東部地震の実際の崩壊現象の再現度が上がる可

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（投 稿 受 理：2022年 4 月 1 日
訂正稿受理：2022年 7 月 1 日）

旨

北海道胆振東部地震による被災前後の地形オープンデータを用い，GIS ソフトにより厚真町の広域斜面の安定性を評価した。直線すべりのパラメータは既往の調査結果や被災前後の数値
標高モデルから定めた。その結果，地震によって実際に斜面崩壊した範囲よりも広い範囲で不安定な箇所が抽出された。
加えて，直線すべりに適用した各パラメータの安全率への影響度を確認するとともに，今回得られた結果について考察した。その結果，斜面の傾斜の向きに合わせた水平震度の低減を考慮することで，実際の崩壊現象の再現度が上がる可能性があると分かった。