自然災害科学 J. JSNDS 35 -2 87 -103（2016 ）2015年 9 月東北豪雨による渋井川洪水氾濫の特徴
呉 修一1・森口 周二2・堀合 孝博3・小森 大輔4・風間 聡5・田中 仁5

Characteristics of heavy rainfall and ﬂood inundation
at Shibui River in Miyagi Prefecture in September 2015
Shuichi KURE1, Shuji MORIGUCHI2, Takahiro HORIAI3,
Daisuke KOMORI4, So KAZAMA5 and Hitoshi TANAKA5
Abstract
A heavy rainfall caused by Typhoon No. 17 and No. 18 resulted in ﬂooding and landslides
in Miyagi Prefecture of Tohoku Region, Japan on September 11, 2015. In particular, severe
ﬂood inundation damages were caused by the Shibui River, one of the tributaries of the Tada
River that joins the Naruse River ﬂowing through Osaki City. In this paper, characteristics ofthe heavy rainfall and ﬂood disaster at the Shibui River was focused and described based on
the on-site ﬁeld survey conducted by the authors, and a rainfall runoff model was applied to the
Shibui River basin in order to reproduce the ﬂood situation and evaluate the ﬂood mechanismin the river. From the on-site survey results, it was found that the embankment breach in the
Shibui River was caused by the infiltration of high river water into the embankment body.
Also, our numerical simulation results show that the high water level in the Shibui River wascaused by the backwater effects from the Tada and Naruse River.
キーワード：豪雨，洪水災害，渋井川Key words:

1

2

3

heavy rainfall, ﬂood disaster, Shibui River

4富山県立大学環境工学科
Depar tment of Environmental Engineering, Toyama
Prefectural University
東北大学災害科学国際研究所
International Research Institute of Disaster Science,
Tohoku University
パシフィックコンサルタンツ株式会社
Pacific Consultants Co., Ltd.

5東北大学大学院環境科学研究科
Graduate School of Environmental Studies, Tohoku
University
東北大学大学院工学研究科
Graduate School of Engineering, Tohoku University

本報告に対する討論は平成 29 年 2 月末日まで受け付ける。

87

88

呉・森口・堀合・小森・風間・田中：2015年 9 月東北豪雨による渋井川洪水氾濫の特徴

1 ．はじめに水被害が生じている。

近年日本での豪雨災害が頻発している。2013年は 7 月の山形豪雨1）に始まり 7 月山口・島根豪3 ．渋井川の概要

雨2）， 8 月秋田・岩手豪雨3）， 9 月京都・滋賀豪雨4）

Fig. 1に渋井川，多田川および他の鳴瀬川水系や10月伊豆大島豪雨 など，豪雨災害が頻発した。

河川および雨量・水位観測所の位置を示す。ここ2014年も 7 月山形豪雨 6）， 8 月広島豪雨土砂災

で示す雨量・水位観測所は本報告で実際にデータ

5）

害 など，非常に多くの豪雨災害が発生している。

が明示される箇所のみを示している点に注意され2015年には 9 月関東・東北豪雨により鬼怒川の堤たい。図に示されるよう，渋井川は多田川の支7）防決壊が生じ，家屋流失等 の甚大な被害が生じ川であり，多田川は鳴瀬川へと流入する。多田た。このような豪雨災害は地球温暖化等の影響で

川は流路延長約35 km，流域面積約126 km2の 1

今後も頻発することが懸念されている。

級河川であり鳴子町，岩出山町，宮崎町，中神田

8）

2015年 9 月関東・東北豪雨では，関東のみなら町，古川市，三本木町の 6 市町にまたがっていず東北地方でも多くの豪雨被害が発生した。代表る12）。渋井川は流路延長約7.88 km，流域面積約的な事例として， 9 月10日から11日にかけて台風

18.6 km2の県管理河川であり，下流部は水田地帯

17，18号の影響に伴う豪雨により鳴瀬川水系多田として有名な大崎平野であり排水不良の低平地の川の支川である渋井川で堤防決壊に伴う洪水氾濫

ため内水排除目的の排水機場整備が行われていが生じ，宮城県大崎市では住宅の床上・床下浸水

る12）。このように多田川，渋井川は従来から周辺や農地の冠水などの被害が生じた事例が挙げられの広大な農地の排水の受皿および灌漑用水の供給る。本報告では，著者らが 9 月12日，13日および源として機能してきた。Fig. 2に Fig. 1の拡大図

その後数回にわたり渋井川を対象として実施したとして，渋井川，多田川，渋川，名蓋川，鳴瀬川

水害調査結果を報告する。また，降雨流出モデルの位置関係，流域界，河川網および土地利用を示を渋井川流域に適用することで，本洪水の再現計

す。Fig. 2に示されるように，渋井川の河川沿い算を行い洪水発生メカニズムの評価を行う。

には農地（Fig. 2の土地分類中の田およびその他の農用地）が多く存在している。

2 ．宮城県の被害概要

渋井川周辺では明治以降洪水災害が数多く発生

2015年 9 月の豪雨による宮城県全域の被害は，している12, 13）。明治時代は，1884，1889，1909年

死者 2 名，負傷・軽傷者 3 名，全壊 1 棟，半壊390棟，に大水害が，大正時代は1912，1913年に大水害が一部損壊143棟，床上浸水280棟，床下浸水905棟発生した13）。このような水害を経て1909年に渋井である（2015年10月 9 日現在9））。公共土木施設の川に「水害予防組合」が設立，1938年に解散して被害額は，18,905,288千円，農林水産関係の被害いる。解散の際に後述する洪水記念碑（Fig. 20）

額は，10,799,488千円となっている 。全体的にが建立されている。昭和初期は，1941，1944年に

鳴瀬川本川での深刻な被害は少なく，支川に多く大水害があり，1947年のカスリーン台風では古川の被害が集中している。洪水被害のみならず豪雨

町で全戸数の約60％が浸水し，1948年のアイオンに伴い多数の土砂災害が発生しており，仙台市太台風では江合川や多田川で堤防決壊が生じ古川町

白区羽黒台の土砂災害事例などが報告されてい全町が冠水するなど甚大な被害が発生した12, 13）。

10）

る 。

最近では，1986年 8 月の洪水（通称8.5豪雨）で冠

9）

東北地方では宮城県以外にも，福島県で全壊 2

水面積 362 ha，浸水家屋609戸の被害が，1991年

棟，一部破損 6 棟，床上浸水43棟，床下浸水163

10月の洪水では冠水面積50 ha，浸水家屋10戸の棟の被害が生じ，山形県で重傷者 1 名，床上浸水被害が生じている12）。水害対策として1953年から

13棟，床下浸水17棟の被害が生じた（2015年 9 月

多田川河川改修が進められ12），1957年には江合川

24日現在11））。その他にも岩手県，秋田県でも浸に鳴子ダムが完成している。その後も1992年に更89

自然災害科学 J. JSNDS 35 -2（2016 ）Fig. 1 鳴瀬川水系河川および水位・雨量観測所の位置

Fig. 3 2015年 9 月 7 日から11日にかけての累
積雨量（気象庁15）の資料に一部加筆）ため，古川，築館，鴬沢，大衡地点で観測された雨量の Depth-Duration 解析図を Fig. 4に示す。
本出水と既往最大72時間イベントおよび既往第 2位の降雨イベントを比較している。過去の第 1 位・
2 位の72時間降雨イベントとして，1986年 8 月の台風10号に伴う豪雨（通称8.5豪雨），2011年 9 月の台風15号に伴う豪雨が観測されている。2013年
7 月のイベントは山形に豪雨災害6）をもたらしたものである。本データは気象庁で計測された1976
Fig. 2 渋井川，多田川，渋川，名蓋川の流域界，
河川網および土地利用

年 4 月からの 1 時間雨量データに基づいているが，鶯沢のみは雨量観測開始が2002年であり他の地点と比較して過去の雨量データが少ない点に注意されたい。Fig. 4より本出水イベントの特徴となる多田川河川改修事業等が進められてきた。こ

して 1 〜 6 時間程度の短時間に強降雨が観測されのように渋井川周辺は従来から洪水被害が多発ていることがわかる。これは線状降水帯が東北地し，水害リスクの高い地域であったといえる。

方では 4 時間程度継続した14）ためであり，これにより古川，鶯沢，大衡では観測史上最大の 3 時間

4 ．雨量・水位の状況

雨量を記録している。このような降雨は中小河川

9 月10日から11日にかけて，台風17号周辺から湿った空気が東北地方太平洋側に流入し，複数の水位の急激な上昇をもたらす可能性が高く，避難勧告等の発令が難しい状況と考えられる。

14）

線状降水帯が宮城県周辺に大雨をもたらした 。

9 月10日から11日の多田川（下狼塚），鳴瀬川（三Fig. 3に 9 月 7 日から11日にかけての累積雨量分

本木，下中ノ目）における10分間雨量・水位の時

布15）を示す。利根川水系鬼怒川周辺のみならず福

系列を Fig. 5に示す。10日の23：00程度から11日

島県から宮城県にかけても線状降水帯が形成されの 4 ：00程度まで強い雨が観測され，鳴瀬川三本ていたことがわかる。鳴瀬川水系では200から400

木地点では11日の 2 ：00に避難判断水位を超過しmm 程度の累積雨量となっている。

2：20に氾濫危険水位を超過している。水位のピー

本出水イベントの雨量と過去の雨量を比較する

ク時刻は，多田川下狼塚地点で11日 3 ：00，鳴瀬90

呉・森口・堀合・小森・風間・田中：2015年 9 月東北豪雨による渋井川洪水氾濫の特徴

Fig. 4

古川，築館，大衡，鶯沢における雨量の Depth-Duration 解析結果

川三本木地点で11日 3 ：40，鳴瀬川下中ノ目地点地域）を発令し， 3 ：15に避難勧告（三本木地域）

で11日 5 ：10となっている。渋井川での住民からを発令している。洪水氾濫が生じた古川地域にはの聞き込み調査から，洪水氾濫は11日午前 3 ：00

11日 4 ：30に避難準備情報（古川全地域）を発令

か ら 4 ：00頃 に 発 生 し， 家 屋 へ の 浸 水 開 始 はしているが，古川市西新井地区の浸水を確認して

4 ：00程度だったという証言を複数得ている。多以降は，避難所へ向かうことが非常に危険である

田川下狼塚地点で 3 ：00以降水位の低下が見られとの判断から避難勧告および避難指示を発令してるが，渋井川合流部の上流に位置し距離があるた

いない。その後， 8 ：15に大崎市の要請を受けた

め，堤防決壊との関係を議論することは難しい。

宮城県が自衛隊の災害派遣要請を行っている。

大崎市は，指定河川洪水予報地点である鳴瀬川

また，鳴瀬川本川（野田橋，鹿島台（鳴瀬），野三本木地点の水位が11日 2 ：00に避難判断水位を

蒜地点），鳴瀬川水系吉田川（新田橋，落合，粕川，超過したことから 2 ：30に避難準備情報（三本木

鹿島台（吉田）地点），江合川（荒雄，下谷地地点）

91

自然災害科学 J. JSNDS 35 -2（2016 ）大きいことがわかる。江合川では，上流から荒雄地点で氾濫注意水位を，下谷地地点で氾濫危険水
位を超過している。このように多くの水位観測地
点で避難判断水位および氾濫危険水位を超過していたことがわかる。

5 ．渋井川の堤防決壊状況
本洪水災害では鳴瀬川本川で大きな被害は生じていないが，渋井川の 3 箇所で堤防決壊が生じ，大きな洪水氾濫被害が生じた。渋井川の決壊に伴い約2,100 ha の浸水が生じ床上浸水399棟，床下浸水150棟の被害が生じ，176人がヘリコプターやボートで救助された16）。また，渋井川以外にも鳴瀬川水系では渋川，名蓋川で堤防決壊が生じている9）。本章では，著者らの現地調査より明らかとなった2015年 9 月の豪雨イベントでの渋井川堤防
決壊状況を記述する。
Fig. 7に堤防決壊地点（上流から A, B, C 地点）
および渋井川，多田川の位置を示す。現地調査より，各位置での決壊幅は，約17 m, 約15 m, 約40m であった。決壊箇所は，宮城県の要請を受けた国土交通省北上川下流河川事務所により，12日には堤防の応急復旧が開始され，14日には決壊箇所の応急復旧が完成している。
Fig. 8に渋井川および多田川の河川堤防天端高および最深河床標高を示す。後述する計算水位も図に含まれているが計算水位の詳細は 6 章を参照されたい。本天端高は，現地 RTK（Real Time
Fig. 5 多田川下狼塚地点（上），鳴瀬川三本木
地点（中），鳴瀬川下中ノ目地点（下）における10分間雨量・水位の時系列

Kinematic）測量より測定したものであり，堤防決壊部は応急復旧がなされた後に計測したため，図より除外している。また，最深河床標高は宮城
県河川課より提供頂いた。Fig. 8に示すよう多田の 1 時間水位を Fig. 6に示す。観測所の位置は川の堤防が渋井川より高いとともに，渋井川の多Fig. 1を参照されたい。鳴瀬川では，上流から三田川合流地点から決壊地点上流まで河床勾配が非本木地点（Fig. 4），野田橋地点で氾濫危険水位を

常に緩やかなことがわかる。渋井川は多田川の超過し，鹿島台（鳴瀬）で避難判断水位を超過し支川であり，多田川の水位上昇に伴い渋井川のている。下流の野蒜地点では，水位が潮位の影響

洪水流の多田川合流部への流入が困難となる背を受けているが氾濫注意水位を超過している。吉水（バックウォーター）効果により多田川の水位

田川では，上流から新田橋，落合，粕川，鹿島台が下流側から上昇したものと推測される。堤防決（吉田）地点の全てで氾濫危険水位を超過してお壊後は，渋井川の水位低下に伴い多田川洪水の渋り，吉田川の水位超過が他の鳴瀬川や江合川より井川への逆流が生じ，浸水拡大に寄与したものと

92

呉・森口・堀合・小森・風間・田中：2015年 9 月東北豪雨による渋井川洪水氾濫の特徴

Fig. 6 鳴瀬川本川（野田橋，鹿島台（鳴瀬），野蒜地点），鳴瀬川水系吉田川（新田橋，落合，粕川，鹿島台（吉田）地点），江合川（荒雄，下谷地地点）における 1 時間水位の時系列推測される。この多田川からの逆流により堤防決の空撮画像は国土地理院17）より入手した。決壊幅

壊後も渋井川の水位は高い状態を維持し，第 2 ，は約17 m である（③）。水路は直線であり，堤防第 3 の決壊が生じたものと推測される。住民から

天端は舗装されている（③）。調査より洪水流のも多田川から渋井川への逆流が報告されるととも

堤防越流痕跡は確認されなかった。決壊地点 Aに，洪水逓減時に河川表面流れの逆流が確認されは Fig. 8に示すよう局所的に堤防が低くなっていている10）。また，Fig. 9に示すよう河川高水敷のる。しかしながら，下流堤防高と比較すると差異植生が決壊地点 C から B にかけて上流側に倒伏は小さく局所低下部から越流した可能性は低い。

しているのが確認され，逆流は決壊地点 B まで

渋井川沿いに農業用水路が存在する（①，②）。

生じていた可能性が高い。以下，各地点の決壊状

決壊地点 3 m 程度上流に，農業用水路と渋井川

況の詳細を報告する。

を結ぶ樋管（④）の存在が Google Earth 画像（①）
および現地調査より確認されたが，決壊は樋管存

5. 1 決壊地点 A の状況

在部の下流で発生しており，樋管が決壊に影響し決壊地点 A は多田川との合流部より約1.4 km

た可能性はないと思われる。

上流に位置する。Fig. 10に決壊前（①）と決壊後（②）の空撮画像および決壊状況を示す。決壊後

93

自然災害科学 J. JSNDS 35 -2（2016 ）Fig. 7

Fig. 8

渋井川，多田川および決壊箇所の位置

渋井川，多田川合流部上流の堤防天端高および最深河床高94

呉・森口・堀合・小森・風間・田中：2015年 9 月東北豪雨による渋井川洪水氾濫の特徴

5. 2 決壊地点 B の状況

背水効果に伴い水位が上昇し流速が抑制される状

渋井川の決壊地点 B は多田川との合流部より

況では洪水流速も小さい事が推測され，侵食破壊

約0.6 km 上流に位置する。Fig. 11に地点 B 周辺

が B 地点で生じた可能性は低いと考える。

の決壊前（⑤）と決壊後（⑥）の空撮画像および決決壊部堤内側の状況を Fig. 12に示す。決壊部

壊状況を示す。決壊幅は約15 m である（⑦）
。調

裏のり面には多くの崩落・すべり箇所（⑨，⑩）

査より洪水流の堤防越流痕跡は確認されなかっが存在し浸透流が発生した痕跡が確認される。⑪た。堤防天端に舗装はされていない（⑧）。水路は決壊地点の堤内側である。氾濫流による用水路

はゆるやかに決壊部に向かって湾曲しており（⑤，

金網フェンスの変形や植生の倒伏，落堀の形成が⑧），地点 B への流れの集中や 2 次流による侵食

堤内側で確認される。稲は中央からやや下流側に等が生じた可能性は排除できない。しかしながら，広がるように倒伏している。フェンスの倒伏は洪水氾濫流の流体力による基礎部の破壊ではなく，支持杭周辺土壌の洗掘に伴うものである。このような堤内地の状況から，決壊時に堤内側に大きな浸水（湛水）は生じていなかったものと推測される。
5. 3 決壊地点 C の状況
決壊地点 C は多田川との合流部より約0.2 km
上流に位置する。Fig. 13に地点 C 周辺の決壊前

Fig. 9植生の逆流方向への倒伏Fig. 10（⑫）と決壊後（⑬）の空撮画像および決壊状況を示す。決壊幅は約40 m であり（⑭），川幅と同程決壊地点 C の状況（Google Earth および国土地理院画像15）に加筆）

95

自然災害科学 J. JSNDS 35 -2（2016 ）Fig. 11

決壊地点 B の状況（Google Earth および国土地理院画像17）に加筆）

Fig. 12決壊地点 B 堤内側の状況

96

呉・森口・堀合・小森・風間・田中：2015年 9 月東北豪雨による渋井川洪水氾濫の特徴度である。水路は直線（⑫，⑬）であり，調査よし，多数の箇所で堤防への浸透が生じた可能性がり越流は確認されなかった。決壊地点 C 付近の極めて高い。また，今回の洪水で堤防決壊は左岸

堤防天端も舗装はされていない（⑭）。

のみで発生したが，渋井川の右岸でも多くの漏水

決壊部周辺堤内側の状況を Fig. 14に示す。決や浸透が生じていた。Fig. 15に示すように右岸裏

壊地点 B と同様に，決壊部裏のり面には多くののり面でも広範囲にわたり崩落・すべりが発生し崩落・すべり箇所が存在し（⑮，⑯）浸透流が発ていた。状況によっては，左岸のみならず右岸も生した痕跡が確認される。⑰は決壊地点の堤内側決壊に至っていた可能性がある。

である。氾濫流による植生の倒伏が堤内側で確認される。地点 C でも稲は中央からやや下流側に

5. 5 浸水状況

広がるように倒伏している。このような堤内地の

上記堤防決壊に伴い，渋井川左岸側の大崎市西状況から決壊時は，堤内側は大きな浸水（湛水）新井地区では浸水被害が生じた。浸水の状況をは生じていなかったものと推測される。

Fig. 16（国土交通省東北地方整備局資料18）より）に示す。渋井川左岸側の広範囲が浸水しているこ

5. 4 決壊メカニズムに関してとがわかる。渋井川右岸側の浸水は右岸からの漏上記の決壊状況や直線水路，越流が確認されて水によるものと考えられる。また，Fig. 16左上のいない点等から，堤防決壊は浸透破壊に伴い生じ浸水は名蓋川の堤防決壊によるものである。Fig.

た可能性が極めて高い。実際に B 点，C 点付近

17に，渋井川周辺の標高断彩図（国土地理院19）よの堤防裏のり面に多くの崩落・すべり箇所等が存り）を示すが，標高の低い箇所を中心に浸水域が在し，浸透流が生じていた痕跡が確認された。つ広がっていることがわかる。

まり背水効果に伴い水位が上昇した状況が継続

Fig. 13

Fig. 18に，大崎市の浸水想定区域（おおさき防決壊地点 A の状況（Google Earth および国土地理院画像17）に加筆）

97

自然災害科学 J. JSNDS 35 -2（2016 ）Fig. 14決壊地点 A 堤内側の状況

Fig. 15

渋井川右岸側の状況

98

呉・森口・堀合・小森・風間・田中：2015年 9 月東北豪雨による渋井川洪水氾濫の特徴

災マップ20）より）を示す。今回洪水氾濫が生じた

低下が若干見られる。

箇所は，0.5〜5.0 m の浸水が想定されていること
がわり，想定浸水深と標高段彩図に示される標高

5. 6 渋井川に存在する洪水記念碑に関係が見られる。Fig. 19に，本調査で測定した

渋井川には多田川合流部から1.2 km 程度上流

浸水深の分布を示す。1.0 m 以上の浸水箇所が多左岸に Fig. 20に示す渋井川水害予防組合記念碑

数存在することがわかる。想定浸水深が高く標高が存在している。本記念碑は1909年に渋井川に設の低い位置で，実際に高い浸水深が計測されてい立された「水害予防組合」が1938年に解散する際る。Fig. 19より，洪水氾濫流は国道 4 号線を乗り越え流下しているが，国道 4 号線を境に浸水深のFig. 16 渋井川周辺の浸水状況（国土交通省資料18））Fig. 18

Fig. 17 渋井川周辺の標高段彩図（国土地理院
HP19））

浸水想定区域（おおさき防災マップ20））

99

自然災害科学 J. JSNDS 35 -2（2016 ）に建立されたものである。1938年 3 月に建立され，らも昔から渋井川と多田川合流部の水害リスクが現在記載された文字の判読は経年劣化に伴い困難高いことが理解できる。また，本洪水で確認されであるが，文献 によると「・・・鳴瀬多田川両た鳴瀬・多田川からの逆流が記載されている。洪

川の増水は直ちに本川に逆流し，瞬間にして米袋水記念碑の文字が経年劣化に伴い判読できない現地内国道以西は一面泥海と化すのみならず・・・」

在の状況は，洪水リスクの高さを周知する目的でとの記述が存在する。このような記念碑の存在か作られた記念碑の意義を低下させるものであり，

21）

早急な改修が望まれる。

6 ．降雨流出モデルを用いた洪水の再現
計算
上記したように渋井川の堤防決壊は，多田川との合流部の背水効果により渋井川の水位上昇が継続したためと考えられる。よって本章では，渋井川および周辺流域に降雨流出モデルを適用することで洪水の再現計算を行う。これにより，多田川
合流部での背水効果が渋井川の水位上昇に与えた影響を評価する。
Fig. 19

調査より得られた浸水深の空間分布

6. 1 降雨流出モデルの概要
降雨流出モデルは，呉ら22）の土壌・地形特性に基づく降雨流出計算手法を用いる。本手法は流域をサブ流域に分割し，各サブ流域で降雨流出計
算を実行するサブ分布型の流出計算手法である。
サブ流域では，斜面流下方向流れを Kinematic
Wave 法から集中化して計算を行う。モデルパラ
メータは，表層土層厚や飽和透水係数などの土壌・地形特性から決定される。河道部における洪水波の追跡には 1 次元不定流計算を行う。本研究では，対象流域の流域面積が小さいため流域のサブ流域への分割は行わず，流域全体を一つのサブ流域とし，流域一様の降雨および流出パラメータを用いている。本計算手法の詳細は呉ら22）に詳しいのでそちらを参照されたい。
1 次元不定流計算の上流端境界条件として多田川下狼塚地点の水位を，下流端境界条件として鳴瀬川三本木および下中ノ目地点の水位を与えている（Fig. 21）。渋川，渋井川，名蓋川上流端には0.1 m3/s の流量を基底流量として与えている。河
道部の洪水計算で必要となる河川横断面形状は，

Fig. 20 渋井川に存在する洪水記念碑（2015年11月16日撮影）

鳴瀬川（26.0 km 〜35.7 km），多田川（0.0 km 〜
3.5 km）において国土交通省東北地方整備局に，

100

呉・森口・堀合・小森・風間・田中：2015年 9 月東北豪雨による渋井川洪水氾濫の特徴

Fig. 21 計算対象流域と上・下流端境界条件の位置

多田川（3.5 km 〜8.1 km），渋井川（0.0 km 〜2.2

Fig. 22 渋井川西新井地点における実測水位と計算水位の比較（2011年 9 月出水）

km）において宮城県河川課にそれぞれ提供頂いた。名蓋川，渋川の計算では矩形断面を仮定し計算を行っている。また新江合川の影響は鳴瀬川の水位に反映されるものと仮定し，本計算では新江合川は考慮していない。入力降雨は気象庁の再解
析雨量を用いた。
6. 2 降雨流出モデルの適用結果
渋井川の水位計は西新井地区（多田川合流部より約1.2 km 上流）に設置されているが，2015年
9 月の出水時は水位計測が行われていなかった。
よって，モデル検証用として2011年 9 月の出水イ
ベントを選定しモデルパラメータのキャリブレー
ションを行った。キャリブレーションより河道のマニングの粗度係数は河川一様に0.035，流出
パラメータは赤羽ら23）に基づき表層土層厚20 cm，
飽和透水係数0.0035 cm/s, 有効空隙率0.4で決定された。2011年 9 月の出水イベントに対して降雨
流出計算を行った結果を Fig. 22に示す。渋井川
西新井地点における実測水位と計算水位の比較より，適用した降雨流出モデルは対象イベントの立
ち上がりからピーク水位を良好に再現出来ている
ことがわかる。しかしながら洪水低減部に差異が生じている。
次に，キャリブレーションされたモデル（流出パラメータは上記値を使用）を2015年 9 月の出水に適用した結果を Fig. 8および Fig. 23に示す。

Fig. 23 降雨流出計算より再現した2015年 9 月
出水時の渋井川西新井地点における計
算水位・流量101

自然災害科学 J. JSNDS 35 -2（2016 ）Fig. 8に示すよう計算最高水位は洪水後の調査よ

各市町村はしっかりと行う必要がある。

り得られた痕跡水位と良好な一致を見せている。

3 ）堤防決壊の要因は，渋井川と多田川の合流部

痕跡水位は宮城県河川課より提供頂いた。また計の背水効果により，渋井川の水位上昇が継続

算最高水位および痕跡水位は堤防天端高より1 m

し堤防の漏水・浸透を伴い堤防決壊したもの

程度低いことがわかる。Fig. 23の計算結果より，と考えられる。堤防決壊後は，多田川からの西荒井観測地点におけるピーク流量は30 m3/s 程

洪水流も渋井川に逆流し，浸水拡大に寄与し度であり，ピーク水位時刻は11日 5 ：30に計算さたものと推測される。渋井川左岸 3 地点の堤れている。

防決壊要因は，現地の状況より浸透破壊が生じた可能性が極めて高い。今後，降雨流出計

6. 3 多田川からの背水効果の影響

算のみならず洪水氾濫計算や浸透流解析等を

渋井川と多田川合流部の背水効果を評価するた

通じて上記メカニズムを更に定量的に評価しめ基礎的な数値実験を行う。上記した再現計算のていく予定である。

他に，多田川および鳴瀬川の水位が平水時の状況

4 ）洪水氾濫が生じた箇所は洪水ハザードマップと変わらず水位が上昇しない条件で計算を行う。

で浸水が想定されていた箇所である。河川合つまり，渋井川のみに洪水が生じる状況を仮想的流部であり合流部河床勾配の小さく洪水リスに生成し，この際の水位を比較することで多田川クが従来から高い箇所であると考えられる。

合流部での背水効果の評価を行う。本計算では，約80年前の洪水記念碑が存在し，周辺河川の多田川上流端および鳴瀬川上・下流端境界条件水洪水への脆弱性と逆流の危険性が既に記述さ位を平常時水位一定として計算を行っている。実れている。

際の洪水との水位・流量時系列の比較を Fig. 23

5 ）降雨流出モデルを適用し本洪水の再現計算をに，水位縦断図の比較を Fig. 8に示す。図より多行うことで，西荒井観測地点におけるピーク

田川水位の上昇が生じていない場合は，再現計算

流量は30 m3/s 程度であること，計算最高水と比較して水位が低いことが明らかである。以上，

位・痕跡水位ともに堤防天端高より 1 m 程

渋井川の水位上昇は多田川，しいては鳴瀬川の洪度低いことを明らかにするとともに，渋井川

水流に強く影響されていたことがわかる。

水位の上昇は多田川からの背水効果の影響を強く受けていた事を示した。

7 ．まとめ

このように，本洪水は洪水リスクの高い箇所に本報告は，2015年 9 月10日から11日にかけて鳴線状降水帯に伴う強降雨があり生じたものであ瀬川水系渋井川に洪水氾濫被害をもたらした豪雨

る。このような洪水リスクの高い中小河川の洪水の特性や，現地調査より明らかになった被害の特脆弱箇所は日本に無数に存在するため，今後の中徴を示した。以下，明らかとなった点を列挙する。

小河川の洪水対策を如何に考え行うかは非常に重1 ）2015年台風17号，18号に伴う豪雨により鳴瀬

要な課題である。

川本川での被害は小さいが，鳴瀬川水系多田川支川の渋井川で 3 箇所の堤防決壊による大きな洪水氾濫被害が生じた。

謝辞
本研究の一部は，公益財団法人河川財団の河川

2 ）本出水の降雨の特徴は短時間（ 3 時間から 4整備基金の助成を受け実施された。本豪雨災害調

時間程度）に線状降水帯形成に伴う強降雨が査時に，大崎市，宮城県，国土交通省東北地方整発生したことである。このような降雨は中小備局，土木学会水工学委員会水害対策小委員会，

河川水位の急激な上昇を伴うため，避難勧告

土木学会東北支部および建設工学研究振興会には等を発令するのが難しい。今後このような降調査へのご協力を頂くとともに，大変多くの貴重雨を想定した避難勧告等の発令準備と対策をな情報を頂いた。東北大学災害科学国際研究所災102

呉・森口・堀合・小森・風間・田中：2015年 9 月東北豪雨による渋井川洪水氾濫の特徴

害ポテンシャル研究分野真野明名誉教授，佐藤幸氏，杉井伸之氏には，堤防決壊メカニズムに関して多くの助言を頂くとともに，数値計算補助やデータ整理等でご尽力頂いた。末尾ながらここに記して謝意を表する。

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20）大崎市，おおさきわが街ガイド，http://www2.
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22）呉 修一・山田 正・吉川秀夫：表面流の発生機構を考慮した斜面多層降雨流出計算手法に関する研究，土木学会水工学論文集，Vol.49，
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23）赤羽祐也・呉 修一・山田 正：都市流域における現地流量観測と都市化が洪水流出特性に

103

自然災害科学 J. JSNDS 35 -2（2016 ）与える影響，土木学会水工学論文集，Vol.52，
pp.481-486，2008．

要（投 稿 受 理：平成28年 2 月 4 日
訂正稿受理：平成28年 5 月31日）

旨

2015年 9 月，台風17，18号の豪雨に伴い宮城県でも洪水や土砂災害などの被害が生じた。特に大崎市を流れる鳴瀬川水系多田川支川の渋井川で甚大な洪水氾濫被害が生じた。本報告は，渋井川で生じた豪雨と洪水氾濫の特徴を現地調査結果等より記述したものである。また，降雨
流出モデルを渋井川流域に適用することで，本洪水の再現と洪水メカニズムの評価を行う。
現地調査結果より渋井川の堤防決壊は浸透破壊に伴い生じたことが明らかとなった。更に降雨流出モデルの適用結果より，渋井川水位の上昇は多田川および鳴瀬川からの背水効果の影響を強く受けていた事が明らかとなった。