沿岸技術研究センター論文集

No.11(2011)

海岸における地球温暖化適応戦略の検討－施設整備の優先順位の評価方法－
廣瀬紀一*・白井博己**・小山真人***・竹居雅彦****・黒瀬康夫****** 前（財）沿岸技術研究センター

調査部 主任研究員** （財）沿岸技術研究センター*** 国土交通省****

前国土交通省***** 国土交通省

港湾局
港湾局
港湾局

調査役

海岸･防災課

課長補佐

海岸･防災課
海岸･防災課

減災対策係長減災対策係長わが国の海岸保全施設は老朽化が進行し，維持･更新が課題となっているが，今後の海岸保全施設の維持･更新にあたっては，地球温暖化に伴う海面上昇等への適応策を考慮した取り組みが不可欠である．モデル検討を通じて，海岸保全施設の維持･更新にあたっての地球温暖化に対する適応策（地球温暖化適応戦略）を検討した．
キーワード：海岸保全施設，維持･更新，地球温暖化，海面上昇あげられる．

1. はじめに
わが国の海岸保全施設の多くは昭和30年代に整備されており，耐震性が不足するとともに，老朽化が急速に進行し，維持･更新が課題となっている．一方，地球温暖化に伴う台風の強大化や海面上昇の危険性が指摘される中，わが国の沿岸部においても高潮災害や海岸侵食の危険性が懸念されている．そのため，今後の海岸保全施設の維持･更新にあたっては，地球温暖化に伴う海面上昇等への適応策を考慮し，長期的視点に立った計画的な取り組みが不可欠となっている．
そこで，東京湾におけるモデル検討を通じて，海岸保全施設の維持･更新にあたっての地球温暖化に対する適応策（地球温暖化適応戦略），特に施設整備の優先順位の評価方法について検討したので報告する．

2. 海岸保全施設の現状と地球温暖化の影響
2.1 海岸保全施設の現状と課題
わが国の海岸線の総延長は約３万５千 km である．海岸
統計 1)によれば，防護が必要な海岸線（要保全海岸）の延長は約１万５千 km に及ぶ．しかし，海岸保全施設が整備されているのは約９千７百 km に過ぎないことから，未防護状態の解消が課題となっている．
港湾局所管の海岸（港湾海岸）延長は，4,329km1)で要保全海岸延長のうち約 29%であるが，背後の防護人口は603 万人 2)と約 57%を占めている．また，港湾海岸の所在市町村の面積は約 11 万 km2 3)で全国の約 29%であるが，工業出荷額は約 140 兆円 4)で全国の 42%を占めている．このように，港湾海岸の特徴として，人口や都市機能，物流・産業機能などの資産が高密度に集積していることが2.2 海面上昇の影響
気候変動に関する政府間パネル（IPCC）第４次評価報
告書 5)においては，地球温暖化の原因が人為起源の温室効果ガスの増加によるものとされている．IPCC 第４次評価
報告書では６パターンのシナリオが検討されており，全球平均の海面上昇量は最良のシナリオで 0.18～0.38m，最悪のシナリオで 0.26～0.59m であり，最大で 0.59m の海面上昇が予測されている．

2.3 台風の強大化の影響
地球温暖化による気温や海水温の上昇に伴って，台風の強大化が懸念されている．例えば，吉野ら 6)は，A1B シナリオに基づき海水温上昇量を仮定し，将来気候における可能最大強度の台風は紀伊半島上陸時に中心気圧約910hPa，名古屋港での可能最大高潮は 6.5m，可能最大波浪は 2.8m となることを示している．これは，伊勢湾台風時の高潮偏差 3.55m の約２倍となる．河合ら 7)は，A2 シナリオに基づく気象研究所・気象庁のモデル RCM20 の出力結果を参考に，確率台風モデルを構築し，これを用いて10～1000年確率の高潮偏差や潮位が増加することを示している．筒井 8)によれば，地球温暖化に伴う台風の中心気圧の低下により，低緯度の強い台風ほど気圧低下も大きくなることが報告されている．

3. 地球温暖化適応戦略の検討方法
地球温暖化適応戦略の検討手順を図-1 に示す．海岸保全施設の維持管理と海面上昇への対応とを一体的に検討することが重要である．海面上昇に対しては，潮位変化の定期的なモニタリング，海面上昇が及ぼす災害リスク- 29 -

沿岸技術研究センター論文集

No.11(2011)の評価，設計外力の設定を経て，海岸保全施設の天端高の嵩上げなどのハード対策を講じる．その際には海岸保全施設の老朽化に対する維持管理との関係より，施設更新の優先順位を評価する必要がある．

将来の海面上昇率は場所によって異なるものと考えられる．現時点では IPCC 第４次報告書にある全球平均の上昇量を参考にせざるを得ないことから，2100 年の海面上昇量を 0.59m とし，2100 年を将来気候の対象とした．

海面上昇への対応

施設の維持管理0.300

東京湾奥+0.7mm/年
R=0.334

潮位のモニタリング

0.200

海岸保全施設の老朽化
海面上昇量の設定

0.100

災害リスクの評価

0.000
T.P.(m)

設計外力の設定
施設更新の優先順位の設定

東京湾口+2.5mm/年
R=0.900-0.200

ハード対策の実施（嵩上げ等）

施設更新の計画的な実施

1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
-0.100

ソフト対策の実施（避難訓練等）-0.300

図-1 地球温暖化適応策の検討手順-0.4004. 東京湾におけるモデル検討-0.500
西暦(年)

図-3 東京湾における年平均潮位の長期変化

4.1 対象地域の設定
施設更新の優先順位の評価方法を検討するために，東京湾の千葉港船橋・習志野地域をモデルとして選定した．
選定した理由は，以下の通りである．
・背後地は商業施設や住宅が多く立地し，高速道路や鉄道等の公共交通機関が存在する．
・施設の老朽化が進行している．
・現況の計画天端高に対する高さの余裕が少ない．
検討する対象区域として，海岸線を約１km で区分し，河川や水路，地盤高により浸水域が分断されると考えられる範囲で地区割りを行った．図-2 に地区割りを示す．
地区1
地区2

4.3 設計外力の設定
地球温暖化によって強大化する台風を室戸台風級（上陸時中心気圧 911hPa）とし，シミュレーション結果より潮位偏差を 3.08m とした．波高は，現在の計画台風（伊勢湾台風級）と強大化台風のシミュレーション結果による波高比に現在の設計波高を掛け合わせ，将来気候の設計波高を算定した．

4.4 2100 年の災害シナリオ
表-1 に本検討に用いた災害シナリオを示す．この条件
表-1 東京湾の災害シナリオ
室戸台風級
上陸時中心気圧 911hPa
台風コース
東京港最大偏差コース
朔望平均満潮位
高潮偏差と組み合わせる天文潮位(東京港 T.P.+0.97m）+0.6m
気候変動による海面上昇（IPCCシナリオ A1FI）
台風の強度

地区4地区3地区5地区6

船橋地域

地区1地区2地区3

習志野地域

地区4地区5

海岸保全施設検討地区

地区6

図-2 対象地域の設定(地区割り)

船橋地域

4.2 海面上昇量の設定

海岸保全施設検討地区

東京湾口，東京湾奥における年平均潮位の長期変化を
図-3 に示す．東京湾口の 1930 年代以降の観測データでは2.5mm/年，東京湾奥の 1950 年代以降の観測データでは0.7mm/年の潮位上昇トレンドにある．
過去の検潮記録より現在の海面上昇率を推定できるが，- 30 -習志野地域
施設の分類

最大浸水深5.0m以上
2.0m以上 - 5.0m未満
1.0m以上 - 2.0m未満
0.5m以上 - 1.0m未満
0.5m未満国・地方公共団体施設
病院
福祉施設
駅

図-4 高潮浸水シミュレーション結果

沿岸技術研究センター論文集における高潮浸水シミュレーション結果を図-4 に示す．
すべての地区において浸水が予測されている．

訂版）」に示される一般資産被害額を算定した．表-6 に示すよう被害額は地区３が最も高い値となった．

4.5 施設健全度の評価

表-6 レベル湛水法による浸水被害額

施設健全度の評価を施設老朽度と耐震性の評価から行った．施設老朽度は「ライフサイクルマネジメントのための海岸保全施設維持管理マニュアル(案)」9)に基づいた
現地調査の実施，耐震性についてはチャート式耐震診断システム 10)または２次元有効応力解析による検討から評価することが望ましいが，ここでは，耐震性の考慮の有無による簡易評価手法にて評価を行った．
施設老朽度は施設の築造後の経過年数から評価することとし，表-2 に示す経過年数毎に得点化（A）した．その結果を表-3 に示す．耐震性は施設設計における耐震性の考慮の有無により，表-4 に示すよう得点化（B）することとし，施設健全度は（A）×（B）により評価値を算出することとした．ただし，船橋・習志野地域においては，耐震性の詳細が把握できなかったため，評価から耐震性を除外した．
表-2 老朽度の評価
築造後の経過年数
点数（A）

50年以上
1.2

413121110～50年 ～40年 ～30年 ～20年 ～10年
1.0
0.8
0.6
0.40.2

地区1 地区2 地区3 地区4 地区5
施設数
46311
地区健全度判定
0.8
1.0
1.00.80.6*地区健全度判定：地区内で最も高い施設の値とした地区11,029⑥

金額
被害額順位

地区230,895②

地区347,980①地区418,196④

地区518,878③

地区69,617⑤*金額の単位：百万円(3)簡易手法による手法
背後域人口，施設天端高，地盤高，重要施設の有無の４項目の指標を組合せた簡易的な投資効果評価を行った．
背後域人口は対象地区の全人口の対象地域における割合（①，表-7），施設天端高は防護機能の不足時期までの年数（②，表-8）から得点化した．地盤高は最高潮位以下の面積占有率を重み係数（表-9）とし，「海岸事業の費用便益分析指針（改訂版）」に示される浸水深に応じた被害率平均値（表-10）とを掛け合わせたものを得点（③）とし，重要施設の有無（④）は表-11 より得点化した．投表-7 背後域人口の評価

表-8 施設天端高の評価

対象地区の対象地域に点数①おける人口の割合

防護機能不足時期
点数②までの年数

81～100％61～80％
41～60％
21～40％
0～20％

表-3 船橋･習志野地域における老朽度の評価結果
地区630.8

0年
1～10年
11～20年21～30年31～40年41～50年

1.0
0.8
0.6
0.4
0.2

1.00.90.8
0.7
0.60.5

表-9 最高潮位以下の地盤高の評価
最高潮位以下の面積占有率

重み係数81～100％61～80％
41～60％
21～40％
0～20％

1.0
0.8
0.6
0.40.2表-4 耐震性の評価
耐震性なし
耐震性有り

No.11(2011)

点数（B)
2
1

4.6 投資効果の評価手法

表-10 浸水深による被害率平均値
浸水深(cm)
被害率平均値(1)高潮浸水シミュレーションによる手法
災害シナリオを対象に実施された高潮浸水シミュレー
ション結果をもとに，「海岸事業の費用便益分析指針（改11)訂版）」 に示される一般資産被害額を算定した．結果を表-5 に示す．被害額は地区２が最も高い値となった．

床下浸水0～45
46～95
0.037
0.205

地区1地区2
地区3地区4地区5地区6
金額
581,647 755,610 684,129 324,612 399,542 181,139
被害額順位
③①②
⑤④
⑥

施設例
病院、介護・福祉施設
避難所、公民館、小学校等
駅舎、ターミナル、幹線道路
商店街、工場等

点数
0.2
0.2
0.2
0.2

表-12 簡易手法による投資効果の評価*金額の単位：百万円

確率規模ごとの波浪及び高潮偏差を条件とするレベル
湛水法の結果をもとに「海岸事業の費用便益分析指針（改245～
1.000

表-11 重要施設の有無による評価
施設分類
医療・介護施設
避難所
公共交通施設商業・工業施設

表-5 高潮浸水シミュレーション結果による浸水被害額(2)レベル湛水法による手法

床上浸水
96～145 146～195 196～245
0.429
0.774
1.000

①背後域人口②施設天端高
③最高潮位以下の地盤高④重要施設の有無
評価点合計- 31 -地区１0.2
0.5

地区２0.2
1.0

地区３0.41.0

地区４0.2
1.0

地区５0.20.6

地区６0.2
0.6

0.8

0.6

0.5

0.3

0.3

0.3

0.8
0.9

0.8
0.9

0.8
1.0

0.8
0.9

0.8
0.8

0.60.6

沿岸技術研究センター論文集

No.11(2011)

資効果の評価値は（①×②×③）＋④として求めた．
た上で嵩上げの必要性を判断する．一方，投資効果は高算出結果を表-12 に示す．地区３が最も高い値となった． いが，施設健全度の評価が高くないものは予防保全の観点から天端高の嵩上げを判断する．
(4)評価値の基準化
船橋・習志野地域における施設更新の優先度評価の結果を図-6 に示す．３つの投資効果の評価手法を用いた６
上記のいずれの手法においても，評価値は最高点 100
地区の結果を示しているが，地区３，地区２における海点，最低点が０点となるように基準化（（各値－最低値）
岸保全施設の更新･改良の必要性が高くなっている．これ／（最高値－最低値）×100）した．結果を表-13 に示す．
らの地区は船橋市の中心市街地であり，当該市街地を防表-13 投資効果の評価の基準化
護する海岸保全施設が老朽化している地区である．
地区1 地区2 地区3 地区4 地区5 地区6
高潮浸水
その他の地区においても投資効果の評価の３手法を用
69.7
100.0
87.6
25.0
38.00.0
シミュレーション
いた施設更新の優先度は，概ね同様な結果となっており，
レベル湛水法
0.0
63.6
100.0
36.6
38.0
18.3
簡易手法
50.0
75.0
100.0
75.0
50.0
0.0
いずれも有効な手法であることがわかる．

4.7 施設更新の優先度評価

5． まとめと今後の課題

施設更新の優先度評価の考え方の概念図を図-5 に示す．
施設健全度の評価値，投資効果の評価値がともに高い範囲に位置づけられるものは，早急に天端高の嵩上げを行う必要がある地区となる．施設健全度の評価値が高いものの，投資効果が低いものはソフト面での対策を考慮し以上に，施設更新の優先度評価方法を中心とした地球温暖化適応策について示した．施設更新の優先度を評価するための投資効果の評価について３手法を用いてモデル検討を行った結果，同様な結果が得られたことから，経済的な簡易手法を用いることが可能である．
今後，地球温暖化適応戦略を策定するにあたって，潮位のモニタリングを継続する等，地球温暖化による海面上昇や台風の強大化による外力条件の確認を定期的に行い，10 年程度の間隔で見直すことが望ましい．
なお，本検討から得られた知見をもとに｢海岸保全施設の更新等に合わせた地球温暖化適応策検討マニュアル（案）｣を現在作成中である．

高

投資効果

予防保全の観点から嵩上げの必要性を判断速やかに嵩上げを実施

ソフト対策との併用も考慮して嵩上げの必要性を判断

モニタリングの継続

参考文献

低
高

施設健全度の評価に基づく更新の緊急性図-5 施設更新の優先度の考え方(概念図)1) 国土交通省河川局：海岸統計(平成 21 年度版)，2009.
2) 国土交通省・農林水産省調べ，（H22.3 時点）
3) 国土交通省・国土地理院：全国都道府県市区町村別面積調，

100

2008．

地区3(▲)

4) 経済産業省経済産業政策局：平成 20 年工業統計表(市区町村

地区2(■)

5) IPCC：第 4 次評価報告書，2007.

編)，200880

投資効果

低地区1(●)

6) 吉野ら：大気・海洋力学的手法に基づく伊勢湾の可能最大高60

潮・波浪の評価，土木学会論文集 B2(海岸工学)，Vol.65，

地区5(×)

No.1，pp.396-400,2009.

407) 河合ら：確率台風モデルを用いた地球温暖化後の瀬戸内海における高潮の出現確率分布の推定，海岸工学論文集，第 53

20

地区4(◆)

地区6(＋)

00.00.5

巻，pp.1271-1275，2006．
8) 筒井：CMIP3 マルチモデル気候実験から見積もられる温暖化による潜在的な台風強度の変化，電力中央研究所報告，

1.0

V08026,17p.，2009．

1.5

施設健全度の評価に基づく更新の緊急性

9) 国土交通省・農林水産省：ライフサイクルマネジメントのた

青：高潮浸水シミュレーションによる評価
赤：レベル湛水法による評価
緑：簡易手法による評価

10) 平澤ら：沿岸構造物のチャート式耐震診断システムの開発，

図-6 船橋･習志野地域における施設更新の優先度評価

めの海岸保全施設維持管理マニュアル（案），2008.
土木技術，Vol.64，No.7，pp.38-43，200911) 国土交通省・農林水産省：海岸事業の費用便益分析指針（改訂版），2004．

- 32 -