2021年7月3日に静岡県熱海市伊豆山地区で発生した盛土崩壊の原因に関する地球科学的研究
図6 土石流の挙動とその堆積物の含水率 10時55分

2021年7月3日10時半頃に静岡県熱海市伊豆山地区の逢初(あいぞめ)の源頭部にあった盛土の崩壊による土石流で，死者・行方不明者28人，全・半壊家屋64棟の被害が出ました．ここでは，この土石流を熱海土石流といいます．
北村(防災総合センター・センター長)は，発災日から調査を行ない，共同研究者とともに，11編の日本語の論文を公表しました．その概要を紹介します．

第１波
10時20分頃

図2

図1

第1, 3波の時刻は静岡県(2021)
土石流堆積物の分布について
は，赤色は地理院(2021)，紫色は北村・池田(2021)，
含水率は北村・池田(2021)

0:00

図2
熱海市

網代

31.0%

AGoogle Earth

図3 崩壊前の盛土

https://www.geospatial.jp/ckan/dataset/20210703-atami-movie

Google Earth崩壊

図4 静岡県が公開した盛土崩壊地の写真．盛土は，2011年までには崩壊前の状態になっており，推定崩壊量は約55,500m3（静岡県, 2021）

3030
25

図5 網代の気象台で観測された6月29日～7月3日24時までの毎時の降水量
7月1～3日の72 時間雨量は 461mm (静岡県)

一般的な土石流の含水率は10～25%，38%を超えると，泥流となる．

褐色土砂
黒色土砂

土石流
発生

0:02

50 m

北村・池田
(2021)

第3波
12時10分頃

36.2%

1
5
913
17212529
3337
4145
49
53
57
61
65
6973
77
8185
89
93
97
101
105
109
113
117

00

6月29日

6月30日

7月1日

7月2日

7月3日

https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=JV1gDoCN9mk

土石流の流路勾配はほぼ一定で，平均勾配は11.3°(20%)で，流路の屈曲度は1.07で直線的です．土石流は，砂防堰堤を土石流堆積物で埋め，さらに流下し，最上流の集落に10時20分頃に到達し，静岡県はこれを第１波としました．その後，土石流は複数回流下し，新幹線と東海道線の高架下を流下し，12時10分頃に国道135号線に到達し．静岡県はこれを第３波としました．さらに，土石流は流下し伊豆山港から相模湾に流下しました．

図7B5相模
湾
0:04

2020降
水量 15(mm)101031.0%

図7は，木村(2021)が推定した盛土の全体構造です．
静岡県の報告書を基に，盛土は三層構造で，2009年6月期前の盛土層，褐色土砂，黒色土砂の順に重なること，2021年7月3日の崩落崖は，褐色土砂と黒色土砂の境界付近にあるとしました．
したがって，盛土崩壊の原因の調査対象は黒色土砂になります．
木村克己(2021), 熱海市の逢初川土石流災害の地形・地質的背景．
深田地質研究所年報，No. 22，185–202.

0

黒色土砂（盛土）

重量 (%)

重量 (%)

1 cm

33.35-3.40 m

3030201000

30302010

砂層3
砂層3
内部の殻構造0.5 mm

関東山地の秩父帯

物質

1 cm
1 cm

砂層4
砂層4 93030
8.46淘汰の20 8.54 m
良い砂層
1000
3030 1 3 5 7 9 11 13 15
8.56-8.65 m 淘汰の
20
良い砂層
1000
2020 1 3 5 7 9 11 13 15

砂層
3

紀元前5,851-5,568年

西暦1,717年以降推定される採取場所

10

重量 (%)

kの完新統下原層
軟質泥岩礫
チャート001 3 5 7 9 11 13 151130309.00-9.04 m 淘汰の20良い砂層1000
2020 1 3 5 7 9 11 13 15小田原市大磯丘陵南部の海成層

重量 (%)

海生貝類を含む海成堆積物

小田原市大磯丘陵の中村川下流域

相模川沿いの海成層中津層群
関東山地の秩父帯の下流域*

9.05-9.10 m

1234

5678

9 10 11 12

1 北村ほか(2022a)
2 北村ほか(2022d)13

淘汰の良い砂層
基盤岩
ボーリングコア径を超える大きさの火山岩礫ボーリングコア径を超える大きさのコンクリート片
ボーリングコア径を超える大きさの軟質泥岩礫

コンクリート片
軟質泥岩礫

堆積物試料採取箇所
1 3 5 7 9 11 13 15*砂層4

不淘汰な含礫泥質砂層

木質物

1000

中礫
細礫
極粗粒砂
粗粒砂
中粒砂
細粒砂
極細粒砂
シルト粘土

沿岸性貝類を含むことから，黒色土砂は海成堆積物を含む．海成堆積物は波浪・水流で粒子が円磨し，粒子間摩擦係数が低下するので，黒色土砂は崩壊しやすい特性を有する．

12重量 (%)

逢初川
源頭部

海生貝類

8.65-8.70 m

10

沿岸堆積物
河川による
チャートの運搬00

粒径(mm)

1 3 5 7 9 11 13 15

8

マガキ属

8.41-8.46 m

16000～8000
8000～4000
4000～2000
2000～1410
1410～1000
1000～710
710～500
500～350350～250250～180180～125
125～90
90～63
63～32
<32

サルボウガイkj

重量 (%)

矢印は放散虫E(黒色の土砂)2

重量 (%)

土石流堆積物

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

10

重量 (%)

チャート

花粉化石

00

20

1 3 5 7 9 11 13 153030
20100010303000

7A5 土石流堆積物18000～4000
4000～2000
2000～1000
1000～710
710～500
500～350350～250250～180180～125
125～9090～63<63105.095.13 m

2020

重量 (%)

重量 (%)

重量 (%)

砂層
2A5土石流1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

重量 (%)

3030
5.00淘汰の20 5.08 m
良い砂層
1000
2020 1 3 5 7 9 11 13 15

60.5 mm

A2 土石流堆積物110チャート

北村ほか(2022)

A2 土石流2000土石流堆積物

B3 土石流堆積物13030

4砂層2
砂層2 5B3 土石流

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 125 cm

矢印は放散虫B2 (褐色の土砂)1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 3 5 7 9 11 13 15

含化石軟質泥岩礫

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 120000

西暦1,795年以降

褐色の土砂

00

10

砂層1
砂層10.5 mm

1000
3030 1 3 5 7 9 11 13 15
3.23淘汰の20 3.29 m
良い砂層
1000
3030 1 3 5 7 9 11 13 153.30淘汰の20 3.34 m
良い砂層
1000
2020 1 3 5 7 9 11 13 15
重量 (%)

含放散虫チャート アサリ

210

砂層
1

B1(黒色の土砂)120

重量 (%)

黒色土砂の盛土には層 1構造がある．

黒色の土砂
粒度組成
3030

2020 3.17-3.22 m

重量 (%)

黒色土砂と土石流堆積物は，現世～中期完新世の沿岸性貝類(アサリなど)，海生微化石を含む軟質泥岩礫，古生代末期～中生代の放散虫化石を含むチャート岩片を産します(下図)(北村, 2021; 北村ほか2022a, b)．
これらは，逢初川の源頭部や熱海周辺には分布しない物質です．

粒度組成

重量 (%)

黒色土砂の由来

深度(ｍ)

重量 (%)①なぜ，10年間崩壊しなかった黒色土砂が “一気に”崩壊したのか？
②なぜ，複数波ができたのか？

静岡県が未崩壊落の盛土で掘削したボーリングコアを分析した結果，淘汰の良い砂からなる層厚4～19 cmの層を4層，確認しました．直下の堆積物に比べ，平均粒径は若干大きく，含泥率は2/5～3/5となります．盛土・土石流堆積物と比較すると，砂層の粒度組成は一峰性を示し，含泥率が低い点で異なるので，砂層の採取地は他の盛土の採取地とは異なります(北村・山下, 2022)．

重量 (%)

熱海土石流の挙動を踏まえると，盛土崩壊の原因究明のキーフレーズは，次の２つとなり，それらの解明のために盛土の構成物と内部構造に関する地球科学的調査を行っています．

粒径(mm)

北村・山下(2022)

まとめ

盛土崩壊プロセスの推定
2011年～2021年6月

海の堆積物を多く含む
黒色土砂で盛土を造成し，さらに地下水の流れやすい砂層が作られ 褐色土砂ていました．
通常の降雨時には排水システムとして働き，斜面安定に寄与します．
しかし，水流で砂が流出し，部分的にパイプなどの空間が形成されていきました．
10年間に及ぶ斜面の疲労現象
盛土内部に空隙が形成され，小崩落が起きました．
静岡県(2022)が，2019年に盛土の小段で小崩落が起きたことを報告しており，これは地下空洞の存在を示し，今回の崩壊の前兆現象とみなせます．

2019 年空中写真及び地形図には，小段の小崩落(黒矢印)が認められ，地下の空洞(地下侵食)の存在を示唆します．

淘汰の良い砂層空間

小崩落

2021年7月1～3日の豪 2021年7月1～3日
雨で，排水システムの許容量超過により間隙水圧が上昇しました．
2019年に確認された小崩落の場所でも，間隙地下水飽和帯水圧の上昇が起きていた可能性があります．
排水システムの許容量超過などによる間隙水圧の上昇

2021年7月3日
間隙水圧の上昇で，盛土が崩壊し，第０波の土石流が発生し，砂防堰堤が埋積されました．
この盛土崩壊による空間閉塞で，新たな間隙水圧上昇が起き，再び盛土が崩壊し，土石流が発生することが繰り返されたのです．

土石流(第0波)

問2 なぜ，複数波ができたのか？
答 第0波の土石流の発生による盛土崩壊が“みずみち”を閉塞したため，間隙水圧の上昇が発生し，盛土崩壊・土石流発生が繰り返し起きました．
この推定によると，2019年の小崩落は崩壊の前兆現象ととらえることができ，小崩落の有無は，既存の盛土の安全性の評価指標になると思われます．
今後は，盛土の採取場所を特定し，物性を測定し，それらの試料を使って模擬実験を行ない，盛土崩壊を誘発した水量を見積もります．この値は，「盛土規制法」の施行に必須の具体的基準の策定に最重要なデータとなります．

盛土崩壊による空間の閉塞

その後の間隙水圧の急上昇で再度の盛土崩壊

問１．なぜ，10年間崩壊しなかった黒色土砂が “一気に”崩壊したのか？
答 黒色土砂の形成過程で，透水性の高い砂層が形成されており，10年間の地下侵食で，盛土内に複数の空洞が形成されていました．それらの一部は2019年には盛土の小崩落を起こしました．2021年7月1～3日の豪雨で，小崩落の場所を含み，閉塞した空洞で間隙水圧の上昇が起き，第0波の土石流が発生しました．

学術論文
１．千木良雅弘・北村晃寿・木村克己・市村康治，2022, 熱海市逢初川盛土崩壊の地質的原因について．静岡大学
地球科学研究報告, 49, 45-59．https://doi.org/10.51053/shizuoka.49.0_45
２．北村晃寿, 2022, 静岡県熱海市伊豆山地区の土砂災害現場の盛土の崩壊斜面と土石流堆積物から見つかった海生二枚貝の貝殻．第四紀研究，61, 109-117.
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jaqua/advpub/0/advpub_61.2114/_article/-char/ja/
３．北村晃寿, 2022，2021年7月3日に静岡県熱海市伊豆山地区で発生した土砂災害の写真資料．静岡大学地球科学
研究報告, 49, 105-137. https://doi.org/10.51053/shizuoka.49.0_105
４．北村晃寿・池田昌之, 2021, 2021年7月3日に静岡県熱海市伊豆山地区で発生した土石流の速報. 静岡大学地球科学
研究報告, 48, 63-71. https://doi.org/10.51053/shizuoka.48.0_63
５．北村晃寿・亀尾浩司・本山 功・守屋和佳・齊藤 毅・渡辺真人・森 英樹，2022, 静岡県熱海市伊豆山地区の土砂災害現場の盛土に含まれる軟質泥岩礫．第四紀研究https://doi.org/10.4116/jaqua.61.2203
６．北村晃寿・岡嵜颯太・近藤 満・渡邊隆広・中西利典・堀 利栄・池田昌之・市村康治・中川友紀・森 英樹,
2022, 静岡県熱海市伊豆山地区の土砂災害現場の盛土と土石流堆積物の地球化学・粒子組成分析．静岡大学地球科学研究報告, 49, 73-86. https://doi.org/10.51053/shizuoka.49.0_73 https://www.youtube.com/watch?v=64kSHysIKL4
７．北村晃寿・戸田健太郎, 2022, 相模湾の5か所における打ち上げ二枚貝類の調査―2021年7月3日に静岡県熱海市伊豆山地区で発生した土砂災害の発生原因解明の基礎資料として―. 静岡大学地球科学研究報告, 49, 139-142.
https://doi.org/10.51053/shizuoka.49.0_139
８．北村晃寿・矢永誠人・岡嵜颯太・片桐 悟・中西利典・森 英樹, 2022, 静岡県熱海市逢初川の砂防堰堤の埋積土の放射性セシウム濃度と粒子組成の層位変化 ―2021年7月3日の土石流堆積物の識別―．静岡大学地球科学研
究報告, 49, 87-95．https://doi.org/10.51053/shizuoka.49.0_87 https://www.youtube.com/watch?v=AOAYnx5mlFY
９．北村晃寿・山下裕輝，印刷中, 静岡県熱海市逢初川の源頭部の盛土中の淘汰の良い砂層．静岡大学地球科学研究
報告, 50.
10．北村晃寿・山下裕輝・本山 功・中西利典・森 英樹，2022, 静岡県熱海市逢初川の源頭部の盛土下端部の露頭調査．静岡大学地球科学研究報告, 49, 61-72．https://doi.org/10.51053/shizuoka.49.0_61

土石流

https://www.youtube.com/watch?v=4LARikEFqlM

11．北村晃寿・山下裕輝・矢永誠人・中西利典・森 英樹, 2022, 静岡県熱海市逢初川源頭部の東側地点の盛土に関する調査速報．静岡大学地球科学研究報告, 49, 97-103．https://doi.org/10.51053/shizuoka.49.0_97
https://www.youtube.com/watch?v=7RmzbutTFBU