WG4 津波による塩害並びに水害廃棄物に関す
る調査研究
研究テーマ
津波による塩害被災土壌の化学的特徴と除塩対策

研究者名

ページ

㈱エイト日本技術開発 今田真治
岡山大学大学院
諸泉利嗣

1

津波による塩害被災と除塩状況を指標植物から探る

岡山大学大学院
岡山大学大学院

沖 陽子
中嶋佳貴

10

水害廃棄物の発生量推計と処理対策

岡山大学大学院

藤原健史

16

WG4

津波による塩害並びに水害廃棄物に関する調査研究

津波による塩害被災土壌の化学的特徴と除塩対策（株）エイト日本技術開発
岡山大学大学院環境生命科学研究科

今田 真治
諸泉 利嗣

１．津波堆積物による塩害被災土壌の化学的特徴と対策
１.１ はじめに農林水産省の報告 i によれば、東日本大震災で児島湖

23,600 ha の農地が津波による流出や冠水の被害を受けている。
津波によるガレキの流入や農作物の流出など直接的な被害が発生していない農地でも、海水の冠水の影響で土壌中に塩分が過剰に存在すると、土壌溶液の浸透圧が増加して、植物の根の吸水機能の低下や植物体外への水分流出が起こり、水分不足（生育障害）となって植物が枯死する可能性がある。さらに海水が土壌中に浸入すると、土壌の単粒化や緊硬度を高め、土壌の透水性が著しく低

図－１

下し、排水不良による作物の根腐れが発生する懸(国 土地理院電子国土データをカシ ミール 3D

念がある。

(http://www.kashmir3d.com)を用いて図化)

児島湖周辺の地形区分図

これらを踏まえ、農林水産省では除塩の作業手
順や技術的な留意事項等について整理して、平成
23 年 6 月に「農地の除塩マニュアル」iiとして公表している。
本研究では、津波堆積物による塩害被災土壌の化学的特徴と対策について、同マニュアルを含め既往の文献調査を行った。

児島湖(1) 岡山地域における被害予測
図－１に岡山県の主要農地の一つである児島湖周辺の干拓地周辺の標高区分図を示す。児島湖周辺の干拓地及びその周辺は標高 1～2m 程度の平坦な低地が広がり、笹が瀬川周辺では局所的に標高 0m のエリアが存在している。
図－２に示す岡山県危機管理課が公表する「岡山県津波浸水予測図」 iiiによれば、この低地には
図－２

南海トラフ巨大地震発生の際、2～3m 程度の津波

児島湖周辺での津波被害想定浸水被害が想定されている。また、同資料によれば、岡山県東部の笠岡湾干拓地でも 5m 以上の津波被害予測が示されている。また、津波ではない

１.２ 東日本大震災被災地での除塩研究事例

が、瀬戸内海においては平成 16 年台風 16 号によ(1) 津波堆積物の化学的特徴研究の一環として東日本大震災被災地で調査さり高潮による塩害が発生している。

れた津波堆積物の化学的特徴について文献による事例収集を行った。

1

東北大学南條教授による報告 iv によれば、仙台

バラの状態に変わり、多量の水があると濁り水

平野における津波堆積物には以下の様な特徴が見になりやすく、乾くと土壌固結が顕著となり、られたと報告されている。

多くの作物の生育も悪くなりがちとなる。ただ・仙台平野の海岸沿いでは４~５km 内陸まで津波し、津波堆積物中のナトリウム濃度はこの状態が到達した。被災した箇所では、場所により大に近いものが認められたが、その下の土壌の交きく異なるが、建築破砕物、樹木、その他の瓦換性ナトリウムの増加はわずかであった。
・水田土壌の電気伝導率(EC)は津波堆積物の EC

礫が見られた。

の数分の 1 以下であった。畑地で透水性の高い・瓦礫類は次第に除去された後、夏には特に内陸側で雑草が繁茂していた。

土壌では、被災後数百ミリ程度の降雨を受け、・内陸部の水田の津波堆積物は、0～20cm 程度堆

作物生育可能な程度まで EC が低下していると積しており、最表層は泥質物でその下に砂質物ころもある。津波堆積物のうち砂質堆積物ではがあるという規則性が認められた。

EC の低下傾向がある。

・この泥質物は、浅海堆積物を起源とするものとまた、東京農業大学後藤逸男教授らの報告 vによ

津波の影響により海岸付近の水田から浸食された作土を起源とするものとの 2 つが考えられる。 れば、津波被害を受けた農地に堆積した津波堆積
・泥質堆積物の表面に見られる塩類の結晶を電子物の電気伝導率(EC)は 12～24mS/cm であり、多顕微鏡と X 線回折法で調べると、塩化ナトリウ

量の交換性マグネシウムとカリウム、可給態ホウムの立方体状の結晶の他に、棒状の石こう（硫素が含まれていた。加えて、津波堆積物には、1％酸カルシウム）の結晶が確認された。石こうは程度の全イオウが含まれていることから、長期的水田土壌に多く存在しているカルシウムが、海に土壌が酸性化する可能性が指摘されている。
農村工学研究所北川主任研究員らの報告 vi でも、水中のナトリウムイオンと交換し、海水中の硫酸イオンと反応して生成されたものと推察され

津波堆積物の pH は一時的に高い値(アルカリ側)

る。土壌中に交換性ナトリウムが過度に存在すを示しているが、過酸化水素を用いた pH 試験

ると、粘土鉱物や腐植は集合体から次第にバラ(pH(H2O2))が 低 い こと から 酸 性硫 酸塩 土 に分 類

表－１

宮城県福島県内の農地での津波堆積物の化学的特徴(文献-vi より抜粋)
非被災農地

被災農地(被災 3 ヶ月後)
農作物への影響

表層土壌

泥質堆積物
(ヘドロ)

堆砂

pH(H2O)

5.0～6.1

5.7～7.0

5.6～7.9

pH(H2O2)

5.0～5.3

2.3～5.5

3.9～7.0

EC(mS/cm)

0.08 程度

3.6～14.1

1.0～9.5

Cl-(mg/kg)

12～17

6361～
95233

1320～
22235

SO42-(mg/kg)

49～75

679～12680

109～4152

0.1N 可溶性 Zn(mg/kg)4.7～5.5

2.9～41.6

0.7～13.9

0.1N 可溶性 Cu(mg/kg)4.1～4.6

0.4～6.0

20.4～4.8

0.1N 可溶性
Cd(mg/kg)

0.10～0.18

0.19～0.75

0～0.302※pH(H2O2)が低く、被災農
地は今後酸性化する
塩害発生の目安
水稲:0.3～0.7 以下
塩害発生の目安
水稲:500～1000
野菜:4000～1500
記載なし
畑作物野生育の適正範囲の目安 2～40→被災農地ではやや高い
畑作物野生育の適正範囲の目安 0.5～8.0→被災農地ではやや高い
0.3 未満ではリスクが低いされることから、長期的には酸性化を呈すると考リウムも十分に溶脱されたことが確認された。たえられ、EC 塩害発生の目安となる 0.7ms/cm をだし、除塩工事を行っても、心土層に塩素イオン

超える値(3.6～14.1ms/cm)であったとしている。

やナトリウムが残留する場合もある。

ま た 、 Cl- イ オ ン の 濃 度 は 塩 害 発 生 の 目 安 ( 水立地や暗渠の施工など排水が促進されやすい条

稲:500～1000、野菜:4000～1500mg/kg)を大きく件が確保されれば、被災から 13 ヶ月間の降雨の超える値(最大 95233 mg/kg)であったとしている。 みで塩素イオンもナトリウムも十分に溶脱できる
一方、亜鉛、銅、鉛については、ほぼ農作物の可能性がある。

適正範囲であったと示されている。(表－１)

堆積したヘドロをはぎ取ることにより塩素イオ
ンやナトリウムが効率的に除去されることが確認(2) 塩害対策の例された。

1) 東北農政局による報告 vii

ただし、「農地の除塩マニュアル」では、海水に

東北農政局が宮城県名取市で実施した津波堆積含まれるナトリウムイオンの影響で土壌がナトリ物を撤去した農場における除塩実証実験では、水ウム粘土化し、土壌構造の単粒化や固結化などの田 で は 暗 渠 未 使 用 の 場 合 で も 最 大 0.24%

進行により、土壌の透水性が著しく低下している(2400ppm)であった塩素濃度が 2 回の除塩作業

場合は、石灰質資材を散布し、悪化した土壌の物(湛水～排水)により塩分濃度を目標値(0.1%)以下

理性を改善した上で除塩することを提唱している。

に低下させることができたことが報告されている。
また、降雨は除塩を促進するものの、ほ場条件

１.３ 岡山地域における作物の耐塩性
香川県による資料 ix に示される作物ごとの耐塩によりその効果にはバラツキがあることから、土壌中に残留した塩分を確実に除去するためには人性に関する資料を表－２に示す。

為的な除塩作業が必要であるとしている。

岡山県の主要な農産地である児島湖周辺の干拓地では、水稲のほか、全国 13 位 xの生産量を誇る畑においては予め耕起し、ほ場の排水を良好に保つことにより、一定のかん水量(雨量換算

ナス（千両ナス）などが栽培されている。

180mm)で当初 0.4%程度あった土壌中の塩素濃表－２を参考にすれば、ナスの土壌中の Cl-濃度が 0.03%以下に低下できることが明らかとなっ

度 50 ～ 60mg/100g(500 ～ 600mg/kg 、 す な わ ちており、降雨により除塩効果が促進されたと報告

0.05～ 0.06%)を 目 安 と し 、 用 水 中 の Cl-濃 度 はされている。ただし、この実証実験が行われた農300ppm 以内とされている。文献-vii を参考とす

地の表層はいずれも砂質土であり、粘質土系土壌

れば、この 60mg/100g という値は、津波堆積物のの耕作地と比較すると除塩効果が得られやすかっ除去を行った後、雨量 180mm 程度のかん水を行た可能性もあるとされている。また、土壌中に残う程度で十分にクリアできる濃度である。なお、留した塩分は、表層に比べ下層の塩分濃度が高い

岡 山 気 象 台 観 測 の 平 年 の 降 雨 量 観 測 値 xi は傾向にあるため、除塩の必要性を評価する場合に1100mm 程度であり、180mm は約 2 ヶ月程度のは作土層深部についても塩素濃度を測定する必要雨量となる。
また、文献-vi 示される畑における塩素濃度と電があるとしている。

気伝導率の関係では下式の通りとなっている。
2)

農村工学研究所による報告 viii
農村工学研究所瑞慶村研究員らの報告によれば、塩素濃度 Cl-(%) ＝ 0.16×EC(ms/cm) -0.03

亘理町の水田を対象とした検討において以下のと
ナ ス の 塩 害 発 生 時 の 塩 素 イ オ ン 濃 度 Cl- をおり示されている。

60mg/100g とすると、上式より EC は 0.56(ms/cm)

水稲の地上部の生育障害においては，土壌の塩
素含量よりもナトリウム含量の方が高い相関があ程度となる。

るとされ、一般的にナトリウムは交換性塩基の 1

実際の現場においては、測定が簡易に行うこと

つとして土壌に保持されるため、塩素イオンよりが可能である電気伝導率による塩分濃度管理を行

土壌から溶脱・除去されるのに時間がかかるといっていくことも考えられる。

われている。

ただし、児島湖周辺の干拓地では、図－3 に示

このため、塩害土壌中のナトリウム濃度を評価

す通り、表層を除けば透水性の低い粘性土が厚くする必要があるが、土壌 EC を目標値として除塩堆積している。このため、文献-vii の条件よりもを行った場合でも、塩素イオンだけでなく、ナト

排水性が劣ると考えられるため、暗渠などの併用

3が必要と考えられる。
表－２
分類

弱

中

強

極強

作物ごとの耐塩性(文献-ix より抜粋、原典は熊本県資料)

作物名

土壌中 Clmg/100g

メロン

40～50mg を目安

200ppm 以内を目安

イチゴ・インゲン・ニンジン

40～50mg を目安

210ppm 以内を目安

レタス

104.160mg 不可

210ppm 以内を目安

タマネギ

100mg でも健全250ppm 以内を目安

トウガラシ・サツマイモ・ソラマ
メ・バレイショ・ショウガ・ゴボウ・ 50～60mg を目安
エンドウ

250ppm 以内を目安

用水中

Cl

ppm

ナス

品質では 50～60mg を目安

300ppm 以内

アオジソ

50mg 以下を目安

170ppm で障害

ホウレンソウ

100mg を目安

300ppm 以内を目安

キャベツ

120mg を目安

300ppm 以内を目安

スイカ・カボチャ・サトイモ・トウ
モロコシ

60～70mg を目安

300ppm 以内を目安

トマト

70～100mg 以下を目安

300ppm 以内を目安

ブロッコリー

90mg 以下を目安

210ppm 程度

アスパラガス

90mg 以下を目安

300ppm 程度

ダイコン

150mg 以下を目安

300ppm 程度

ネギ

150mg 以下を目安

700ppm 程度

ハクサイ

150mg 以下を目安

300ppm 程度

ササゲ

80～90mg を目安

350ppm 以内を目安

ダイズ

90～110mg を目安

同上

１.４ 被災農地の塩分管理のためのモニタリング技術
被災農地のモニタリングをスムーズに行うための手法についての文献資料を以下に示す。
(1) 電磁探査法による農地の塩分測定技術(独)農業・食品産業技術総合研究機構により公表されている「農業の震災復興に向けた提言(第 2
深度(GL-m)0.0～0.45
0.45～1.5
1.5～12.25
12.25～14.7
14.7～15.45
15.45～17.75
図－３版) xii 」では、電磁探査装置を持ち、ほ場内を歩

土質
埋土(真砂土)粘土
シルト質粘土粘土
砂質粘土
砂

くことにより、ほ場の塩分分布を測定し、GPS 情報との併用により農地の面的な塩分分布を測定する技術が紹介されている。この手法自体は地盤の比抵抗を直接測る電気探査などと比較すると精度は下がるが、簡易に実施できることから、水源開発や法面調査などに利用されている手法と同様な

児島湖周辺(興陽高校周辺：赤丸)でのものである。

調査ボーリング結果(深部を省略)「おかやま全県統合型 GIS の地盤情報」より引用

4

波堆積物の除去水稲の生育に支障のない程度の塩分濃度まで低下することができる。
・ナスを例に取れば、速やかに津波堆積物の除去を行った上で、排水性を確保することにより、2 ヶ月程度のかん水により生育に支障のない程
度の塩分濃度となる。
（今田 真治）２．数 値シミ ュレー ション を用 いた津 波によ る
塩害被災土壌の除塩対策
図－４

測定の概要(文献-xii より引用)
２.１ はじめに津波によって被災した塩害土壌に対しては、「農
地の除塩マニュアル」 ⅱ 等をもとに、現地土壌に
図－５

適したな除塩対策を確立することが重要である。

測定例

低コストで最適な除塩対策を立てるためには、現(2) 現場で実施可能な簡易土壌塩分測定技術

地調査、要素試験により塩害被災土壌の特性を精「農業の震災復興に向けた提言(第 2 版)」では、査するとともに、数値モデルを用いてリーチング

海水浸水農地の簡易な土壌塩分測定法として市販

水量やリーチング期間、暗渠間隔及び暗渠埋設深の土壌 EC センサが利用の利用を紹介している。

などを予めシミュレーションしておくこが有効な

土壌 EC センサは、ペースト状か湿潤状態の土壌手段となる。

を圧密して測定すると測定値が安定する。土壌

農地の除塩対策には、農地に湛水した水が降下

EC センサ測定値から慣行法へ読み替えて除塩の浸透した際に土壌中の塩分を下方に押し流すこと指標とする方法である。

により除塩する方法（縦浸透法）と、土壌中の塩分を湛水中に溶出させ落水する方法（溶出法）がある。そこで、津波による塩害被災土壌に対して、縦浸透法と溶出法の効果を数値シミュレーション
を用いて検討した。また、津波による土壌の塩害化プロセスを明らかにするために、津波による土壌への海水浸入過程および海水浸入終了後の塩類集積についても同時に明らかにした。
２.２ シミュレーションモデルの概要

図－６

測定の概要(文献-xii より引用)

土壌中の水分・溶質移動モデルとして公開されている汎用コードの中から、本研究では、

１.５ まとめHYDRUS を用いた。HYDRUS は、アメリカ農務

本研究では、津波堆積物による塩害被災土壌の省塩類研究所（U. S. Salinity Laboratory）において化学的特徴と対策について既往文献の調査を行っ開発され、現在はカリフォルニア大学リバーサイ

た。

ド校において改良が続けられている不飽和土壌中

その結果、以下のことが確認された。

の水分・化学物質・熱移動プログラムである。農・東日本大震災による津波堆積物は、作物に影響

耕地への適用だけでなく、農耕地以外の対象（例を及ぼす電気伝導率(EC)を呈し、多量の交換性

えば、廃棄物処分場、核廃棄物地層処分等）におマグネシウムとカリウム、可給態ホウ素が含まいても多数の適用実績がある。HYDRUS には 2 次れていた。

元および 3 次元のバージョンもあるが、本研究で・3 ヶ月程度後の pH は問題なかったが、pH(H2O2)は無償で利用することができる 1 次元のが高く硫酸酸性塩土に分類されることから、長HYDRUS-1D を用いた。

期的な酸性化の懸念がある。

(1) 共通の計算条件

・水田では湛水～排水を繰り返すことにより、津湛水による土壌への海水浸入、海水浸入後の塩5

類集積、除塩方法等、検討項目によってによってした。2012 年の月平均地下水位と降雨量の変化をシミュレーションの条件は異なるが、共通の計算

図－８に示す。5 月の地下水位が約 - 550 cm と他

条件は以下の通りである。

の月に比べて非常に低いのは、降水量が少なかっ

1) 土壌水分特性

たことに加えて灌漑水として用いられていたためであると考えられる。6 月および 7 月には、梅雨

土性はシルト質粘土ロームとした。これは、笠岡湾干拓地で多く見られる土性と同じである。

時で降水量が多かったため地下水位は回復してい土壌水分保持曲線および透水係数のモデルパラる。

メータは、HYDRUS に実装されているデータベー ス よ り シ ル ト 質 粘 土 ロ ー ム に 対 応 す る van

1

2

3

4

5

月 （2012年）
6
7
8

9

10

11

12

0.00

250

-1.00

200

y

地下水位 (m)

土壌水分保持曲線を図－７に示す。

p
0.45

-2.00

地下水位

150

-3.00

降雨量

100

降雨量 (mm)

Genuchten パラメータを用いた。本研究で用いた

-4.00

0.40

50

-5.00

0.35

0

-6.00

図－８

0.30

地下水位と降雨量の変化（金岡東 No.2）

0.25

２.３ シミュレーションとその結果
0.20
1

10

100

1000

(1) 海水浸入過程と塩水集積

100001) 海水浸入過程|h| [cm]

図－７

東日本大震災クラスの津波の場合、津波高さは

土壌水分保持曲線

数 m～数十 m に及ぶが、この高さのままで農地に

2) 溶質移動特性

長時間湛水するケースはそう多くはないと考えら

海水中には様々な化学物質が含まれているが、れる。そこで、湛水深を 50 cm と仮定し、これをここでは主成分である塩化ナトリウムのみが含まシミュレーションの上端境界条件とした。

れていると仮定した。また、海水濃度は約 3％（0.53

次に、湛水期間をどの程度とるかが問題となる。

mmol cm-3）とした。

湛水期間は、地形によるところが大きいと考えら

溶質移動特性として、分散長は 1 cm xiii、水中
2

れるが、排水施設の能力にも左右される。東日本-1での分子拡散係数は 1.75 cm day とした。

大震災の場合は、5 日間程度 xivから数 100 日程度 xv

3) 初期条件と様々である。本研究では、湛水期間を 60 日間と津波湛水による海水浸透時における土壌水分の仮定してシミュレーションを行った。

初期条件は圃場容水量（- 1,000 cmH 2O）とし、除結果を図－９に示す。深さ 40 cm の塩分濃度は塩開始時の初期条件は土壌全層が海水で飽和され約 10 日ほどで海水と同じ濃度となった。この深さているものとした。また、土壌中の塩濃度の初期は、普通畑の主要根群域に相当する xvi 。また、深条件は、海水浸透開始時はゼロとし、塩類集積おさ 200 cm での塩分濃度変化より、全層が海水濃度よぎ除塩シミュレーションでは土壌全層が海水濃0.6度に等しいとした。

0.5

4) 境界条件
既に述べたように、上端の境界条件は、湛水に0.4よる土壌への海水浸入、海水浸入後の塩類集積、

0.3

除塩方法等、検討項目によって異なるため、当該

0.2

シミュレーションの項目で述べることとする。

0.1

10cm
40cm
100cm

下端の境界条件は、深さ 200 cm の位置に地下水

200cm

0.0

面があるとした。これは、国土交通省が岡山市に0

あ る沖 新田 北東 で観 測して いる 金岡 東 No.2 の

10

20

30

40

50

Time [days]

2012 年の平均地下水位（- 263 cm）を参考に設定

図－９6海水湛水による塩分濃度の経日変化

60と同じになるのは湛水開始から 50 日後であるこた、深さ 10 cm 以深では、60 日経過後も海水濃度とが分かる。

のままであり、塩類集積は深さ 20 cm よりも浅い

2) 塩類集積過程

層で主に生じることが分かる（図－１１）。
(2) 除塩対策

津波による海水湛水の終了後に除塩対策を行わなかった場合に，土壌面蒸発による塩類集積がど

縦浸透法、溶出法のいずれの場合も、除塩に必の様に進行するかを検討した。上端境界条件とな

要な用水は、耕起した土壌の表面が完全に水没する土壌面蒸発強度は、山本の研究成果 xviiを参考に、るまで湛水させるものとして、その 1 回の湛水量は代かき用水量相当とされている ⅱ 。そこで、本-1

2.5 mm day とした。

研究では湛水深を 15 cm とした。

シミュレーション結果を図－１０、図－１１に

1) 縦浸透法示す。地表面の塩分濃度は、湛水終了後 10 日ほどで急激に上昇し、10～20 日にかけて 6.5 mmol cm-3

湛水期間を 60 日としたときの土壌中の塩分濃前後となった。20 日以降は徐々に低下してた。こ度変化を図－１２に示す。深さ 10 cm の塩分は 10

れは、地表面濃度の急激な上昇により、地表面濃日までに、ほとんど洗い流されている。また、根度とそれより深い位置での濃度との間に深さ方向

群域の末端である深さ 40 cm では、20 日までに塩に向かう濃度勾配ができたため分子拡散により深分濃度はゼロとなっている。全層で塩分濃度がゼさ方向に塩が拡散移動したためと考えられる。まロとなるのは 60 日後であることが分かる。

7

ここでは、下端の境界条件は深さ 200 cm の位置

6に地下水面があるとしてシミュレーションを行っているが、深さ 200 cm に暗渠があると仮定して計

5

地表面

4

算した結果も図－１２とほとんど同じとなった。
深さ 50 cm に暗渠がある条件でシミュレーショ

3
2

ンした結果を図－１３に示す。深さ 40 cm の塩分

10, 40, 100, 200cm

1

濃度は約 13 日後にはゼロとなり、深さ 200 cm に

0
0

10

20

30

40

50

案強がある場合よりも 7 日程度速く除塩が可能と60なる。したがって。迅速な除塩を行うためには、Time [days]

図－１０

通常の暗渠と同じように、深さ 50 cm 前後に暗渠

海水湛水終了後の塩分濃度変化を施工することが有効であると言える。
2) 溶出法060 日間湛水させ続けた場合の塩分濃度変化を-10

図－１４に示す。水中での濃度は、約 8 日後にピ-20ーク（7.6 mmol cm-3）を迎え、その後徐々に低下-30

し、60 日経過時には 5.7 mmol cm-3 となった。こ-40

れは、分子拡散により水中での濃度が一様に向かったためであると考えられる。土壌中の深さ 10

-50
0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

cm の濃度は徐々に上昇し、3.3 mmol cm-3 でほぼ5.5

平衡状態となった。また、40 日以降は、水中およConc [mmol/cm3]

図－１１

海水湛水終了後の塩分濃度プロファイル
0.6

0.6
0.5

0.5

0.4

0.4

0.3

200cm

100cm

40cm

深さ 50 cm に暗渠がある場
合
40cm

0.3
0.2

0.2

10cm

0.1

10cm

0.1
0.0

0.0
0

10

20

30

40

50

0

60

図－１２

10

20

30

40

50

60

Time [days]

Time [days]

図－１３

縦浸透法による塩分の濃度の経日変化

7

縦浸透法による塩分の濃度の経日変化

0.8

8

湛水中

6
4

10cm

0.6

200cm

0.4

100cm
10cm

40cm

0.2

2

40, 100, 200cm
0.0

0
0

10

20

30

40

50

0

60

50

100

150

図－１４

200

250

300

350

400

Time [days]

Time [days]

溶出法による塩分の濃度の経日変化

図－１５

び土壌の各深さでの濃度がほぼ平衡状態になっ降水による塩分の濃度の経日変化

0.8ていることから、除塩を促進させるためには、深さ 50 cm に暗渠がある場合

水中濃度がピークを迎える 8 日までに塩分を含0.6んだ湛水を一旦排水し、新たな淡水を農地に導
50cm

0.4

入することが必要である。これは、侵出法は、塩分濃度の高い土壌から濃度が低い湛水中へ分

0.2

10cm

40cm

50

100

子拡散により塩が移動するメカニズムに基づく方法であるからである。

0.0(3) 自然環境下での除塩過程

0

150

200

250

300

350

400

Time [days]

前 述した 除塩方 法は灌 漑用 水を必 要とす る
図－１６が、津波災害の場合、用・排水路が破壊され、降水による塩分の濃度の経日変化

灌漑水を農地に導水できない事例が報告されて災では、排水機場などの主要な排水施設が甚大ないる xiv。そこで、自然の降水のみによる除塩の効

被害を受けたため排水機能の著しい低下が生じた。

果を検討した。岡山市における 2012 年の日降水量

このような状況では、ほとんどの津波被災農地はを上端境界条件として与えた。また、蒸発散量は排水施設が復旧するまで除塩が実施できない状況

海水浸入過程の場合と同じ 2.5 mm day-1 とした。

であった。

シミュレーション結果を図－１５に示す。深さ

縦浸透法と溶出法の実施にあたっては、用排水10 cm の塩分濃度は 200 日までにほぼゼロとなっ路施設の確保または速やかな復旧が重要である。

た。深さ 40 cm の濃度は 200 日前後で急激に低下(2) 数値シミュレーション

し、最終的に初期濃度の 1/10 以下となった。また、今回のシミュレーションは鉛直 1 次元で行った。

100 cm 以深では濃度の低下はほとんど無かった。

その結果は単位面積当たりとして考えれることが

図－１６は、深さ 50 cm に暗渠を施した場合のできる。例えば、暗渠に関しては単位面積当たり結果である。図－１５と比較すると、180 日ほどとして解釈できる。しかし、実際の農地では、暗で深さ 40 cm の塩分濃度はほとんどゼロとなり、渠は一定の間隔で施工されるのが一般的であるた

暗渠の効果が認められる。これより、暗渠の施工

め 2 次元以上の数値モデルでシミュレーションを

は、自然の降雨を利用する場合においても縦浸透行い、暗渠の埋設深さに加えて、埋設間隔も検討

法の場合と同様に、重要であることが明らかとなすることが重要である。図－１7 は、2 次元モデった。

ルを用いて作成した圃場スケールにおける有限要
素メッシュと暗渠間隔および暗渠埋設深を示して

２.４ 課題いる。あらかじめ暗渠間隔や暗渠埋設深を変えて(1) 除塩対策の前に必要なこと

シミュレーションすることで、低コストで最適な

縦浸透法、溶出法のいずれの方法も対象となる除塩対策のより精密な立案が可能になる。

農地に大量の灌漑水を導水し、大量の水とともにまた、今回は除塩用水および地下水面は塩分を

土壌中の塩類を農地外に排出することが基本とな含まないものとしてシミュレーションを行ったが、る。そのため、その実施にあたっては、用水路と実際の除塩用水や地下水は真水ということはあり排水路が必要となる。しかし、例えば東日本大震

得ず、いくらかの塩を含んでいる。こうした塩を

8

64.5cm

暗渠
6cm
390cm

図－１7

圃場スケールにおける FEM メッシュと暗渠間隔および埋設深考慮した場合、除塩にかかる期間は若干長くなると考えられる。
（諸泉 利嗣）＜引用文献＞
xii
i

東日本大震災（津波）による農地の推定被害面積
平成 23 年 3 月 農林水産省統計部農村振興局
http://www.maff.go.jp/j/tokei/saigai/pdf/shinsai.p
df
ii 農地の除塩マニュアル
平成23年3月 農林水産省
http://www.maff.go.jp/j/press/nousin/sekkei/pdf/11
0624-01.pdf
iii 岡山県津波浸水想定について
岡山県危機管理課
http://www.pref.okayama.jp/page/329011.htmlに加筆
iv 農地土壌に対する東日本大震災の影響と対策
東北大学 南條正巳
http://www.agri.tohoku.ac.jp/agri-revival/ocu6bi00
000002cz-att/a1322803240058.pdf
v 東日本大震災における津波被災農地の塩害対策
東京農業大学後藤逸男他
http://www.academy.nougaku.jp/annual%20rep
ort/kaiho16/10_rondan.pdf
vi 平成 23 年(2011 年)東北地方太平洋沖地震による津波被災農地の堆積物・土壌の理化学的特徴 北川巌他
農工研技報 213 p.39～51，2012
http://www.naro.affrc.go.jp/publicity_report/publication/files/213No4.pdf
vii 農地の除塩現地実証試験の結果について
平成 23
年 3 月 東北農政局
http://www.maff.go.jp/tohoku/press/seibi/bousai/1
10929.html
viii 平成 23 年東北地方太平洋沖地震による津波被災農地の 1 年経過後の除塩の進行状況 瑞慶村知佳他
農工研技報 214 p. 9～16，2013
http://www.maff.go.jp/tohoku/press/seibi/bousai/1
10929.html
ix 農地への海水の流入が農作物に及ぼす影響とその対策 平成１６年１２月香川県農業経営課
http://www.pref.kagawa.jp/agrinet/files/saigai/eng
ai.pdfx 岡山県農林水産部ホームページ
http://www.pref.okayama.jp/page/detail-26752.ht
mlxi 岡山県の気象年報平成 25 年岡山地方気象台
http://www.jma-net.go.jp/okayama/guide/geppo/ne
npo25.pdf

農業の震災復興に向けた提言(第 2 版) 「復興を支える新技術」平成 25 年 4 月 (独)農業・食品産業技術

総合研究機構http://www.naro.affrc.go.jp/disaster/files/disaster_
teigen_2012.pdf
xiii 中村公人・取出伸夫，形態変化を 1 次反応式により考慮した土中の窒素移動モデル，土壌の物理性，105，
83-97，2007．
xiv 千葉克己・加藤徹・富樫千之・冠秀明，縦浸透除塩の有効性と宮城県の津波被災農地の除塩対策，水土の知（農業農村工学会誌），80(7)，527-530，2012．
xv

国土交通省東北地方整備局，東日本大震災における活動記録（報告）～ 全国からの排水ポン
プ車や TEC-FORCE の応援が貢献～，
http/ www.thr.mlit.go.jp/bumon/b00037/.../H2312

02houkoku.pdf，2011（参照日：2014/8/20）．
農林水産省構造改善局，土地改良事業計画設計基準
計画「農業用水（畑）」，（社）農業土木学会，1997.6．
xvii 山本将也，
岡山県 3 河川流域における実蒸発散量と水収支の推定，岡山大学環境理工学部環境管理工学科卒業論文，77p，2006.
xvi

9

WG4

津波による塩害並びに水害廃棄物に関する調査研究

津波による塩害被災と除塩状況を指標植物から探る
岡山大学大学院環境生命科学研究科
岡山大学大学院環境生命科学研究科

1.

沖 陽子
中嶋佳貴

はじめに

究の結果から，塩害農地の phytoextraction に利

東日本大震災が発生してはや 3 年半が過ぎさ用できる植物を推測し，それらを中心に，過去にった。2011 年 3 月 11 日に発生した東日本大震災行われた耐塩性等に関する研究から，塩害農地のでは，農林水産業関係にも大きな被害が生じ，太phytoextraction に適する植物の検討を行った（表平洋沿岸地域を中心に 2 万 ha 以上の農地が津波に―1）。

よる冠水や流失等の被害を受けた。海水は約 3.5%

塩害農地の phytoextraction に利用できると考の塩分を含んでおり，津波で冠水した農地では塩えられる植物は，ｲﾈ科の大麦，イタリアンライグ

害が問題となった。現在まで，潅水による除塩対

ラス，ローズグラス及びトウモロコシ，アカザ科策等が行われてきたが，除塩に必要な用水を確保

植物，アブラナ科植物，キク科のヒマワリである。

するのが困難な地域もあり，他の方法による除塩

特に，アカザ科植物は好塩性作物の一種であるテ対策が望まれており，その一つに植物を利用した

ンサイや塩生植物のアッケシソウを含み，極めて除塩対策が考えられる。

耐塩性が強く，Na 吸収能も大きいことから，塩これまで耐塩性に関する研究は多く行われてい害農地の phytoextraction に有効であると考えらるが，Na を対象とした塩類集積土壌のファイトレれる。アブラナ科植物は，比較的速やかに地上部

メディエーション技術の研究はあまり行われていへ の Na 移 行 が 行 わ れ る た め 塩 害 農 地 のない。今後，津波被災農地の除塩対策に植物を利

phyto-extraction に適すると考えられるが，作物用するに当たり，耐塩性が強く，また Na 吸収能の種間及び品種間に差がみられること，葉菜類は害

大きな植物を選抜する必要がある。そこで，植物徴が生じやすいことから，事前に適切な作物及びの耐塩性等に関する既往の研究から，津波由来塩品種の選抜試験を行う必要がある。キク科植物は害地の除塩に利地上部への Na 移行抑制によって耐塩性を獲得し用できる植物の検討を作物，飼料作物及び雑草別ているため phytoextraction に適さないと考えらに行う。そして，それらの植物の中から指標植物

れるが，ヒマワリは高収量を見込めるため，利用として活用可能な草種を選抜する。また，選抜種

できる可能性はある。雑草は Na の吸収あるいはの耐塩性や好塩性を検証することにより，岡南地

地上部への移行を抑制することによって耐塩性を域において津波による塩害被害が生じた場合の指獲得しているものが多いと思われることから，塩標植物への可能性並びに除塩効果を検討し，その害農地の phytoextraction に利用することは難し

活用に向けた提言を行う。

いと思われる。ただし，ギョウギシバは系統によって利用できる可能性があり，ヨシも塩害被害が2.

ファイトレメディエーションとは？

生じた場合の指標植物への可能性が高く，研究対

植物を用いた環境修復技術はファイトレメ

象として興味のある草種となる。なお，表―1 にディエーションと呼ばれ，その機能からおいては，雑草の除塩への利用可能性は不可とさ

phytoextraction （ 除 去 ）， phytotransformation

れているが，筆者らはギョウギシバのような C4 植

（ 分 解 ）， phytovolatilization （ 拡 散 ），物においては，十分に可能性はあると考えている。

phyto-stabilization（固定）及び phytostimulation

そこで，塩生植物であるアッケシソウ群落と耐（分解）の大きく 5 つに分けられる。これら 5 つ

塩性の高い中生植物であるヨシ群落が混成する錦の手法のうち，塩類や重金属，放射性物質を対象

海塩田跡地を対象に，その土壌環境における塩分とした場合に有効な手法は phytoextraction と濃度と両草種の生育状況の検証調査を実施したのphytostabilization である。

で，その結果を次項で報告する。

高橋ら（1998）が行った Na の有用性に関する研

10

表―１

津波由来塩害農地の除塩に利用できる植物

作物

科名

植物名

耐塩性

除塩への
利 用 可 能 備考
性

ｲﾈ科

大麦

強

○

ｱｶｻﾞ科

ﾃﾝｻｲ（ｻﾄｳﾀﾞｲｺ 極 め て◎ﾝ）
強ｱｯｹｼｿｳ

極めて
◎
強

ｱﾌﾞﾗﾅ
科
飼料作物

ｷｸ科
ｲﾈ科

ﾄｳﾓﾛｺｼｲﾀﾘｱﾝﾗｲｸﾞﾗｽ

雑草

ｷｸ科
ｲﾈ科

ｷｸ科

・事前に適切な作物及び品種の選抜試
験が必要

△
比較的
×
強
中程度
○
極めて
○
強

ﾛｰｽﾞｸﾞﾗｽ

強

○

ﾋﾏﾜﾘ
ﾖｼ

中程度
強

○
×

ｷﾞｮｳｷﾞｼﾊﾞ

強

×

ﾖﾓｷﾞ

中程度

×

・飼料として利用する場合は注意が必
要・飼料として利用する場合は注意が必要・系統によっては利用できる可能性がある牛窓町）において，隣接するヨシ群落(以下ヨシ区)，
塩田跡地に自生するヨシとアッケシソウの

3

ヨ

指標植物としての可能性
3.1

はじめに

ヨシ(Phragmites communis)は日本の湖沼や河川
シ・アッケシソウ混生群落(以下混生区：写真―１)，

下流域の沿岸帯において，最も一般的にみられる

アッケシソウ群落(以下アッケシソウ区)および裸多年生の大型抽水雑草である。ヨシは多少の塩分地(以下裸地区)の 4 調査区を設定し（図―２），

環境にも耐えることができる耐塩性機構を有して植物体調査および土壌環境調査を実施した。土壌いることが知られている。本研究では，塩田跡地

表面積 400cm2(20cm×20cm)，土深 10cm の直方体に自生する耐塩性を有するヨシ群落と好塩性を有の土壌ブロックを 2013 年 11 月 21 日に採取し，土する塩生植物のアッケシソウ(Salicornia herbacea)

壌および植物体のサンプリングを実施した。各々3群落下の土壌環境を比較することで，両草種が形反復とした。植物体についてはヨシおよびアッケ

成される土壌環境を把握し，塩分濃度等の生物指シソウの草高，地上部および地下部別現存量の測標として活用する可能性を検討した（増田ら，

定と共に，ヨシの稈数とアッケシソウの個体数も2014）。

測定した。土壌環境については土壌ブロックを
3.2

0~3cm 層(以下表層)，3~6cm 層(以下中間層)，調査地点および方法

6~10cm 層(以下下層)の 3 層に分割し，各々含水比

図―１に示す錦海塩田跡地内（岡山県瀬戸内市と酸化還元電位を測定した。さらに土壌:水=1:5 の11

土壌溶液を作成し pH，EC，塩分濃度を測定した。

裸地区

ｱｯｹｼｿｳ区
混生区
ヨシ区

図―１

錦海塩田跡地(岡山県瀬戸内市)(出典：錦海塩田跡地活用基本計画

20c m

瀬戸内市)

図―２

調査区域植生分布図

20c m
10c m

図―３

土壌のサンプリング方法
写真―１

ヨシ・アッケシソウ混生群落（2013 年 8 月 1 日撮影）

3.3

結果及び考察た。それによると，ヨシ区の下層で生存地下茎のヨシ区におけるヨシの平均草高は 29.1cm，平均分布が確認されたことなどから，ヨシは下層の塩地上部現存量は 210gDW/m2 であった。同時期の児分濃度が低い土壌において地下茎を形成し，生育

島湖人工干潟内におけるヨシ群落の平均草高はすることが示唆された。また，土壌ブロックの土

2200cm，平均地上部現存量は 659gDW/m であり，塩壌塩分濃度は裸地区では 0.53～0.69%，他の植生

田跡地内のヨシは著しく生育が制限されているこがある 3 調査区では 0.18～0.29%の範囲であったとが明らかとなった（表―２）。一方，図―４に(図―５)。そして，ヨシ区における下層の塩分濃各調査区の深度別ヨシ生存地下茎の現存量を示し

度は 0.20%とアッケシソウ区の 0.24%よりも有意12に低い(P<0.05)ことが明らかになった。一方，ヨ有意差が生じた 。このことからヨシは比較的還元

シ区とアッケシソウ区の酸化還元電位を比較する

状態の土壌に地下茎を分布することが認められた。

と中間層(p<0.05)および下層(p<0.001)において

4.

重要な地下茎の枯死を防ぐ適応戦略をとっているまとめものと推察された。

以上の結果から，錦海塩田跡地に自生するヨシは，塩分が含まれない児島湖人工干潟に生育する

立地条件としての土壌塩分濃度を層別に検討しヨシと比較して，土壌塩分の影響を受けて著しくた結果，0～3cm における表層では，ヨシ区で必ず生育が制限されることが把握された。すなわち，

しも低濃度ではなく 0.27～0.30％の値はアッケ

図―6 に示した通り，防波堤から海水が滲出する

シソウ区と有意差が無かった。しかしながら，深ことにより，水道の塩分濃度が 2.08～3.37％を推

度 3～6cm 並びに 6～10cm においてのヨシ区は移する塩性湿地で育つヨシは，塩分が含まれない

0.19～0,21％の範囲で，混生区はさらに低い 0.15

土壌で生育したヨシの地上部バイオマス量を～0.22％であった。一方，アッケシソウ区の中間100％とした場合の 31.9％，混生区のヨシは 8.5％層と下層は 0.21～0.27％の範囲であった。裸地区

しか茎葉部を生産していないことが把握された。

の表層が 0.41～1.02％，中間層が 0.37～0.95％，

また，草高は平常値の 14.6％しかなく矮性化して下層が 0.35～0.73％であることを考えると，津波いる。また，秋季になっても開花・結実が確認さ等の被災後にヨシ群落が確認された場合は，そのれず種子生産は不可能であることが把握された。

時点で表層から深度 10cm までの土壌塩分は 30～

また，ヨシの地下茎の生育はアッケシソウの有無

40％が除塩されていると推測できる。一方，塩生

で大きく異なり，特に塩分濃度が低い下層に分布植物のアッケシソウについては図―５で示した値させることで，また還元が進んだ土壌でも中空のは小型の植物群落下のものである。生育晩期の 11

稈により地下茎に酸素を輸送することで，繁殖に月では中型や大型植物も発生するが，それらの群

13

落下の土壌塩分濃度は表層から下層にかけて非常った。この結果は土壌中の塩分がアッケシソウのに低く，中型で 0.07～0.10％，大型で 0.02％であ

成育中に吸収されたと推測されるが，さらに再調

90m

北②
調査時刻：14:13
塩分濃度：2.69%

北③
調査時刻：14:15
塩分濃度：2.69%

②

25m
20m

③

北④
調査時刻：14:11
塩分濃度：2.21%
北⑤
調査時刻：14:17
塩分濃度：3.37%

⑤
45m
100m

④

北⑦
調査時刻：14:18
塩分濃度：測定不可(水道乾燥)

⑦

④横
10m

30m

①

北①
調査時刻：14:09
塩分濃度：2.08%

北④横
調査時刻：14:11
塩分濃度：3.04%

北⑥
調査時刻：14:21
塩分濃度：3.37%

⑥

100m

図―６

現地水質調査（2013 年 10 月 31 日）

査等が必要と考える。植物が Na 濃度の高い土壌に率も低いだけでなく，地上部の Na が根に再輸送さ生育する場合には，細胞質の Na 濃度が高まらない

れて排出され，地上部への Na の集積が低く抑えらようにする必要がある。そのために植物が取る手

れていることが報告されている。ヨシの根を代謝段としては，a）根が Na の吸収を抑制する，b）根阻害剤で処理すると，吸収した Na の排出減少し，が吸収した Na を再び根から排出するか，地上部のNa の吸収が著しく増加した。この結果から，ヨシ

特定の組織から排出する，c）根が吸収した Na をにはエネルギーに依存した Na 排出系のあること

細胞の液胞中に隔離する，の 3 つが挙げられる。

が示唆されている（高橋，1989・1991)。

ヨシは淡水域から河口などの塩分濃度の高い汽水

一方，塩生植物の浸透圧調節には，Na を吸収域まで分布する広塩性植物であるが，土壌溶液のして浸透圧調節に利用する双子葉塩生植物と，K

塩分濃度の高いところでも，体内の Na 濃度は低くによって浸透圧調節を行い，Na の吸収は抑える

抑えられている。このヨシに比べて耐塩性の劣る

単子葉塩生植物の 2 種類がある。Na を吸収してイネとヨシを比較したところ，ヨシではイネより

浸透圧調節を行う双子葉塩生植物では，吸収したも Na の根への流入速度が小さく，地上部への移行

Na を液胞へ隔離して代謝が乱されないようにし，

14

細胞質にはベタインなど不活性な溶質を蓄積して津波被災地の現場でいかに指標植物を活用するか

液胞との浸透圧バランスを取っている（間藤，を具体的に提言する。

1997・俣野，1983）。以上の見解を踏まえた上で，

5.

＊なお，アッケシソウ群落は絶滅危惧種Ⅱ類（絶課題

滅の危険性が増大している種）であるので，留意

指標植物を導入することは，津波被災農地におしていただきたい。

ける耐塩性の強い雑草の侵入及び繁茂を招くこともある。宮城県の農地を対象とした植生状況調査
では，イヌビエやコウキヤガラ等耐塩性の強い雑＜引用文献＞草の侵入や優占が確認された。除塩作業を実施す

１．高橋英一・前嶋一宏

1998．ナトリウムの有用性るまでの期間が長くなる可能性がある農地では，に関する比較植物栄養学的研究，近畿大学農学部

耐塩性植物以外の植物も徐々に再生してくること

紀要 31，57-72．

が予想される。そのため，農地復旧後の雑草管理

２．増田孝宏・中嶋佳貴・沖陽子

2014.

塩田跡地

を容易にする視点から，干拓地における植生遷移に自生するヨシの適応戦略に関する基礎研究，雑系列などと比較しながら，除塩作業に着手するま草研究 59（別号），pp.

での期間の植生管理（除草剤や耕起など）のあり

３．間藤徹

方を検討する必要がある（嶺田・友正，2011）。

.

1997．植物の耐塩性メカニズム，植物の化学調節 32（2），198-206．

今後，指標植物を用いた除塩実証試験を行い，被４．但野利秋

災農地の修復をより効果的に進めるマニュアルを

1983．作物の耐塩性とその機構，

化学と生物 21（7），439-445．

整備することが望まれる。

５．高橋英一1989．作物における塩害発生の機構と耐塩性，日本土壌肥料学会講演要旨集（35），6.

謝辞201-202．

本研究を実施するにあたり，岡山大学大学院環６．高橋英一1991．植物における塩害発生の機構と境生命科学研究科植生管理学分野の修士課程を修

耐塩性，日本土壌肥料学会編「塩集積土壌と農業」，

了した寺内綾香氏並びに修士課程在籍中の増田孝

博友社，東京，pp.123-154．

宏氏に多大の協力を得た。ここに心から感謝の意

７．嶺田拓也・友正達美

2011 年 7 月 20 日．東日本大を表する。さらに，現地調査等でお世話になった

震災による津波被災農地の植生状況調査報告，

植生管理学研究室の諸氏に謝意を表する。また，

http://www.naro.affrc.go.jp/org/nkk/2011fukk

錦海塩田跡地を調査地として許可して頂いた瀬戸

oushien/fukkyuuhouhou/nouchi/syokusei_11070.

内市長に御礼申し上げる。

15

WG4

津波による塩害並びに水害廃棄物に関する調査研究

水害廃棄物の発生量推計と処理対策
岡山大学大学院環境生命科学研究科

1.

藤原健史

はじめに
2.2.2 建物形状の収集

日本は豪雨や洪水などの水害の多い国である。
近年、ゲリラ豪雨のように、短時間で狭い範囲に

GIS を用いて、国土地理院が公開している建物

多量の降水をもたらす集中豪雨が増えている。そ外周線対象地域の建築物外周線のデータから、建のため高潮や洪水の危険性も増している。平成 23

物の棟数と建物ごとの建築面積を計算する。ここ

年 3 月の東日本大震災では、津波による災害が大で外周線は全ての建築物について作成されており、

きく 2,802 万トンの災害廃棄物と 1,102 万トンの住居タイプの区別はない。そこで、建築面積が 50

津波堆積物が発生した。同規模の巨大地震が南海～99m2 の建物を一般住宅、178～228m2 の建物を集トラフ沖で発生すれば、瀬戸内海沿岸部でも津波合住宅と仮定する。表 1 に計算に使用した総務省が押し寄せ、岡山市においては平均高さ 2m 程度

統計局が発表している住宅・土地統計調査(H20)の波が来ると予想されている。岡山市の平地面積の値を示す。

が広いために津波による全壊・半壊家屋が発生し、床上・床下浸水も入れると大量の水害廃棄物が発

表 1：岡山市の棟数、世帯数、世帯当たり面積

生すると考えられる。その水害対策に関して、災害発生時に発生する廃棄物量を正確に予想するこ

棟数
世帯数 延べ床面積(m2) 建築面積(m2)
一般家屋 115,970 115,900
90.2
74.5

とができれば、対策が円滑に進められ、都市復旧

集合住宅

16,700 174,487

44.5

44.5

が早くなると考えられる。本研究では、岡山市の災害マップを利用して、GIS を援用しながら水害

2.1.3 被災範囲の一般住居の選定

により被災する建築物を把握し、水害廃棄物の発災害マップから得られる被災領域地図と、建築生量を推計することを試みる。また、仮置場の適物の外周線データから得られる建物形状地図を地選定や仮置場への輸送計画についても検討した。

GIS 上でまとめ、被災建築物の棟数と建築面積をカウントする。その結果、図１に示すように浸水

2.

研究方法

深ごとの被災領域（ピンク、緑、黄色）と建築物

本研究では災害マップと建物情報を重ね合わせ、の影が重なった地図ができる。GIS 上でその地図

被災家屋を選定し、発生量を推計する。次にそのを 500m メッシュに区切ってカウントする。

結果を活用し、仮置場設置候補地の選定を行う。
最後に収集輸送の計画を立てる。
2.1 水害廃棄物発生量推計の流れ
まず以下の手順で発生量の推計を行う。
1) 洪水被災範囲の特定(災害マップ)
2) 建物情報の収集(基盤地図情報)
3) 被災範囲の一般住居の選定(GIS)
4) 原単位の変換
5) 原単位を用いて水害廃棄物発生量を算出
図 1：災害マップと建築物外周線を重ねた地図

2.1.1 被災領域の特定自治体が配布している防災マップを洪水発生時の被災範囲とし、水害廃棄物の発生量を推計する。

2.1.4

防災マップにある深さ別の浸水範囲をもとに、災原単位の変換水害廃棄物の発生量原単位として次の２種類を

害廃棄物を推計する。

考える

16

1)兵庫県原単位では階当たりの世帯数を掛けること、浸水深が 2m

岡山市は水害廃棄物発生量原単位を定めていないを超える場合は 2 階の世帯も浸水すると考える。

ことから、財）ひょうご震災記念 21 世紀研究機関）（方式２）では、階段などの建築面積を引くこと、が定めている 1 棟当たりの排出量原単位を用いる。

浸水深が 2m を超える場合は 2 倍ことを考慮する。
以上の条件を考慮し、浸水深ごとの水害廃棄物

2)統計原単位原単位は表 3 を用いて、水害廃棄物量を下のよう

表 2 は兵庫県と岡山市の建築物についての全棟に計算する。

数、全世帯数、そして戸別の延床面積及び建築面積を表している。この建築統計を用いて次のよう①一般住宅の発生量に災害廃棄物発生量を求める。

(方式 1)=棟数(世帯)① 一般家屋：建築物の建築面積から延床面積×浸水深ごとの岡山市原単位(t/ 世帯)を推計し、それに延床面積当たりの災害廃(方式 2)=建築面積(m2)

棄物発生量を掛けて１戸からの災害廃棄物

×浸水深ごとの岡山市原単位(t/ m2)量を求める。
② 集合住宅：戸別建築面積と戸別延床面積は同じである。建築物の建築面積を延床面積②集合住宅の発生量と仮定してごみ量を求め、水深が 2m を超え(方式 1)=棟数(棟)×1 棟あたりの平均世帯数：10.44(世帯/る場合には 2 階の 2 倍で考える。
棟)

÷1 棟あたりの平均階数：2.79(階/棟)

表 2：岡山県と岡山市の建築統計
棟数
一般
家屋

世帯数

戸別延

戸別建築

床面積

面積

2

(m /戸)

2(m /戸)

115,970

115,900

90.2

74.5

16,700174,487

44.5

44.5

集合
住宅

×岡山市原単位(t/世帯)
×浸水する階数(階)(方式 2)=建築面積(m2)×岡山市原単位(t/ m2)
÷係数：(R=1.192)
×浸水深ごとの係数(1or2)
2.2 仮置場候補地選定の流れ
被災地から水害廃棄物を撤去する際に、それ

表 3：被害の規模ごとの水害廃棄物原単位
兵庫県

岡山市

岡山市

らを貯留・選別するための仮置場が必要となる。

原単位

原単位

原単位

仮置き場は水害廃棄物の発生源に近いと便利であ(t/世帯)(t/世帯)(t/m2)

る反面、仮置場で作業する重機の騒音や巻き上が

0-0.5

12.9

12.45

1.1153

る粉じんなど周囲に与える影響が大きい。そこで、

0.5-1.0

9.8

9.46

0.0876

本研究では、被災地周辺の仮置場候補地として半壊

1.0-2.0

6.5

6.27

0.0581

挙げられる場所を、種々の制約条件のもとでふる

床上浸水

2.0-5.0

4.6

4.44

0.0411

いにかけ、絞り込んでいく。仮置場設置候補の検

床下浸水

5.0-

0.62

0.60

0.0055

浸水深
(m)
全壊
大規模半
壊

仮置場を適正に配置することは大きな意味をもつ。

討手順を以下に示す。
1)仮置場候補地区画の選定
2)適正候補地による選定

2.1.5 水害廃棄物量の推計

3)地図情報による選定

一般家屋と集合住宅に分け、世帯数や棟数に着4)許容量の計算

目して計算する方式（方式１）と、建築面積に着目して計算する方式（方式２）の両方で、水害廃2.2.1 仮置場候補地区画の選定

棄物量を計算する。

まず仮置場を設置する可能性のある場所を区一般家屋と判断される建築物について、（方式画で決定する。仮置場は被災現場から離れすぎる

１）、（方式２）に係らず、浸水深ごとの水害廃棄とアクセスが悪くなり、運搬車両が出す環境負荷

物原単位を乗算して計算する。

も多くなるため、仮置場の候補区画はがれきが発集合住宅と判断される建築物について、
（方式１）

17

発生した廃棄物をどこの仮置場に運搬するかに生した区画から 2km 以内に限定する。

ついては、GAMS を用いて LP 問題として解く。
2.2.2 適正候補地による選定
2.3.2 支援システムの開発

９都県市廃棄物問題検討委員会による震災廃
棄物の適正処理に関する調査報告書では、仮置場最適解に拘らず、がれき輸送の判断を迅速に行に適していない土地として、河川敷と山麗地域をえるように、コスト最小となる仮置場候補を自分挙げている。よって、国土地理院から入手した河で探せる探索支援システムを作成する。これによ川ベクトルデータ並びに山麗地域ベクトルデータ

り、自分が住んでいる場所を指定したときに、水に含まれる仮置場区画は除外する。

害廃棄物をどこの仮置場に輸送すれば良いかが視覚的に分かるようなる。

2.2.3 地図情報による選定
2.3.3 収集期間の推計

上記の調査報告書より、仮置場に適している場所として、住宅密集地域（特にオープンスペー

推計結果を元に発生した廃棄物を全て仮置場にスである学校や公園）や空港跡地などが挙げられ運搬するのに必要な日数を計算する。今回の計算る。よって、学校や公園のある区画や、空港跡地

では、発生区域につき 2t トラックを 5 台、5t トなどの面積が広く、環境への影響少なく、同意がラックを 3 台ずつ割り当てるとし、運搬能力得られやすい場所を ZENRIN の地図情報で調べ、仮(M=25t)とする。また、積み上げ積み込み時間を置場区画として選定する。

(W=1.5h)、平均速度(v=30km/h)、一日の作業時間(W=8h)とする。以下に推計式を示す。

2.2.4 許容量の計算,

仮置場の候補とする学校校庭や公園敷地など

=

2 , ÷

+

×

,

はそれぞれ面積が異なるため貯留可能量が違ってくる。そこで、仮置場候補の敷地に沿ったポリゴ, ：i で発生した廃棄物を j に輸送し終わるまでンを形成して貯留可能量を計算する。

の日数：iで発生した廃棄物を収集し j に輸送する量,

面積から貯留可能量を計算する方法として、得られた面積 S(m2)と外周線の長さ l(m)を元に、容（t）, ：i から j までの距離(km)量 V(m3)を以下の式で計算する。
V=

48

1

1

80

, が最大となる値を求め、発生水害廃棄物を収集し終わるまでの期間とする。

この式では、堆積高さを 5m、法面勾配が 2 割（垂直高さ 1 に対して水平距離 2）となる矩形面積の3 研究結果と考察

仮置場を想定している。求められる容量に水害廃3.1

棄物の平均比重 P=0.30（t/m3）をかけて、許容重水害廃棄物発生量の推計結果

外周線と災害マップ、水害発生物発生量原単位によって導かれた結果を表 4 に示す。世帯ベース量(t)を求める。

の計算では面積ベースの計算に比べて大きな値と2.3 収集輸送計画

なった。

水害廃棄物の発生場所と発生量、そして仮置場

岡山市の発表している「平成 23 年度一般廃棄物の場所と許容量から、最適な輸送先を計算する方

処理実地計画」によると、平成 23 年に岡山市内法を与える。水害の発生した区画の廃棄物量（t）

で発生した一般廃棄物量は 240,926 トンとなってと仮置場までの距離(km)を掛け合わせた仕事量いる。本研究において、世帯単位で計算した発生（トンキロ）が最小となるように水害廃棄物の収量であれば一般廃棄物量の 38%に相当し、面積単集先と輸送先を決定する。その手順を以下に示す。

位で計算した発生量であれば、65％に相当する。

1)収集先の選定

このことから、一度の洪水で多くの廃棄物が発生

2)支援システムの開発し、通常の廃棄物処理では対応しきれないことが

3)収集期間の推計分かる。
次にこれらの廃棄物を処理するのにかかる日数

2.3.1 収集先の選定を計算した。計算には、岡山市が発表している「岡18

山市一般廃棄物（ごみ）処理基本計画」に記載された値を利用する。それによると、岡山市の一般
廃棄物の処理能力は 260,610（t/年）であり、そのうち 201,480（t/年）が通常ごみの処理量であることから、差の 59,130（t/年）が災害廃棄物の対応分となる。
水害廃棄物発生量を、災害廃棄物の対応処理能
力で割ることで処理にかかる年数を計算すると、世帯単位の発生量は 10.8 年で処理することにな
り、面積単位の発生量だと 6.4 年で処理することになる。
図 2：仮置場 65 箇所の許容量(t)による色分け

表 4：各区の水害廃棄物発生量推計
住宅数
(棟)
北
区
中
区
東
区
南
区
合
計

面積(m2)

世帯ベー

面積ベー

ス発生量

ス発生量

(t)

(t)

3.3

収集輸送計画発生区画と、仮置場区画それぞれに ID をつけ、その ID を検索することで、どこの仮置場にどれ

31,5952,781,179

235,095

136,955だけ運搬することで、コストが最も小さくなるの

19,543

1,686,247

169,930

102,700

み先候補ごとに、発生総量から何%持って行くのかを表示するようにした(図 3)。分散率とは持ち込かを表したものである。
13,0691,173,659

130,160

74,936

21,653

189,376

105,934

63,88285,8605,830,461

641,120

378,473発生源ID

777 (入力：1～1201)

持ち込み先候補
持ち込み先ID
分散率

1
38
87%

2
39 13%

30%

図 3：支援システムの結果

3.2 仮置場候補地選定の結果

また、道路線を利用した収集経路を図 5 に示す。

選定を行い、仮置場設置候補地の選定を進めた。その結果、廃棄物が発生する区画が 1,201 箇所、発生した場所から 2km 以内を対象とした候補
地 2,078 箇所となった。ここから適正値選定により 470 箇所に絞り、最後に地図情報による選定で65 箇所(オレンジ色)が残った。それらの結果を図2 に示す。

図 4：777 区画で発生した廃棄物を 739 区画と 744
区画に運搬する経路
4

終わりに
本研究では、災害マップをもとに水害廃棄物の19

発生量を推計し、それを仮置場に運ぶための最適

http://www.e-stat.go.jp/SG1/estat/eStatTopPort

な収集輸送を計算するための支援システムの開発

al.do
4)岡山市

を行った。岡山市では災害マップに示される水害が発生した場合、世帯単位で計算すると 641,120

公式ホームページ：

トン、面積単位で計算すると 378,473 トンの水害

http://www.city.okayama.jp/
5)兵庫県農政環境部環境部環境管理局 築谷尚嗣

廃棄物が発生することとなり、それらの水害廃棄廃棄物資源循環学会シリーズ３ 災害廃棄物

物の発生分布を GIS 上で示すことができた。２つ

雨災害により発生する廃棄物の処理 6) 国土交通の推計値に大きな差が出たことは、原単位のとり

省国土政策局国土情報課 GIS ホームページ 国土

方や計算方法の違いに基づくが、推計精度につい

数値情報ダウンロードサービス：ては他の計算手法も比較しながらさらに深く検討

http://nlftp.mlit.go.jp/ksj/index.html
7) 株式会社ゼンリンホームページ：する必要がある。

豪に 2 トントラック 5 台、5 トントラック 3 台で作

http://www.zenrin.co.jp/
8)岡山市 岡山市一般廃棄物（ごみ）処理基本計業を行うとすると、全ての発生区画から水害廃棄画:

物を仮置場に運ぶまでに、最小でも 185 日かかる

http://www.city.okayama.jp/kankyou/kankyouso

ことがわかった。

umu/kankyousoumu_t00015.html
9)岡山市 建築行政年報:

収集輸送に関しては、岡山市において各仮置場

自治体が配布している防災マップや、基盤地図
情報、延べ面積などの統計値といった、誰でも入http://www.city.okayama.jp/toshi/.../kenchikusi

手できる情報から一般廃棄物量の推計手法を確立

dou_00081.htm
10)国土交通省 主要都市の不動産市場基本デー

したことが、本研究の成果といえる。

タ:

今後の改善点としては、本研究手法において、

http://tochi.mlit.go.jp/chiiki/cities/index.html
11)震災廃棄物の適正処理に関する調査報告書

自治体ごとに差があることにより発生する誤差を修正することである。災害発生から時間が経過すhttp://www.re-square.jp/data/1211_03_08.html
12)九都県市廃棄物問題検討委員会:

ると、発生した水害廃棄物の量が確定する。確定
した水害廃棄物の発生量と本研究手法によって推http://www.re-square.jp/data/index.html
13)内閣府防災情報のページ:

計された発生量の間で、およそどれくらいの差があるか確認を行い、今後の推計に活かしていくこ

http://www.bousai.go.jp/
14)Net science：とが必要である。

http://www.hulinks.co.jp/netscience/software/G

参考文献

AMS/index.html
1)国土交通省 水害対策を考える
http://www.mlit.go.jp/river/pamphlet_jirei/bousai/saigai/kiroku/suigai/suigai_3-3-2.html2)平山修久、島岡隆行、藤原健史、岡山朋子（H21.3）：
災害廃棄物フローを考慮した大規模水が時におけ
る水害廃棄物処理計画策定手法の開発 平成 20
年度調査報告書
島岡隆行、山本耕平（H21.3）：廃棄物資源循環学会シリーズ③ 災害廃棄物
2)国土交通省国土政策局国土情報課 GIS ホーム
ページ 国土数値情報ダウンロードサービス：
http://nlftp.mlit.go.jp/ksj/index.html
3)環境省 水害対策廃棄物対策指針
http://www.env.go.jp/press/file_view.php?serial=
6839&hou_id=60593) e-Stat 政府統計の総合窓
口：20