自然災害科学 J. JSNDS 36 -1 5 -41（2017 ）特集 琵琶湖疏水の耐震性を考える
記事 －琵琶湖西岸断層帯が活動した場合の地殻変動と強震動の
影響－

編集委員会
企画・総括

飛田 哲男1

1 ．はじめにまで，途切れることなく琵琶湖の水を市内に供給

2 ．琵琶湖疏水の歴史と現状できたことの賜物である。その裏では，突発的な3 ．疏水周辺の地震活動

事故や，老朽化による補修が施されてきたのは言4 ．活断層と琵琶湖疏水

うまでもない。例えば，昭和 5 年（1930年）には，5 ．大規模数値解析による地殻変動シミュレー

天智天皇陵裏の第 1 疏水左岸堤防が決壊し付近一帯の民家や田畑が浸水したことが記録されている

ション（京都市水道局，1990）。また，第 1 疏水第 1 トン

6 ．琵琶湖疏水周辺で地震が発生した場合におけネルは，昭和21年以降はほぼ毎年のように，鉄筋る京都市の水供給

コンクリートの巻き立てによる部分補修が繰り

7 ．琵琶湖疏水の耐震対策について〜ロサンゼル

返された（京都市水道局，1990）。昭和40年代に

ス導水路の事例紹介と提案

は第 1 疏水，第 2 疏水および疏水分線トンネルの8 ．おわりに

ほぼ全延長と危険性の高い開水路に根本的な補強

1 ．はじめにが施されている（昭和の大改修）（京都市水道局，
1990）。もとより人工物である琵琶湖疏水を維持

川崎一朗2・飛田哲男1

するにあたっては，定期的な補修が必要であるこ改めて指摘するまでもなく，琵琶湖疏水がなけとは当然である。しかし，第 1 疏水竣工以来今日

れば京都盆地は慢性的な水不足に陥る。盆地の底までの127年間に，京都周辺で琵琶湖疏水を機能にいかに豊富で良質な地下水があるとはいえ，今停止に陥れるほどの地震被害が発生しなかったこ

日140万の人口を抱える京都市の水需要に対してとは，近年わが国で頻発する大地震による災害を

地下水のみで対応することはできない。また，逆顧みると，ひとえに幸運であったと言わざるを得に言えば，琵琶湖疏水による大量の上水の供給がない。常時に非常時の備えをしておくことが防災あったればこそ，京都市が今日のように繁栄できの鉄則である。琵琶湖疏水が断絶した場合の影響たともいえる。それは今から127年前，明治23年を，その直後から時系列的に想定しておくこと，（1890年）の第 1 疏水の竣工，明治45年 / 大正元復旧に要する時間を最悪の場合を想定して見積年（1912年）の第 2 疏水の竣工を経て今日に至る

もっておくことは重要である。それ以上に重要な

1のは，万が一経路の一部が断絶したとしても，最2

関西大学
富山県立大学

低限必要な水量を確保できるような対策をあらか56琵琶湖疏水の耐震性を考える

発生確率は0-1 ％と見積もられており，日奈久断

じめ講じておくことである。
本特集の「琵琶湖疏水問題」とは次のような災

層日奈久区間（ 4 月14日の前震の震源域より南南

害リスクを指している。もし，琵琶湖西岸断層帯

西への延長部。今回，地震は起こさなかった）の南部（滋賀県大津市）で，地震調査委員会の長期活動間隔は3,600年〜11,000年，前の活動が約8,400

評価の想定のような M7.5の地震が起こると，琵

〜2,000年前以前で，30年発生確率は0-10 ％と見琶湖疏水が断絶して京都市の上下水道が（従って積もられていた。つまり，極端な言い方であるが，消火用水も）途絶する。深刻なのは，過去の地震「発生が強く危惧されていた日奈久断層日奈久区

災害の時に比べて遙かに長期間にわたって，京都間を差し置いて，すでに活動してしまったと言え140万市民の生活を危機に陥れ，歴史都市としてるような布田川断層帯布田川区間の方が先に地震の都市構造を大きく損なう危険が存在することでを起こしてしまった」のである。このことは，活ある。

断層学が，過去数10年，各地で断層発掘調査を行頻発する地震災害を前に，地震学も活断層学も，い，素晴らしい知見を蓄積してきたにもかかわらず， 1 つの活断層について 1 ヶ所や 2 ヶ所の発掘

そのあり方が問われているように思われる。
2011年 M9.0東北地震のあと，地震学会の中で，調査では，活断層について，本質的な要素の一部

地震学は如何に社会に貢献できるのかを巡って真の欠如があり得ることを示唆しているように思わ剣な議論がなされた。その中で， 1 つの選択肢とれる。詳細は本特集の岡田の論考を参照されたい。

して，地震学の知識や成果を基礎に，先見的に災我々が，数年前に「琵琶湖疏水問題」を提起し害リスクをあぶり出し，社会や行政に積極的に問たとき（例えば，川崎（2012）），「地震調査委員会

題提起して，災害を未然に減らす努力を積極的にの長期評価では，琵琶湖西岸断層は既に1185年元して行こうという考え方も示された。私たちは，

暦地震の時に活動しており，100年発生確率もほ「琵琶湖疏水問題」は，その試みの 1 つであると

ぼ 0 ％なので心配はない」という楽観論の抵抗に考えている。

出くわした。我々は，「断層発掘調査が行われた

2016年熊本地震は，活断層学にとって次のようのは，琵琶湖西岸断層帯を構成する副断層のうな意味で衝撃であった。地震調査委員会の長期評

ち，堅田断層のみ。他の副断層，比叡断層と膳所

価では，布田川断層帯布田川区間（ 4 月16日の本断層では行われておらず，むしろ，状況証拠的に震の震源域に対応）の活動間隔は8,100年〜26,000は，比叡断層と膳所断層は1185年元暦地震の時に年，前回の活動が約6,900〜2,200年前以前，50年

活動しなかった」と考えており，琵琶湖疏水が途

表1-1

東大地震研と京大防災研との拠点間連携共同研究「琵琶湖疏水の耐震性を考える−琵琶湖西岸断層帯が活動した場合の地殻変動と強震動の影響−」構成委員の役割分担と本特集の担当章（所属は当時）

飛田哲男［代表］（はじめに，第 7 章，おわりに）京都大学防災研究所

総括・地盤構造解析

川崎一朗（はじめに）

立命館大学

震源評価

岡田篤正（第 4 章）

立命館大学

活断層評価

諏訪

東京大学

地形および地盤条件評価

岩田知孝

京都大学防災研究所

強震動予測

堀

京都大学防災研究所

断水時の影響評価

釜井俊孝

京都大学防災研究所

斜面の安定性予測片尾浩（第 3 章）

京都大学防災研究所

活断層評価

市村

強（第 5 章）

東京大学地震研究所

地殻変動モデル構築

古川愛子

京都大学工学研究科

耐震構造解析

野原大督（第 6 章）

京都大学防災研究所

断水時の影響評価

小田原興

京都市上下水道局

実務者からの助言

宮本勝利

日水コン

実務者からの助言（

浩（第 2 章）
智晴（第 6 章））内は担当した章

7

自然災害科学 J. JSNDS 36 -1（2017 ）絶した場合の深刻さを考えれば，長期評価にかか

参考文献

わらず着実に対策に踏み出すべきだと考えた。熊

京 都 市 水 道 局， 琵 琶 湖 疏 水 の100年 ＜ 資 料 編 ＞，
255p.，1990
川崎一朗・岡田篤正・遠田晋次・小松原琢，琵琶湖
西岸断層帯南部の仮想地震による地殻変動と琵琶湖疏水，歴史都市防災論文集， 6 ，97-103，2012．

本地震は，地震が起こってしまったと考えられた断層で先に地震が起こる可能性がありうることを示し，着実に対策に踏み出すべきだという考えを一層裏付けたと言えよう。
以上のように，「琵琶湖疏水問題」は，地震学，
活断層学，土木工学に関わる総合領域であり，学問のあり方が問われる試金石と言えよう。この特2 ．琵琶湖疏水の歴史と現状集が，地震学，活断層学，土木工学，行政，市民

諏訪浩3を巻き込んだ議論の第一歩となることを期待したい。

琵琶湖疏水は，大津市三保ヶ崎で琵琶湖から取以下，第 2 章では，琵琶湖疏水の歴史的背景と水し，山科盆地北端を西進，京都市蹴上を経て松ヶその周辺の地形・地質に基づく災害リスクが議論

崎や伏見に至る人工の水路である。全区間，自然されている。第 3 章では，琵琶湖西岸から京都盆流下の状態で水を運ぶ（図2-1，図2-2参照）。京地，北摂・丹波山地にかけての地震活動の特徴が都市の給水人口147万人に日最大62万 m3の水を供紹介され，琵琶湖西岸・花折断層系が日本列島の給する。過半は上水用であるが，水力発電や産業

主要なテクトニック境界であることが指摘されて用，灌漑，防火用，庭園池水などにも利用されている。第 4 章では，琵琶湖疏水周辺に存在する活いる。この水利用に対し，京都市は滋賀県と契約

断層の活動度が紹介されるとともに，活断層の長を交わし，琵琶湖疏水感謝金を滋賀県に支払って期評価の問題点ならびに地殻変動に伴う湖水の移いる。その額は，2015年度からの10年間は年額 2動の可能性が指摘されている。第 5 章では，大規

億 3 千万円である。

模数値解析を利用した 3 次元有限要素法による地
2. 1 疏水とその用途

殻変動シミュレーションによる琵琶湖西岸断層帯を対象とした解析事例が紹介されている。第 6 章

琵琶湖疏水は，第 1 疏水とその分線，鴨川運では，これまでの大地震による水道システムの復河，第 2 疏水などからなる。第 1 疏水は明治18年

旧過程について事例が紹介され，琵琶湖疏水の機（1885）着工，明治23年完成である。取水量は8.3

能が阻害された場合に想定される被害と事前の対m3/s。明治27年（1894）に開通する鴨東運河を経応策について議論がなされている。第 7 章では，て伏見で宇治川に至る水路をあわせると，総延長

ロサンゼルス導水路の断層変位対策の事例が紹介

20 km である（図2-1）。蹴上と伏見の，比高が大され，琵琶湖第 2 疏水の耐震対策の提案と内挿管

きな傾斜地にはそれぞれインクラインを設け，まを布設した場合の試算例が示されている。

た途中11箇所に閘門を設けて，琵琶湖の水面標高

最後に，本特集は，東京大学地震研究所と京都

84 m と宇治川伏見の水面標高11 m との標高差を

大学防災研究所の連携による「平成26-27年度拠

克服し，大津と伏見の間に舟運を実現した。しか点間連携共同研究 - 課題申請型研究」で採択されし，すでに陸上交通大発展の時代が始まっていた。

た研究課題「琵琶湖疏水の耐震性を考える−琵琶

間もなく舟運の需要は縮小してゆく。大津から伏湖西岸断層帯が活動した場合の地殻変動と強震動

見までを通しての舟運は昭和10年（1935）頃にはの影響−」（委員構成：表1-1）の活動成果の一部姿を消した。

である。記して謝意を表する。

明治24年（1891）には，我が国最初の事業用水
3

東京大学空間情報・立命館大学歴史都市防災

8

琵琶湖疏水の耐震性を考える

図2-1

琵琶湖疏水ルートと関連施設の配置（琵琶湖疏水記念館 HP 掲載の図に加筆）

図2-2

琵琶湖第 1 疏水断面概念図（琵琶湖疏水記念館 HP 掲載の図に加筆）

力発電所が稼働を始めた。そして，電気が水車にほかの京都市営の電気事業は，その後，昭和17年

代わる産業用動力源になってゆく。明治28年には（1942）に関西配電（後の関西電力）に移管される

我が国最初の電車が，現在の JR 京都駅と伏見をまでは京都市営であった。

結ぶ区間で開業した。蹴上と夷川，伏見の発電所

配電が始まると，インクラインに，産業用動力

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自然災害科学 J. JSNDS 36 -1（2017 ）源に，電車の延伸営業に，電灯にと電力需要は急れを契機に全国いくつもの都市で 災害時協力井速に増大してゆく。これに応じるため，第 2 疏水

戸制度 が創設されるようになった。京都市はを建設して給水量を増やすことになった。そして

M7程度の直下型地震に見舞われると水道管の破同時に上水道を導入する。ちなみに，明治の半ば

損などで52万戸で断水し，全面復旧には 1 ヶ月半

までは上水利用は計画されなかった。飲料水は豊を要すると想定している。その場合は井戸水利用

富な井戸水に頼っていたことも理由の一つであを可能とするため，平成16年（2004）に 災害時る。しかし，都市化の進行とともに井戸水の水質

協力井戸制度 をつくり，登録を呼びかけてきた。

は徐々に悪化して，衛生上の問題が深刻化した。

飲料用井戸は市内に少なくとも2,321箇所あるが，とくに，明治28年（1895）に内国勧業博覧会が京

このうち618箇所が平成25年（2013）10月までに登都で開催されたときにはコレラなど伝染病の流行

録され，所有者の建物玄関などに「災害時協力井が問題になった。伝染病問題を解決するためには戸の家」と記すステッカーが貼られている（京都

上水道や下水道を導入して，衛生環境を改善する

新聞，2013）。

ことが大事である，との認識が広がる。議論のすえ，下水道を整備することにした。しかし建設経

2. 2 疏水の建設費が過大で工面できないことがわかり，下水道の琵琶湖疏水建設の経緯は京都市水道局（1990）

導入は後回しとなる。代わりに上水道を導入するや小野良朗（2015）などに詳しく著されている。

ことになった。第 2 疏水は明治41年（1908）に着

それらによれば以下のようである。

工し，明治45年に完成した。この年，蹴上浄水場が完成し，給水を開始した。

琵琶湖から京都へ水を引くという構想は明治になって初めて登場したわけではない。大津・京都

第 1 疏水では， 3 区間でトンネルが用いられた

間に水路を開鑿して舟運をひらき，田畑を潤すとが，基本的には開水路が採用された。舟運や水路いう夢は平 清盛や豊臣秀吉の頃からあったとい管理を考えれば開水路が有利である。しかし，第う。しかし，史料として記録が残るのは，寛政の2 疏水は，上水道導入に伴う水質保全の必要性も末，すなわち1800年頃，天保12年（1841），文久あり，全区間トンネルで計画・施工された。取水2 年（1862），明治 5 年（1872），明治 6 年，明治

量は15.3 m /s で，第 1 疏水と合わせると給水量7 年のものである。いずれも，舟運をひらくことは23.6 m3/s となった。蹴上，松ヶ崎，山科，山が第 1 目的であった。すなわち，大津京都間の，之内，伏見に順次浄水場が建設され，上水需要の人馬に頼る物流が物価高を招いているとして，安増大に対応していく。蹴上浄水場は，上水需要の価な舟運を開き，この問題を解消しようというも増加を見越し，浄水能力が高い急速濾過式を採用

のである。

3

した。急速濾過式の採用は我が国ではこれが最初である。

しかし，江戸期の計画は開鑿路線を示す図面はあっても，工事の実現に向けた検討がなされた形

京都市の上水道インフラ導入は，我が国主要都跡がみられない。いずれも水を自然流下させるこ

市の中では早いほうではない。量的には豊富な井とが不可能な箇所を含む路線計画であるなど，実戸水を使う市民が，料金を支払ってまで上水を利現性に乏しいものであった。明治期になると，工用するだろうか，との声が強かったためである。

事費の見積もりや算段の交渉が行われるようにな

しかし上水の給水が始まると，井戸水から上水依る。しかし，内容が経費面であるいは技術面で実存へと順調に移行していった。今では生活用水と現不可能なものと判断され，疏水建設を求める建して井戸水を利用する市民はごく僅かである。

議や願書が地方政府あるいは中央政府に受け入れ

しかし，平成 7 年（1995）兵庫県南部地震ではられることはなかった。

水道施設の損傷が起きて126万戸あまりで上水道

明治 2 年（1869）に都が京都から東京に移っての途絶が起き，復旧におよそ 3 ヶ月を要した。こ以降，産業や経済など，京都という都市を衰退さ

10

琵琶湖疏水の耐震性を考える

せずに盛り立ててゆくにはどうすればよいかが，ば福島県の安積疏水（明治15年（1882）完成）がそ

当時，重要課題となっていた。都市の繁栄には，うであったように，オランダから招聘された技師

水需要を安定的に満たすための水供給インフラがらの指導のもとで調査・設計が進められていた。

欠かせない。京都の地下には琵琶湖が湛えるほど

しかし，琵琶湖疏水は調査・設計から施工の全般の量の水があると云われている。それは概ね正しを日本人の力だけで実現している。特筆される点い。しかし，それは湖水ではなく地下水である。

である。

地表を流れる水のように，効率よく利用するのは

琵琶湖疏水建設の目的となった項目として，舟難しい。京都の水需要を満たすには鴨川などの川運，発電，上水と見てきたが，もう一つ見逃せな

水と地下水だけでは不足していた。琵琶湖から疏

い重要な項目がある。それは防火用途である。明水をひき，京都の町に表面流水をひくことができ

治23年の第 1 疏水完成とともに第 1 疏水の分線はれば，様々な利用が可能となり，京都を活性化す

現在の北区や左京区に広がる田畑を潤し，御所用ることができる。舟運，御所用水，灌漑用，防火

水につながれた。御所用水とは次のようなもので用，水車動力（工業用動力，脱穀など），産業用ある。すなわち，明徳 3 年（1392）に御所が現在などである。

の位置に定まって以降，御所のための用水は鴨川

明治14年（1881），京都府知事に就任した北垣

上流から水路で御所まで引いていた。この御所用

国道は琵琶湖疏水開鑿の重要性を認識し，疏水路

水の第 1 目的は防火用であった。途中の小山村の線の調査・測量，設計に着手する。北垣は，明治

田畑の灌漑にも利用されていて，渇水期には水量新政府のもとで開拓使として北海道や樺太に在勤が低下し，途中で涸れて，用水が御所まで届かな

し，その後も高知県令として務める中で土木イン

いこともあった。したがって，御所用水への安定フラ事業に関心を持ち，この分野に知己を広げて的な水供給は，疏水開鑿計画の大義名分の一つにいた。このような背景が琵琶湖疏水計画実現へのなっていた。

好条件となった。そうした中，明治20年に，これ疏水の水は御所のほかにも多くの場所で防火用ら業務の一切の責任者となったのが田辺朔郎であとして利用されてきた。例えば本願寺水道をあげる。田辺は，工部大学校（後の東京大学）を明治ることができる。第 1 疏水完成の 5 年後に，蹴上16年に卒業した。
「琵琶湖疏水工事」と題する卒業

船溜の貯水池から東本願寺まで鋳鉄管路を用いた論文で工学士の学位を授与されている。疏水工事

防火用水道がつくられた。この水道は現在も使わの実施に際しては，計画にいくつも変更・修正がれている。いっぽう，第二疏水の明治45年（1912）

加えられてゆくが，この論文は，疏水工事計画の竣工と同じ年に御所水道が完成した。御所水道は，基となった。

蹴上の大日山に新たに設けた貯水池から京都御所

田辺は，卒業と同時に京都府に採用され，疏水まで鋳鉄管を埋設してつくられた。御所を火災か実現のための業務に従事していた。最新の水利技ら守るための防火用で，標高72.7 m の紫宸殿に術を学び，取り入れながらの仕事であった。たと対しても有効な放水能力を発揮させるように設計

えば，明治21年（1888）には渡米して水力発電所

されている。すなわち，蹴上船溜そばに専用の九などを視察した。帰国した田辺は，さっそく蹴上条山ポンプ場を設け，第二疏水出口標高81 m のに水力発電所を建設するなどの設計変更を加え

水を標高113 m の貯水池までポンプアップし，そる。明治24年には蹴上発電所が完成し，送電を開

こから御所へ向けて圧力送水することにした。九始した。我が国初の事業用水力発電である。その条山ポンプ場の建屋は，煉瓦造の美しい洋館であ

4 年後，京都電気鉄道による京都〜伏見間での営る（写真2-1）。しかし，この御所専用水道送水管業が始まる。我が国最初の電車運行である。

は年を経て老朽化したため，平成 4 年（1992）に

琵琶湖疏水の建設は当時の土木事業の中では異色である。その頃の我が国の大土木事業は，例え役目を終え，御所の防火用水や庭園池水の水源は地下水に切り替えられた。

11

自然災害科学 J. JSNDS 36 -1（2017 ）2. 3 文化財でもある社会基盤設備

19年（2007）には国の近代化産業遺産に指定され琵琶湖疏水の水路やトンネル，関連施設は周た。文化遺産として，また現役の文化財として高囲の景観と調和するように設計，施工されていく評価されている。

る。写真2-2は南禅寺境内を北流する疏水分線の一部で，水路閣と称されている。山科の第 1 疏水

2. 4 建設地の地形と地質，ハザード対策

べりや，蹴上から夷川ダムへかけてのインクライ

京都盆地と近江盆地はその間を南北方向に連らンを含む地区，哲学の道と称される疏水分線べりなる山地で境されている。この山地のうち，京都

は長らく地域住民の散策や憩いの場であった。近の市街地のそばにあるのが比叡山地である。疏水

年は内外の観光客が数多く訪れるところとなり，は，琵琶湖南端近くの三保ケ崎に取水口を置き，大変な賑わいである。現在は形態保存されている

比叡山地南麓斜面の，標高が84 m から82 m の等だけの蹴上インクラインなどを含め，造られて高線に沿うように配されて蹴上に至る。この辺りから120年以上経過してはいても，琵琶湖疏水はの基盤岩は丹波帯と称し，ジュラ紀すなわち 1 億

今なお活用され続ける社会基盤設備である。昭5 千万年ほど前までに形成された付加体，すなわ

和58年（1977）に京都市の史跡に，また平成 8 年

ち堆積岩である。そして比叡山山頂付近と，五山（1996）には施設12箇所が国の史跡に，また平成送り火で知られる大文字山や如意ヶ嶽とに挟まれる部分は花崗岩である。白亜紀の，今からおよそ
9 千 5 百万年前に起きたマグマ貫入による。高温
マグマの接触により周辺近傍の堆積岩は 焼きが入り，堅くて風化・侵食されにくいホルンフェルスに変化した。比叡山頂付近と如意ヶ嶽付近が周りより高くなっているのは，このようなホルン
フェルスが分布しているためである。服部嵐雪が「布団着て寝たる姿や東山」と詠むことになった
京都東山三十六峰の眺望は，このような地質規制で生まれた。

写真2-1

蹴上船溜そばの九条山ポンプ場建屋。
手前のトンネルは第 2 疏水トンネル
西口。建屋前の第 1 疏水水路は一時的に水が抜かれていた（撮影2017年 2月25日）

この京都と近江を限る山地の南北方向の活断層群の活動で山地と盆地が形成された。すなわち花折断層をはじめとする山地西縁の断層群と東縁の琵琶湖西岸断層帯の断層群の，この百万年ほどの間の逆断層運動の繰り返しで，地塁と称する断層
地塊が形成されている。この地塊を造る二つの断層帯をこの疏水は横切る。その詳細は，第 4 章「活断層と琵琶湖疏水」に述べられている。断層は，岩盤が破砕された層，断層破砕帯となっている。
たとえば，トンネル開鑿に際して落盤を起こしやすい。第 4 章でも述べられているように，第 1 トンネル工事中の明治21年（1888）10月 5 日に大津側坑口から16 m のところで落盤が起き，坑夫ら65名が46時間ものあいだ閉じこめられるという事

写真2-2

南禅寺水路閣（第 1 疏水分線の水路橋。2017年 2 月25日撮影）

故が起きている。落盤が断層破砕帯の部分で起きたのかどうかは判らない。活断層や断層破砕帯と

12

琵琶湖疏水の耐震性を考える

図2-3

疏水の径路と急傾斜地，土石流発生渓流の分布（京都市土砂災害点検マップに加筆。水色で示す渓流の先の黄色い扇形で土石流危険域を，緑色斜線領域で急傾斜地を示す）いう事象が認識されるようになるよりもずっと前までこの部分は，尾根部分を等高線に沿い，平面のことである。この箇所を含め，活断層の精確なパターンがおおむね V 字の形の開水路であった

位置確認や活断層が動く場合の対策の検討が課題（図2-3）。尾根部斜面の麓に国鉄湖西線を通すこである。

とになったのに合わせて，諸羽トンネルが開鑿さ

琵琶湖疏水が大津市から京都市へ入ると，第れた。そして，この区間の開水路は使用を終え，

1 疏水は開水路と 4 つのトンネルでつながる（図諸羽トンネルに付け替えられた。旧開水路から麓2-2）。一つは諸羽トンネルである。安祥寺川を横までの随所に現在，斜面安定化のための対策工が切る箇所と天智天皇陵の間の水路は，昭和45年

施されている。

（1970）に諸羽トンネルに付け替えられた。それ

琵琶湖疏水は，第 1 章と第 4 章で述べられてい13

自然災害科学 J. JSNDS 36 -1（2017 ）れが起きて下流の地区に被害をもたらした。このような渓流の疏水山側には，今は濁水や土砂の流出に備えるための沈砂池が設けられている箇所もある（写真2-3）。開水路が住宅地のそばに急傾斜地を成す箇所にはロックボルトを用いて斜面の安定化が図られている箇所もある（写真2-4）。しかし，疏水と山地小渓流，不安定な急斜面の交錯す
る場所のすぐそばまで宅地利用が進んでしまっている。対策は十分であるようには思われない。疏
写真2-3

左から第 1 疏水に合流する，第 2 ト
ンネル東口近くの渓流末端に設けられている沈砂池（撮影：2014年11月23日）

水沿い地域の大雨や地震による災害リスクの調査とその評価，対策に向けての総合的な検討が必要ではないかと思われる。

参考文献

写真2-4

第 1 疏水第 2 トンネル東口近くに施工された，疏水堤体斜面のロックボルトによる安定化工（撮影：2014年11月23日）

る活断層変位による破断や自然流下条件の阻害が起きるリスクを抱えるだけでなく，つぎに述べる
ようなハザードのリスクを沿線の地区に用意しているとも云える。疏水の路線を見てみよう。疏水

京都市水道局疏水事務所（1988）琵琶湖疏水，27p．
京 都 市 水 道 局（1990）琵 琶 湖 疏 水 の100年（ 叙 述 編
705p.，資料編255p.，画集 2 頁にまたがる絵画
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lg.jp/suido/page/0000007524.html，2017 年 2 月26日に閲覧。

は三保ヶ崎の取水口から暫くは沖積地盤に穿たれている。西へ進み，山麓の丘陵あるいは緩斜面で

3 ．疏水周辺の地震活動

は古琵琶湖層の区間であり，琵琶湖西岸断層を通片尾浩4

過するところからは丹波層となる。西へと蹴上まで続く疏水と蹴上から北上する疏水分線は図2-3

琵琶湖疏水の流れる琵琶湖西岸から京都盆地にに示すように，十数箇所で谷筋を横切る。すなわ

かけては，Sagiya et al.（2000）により提唱された

ち，第 1 疏水は大雨の際に急出水や土砂流，まれ「新潟神戸歪み集中帯」の一翼を担う場所であり，に土石流が流下してくる箇所を含む。安祥寺川

日本列島における最も活発な変動帯の一つであや天智天皇陵西隣の渓流は，たとえば昭和10年（1935）京都大水害の際に洪水や土砂流，土砂崩

4京都大学防災研究所

14

琵琶湖疏水の耐震性を考える

り，日本列島規模の地震テクトニクスを論じる上る。震源の深さは 5 〜15 km の地殻上部に集中しでも重要な地域である。本章では，おもに現在のており，近年はマグニチュード 5 クラスを最大と微小地震活動を軸に，疏水周辺地域における地球してそれを超える大地震は発生していない。近畿

物理学的な背景を概観する。

地方には活火山が無く，特定の活断層に沿わず面的広がりを持つ定常的な地震活動は，日本列島に

3. 1 微小地震活動

おいてもあまり類例のない特異なものと考えられ

近畿地方北部の北摂・丹波山地（大阪府北部〜る（片尾，2002）が，その原因についてはほとん

京都府中部）は，定常的に微小地震活動が活発な地域である。この地震活動は極めて定常的であ

図3-1

ど分かっていない。
丹波山地の北東方に隣接する花折断層以東の琵

近畿地方北部の微小地震の震央分布。1997年10月〜2012年12月31日。深さ40 km 以浅。気象庁一元化カタログに基づく。

15

自然災害科学 J. JSNDS 36 -1（2017 ）琶湖西岸域でも定常的に活発な微小地震活動が見層系など活断層の地下における形状を知ることはられるが，地震発生数は丹波山地よりも少ない

できない。西落ちの逆断層である琵琶湖西岸断層［Fig.3-1 ］。また地殻内の微小地震の発生する深が，わずか数 km の間隔で平行する横ずれ断層でさは，丹波山地では深さ15 km 付近が下限であるある花折断層と地下でどのような幾何学的関係にが，琵琶湖西岸では東に行くほど深くなり，琵琶あるのかも興味深い。表層近くの構造探査結果（大湖直下では約20 km に達する。地震発生層の下限

都市大震災軽減化特別プロジェクト，2007a）での深さは徐々に変化して行くのではなく。花折断得られている比較的浅い角度で西落ちの琵琶湖西層付近を境に東西で段差があるようにも見える。

岸断層は地震発生深度に達する前に花折断層と交また同時に，地震発生深度の上限も深くなってい差することになるので，この傾斜角がそのまま地る［Fig.3-2 ］。微小地震活動域は，琵琶湖西岸で下深部にも延長しているとは考え難い。

画されることなく，湖岸断層の下盤側である湖の中軸近くまで達している。

それより東側の琵琶湖東岸〜近江盆地では，微小地震観測が始まった1970年代後半以来ほとんど

一般に日常的に発生する微小地震は，大地震の微小地震は発生しておらず，西方に隣接する琵琶

余震のように 1 枚の平面に分布するということは湖西岸から丹波山地にかけての活発な地震活動域

なく，空間的に散在している。したがって，このとは際立った対照を示している［Fig.3-3 ］。丹波地域でも微小地震の震源分布から，琵琶湖西岸断山地の定常的で活発な活動とともに，近江盆地域

図3-2

図3-1内の矩形範囲の震央分布（上）と，同範囲の垂直断面図。（下）。1997年10月〜2012年12月31日。
深さ40km 以浅。気象庁一元化カタログに基づく。震央図における細線は活断層の地表トレース。

16

図3-3

琵琶湖疏水の耐震性を考える

図3-1内の矩形範囲の時空間分布図。横軸は図3-1内の矩形の長辺に投影した距離，縦軸は時間。
1997年10月〜2012年12月31日。深さ40 km 以浅。気象庁一元化カタログに基づく。

17

自然災害科学 J. JSNDS 36 -1（2017 ）における極めて低い活動の原因も同時に解明され西方の丹波地域では東西圧縮の σ1は共通しているべき現象であると考えられる。

ながら，σ2，σ3がほぼ同じで区別しにくい応力場であることが示された。Terakawa and Matsuʼura

3. 2 発震機構・応力場（2010）によって求められた日本列島の広域応力

青木（2012）は，次節で詳述する臨時稠密観測

場でも，「近畿三角帯」の内部は東西圧縮の逆断層の微小地震波形データを使い，初動の押し引き分場であるのに対し，その周辺では横ずれ断層場に布から精密な発震機構解を求めた。高い観測点密なっている境界部分が琵琶湖西岸域である。

度によって，気象庁マグニチュード0.5以上の地

個々の地震の発震機構解をみても，琵琶湖西岸

震についてはほぼ洩れなく精度の良い解が得られ域においては概ね東西圧縮の逆断層が卓越していることを示した［Fig.3-4 ］。大量の発震機構解にる（藤野・片尾，2009）が，これらと琵琶湖西岸基づいた応力テンソルインバージョンによって，断層とはどういう関係にあるのだろうか？琵琶湖

近畿地方北部の応力場の空間的な分布を求めた。

西岸地域で得られた発震機構の中から P 軸方位がその結果，琵琶湖西岸地域は一貫して東西圧縮の

ほぼ東西で， 2 つの節面の走向がほぼ南北のもの

逆断層的な応力場であるのに対し，花折断層より（150〜210 °）つまり，南北走向の西下がりの逆断

図3-4

青木ほか（2012）による，丹波山地・琵琶湖西岸地域の発震機構。◯の色で発震機構のタイプを，◯を貫く線により P 軸の方位を表す。丹波山地および琵琶湖西岸地域における断層タイプの比率の円
グラフ。

18

琵琶湖疏水の耐震性を考える

層面を選び出すと，その断層面傾斜角はほぼ45

3. 3. 1の西落ちが卓越していることがわかる。むろん，

稠密観測データを基に，グリッド間隔0.1度以地震波速度構造

散在して発生しているこれらの微小地震の滑り面

下のトモグラフィー解析により高解像度の 3 次が，琵琶湖西岸断層の断層面と一致するはずもな

元地震波速度構造が推定されている（海谷ほか，いが，この地域の応力場や活断層の運動および発2014）。P 波および S 波速度構造には，概ね丹波

達過程を考える上で重要であろう。

地域の微小地震が活発な領域に重なるように，かつ地震発生層の下端に沿うように低速度異常が見3. 3 稠密地震観測の結果と関連する地球物理学的観測データ

られた。地震発生層上部は比較的高速度で，浅部では琵琶湖西岸から丹波地域や大阪平野にかけて

琵琶湖西岸から丹波山地にかけての地域では，帯状に低速度異常が広がっている。琵琶湖西岸地

2008年末より文科省の「ひずみ集中帯の重点的調域の深さ 3 km 以浅には，帯状に広がる高 Vp/Vs

査観測・研究」や2010年 4 月からの「地震及び火かつ低 S 波速度域が存在する。地震発生層下部

山噴火予知のための観測研究計画」における「近における低速度は，地殻内流体の局所的な分布が畿地方北部における地殻活動異常と地震先行現象

地震活動にも影響していることを強く示唆していの関係の解明」の一環として，80点を超える臨時

る［Fig.3-5 ］。また浅部の帯状の低速度分布は，

震時観測点を設けて観測を継続している（三浦ほ従来の疎らな観測点分布の解析では見られなかっか，2010；飯尾，2010）。丹波・琵琶湖西岸地域

たもので，活断層や表層地質に対応している可能のみならず，従来から地震観測点が希薄であった性がある。

近江盆地東部にも太郎坊宮，荒神山，多景島などの良質の岩盤露出地に臨時観測点を設けた。琵琶3. 3. 2

下部地殻反射面

湖西岸付近における観測点間隔は 5 km 以下であ

北摂・丹波地域の微小地震では，初動の 9 〜12

り，従来の観測点密度をはるかに凌駕する。稠密

秒後に顕著な後続波が観測される例が多く見ら観測を実施することにより，この地域の地下構造

れ，それらは深さ約20〜25 km の間に存在する北を高解像度で把握し，地震活動の原因およびそのに傾斜する反射面から反射してきた S 波である

時間変化の要因をさぐることが目的である。

ことが知られている（片尾，1994；片尾，2005；

図3-5

トモグラフィによる 3 次元地震波速度構造。（上）東西測線，（下）南北測線の垂直断面について，P
波速度の各深度における平均からの偏差を示す。（海谷ほか，2014）

19

自然災害科学 J. JSNDS 36 -1（2017 ）片尾ほか，2007；Aoki et al., 2016）。琵琶湖西岸

状を知ることはできない。プレート上面の深さは，寄りの地域にも断片的な反射面が存在する可能性

北摂・丹波山地の下では60〜70 km に達しているはあるが，丹波直下のものほど顕著なものは見当

が，西下がりの傾斜を東方の近江盆地へ外挿するたらない。コーダ波から推定された散乱強度分布と深さは40 km 以浅となり，ほぼモホ面に接するでは琵琶湖西岸を含めた近畿北部の微小地震発生位置にあることが分かる。

域下の下部地殻に広く強い散乱が認められる（大都市大震災軽減化特別プロジェクト，2007b）。

3. 3. 4比抵抗構造

花折断層帯および琵琶湖西岸断層帯を東西方向
3. 3. 3

モホ面およびフィリピン海プレートに横切る測線で行われた電気比抵抗観測による

稠密観測データを用いたレシーバファンクショ

と，花折断層を境に西側の丹波山地では地殻浅部

ン解析により，下部地殻から上部マントルに至まで低比抵抗であるのに対し，琵琶湖側は比較的る構造イメージングが行われた（佐々木，2011）。

高比抵抗であることが示されている（吉村ほか，

これも従来の定常観測では，観測点が疎らである2005）。これまで各地で行われた比抵抗構造探査

ため鮮明なイメージが得られなかったが，稠密観によって，主要な活断層のほぼ直下の下部地殻に測により波線密度の高い鮮明なイメージを得るこは低比抵抗帯が存在する例が多く，断層の動きやとができるようになったものである。丹波地域・

地殻流体の働きに関連のあるものとされている。

琵琶湖西岸の下のフィリピン海プレートは。急激

一方，花折断層西方の低比抵抗体はほぼ地表近くに西下がりに傾斜している様子が捉えられた。こまで達していること，断層を境に東方は高比抵抗の地域では沈み込むフィリピン海プレート内ではであるという非対称な構造を呈することに特色が地震は発生しておらず，震源分布からプレート形

ある［Fig.3-6 ］。

図3-6

吉村ほか（2005）による比抵抗構造の断面図（花折断層中部を東西に横切る測線）。

20

琵琶湖疏水の耐震性を考える

3. 3. 5

重力異常

いとなり，ひいてはその直上における地震活動の琵琶湖周辺は顕著な負の重力異常を示す地域で差異をもたらしている可能性がある［Fig. 3-7 ］。

ある。その一因は，琵琶湖底の堆積層の低密度にまた，近江盆地の下の浅いプレートはその上の地よるものであるが，西側向けて深くなる琵琶湖の殻に対して力学的にも影響を与えているかもしれ

基盤層は最大でも 1 km ほどの深度にすぎない。

ない。いずれにせよ，琵琶湖西岸・花折断層系は，負の重力異常は，琵琶湖西岸から丹波山地にかけ

単に顕著な活断層帯であるにとどまらず，深部のての広い地域に及んでおり，琵琶湖の堆積層だけ

大規模構造を背景とした列島規模の主要なテクトでこれらの異常を説明することはできない。丹波ニック境界であると言えよう。

側と近江側でモホ面の深度に段差をつけたり，西に向けて急激に傾き下がるフィリピン海プレート

参考文献を設定するなど，深部を含めた大規模な構造を仮

青木裕晃・片尾 浩・飯尾能久・三浦 勉・中尾愛子・
米田 格・澤田麻沙代・中尾節郎（2012）：稠密
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海谷絵未・片尾 浩・澁谷拓郎・飯尾能久・三浦
勉（2014）：稠密地震観測に基づく近畿地方北部
における地震は速度構造，京都大学防災研究所
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大都市大震災軽減化特別プロジェクト（2007a）：平
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藤野宏興・片尾 浩（2009）：琵琶湖西岸地域に置ける微小地震のメカニズム解と応力場，京都大学

定しないと，観測される長波長の重力異常を説明することは難しい。
3. 4 丹波／琵琶湖西岸両地域の対照的な特徴
上述のように，北摂・丹波地域と琵琶湖西岸両地域は多くの対照的な特徴を示すことがわかる。
これらの特徴を分かつ線は，共通して花折断層も
しくは琵琶湖西岸断層あたりに引けると考えられる。これらの特徴の違いは地殻内の流体分布の違いによる可能性が高く，総じて丹波側では S 波
反射面の存在や低い比抵抗など地殻全体にわたって流体の存在が強く示唆される。島弧においては沈み込むスラブが脱水し，上昇した流体が地殻内の地震活動を左右すると考えられている。丹波直下ではフィリピン海プレートは深さ数十 km に達しているらしいことがレシーバファンクション解
析により示されたが，近江盆地側ではほぼモホ面に接するほどの浅い位置にあることが示唆される。このプレート深度の違いが流体発生状況の違

図3-7 『丹波』から『琵琶湖』に至る模式的な東
西断面。

21

自然災害科学 J. JSNDS 36 -1（2017 ）

防災研究所年報，52，B，275-284．
三浦 勉・飯尾能久・片尾 浩・中尾節郎・米田格・藤田安良・近藤和男・西村和浩・澤田麻沙代・多田光弘・平野憲雄・山崎友也・冨阪和秀・
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などに図示されている。琵琶湖に近い側から京都盆地側へと，疏水は 1 比叡断層南部を横切る（図4-1・2・3）。さらに，山科盆地の北東部では， 2 小
関越断層を斜交する（図4-2・3）。山科盆地の北西部では， 3 花山−勧修寺断層北端部を横切る（図4-2・3）。そして京都盆地の東縁では， 4 銀閣寺−
南禅寺（鹿ヶ谷）断層南端部を横断する（図4-2・4）。これら活断層沿いでは，地震を起こして活動した際に断層面の急激なずれが生じる可能性がある。また，震動を受けて断層破砕帯付近が損傷や崩壊を被ることも予想される。個々の活断層について，
以下に概略的な性質について述べる。
4. 1 比叡断層を含む琵琶湖西岸断層帯
日本最大の内陸湖である琵琶湖が現在の位置（近畿地方北部）に発現してきたのは約100万年前頃からとされる。この湖は北側への沈降や西側への傾動を受けながら，湖盆の形成が第四紀後期にも継続してきた。一方，西側には武奈ヶ岳から比叡山へと延びる急峻な比良−比叡山地が連なり，さらに西方へ広がる丹波高地が展開する。こうした近江盆地と丹波高地との大きな地形境界に沿っ

4 ．活断層と琵琶湖疏水て，琵琶湖西岸断層帯が北北東−南南西方向に約
岡田篤正559 km 延びる（図4-1）。この断層帯に属する活断

本章では琵琶湖疏水に関連して，活断層（活構「北小松」「京都東方部」「京都東南部」で示されて造）や断層運動及び地殻運動に関わる問題についいる。いずれの場所でも断層線はかなり出入りにて取り扱う。

富み屈曲している。断層線近くの古琵琶湖層群は層の詳細位置は，1:25,000都市圏活断層図「熊川」琵琶湖西岸断層帯（図4-1）や並走ないし斜交す

急傾斜し，明瞭な変位地形が連続的に発達している活断層群が活動した場合，琵琶湖疏水に大きなる。断層露頭やトレンチ調査でも西側から東側へ影響が生じるが，次の 2 事例が特に重要と考えら衝き上げる逆断層が観察されている。当断層帯のれる。 1 ）は活断層のずれや震動で用水路が寸断

長期評価は地震本部（2009）により一部改定されされたり崩壊したりすること， 2 ）は琵琶湖北部

たが，以下に述べるように要約される。

で沈降が生じると，湖水の移動や湖水位の低下が一時的にでも発生することである。
1 ）の活断層のずれに関しては，琵琶湖疏水
は 4 本の活断層（帯）を横切る。活断層の詳しい

この断層帯全体は滋賀県高島市（旧マキノ町）
から大津市国分付近へとほぼ南北方向に延びる。
位置・形状・過去の活動時期等が近江高島付近を境に北部と南部で大きく異なる（図4-1）。

位置は岡田ほか（1996a，1996b）や岡田・東郷編

北部は長さ約23 km であり，西側から東側へ衝（2000），池田ほか（2002），中田・今泉編（2002）

き上げる逆断層とされる。比較的精度の良い活動履歴が饗庭野断層での 2 ヶ所のトレンチ調査

5

立命館大学

で判明した。最新活動時期は約2800年前以後で約22

琵琶湖疏水の耐震性を考える

図4-1

琵琶湖西岸断層帯の位置図（地震調査研究推進本部事務局，2009）

23

自然災害科学 J. JSNDS 36 -1（2017 ）

図4-2

琵琶湖疏水付近の活断層分布図（池田ほか，2002）

2400年前以前であり，この時に西側が東側に対しが東側に対して相対的に撓み上がる撓曲運動が生て相対的に2-5 m 隆起した。平均的な上下方向のじ，地下では逆断層の動きが起こったと推定され変位速度は約1.8−2.1 m ／千年で，平均活動間隔る。上下方向の平均変位速度は約1.4 m ／千年では約1000−2800年と見積もられる（小松原ほか，あり，平均活動間隔は約4500−6000年程度と見積

1999；地震本部，2009）。

もられる。中山忠親の日記「山塊記」には1185年

南部は比良−比叡山地の東麓とそのさらに東側

地震時に「琵琶湖の湖水が北に流れて湖畔が幅数を並走する活断層群である。高島市南方から大津十 m 干上がったが，後日水位は元に戻った」と

市国分付近に至るが，比良・西岸湖底・堅田・比記録されている。こうした記載と被害を受けた建叡・膳所の各断層が配列し，長さは約38 km に達造物の分布状況から，西山（2000）はこの地震のする。大津市本堅田地区の堅田断層を横切って数震央を琵琶湖西岸付近と推定し，堅田断層に起因

多くのジオスラーサーとボーリング調査が実施さすると示唆した。

れ，11世紀中期から13世紀中期の間に約 6 m にこの断層帯から発生する将来の大地震は，過去

及ぶ上下変位が生じたことが判明した（Kanedaの活動と同様に北部と南部で分かれて活動する場

et al, 2008）。この時代に湖西や京都に大きな被害

合には，北部は M7.1程度であり，地震発生確率を与えた地震は1185（元暦 2 ）年京都近江地震（以は今後30年以内で1-3 ％とされる。一方，南部は降1185年地震と略記）しかないため，これが堅田

M7.5程度で，1185年に大きく活動したことから，断層の最新活動とみなされる。この活動時に西側長期的な発生確率は今後300年以内でもほぼ 0 ％24

琵琶湖疏水の耐震性を考える

図4-3

1:25,000都市圏活断層図「京都東北部」「京都東南部」の一部（岡田ほか，1996a，1996b）と低い。なお，断層帯全体が同時に活動する可能（2002）でも右横ずれを伴った，断層位置が不確性も指摘され，その場合には M7.8程度の地震が発

かな活断層を長さ約3.5 km の区間で図示してい生する。しかし，その確率は南部が単独で活動する。この活断層については詳しい調査が実施される場合の確率を超えないものと考えられている。

ていないので，活動間隔や変位速度・性質などの詳細は未解明である。断層走向からみて右横ずれ

4. 2 小関越断層を伴った高角度断層であり，北西側が相対的に低東海道本線逢坂山トンネルの北側にある小関越

下する上下変位をもつ活断層の可能性が高い。活

（大津市園城寺町−藤尾奥町境）から茶戸町を経

動度は B − C 級であり，西岸断層帯から派出すて京都市山科区四ノ宮に至る，北東−南西方向のるような配置をしている。

活断層が推定される。この推定活断層は文献により様々に表現されており，明瞭な変位地形には欠

4. 3 花山－勧修寺断層北端部

けるが，疏水の通過位置と大津市稲葉台西部付近

山科盆地の西縁，花山丘陵東縁の山麓線沿いにで斜交している（図4-2・3）。岡田ほか（1996）では花山−勧修寺断層が南北方向に分布している。

は長さ約2.5 km の区間に，位置やや不明確の活

雁行状に配列する数本の断層から構成され，逆断断層及び推定活断層として示している。池田ほか層帯が形成されている。新旧の段丘面が撓曲状の25

自然災害科学 J. JSNDS 36 -1（2017 ）

図4-4

1:25,000都市圏活断層図「京都東北部」「京都東南部」の一部（岡田ほか，1996a，1996b）

変位を受けている。盆地中央西部の上花山・川田・か（2000）や池田ほか（2002）では鹿ヶ谷断層とよ西野山・栗栖野などには，低位段丘面がナマコ状んでいる。鹿ヶ谷付近では低位段丘面（約 2 万年に膨れあがり，背斜状に変形した地形が配列して前の形成）が比高約 5 m の低断層崖で切断されている。この断層帯の北端部を疏水は横切るが，詳いる。有名な大寺院が山麓部に配列し，かなりの細な位置関係は明らかにされていない。また，断人工改変を受けているので，この断層の南端部を層（破砕帯）の性質や断層の性状についても詳し

疏水は横切るが，断層の活動時期や間隔などの詳い調査は実施されていないようである。地震本部

しい性質は判明していない。なお，地震本部（2003）（2003）による三方・花折断層帯の長期評価では，の三方・花折断層帯の長期評価では，この断層は

この断層は銀閣寺−南禅寺（鹿ヶ谷）断層と共に

花折断層帯の南部に属するとしている。

花折断層帯の南部に属するとしている。
4. 5 琵琶湖疏水の工事と土砂崩壊
4. 4 銀閣寺－南禅寺（鹿ヶ谷）断層南端部

琵琶湖疏水（第 1 トンネル）の掘削工事中に，京都盆地の東側にある大文字山は西側に急傾斜

次のような土砂崩壊事故の報告がある。｢明治の断層崖を伴い，その山麓線沿いには南北走向の二十一年十月五月午後第十時三十分第一隧道大津

活断層が長さ約 3 km の区間で認められる。岡田・口零點ヨリ五拾壹尺ノ奥ニ於テ俄然土砂墜落シ上東郷編（2000）では銀閣寺−南禅寺断層，吉岡ほ部ノ道路ヘ長四拾貳尺幅三拾六尺深サ拾八尺ノ窪

26

琵琶湖疏水の耐震性を考える

ミヲ生シタル為メニ隧道内部ニ閉籠メラレタル坑

これらの見解は琵琶湖西岸断層帯南部が一括し夫及車夫等・・・｣ との記録がある。この事故やて動くと捉えている地震本部（2009）の解釈とは他の事例についても詳細を把握や追跡をしていな異なる。この断層帯は逆断層であり，断層線が屈いので，詳しい原因や経緯は判らない。しかし，

曲し，断層毎に異なる変位速度や活動間隔等をも何本もの断層破砕帯や風化した基盤岩石類を疏水つ可能性が高いので，個々の活断層について活動

は横切るので，掘削工事は困難を伴い，落盤事故

履歴や変位量の累積性を解明する必要がある。

なども発生したことと思われる。当時としては，

ところで，疏水取入れ口のある大津市三保ヶ崎

断層破砕帯の一部には急激なずれ変位が生じる可付近では，比叡断層の変位地形や位置はきわめて能性は想定されていなかったと考えられる。しか不明瞭となる（図4-2・3）。この付近では比叡断層

し，琵琶湖疏水の防災対策を検討するためには，は沖積扇状地面の上に位置し，しかも市街地化がこれら断層破砕帯の詳しい位置やずれの向き等の進行しているので，最新活動時期やその変位量の断層の性質を把握しておくことは重要である。

算定はきわめて難しい状況にある。しかしながら，
琵琶湖疏水の維持や安全対策の上では活断層調査

4. 6 地震本部による活断層の長期評価の問題点

は重要な項目であることを銘記すべきである。

堅田断層は湖西丘陵の東縁を画する長さ約13さらに南側に位置する膳所断層（長さ約 5 km）

km の活断層であり，そのほぼ中央部でジオスラ

は大津市街地南部の西側山麓を南北走する（図イサー・ボーリング調査が行われた。その主要な4-3）が，沖積面や低位段丘Ⅱ面に変位地形が認成果である最新活動時期・活動間隔・変位量などめられない。また，1185年地震時に大きな被害がは，琵琶湖西岸断層帯南部ではこの 1 ヶ所だけの断層近傍で生じていないので，この時に活動して調査結果に基づいている。この南側に配置する比

いない可能性が高い（小松原，2012；小松原・岡田，

叡断層は長さ約 8 km であり，中位・低位段丘面，

2012）。したがって，膳所断層の詳しい調査はきさらに沖積面に変位を与え，西側隆起・東側低下

わめて重要であると言える。

の低断層崖−撓曲崖が認められる。堅田断層中部

地震本部（2009）による長期評価（一部改訂）がでは最新活動時の上下変位量が 6 m に及ぶほど公表されているが，琵琶湖西岸断層帯南部は今後大きな変位であったので，堅田断層だけでなく比30年の地震発生確率がほぼ 0 ％という内容は比叡断層や膳所断層（ 5 km）も活動したと推定され

良断層や堅田断層については該当するとみなされた。しかし，北方に位置する西岸湖底断層帯や南るものの，比叡断層南部や膳所断層については方に位置する膳所断層等が最新活動時にほぼ同時

1185年地震で活動した証拠はまだ得られていないに活動したかどうかの具体的なデータは得られてので，長期評価は言及できない段階といえる。

いない。
小松原（2012）は1185年元暦地震を起こした起4. 7 津波・湖水位の変化－移動

震断層について再検討し，次に述べるような見解

地震本部（2009）によると，琵琶湖西岸断層帯をまとめている。 1 ）比良断層については地学的

北部全体は長さ約23 km であり，平均上下変位速な証拠から元暦地震時に活動した可能性が高い。

度は約1.8-2.1 m ／千年，最新活動時期は約2800

2 ）堅田断層は地学的・考古学的な資料から元暦年前以後で約2400年前以前，活動時には断層の西地震の震源断層である確実度が高い。 3 ）比叡断側が東側に対して2-5 m 程度で隆起し，平均活動層は被害状況から元暦地震の起震断層ないしその間隔は約1000-2800年と評価した。そして，北部近傍に位置すると考えられるが，地学・考古学的全体が 1 つの区間として活動する場合，M7.1程

な証拠を欠く。 4 ）膳所断層は文献資料からも地度の地震を発生して，2-5 m 程度の段差や撓みが学的資料からも元暦地震の起震断層であるとは考生じる可能性があるとしている。その発生確率はえがたい。

今後30年以内で1-3 ％とみなし，我が国の主な活27

自然災害科学 J. JSNDS 36 -1（2017 ）断層の中では高いグループに属すると公表した。

り，琵琶湖西岸断層帯南部の対象断層から除かれ

このような地震が発生した場合には，琵琶湖北るべきと思われる。琵琶湖疏水の取り入れ口にあ部は西側への傾動を伴って沈降する（植村・太井

たる大津市三保ヶ崎付近は比叡断層南部の変位地子，1990）。琵琶湖の最大水深（−103.58 m）部は形が不明瞭な場所であり，詳しい調査が必要であ

安曇川河口沖にあり，滋賀県の予測でも地震発生

ろう。

時には長浜市沿岸に 3 m の津波が到達するとしている。1185年（元暦 2 年）地震の時に「琵琶湖引用文献の水が北へ流れ，湖岸が干上がった」という『山池田安隆・今泉俊文・東郷正美・平川一臣・宮内崇裕・
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岡田篤正・東郷正美・中田 高・植村善博・渡辺満
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岡田篤正・東郷正美・中田 高・植村善博・渡辺満
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岡田篤正・東郷正美編（2000）：近畿の活断層．東京
大学出版会，408p．

槐記』の記録については前述した。また，湖北の
長浜市塩津浜にある塩津港遺跡で近年に行われた発掘調査の際に，ご神体と共に神社遺構が発見され，柱は全て琵琶湖の沖と反対方向に傾いていた。
急激な水位上昇が発生し，最重要のご神体を移す
ことなく埋没しているので，これは平安時代後期に琵琶湖で発生した津波による埋積とみなされている（滋賀県教育委員会，2012）。1185年地震時の地殻変動に誘発された津波が琵琶湖北岸にまで到達したものであろうか。
琵琶湖西岸断層帯の北部が活動した場合には，西側の山地・丘陵・台地が隆起するが，東側の琵琶湖や湖岸域は沈降する。その上下変動量は2-5m 程度と推定されている。湖底が急激に沈降した場合には津波を誘発する。また，この発生に伴われて南部の湖水は北に流れて湖岸域は一時的に干上がり，琵琶湖疏水の取り入れが不能となる。
元の水位に戻るには発生時期や変動量によってかなり異なるので，様々な条件での検討を要する。
こうした事態が発生する確率は地震本部（2009）によると，前述のように今後30年以内で1-3 ％と大きな値であり，対策・対応が必要である。
一方，地震本部（2009）の評価によれば，琵琶湖西岸断層帯南部では全体38 km が 1 つの区間として活動する場合，M7.5の地震が発生し，上下方向の運動量は6-8 m に達する。その場合，4.9m の津波が沖島に到達すると予想される。琵琶
湖西岸断層帯の南部全体が1185年地震で活動しているとみなし，今後300年以内に地震が起こる確率はほぼ 0 ％としている。比良断層（あるいは西岸湖底断層）・堅田断層・比叡断層北部はこれに該当するとみなされる。しかしながら，比叡断層
南部や膳所断層は地学的な観点や資料不足によ28

琵琶湖疏水の耐震性を考える

滋賀県教育委員会（2012）：発掘調査からみる湖国の地震と人々の暮らし−県内25か所にのぼる地
震跡から読み取る警鐘と知恵−．あの遺跡は今
14，16-26．
植村善博・太井子宏和（1990）：琵琶湖湖底の活構造と湖盆の変遷．地理学評論，63，722-740．
吉岡敏和・長 秋雄・木村克己・中江 訓（2000）：2.5
万分の 1 花折断層ストリップマップ説明書．構造図（13），地質調査所，35p．

されている。
被害想定だけでなく，地震発生等のメカニズムの理解等においても，地殻変動シミュレーションの果たす役割は大きいことから，多数の研究がなされてきた。地殻の半無限性を仮定した解析解
ベースの解析に留まらず4, 5），空間分解能は低い
ものの三次元有限要素法による解析も試みられつつある。地殻の不均質性や地表面・境界幾何形状
は解析結果に大きな影響を及ぼすことが指摘され5 ．大 規 模 数 値 解 析 に よ る 地 殻 変 動 シ
ミュレーション
市村ており6），三次元有限要素法を用いることで複雑な地殻構造を考慮した計算が実現可能となる。

強6・山口拓真6・縣亮一郎6・

高詳細地殻モデルを用いた地殻変動シミュレー

藤田航平 ・堀ションを三次元有限要素法により行い，地殻変動

7

高峰

8

観測データと連成すれば，地殻変動想定の信頼性
琵琶湖疏水周辺で大地震が発生した場合，断層を高めることが出来ると期待される。しかしなが運動によって生じる地殻変動によって大きな被害

ら，解析対象領域が102-4×102-4×102-3 km と大きが引き起こされると懸念されている。このような

く，シミュレーション結果の品質保証ができる十

地殻変動による被害の軽減には，地殻変動想定の分な細かさの離散化を行うと，108-10程度の自由

信頼性を高めることが重要な役割を果たすと考え度の大規模問題となってしまう。このような大規られる。本稿では，これを目的として開発が進め模問題では，有限要素法モデルの構築コスト及びられている，大規模数値解析による地殻変動シ

それを用いた有限要素解析の解析コストが膨大とミュレーションを概説する。

なり，解析実行が困難となるため，このような地殻変動シミュレーションは従来行われてこなかっ5. 1 はじめにた。

観測技術の進歩により地殻変動観測データが充実してきている。日本列島陸域では空間分解能約5. 2 地殻変動の大規模シミュレーション

20 km で GPS 観測網が整備されており，時刻歴

この状況を打開するために，大規模数値解析をの地殻変動が捉えられている1）。このような各種利用した三次元有限要素法による地殻変動シミュ

観測データを統合することにより大領域で高分解レーションが開発されている。背景格子を利用す

能な地殻構造モデルが構築されてきている（以下，

ることで非構造四面体要素による高詳細地殻モデ

観測データに基づく高分解能な地殻構造モデルを

ルの三次元有限要素モデルをロバストに自動生成

高詳細地殻モデルと呼ぶこととする）。例えば，

するとともに，解空間と演算空間の疏密を効率的

日本列島スケールでプレート形状が推定されてに利用した京コンピュータ用アルゴリズムを用いいる例2），東北地方・南海地方の速度構造が細かることによって大規模三次元有限要素解析が可能

いところでは分解能 1 km 程度で整備されているとなっている。この手法により，京コンピュータ

例3）等がある。観測網充実及び解析手法高度化が全系（82944計算ノード×8CPU コア / 計算ノード

進められているため，より多くの地域でこのよう＝663552 CPU コア）を用いた663552超並列計算

な大規模な高詳細地殻モデルの構築が進むと期待により， 2 兆自由度の地殻変動計算が可能となっ678

東京大学地震研究所
理化学研究所計算科学研究機構
海洋研究開発機構た7）。また，日本列島スケールの巨大高詳細地殻モデルを用いた東北地震後の日本列島の粘弾性地
殻変動の解析も行われた8）。

29

自然災害科学 J. JSNDS 36 -1（2017 ）この手法を GPU 環境に移植することで，小規準偏差の大きさが場所によって異なっていること

模計算機環境でも，大規模問題を高速に解析できも示唆されており，地殻変動による被害予測にるようにした例を示す 。この例では，琵琶湖西

とって有用な知見を与えうると期待される。

9）

岸断層帯を対象とした地表面変位応答評価のための基礎検討がなされている。図5-1に解析に用いられた高詳細三次元地殻有限要素モデルを示す。
モデル化範囲は，琵琶湖西岸断層帯を含む240km ×240 km ×300 km の領域であり，J-SHIS10）の深層地盤データが用いられている。この地殻有限要素モデルに対して断層すべりを入力し，地殻変動計算を行うこととなるが，断層すべりは決定論的に与えられるものではなく，曖昧さを含んでいる。曖昧さを定量的に扱うため，特定の断層帯位置に対して，マグニチュードが一定となるように断層すべり分布を確率的に変動させた10000通
りの異なる断層すべりシナリオが設定された。そして，これらのすべての断層すべりシナリオに対して地表面変位応答が評価され，その平均と標準偏差によって，得られた応答の評価が行われている。図5-2に地表面での上下方向変位の平均値および標準偏差を示す。断層周辺地域は数十 km に渡って地盤の隆起が発生する可能性が示唆されている。また，断層すべりの曖昧さの影響を示す標

図5-1

琵琶湖西岸断層帯を含む
高詳細三次元地殻有限要素モデルの一例（自由度は423,052,212）．

図5-2 高詳細三次元地殻モデルを用いた地殻変動シミュレーション結果の一例（上下変位分布図，
平均変位の最大値を1.0と設定して正規化している）｡

30

琵琶湖疏水の耐震性を考える

5. 3 まとめ
地殻変動想定の信頼性を高めるために，開発がすすめられている大規模数値解析による地殻変動
シミュレーションを概説するとともに，琵琶湖西岸断層帯を対象とした基礎検討を紹介した。高性能計算技術により，従来は難しいとされてきた大規模地殻変動シミュレーションが可能となりつつある。また，入力となる断層すべりの曖昧さの考
慮も可能となりつつある。一方で，地殻変動想定の信頼性をより高めるためには，地殻構造モデルの物性や幾何形状の曖昧さをも考慮する必要がある。これを実現するためには，より高速な有限要素モデル生成手法及び解析手法が必要となるため，このような開発がすすめられることが期待さ
れている。

参考文献
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Implicit Solver with Low Memory Footprint andHigh Scalability for Comprehensive Earthquake
Simulation System, Research Poster for SC16:International Conference for High Performance
Computing, Networking, Storage and Analysis,
2016.
8 ）T. Ichimura, R. Agata, T. Hori, K. Hirahara, C.
Hashimoto, M. Hori, Y. Fukahata An Elastic/
Viscoelastic Finite Element Analysis Method
for Cr ustal Deformation using a 3D Islandscale High-fidelity Model, Geophysical JournalInternational, 206, 114-129, 2016.
9 ）山 口 拓 真・ 縣 亮 一 郎・ 市 村 強・ 堀 宗 朗・Lalith Wijerathne. GPU クラスタを用いたモンテ
カルロ地殻変動想定手法の開発，第36回地震工学研究発表会，2016.
10）地震ハザードステーション，http://www.j-shis.
bosai.go.jp/（2017年 1 月23日 閲覧）

6 ．琵琶湖疏水周辺で地震が発生した場
合における京都市の水供給
野原大督9・堀智晴9

大きな地震の発生時には，水道供給システムの要素である給配水施設や送水施設などが強い揺れや地盤変動によって損傷を受け，その結果として断水が発生する。京都市の水道は，原水の約97 ％を琵琶湖疏水によって運ばれる水に依存しており1），疏水の経路上に位置すると見られている琵琶湖西岸断層が活動した際には，大きな取水源を失う可能性がある。ここでは，地震時において水道システムが一般的にどのような影響を受けるのかについて述べた上で，京都市の水道供給シ
ステムに内在する地震時のリスクや，対策を考える上でのポイントについて考察する。

9

京都大学防災研究所

31

自然災害科学 J. JSNDS 36 -1（2017 ）6. 1 地震による水道システムへの影響

消には時間を要する。そのため，断水が解消する

一般的に，大きな地震が発生した際には震源域までの間は，給水車などによる応急給水が行われ周辺の揺れの強かった地域を中心に水道施設の損る。こうした応急給水計画は，事業者ごとに地域傷が生じ，それに伴って断水が生じる。近年の大の事情なども勘案して計画することとなっている

きな地震発生直後においても大規模な断水が発ものの，阪神淡路大震災など過去の地震時の断水生しており，1995年兵庫県南部地震で最大で約地区における被災者の取水量の実績や教訓などを

1,300,000戸の断水が発生し，最長で90日間断水が踏まえた応急給水量の例が示されている5）。それ継続したほか，2004年の新潟県中越地震（断水戸によると，地震発生〜発生後 3 日目までの応急給数：約130,000戸，最大断水日数：概ね 1 ヶ月），

水量は 3 L/ 人・日，10日目までに20L/ 人・日，

2007年の新潟県中越沖地震（断水戸数：約59,000

21日目までに100L/ 人・日，28日目までに被災前戸），2011年の東北地方太平洋沖地震（断水戸数：

給水量（250L/ 人・日）となっている。これらの約2,600,000戸，最大断水日数：津波被災地区を

数字はあくまで目安であり，必ずしもこれに従う

除き約 5 ヶ月）などでも，地震後に大規模かつ一必要は無いが，地震発生後から日数が経過するに部長期間の断水が発生している1）。また，2016年

つれてより多くの水の使用に対する要求が高まるの熊本地震においても，地震発生後に最大で約傾向を表している。給水量が多くなると，給水車

446,000戸の断水が発生している2）。こうした断水や地区内の井戸水の利用だけでは対応が難しくなへの対策としては，平時より施設や管路の耐震化

るとともに，給水を受ける住民が運搬できる水のを行うなど，そもそも断水が生じる危険性を減少

量にも限界があることから，配水幹線・支線などさせる取組みも重要であるが，ひとたび大規模なからの仮設給水栓や仮配管からの給水が必要とな断水が発生した場合には，断水期間中の応急給水り，それまでに水道施設の復旧作業が一定程度進と，被災した水道施設の復旧による断水の早期解

むことが求められる。

消が重要な視点となる。

一方，断水の解消，すなわち水道施設の復旧に

まず，応急給水について述べる。断水が発生しついては，地震発生時に生じた断水は，被災した

た場合の影響は，防火水槽や非常用の貯水タンク

水道施設の復旧に伴い，一般に徐々に解消していなどの整備により，断水時にでもある程度対応でくが，解消のプロセスや速度については，被災しきる消防活動や医療活動を除いて，一般市民の日

た水道施設の種類によって異なることが指摘され常生活への影響に限って考える場合でも，飲料水ている6）。通常，管路の復旧では，周辺自治体かやトイレ，洗面・入浴，炊事，洗濯など，多岐にらの応援の受入れも含め，水道事業者による復旧及ぶ。各用途への水道水の需要については，1995の態勢が整って以降，復旧作業に伴って徐々に通年兵庫県南部地震（阪神淡路大震災）の際の行動

水可能区間が増え，断水率も徐々に減少する。しを研究した事例などがあり，飲料水が応急給かし，浄水場や配水池，広域水道の送水管など，水体制の整わない地震発生直後より必要とされる拠点施設が被災し機能を停止すると，拠点施設がのを初めとして，地震発生から時間が経過すると，復旧するまでの間は，その給水区域全体にわたっ

洗面，洗濯，入浴などへの水の使用のニーズが高て通水できなくなるため，断水が解消されず，断まるのに伴って，要求を満足するために必要とな水率は高止まりする。通常，末端管路の復旧のたる水の量も増えていくことが報告されている。

めには，通水しながら漏水箇所の特定を行う作業

3, 4）

一般に，地震に伴う断水時にはただちに断水をが必要となるため，拠点施設の機能が回復しなけ解消することは困難であり，後述するように水道れば，末端管路の復旧も進みにくい。そのため，事業者の態勢が整い次第，被災した水道施設の応拠点施設の復旧が遅れる場合や代替機能が無い場

急復旧作業を順次行うため，各地区での水道施設

合には，そのことがボトルネックとなり，給水区による給水割合は徐々に増加するものの，断水解

域内の断水の解消はさらに後ろ倒しになることに

32

琵琶湖疏水の耐震性を考えるに損害を生じた場合，給水区域における断水が長なる。
実際に，2011年東北地方太平洋沖地震（東日本期化しやすいことが言える。給水区域各戸への通大震災）では，拠点施設が被災し，バックアップ

水が遅れ，地震が発生してから日数が経過し生活機能を十分に保持していなかったために，断水が水の要求量が大きくなってくる時期に至っても広長期化した事例が確認されている 。例えば，宮域な断水が解消しない場合，前述のような応急給

城県宮城郡利府町などでは，主な取水源である仙水計画を達成できない可能性がある。その意味で，

南・仙塩広域水道の送水施設が被災し復旧に時間

水道拠点施設の機能が地震発生時においてもできを要したことが影響し，断水率が地震発生後約20る限り損なわれないような対策や応急復旧が，地日間にわたって，ほとんど改善しなかったこと

震発生後の給水量の確保にとって特に重要であるが報告されている6）。また，2016年の熊本地震でと考えられる。

7）

も，水道の拠点施設の被災報告があった自治体において，断水率の高止まりが見られる。図6-1は，

6. 2 地震時における京都市の水供給について

4 月16日の本震発生後の経過日数と各自治体にお前述の通り，現状で京都市の水道の水源の大部

ける断水の未復旧率との関係を示したグラフであ分は，琵琶湖疏水によって琵琶湖から運ばれる水る。ここでは，未復旧率を各自治体の最大断水戸である。琵琶湖西岸断層帯南部が活動して地震が数に対する各日時点での断水継続戸数の割合（％）

発生した場合には，京都市域においても最大震度と定義している。最大断水戸数については厚生労

6 強〜 7 の揺れが想定され8），強い揺れによる水働省の報告による数値を，断水戸数については熊道管路等の損傷が考えられるほか，断層帯に跨る

本県災害対策本部発表の数値のほか，各自治体かように位置する琵琶湖疏水も大きな損傷を受ける

らの報道発表において断水戸数が判る場合にはそことが懸念される。その場合，地震時の地盤変動

ちらも採用している。地震の揺れによりほぼ全域

により，断層帯を挟んで疏水の上流側の標高が下で建物や施設の被害が大きかった益城町を除い流側よりも低くなる危険性があり，現在のようなて，未復旧率の低下が足踏みする時期がある阿蘇

自然流下方式での京都市域への送水ができなくな

市や西原村，南阿蘇村では，その時期の熊本県災る可能性がある。そのため，京都市内の大部分の害対策本部や厚生労働省への報告において，送水地区において断水が生じることが想定される上施設や配水池の損傷など，水道拠点施設の損壊をに，停止した琵琶湖疏水の機能を早期に回復できうかがわせる記述があり，拠点施設の被災が断水ない場合，市内の広範囲において通水できない期解消へ及ぼす影響が見て取れる。

間が長期化することが懸念される。また，復旧等

以上のように，地震によって特に水道拠点施設

により疏水の送水機能がある程度回復した場合でも，その後に初めて通水試験を伴う下流側の水道管路の点検が可能となることから，末端管路復旧に伴う給水区域の最終的な断水の解消はさらに遅れることになる。断水の解消が遅れ，地震発生後から日数が経過し生活水の要求量が増える時期においても広域的な断水が継続するようであれば，給水車等による応急給水だけでは増大する水へのニーズに対応することが困難になると考えられる。京都市でも，地震時の給水能力をできる限り

図6-1

2016年熊本地震における各自治体の断水の未復旧率（最大断水戸数に対する断水継続戸数の率）確保できるよう，応急給水体制の整備や緊急遮断弁増設を含めた配水池貯水能力の増強，耐震性貯水槽の整備などに取り組んでいるが9），これらに

33

自然災害科学 J. JSNDS 36 -1（2017 ）

よって維持することのできる給水能力には限界があり，取水の拠点施設である琵琶湖疏水の機能の喪失に伴って断水期間が長期化すれば，対応しきれないものと考えられる。生活水以外でも，例えば，医療機関における透析用途の水やごみ焼却施設における災害廃棄物の焼却時に必要な水などが確保できないなど，多様な影響が生じ，復興作業全体が遅れる可能性も懸念される。
このように，地震によって琵琶湖疏水の機能が阻害された場合，京都市域では広範囲にわたり断水が生じるとともに，断水が長期化する可能性が大きい。こうした影響を小さくするためには，疏水構造物を耐震化することで地震時の損壊を防ぐ
または軽減すること，次章で紹介されるロサンゼ
ルス市の耐震対策のように，疏水構造物が破損した場合でも最低限の水量の疏通能力を持たせるような方法などが考えられる。一方で，水道水源の多様化を図り，琵琶湖疏水への原水の依存度を低下させることが，本質的には重要であろう。特に，京都市は豊富な地下水資源に恵まれているとされ，伝統産業やホテル，商業施設等を中心に，現在でも地下水が利用されている。こうした地下水取水設備を持つ市民や事業者と協定を結ぶなどして，災害時に水を融通できるようになれば，琵琶湖疏水の機能が喪失した際の強力なバックアップ

持・向上に関する専門委員会：資料1-1平成28
年熊本地震における主な対応（水道関係），第 2回水道事業の維持・向上に関する専門委員会資料，2016．
2 ）厚生労働省：熊本県熊本地方を震源とする地震について（第42報），2016．
3 ）川崎順子・長橋純男：地震時の上水道機能停止による生活支障の定量評価に関する研究−1995
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5 ）厚生労働省：水道の耐震化計画策定指針，p.12，
2008．
6 ）鍬田泰子・岡本 祐：東北地方太平洋沖地震における断水長期化要因の解明，地域安全学会集，No.17，pp.83-91，2012．
7 ）厚生労働省健康局水道課：東日本大震災水道施
設被害状況調査最終報告書，p.3-37，2013．
8 ）地震調査研究推進本部地震調査委員会：琵琶湖西岸断層帯の評価（一部改訂），37pp.，2009．
9 ）京 都 市 水 道 局： 京 都 市 水 道 マ ス タ ー プ ラ ン−京都しんせいき水道整備ビジョン−，31pp.，
2001．
10）京都市上下水道事業経営審議委員会：京都市の 地 下 水 利 用 の 在 り 方 等 に つ い て の 意 見 書，2016．

機能となり得ると考えられる。実際，京都市にお時協力井戸」として登録し，災害時に地域の生活

7 ．琵琶湖疏水の耐震対策について～ロ
サンゼルス導水路の事例紹介と提案

用水として井戸水の提供を受ける制度がある10）。

飛田哲男10

いても，市民や事業者等が所有する井戸を「災害こうした制度を災害計画に組み込むなどうまく活用し，取水した地下水を災害時には浄水場や配水

ここでは，アメリカ合衆国カリフォルニア州の池等に導水・送水できるようにするなどして，地ロサンゼルス導水路のエリザベストンネル耐震計

下水からの臨時の取水機能を確保できるようにす

画の事例を紹介する。同トンネルは，ロサンゼル

れば，平時に膨大なコストをかけることなく，地ス市北方でサンアンドレアス断層を貫いて建設さ震を含む様々な要因で琵琶湖疏水の機能が損なわれており，共用年数や延長距離など琵琶湖第 2 疏

れた場合にもその取水機能を一時的にある程度補水との類似点も多い。それに続き琵琶湖疏水の耐完し得るような，冗長性の高い水道システムを確震補強法に関する提案と試算事例を紹介する。

立できると期待される。

参考文献
1 ）厚生科学審議会生活環境水道部会水道事業の維

10

関西大学

34

琵琶湖疏水の耐震性を考える

ロサンゼルス導水路の事例紹介

1,700 km におよぶ。そのうちロサンゼルス導水

2014年に開催された「琵琶湖疏水の耐震性を考路（Los Angeles aqueduct）は 2 本の導水路から成える−琵琶湖西岸断層帯が活動した場合の地殻変り，第 1 導水路の延長は375 km，第 2 導水路は動と強震動の影響−」第 4 回研究会の講師である

220 km である。第 1 導水路は，ロサンゼルス市

ロサンゼルス市水道局（Los Angeles Departmentの北方約70 km に位置するエリザベストンネル内

of Water and Power）の Craig Davis 博士より提供

でサンアンドレアス断層を横切っている。その他

いただいた資料（Davis and Hu, 2014）に基づき事にもサンアンドレアス断層を横切る導水路が存在例を紹介する。同水道局は人口390万人，面積1,204

するが，ここでは，一つの事例としてエリザベスkm に対し電力と上水を供給するアメリカ最大のトンネルの断層変位対策について紹介する。

2

公社である。その水需要は年間 6 億 6 千 3 百万立

第 1 導水路は，1913年に完成した導水路であ方メートルである。この需要を賄うためコロラドり（表7-1），シエラネバダ山脈の東部に位置する州，カリフォルニア州北部から 3 本の水路，すな

モノ湖（Mono Lake）から，自然流下により年間

わち疏水を引いており（図7-1），その総延長は約

およそ 3 億 7 千万立方メートルの水をロサンゼル

図7-1

南カリフォルニア地域の導水路網（Sutherland, et al. 2014）

35

自然災害科学 J. JSNDS 36 -1（2017 ）ス市に供給している。この第 1 導水路は，ロサン
表7-1

エリザベストンネルと第 2 琵琶疏水の諸元

ゼルス市の北方約80km に位置するフェアモント
貯水池（Fairmont Reservoir）付近から南下し，エエリザベストンネル

第 2 琵琶疏水

着工年

1907

1908

リザベストンネル内でサンアンドレアス断層と

完工年

1911

1912

供用開始年

1913

1912

直交したあと，サンフェルナンド盆地の北方に

全長（m）

8,190

7,400

位置するファン・ノーマン貯水池（Van Norman
Reservoir）に 至 る（ 図7-2）。1971年 当 時 Lower

内寸（m）

3.3高さ×2.9幅

4.1高さ×3.9幅

流量（m3/s）

19.5

15.3

San Fernando Dam と呼ばれていた同貯水池は，

流下方式

圧力

自然

形式

堀貫トンネル

堀貫トンネル / 埋立水路（暗渠）

同年のサンフェルナンド地震で，液状化により堤図7-2

体が大きく崩壊したものの越水には至らなかった

エリザベストンネル周辺の地震活動の履歴（Sutherland, et al. 2014）

36

琵琶湖疏水の耐震性を考える

ことで広く知られている（Seed, et al. 1975）。エから判断すると，トンネル本体に対し，鉛直方向

リザベストンネルの全長は8.2 km，内径幅2.9 m，への突き上げや屈曲なども起こり得る。このよう内面にはコンクリートによるライニングが施されなことが起きれば，当然ロサンゼルス導水路の送ている。表7-1に示すように，第 1 導水路の供用

水量は激減することが予想される。

開始年（1913年）は，第 2 琵琶湖疏水（同1912年）

ロサンゼルス市への水供給が滞る期間は，送水とほぼ等しく，その他にも全長も8km 程度と類路全体の被災程度と復旧期間に依存する。Davis

似点がある。

博士の試算では，最悪のシナリオで，原状復帰ままた，図7-2に示すように，エリザベストンネ

でに最長18か月を要し，中でも完全閉塞したエリル周辺は，上で触れた1971年サンフェルナンド

ザベストンネルの復旧に最も時間を要すること

地震（M6.6）のほかに1994年のノースリッジ地震が予測されている（Davis, 2010）。同氏によると，（M6.7）が発生しており，地震活動度は比較的高

被災状況の調査や復旧作業は，岩盤の崩落やコンい地域であるといえる。2008年に南カリフォル

クリート片の落下，地下水の流入などによって危ニア地域を対象に，サンアンドレアス断層南部

険を伴うものになる。さらに，復旧に当たってはを震源とするマグニチュード7.8の地震に対する

地殻変動を加味した路床勾配を設定せねばなら

Shake Out シナリオと呼ばれる大規模な災害対応

ず，工事の難しさから復旧工事の期間が長引くこ演習が実施された（Jones et al., 2008）。この地震とは明らかである。また，トンネル以外にも数キがロサンゼルス市の水供給システムに与える影響

ロメートルにわたる管路や水路の補修が必要になを検討した結果，エリザベストンネルを横切る水るとのことである。ただし，エリザベストンネル

平横ずれ断層変位は3.3 m とされ，トンネルは完の復旧期間と比べると，これらの修復に要する期

全に閉塞することが指摘された。同時に，トンネ間はおよそ 3 分の 1 程度であると見積もられていル本体は断層運動に伴う強震動にもさらされるたる。

め，断層の両側では覆工の剥落や落盤などが生ず

本稿を進めるにあたり2017年 2 月に Davis 博士

る可能性がある。また，地下水流入によりトンネにヒアリングし，現時点でのエリザベストンネル

ル内が浸水する可能性もある。さらに周辺の地形の耐震対策の現状について確認した。以下に紹介

図7-3

エ リ ザ ベ ス ト ン ネ ル 内 に 設 置 す る 内 挿 管（HDPE 管 ）の 寸 法 と 断 層 変 位 に 対 す る 追 随 性 検 討（Sutherland, et al. 2014）

37

自然災害科学 J. JSNDS 36 -1（2017 ）するが，詳細な地質・断層調査に基づき，より慎布設される計画である。以上，ロサンゼルス導水重に対応しようとする姿勢がうかがえるものの，路の耐震対策の現状を Davis 博士の講演資料とヒ実際に着手するには諸事情により時間を要するもアリングに基づき紹介した。

のと思われる。
現在，エリザベストンネルの耐震化のため図7-3に示すようにトンネル内に直径75 cm から90

断層変位に対する琵琶湖第2疏水の耐震化へ向けての提案

cm の HDPE（高密度ポリエチレン）製の内挿管

琵琶湖疏水は建設後100年以上が経過し，昭和を布設する計画が進められている（Sutherland, et

40年代に大規模な補修（昭和の大改修，京都市水al. 2014）。HDPE 管は，長さ4 m にわたって約3.6

道局（1990））が施されたとはいえ，これまでに 1m の水平変位を許容できるため，想定される断度も大きな地震動を経験してこなかった（例えば，層変位（3.3 m）が周辺の岩盤の破砕を伴って発生

第 3 章）。それは，図7-4に示すように，この100する場合には，管路がたわむことで破断すること年の間に京都市周辺で大地震が発生していないとなく有効に機能すると考えられる。しかし，複数いう幸運に恵まれているからに過ぎない。琵琶湖の理由から依然として計画段階にあるとのことで

第 2 疏水は，継続的な水需要を賄うため全面的にある。懸念材料は，トンネル軸に沿った周辺地山

送水を止めて補修することができない。この弱点の強度が一様ではなく，断層地点の岩盤よりも弱を補うための方策を，実現の是非は別途検討するい岩盤も存在するため，トンネルの崩壊地点を正として，以下に提案する。

確に予測することが現状では困難であるとのこと

1 ）現在，主として都市域の上水道管の布設替である。また，別の理由は，HDPE 管を入れるのえの際，耐震継手を有する管路が一般的に用いらではなく，トンネルそのものを断層変位に対応でれ始めている（例えば，日本ダクタイル鉄管協会

きるよう改修する案もあるとのことである。その（2017））。また，神戸市では先進的な事例として，

他にも，熟練技術者が定年を迎え新たな人材の確

活断層を横切る箇所に管路の一部を撓ませること

保が難しくなっていることや，別の地点で優先度

で大きな曲げに耐えうる断層用鋼管が布設されての高い改修計画があり，資源をそちらに投入するいる（長谷川他（2015））。このような管をエリザ必要があるとのことである。なお，日本では直径

ベストンネルの事例に習い内挿管として第 2 疏水

5 cm から15 cm の HDPE 管が日本水道協会規格

トンネル内に布設する。ただし，内挿管を全線にに制定されている。

敷設するか，断層変位が予測される個所のみに布そのような中で，現在エリザベストンネル周辺

設するかは判断を要する。この管路にも常時通水では，より詳細な地質調査が実施されており，断するものとするが，万が一トンネルが損傷した場

層位置の特定と変位量を予測する試みがなされて合でも，内挿管に被害がなければポンプによっている。このような調査により，トンネル内での最圧送できるようにする。この場合，常時と比較し適な内挿管の布設位置を決定することができる。

て流量は低下するかもしれないが，京都市への水

これまでのところ，トンネル内面の幅約 3 m に供給を滞りなく行うことのできるシステムを構築

対し，50 ％の確率で断層変位が 3 m 以下である

する。あとで試算結果を示すが，ある程度の水量と推測されており，この条件下においては HDPEが確保できれば消火用水として使うことができ管を内挿管として導入することに合理性を見いだ

る。ただし，第 4 章で指摘されたように，琵琶湖すことができるとのことである。また，1971年の疏水を横切る断層の位置を特定し，変位量を推定

サンフェルナンド地震時に断層崩壊が発生した地するための詳細な調査も必要になるであろう。ま域であるフットヒル通りでは，2 mile（3.2 km）間

た，第 5 章で紹介された，高精度な数値解析法をの 3 〜 4 ヵ所で，最大 3 m の断層変位が予測さ

活用し地殻変動の想定に対する信頼性を確保するれており，対策として耐震継手ダクタイル鉄管がことも重要である。

38

琵琶湖疏水の耐震性を考える

図7-4

1909年以降に近畿地方で発生した大地震の震央とマグニチュード並びに活断層の位置（国土交通省，
2017）2 ）断層変位が想定以上に大きく，内挿管が破ておくことも重要である。

断するなどの最悪の事態を想定し，地震直後から

以上， 3 つの方策を提案したが，上記 1 ）につ

数か月といった長期にわたる断水を想定した復旧

いて，田中他（2017）が行った内挿管で圧送可能策を策定しておく。第 2 章，第 6 章で指摘されてな流量に関する試算例を紹介する。第 2 疏水の標いるように，京都盆地の地下水を臨時の水源とし準断面に対し，図7-5（a） は口径2.6 m，図7-5（b）て活用できる体制を構築しておくことも重要であは1.6 m の内挿管を布設した場合のイメージである。例えば，市民向けの啓発活動の一環として，る。これらに加え，図には示さないが口径0.6 m

年に数日間第 2 疏水を止め，井戸水を使う日を設とした場合についても試算されている。表7-2にけ緊急時に即対応できる仕組みを作っておく。

これらの内挿管を全線（7.4 km）にわたって布設3 ）上記 2 ）と関連するが，リダンダンシー確

した場合に吐出可能な流量の試算結果を示す。口保のため，新たな水源を確保する。例えば，①亀径2.6 m の場合には，現在の第 2 疏水の流量であ岡市，宇治市等の水道網と大口径の管路で京都市

る15.3 m3/s を確保することが可能である。口径1.6の上水道と結ぶ。②琵琶湖の北湖から第 3 疏水を

m の場合には，口径2.6 m の半分の7.6 m3/s の流建設する。あるいは③北陸新幹線の建設に合わせ量を流すことが可能である。口径0.6 m の場合に京都府北部の水源地から導水管を新幹線に沿うよは，ポンプの全揚程が大きくなるため確保できるうに建設する。京都市と周辺の自治体とで災害時流量は0.6 m3/s（＝36 m3/min）と試算されている。

の協定を結ぶなど必要な方策はすでに取られていここで，口径0.6 m の内挿管の場合どの程度のるものと思われるが，常時に多様な水源を確保し消火用水が確保できるのか調べてみる。消防ポン

39

自然災害科学 J. JSNDS 36 -1（2017 ）

図7-5

耐震管を琵琶湖第 2 疏水トンネル内に設置した場合のイメージ：（a）口径2600 mm，（b）口径1600mm（田中他，2017）

表7-2

内挿管の口径とポンプ仕様（田中他，2017）

延長（m）

7,400

流量（m3/s）

15.30

7.65

0.6

口径（m）

2.6

1.6

0.6

流速（m/s）

2.882

3.805

2.122

130

130

130

14.36142.37945.334C値
損失水頭（m）
水位差（m）−3.40

ポンプ廻り損失（m）

2.00

ポンプ全揚程（m）

13.0

ポンプ形式
ポンプ仕様

23.0

44.0

縦軸うず巻ポンプ
φ1800×459m3/min
×13m ×1300kW

ポンプ口径（m）
ポンプ台数（台）（ 1 台予備）
1 台当たりポンプ吐出量（m3/s）

φ1350×230m3/min
×23m ×1200kW

φ500×36m3/min
×44m ×400kW

1,800

1.35

3

3

0.5
2

7.65

3.83

0.6

1 台当たりポンプ吐出量（m3/min）

459

230

36

ポンプ軸動力（計算値）（kw/ 台）

1,259

1.134

335

ポンプ効率

0.85

0.835

0.85

余裕

0.1

プ車（A-1級）の規格放水量は2.8 m3/min 以上でく見積もるべきであろう。一方，断層変位が予測あるため（モリタ，2017），単純計算すれば，口される地点周辺に限定して内挿管を設置し，総延径0.6 m であっても，ポンプ車約13台分の流量は長を短くすれば，損失水頭が減り流量を増やすこ確保できることになる。ただし，蹴上から火災発とができる。以上，琵琶湖疏水の耐震性確保に向生地点までの流量損失を考えるとこれよりも少なけての方策を提案した。

40

琵琶湖疏水の耐震性を考える

おわりに大地震による災害が発生した場合によく聞かれるのが，「対策はすでに検討しており，計画は実行直前であった」という言葉である。つまり，対策が必要な個所は承知していたが実行できなかった，ということである。なぜ実行できなかったかについてはケースバイケースで様々な理由がある
が，ロサンゼルスの事例を参考にすれば，公費を投じることに対する慎重姿勢（例えば，断層変位の位置と変位量の正確な見積りが極めて難しく，
さらに発生確率が小さな現象であること），ほかの重要なプロジェクトへの人的・経済的資源の投入，熟練技術者の退職による作業効率の低下などが挙げられる。Davis 博士へのヒアリングを通じて実務者としての苦悩の一端を伺い知ることができた。日本においても事情は似ており，対策が実行されていないからと言って批判できるものではない。しかし，先人から受け継いだ遺産を次の世代に引き渡すことは，現代に生きる我々の義務である。琵琶湖疏水そのものも大きな遺産ではあるが，その下流に位置する京都市民の生活を守り，
歴史的・文化的遺産を火災から守ることができるのは琵琶湖疏水により供給される水である。このように考えれば琵琶湖疏水の耐震化は，京都市にとって論を待つまでもなく最優先で取り組むべき課題であるといえる。

謝辞
本 稿 を ま と め る に あ た り，Los Angeles
Department of Water and Power の Craig Davis 博士と Jianping Hu 博士には，貴重な資料と情報を提供いただいた。また，株式会社クボタの田中貴
久様，戸島敏雄様には，内挿管で圧送可能な流量について試算いただいた。JEF エンジニアリング
株式会社の長谷川延広様には，研究会において断scenario, Journal of Water Supply: Research andTechnology - AQUA, 59.6-7, pp.408-417, 2010.
Davis C. A. & Hu, J. Seismic design of water
conveyance crossing fault， 拠 点 間 連 携 共 同 研
究「琵琶湖疏水の耐震性を考える−琵琶湖西岸断層帯が活動した場合の地殻変動と強震動の影
響−」第 1 回勉強会資料，2014．
Jones, L. M., Bernknopf, R., Cox, D., Goltz, J., Hudnut,K., Mileti, D., Perr y, S., Ponti, D., Por ter, K.,
Reichle, M., Seligson, H., Shoaf, K., Treiman, J. &Wein, A. The Shakeout Scenario, US Geological
Survey OFR 2008-1150 and California Geological
Survey Preliminary Report 25, 2008.
Seed, H. B., Lee, K. L., Idriss, I. M. and Makdisi,
F. Analysis of the slides in the San Fernando
Dams during the ear thquake of Feb. 9, 1971,
Earthquake Engineering Research Center 73-2,
University of California, Berkeley, Calif., 1973.
Sutherland, M., Keaton, J. R., Her on, C. andKuganenthira, N. Seismic Enhancements for
Delivering Water to the City of Los Angeles
across the San Andreas Fault in the Elizabeth
Tunnel, Geo-Congress 2014 Technical Papers:
Geo-Characterization and Modeling for
Sustainability, GSP 234, 2014.
京 都 市 水 道 局， 琵 琶 湖 疏 水 の100年 ＜ 資 料 編 ＞，
255p.，1990
国 土 交 通 省， 国 土 調 査 GIS デ ー タ の ダ ウ ン ロ ード， 土 地 分 類 基 本 調 査「 そ の 他 」，http://nrbwww.mlit.go.jp/kokjo/inspect/landclassification/
download/，2017（2017.3.2閲覧）．
田中貴久・戸島敏雄，株式会社クボタによる内挿管で通水可能管な流量の試算，私信，2017．
長谷川延広・長嶺 浩・今井俊雄：断層用鋼管の開発，工業用水発表会，工業用水協会，2015．
日本ダクタイル鉄管協会：GX 形ダクタイル鉄管管路の設計，日本ダクタイル鉄管協会技術資料，
JDPA T 57，2016．
モリタ，株式会社モリタホームページ，http://www.
morita119.jp/faq/，2017（2017.3.3閲覧）．

層用鋼管について話題提供いただいた。記して謝8 ．おわりに意を表します。

2011年東日本大津波の後，「想定外」という言葉

参考文献

が様々な方面から聞かれた。つまり，あれほどのDavis, C. A. Los Angeles water supply impacts
from a M7.8 San Andreas Fault ear thquake

規模の地震動と津波を想定して災害対策をとっていなかった，あるいはそのような規模の災害素因

自然災害科学 J. JSNDS 36 -1（2017 ）を想定していては経済的に折り合わないということであった。しかし，その直後から，「はじめに」
でも述べたように，最新の科学的知見を積極的に発信して災害の軽減に貢献しなければならないという機運が高まってきた。これは地震学をはじめ，
耐震工学，海岸工学，地震防災・減災対策等にかかわる研究者，技術者たちの大いなる反省に基づいている。本特集で紹介した研究のベースとなった東京大学地震研究所と京都大学防災研究所が主体となる拠点間連携共同研究も，そのような流れの中で生まれた研究プログラムである。本研究の成果を，ひとつの足掛かりとして琵琶湖疏水の耐震化への関心が高まり，近い将来適切な耐震対策が施されることを期待する。ついでながら，琵琶湖疏水の建設にあたっての主任技術者であった田辺朔郎博士は両大学にかかわりが深く，この点からも琵琶湖疏水について両研究拠点が連携して問題提起したことは意義深い。
近年，京都市は，春と秋に琵琶湖疏水クルーズ
として第 1 疏水の大津−蹴上間を船で巡るという試験的なツアーを組み，今後その通船事業を観光の目玉として実施しようとしている。100年以上前に建設され，現代においてもその役割を減ずる
ことなく果たしている琵琶湖疏水の文化的・社会的価値を広く知ってもらうためには非常に良い企画である。しかし，本特集で指摘したように京都市の水資源がおかれた危うさを認識した今，やるべきことは観光客の誘致に勤しむことだけではない。
「琵琶湖疏水問題」はもはや想定内の問題である。

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