近年の豪雨災害とその備え～地方の減災と適応～
東北大学
風間 聡
令和2年2月21日
FRICS東北講演会

本日の話の内容

１．R1台風19号の東北地方の被害（20分程度）
２．気候変動による将来の水害（40分程度）
３．中小河川管理のあり方（10分程度）
70分話 10分質疑
2

本日の話の内容
１．R1台風19号の東北地方の被害（25分程度）
・概要 ＋ H27関東・東北豪雨との違い
・国管理区間破堤の状況
吉田川（鳴瀬川支川）

・県管理破堤の状況
阿武隈川
丸森地区 県管理
北部中小河川内水による破堤3福島県 令和元年台風第19号 被害状況
■ 死者：30人，行方不明者：2名■ 住宅被害：全壊120棟，床上浸水11,327棟■ 堤防決壊： 23河川49箇所

本宮市 阿武隈川・安達
太良川合流部付近の堤防決壊： 市街地付近
須賀川市 阿武隈川の堤防決壊に伴い多く の遊水地堤防決壊：の死傷者．
浜尾遊水地の下流側堤防が決壊した．

矢吹町・玉川村・鏡石町 阿武隈川の堤防決壊群発： 阿武隈川狭窄部上流側の平坦面
蛇行河川形状領域で堤防決壊が群発した．

概ねの河川で深夜時(AM1:00～3:00)に水位のピークが記録され，越流，4外水氾濫が生じた．県内各地で多数の高齢者死傷者が認められた．

宮城県 令和元年台風第19号 被害状況
■ 死者：19人，行方不明者：2名■ 住宅被害：全壊170棟，床上浸水3,031棟■ 堤防決壊： 県18河川36箇所 国1河川1箇所

渋井川破堤：H27
左岸。R1右岸

吉田川破堤： 土地の関係で内川破堤：阿武隈 特殊堤。堤防高さが低い。の内水外水。計18 河道もやや狭窄箇所

多くの河川で深夜時(23:00～3:00)に水位のピークが記録され，越流，外水5
氾濫が生じた．県内各地で多数の高齢者死傷者が認められた．

宮城県 平成27年台風第18号 被害状況
■ 死者：2人，行方不明者：0名■ 住宅被害：全壊2棟，床上浸水138棟■ 堤防決壊： 県11河川23箇所

渋井川破堤：左岸。

三迫川：旧河道への溢水。車が流され1名亡くなる

吉田川三川合流部浸水：
都市中心部が浸水．役所，警察署などが浸る
この後，この地域に遊水地計
画が持ち上がる

多くの河川で深夜時(1:00～6:00)に水位のピークが記録され，越流，外水6
氾濫が生じた．県内各地で2名が車移動中に亡くなった．

吉田川の破堤• 特殊堤• （やや）狭窄部

狭窄 植生
強靭化対策で掘削予定だった

吉田川の破堤• 特殊堤• （やや）狭窄部
桟の存在

土嚢による対策

新川右岸 堤内から阿武隈川 丸森町• 内水外水（内川18破堤）• 内水からの破堤• 阿武隈は関与せず
背水はなし 自己流のみ
阿武隈川

内川
丸森町役場
新川

五福谷川

11１．R1台風19号の東北地方の被害
丸森町調査 東北大学土木工学専攻・田中
破堤箇所（対岸に越流痕跡無し。破堤無し。）

2019/10/13
現地調査

12

１．R1台風19号の東北地方の被害
丸森町中心市街地形成の歴史(東北大学土木工学専攻・田中)
1947/11/13(昭22、国土地理院)

2019/2/13（令元、Google Earth)
水没した町役場町役場の移転

昭和33年~昭和61年

昭和22年時点
昭和61年~現在

・山際の微高地に町の発達。
・内川の蛇行河川を直線化。
・堤防整備の後に、低平地への市街地(町役場，病院etc.)の拡大。
・町役場周辺の水没と堤防決壊に関連は無し。

破堤箇所

破堤箇所

13

１．R1台風19号の東北地方の被害

宮城県 県管理区間の破堤状況• 18河川36か所• 中小河川の破堤状況• 多くは水位周知河川ではない• 福島県（県管理）のまとめ• 越流破堤10地点（阿武隈本流4地点含む）• 内水破堤（戻し流れ）４地点（阿武隈本流2地点）• 浸透破壊2地点• 構造物1地点（樋門＋鉄道橋脚）
14渋井川 H27年破堤
渋井川

鳴瀬川• 直線部• 浸透破壊？

• 3.5m/8hrの上昇• 2件の被害

H27年破堤地点
15

010

渋井川
渋井川水位(西荒井地点) [m]2021

左岸天端高(20.7m)

20

右岸天端高(20.25m)

19：計算水位1817
1640

3渋井川流量(西荒井地点) [m /s]

15R1流量雨量

R1 4.6m上昇0.44m/hr 総雨量260mm
H27 3.8m上昇1.0m/hr 総雨量215mm

30：計算流量20100
2015/9/10
12:00

9/110:00

9/11
12:00

9/1200:00

H27流量雨量、呉ら
1630

渋井川
• 堤体植生被覆• 柔らかい• 空隙、水みち？が見られる

越流の可能性もあり
H27は浸透破壊とされた
17

１．R1台風19号の東北地方の被害

熊谷川

くりこま高原駅• 橋による狭窄部あり• 蛇行による遠心力越流• 1.5m/8hrの上昇• 住宅地への被害なし
18

１．R1台風19号の東北地方の被害

熊谷川• 破堤外部での洗堀• 土砂はそれほど出ていない• 上流側 水田に一部溢流• 住宅地への被害なし
19

１．R1台風19号の東北地方の被害

瀬峰川• 破堤というよりも側岸浸食• 堰がせきあげ20

１．R1台風19号の東北地方の被害

瀬峰川• 破堤というよりも側岸浸食• 堰がせきあげ21

宮城県管理河川（阿武隈の主な支川除く）の破堤まとめ
熊谷川

曲線

水田

荒川樋門

水田

照越川

曲線 3か所

水田
内水破堤有

瀬峰川

取水堰
植生繁茂

水田

石貝川

曲線

水田

渋井川

直線
浸透破壊

水田、住宅
H27決壊

名蓋川

曲線 直線
浸透破壊13か所

水田、住宅
H27決壊

富士川

直線浸透崩壊？

水田

曲線

水田

水沼川

小西川

曲線

車流出死亡
水田
H27決壊

砂押川

曲線
橋脚狭窄

水田

高倉川

曲線
植生繁茂

水田、住宅

半田川

直線
植生繁茂

水田

斎川

曲線

身洗川

直線越流破堤
植生繁茂

水田

太字 水位周知河川
浸水想定図有22

宮城県管理河川（阿武隈の主な支川除く）の破堤まとめ• H27 年11河川23か所→R1年18河川36か所• 3河川がH27と同じ（地点は違う）• 家の被害は少ない：水位周知河川ではない• 平地河川と山地河川との違い• 仙台周辺には破堤がない
死因（岩手宮城）
死因（2004-2016）• 曲線部に発生
レジャー
巡回転落
建設作業
10%
12%
• 植生繁茂が見られる
4%
自宅
35%
車
• 構造物が関与
防災行動
24%
40%
• 内水破堤が見られた
巡回

中小河川管理の議論

土砂
29%

生命の守り方、管理の在り方、住民の在り方など

46%
牛山、2017 一部改

23

本日の話の内容
２．気候変動による将来の水害（25分程度）
・将来の豪雨・GCMとRCPとSSP
・将来の洪水被害と適応策

24

GCMに必要なシナリオ
シナリオって？？

社会経済

いままでのシナリオ

新しいシナリオ

SRES

SSP
RCP

排出
気候

CMIP3

CMIP5

社会経済
シナリオのコンセプト

25

国環研，花崎ら資料

極値の将来推定
バイアス補正｜GCMの気象要素の含まれている統計的な誤差（バイアス）を補正
GCMの現在値，現在観測値
GCMの将来値

バイアス補正後のGCMの将来値

GEV分布関数𝐹𝐹 𝑥𝑥 =𝑥𝑥 − 𝑐𝑐 1�𝑘𝑘
𝑒𝑒𝑒𝑒 𝑝𝑝 − 1 − 𝑘𝑘(𝑘𝑘 ≠ 0)𝑎𝑎
𝑥𝑥 − 𝑐𝑐𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 −𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 −(𝑘𝑘 = 0)𝑎𝑎

F(x)：確率変数xの分布関数
c, a, k：母数パラメーター
バイアス補正の概略図

年極値の将来値を現在値で補正

将来の被害額26

水災害被害額の将来推定 洪水
入力： GCM+気候シナリオ
対象： 現在，近未来，将来未来
解像度： 1km
モデル： ２次元不等流モデル
土地利用による流れの摩擦を表現
被害額推定： 治水経済マニュアル（国交省）
解析手法：
確率洪水流量と確率降雨の関係式
浸水深と期間を計算
土地利用に応じた被害係数
治水レベル1/50とした場合の被害額
一般資産被害額のみ
過去３０年の平均を現在被害額に補正

27

水災害被害額の推定 洪水
入力： GCM+気候シナリオの組み合わせ
ＧＣＭ： ４種類 機関によって異なる
MIROC （東大，国立環境研究所，JAMSTEC）
MRI (気象研)
HadGEM （イギリスハドレーセンター）
GFD （アメリカ、地球物理流体力学研究所(GFDL)）
シナリオRepresentative Concentration Pathways
放射強制力の変化をシナリオ化： RCP2.6，RCP4.5，RCP8.5
RCP2.6: 2100年までにピークを迎えその後減少する低位安定化シナリオ
RCP8.5: 2100年以降も放射強制力の上昇が続く
高位参照シナリオ
28
RCP4.5: 中位安定化シナリオ

洪水のシミュレーション
氾濫シミュレーション
土地利用区分 粗度係数

水深

田・畑地・森林0.060

幹線交通用地0.047

WD 0.0m, 0.5m, 1.0m
WD 1.5m, 2.0m, 2.5m

その他の用地0.050

建物用地
河川地・湖沼
海浜・海水域

0.050
0.020

29

洪水の適応策
日本全域解析結果（再現期間100年）

最大浸水深の分布0m1m

降雨極値の分布0(mm/day)30700

年平均被害額（期待値）の分布
３大都市圏，都市域と地方との差が大き
い．
低平地に大きな被害→都市が多い→

僻地

被害小億円/km231

6000

4000

0

現在値

合計 / NIAES_OBS_1981-2000
合計 / MIROC_RCP2.6_2031-2050
合計 / MIROC_RCP4.5_2031-2050
合計 / MIROC_RCP8.5_2031-2050
合計 / MRI_RCP2.6_2031-2050
合計 / MRI_RCP4.5_2031-2050
合計 / MRI_RCP8.5_2031-2050
合計 / GFDL_RCP2.6_2031-2050
合計 / GFDL_RCP4.5_2031-2050
合計 / GFDL_RCP8.5_2031-2050
合計 / HadGEM_RCP2.6_2031-2050
合計 / HadGEM_RCP4.5_2031-2050
合計 / HadGEM_RCP8.5_2031-2050
合計 / MIROC_RCP2.6_2081-2100
合計 / MIROC_RCP4.5_2081-2100
合計 / MIROC_RCP8.5_2081-2100
合計 / MRI_RCP2.6_2081-2100
合計 / MRI_RCP4.5_2081-2100
合計 / MRI_RCP8.5_2081-2100
合計 / GFDL_RCP2.6_2081-2100
合計 / GFDL_RCP4.5_2081-2100
合計 / GFDL_RCP8.5_2081-2100
合計 / HadGEM_RCP2.6_2081-2100合計 / HadGEM_RCP4.5_2081-2100
合計 / HadGEM_RCP8.5_2081-2100

水災害被害額の推定 洪水

7000

Total

単位：億円／年

5000

増加額

3000

2000

1000

2050年
2100年

影響関数を用いたマルチGCM推定
32

水災害被害額の推定 洪水
MIROC MRI HadGEM GFD
治水レベル
５０年洪水
（現状）

MIROC ◆MRI■
HadGEM ●GFD
▲
治水レベル
７０年洪水
（適応後）

33

適応費用の推定 斜面災害

適応した場合土砂災害危険箇所を2050, 2100年に25%, 50%対策

34

水災害被害額の推定 高潮35水災害被害額の推定 砂浜侵食

36

複合災害の考察

洪水被害
土砂被害
高潮被害
侵食被害

50年に一回の“酷い”豪雨の被害額＋海面上昇
単純加算 （でいいのか？）
各県の重点災害が理解
適応策費用分配の基礎資料
37

高潮洪水複合被害額推定38

年平均期待被害額（億円）

再現期間50年：治水整備により対策済みと仮定，年平均期待被害額を算出
12,00010,000

年平均期待被害額が最大となる災害は
洪水
恐れるに値せず
高潮

8,000

洪水・高潮同時発生

6,000
4,000
2,000

洪水単体 高潮単体 洪水・高潮
同時発生

複合災害に注意

8割の都道府県で 高潮リスク＜複合災害リスク＜洪水リスク
治水整備方法の検討に当たりリスクが最大となる災害の把握が重要本日の話の内容
３．中小河川管理のあり方（20分程度）• H27 年11河川23か所→R1年18河川36か所• 必ず破堤が生じる• 3河川がH27と同じ（地点は違う）• 家の被害は少ない：水位周知河川ではない• 平地河川と山地河川との違い• 植生繁茂が見られる、構造物が関与• 河川管理が十分でない• 内水破堤が見られた• 砂防地域との接続部が問題

小さい河川では詳細な計算が求められる

39

解像度の違い 水深
最大水深40福島県

100年リターンピリオド
Water depth(m)1kmresolution

特に違う場所 :中間山地、海岸平地

現在気候
Water depth
(m)

250m
resolution40解像度の違い 被害額
被害額

41

長野県
250m
resolution

1kmresolution

Water depth(m)

105 million USD（億円）

Water depth(m)

602 million USD

41

解像度の違い 被害額
被害額

42

福島県

100年 リターンピリオド
Water depth(m)

1km resolution

現在気候
Water depth(m)250m resolution

409 million USD

The results depends on the area.

263 million USD
42

３．中小河川管理のあり方
河川管理の問題 H27関東・東北豪雨の例

芋埣川破堤
三迫川

熊川

芋埣川
43

芋埣川破堤直線水路
侵食や浸透崩壊ではなく越流崩壊

流れの向き
東北大学

土木工学専攻44

芋埣川破堤河道内に植生が繁茂流水面積（河積）が失われている河道整備の必要性

熊川

東北大学

土木工学専攻45

３．中小河川管理のあり方• 人口減、高齢化、予算縮小• 被害が出ない• 草刈り、樋門操作員なし、改修期間の延長• 河床の増加、蛇行、護岸崩落、道路の崩壊• 河川の関心の低下• 堤防損傷に気づかない。ごみの投棄• 不適切な漁撈。外来種• 他にも…。
• 河川管理を積極的にやめる方法は？？？

46

３．中小河川管理のあり方

中小河川関連の問題• 樋門管理• 開閉が理想的でなかった。操作員が避難。

• 避難所運営• 容量オーバー• 住民以外の受け入れ拒否• ため池崩壊浸水（防災重点ため池）• 全国12か所のうち宮城6福島5• 緊急放流の通達（福島県ダム）
47

３．中小河川管理のあり方• 管理を継続する• 部局を超えた管理• 住民が参加できる管理• PPP 農業法人やスポーツ企業• その他• 管理を放棄する• 土地計画、コンパクトシティなど• 氾濫原の設定（遊水地ではなく）• 河川区域の拡大

48

３．中小河川管理のあり方
中小河川管理のあり方• 管理を放棄する• 河川区域の拡大

49

Google Map

３．中小河川管理のあり方
河川管理の対応

日経新聞2018/11/15• 管理を継続する• PPP 農業法人やスポーツ企業

長野県
安曇野建設事務所

温暖化の緩和策＆適応策50

将来の国土を考える

適応策
水害を考える ＝ 将来の地方を考える
たくさんの税金を投入しますか？
人口減で街をどうしますか？
道路や橋はどうしますか？
森林や山はどうしましょうか？
土木学会 提言「22世紀の国づくり」
ハードの話はない
多様な社会像が提案
インフラと環境が中心
文化と社会に注目 幸せとは何か？

51