特集

令和元年 台風15号・19号（2）□令和元年台風第19号災害における河川堤防の破堤
愛媛大学大学院理工学研究科教授

1．はじめに岡村未

対

２．日本の河川堤防の現状

台風第19号とその後の低気圧による豪雨は、東

古来わが国は稲作を基本に耕作地および居住地

北、関東地方を中心に河川堤防を142箇所で決壊が河川沿いの低平湿地に広がり、集落や後に都市させ、約３万５千 ha の地域と３万１千棟あまりへと発展してきた。稲作には大量の水が必要であの家屋が浸水するなど甚大な浸水被害を生じさせるため、耕作地の地盤高さは河川水位とさほど変た。近年の豪雨により河川堤防の決壊を伴う大規わらず、したがって高水時に河川水位が上昇する

模な洪水被害で記憶に新しいのは、平成30年７月と容易に氾濫する。この氾濫の頻度を抑えるための西日本豪雨（国管理２カ所、県管理35カ所の堤に、河川沿いに河川堤防を築き河川水を常時利用防が決壊）、平成29年の九州北部豪雨（同じく県しながらもその脅威を遠ざけることを近代では実管理３か所）、平成27年関東・東北豪雨（国管理現してきた。

１箇所、県管理18河川）、平成24年九州北部豪雨（国管理１箇所、県管理４カ所）などがある。令2.1

堤防の量的整備

和元年の台風第19号による破堤数は近年では特に我が国の治水戦略の基本は、降った雨を河道内多かったが、それでも堤防の破堤は毎年多数の箇に集め、溢れないように海まで流すことである。

所で発生している。

明治時代に定めたこの基本方針に従って、現在ま河川の河道内に流せる量を超える出水があれば、で一貫して治水事業を進めてきた。具体的には、河川水は堤防を越え堤内地へ流入する。このとき、それまで蛇行していた自然の河川を直線化し、河ほとんどの場合には越流水深（堤防天端を超える道の掘削や拡幅などの河道整備、ダムや堤防の整水深）は数十センチ以下である。しかし河川堤防備とともに、これら施設の能力以上の出水時には、が破れて完全に流出すると、その破堤口は数10ｍ

適度に水をあふれさせるための遊水地などを整備から100ｍ以上にも広がり、数ｍの水深で大量のしてきた。以来120年余りが経過した現在、河川水が堤内地を一気に浸水させる。堤防が破堤する

堤防の整備率をみると、国が管理する直轄河川はか否かは堤内地の被害を大きく左右するため、何およそ1/100の計画規模に対して未だ７割に達しとしてでも決壊を防止しなければならない。本稿ておらず（100年に１度発生する規模の高水を防では、治水上の最重要構造物の１つである河川堤御するための堤防が整備されている割合が７割以防の破堤について述べる。

下）、完成までさらに数十年を要することが想定される。県管理河川は1/30程度の計画に対して整備率はさらに低い。我が国を流れる無数の河川と№141 2020（夏季）－13－その膨大な延長に堤防を築くのは、まさに国家堤体としている。このような全くといっていい程100年の計どころではなく200年を要するのである。

締固められていない部分が大半の堤防に内在している。

2.2

堤防の質と詳細点検

堤防整備率がようやく50％を超えた1990年代後

ここで述べたのは、堤防の形状（高さと幅）に半から、堤防の質、すなわち内部状態に関する調関する整備の現状についてである。土というもの査（堤防の詳細点検）が始められた。この調査は、は良く締め固めれば大いに強くなるが、締固めなおよそ数100ｍ～１km 毎に堤体や堤防直下の地盤ければ水を含むと容易に流れ出すほど弱い。従っ調査を行い、土質や強さ、透水性を調べ、高水時て、堤防が外見上完成していても、堤体内部の質、の破堤に対する抵抗力を明らかにするものである。

すなわち土の種類や締まり具合が悪ければ、洪水ここで、高水による堤防の破壊メカニズムを図２中に河川水に抵抗し続けることはできない。このに示す。（a）は越流した河川水が堤防の裏法尻や堤体の質の点においても多くの河川堤防は弱部を裏法面を侵食、（b）は河川水が表法尻や法面を侵内在している。図１は大正、昭和時代の河川堤防食し、やがて破堤に至る。水は流速が大きくなるの築堤作業の写真である1）。堤防上をトロッコでにしたがって堤体や地表面を侵食する力が急増す

運搬してきた土砂を盛りこぼし、人力で整形してるので、越流した水は法肩部よりも流速の大きくなる法尻部から堤防を侵食してゆく。一方、堤体や基礎地盤に河川水が浸透しゆくと、（c）弱体化した堤体が滑り破壊を生じ、あるいは（d）堤体や基礎地盤中から浸透した水が土とともに吹き出した穴が徐々に伸びて川表側に貫通し（パイピング）、これらによって破堤に至る。これには河川水だけでなく、堤体に浸透する雨水も寄与するため、堤体に水を入れないことが重要である。詳細点検は主に（c）と（d）の破壊形態に対する安全性を調べるものであった。その結果、形状の整備が終わった完成堤防を含む国管理河川の約４割の堤防

図１

大正・昭和期における築堤作業1)(a)に安全性に問題があることがわかった。この

越水侵食

(b)

川表侵食

(c) (浸透)法面滑り

図２(d) （浸透）パイピング

河川堤防の被災メカニズム－14－

消防防災の科学

結果を受けて、堤防の質についても改良する事業至るわけではない。越水が確認された箇所は国管が進められているが、これも完了するまでの道は理河川で70箇所、県管理河川で236箇所あり、破遠い。さらに、詳細点検では調査地点の間隔は約堤したのはこれら越水箇所のうち国管理河川14箇１km であったが、局所的な弱部は調査地点の間所と県管理河川108箇所、全体では40％であった。にも潜んでおり、この調査では特定されていない

それでは越水した箇所で破堤した堤防としなかっものも多数あるものと考えられる。近年では最新た堤防を分けた要因は何であったのか。まず、越の物理探査技術等を駆使して堤防の弱部を発見す

流水深や河川水が裏法面を流下し等流状態となっる試みもなされているが、局所的な弱部を漏れなた時の流速は堤体や基礎地盤に作用する侵食力のく効率的に検出するまでには至っていない。この指標となり、またその継続時間（越流時間）は重ような現状において、高水時に河川堤防を破堤さ要な要因である。図３は国交省の調査によるこれせないためには、堤防整備の推進や日常の管理はら指標と破堤 / 非破堤の別を示したものである2）。

もちろん、出水時の巡視や水防活動が適切に実施

越流水の裏法尻での等流流速が ３ｍ/s 以上かつされることが重要であることが理解されよう。

越流時間が３時間以上であった箇所で決壊が生じている。裏法尻での流速は堤高や法面勾配などに

３．台風第19号豪雨による河川堤防の被害
3.1

破堤原因と堤防の特徴より変わるので、裏法勾配が緩いほど決壊した堤防の割合は低くなる傾向がみられた。さらに天端幅が広く、また天端が舗装してあり侵食されにく

台風第19号による洪水では国管理河川の14箇所

い堤防では決壊する割合が低くなる傾向があった。と県管理河川の128箇所の合計142箇所で堤防が決さらに前述したように、土は水で飽和すると極端壊した。 決壊の主要因は、不明の６カ所を除くに強度が低下し越流水による侵食に対しても弱くと「越水」が122箇所と86％を占め、川表側の侵なる。図４は法面の透水係数と破堤 / 非破堤の関食が９％、浸透が１％である。土であるがゆえに係を示したものであり、同じ等流流速でも河川水堤防は越水に弱く、破堤原因のほとんどを越水がや雨水が浸透しやすい（透水係数の大きい）堤体占めているのは過去の高水と同様である。

では決壊しやすいことがわかる。

しかしながら、越流が生じると必ずしも破堤に

図３№141 2020（夏季）

越流時間、裏法尻での等流流速と破堤 / 非破堤の関係2）

－15－

図４

3.2

堤体法面の透水係数と破堤 / 非破堤の関係2）

河川水位から見た破堤箇所の特徴

貫通・破堤する切迫度がわからない。貫通すると高水時の河川水位は局所的にも変化し、水位が突然あるいは短時間で破堤するため、避難のため上昇する箇所において越水が生じやすい。水位がのリードタイムの無い、極めて危険な破壊パター

上昇しやすいのは支川との合流点上流部、橋梁上ンである。そこで、パイピング破堤の兆候である流部、川幅が減少する狭窄部の上流部、湾曲部外漏水や噴砂について、今回の洪水による発生件数岸側である。今回の洪水における破堤箇所では、を吉田川堤防（宮城県を流れる鳴瀬川の支流で国合流点上流部が38箇所（27％）、橋梁上流部が57管理河川）を例にとって述べる。

箇所（40％）、狭窄部上流部が12箇所（８％）、湾曲部外岸側が28箇所（20％）であった2）。これら

4.1を合計すると135箇所であり、全142箇所の破堤地点のほとんどはこのような箇所に該当する。

吉田川での河川水位と被害数

今回の出水で吉田川では全川32km 中の約１割にあたる3.4km 区間で越水・溢水が発生した。また、痕跡水位が天端 -２ｍよりも高かった箇所が延長の2/3以上あったことが確認され、大半の区４．破堤は越流だけが原因ではない間で計画高水位を超える非常に高い水位となってここまで見てきたように、我が国の堤防の洪水

いた3）．表１は吉田川の堤防被害箇所数を被害形による破堤は圧倒的に越水によるものであるが、態ごとにまとめて示したものである。被害形態の高さが十分に整備された欧米の堤防では破堤原因

内、堤体土質や土層構成等の基礎地盤に関する要の多くは越水ではなく浸透（パイピングや裏法滑因が強く影響する裏法崩れと噴砂・漏水についり）、表法面の侵食である。我が国におけるパイては、およその発生率（１km あたりの発生個所ピングによる破堤は2012年の矢部川などで発生し数）も表中に示してある。また、比較のために近ているほか、洪水が発生するたびに多くの地点で年発生した矢部川、鬼怒川および重信川の被災事噴砂が発生しており、パイピング破堤の予備軍が例も併せて記載した。矢部川は近年パイピング破多数存在している。パイピング破堤は、堤体が堤が発生した河川であり、重信川堤防は砂や砂礫徐々に侵食されていく様子が目視観察できる越水などの堤体材料で砂礫地盤上に築堤された透水性破堤と異なり、パイピング部が堤体内や堤体直下の高い堤体の事例である。

地盤内をひそかに進展してゆくためパイピングが－16－

消防防災の科学表１


被害形態ごとの発生箇所数と発生率
噴砂・

法崩れ率

噴砂・漏水率箇所NP 箇所NP   . f. 

  . f. 

    . f. 



 . f. 



決壊

法崩れ

吉田川  

鬼怒川   

重信川   

矢部川   

被害範囲

漏水

※発生率の算定にあたって，被害範囲は漏水あるいは法崩れが生じた最上流箇所から最下流箇所までの距離とした．吉田川では被害範囲に占める越流区間長および水位が HWL を上回った区間長が８割以上，である。鬼怒川(2015)では約 7 割，重信川(2017)では HWL を超えた区間はなく，矢部川(2012)ではほぼ全区間で HWL を超過した，

4.2

年には6.3ｍと33年よりもやや低い水位で３か所、吉田川堤防の被災履歴、対策工の施工状況と今回の被害の関係

昭和43年から45年にはさらに低い水位で３～４カ

図５（a）は、吉田川における過去の出水による所ずつの噴砂・漏水が発生した。昭和61年の大出堤防被害を被害形態別に示したものである。昭和

水では再び33年とほぼ同じ7.2ｍの水位で噴砂・22年（カスリン台風）、23年（アイオン台風）、25

漏水箇所は12カ所と急増した。ここまでの水位と年と相次ぐ大規模出水により多くの個所で破堤す噴砂・漏水箇所数の関係から、同程度の外水位でるとともに、噴砂・漏水が発生した。昭和33以降

あっても噴砂・漏水箇所数は経年的に増加しておの出水における被害では、破堤は減少し噴砂・漏り、堤防の耐浸透性は経年的に劣化してゆくこと水の発生数が増加した。図中には昭和33年以後のがわかる。
図５（b）は堤防の浸透対策工の施工距離数であ印で示してある。昭和33年には7.2ｍの水位を記る。吉田川での浸透対策は、主に昭和61年の出水録し１カ所で漏水が発生した。その後、昭和41を受けて昭和62年に集中的に行われた．この浸(a) 吉田川年代別洪水被災

破堤

法崩れ・滑り噴砂・漏水

鹿島台最高水位
計画高水位

25871561055403(b) 吉田川年代別浸透対策実施延長距離25000

止水矢板

20000

高水護岸

低水護岸

15000
10000
50000昭和20昭和22昭和24昭和26昭和28昭和30昭和32昭和34昭和36昭和38昭和40昭和42昭和44昭和46昭和48昭和50昭和52昭和54昭和56昭和58昭和60昭和62平成元平成3平成5平成7平成9平成11平成13平成15平成17平成19平成21平成23平成25平成27平成29令和元

対策区間延長（m）

920昭和20昭和22昭和24昭和26昭和28昭和30昭和32昭和34昭和36昭和38昭和40昭和42昭和44昭和46昭和48昭和50昭和52昭和54昭和56昭和58昭和60昭和62平成元平成3平成5平成7平成9平成11平成13平成15平成17平成19平成21平成23平成25平成27平成29令和元

洪水被災箇所件数

30図５№141 2020（夏季）吉田川堤防の被災履歴および浸透対策工事の施工延長－17－鹿島台最高水位（m）

主な出水における最高水位（鹿島台観測所）を●

透対策の効果は顕著で、平成に入ると平成14年

害をできるだけ軽減するための河川堤防強化の取（鹿島台での最高水位7.2ｍ）、23年（6.6ｍ）、24り組み2）も行われている。

年（6.9ｍ）と水位の高い出水でも漏水が発生せず、今後、堤防整備が進んで越水頻度が少なくなっ

さらに平成27年（8.0ｍ）と令和元年（8.7ｍ）のたとしても、堤防は浸透に対する抵抗力が経年劣何れも既往最大の水位となった出水でも報告され化してゆくため、パイピングによる破堤が増加すた噴砂・漏水箇所はわずか１箇所であった。これることが想定される。これからも堤防整備と維持までに行われた浸透対策区間は、背割堤区間を除管理、および出水時の水防活動により破堤を防い

く約38km 中の約15.7km であり、実に40％の区間でいかなければならないのが我が国の宿命である。

で浸透対策工が施工されている。表１に示した他河川と比較すると、漏水対策の本格的実施以前の昭和33年から昭和61年までの出水での漏水発生率は例示した他河川とほぼ同等であった。このことは、延長の約４割の区間で漏水対策を行い噴砂・漏水の発生をほぼ完全に抑えることが出来た事例として今後の質的整備を行う上で参考になる。なお、堤体は経年劣化するため、対策を施工した区間においても今後の出水による漏水の再発を慎重に観察する必要がある。

５．おわりに我が国の河川堤防は、整備が比較的進捗している国管理河川でも整備率はおよそ７割に留まっている。近年でも越水が頻繁に生じ、それによる破堤が多く発生している。整備率が100％に達するまでにはさらに数十年を要するため、計画規模の出水で越水被害が今後も発生するし、計画規模以上の出水頻度も地球温暖化の影響で増加する。そこで、越流した場合に破堤までの時間を稼ぎ避難

参考文献
1） 土木研究所（2014）：河川堤防の浸透に対する照 査・ 設 計 の ポ イ ン ト、https://www.pwri.go.jp/team/smd/pdf/syousasekkei_point1306.pdf
2） 国土交通省 令和元年台風第19 号の被災を踏まえた河川堤防に関する技術検討会、第３回委員 会 資 料、https://www.mlit.go.jp/river/shinngikai_
blog/gijutsu_kentoukai/dai03kai/pdf/
3） 国土交通省東北地方整備局：阿武隈川、吉田川の痕跡水位と対策工施工状況について、2020年５月、私信．
4） 国交省東北地方整備局：令和元年台風第19号による被害状況等について（第29報）、2019.10.27．
5） 国土交通省東北地方整備局河川部：令和元年10月12日出水 < 台風第19号 > の概要《第３報 12月
26日 15時時点》
6） 重信川堤防調査委員会：重信川堤防調査委員会
報告書、国土交通省四国地方整備局、2019．
7） 2015年関東・東北豪雨災害 土木学会・地盤工学会合同調査団関東グループ：平成29年９月関東・東北豪雨による関東地方災害調査報告書、土木学会、2016．
8） 矢部川堤防調査委員会：矢部川堤防調査委員会
報告書、国土交通省九州地方整備局、2013.
9） 地盤工学会・令和元年台風19号災害調査団：令和元年 台風19号災害調査報告書、2020．のための時間を確保し、また浸水面積を減じて被－18－

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