岩手・宮城内陸地震における崩壊の地形・地質的特徴○ 高山 陶子、花井 健太、小野田 敏、鈴木 雄介（アジア航測株式会社）

1. はじめに2008 年 6 月 14 日に発生した岩手・宮城内陸地震に伴う崩壊等の土砂災害発生場所について、地震直後に撮影した空中写真の判読により土砂災害の分布を把握するとともに、GIS および地形標高データ (DEM) を用いた解析を実施して崩壊発生場の特徴を抽出した。
解析では、対象地域の地質を性質により区分し、崩壊等との関係を検証した。また、地震前の DEM から傾斜度等の地形量を計算し、地質分布と合わせて、崩壊等との比較検討を行った。これらの検討結果から、本地震で発生した代表的な崩壊等と地形、地質との関係を整理し、地震による崩壊危険斜面について考察した。
また、荒砥沢ダム地すべりについて、高解像度デジタル空中写真で確認された情報と現地調査結果を対比させ、その活用と地すべり機構についても考察した。
判読は、地震直後の 2008 年 6 月 15 〜 16 日アジア航測撮影の空中写真(S＝12,500) を用い、2 万 5 千分の 1 地形図に移写したものを、GIS 上でデジタイズしポリゴン化した。
判読項目は、今回新規に発生したと写真上で判別される崩壊・地すべりとし、区分が可能なものは発生域と堆積域とに分けた。
対象範囲および判読結果図を図 1 に示す。
図12. 地質と崩壊の関係

対象範囲および判読結果

地質区分毎に崩壊等の発生率を求めると、4 の第三紀末堆積岩・対象地域の地質分布を図 2 に示す（20 万分の 1 数値地質図「東北」、凝灰岩類などで発生率が高いが、地層ごとにバラツキが大きく、明2004 年、産業技術総合研究所）。
各地質毎に崩壊・地すべりの発生率を求めると表 1 のようであり、栗駒山南 瞭な傾向は把握できなかった（図 4）。
分布図を見ると、特に第三紀溶結凝灰岩類と下位層との境界付近側の第三紀溶結凝灰岩類 (Kw) や堆積岩・凝灰岩類 (Tt) などで発生率が高い。に崩壊が集中し、かつ規模の大きいものが多い。
さらに、これらを地質時代と岩層により整理し、表 1 に示す７つに大きこの傾向は現地調査でも確認されており、特に栗駒山南西部（一く地質区分を行なった。地質区分結果図を図 3 に 示す。
迫川流域）では、三紀の堆積岩上に溶結凝灰岩がキャップロック状に載った大規模崩壊が特徴的に見られた（写真 1）。
表 1 地質ごとの崩壊発生率
1 a
11 td

完新世
更新世中期−完新世

沖積層
段丘堆積物

崩壊
地すべり
面積率
面積率0.034% 0.000%
0.000% 0.000%

崩壊等
඙ಽ
面積率
0.034%
0.000%

5 d1

更新世中期−完新世

火山性岩屑堆積物

0.923%

0.000%

0.923%

0.867%

1.060%

0.000%
0.069%

0.867%
1.129%

2.272%

0.080% 2.352%

時代

地層名

岩相礫・砂及び泥礫・砂及び泥火山岩塊・火山礫・火山砂及び火山灰(岩屑なだれ堆積物を含む)
鳴子火山・高松火山など
輝石デイサイト熔岩
6 Vn 更新世中期−完新世
栗駒火山・焼石火山など(かんらん石)輝石安山岩熔岩及び火砕岩
10 Vk 更新世中期−完新世
兜山石英安山岩・北川石英安山 角閃石輝石デイサイト溶結凝灰岩及び凝灰岩
19 Kw 鮮新世後期−更新世中期
岩・柳沢凝灰岩・荷坂凝灰岩な (輝石デイサイト熔岩を伴う)
輝石黒雲母デイサイト溶結凝灰岩及び凝灰岩
27 Mw 中新世後期−鮮新世前期瑞山層(輝石)黒雲母デイサイト溶結凝灰岩
31 Tw 中新世後期−鮮新世前期虎毛山層
礫・砂・泥及び酸性凝灰岩
17 Yg 鮮新世後期−更新世中期山屋層・一刎層・鬼首層など
18 Ms 鮮新世後期−更新世中期本畑層・大平層・小野田層など 砂岩・シルト岩及び酸性凝灰岩
砂岩・泥岩及びデイサイト凝灰岩(礫岩などを26 Hs 中新世後期−鮮新世前期花山層・三途川層など伴う）
黒沢層・菱内層・五里台層・下砂岩及び泥岩(デイサイト火砕岩を伴う)
28 Ks 中新世後期−鮮新世前期
嵐江層など
32 Tt
44 Ko
60 Kt
64 Ot
20 n3
35 n2
47 n1
66 Ok
74 Oi
29 Kd
33 R4
65 R248 Qd
84 G2

図287 P

対象範囲周辺の地質分布

中新世後期−鮮新世前期虎毛山層
小繁沢層・鈴鴨川層・綱取層・前川層など
金山層・長尾層・魚取沼層・大穴沢層など
大石層上部(川尻凝灰岩部層な中新世前期−中期
ど)・真昼川層・西小沢層など
鮮新世後期−更新世中期国味山安山岩など
中新世後期−鮮新世前期
中新世中期
田子内集塊岩部層など
大石層上部(川尻凝灰岩部層な中新世前期−中期
ど)・真昼川層・西小沢層など
中新世中期

中新世前期−中期

0.332%
0.955%
0.887%
0.107%

0.000%
0.000%
0.314%
0.178%

0.955%
1.200%
0.285%

1.504%

0.000%

1.504%

0.758%

0.420%

1.178%

2.349% 1.404%

3.754%

砂岩・泥岩及び酸性凝灰岩(礫岩を伴う)

1.041%

0.034%

1.075%

0.000%

0.000%

0.000%

輝石安山岩熔岩及び火砕岩(かんらん石)輝石安山岩火砕岩及び熔岩(酸性火砕岩・泥岩などを伴う)
黒沢層・菱内層・五里台層・下デイサイト火砕岩
中新世後期−鮮新世前期
嵐江層など
流紋岩−デイサイト熔岩
中新世後期−鮮新世前期
大石層上部(川尻凝灰岩部層な
中新世前期−中期(角閃石黒雲母)流紋岩−デイサイト熔岩ど)・真昼川層・西小沢層など(黒雲母）角閃石石英閃緑岩・角閃石石英閃緑
台山石英閃緑岩類など
中新世中期
ひん岩及び石英斑岩(花崗斑岩・花崗閃緑岩・閃緑岩などを伴う)
角閃石黒雲母花崗閃緑岩・角閃石黒雲母トー
北上花崗岩類ナル岩・黒雲母花崗岩など
粘板岩・片岩・石灰岩・角閃石など
水部
大石層下部・細倉層下部など

中新世前期−中期

総計10%䡾ᧂ࿕⚿ 䡿╙྾♿
䢀╙ਃ♿
䫹ၸⓍ‛ 䫹Ἣጊྃ಴‛ 䫹ṁ⚿ಝἯጤ䢁╙ਃ♿
ၸⓍጤ䯂ಝἯጤ㘃䢂╙ਃ♿Ⴎၮᕈ
䎃䎃Ἣጊྃ಴‛䢃╙ਃ♿㉄ᕈ 䢄䬬䬽ઁ䯴ᷓᚑἫጊྃ಴‛ ጤ䯂⚿᥏ ጤ䯵

2,000,0008%፣უ㕙Ⓧ࿾䈜䈼䉍㕙Ⓧ

1,500,000

2࿾䈜䈼䉍㕙Ⓧ₸

1,000,000

2.139%

0.213%

2.352%

1.054%
1.522%
0.059%

0.019%
0.000%
0.000%

1.073%
1.522%
0.059%

1.989%

0.043%

2.031%

1.379%

0.003%

1.383%

1.986%

0.186% 2.172%

1.879% 4.100%

5.979%

0.425%

0.000%

0.425%

1.285%

0.000%

1.285%

6%
4%

0.332% 3(輝石角閃石)黒雲母デイサイト火山礫凝灰岩及び凝灰岩

酸性火砕岩及び泥岩(安山岩火砕岩・砂岩及び礫岩を伴う)
酸性火砕岩(泥岩・安山岩火砕岩・砂岩などを伴う)輝石安山岩熔岩及び火砕岩
輝石安山岩熔岩及び火砕岩
輝石安山岩火砕岩及び熔岩(玄武岩火砕岩を伴2,500,000

1፣უ㕙Ⓧ₸

500,000

2%

00%

1_a
11_td
5_Vd1
6_Vn
10_Vk
19_Kw
27_Mw
31_Tw
17_Yg
18_Ms
26_Hs
28_Ks
32_Tt
44_Ko
60_Kt
64_Ot
20_An3
35_An2
47_An1
66_Ok
74_Oi
29_Kd
33_R4
65_R2
48_Qd
84_G2
87_P⸥ภ

図44

地質区分ごとの崩壊発生率・崩壊面積5ᧂ࿕⚿ၸⓍ‛╙྾♿Ἣጊྃ಴‛╙ਃ♿ṁ⚿ಝἯጤ

6╙ਃ♿ၸⓍጤ䊶ಝἯጤ㘃╙ਃ♿ႮၮᕈἫጊྃ಴‛╙ਃ♿㉄ᕈἫጊྃ಴‛1.509%

0.000%

1.509%

0.000%
0.408%
1.449%

0.000%
0.000%
0.274%

0.000%
0.408%
1.723%

䈠䈱ઁ䋨ᷓᚑጤ䊶⚿᥏ ጤ䋩

7

図3

本地震で特徴的であった崩壊タイプの区分のイメージを図 5 に示す。
a) の土砂タイプ（堆積岩系）では崩土は流動化して長距離を流下したものが多く、b) の岩盤タイプでは崖錐状に斜面下に堆積したものが多い。
c) はこの 2 つの複合タイプである。

写真 1 キャップロック状崩壊の例

地質区分結果䦲䎃䦲䎃ፗ㍙ၸⓍ䎃䎋ጤ႙䮝䮴䮊䭶䎌䎃፣࿯ᵹേൻ䎃䎃䏅䎌ጤ⋚፣უ䏄䎌࿯⍾፣უ䎃

図5䦲䎃䦲䎃䦲䎃䦲䎃䦲䎃 䦲䎃䦲䎃䦲䎃䦲䦲䏆䎌ⶄว䮆䭫䮞䎃

崩壊タイプ区分のイメージ

3. 地形と崩壊の関係
数値地形データ（DEM）を用い、地形量の算出を行った。使用した DEM は、国土地理院「数値地図 50m メッシュ（標高）」を TIN 法による補間により 10m メッシュに調整したものである。算出した地形量は、①勾配、②平均曲率、③斜面縦断方向曲率、④斜面横断方向曲率、⑤地上開度、⑥地下開度である。各地計量の算出結果図およびヒストグラムを図 6 に示す。この結果より、次のようなことが読み取れる。
・勾配が急なほど崩壊発生率が高くなる傾向が明瞭に認められ、40°以上で特に高くなっている。
地すべりについては 25 〜 30°にピークがあり、急勾配部では少なくなっている。
・傾斜方位では、崩壊が北西〜東、地すべりが西〜北斜面でやや発生率が高いが、明瞭ではない。
・その他の地形量では、地すべりは崩壊と同様の傾向を示すが、ピーク位置がやや低い（平坦）側にシフトしている。
・平均曲率、斜面縦断方向曲率は、凹型斜面（＋側）で発生率が高い。
・斜面横断方向曲率は、谷型斜面（＋側）で発生率が高いが、尾根型斜面（−側）にも発生率が高い部分がみられる。
・地上開度は小さいほど、地下開度は大きいほど発生率の高くなる傾向が見られる。特に地上開度のピーク 55 〜 60°（地すべりでは 70 〜 75）
は、この付近に崩壊の頭部となる侵食前線（遷急線）が位置していることが推察される。

10㩷0102030

勾配 (°)

500,000

5010፣უ⊒↢₸የᩮ

1,000,000⼱

20㕖፣უ䊜䉾䉲䊠ᢙ

500,000

0-0.02-0.01

00.010.02010፣უ⊒↢₸࿾䈜䈼䉍⊒↢₸06030࿾䈜䈼䉍⊒↢₸0-0.02-0.01

00.010.02ർ᧲2%፣უ⊒↢₸1%࿾䈜䈼䉍⊒↢₸0%⷏0500,000
1,000,000㕖፣უ䊜䉾䉲䊠ᢙ0ධ⷏

1,500,000

斜面横断方向曲率

斜面縦断方向曲率ධ

図62,000,000

2,000,000᧲

40㕖፣უ䊜䉾䉲䊠ᢙ

1,500,000

30

1,000,00020

፣უ⊒↢₸
500,0000ධ᧲

10࿾䈜䈼䉍⊒↢₸
50

60708090100

02,000,000

非崩壊メッシュ数

1,500,000

非崩壊メッシュ数

非崩壊メッシュ数

非崩壊メッシュ数20㕖፣უ䊜䉾䉲䊠ᢙ࿾䈜䈼䉍⊒↢₸
4030

非崩壊メッシュ数 →

500,000

1,000,000

ಳ

ർ

3%

40

㕖፣უ䊜䉾䉲䊠ᢙ

1,500,000

30

1,000,00020
㩷

500,0000፣უ⊒↢₸㩷࿾䈜䈼䉍⊒↢₸
506070࿾਄㐿ᐲ㩿㫦㪀

8090100࿾ਅ㐿ᐲ㩿㫦㪀

各地形量算出結果図およびヒストグラム

4. 荒砥沢ダムの地すべり
本地すべりは、栗駒山南東方向約 10km の荒砥沢ダムに位置する。発生斜面は地震前から比較的明瞭な地すべり地形を呈し、今回の地震以前にも、上部付近を残して地形全体が滑動したと考えられる。

）

塊）

形 積物
堆

根 岩
尾 移動（地没
陥 二次（

写真 3 側部の地すべり地形500m

写真 2（下）地すべり全体のオルソモザイク
および測線位置図（上）高解像度航空デジタルカメラ (DMC)が捉えた亀裂と、その現地状況

図 7 滑動前後の DEM の比較

活動前と滑動後の地形データ（DMC より作成）を比較すると、地すべりの規模は最大長約 1400m、最大幅約 900m、滑落崖の高さは 100m を超える（図 7）。平均すべり面深度を約 100ｍと考えると、土塊量は１億㎡を超え、これは本邦最大級である。
移動土塊の移動距離は約 200m 以上に達する。全体的には、巨大なブロック状の土塊が、ブロック化しながらもほぼ原形を保って平板上（流れ盤）を移動したものと考えられる、
なお、今回滑動を免れた上部においても滑落崖に並行した亀裂が認められる（写真 2 上）。
また、西側に隣接した大規模地すべり地形も今回と同様、岩塊が数百 m 移動し地すべり内部の尾根地形を形成し、引張凹地形部に二次堆積物が堆積したものと考えられる（写真 3）。
このことからも、過去に同様の地すべり変動を伴う地震があったこと、地震後の地すべり地形の安定性が高いことが示唆される。
今回活動した側方崖を観察してみると、凝灰岩の塊状分部とそれを埋めた２次堆積物に分けられる（写真 4）。
すなわち今回の地すべりについても中央部の移動岩塊と引張された陥没部があり、それらの分布は滑落崖と調和的である。

10

崩壊等発生率 (%)

20

ಲ

4%

崩壊等発生率 (%)፣უ⊒↢₸

1,000,000

1,500,000

崩壊等発生率 (%)

30㕖፣უ䊜䉾䉲䊠ᢙ

ർ⷏

40

地下開度

地上開度

斜面方位

2,000,000

崩壊等発生率 (%)

1,500,000

40

2,000,00040

崩壊等発生率 (%)

非崩壊メッシュ数

2,000,000

0

横断曲率

縦断曲率

崩壊等発生率→

勾配二次堆積物

移動
土塊

写真 4 側方崖の様子

5. まとめと今後の課題
以上の検討より、第三紀凝結凝灰岩類分布域及びその周辺や、急勾配の斜面で崩壊等が多く発生していることなどが統計的に確認された。
ただし、地質については、現地で直感的に確認される崩壊多発地域と今回集計した崩壊発生率分布とに差異が生じている箇所や、地質により崩壊面積に違いがみられる箇所もあった。これらは、表層地質分布だけでなく、２で提示したように、縦断的な地質構造に起因する崩壊タイプを加味した上で検討を進めていくことが望まれる。
また、本研究では、地質と地形の各要素と崩壊との関係について検討したが、地質と地形を総合した形での集計については検討できていない。
以上の課題を受け、地震により崩壊等が発生しやすい箇所を把握し、今後の地震防災に役立てていけるよう研究を進めていきたい。

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