地球環境研究,Vol.9(2007)

二次元不定流モデルによる新門司埋立地の高潮水害シミュレーション
岡

田

尚

樹＊

小

進＊＊

川

Key Words：wave over topping, joint distribution, weir formula, distributed runoff modelを正弦波で近似し､ せきの公式を用いて越波量を推定し１. はじめにた｡

1999年９月24日に襲来した台風9918号は日本各地に被氾濫解析の先駆的な研究として石崎・岡田 12) による害をもたらした｡ 特に台風襲来が大潮と重なった九州地

ものがある｡ これは水面勾配と抵抗を考慮した定常不等方ではその被害が増大した｡ しかしながら､ 実際の水害流モデルである｡ 陸域における流体解析では計算メッシュの状況の詳細は､ 台風の襲来が未明から早朝であったた

サイズを詳細化することで防災対策の一単位となる集落

めに目撃証言も少なく未だに不明である｡ ここでは､ 福レベルでの解析 13) が行なわれている｡ 近年の研究では

岡県北九州市新門司南地区を対象地として､ 台風襲来時

それに加え､ 市街地の街路を氾濫経路として扱った解析の波浪状況を再現し､ 越波被害の越波量推定を行った｡

方法14) や､ 標高や土地利用データなど､ 既存の GIS デー

次に推定された越波量､ レーダー・アメダスから得られタを解析に取り入れた解析法 15) などが開発されている｡

た降雨量､ および空中写真より作成された DEM を入力

埋立地内に進入した海水の水深は数 m 程度で､ 平面的

データとして二次元不定流モデルを用いて､ 水害シミュに広がってゆくため､ 本研究では岩佐 16) による二次元

レーションを行った｡

不定流モデルを採用してシミュレーションを行った｡

波浪推算のために不規則波を統一的に取扱う目的で
Sverdrup and Munk１) によって有義波の概念が導入され､ その波高と周期を風速と吹送距離から推算する方法が提案された｡ この方法は､ 後に改良が行なわれ､
２)

２. 方


法

台風概要

３)

台風9918号は､ 1999年９月19日に台湾の東方で発生し､により波高の出現確率がレイリー分布で表されることが発達をしながら北上した｡ 24日６時には熊本県北部へ上理論的に導かれた｡ 一方､ 波浪の不規則性をより直接的陸した｡ その後も山口県､ 北海道に上陸して各地で猛威に考慮したスペクトル法が､ スペクトルから波の推定をを振った17)｡ この台風の通過に伴い､ 熊本県不知火町で行なう PNJ 法として発表された ４)｡ 風波のスペクトルの高潮により12人が死亡したことをはじめ､ 全国で合計

SMB 法と呼ばれている ｡ また､ Longuet Higgins

は､ Pierson and Moskowitz

５)

や光易

６)

などによって36人の死亡・不明者､ 1,077人の負傷者､ 23,218件の浸提案された｡ 波浪による越波量を求めるためには波高だ

水被害などをもたらした｡ 台風の中心は､ 対象地より約

けでなくその周期も重要となるため本研究では10km 南に位置する北九州苅田沖を通過した｡ ここではを用いた｡

m､ 有義波周期 
s の波浪が有義波高 

波浪の波高や周期から越波量を推定するために多くの観測されており既往最大有義波高の記録が更新されLonguet Higgins の波高と周期の結合分布７)実験が行なわれている｡ 規則波による越波に対して､ 石

た18)｡ 図−１に台風経路図を示す｡

原ほか ８) や富永・佐久間 ９) によって越波量の算定図が提案された｡ また､ 越波量を理論的に求めるため､ 吉川
10)



対象地概要

によりせきの流量公式を修正した式が作成され本研究では､ 福岡県北九州市門司区新門司南地区 (総た｡ 不規則波に対しては､ 越波量の期待値を求めるため

面積1,806,000m2 ) を対象地とした｡ 図−２に新門司南の式が合田 11) によって提案された｡ ここでは､ 個別波地区を示す｡ 新門司南地区は工業用地として埋め立てら

ほか

＊
＊＊

東京大学大学院新領域創成科学研究科 〒277-8561 千葉県柏市柏の葉５−１−５
立正大学地球環境科学部環境システム学科 〒360-0194 埼玉県熊谷市万吉1700

9

二次元不定流モデルによる新門司埋立地の高潮水害シミュレーション (岡田・小川)

図−１

台風経路図

図−２
表−１
Section0-200m

図−３

内挿した潮位データ

れた地区で周防灘に面している｡ 埋立地東端部には､ 北200-400m

側に設置された延長814m の新門司１号護岸と南側に設置された延長1,171m の新門司２号護岸が存在する｡ 台
400-600m

風襲来時には埋立地東側の海から波が打ち寄せ､ 越波被害が発生した｡ また､ この時の波力によって１号護岸で５ヶ所 (延長59.9m)､ 2号護岸で５ヶ所 (延長96.1m)

600-800m

上部工の倒壊が発生した｡ これは護岸全体の約7.8％に相当する｡ 倒壊部 (地盤高5.5m) では､ 非倒壊部より

800-1000m

も多くの越波が発生して被害を増大させた｡ 今回は護岸

Time

新門司南地区

平均波高と平均周期

Average
Averagewave
wave
height(m) period(s)

5:00
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
5:00
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
5:00
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
5:00
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
5:00
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00

1.33
1.62
1.89
1.56
1.10
0.55
1.30
1.58
1.81
1.53
1.07
0.53
1.26
1.54
1.78
1.52
1.04
0.51
1.21
1.47
1.73
1.45
1.00
0.50
1.14
1.40
1.64
1.39
0.95
0.47

5.17
5.75
6.75
6.75
5.25
3.50
5.17
5.75
6.75
6.75
5.25
3.50
5.17
5.75
6.75
6.75
5.25
3.50
5.17
5.75
6.75
6.75
5.25
3.50
5.17
5.75
6.75
6.75
5.25
3.50

Section1000-1200m

1200-1400m

1400-1600m

1600-1800m

1800-1985m

Time
5:00
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
5:00
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
5:00
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
5:00
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00
5:00
6:00
7:00
8:00
9:00
10:00

Average
Averagewave
wave
height(m) period(s)
1.12
1.38
1.62
1.37
0.94
0.47
1.09
1.34
1.55
1.31
0.90
0.45
1.02
1.26
1.49
1.28
0.86
0.42
1.01
1.25
1.47
1.26
0.84
0.42
0.98
1.22
1.46
1.24
0.83
0.41

5.17
5.75
6.75
6.75
5.25
3.50
5.17
5.75
6.75
6.75
5.25
3.50
5.17
5.75
6.75
6.75
5.25
3.50
5.17
5.75
6.75
6.75
5.25
3.50
5.17
5.75
6.75
6.75
5.25
3.50

部を北端部から200m 間隔で区切り､ 0-200m 区間､ 200400m 区 間 ､ 400-600m 区 間 ､ 600-800m 区 間 ､ 800-



1000m ､ 1000-1200m 区 間 ､ 1200-1400m 区 間 ､ 1400-ａ) 海象データ

使用データ

1600m 区間､ 1600-1800m 区間､ 1800-1985m 区間と分越波量を計算するために使用した潮位データは北九州割して計算を行った｡ ただし､ 800-1000m 区間には１号

市港湾局によるものを使用した｡ 波浪状況を再現する際

護岸と２号護岸が混在する｡ なお､ 本研究で使用する地に必要になる平均波高 と平均周期 は､ 斉藤19) によ

盤高､ 潮位および水位は新門司地区の基本水準面

り換算沖波波高 'と沖波の代表周期 から求められた(CDL) を基準として統一した｡ 新門司地区の CDL はものを使用した｡ 図−３に潮位データを､ 表−１に平均

東京湾中等潮位 (TP) より2.14m 低い｡

波高 ､ 平均周期 データを示す｡ 潮位データは観測

10地球環境研究,Vol.9(2007)

図−４

新門司南地区と後背地の流域界されたデータが１時間刻みのデータであったため､ 内挿
図−５をして１分刻みのデータとして使用した｡

ｂ) 降雨量データ

新門司南地区の DEM

し､ ９割が埋立地に流出するとして計算を行なった｡ 埋

台風襲来時の降雨量には､ レーダー・アメダス解析雨

立地内を東西に横断する水路も存在するが､ 台風襲来時量データの値を用いた｡ これは､ 空間分解能が良いが誤には東側から打ち寄せる波によって逆流が発生していた差の大きい気象レーダーと精度は良いが空間分解能の低ため､ こちらからの排水はなかったとして計算を行なっいアメダスの観測値を統計的に統合した雨量データであた｡

る｡ 日本全国とその近海を含む５km メッシュの１時間
降雨量データとして作成されている｡ レーダー・アメダｃ) 地形データ

ス解析雨量は (財) 気象業務支援センターが提供したもシミュレーションでは､ 齋藤19) が作成した DEM を地のを用いた｡ 埋立地と後背地との境界部には後背地から形データとして使用した｡ DEM (Digital Elevationの雨水などを海に排水するための水路が南北方向に走っ

Model) とは､ 標高を数値表現するモデルであり､ 標高ている｡ 水路出口の開口部上端の地盤高が4.3m である

データの集合と任意の位置における標高を内挿することため､ 潮位が上がると流量が低下し排水できなかった雨が可能なモデルである｡ 図−５に対象地の DEM を示す｡

水が埋立地内へ流入した｡ そこで開口部をもぐりオリフィ

今回使用した DEM は､ 国土地理院の発行する２枚の空スと考えて流量の推定を行い､ 埋立地内への流入量を求

中写真 (1999年４月27日撮影) に対してステレオマッチ

めた｡ 式にもぐりオリフィス流量公式を示す｡

ングを行い､ 現地測量の結果をもとに地上基準点を与え 
 



て作成されたものである｡ DEM の水平方向の解像度は10m であり､ 鉛直方向の解像度は0.1m である｡

ここで､ ：流量 (m /s)､ ：もぐりオリフィスの3：重力加速
流量係数､ ：オリフィスの断面積 (m2)､ 度 (9.8m/s )､ ：オリフィス前後の水位差 (m)､2

波高と周期の結合分布：

越波量を推定するために台風襲来時の個別波の波高､

20)

接近速度水頭 (m) である ｡ 後背地は硅石採掘場であ周期を求めることが必要である｡ そこで､ Longuet-

り､ 植生が少なく岩肌がむき出しになっている部分が多Higgins による波高と周期の結合分布７) を用いた｡ これ

く､ 勾配も1/10と急であることから､ 降雨の大半が埋はガウス過程のランダム波形においてスペクトル幅が狭立地内に流入したと考えられる｡ そこで､ 国土地理院発

流入する流域界を作成し､ この領域での降水量を求めた｡

いとの仮定のもとに理論的に導かれ海洋波に応用されたものである｡ 波高と周期との結合分布  を式 に示す｡  は波高と周期が ､となるような

流域界の面積は約0.68km2であった｡ 図−４に作成した波が発生する確率であり､ これに１時間に襲来する波の流域界を示す｡ この降水のうち１割が地中に貯留､ 浸透

個数をかけることによって波浪状況を再現した｡

行の数値地図50m メッシュ (標高) を用いて埋立地に

11

二次元不定流モデルによる新門司埋立地の高潮水害シミュレーション (岡田・小川)








  







ここで､ ：平均波高 で無次元化した波高､ ：スペ
クトル幅を表すパラメータ､  ：平均周期 で無次元化した周期である｡ この式を用いて､ 各波高､ 各周期を持つ波の出現頻度分布を求めた｡ は式のとおりであ
る｡





 



図−６

が与えられた
, , はスペクトルエネルギー 

越波量推定模式図

時の原点に対する 次のモーメントを表しており､ 
きの流量公式は JIS B 8302に採用されている｡ 長方形は以下のように定義されている｡
 







については波浪観測記録の解析や理論的考察に基づいて多くの式が提案されている｡ 本研究では合田21)

が数値実験結果をもとに作成した次式を用いた｡













ここで､ ：有義波高 (m)､ ：有義波周期 (s)､ ：−1

周波数 (s ) である｡ 有義波高と有義周期は､ 以下の22)式で求めた ｡

せきの越流係数 は以下の式で求めた｡
  の場合     の場合      〜の場合〜  の場合     

ここで､ ：長方形せきの越流係数 (m1/2/s)､：せき長 (m) である｡ 図−６に越波量推定の模式図を示す｡
ある１波の波高が護岸高を超えた時間 およびその波の波高が護岸高より低くなる時間 の間を0.01秒刻みで, 



分割し､ 各区間の越波量の合計から１波ごとの越波量を求めた｡ 倒壊が発生した時間は明らかとなっていないが､波浪が最も卓越したことと埋立地での目撃情報から午前



越波流入量推定７時に倒壊が発生したと仮定して計算を行った｡

算定された個別波を正弦波と仮定して､ せきの流量公式を用いて越流量を求めた｡ 非倒壊部に対してはIshihara and Ida

23)による全幅せきの流量公式を､ 倒壊部に対しては Rao and Muralidhar24)

二次元不定流モデル
レーダー・アメダス解析雨量､ 空中写真から作成されによる長方形せき

た DEM およびせきの流量公式で求めた越流量を入力デーの流量公式を用いた｡ 流量公式は以下のとおりである｡

タとして､ 埋立地内に浸入した海水の氾濫シミュレーショ

 ンを行った｡ 氾濫水の水深はたかだか数 m である｡ そのため､ 鉛直方向の流速､ 物理的特長の変化は小さく一

ここで､ ：越流量 (m /s/m)､ ：越流係数 (m /s)､

層流れと仮定しても水理学的に問題はない｡ そのため､：越流水深 (m) である｡ 本研究

本研究では氾濫水の挙動を表現するためのモデルとして

(m) とおいて単位幅あたりの越流量を求め

岩佐 16) による二次元不定流モデルを採用した｡ 式  にた｡ 越流係数 は全幅せきと長方形せきで異なる｡ 全

水の連続式を､ 式  ､  に 各方向に対する運動量

幅せきの越流係数は以下の式で求めた｡

方程式を示す｡

3：せきの幅 (m)､
では






1/2






 

m のとき m のとき ( )
ここで､ ：全幅せきの越流係数 (m1/2/s)､

 









 
 
 
 





：底面

：補正項である｡ 全幅せからせき縁までの高さ (m)､ 

12

 









 
 
 
  地球環境研究,Vol.9(2007)表−２

流速と水深による避難可能性の表現例

Water depth(m)→↓Flow velocity(m/s)





 



 




Possible

Possible

Difficult 


Possible

Difficult

Impossible

Difficult

Impossible

Impossible

表−３ 降雨量､ 後背地からの流入量および水路の排水量

図−７

Time

Rainfall(mm)Runoff volume frombackland(m3/s)

Drainage discharge Inflow discharge tofrom canal(m3/s) reclaimed land(m3/s)

6:00

6

1.1

9.1

0.0

7:00

8

1.5

4.2

0.0

8:00

23

4.3

3.1

1.2

9:00

6

1.1

7.1

0.0

10:00

7

1.3

9.7

0.0

湛水深推定点と境界の位置
海に面しているピクセルではそれより１つ内側のピクセ
ルの１ステップ前と同じ流量フラックスを与えた｡ 午前
８時には後背地からの雨水流入が排水路の排水量を上回ったため､ 後背地に面したピクセルを流入境界とした｡ それ以外の時間には反射境界として後背地に直角な方向の
流量フラックスを０とした｡ マニングの粗度係数は､ 航空写真から土地被覆分類を行いその面積率から重み付き平均を計算し､ 全てのピクセルに対して同一の粗度係数を与えた｡ 図−８に新門司南地区の土地被覆分類図を示す｡ 各土地被覆の粗度係数は､ 裸地で0.03,都市域で0.017,植生で0.05であり､ その平均値は0.028であった｡


避難可能性
シミュレーション結果と表−２に示す末次 25) による流速と水深による避難可能性の表現例を用いて､ 越波が開始してからの徒歩による避難可能性について考察を行っ図−８

新門司南地区の土地被覆分類図

た｡ 表中のは流速を表す｡ これは､ 浸水が始まった状態での避難を行うケースを想定して作成されたものでここで､ ：水面から地表面までの距離 (m)､ ： 

あり､ 流速と水深から徒歩での避難が可能か判断を行う

方向の速度成分 (m/s)､ ： 方向の速度成分 (m/s)､

ものである｡ ただし､ これは成人男子を対象として作成

：水面から CDL (新門司地区の基本水準面であり TPされたものであるため､ 子供や老人などに適用することよりも2.14m 低い) までの距離 (m)､ ：マニングの粗はできない｡

度係数である｡ 方向の格子幅は DEM にあわせて10m､ 時間きざみ幅は0.1秒である｡ シミュレーション
実行時に水深が０m のドライベッドが存在すると計算不能となる｡ そのため､ 本研究では各ピクセルの水深が３. 結果と考察


降雨量と後背地からの流入

０m となった場合には0.001m に変更するように設定を後背地からの流入量と排水路の排水量から埋立地内へ行った｡ シミュレーション実行時に９ヶ所の湛水深推定の流入量を求めた｡ 表−３に降雨量､ 後背地からの流入点を設けて湛水深の変動を記録した｡ 図−７に推定点の量､ 水路からの排水量および埋立地内への流入量を示す｡

位置と境界の位置を示す｡ 境界条件は埋立地東端部に流台風による大量の降雨と大潮が重なったために､ 両方の入境界を設置し､ 推定した越波量を与えた｡ それ以外でピークであった午前８時には後背地からの流入量が水路

13二次元不定流モデルによる新門司埋立地の高潮水害シミュレーション (岡田・小川)

図−９表−４Section

午前７時､ 0-200m 区間における各波高､周期の波の頻度

Wave period(s)

2.25

7.5

Frequency
45

1.75

7.5

46

2.25

7.5

46

400- 600m

1.75

7.5

48

600- 800m

1.75

7.5

50

800-1000m

1.75

7.5

53

1000-1200m

1.75

7.5

53

1200-1400m

1.75

7.5

56

1400-1600m

1.75

7.5

57

1600-1800m

1.75

7.5

58

1800-1985m

1.75

7.5

58

200- 400m

倒壊部の越流量図−11

非倒壊部の越流量

各区間において午前７時に卓越した
波高､ 周期および頻度
Wave height(m)0- 200m

図−10からの排水量を上回り､ 埋立地内への流入が発生した｡


波高と周期の結合分布
図−９に波高と周期の結合分布により求めた午前７時､0-200m 区間における各波高､ 周期の波の頻度である｡
縦軸が波高 (m)､ 横軸が周期 (s) を表す｡ 平均波高m､ 平均周期 s であった｡ この１時間
で頻度が多かったのは､ 波高2.25m､ 周期7.5 s の波で

図−12あり､ その波数は45であった｡ その他の区間については埋立地全体での越波量

午前７時で多かった波の度数のみを表−４に示す｡ この倒壊時の越流量を比較すると最大で約59倍の差が生じた｡

時間帯は潮位が５m 程度あったため倒壊の発生しなかっこの結果をもとに､ 埋立地全体での越波量を計算したもた区間においても越波被害が発生したと考えられる｡のを図−12に示す｡ 倒壊の発生した午前７時に越波量が急激に増加している｡ 越波量が最大となったのは午前７

せきの公式から求めた越波量時30分ごろでありその後は徐々に減少している｡

倒壊が発生した時間は明らかになっていないが､ 波浪が卓越したことから午前７時に倒壊が発生したとして計

シミュレーション実行結果算を行った｡ 図−10に倒壊部の､ 図−11に非倒壊部の越降雨量､ 越波量および空中写真により作成した DEM

流量をそれぞれ示す｡ 地盤高が5.5m であった倒壊部にを入力としてシミュレーションを行った｡ 湛水深推定点

おいては､ 潮位と地盤高の差がほとんどなくなり､ わず

での水位変動を図−13に示す｡ 標高の低い北側で湛水深

かな波でも越波が発生したために､ 倒壊の発生した午前が大きくなると予想したが､ 地点1,2ではあまり大きく

７時以降には､ 越波量が非倒壊部よりもはるかに多くなっならなかった｡ これは､ 埋立地の北部には障害物となるた｡ 特に午前７時から８時30分の間は常に越波が発生しような建築物が存在せず､ 湛水がスムーズに排水されたており､ 被害が深刻であったことがわかる｡ 倒壊時と非ためだと考えられる｡ 図−14に埋立地北東部から西側を14地球環境研究,Vol.9(2007)

図−13

湛水深推定結果

図−14

新門司南地区北端部の写真

図−15

新門司南地区南端部の写真

図−16シミュレーション実行画面 (午前６時30分)

図−17シミュレーション実行画面 (午前７時00分)ためである｡ 湛水深の時間変動に注目すると２つの傾向
向いて撮影した写真を示す｡ 反対に､ 地点１､ ２よりもが見られる｡ 1つは越波が開始してから湛水深が急激に標高の高い地点９で湛水深が大きくなってしまった理由

増加して､ 午前７時から７時30分の間に上昇が止まり､としては､ 地点９の東側に盛り土が存在しており､ 南側

その後はほぼ横ばいとなるもの｡ もう１つは湛水が開始の開口部から流出する湛水が地点９付近に集中したためしてから常に横ばいか微増をしているものである｡ 護岸と考えられる｡ 図−15に埋立地南東部から西側を向いてから近い地点や周囲と比較して標高の低い地点が前者に撮影した写真を示す｡ 護岸からの距離が近い地点４､ ８

該当し､ 護岸から遠い地点と周囲よりも標高の高い地点

では湛水深が大きくなっているが､ 地点３はあまり湛水が後者に該当している｡ シミュレーションの実行画面を深が大きくない｡ これは､ 地点３が私有地内であり､ そ

図−16､ 17､ 18､ 19に示す｡ 午前６時30分から越波が開の直前にある道路などと比較して標高が高くなっている

始して､ 周囲と比較して標高の低いところを流れるよう15二次元不定流モデルによる新門司埋立地の高潮水害シミュレーション (岡田・小川)

図−18

シミュレーション実行画面 (午前７時30分)

図−20
表−５

越波開始から徒歩による避難が不可能になるまでの時間 (分)10分間ごとに増加した避難不可能な領域の面積
Increased area(m2)TimeTotal area(m2)Area rate for whole
reclaimed land (％)

06:30 - 06:40

13,90013,9000.8

06:40 - 06:50

46,10060,0003.3

06:50 - 07:00

109,100

169,100

9.4

07:00 - 07:10

159,400

328,500

18.2

07:10 - 07:20

141,800

470,300

26.0

07:20 - 07:30

118,000

588,300

32.6

07:30 - 07:40

101,800

690,100

38.2

07:40 - 07:50

63,900754,000

41.7

07:50 - 08:00

44,700798,70044.2

する割合を示す｡ 護岸が倒壊するまでの30分間では､ 徒歩による避難が不可能な領域は護岸近傍のみであり､ 埋立地全体の10％未満であった｡ しかし､ 護岸倒壊が発生してからは､ 避難不可能な面積が急増していることがわかる｡ このことから､ 護岸倒壊前に避難を開始していれば比較的安全に避難を行うことができたが､ 護岸倒壊後
図−19

シミュレーション実行画面 (午前８時00分)

は徒歩での避難が困難であったと考えられる｡ また､ 前節で述べたように埋立地の北部では排水がスムーズに行に湛水が進行した｡ 埋立地の中央部から南部にかけては､われたために､ 避難不可能となるまでに中央､ 南部より道路上を伝わって越波した海水が進行したと思われるが､も時間的に余裕があったと考えられる｡

今回は DEM の分解能が10m であったため完全に道路を抽出できなかった｡


避難可能性

４. 結

論

本研究では､ 1999年に台風9918号によって引起こされ

図−20にシミュレーション開始 (午前６時30分) から､た北九州市新門司南地区における越波水害に対して越波

各ピクセルが初めて避難不可能になるまでにかかった時

量推定および二次元不定流モデルによる湛水状況の再現間を示す｡ また､ 表−５に各10分間ごとに増加した避難を行なった｡ 以下に結論を述べる｡

不可能な領域の面積､ その合計､ および埋立地全体に対

16

まず､ 波の度数分布をもとにせきの流量公式を用いて

地球環境研究,Vol.9(2007)

越波量を推定した｡ 倒壊部は､ 護岸全体の約7.8％程度

５) Pierson, W. J. and L. Moskowitz: A proposed spectral

であったが､ 越波の発生する頻度が高く､ 午前７時から

form for fully development wind seas based on the similar-

８時30分の間は常に越波が発生していた｡ また､ １波ご

ity theory of S. A. Kitaigorodskii, Jour. Geophys. Res., No.

との越波量も多くなるため､ 越流量は倒壊部と非倒壊部では最大で約59倍の差が生じた｡ このことから､ 上部工の倒壊が新門司南地区における越波被害の最大の要因であったと推定される｡
つぎに､ 二次元不定流モデルを用いて､ 降雨量､ 空中
写真から作成された DEM およびせきの流量公式で求められた越流量を入力データとして､ 氾濫シミュレーショ
ンを行った｡ 降雨量は､ 埋立地内に降ったもの以外に後背地からの流入も考慮した｡ 降雨が増加し､ 満潮となった午前８時には流入量が排水路からの排水量を上回り､埋立地内へ1.2m3/s で流入した｡ シミュレーション結果

69, pp5181-5190, 1964.
６) 光易恒：風波のスペクトルの発達−有限な吹送距離における風波のスペクトルの形について−, 海岸工学講演会論文集, Vol.17, pp.1−7, 1970.
７) Longuet-Higgins, M. S.: On the joint distribution of theperiods and amplitudes of sea wave, Jour. Geophys. Res.
No.80, pp. 2688-2694, 1975.
８) 石原藤次郎, 岩垣雄一, 三井宏：海岸堤防の越し波防止効
果について, 海岸工学講演会講演集, Vol.4, pp.99−109,
1957.
９) 富永正照, 佐久間襄：海岸堤防の越波量について, 海岸工学講演会論文集, Vol.17, pp.133−140, 1970.
10) 吉川秀夫, 椎貝博美, 河野二夫：海岸堤防の越波に関するから埋立地内に浸入した海水はその周辺よりも比較的低基礎的研究  , 海岸工学講演会講演集, Vol.14, pp.118-

い､ 道路のような部分を水路代わりとして進行していっ

122, 1967.

たことがわかった｡
最後に､ シミュレーション結果から､ 徒歩による避難が不可能になるまでの時間を求めた｡ 越波が開始してか

11) 合田良実：防波護岸の越波量に関する研究, 港湾技研報告,
No.9/Vol.4, pp.3−41, 1970.
12) 岩崎勝義, 岡田豊：はん濫を伴う洪水の計算―静岡巴川への適用―, 土木技術資料, No.18/Vol.4, 1976.

ら､ まず埋立地の中部と南部で避難不可能な領域が増加

13) 村上仁士, 細井由彦, 島田富美男, 三野秀樹：堤越波時おしていった｡ このことから､ 新門司埋立地では北部を避よび越波後の津波の水位, 流速の特性に関する基礎実験, 海難経路として使用したほうが安全であることが示唆された｡ 本手法を用いることにより定量的な指標を用いた避難計画の作成に貢献することが可能である｡

岸工学講演論文集, No.35, pp.592−596, 1988.
14) 川池健司, 井上和也, 戸田圭一, 林秀樹：市街地の高潮氾
濫解析法の研究, 海岸工学論文集, No.45, pp.331−335,
1998.

謝

辞
本研究を行なうにあたり､ 関係諸氏には資料提供及び

15) 小谷美佐, 今村文彦, 首藤伸夫：GIS を利用した津波遡上計算と被害推定法, 海岸工学論文集, No.45, pp.356−360,
1998.

現地調査での便宜をいただいた｡ 千葉商科大学宮田大輔

16) 岩佐義朗：数値水理学, pp.146−148, 丸善, 1995.

講師にはシミュレーションについてのアドバイスをいた

17) 平石哲也, 平山克也, 河合弘康：台風9918号による越波被だいた｡ 重ねて厚くお礼申し上げたい｡ また､ 測量に協害に関する一考察, 港湾技研資料, No. 972, pp.19, 2000.

力してくれた研究室の方々にも謝意を表したい｡

18) 永井紀彦, 橋本典明, 佐藤和敏：台風9918号による西日本
沿岸の波浪と潮位の出現特性, 港湾技研資料, No.968,

参考文献
１) Sverdrup, H. U. and W. H. Munk: Wind: Sea and swell.
Theory of relations for forecasting, No.601, 44p, 1947.
２) Bretschneider, C. L.: The generation and decay of wind
waves in deep water, Trans. A. G. U., No.33./Vol.3, pp. 381389, 1952.
３) Longuet-Higgins, M. S.: On the statistical distributionsof sea waves, Jour. Marine Res., Vol.9/No.3, pp245-266,
1952.

pp.47, 2000.
19) 齋藤恵介：台風9918号による新門司埋立地の水害シミュレー
ション, 立正大学修士論文, 153p, 2004.
20) 椿東一郎, 荒木正夫：水理学演習上巻, pp. 206−207, 森
北出版, 1961.
21) 合田良実：数値シミュレーションによる波浪の標準スペク
トルと統計的性質, 海岸工学講演会論文集, No.34, pp.
131−135, 1987.
22) 出口一郎, 椹木亨：新編海岸工学, pp. 25, 共立出版,
1996.

４) Pierson, W. J., G. Neumann and R. W. James: Practical23) T. Ishihara and T. Ida: Supplemented formulas for rec-methods for observing and forecasting ocean waves bytangular weirs without end-contractions., Japan National

means of wave spectra and statistics, U. S. Navy
Hydrographic Office Publication, No. 603, 284p, 1955.

Congress for Applied Mechanics, No.1, pp. 381-384, 1951.
24) Rao

N.

S.

G.

and

Muralidhar,

D:

Discharge17二次元不定流モデルによる新門司埋立地の高潮水害シミュレーション (岡田・小川)

characteristics of weirs of finite-crest width, La HouilleBlanche, No.5, pp. 537-545, 1963.
25) 末次忠司：氾濫原管理のための氾濫解析手法の精度向上と応用に関する研究, 九州大学学位論文, 1998.

要旨

1999年に発生した台風9918号によって引起こされた北九州市新門司南地区における越波水害に対して越波量推定および二次元不定流モデルによる湛水状況の再現を行なった｡ 新門司南地区では台風襲来時の波力で護岸が倒壊した｡ 波高と周期の結合分布を用いて波の度数分布を作成し､ せきの公式を用いて越波量を推定した｡ 二次元不定流モデルを用いて､ 降雨量､ 越波量､ DEM を入力データとして越波した海水の水害シミュレーションを行った｡ 推定結果から倒壊部では越波量が非倒壊部よりも最大で約59倍増加したことがわかった｡ このことから護岸倒壊が新門司南地区における越波被害の最大の要因であったと推定される｡ また､ シミュレーション結果から湛水深の変動も再現し､ 避難可能性についての考察を行った｡

Submergence damage simulation of Typhoon 9918 at New Moji District
with a two-dimentional unsteady flow model
Naoki OKADA＊, Susumu OGAWA＊＊＊

University of Tokyo
Rissho University＊＊

Typhoon 9918 brought wave over topping damage at New Moji District, Kita-kyushu, Fukuoka
in 1999. Then the over topping rate was estimated from the tide observation and the ponding state
was reproduced with a two-dimentional unsteady flow model. At the south New Moji District, someseawalls collapsed by wave forces in the typhoon invasion. First, the frequency distribution was
produced with the joint distribution of wave heights and periods, and the over topping rate was estimated with a weir formula. A two-dimensional unsteady flow model was used and the over topping damage was simulated from the input data: precipitation, the over topping rate, and DEM.
From the simulation results, over topping rates at collapsed seawalls were 59 times as much as theoriginal at most. Therefore, seawall collapse might cause the over topping damage at New Moji
District at least. A time series of the ponding state was reproduced with the simulation, and refuge
possibility was examined.

Keywords: wave over topping, joint distribution, weir formula, distributed runoff model

18