R6-16
阿蘇カルデラ壁で発生した山腹崩壊に伴う土砂と流木の到達範囲とそれに基づく危険区域設定の提案
宮崎大学農学部

○清水収

児玉龍朋

遷緩点からの土砂到達距離（ｍ）

1．はじめに
平成 24 年 7 月九州北部豪雨では，熊本県阿蘇地域において多数の崩壊が発生し，激甚な土砂災害となった。崩壊は阿蘇カルデラ壁に多く分布する長大斜面や 0 次谷において多数発生した。崩壊発生地点は斜面上方の傾斜 30 度以上の部分であったが，その下方には傾斜 30 度未満の斜面が長く続き，さらに下方に居住区域が立地する傾斜 10 度程度の緩傾斜地が分布する地形を成していた。このような斜面は急傾斜地の下端から下方の 50m 以内に人家等が現れないため，土砂災害警戒区域指定のための調査対象となりにくい。こうしたことから，阿蘇カルデラ壁に見られるような地形を成す地域においては，土砂の長距離到達を考慮して被害想定範囲を設定する必要があり，そのためには斜面の形状と崩壊発生部位，並びに土砂と流木の到達範囲に関する知見が求められる。
本研究では，平成 24 年 7 月九州北部豪雨の際に阿蘇カルデラ壁で発生した山腹崩壊を対象に，斜面の形状や崩壊の発生位置及び深さなどの崩壊の実態，流出した土砂と流木の氾濫範囲及びその内部における土砂の堆積厚と分布する流木の長さや向きなど，土砂と流木の氾濫実態を明らかにした。そして，これらの結果を踏まえ，長大斜面での崩壊による被害想定範囲の設定とその内部の危険度評価について提案した。
2．調査概要阿蘇カルデラ北東部の阿蘇市手野から中坂梨にかけて発生した崩壊のうち，比較的規模が大きく，家屋被害（一部では死者も伴う）が発生した 5 カ所の崩壊地を選び，北から順に調査地 1～5 と命名した。
調査に用いた資料は，災害前（2009 年）と災害 6 ヶ月後（2013 年 1 月）に計測された航空レーザ計測データ（以下，LP データ）
，災害直後（2012 年 7 月）に撮影された斜め空中写真，そして LP 計測とは別に災害 6 ヶ月後（2013年 1 月）に撮影された垂直空中写真のオルソ画像である。これらを用いて，崩壊の長さや幅，深さなどの崩壊状況，土砂到達距離，氾濫域における土砂の堆積厚，流木の分布と長さ等の氾濫実態を調査した。
3. 調査結果
崩壊は，直線斜面および浅い凹型斜面の中腹から上部，ならびに 0 次谷の上部から発生していた。崩壊の上端は傾斜 30 度以上の部分に位置していたが，削剥は下方にも長く続き，傾斜 30 度未満の部分にも連続していた。崩壊の規模は，削剥長さ 110～190m，幅 20～50m，深さ 1～8m 程度であった。土砂は遷緩点付近あるいはその少し下方から氾濫と堆積を始めており，遷緩点から氾濫末端までの土砂到達距離は 180～225m であった。
土砂堆積厚について，氾濫域の広い範囲に厚さ 0.5m 以上の堆積が分布していた。最大堆積厚は，局所的にわずかに認められた約 2m を除けば，いずれの調査地でも概ね 1.5m 程度であった。
流木について，災害前の林縁から氾濫域先端までを調査範囲とし，空中写真画像を用いて流木の長さ分布，氾濫域を斜面側から上方・中間・下方に分けた場合の区間ごとの本数密度，区間ごとの長さ分布を調査した。流木の長さ分布は，長い流木の多かった調査地１，２や短い流木の多かった調査地４，５のように調査地によって異なっていた。
区間ごとの本数密度は，上方に多く下方に少ない傾向が認められた。区間ごとの流木の長さ分布は，いずれの調査地でも長い流木は上方および中間区間に多く，下方区間には長い流木が少なかった。
また，流木が単木で家屋に衝突した際の衝撃力に関する検討を行い，本調査地の条件では長さ 16m 以上の流木が衝突によって家屋を損壊させるおそれがあることが分かった。
4．考察
調査結果より，氾濫・堆積の開始した位置は遷緩点あるいはその少し下方であった。また，人家や農地等の保全対象も遷緩点から下方に立地している。したがって，土砂災害ソフト対策としての危険区域（被害が想定される範囲）は，遷緩点を基準点として，そこから下方に設けられるべきである。な250
お，土砂災害防止法における急傾斜地崩壊の土砂災害警戒区域指定の際
調査地３に基準点となる急傾斜地下端は，本研究のいずれの調査地においても，調査地５200調査地２
遷緩点より上方の削剥が盛んに発生した範囲の中にあった。このため，調査地１調査地４
本研究が対象としたような斜面縦断形状を持つ地域においては，急傾斜
150
地下端は警戒区域を設定する際の基準点として適切でない。
100
そこで，本調査結果に基づき被害が想定される危険区域の設定について検討する。遷緩点から氾濫域先端までの土砂到達距離は 180～225m で50あり，このように土砂が遠方まで届いたのは長大斜面や 0 次谷の高い位0置で崩壊が発生したため，土砂が大きな運動エネルギーを得たことによ
050
100150ると考えられる。この場合，遷緩点を基準点として，崩壊上端までの比遷緩点から崩壊上端までの高さ（ｍ）
高と土砂到達距離（水平距離）との間には比例関係があると考えられる
図－1 崩壊上端までの高さと土砂到達距離ため，各調査地でその比を求めた（図－1）。調査地 2 で 3.7 倍と最も比との関係- 362 -

流木の到達率（％）

が大きくなったが，その理由として削剥から堆積に転じる地点が遷緩点の 60m 下方であったため，その距離に見合う分だけ氾濫域先端も遠方に延びた可能性が考えられる。そこで調査地 2 を例外とすると，崩壊上端までの高さと土砂到達距離との比は 1.5～3 倍となった。崩壊は遷緩点から最も高い位置で発生する場合として，急傾斜地（傾斜 30 度以上）の上端から発生する可能性もある。そのため，設定すべき危険区域としては遷緩点から急傾斜地上端までの高さを基にし，これに前述の比を適用して急傾斜地上端までの高さの 1.5～3 倍の距離までの範囲にすべきと考える。
次に，この考え方で危険区域を設定する場合，遷緩点から急傾斜地上端までの高さが調査地によって 110m～180m あったため，危険区域は遷緩点から最大で 540m という非常に広大なものとなる。この場合，危険区域の内部における相対的な危険度の違いを把握できれば，警戒避難や土地利用に対してより実効的な対策が取れる可能性がある。そこ
で，危険区域内部における相対的な危険度を本調査で得られた土砂と流木の分布から考察した。
まず土砂については，家屋損壊場所周辺の土砂堆積厚に注目する。家屋損壊が生じた場所の周辺には，ほぼ全てに厚さ 0.5m 以上の土砂堆積が認められた。このことから，厚さ 0.5m 以上の土砂堆積が生ずる場所では家屋の損壊がほぼ確実に発生すると考えられる。さらに，家屋全壊に注目すると，全壊の場所の全てが堆積厚 1.0m 以上の直ぐ近くか，または堆積厚 1.0m 以上の地点よりも上流側（遷緩点側）に位置していた。この範囲（堆積厚 1.0m 以上を有する最も下流の地点より上流側）では 10 戸中 7 戸が全壊である。遷緩点から堆積厚 1.0m の最下流地点までの区間においては，土砂移動の最中，移動している土砂の高さ（移動層の厚さ）が地面から 1.0m 以上あったと想像され，そうした区間では家屋が全壊する可能性が高い（例えば上述の 70％）と判断される。以上の結果をまとめて，表－1 に示す土砂による 3 段階の危険度ランクを提案する。表の右端には危険区域内における各ランクの空間的広がりに関して，本調査結果を記載した。
次に流木については，移動している流木が家屋に衝突し，その際の衝撃力によって家屋が損壊する危険度を評価対象とする。結果で述べたように，長さ 16m 以上の流木は単木での衝突によっても木造の壁を損壊させるおそれがあることから，長さ 16m 以上の流木の到達本数率によって，危険区域内における相対的な危険度を表わすことにした。長さ 16m 以上の流木は調査地 1，2，3，5 でそれぞれ 16 本，15 本，21 本，12 本であったが，これらが遷緩点から下方へ向かうに従って徐々に堆積していき，到達本数率が低下していく状況を図－2 に示した。流木による危険度の区分にあたって，到達本数率 50％と 10％を境にして 3 つのランクに分ける
10090ことにした。なお，到達本数率 10％とは，その地点を通過してさらに調査地１80
調査地２70
下方へ届く流木はごく少数であるという意味を意図している。表－260調査地３に示すように，長さ 16m 以上の流木のうち，50％以上が到達する範囲50調査地５40を危険度ランク 3，それ以降で 10%以上が到達する範囲を危険度ランク
30202，それ以降の範囲を危険度ランク 1 と提案する。なお，図－2 におい
100て到達本数率 50％と 10％に該当する遷緩点からの距離を読み取り，そ200
150
100500
れらが各調査地の土砂到達距離の何パーセントであるかを求め，これ遷緩点からの水平距離（ｍ）に基づき表－2 の右端に各ランクの範囲の下端の位置を記載した。
図－2 長さ 16m 以上の流木の到達本数率
謝辞
本研究は，国土交通省河川砂防技術研究開発公募の平成 26～28 年度採択テーマ「火山地域における樹木を伴う山腹崩壊の発生と流動」（代表者 丸谷知己北海道大学教授）による研究の成果の一部であり，LP データは国土交通省
九州地方整備局より，空中写真は熊本県阿蘇地域振興局より提供をいただいた。また，砂防フロンティア整備推進機構の援助もいただいた。ここに記して，関係各位に深く感謝申し上げます。
表－1 土砂による家屋被害の危険度ランク
危険性の内容堆積結果による範囲の判別

現象の予測による範囲の設定

各範囲下端の位置（本調査の結果）土砂による危険度ランク３

家屋が全壊する可能性が高い

遷緩点から堆積厚 1.0m の最下流地点まで移動している土砂の高さが 1.0m以上と予測される範囲

遷緩点から土砂到達距
離の約 70%の位置

土砂による危険度ランク２

家屋の損壊が確実に発生するランク３の下端から堆積厚0.5m の最下流地点まで移動している土砂の高さが 0.5m以上 1.0m 未満と予測される範囲

遷緩点から土砂到達距
離の約 85%の位置

土砂による危険度ランク１

ランク２よりも危険性小ランク２の下端から氾濫域の先端まで移動している土砂の高さが 0.5m未満と予測される範囲

土砂到達距離と同じ距
離の位置

表－2 大型の流木による家屋被害の危険度ランク
危険性の内容範囲の設定

各範囲下端の位置（本調査の結果）

流木による危険度ランク３

単木での衝突によって家屋を損壊させる流木が多く到達する

遷緩点から到達本数率 50％の地点まで

遷緩点から土砂到達距離の約 50％の位置

流木による危険度ランク２

単木での衝突によって家屋を損壊させる流木が到達する

ランク 3 の下端から到達本数率10％の地点まで

遷緩点から土砂到達距離の約 75％の位置

流木による危険度ランク１

ランク２よりも危険性小ランク 2 の下端から氾濫域の先端まで土砂到達距離と同じ距離の位置- 363 -