農業水利施設管理者のための災害対応計画策定技術
研究開発の背景北海道では、通水量十トンをこえる農業用コンクリート開水路は珍しくありません。このような水路が大規模な地震災害により被害を受けて、決壊や溢水という事態なれば、農地だけでなく被災箇所によっては住宅地や幹線道路などに甚大な浸水被害を及ぼすおそれがあります。しかし、地震災害に対する施設のハード対策には限界があります。そこで、ソフト対策も合わせた災害対応の強化が必要になります。そのソフト対策として、本研究では、大規模地震災害に備えた災害対応計画の策定技術を開発しました。
水利施設や社会インフラの耐震対策には限界がある！

農業水路ゲート
門柱の破損

幹線道路の被災による不通災害対応力の強化が必要！

水管理システム現地踏査および設備機器の目視調査

取水ゲート操作

現地調査結果の整理事例

大規模地震災害時に想定される農業水利施設の被害およびその被害発生に対処する施設管理者の災害対応行動が阻害される状況という観点から、現地の水路施設における被害想定と対策の洗い出しを行います。例えば、水路沿線の管理用道路が河川によって寸断されている状況などに対して、事前に迂回路や水路へのアプローチ方法を確認しておくなどの対策が重要であると考えます。また、災害対応に必要な設備機器に関しては、その機能と特性を知っておくことが重要です。
例えば、電源が喪失した場合に備えて、手動によるゲートの開閉が可能であるのか確認しておく必要があります。
本研究では、このような災害リスクの観点からの現地調査の実施を提案します。

頭首工a.設備機器名
取水ゲート設備：
b.構成要素c.機能

d.リスク（想定被害）

部位
動力開閉装置e.原因（リスク発生の原因）
災害分類

f.他への影響内容

動 力 に よる ① 電 力 不 足 によ 地震/豪雨 電力不 足に よる 動力装置の始動不 ・自重降下へ の切
ゲ ー ト の 自動 り 開 閉 装 置 を稼

動力装置の停止能による開閉不能 り替え（全閉時）

降 下 を 行 う開 動 で き な い 状態替え（開閉操作）

力 停 止 時 には地震

動力装置の損傷

手 動 に 切 り替 ② 機 器 の 故 障や装置

自重降下レバーが 行 え る 構造 り 、 動 力 開 閉がである。

行 え な い 状 態と延
地震/豪雨 開閉機 、ブ レー 動作及び操作不能

取水口（用水路側）側で流量調整 （分水工の開放）

キ機構 など 重要 による開閉不能なる。
開度計

動力による開閉不 下流放流工の 放流能による操作の遅 操作に移行、 支線

え て 開 閉 操作 部 位 の 損 傷 によ

開閉

流れの方向・手動操作へ の切

閉 装 置 で 、動 となる。
ラックg.対策案

部位の故障
地震/豪雨 ラックの変形

開閉抵抗の負荷増

損傷

大による開閉操作

電磁クラッチの遅延歯車減速機構取水ゲートの開閉装置

災害対応の遂行を阻害する原因事象の特定と対策の検討
河川

支線水路
FTAの利点
地震災害時における水路およびその沿線域の安全を確
水位観測
分水 水位観測(1)機械設備の故障からヒューマンエラーまで、異なる特性の保するためには、施設管理者の災害対応が速やかに遂行
取水ゲートゲートリスクを統一的に解析することができる。
水位計
水位計されることが必要不可欠です。地震発生直後において、幹線水路(2)リスク事象および対策を網羅的に探索することができる。
放流
施設管理者は、水路における水位を手持ちのスマートフ(3)リスクの重要度および対策の効果などを定量的に評価する
施設管理者
頭首工
ゲート
水位データことができる。
ォンで確認し、異常があれば即座に頭首工へ向かい取水の送信
データ管理
取水ゲート
サーバー
ゲートを閉鎖します。災害対応は人や情報通信、設備機の閉鎖
大規模地震発生直後における災害対応器など様々な資源が関わるシステムです。そのため、そ操作方法の忘却防止
操作手順書の作成の資源が１つでも機能を喪失すれば、災害対応はストッ
定期的な操作の実施
取水ゲートの閉鎖不能 頂上事象
：基本事象
操作室内に手動操作手誤操作の防止プしてしまうおそれがあります。そこで、大規模地震時順を掲示に想定されるあらゆる被害に備えて、可能な限り対策を 対応行動開始
操作ミス
操作レバーなどに開閉被害情報収集判断の誤り（取水ゲート
取水ゲート
取水ゲート操作者の防止の操作方向を記したラの困難の困難を閉鎖しないと判断）の動作不能の不在実施することが必要であります。
ベルの添付
操作時の安全確保
施設
夜間のヘッドライトの（機械設備間近の本研究では、その対策検討方法として、FTA手法に着 管理者導入の被災作業になるため）ヘルメットの着用目しました。FTAとは、解析対象とする望ましくない事
頭首工管理者
取水ゲートへ取水ゲート
情報受信端末の不具合
的確な情報受信の困難への連絡不能の移動不能
操作の不能
手動操作を体にフィットした作業
象を頂上事象として、それが発生する原因を、FT図と実施するた服の着用めには（衣服の巻込防止）呼ばれる樹形状の図に整理していくことで、根本的な発 監視
被害情報伝達電話・メー
水管理システ
2人以上で操作を実施の困難
ルの不通
ムの不具合
モニター
取水ゲー
車両の頭首工通報の道路の生原因となる基本事象を特定して、その対策を検討する の損傷
ト躯体設
使用
管理者
設備故障の操作室内の棚や設備機不能不通
備の損傷
不能の被災防止・対応器の転倒・落下防止対方法です。地震発生直後における災害対応の目標は取水対策
策
地域の災データ
検討
電話・観測機
携帯電話
不明確な手動操作設備の日常的ゲートを閉鎖することですから、この場合の頂上事象は ・スマート メール 害対策本 被害情報 通信の 器の不な点検部立ち上不通の不通具合
フォンの使の伝達
電動操作の不能
手動操作の不能げ遅延「取水ゲートの閉鎖不能」とします。上位の事象が発生 用不能
代替対応
放流ゲート操作の実施する直接的な原因を下位に挙げていき、具体的な原因と現場の対応人員を養成
手動操作人
被害通報なし正常範囲の水位電源の喪失
発災後直ちに複数名の員の確保なる基本事象を特定します。その基本事象に対して、対管理者が頭首工に参集策を具体的に実施していけば、頂上事象の発現を低減で災害時協定による協力
水位
水位体制の確立
手動操作手動設備きるということになります。本研究では、FTAを用いた 被害発見 被害通報 被害情報
電動操作 電動設備 系統電力 予備電源 手動操作
データのデータ
人員の不の故障の紛失の困難の故障のミスのミスの困難の故障の停電
誤表示の不足足「手動操作不能」の大規模地震対策の検討を、農業水利施設管理者とともに発現を低減する対策「取水ゲートの閉鎖不能」を頂上事象とするFT図
実践し、その有効性を確認しました。
)

参考文献

マニュアルの作成
本研究成果を体系化して、災害対応計画策定マニュアルを作成しました。
本マニュアルに基づいて策定する災害対応計画は、既往の地域防災計画や事業継続計画を補完・補強するものです。農業水利施設における災害対応力の強化が期待できます。

農業用水路施設管理者のための災害対応計画策定マニュアル（案）
地震時対応 編国立研究開発法人土木研究所
寒 地

土 木 研

究 所

大久保天、本村由紀央、中村和正：基幹的な灌漑用水路における大規模地震
災害に備えた災害対応力強化対策の評価、農業農村工学会論文集、No.302(84-2)、pp.I_121-I_130、2016.
大久保天、立石信次、中村和正：基幹的灌漑用水路の施設管理における災害対応力強化対策、農村計画学会誌、36(3)、pp.422-425、2017.
大久保天、立石信次、今泉祐治：灌漑水路施設管理者のためのFTAを用いた大規模地震対策の検討、寒地土木研究所月報、No.809、pp.2-11、2020.

国立研究開発法人 土木研究所 寒地土木研究所 寒地農業基盤研究グループ 水利基盤チーム〒062-8602 北海道札幌市豊平区平岸1条3丁目1番34号 Tel 011-841-1764 Fax 011-842-9173