東北地方大平洋沖地震による漁港漁場漁村被害の特徴と復旧（独）水産総合研究センター・水産工学研究所
中山哲嚴・明田定満＊・八木宏・浅川典敬・桑原久実・澤田浩一

１．本論の趣旨
本年 3 月 11 日に発生した東日本大震災は、東北地方太平洋岸の漁業地域に未曾有の大災害をもたらした。青森から千葉に位置する津々浦々の漁港は、まさに壊滅的な被害を受け、殆どの漁村において水産業の機能が失われ、現時点でも本格的な復興への道筋が未だ見えない状況にある。水産工学研究所では震災発生以来、調査団を編成し青森から千葉に至る拠点的な漁港の現地調査を実施するとともに、漁場内に堆積した瓦礫調査を行った。漁港調査は当該地域に位置する拠点的な漁港として、三沢、田老、山田、大槌、大船渡、気仙沼、志津川、女川、石巻、閖上、松川浦、銚子の計 12 漁港で実施した。それぞれの漁港において、網羅的に被災状況を調査するとともに、重大な被災について詳細な測量を行い、被災メカニズムの解明に努めた。漁場に関しては、津波の引き波により陸上由来の瓦礫が多量に漁場内に堆積し、今後の漁業の復興に多大な支障となることが想定されるため、岩手県山田湾を事例として、瓦礫の堆積状況を把握に努めた。これらの調査結果を踏まえ、今後の復興に向けて、当該施設等において如何なる考え方で施設の復旧を行うことが望ましいか検討している。調査結果の詳細な解析については、随時結果を算出しているところであり、ここでは現地調査結果の概要について述べる。

２．現地調査の結果
２．１漁港施設の被災状況（１）係留施設
岸壁に代表される係留施設は、通常土圧により設計条件が決定されることから、津波の流体力よりも地震の震動により被災することが想定されている。今般の現地調査の結果、構造形式により被災状況が異なることが判明したが、地震による被災の直後に津波による流体力が働くことにより壊滅的な崩壊をもたらすケースが散見されたことは特徴的である。構造形式による特徴として、桟橋式の構造は、比較的震動に対する耐久性があると考えられ、

図１

杭式構造の被災（閖上）岸壁本体が変状したケースが殆ど確認できなかった。しかしながら、本体と背後エプロン間の渡版が津波の揚圧力により飛散（図１）しており、部分的な脆弱性が判明した。矢板構造では地震動が背後の盛り土に作用し、矢板にはらみ出しが生じるとともにエプロンの沈下を招く被災が典型的である。図２は図１と連続する係船岸であるが、被災状況が全く異なることを顕著に示している。更に、今般の震災の特徴は、このエプロンのひび割れが次の崩壊の連鎖を招いていることである。即ち、ひび割れたエプロンに津波が来襲し、引き波の流体力により、エプロン及び盛り土を流出し、壊滅的な倒壊を生じせしめたものである。図３は防潮堤の門扉が流出した後、引き波による流れが発生し、その流体力により矢板が前面に大きく倒壊したと想定される。このように複合的な崩壊の連鎖によって壊滅的な被災が生じたことは今般の震災の特徴である。重力式（ブロック式）構造のうち、直立消波構造も今般の震災で脆弱性を露呈した。崩壊のメカニズムは矢板式と異なり、この場合津波の押し波と想定される流体力により、堤体全体が持ち上げられ流出したと想定される被災例が散見された。例えば、田老漁港の直立消波構造の岸壁は、被災後跡形もなく流出（図４）しており、直立消波ブロックは、陸側に約 50m 流出した状況（図５）であった。直立消波ブロックの消波構造上空隙が大きいことから比較的軽量であり揚圧力に耐久できなかったと考えられる。今後、このタイプの構造検討をする際には、ブロック間の結束を強めることなどの対応策を検討することが必要と考える。

図２

矢板構造の被災（閖上）図３

矢板構造の被災（大槌）図４

ブロック流失後の状況

図５

飛散した直立消波ブロック

図６

ケーソン式防波堤の被災

図７

セルラー式防波堤の被災（２）外郭施設
防波堤に代表される外郭施設は、通常水圧により設計条件が決定されており、地震の震動により損壊したと想定される状況は確認されなかった。津波による施設の損傷は、地形等に起因する津波の流れの強さにより、個別施設でその程度は様々であるものの、全般的に損傷の程度は大きく今般の津波の規模の大きさを示していた。係留施設と異なり構造形式による特徴的な崩壊パターンは確認されていないが、個別施設の設計条件と局所的な津波の流体力に大きな差が生じた施設に壊滅的な崩壊が生じたと考えられる。図 6 は、外港部に設置したケーソン式の防波堤の飛散状況であるが、強烈な押し波による流体力により本体工が押し流されたものである。また、内湾の比較的波浪条件の良い箇所に設置のセルラー構造の防波堤（図 7）も壊滅的な被害を受けている。津波の流れについては、今後詳細解析を進めるなかで解明すべき課題であるが、隅各部、狭隘部等の流れが集中する箇所で被災が顕著になっている傾向があった。

（３）その他施設（荷捌き施設）
今般の震災では被災地全ての市場機能が停止したところである。現在、徐々に復興に向け施設の改修等が進められているが、大きな問題として広域的な地盤沈下への対応が残っている。図８〜９は気仙沼魚市場であるが、海面が岸壁とほぼ同じ高さまで迫っていることが確認できる。満潮時には冠水する部分もあり、応急工事にて嵩上げを行い、フォークリフト等の車両の通行を確保している。この様な状況は石巻、女川等の漁港も同様であり、背後の土地利用も含めて、今後解決すべき重要課題となっている。

図８

ブロック流失後の状況

図 10 タンクの流出状況（気仙沼）

図９

冠水と嵩上げ対応の状況

図 11 防波堤上に流出したタンク（石巻）（４）その他施設（給油タンク）
給油タンクは、構造上水の浮力を受けやすいことから、津波により容易に流出し被害を出したところである。
津波が来襲した漁港に存するタンクは、殆どがこのような状況で流出し、海域への重油の流失や火災の発生を招いたところである（図 10〜11）。従来、タンクの設計にこのような流体力を考慮していないことから、今後津波を外力に想定した設計についても検討する必要があると考える。

２．２地震に揺れによる被災
調査対象漁港において、被災した係留施設の延長と被災の程度について解析した結果、使用不能延長が全延長に占める割合が約 20％となっており、軽微な損傷であって応急的な工事を行うことにより、その後の係留施設の利用が可能となる施設が比較的多いことが判明した。ただし、この場合施設自体は健全に保持していても、広域的な地盤沈下により、岸壁の機能が低下している施設が多数存在するため、今後の復旧にあたっては考え方を整理する必要がある。地震による被災に関しては、震動の特徴等から地域的な差異が観測された。図 12 は、調査対象漁港ごとに被災岸壁のエプロン沈下量の最大値を図示したものである。この図から、岩手県と宮城県の県境北緯 39 度を境として、被災の程度が大きく異なることが分かる。当時の震動については、今後の詳細解析によるが、広域的な沈下が発生した地域とエプロンの沈下量にも相関があり、地震の揺れによる影響が地域により異なっていると考えられる。
40洗堀
岩手県
39

北緯(度)

洗堀
宮城県

洗堀

38

福島県
37
02550
最大エプロン段差(cm)75

図 12 最大エプロン沈下量と緯度100

図 13 津波により洗堀された防波堤マウンド周辺の状況（大槌漁港）

２．３津波による被災
今回の津波による被災のパターンとしては，津波の強い水平力によって外郭施設の堤体（ケーソン等）が移動・飛散したと想定されるケースの外に、堤体を越流した強い流れや防波堤端部における局所的な流れにより、基礎工や海底地盤の部分的な洗掘・崩壊を伴って堤体が倒壊したと想定されるケースが確認された。図 13 は，一例として大槌漁港の南防波堤周辺の海底の状況をマルチビーム音響測深器で計測した結果である．被災前に元々存在した開口部（図中の左側２箇所）と津波よってケーソンの倒壊が発生した部分（図中右側１箇所）の合計３箇所で防波堤背後に顕著な洗堀が生じており，これは津波による強い流れにより基礎工・海底地盤が洗堀され，洗堀箇所周辺の構造物の倒壊に影響を及ぼした例と推察される．このように，津波の強い流れによる基礎工や海底地盤の洗堀は,今後，漁港施設の耐津波特性の向上のための重要な要素になると考えられる．

２．４漁場内の瓦礫分布（１）調査方法
調査海域の山田湾を図 14 に示す。期間は 2011 年 5 月 26〜29 日の内 3 日間である。調査には織笠丸（織笠漁協所属、4.9 トン）を使用した。瓦礫分布調査には、遊漁用に開発され低価格を実現した GPS 魚群探知機（LOWRANCE、ストラクチャースキャン HDS-10）を使用した（図 15）。この装置はサイドスキャンソナー機能を持ち 455kHz と 800kHz が利用可能であるが、今回は調査範囲を水深 5〜35m としたため 455kHz を用いた。
サイドスキャンのレンジ幅は右舷左舷各 50m に固定した。この装置は直下の海底状況を調べる魚探を備えるとともに、船の現在位置や航路履歴を画面表示が可能であり（図 16）、これらデータを保存する機能を持つ。船速は海中の養殖ロープ等を確認できる約 3kt とした。調査終了後、サイドスキャンや魚探のデータをパソコン上で再生し、瓦礫の有無等の再確認、キャプチャー機能を用いた再保存と出力を行ない、瓦礫の位置、種類、形状、寸法等を解析した。さらに、EXCEL を用いて瓦礫情報を整理し、この瓦礫データに基づき漁場内の瓦礫分布図を作成した。

魚探
サイド・ダウンスキャン

図 15

GPS 魚群探知機センサー部

図 14 山田湾

図 16 調査航跡図（２）調査結果①サイドスキャン画像
海底の瓦礫分布状況を捉えたサイドスキャン画像を示す（図 17〜20）。調査船の航跡は画像中央に示されており、画像の右側は右舷側の海底面の状況、左側は左舷側の海底面の状況を示している。画像の縦方向距離は船速 3kt の場合約 100m、横方向距離は右舷 50m 左舷 50m 計 100m である（画像の見方参照）。
図 17 には、養殖施設を海底に固定するブロック、土嚢が多数見られ、海底からロープが立ち上がる状況が見られる。筏の残骸はなく、ブロックや土嚢が曳きずられた痕跡が数多く見られることから、津波により養殖施設が移動させられた後、ロープが破断し筏が流出したことが窺える。図 18 には、海底に多数の木材片が散乱する様子が見られる。水深が浅くなると、陸域由来の瓦礫が確認される場合が多くなる。図 19 には、養殖施設の一部が水深 26m の海底から水面下 5m（浮子の浮力により直立）まで立ち上がる状況が見られる。また、海底面付近に見られるモヤ状は、落下した養殖網と推定される。図20 には、養殖施設の瓦礫が水深約 34m の海底から水面下 17m まで立ち上がり、（進路方向の)幅 60m に渡り養殖ロープが多数散乱している状況を見てとれる。海中から立ち上がる養殖ロープの海底付近にはブロックや土嚢が確認できる。このようなロープに船のプロペラが絡まると、漁船等小型船舶の運航上極めて危険となる。
②海底瓦礫マップの作成
海底瓦礫が確認できたサイドスキャン画像に基づき、瓦礫種類、瓦礫の位置（緯度経度及び水深、最浅部の水深）、特記事項等を整理し、EXCEL を用いて瓦礫一覧を作成した。瓦礫一覧データを GIS 画面上に表示すると、瓦礫分布図が作成できる。図 21 に山田湾内の瓦礫分布図を示す。山田湾では、湾内に散乱する瓦礫は陸上由来の家屋や自動車は少なく、津波で破壊され流出した養殖施設の残骸が主であることが明らかとなった。

この付近は顕著なブロック移動痕跡あり
木材片

不明(約6.5m長)

木材片や漁具ブロックや土嚢

水深24.9m
ロープ天端水深15.4m
木材片

水深29m

図 17 サイドスキャン画像（その１）

図 18 サイドスキャン画像（その２）水深34.3m

魚群
ロープと漁具水深26m
水面下5m

10.4m幅

17.1m

養殖施設

ロープ群
13.5m

漁具

60m
18.5m

ブロックや土嚢群

図 19 サイドスキャン画像（その３）図 20 サイドスキャン画像（その４）③瓦礫分布調査のまとめ養殖施設や漁具

1)遊漁用に開発されたサイドスキャンソナー

ロープ群
パイプ、木材などを用いた瓦礫分布調査法は安価で簡便であり、船など効率良く瓦礫分布を調べることができ、瓦礫分筋状痕跡布図を容易に作成することができた。2)山田湾には陸上由来の瓦礫は少なく、養殖施設由来の瓦礫が多数散乱していた。3)海底面から立ち上がる養殖ロープが多数見られることから、漁船プロペラにロープを巻き込む事故を考え撤去する必要がある。

図 21 山田湾の瓦礫分布図

1000m

３．今後の漁港施設の考え方
被災調査の結果、想定される被災メカニズムとして、強大な津波の流体力や基礎地盤の浅掘による堤体の倒壊、地震により施設変状が生じた後の津波による堤体倒壊等があげられた。今後は現地調査で得られたデータを詳細に解析し、想定した被災メカニズムの検証や対策手法（所謂、“粘り強い”施設づくり）の検討を行う必要がある。
なお、現段階で考えられる対策の方向性は以下の通りである。
・津波の水平力等に対する抵抗力の向上（堤体底面における摩擦抵抗力の増大、堤体背後の基礎マウンドの嵩上げ等）
・岸壁背後のエプロン部の耐久性強化や隣接部材との一体化による破損、飛散防止等

４．謝 辞
本報告は、水産庁委託「水産関係施設等被害状況調査事業」「漁港施設等設計条件見直し調査」「海岸保全施設設計条件緊急検討調査」の結果に基づくことを記して、調査に協力戴きました水産庁、関係県（青森県、岩手県、宮城県、福島県、千葉県）、関係機関、関係者各位に謝意を表す。