P-025
兵庫県箇所別土砂災害危険度予測システムの活用に向けた取り組み―土石流判定手法の課題整理（その２）―（一財）建設工学研究所：沖村 孝，中川 渉，○原口勝則，鏡原聖史
神戸市立工業高等専門学校：鳥居宣之
兵庫県県土整備部土木局砂防課：石田博彰(現・兵庫県道路公社)
兵庫県但馬県民局 新温泉土木事務所：鎗水正和
1．はじめに崩壊面積率[%]

3530252015

10540
35

3530302520

新たに構築した判定手法
現行の判定手法

崩壊判定メッシュ
流域界

45

崩壊起因型

40

複合型
土砂氾濫無し352030
25
20

15

15

15

1010

10

5

5

50
0

0

0
0.02
0.001

0.01

0.03

0.04 0.01 0.05

0 0.12
流域面積(km2)

流域面積(km2)

461

81010

谷出口流量(m3/s)

0.05③渓床堆積土砂流出率と流量による判定

流域面積[km2]

渓土床石堆流積の土判
砂定流閾
動値型
・複合型

5050454540403535

土石流発生判定閾値

渓床堆積土砂流動型
複合型
土砂氾濫無し崩壊面積率(%)

新たな土石流予測モデルでは，以下の３タイプの土石流発生機構を反映するモデルとした．
① 斜面崩壊の崩土が流動化した“崩壊起因型土石流”② 渓床の不安定土砂が流動化した“渓床堆積土砂流動型土石流”③ 上記 2 タイプが複合的に発生した“複合型土石流”
なお，災害実績調査より，流域面積の大小(≒5ha)が土石流発生機構に影響することが確認されている．
以上より，判定手法を表-1 に，概念図を図-1 に示す．

土石流発生判定閾値

25

00.0052．新たな土石流予測モデルの概要

50

土石流発生判定閾値
45
崩壊起因型
40
土砂氾濫無し45

崩壊面積率(%)

40②崩壊面積率と流量による判定

50503025
崩壊面積率による判定手法を準用
2015

渓床堆積土砂流出率(%)

45①崩壊面積率による判定

崩土壊石起流因の型判・定複閾
合値型
土石流の崩壊面積率(%)

50

表-1 に記載した指標を用い，土石流の発生機構ごとに氾濫を生じた土石流事例とそうでない事例をできるだけ良好に分離するように閾値を設定した結果を図-2 に示す．

崩壊面積率(%)

兵庫県では豪雨激化に伴う土砂災害に対し，警戒避難活動に資することを目的に，土砂災害警戒区域ごとに危険度を判定する箇所別土砂災害危険度予測システム 1)の導入に取り組んでいる．本システムの土石流予測モデル
は，流域内の矩形メッシュに対して無限長斜面安定解析を実施し，“崩壊判定メッシュの割合”と，“総流量に対応する流域面積”を指標として判断している．ただし，本手法は，主に斜面崩壊の発生機構を反映したものであり，近年増加する，“地表面流の発生に起因する渓床堆積土砂流動型土石流”に対して適用性が高いとは言えない．よって過年度の検討にて，丹波市域における平成 26 年 8 月豪雨
災害を対象として，斜面崩壊発生機構及び渓床堆積土砂流動機構を反映した土石流予測モデルを構築した 2)．
本報
では，再構築した丹波市域の土石流予測モデルの概要を示すとともに，香美町域への適用結果について報告する．

30252015101055000.00100.1
流域面積(km2)

0.01

流域面積5ha未満

241 6
谷出口流量(m3/s)

8

10 10

流域面積5ha以上

図-2 丹波市域災害実績(H26.8)に基づく閾値の設定
本閾値を用いた新たな土石流予測モデル及び，現行のモデルによる判定状況を表-2 に示す．それぞれの判定状
況の比較より，捕捉率は現行手法と同等に高精度を保ちつつ，課題となっていた空振率が現行の 80.0%から44.2%と大きく改善された．

表面流量計算点（10m間隔で設置）

流域界

表-2 新旧判定手法の検証結果比較(丹波市域)

谷出口
流量計算点

崩壊土砂の流動化⇒下流への流出

崩壊面積率[%]＝崩壊判定メッシュ数/流域内メッシュ総数

新たな土石流判定手法

表面流の発生渓床堆積土砂の流出⇒下流への流出分類（災害実績）

谷出口
流量計算点

渓床堆積土砂流出区間（Takahashi 1987）
渓床堆積土砂流出率[%]＝渓床堆積土砂流出点数/流量計算点総数

土石流発生

崩壊起因型

空振率（％）（B/A）-

捕捉率（％）（B/A）
94.1

空振率（％）（B/A）-

渓床堆積土砂流動型

100.0

-

100.0

-

複合型

100.0

-

100.0

-

92.0

-

96.0

-

-

44.2

-

80.0

計

※表面流の算定は到達時間を考慮した合理式により算定した.

図-1 土石流判定手法の概念図

土石流非発生現行の土石流判定手法

捕捉率（％）（B/A）
88.2

土石流発生機構-表-1 新たな土石流予測モデルの判定手法
土石流発生機構
崩壊起因型小規模渓流（流域面積 5ha 未満）

大規模渓流（流域面積 5ha 以上）【特徴】崩壊土砂が直接的に流出。表面流の発生は僅か。
【判定概念】崩壊土砂量が多いほど、危険度が高い。
【判定手法】崩壊面積率が閾値を超過する際に判定。
◆崩壊面積率：箇所別土砂災害危険度予測システム 1)で算定した崩壊判定メッシュ数の、流域全メッシュ数に対する割合※集水面積が小さいため表面流量が乏しく、本機構の土石流発生実績は確認されない。安全に配慮した判定とするため、崩壊起因型の判定を準用する。

【特徴】表面流の運搬作用により、崩壊土砂が流出。
【判定概念】崩壊土砂量(不安定土砂量)が多いほど、表面流量(掃流力)が大きいほど危険度が高い。
【判定手法】崩壊面積率、及び渓流谷出口部の表面流量の 2 軸が閾値を超過する際に判定。
◆崩壊面積率（左に同じ）◆渓流谷出口流量：洪水到達時間を加味した合理式により算出される、該当地点の表面流量【特徴】表面流の運搬作用により、渓床の不安定土砂が流出。
【判定概念】渓床堆積土砂流出量が多いほど、危険度が高い。
【判定手法】以下に示す渓床堆積土砂流出率、及び渓流谷出口部の表面流量の 2 軸を設定し、両指標が大きくなる領域において土石流発生判定を行う。
◆渓床堆積土砂流出率：渓流内谷筋に等間隔(10m)に設定された流量計算点において、表面流量から推定される掃流力が不安定土砂の移動限界を超過する計算点数の、流域内総流量計算点数に対する割合。※土石流の代表粒径や、各計算点における土石流発生限界流量の算出を事前に行う必要あり。
◆渓流谷出口流量（上に同じ）【特徴】上記の２つの発生機構の複合型。
※“崩壊起因型”、“渓床堆積土砂流動型”両タイプの判定がなされた際に区分する。

渓床堆積土砂流動型

複合型

同上- 421 -3．香美町域への適用
新たな土石流予測モデルの判定状況（平成16年台風23号）

新たに構築した土石流予測モデルの適用事例として，平成 16 年台風 23 号発生時(図-3)に複数の斜面崩壊が認められた香美町域を対象として検証計算を実施した．
大雨・洪水警報発表(11:00)

50

250
累積雨量：222mm

判定渓流数

4030

200

150

最大時間雨量：30mm（17:00）

20

崩壊起因型土石流判定渓流の分布と崩壊判読地の分布がおおよそ近しい。

100
時間雨量(mm)

1050

累積雨量(mm)

9:00

7:00

11:00

5:00

3:00

23:00

21:00

21日 1:00

19:00

17:00

15:00

9:00

13:00

7:00

11:00

5:00

3:00

23:00

20日 1:00

21:00

19:00

17:00

15:00

9:00

13:00

7:00

11:00

5:00

3:00

0
19日 1:00

0

崩壊起因型土石流発生判定渓流
渓床堆積土砂流動型土石流発生判定渓流図-3 平成 16 年台風 23 号発生時の降雨状況（香住）
他地域へのモデル適用に際しては，対象地域の土砂生産・流出機構のモデル再現性や，計算パラメータ等の設定のために現地調査を実施する必要がある．そのため，調査対象渓流は，航空写真判読に基づき，平成 16 年豪雨時の土砂生産痕が認められた渓流とした．現地における土砂生産・流出状況調査及び渓床堆積物調査の状況を図-4 に，所見を以下に示す．
・香美町域においても，“崩壊起因型”及び“渓床堆積土砂流出型”の土砂生産機構が認められた．
・渓床堆積物の諸元(代表粒径等)は丹波市域とおおよそ同様である．
以上より，香美町域の検証計算実施にあたっては，丹波市域にて設定した計算諸量を準用することとした．

土石流判定は「渓床堆積土砂流出型」と「複合型」が卓越する。
比較的大きな集水面積にともなう表面流の増大に起因した渓床堆積土砂の流出判定がなされている 。

複合型土石流発生判定渓流
土砂氾濫非発生判定渓流
崩壊地ID

地質区分

面積

最大傾斜（m2 ）角(°)

1 北但層群_八鹿累層

201.7

37.1

2 北但層群_八鹿累層

194.6

30.5

3 山陰帯花崗岩類_宮津花崗岩

236.243.9

4 矢田川層群

258.4

35.5

5 矢田川層群

629.1

47.8

6 山陰帯花崗岩類_宮津花崗岩

339.3

45.6

7 矢田川層群

1749.249.8

8 北但層群_豊岡累層

300.0

35.6

土砂生産痕（H16崩壊地判読結果）

図-5 崩壊地判読結果と土石流発生判定状況の分布図

4．まとめと今後の課題

図-4 現地における土砂生産及び堆積物の状況調査
航空写真よる崩壊地判読結果(土砂生産痕)及び，新モデル判定結果を表-3，図-5 に示す．なお，崩壊地は香美町北側エリアの矢田川層群及び花崗岩地質に多く分布し，南側エリアには認められない．
結果から得られた所見は以下のとおりである．
・香美町北側エリアにおいて，新モデルの土石流発生判定渓流の空間分布，ならびに土石流発生機構はおおよそ一致している．対する現行のモデルでの判定では，北側エリアにおいても多数の空振りが認められた．
・香美町南側エリアの大規模渓流において，新モデルによる“渓床堆積土砂流出型”及び“複合型”土石流発生判定が認められる．なお，現行モデルにおいては流域面積の大小にかかわらず多数の土石流発生判定が認められた．
表-3 新旧判定手法の検証結果比較(香美町域)

土石流発生

土石流非発生土石流発生機構

新モデルによる判定

崩壊起因型

20

渓床堆積土砂流出型

7複合型

3

現行モデルによる判定
72

計30

72

-197

155

本報では，過年度構築した土石流予測モデルの他地域への適用事例として，平成 16 年台風 23 号発生時の香美町域に対し検証計算を実施した．結果より得られた所見を以下に示す．
1)現行モデルと比較し，新たな予測モデルは判定の空間分布及び土石流発生機構の予測精度が向上している．
2)香美町においては，エリア内に複数の地質が認められる．モデル精度向上にあたって，これら地質の違いをモデル判定に反映させることも検討する．
3)香美町を例として，過去に顕著な土砂流出が認められない地域における予測モデルの精度向上には，災害非発生降雨実績の積み上げにより，土石流発生判定閾値のフィッティングを行うことも検討する．

参考文献

1) 沖村孝・鳥居宣之・尾崎幸忠・南部光広・原口勝
則：豪雨による土砂災害を対象としたリアルタイムハザードシステムの構築，新砂防，63（6），pp.4-12，2011.
2) 沖村孝・鳥居宣之・石田博彰・鎗水正和・原口勝則
ほか：兵庫県箇所別土砂災害危険度予測システムの活用に向けた取り組み ―土石流判定手法の課題整理―，平成 30 年度砂防学会研究発表会概要集，pp．
693-694，2018.
3) Takahashi,T.,1987：High velocity flow in steep
erodible channels,Proc.IAHR
Congress,Lausanne,pp.42-53- 422 -