Vol.25
OCTOBER 2016

AirportTechnology
2 ̲̲ Front Line - 特集 -高潮・高波災害の防止、軽減に挑む

最大級 に対応する予測技術と被害想定、被害軽減技術の確立へ

6 ̲̲ Focus On 研究活動の最前線へ

耐波設計のための数値解析手法の研究開発
粒子法を用いた数値シミュレーションで高度化する設計要求に応える
8 ̲̲ Close Up 現場からの報告

過去の災害に学び、進化する
高潮研究の現状と課題
10 ̲̲ Front People 研究者の広場 挑戦する研究者たち

高潮・高波予測技術の精度向上とその利活用に取り組む
14 ̲̲ CROSS LINE 国際交流レポート

韓国 KIOST と中国 WTI の研究者を招待「海洋環境国際シンポジウム」を開催しました
15 ̲̲ TOPICS

2016 年度「夏の一般公開」を開催しました
水中音響ビデオカメラの性能試験を実施「フラップゲート式陸閘の開発」が「第 18 回 国土技術開発賞優秀賞」を受賞しましたPort

Special Feature Article

高潮・高波災害の防止、軽減に挑む“最大級”に対応する予測技術と被害想定、被害軽減技術の確立へ
5000 名を超える犠牲者を含む、深刻な被害をもたらした1959 年の伊勢湾台風。
幸いにもそれ以降、日本は高潮・高波による大きな被害を受けていませんが、世界的にみると、アメリカでは 2005 年にハリケーン・カトリーナ、
フィリピンでは 2013 年に台風ハイヤンなど、最大級の強い熱帯性低気圧の襲来によって、甚大な被害が発生。
わが国でもこれまでの想定を超える高潮・高波の発生が懸念されます。
防災・減災対策のための研究の現状と、今後の課題を取材しました。

ハリケーン・カトリーナによる被害（2005 年）

詳細な気象データを取り入れて高潮予測の精度を上げる

地球温暖化による海面上昇や強い台風の増加などによって、今後の甚大化・頻発化が懸念されている高潮・高波災害。とくに多くの人

口と資産が集積するわが国の沿岸域では、激甚災害に至る恐れも。１９４０年代からアメリカなどで行われてきた高潮や高波の研究。

港空研でも１９５９年の伊勢湾台風以降、重要な研究と位置付け、取り組みが進められてきました。

のもと、研究計画全体が新しくスタートして「港空研では今年度から、新たな中長期計画

いるわけですが、沿岸域における災害の軽減と復旧という重点的研究開発テーマにおける１つのキーワードが『最大級への対応』。いま

下迫健一郎 特別研究主幹

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Front Line －特集－

ハリケーン・カトリーナによる被害（2005 年）

フィリピン高潮被害（2013 年）まで来たことのないような、大きなものが来たらどうなるか。実際いつ来てもおかしくないわけで、やはり真剣に考えておかなければ数値計算法を含め、高潮・高波の予測や、いけません」と、下迫健一郎特別研究主幹。

防波堤や護岸施設の設計法などもほぼ確立しているという現在。ただ、最大級の高潮や高波に対する備えとなると十分ではないといいます。

「１９６０年代頃にできたといわれる従来の高潮の数値計算モデルは、手法としては非常に簡単なもの。
台風の大きさと位置、中心からの距離をもとに気圧だけ決めて、そこに係数を掛けて風を求め、その風から高潮がどれくらいになるかというのを計算していました。

でも、いまは気象庁がものすごく細かく気圧のデータなどを出している。それを取り入れることで、風ももっと細かく計算でき、より精度の高い高潮の計算というものが、もう当然できるようになっているわけです。まずはそれを取り入れるということを、昨年くらいから始めています。高潮の予測精度、計算精度を上げるというのは一つの大きな課題です

ね」

高潮では人は死なせない！
適切な避難を可能にする研究を最大級への対応というところでは二つのテーマが挙げられます。一つは、避難なども含めた広い範囲での検討。

どのくらいまでいくかといったことがわかり「高潮のモデルの精度がよくなれば、浸水がます。突然起こる地震にともない発生する津VOL.25 OCTOBER 20163

Special Feature Article

程度予測がつく高潮は、あらかじめ避難する

波と違って、台風が遠くにある段階からある
ルができるようになれば、映像で示せるよう「予測モデルの精度を上げて、高潮浸水モデ

能を残すというところまで、設計としてちゃらは、そこを超えてもある程度がんばれる機

進めていきたいですね」

計。個人的にはそこを中心に、今後も研究をもう一つ、下迫特別研究主幹が研究に取り

人力も動力も必要としない
可動式施設の可能性を探る

粘り強い構造物の設計手法の開発によって、最大級の高潮・高波に対しても被害を軽んと検討できるようにしようというわけです」

減し、早期復旧・復興が可能に。

になります。これは研究の中で、たぶんすぐンのアプリなどIT技術と組み合わせたりすにできること。例えばですが、スマートフォ

ることで、高潮対策に対する認識が一気に広ことが十分可能な災害。予測がしっかりできできるようになると思います。
だから、
まずは

れば、少なくとも人命を助けることは確実に

避難を含めた対応という点から研究をやる。

にそういった変形まで考慮した構造物の設「私がずっとやってきたことの一つが、まさ組んでいるのが可動式の港湾施設。ベースにがるかなという気がしています。津波では、なっているのは、２００３年度から開発に携

いろいろ対策を講じていたにも関わらず、あれだけの人が亡くなってしまった。少なくと要は、浸水の範囲がわかれば、どこに逃げれも高潮は、それは絶対に防ぐことができるもわってきたフラップゲート式防波堤です。

ばいいかといったことが示せるわけです」のなので、まずは適切な避難を可能にするた

東日本大震災で目の当たりにしたばかりのめの研究に力を入れていきたい」

津波と違って、大きな高潮災害となると、年以上前の伊勢湾台風までさかのぼります。

50
特定の護岸への波高集中とその背後の越波浸水過程（久里浜湾）

津波には時間的な余裕がない。上がるまでに津波にも使えるぞという話になって。ただしですが、インド洋大津波などを経て、これは「もともとは高潮をメインに検討していたの

高潮の危険性、その怖さは、なかなか国民に粘り強い構造設計で被害を軽減し、早期復旧・復興へ

最大級への対応のもう一つのテーマが、構造物の設計。

んできた経緯があります。その考え方という「これについては、いままでもずっと取り組のは、構造物は、最大級、それこそ数千年に１回という現象を基準に設計するものじゃな
いということ。私はここは変えるべきではな
いと思うんですよ。 年か１００年に１回くらいのものに対してしっかり守る。で、それを超えるものに対しては、津波でも同じことを言っていますが、粘り強い構造に。多少壊れても仕方ない。だけど、一気に全部流されてなくなってしまうのではなく、多少変形してもがんばる。そういう構造物の設計のためには、粒子法などを用いた数値シミュレー
ション（本誌６ページ参照）といったものが必要になってきます。いままでは、想定を超えたら壊れる、つまり１か０でした。これか護岸の被災（岩手県久慈港半崎地区）
高潮を考慮した設計

50

区間E
区間D
区間C
区間B
区間A

は伝わっていないのが現状。

水位変動（m）

フラップゲート式陸閘施工例（徳島県撫養港海岸桑島瀬戸地区）

4

VOL.25 OCTOBER 2016

N

Front Line －特集－

２００９年から開発が開始されたフラップ

どうするか。いまは最初から空気を入れておしょなんですよ。要は海の中なので、空気を験までは既に終えているんです。原理はいっ

まさにいま、防波堤・防潮堤の老朽化とい横の連携をさらに強め
新たな技術で防災・減災に貢献るんです」

フラップ式を取り入れられないかと考えていこういうもので補えばいい。そういうふうにる程度守るようにして、プラスαのところをるはず。主要な部分は既存の防波堤などであ定する。そういう使い方をすれば、安くできに上げてやれば、港内は静穏になり、船は安

りするくらいのそこそこ大きな波が来たときからね。防波堤の開口部に置いて、船が出入に大きな波が来たときは、船は逃げています

す。たとえば数十年に一度というような本当のすべてを止めなくてもいいと思っていま「津波でない通常の波に対してであれば、そを造ったりと、どんどん難しくなり、その分ゲート式陸閘は、浸水時に設備自身の浮力にき、ストッパーで止めておいて、それを外せ「海の中の防波堤で使うというのが最初の目

よって起立する防潮壁。陸上に設置されるたば上がるという仕組みに。海は本当に大変。

要する時間や、
いざというときの確実性など、め空気を送り込む必要がなく、水が来たら勝本当に浮上するか、時間はどれくらいかかる

コストもかかりそうです。

手に起き上がる簡単なメカニズムということのか、あとメンテナンスの問題もある。それ標だったので、そこをぜひやりたい。実証実もあり、実用化が進んでいるのだとか。

でも私は、やはり海でやる必要があると思っそのための対策は相当大変になります」

亡くなるということがないように、自動で上「いざというときゲートを閉めに行って人がています」
津波を止めようと考えたら、１００％上ががって開口部をふさぐようにしたもの。東京などでは遠隔操作が一般的になってきていま

函体基礎らなければいけません。少しでも隙間があっ

扉体ストッパたらダメ。隙間から漏れないように別の構造

テンションロッド

すが、全国的にはまだ手動のところも多い。

扉体

そういうところにこれを使えば非常に効果的だと思います。どういう事態にも対応できる
よう、一応手動でも上げられるシステムにしてあります」
日立造船とともに技術開発したこのフラッフラップゲート式可動防波堤 実海域実証試験（静岡県焼津漁港）
フラップゲート式可動防波堤 側面図

プゲート式陸閘は、今年７月、第 回国土技

底部軸受
衝撃軽減板

う問題も。

「既存の施設をうまく使って、そこにプラス

して嵩上げするとか、そういうところに新しい技術を入れていけたらいいですね。港空研の強みは、いろいろな領域との連携が図れること。地盤構造や、維持管理をやっているところとも連携しなければ、高潮・高波災害には立ち向かえません。いままで以上に、横の連携が必要になると思う。さらに海技研・電子研とも。統合から数か月、たびたび意見交

換会をやってきましたが、見方が違うと新鮮で。いろいろ新しいことに挑戦できそうで楽しみです。３研究所で連携して、新たな研究をやろうという話も出てきていますよ」

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港内側
機械室

術開発賞の優秀賞を受賞しました。
（本誌
ページ参照）

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18

港外側

フラップゲート式可動防波堤 全体図

Forefront of research activities

耐波設計のための数値解析手法の研究開発

粒子法を用いた数値シミュレーションで高度化する設計要求に応える
海岸構造物における耐波特性の再評価は

東日本大震災以降、より一層喫緊の課題となっています。
ますます注目を集める数値シミュレーション。

新たな解析手法として期待される粒子法の高精度化と、その粒子法を用いた数値波動水槽での解析を両輪に研究を進める
耐波研究グループの鶴田修己研究官に取材しました。

動的かつ複合的な現象の再現も数値シミュレーションなら可能に

東日本大震災の津波により甚大な被害を受けた、防潮堤・防波堤などの海岸構造物。それ以降、従来の設計想定を超える状況を対象とした耐波特性の再評価が急務に。繰り返し来襲する津波に対し、耐波性能を維持しつつ、粘り強く抵抗する構造が求められています。
ローチは二通り。一つは、動的な状況をいか「所謂“想定外”に対して、僕の考えるアプに予測するか。
想定以上の高さの津波に対し、壊れる前提でどこまで粘り強くできるかを検討するには、止まっている状態に加えてダイ
ナミックな動きをどう捉えていくかが大事なんです。もう一つは、現象が複合的に発生するとどうなるか。この二つがすごく重要になります」

どちらも水理実験を行うとなると大変。動的な状況の再現は、要素が一つ加わるだけでガラッと現象が変わるため、さまざまなケー

えるには、多くの実験ケースが必要となり、たりといった複合的な災害のメカニズムを捉く、それは複合現象も同様。地盤が洗掘されあるといいます。時間的にも予算的にも難し

近年も現在進行形で高度化が進められてい計算手法の枠組みが１９９６年に開発され、子法は、水の挙動追跡を前提とした基本的な格子法がスタンダード。計算粒子を用いる粒う手法としては、古くより計算格子を用いる

数値シミュレーションで水の挙動を取り扱

水の挙動を直接追いかける
粒子法の持つ可能性

時間がかかりすぎるのだとか。

る、比較的新しい計算手法です。

スで何度も実験し、統計的に検討する必要がたのが数値シミュレーション。それまでにも「そこをなんとかアプローチすべく、利用し海岸構造物の被害たるインパクトの瞬間には、通常波がずっと衝撃波力。波の水表面が構造物にバンッとあ

価にも上手に活用できそうです。それから、り大きなダメージを与えるのですが、その評は、マウンドや地盤を洗掘してしまう。かなが分断されますが、そうしてちぎれた水塊「例えば、高波による越波。防波堤を境に波価が可能に。

なかなか対応できなかった現象についても評

算精度は高いまま。水の飛沫のような、従来

その点、水の挙動を直接追える粒子法なら計格子が歪み、
さらに計算精度は低くなります。

蓄積するもの。また、複雑な流れに合わせて計算を積み重ねると、少しずつ計算誤差がが粒子法の大きなメリットです」

めてシャープに捉えきることができる。それ

粒子法で水表面をそのまま追いかけると、極るとどうしても粗くなってしまいます。
でも、の動きや飛沫などは、格子法で捉えようとすていく感じ。例えば砕波による複雑な水表面

いかけている水粒子そのものを一緒に追跡しうな感じです。一方、粒子法はというと、追くか、それぞれの境界条件を逐一見ていくよ

けの水が入ってきて、どれだけの水が出ていとつが窓というイメージ。その窓に、どれだ

マウンドの崩壊「格子法は、例えるなら切った格子の一つひ消波・被覆ブロックの移動

下地はほぼでき上がっていましたが、東日本

ケーソンの滑動・転倒

大震災が大きなターニングポイントになりま
した」

越流洗掘
波の流入条件

海洋研究領域耐波研究グループ
鶴田修己 研究官

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Focus On 研究活動の最前線へきます。また、その際に飛んだ飛沫が周囲の構造物に与えるダメージを衝撃砕波力といいますが、なかなかこれが侮れない強さ。これらは港空研でも昔から課題ではあったのです
が、十分アプローチするには道具が少なかった。将来的には粒子法で評価できるようになるかもしれないですね」

高精度な粒子法モデルで設計・施工に貢献
いま世界中で、とくに欧州などを中心に、競い合ってこの粒子法の高精度化に取り組ん

異相界面の大変形問題

粒子が自動配列される
歪みもない格子の再生成作業が必要
歪みも問題
界面の滑らかさが担保出来ない

粒子
非構造格子
構造格子

歪み

れわれがいる。そうやって、業界全体で盛りフォローいただいて、その橋渡し役としてわンサルさんを巻き込んで、大学の先生方にも工が、一つ上の段階に上がっていくはず。コになります。国内全体の港湾などの設計や施ベター。

な場合は、従来からの格子法が信頼性も高くでの検討や、時間平均をとって設計するよう

一方、砕波などが起こらない安定した条件というわけ。
粒子法はその選択肢の一つです」

また、数値シミュレーションだけでなく、とますます使い勝手がいいんですよ」

どちらかをとるというのではなく、両方ある「粒子法と格子法は、双方補填し合うもの。

粒子法の精度を上げていく開発と、粒子法上げていくことが重要だと考えています」

を用いての数値波動水槽での研究、「重要なのは両方やるということ」と鶴田研究官。

験現場で適用できるか否かが読めない。例えレーション、その両方ができる施設と技術を大きいスケールでの水理実験と数値シミュ

保するためには、
水理実験との比較が不可欠。

水理実験の果たす役割も重要です。

ばものすごく精度が高い代わりに、計算にひ持っている港空研はとても恵まれています。

「数値波動水槽のほうだけやっていると、精どく時間がかかるモデルができてしまう可能だからこそわれわれは、こういったものをきら。数値シミュレーションの確からしさを担性も。時間があればそういったモデルは淘汰

ちんと世の中に出していかなければダメだと「水理実験の結果は、いわば“答え”ですか

されますが、いまはそんな悠長なことは言っ思うんですよ。なにより大事なのは人命を守度の良し悪しがまったくわかりません。一

ていられませんからね。急いで開発しなけれること。そこに貢献できるような研究成果を方、モデル開発ばかりしていると、それが実ばならないこんなときこそ、
一歩遠回りして、案が検討されているときなど、最低限の保証

一度被災し、その修復のための設計・施工

で、注意深く使わないと、間違った計算結果「一回計算を回せばそれらしい結果が出るの

み始めています。台風の大型化など、近年気討されていなかった課題に対しての研究も進

高波の複合現象といった、これまであまり検波などのほうに移りつつあるところ。高潮と上げていきたいですね」

両方やるのがいちばん早いと思うんです」

一人者である京都大学の後藤仁志教授との共手段を駆使し山積する課題に挑む

同研究が進行中。高精度粒子法の開発では、

ラインを示すためにも、数値シミュレーショ
ンは既に活躍しているといいます。

が蔓延する可能性が高いんですよ。それは未象状況が変わってきて、研究課題がどんどんいて、われわれの研究対象も台風、高潮・高「いま津波の研究はある程度落ち着き始めて然に防がないと。適切なモデルで、適切なア増えていっている。そこにアプローチするた

めにも、数値シミュレーションの活用が必要

ルゴリズムで、適切な使用方法で粒子法を活動も。

開くなど、粒子法の適切な使い方を広める活

さらに、コンサルタントを集めて勉強会を

世界でもトップクラスだと自負しています」「耐波研究グループでも、高精度粒子法の第いいます。

学分野で、精力的に開発が進められていると物理量を持つ移動計算粒子自体を追跡するあたっている状態より何倍も大きな波力が働各計算格子内の物理量の変化・出入りを調べる用していく。コンサルタントの方々に、そのVOL.25 OCTOBER 2016

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粒子法

枠組みに入っていただけると、ものすごい力⇒圧力と流速ベクトルの可視化

2000 4000 6000 8000

0Pressure [N/m2]

粒子法による数値シミュレーション

格子法

でいるのだとか。海岸工学にとどまらず、宇水理模型実験

数値波動水槽例：ダムブレイク問題

宙工学や機械工学、医学など多岐にわたる科

水理実験と粒子法シミュレーションを活用した防波堤の耐津波設計

格子法と粒子法の比較

Special
ReportsFeaturefrom theArticle
Field

過去の災害に学び、進化する

高潮研究の現状と課題
数々の高潮被害を契機に、現地調査や分析を経て着実に進められてきた高潮研究。
そのあらましと、取り組むべき課題について二人の研究者に話を伺いました。

名古屋大学大学院 環境学研究科 附属持続的共発展教育研究センター 富田孝史教授（右）と海洋研究領域 耐波研究グループ 鈴木高二朗グループ長（左）。
神奈川県横須賀市の馬堀海岸で撮影

１９６０年代から、高潮・高波研究を実施

運輸省港湾技術研究所として創成したなると思います」（富田教授）の想像力を膨らませるかということが、鍵にベルを想定するか、起こり得る災害について

究領域 耐波研究グループの鈴木高二朗グ

院 環境学研究科の富田孝史教授と、海洋研えられるのか、壊れるとすればどのように壊といいます。それに対して構造物が本当に耐定を超える高潮”が検討されるようになった

東日本大震災のあと、高潮についても“想進む海岸侵食や構造物の老朽化が課題にしてきた港空研。
「今後に備えるためにも、現地で起こった被害を明らかにする」をモットーに、これまでいくつもの高潮被害を現地調査し、被害予測技術の開発などにつなげています。その取り組みについて、

ループ長にお話を伺いました。

以前港空研に所属していた名古屋大学大学「例えば、２００９年の台風 号による高の事例をきっかけに、高潮＋強風によるコし流される被害が出ました。港空研では、こ

潮では、三河港でたくさんのコンテナが押受けた場合に大きな波が来たときどのようれてきましたが、海底地盤が洗掘や侵食を「構造物についてはこれまでずっと研究さくことも重要に。

れるのかということを、あらかじめ知っておになるかということは、意外とまだわかってンテナの漂流を計算できるモデルを開発。

による高潮災害を契機に、気象モデルと海ているところです。例えば鉄筋コンクリート

いない。実験などを行いながら、解明を進めの鉄筋の腐食などは、これまで長年研究が行

水流モデルを連結し、気象変化を含めた高によって、まさにいま来ている台風に対し映されていますが、構造物周りの洗掘や海岸

われてきて、その成果は構造物の設計にも反侵食でブロックが沈下するということにつるでしょう。
数値シミュレーションツールの開発でもっとも重要なのは、現場で見てき海岸線を見ましたが、海岸侵食が激しい。近いては反映されていません。最近いくつかの際に、ひどい被害を受ける場所もありそうでまで波の力が大きくなるとは想定されていればよかったのですが、当時の設計ではそこ

前に消波ブロックが一番上まで置かれてい没も、最近問題になっているそうです。

か。また、護岸や岸壁の背後に発生する陥はあった砂浜もずいぶん減ってきたのだと持できているかといえばそうではく、当時

構造物を造ったときの状態をそのまま維す」（鈴木グループ長）

ごく大きな力が働いて壊れ、背後が浸水しやすいところがけっこうあります。土台と「構造物の造り方によっては陥没が発生し結局は老朽化です。 ～ 年前に造った護砂が漏れ出し、上部に空洞ができたり……。

なる捨石の上に入れた防砂シートが破れてして波の力の危険性がわかってきて、それがす」（鈴木グループ長）

けっこう陥没穴ができていたりします。高岸で、一見強そうに見えるところも、実は「２００５年のハリケーン・カトリーナ然て、大きな災害になっている。いかに上のレ

30

り。
事前の想定よりも高いものが来てしまっ

20

設計法に反映されていることが多くありまてしまったのです。
そういった現地調査を通なかった。低めに設置してあったところにすペットが倒される被害がありました。
岸壁のい将来襲来するかもしれない大きな台風のなげていくかということです」（富田教授）「１９９９年の台風 号のとき、山口宇部たことをいかに取り入れ、将来の防災につて、リアルタイムに答えが出せるようにな

潮推定を可能にしようとしています。これ

また、２０１４年に根室で起こった低気圧

18

空港周辺の消波ブロック被覆護岸のパラ

188VOL.25 OCTOBER 2016

Close Up 現場からの報告

上： 改良整備前の馬堀海岸護岸（1996年11月13日）
中央： 台風時の護岸越波状況（1996年9月22日）
下： 台風時の道路冠水状況（1996年9月22日）（横須賀市港湾部提供）

めるというふうになっていますが、現実に利用など国土開発は環境に考慮しながら進をうまくやっていかないと、地域の発展がもう一方の社会や経済の持続性とのリンクという強靭化に向けた流れがありますが、する立場になったので、いかにうまく利用に携わっていた。いまは逆に、それを利用

空研にいて、どちらかといえばツール開発

大事になると思います。私はこの前まで港を進めながら、全体を俯瞰的に見ることが台風16号による九州・四国・瀬戸
内海の高潮災害
高松で2 名の犠牲者が出た

2005年

ハリケーン・カトリーナ
米国ニューオーリンズに甚大な被害を及ぼした

2008年

ハリケーン・アイク
米国テキサス州ガルベストンに被害を及ぼした2009年

台風18号による三 河湾での高潮
災害

2012年

ハリケーン・サンディ
米国ニューヨークが浸水した

2013年

台風ハイヤンフィリピンで甚大な被害が生じた

砂の落ちる速度を現地のものと合わせるという相似則を用いて、実験を行ったりしてい照）に適用してみたところ、洗掘の部分がそます。その考え方を粒子法（本誌６ページ参ている名古屋港にある商業施設の防周辺の施設と調和するよう工夫され潮壁。
（写真手前が海側）

なった１９５９年の伊勢湾台風の後、高い防潮ラインが造られました。

の台風がきても、そのときほど浸水しない

潮のように広域な災害ではないにしても、は必ずしも両輪としてうまく回っているよ

難しくなるでしょう。いま、発災前に必要していくかということも、両輪で考えてい2004年（富田教授）

潮堤を越えたとき、高波と複合的に作用す「私たちのグループでは、高潮や津波が防含めて研究しています。ただし、実験と現るとどうなるかということを、洗掘の実験も景観に配慮した防潮壁 ◆ ◆ ◆証のための実験を行っているところです。も名古屋港管理組合提供「それがあるから、いま伊勢湾台風クラス

局所的なものはかなりありますね。セメン

うには見えません。
そこを、いかにうまく回なツールが非常に重要。そういう技術開発「今後の研究には、客観的に評価するような体制をあらかじめ整えておく、いわゆる

かなければと思っています。とくに日本は2014年

れらしく再現できてきました。現在、その検入り口に設置されている防潮扉は、普段は開放されていますが、災害時には、専用のハンドルを使用して手動で閉鎖します。

ことになっています。しかし、老朽化の問題もある。全国の被災想定地域では、より高い防潮堤を求める住民の声の一方で、その予算を他に使えないかという声もあります。皆が納得できる答えを出せるようにしトなどを入れて固めるなど補修は行われてしていくかが重要。例えば東北では高所移たいですね」（富田教授）

いますが、予算的な問題も大きいと思いま

転を行い、高い防波堤を立てて守っていく

東日本大震災を受け、現在いわゆる国土

事前復興という考えがありますが、そのと海洋国家ですから、海側からいかに情報発さらなる可能性に向けて技術開発とその活用をす」（鈴木グループ長）の強靭化、災害に強い国づくりという流れ

きに将来の発展まであわせて検討していく

強靭化と持続性が両立する道を探るがあり、一方で、持続性を図るというもうことも重要です」（富田教授）

台風14号による釜 山・馬 山 等 の
高潮災害
韓国南岸に大きな被害を及ぼした

信できるかを、常に考えていきたいです」

一つの流れがあります。

2003年

高潮研究の大きなターニングポイントと低気圧による根室の高潮災害
および2015年

場では砂の粒の大きさが全然違う。そこで単にできるようになる可能性もあるのではしかしたら、
これまでできなかった計算が簡◆◆◆ないかと期待しています」（鈴木グループ長）

VOL.25 OCTOBER 20169神奈川県横須賀港にある馬堀海岸は、過去に1995年・1996年の大型台風によって高潮の被害にあっており、高潮災害を繰り返さないように改良整備されました。
現在の護 岸は、捨石や消波ブロック、ス
リットケーソンなどを階段状に配置し、沖側から徐々に波をおさえる構造になっています。波が乗り上げた場合でも、積み上げられた大きな石によって、浸透・排水されます。
海岸線の景観を損なわず防災の機能を果たしています。

台風18号による八代 海や周防灘の高潮災害
八代海で犠牲者12名、山口宇部空港も大被害を受けた

扉部分拡大図

馬堀海岸護岸の改良整備
1999年「法律的には両者はリンクしていて、土地

港空研が現地調査を行った
過去20年間の代表的な高潮災害

Researchers Square

港湾空港技術研究所

気象庁

九州大学 大学院

国土交通省

港湾空港技術研究所

海洋情報・津波研究領域

地球環境・海洋部

工学研究院附属港湾局

海洋情報・津波研究領域

海洋環境情報研究グループ

海洋気象課 海洋気象情報室

アジア防災研究センター

海岸・防災課

海象情報研究グループ

海洋モデル開発班長

教

松﨑

義孝

主任研究官

高野

洋雄 さん

授

橋本

典明 さん

主

査

井出

正志 さん

川口

浩二

グループ長

Front People

研究者の広場

挑戦する研究者たち

高潮・高波予測技術の精度向上とその利活用に取り組む
地球温暖化にともなう台風の強大化などの影響で、日本沿岸ではこれまで以上に大きな高潮・高波の襲来が懸念されます。
将来の温暖化に備えるべく長期的な対策が検討され始めている一方で、待ったなしで重要なのが、短期的（即時的）な予測。つまり、台風がいままさに接近しようとするときの、波浪や高潮の予測精度向上です。
予測技術への取り組みや海象情報の利活用など、現状と課題について研究者と実務者、それぞれの立場から語り合っていただきました。

VOL.25 OCTOBER 201610

Front People 研究者の広場 挑戦する研究者たちある。高潮・高波の予測技術の現状や、情報技術にも、並行して取り組んでいく必要が個の高波や高潮の事象をきちんと予測する術が検討されています。その一方で、１個１極端化が懸念されるなか、国として対策技

川口 地球温暖化に伴って台風の強大化・えた上で、いかにして実用的に逃げられる

測なので必ず誤差がある。その誤差を踏まを促すことです。いざ情報を出すとき、予報・警報という形で防災情報を出し、対応をみて、危ないと思ったときに予測や注意

高野 気象庁のメインの仕事は、常に状況すよ。

かといった計算まで可能になっているんで場を配置したら氾濫をどの程度軽減できるなども組み込めます。また、どこにポンプ

それもいまや一気通貫。さらに河川の影響

遡上や氾濫は別々に計算していましたが、に気象モデルを使えるような環境も提供で行っているので、高潮・高波の予測のため

れと並行して、研究所内でグループ研究をどに使えるものにしたいと考えていて。そにより細かく解析し、例えば漂流物予測な使って沿岸域の気象を時間方向・空間方向

ションに携わっています。気象モデルをりませんが、ちょうどいま気象シミュレー

松﨑 高潮・高波が専門というわけではあする必要があると思っています。

するので、そのあたりは港空研でフォローたり、特定の護岸に対してのものだったりませんが、行政で必要な情報は港単位だっ高精度な予測と的確な情報提供での活用について、今日はそれぞれのお立場ものにするか。専門的な知識がない人たちに陸地まで一貫して解けるようになりまし

造格子の採用によって、外洋から内湾さら算格子のとり方の変化。柔軟性の高い非構く変わったことはといえば、数値解析の計

タンスです。ここ数年の高潮の計算で大きで、大いに利用して計算していくというスの開発が世界的なスケールで進んでいるのがつくるものより高精度で高機能なソフトで汎用化が進んでいる。個人や単体の組織

ソフトをみんなが使うことで、すごい勢いを使っています。世界的に公開されているか。ソフトウェアはオープンソースのもの

潮でいかに精緻でリアルな計算ができるをカバーして予測情報を出さなければいけれています。気象庁は全国的に広いエリア

現在もそれは、一部の地方整備局で活用さを目処に高潮を計算するシステムを作成。

される台風の進路予想を入力すると約 分

川口 港空研では、
過去には、気象庁から出ています。

危険度を把握するということが主体になっ

まざまな状況による予測を行い、統計的にできるということが必要です。さらに、さルを精緻化するのと同時に、短時間で計算

で見通しを見極められることも大事。モデ報にしなければなりません。また、短時間も十分内容を理解し、安全に逃げられる情

けでなく民間所有施設を含め、ハードとソいうのが現状でした。今後は、公共施設だなど限定的な取り組みにとどまっていたと面の対策も、一般的な避難訓練や防災訓練

ついては立地する民間企業に依存。ソフト

いましたが、臨海部の護岸整備や嵩上げにして人命や財産を防護する仕組みになっては、堤内地に関しては海岸保全施設を整備ていかないと。これまでハード面での対策

集中しているので、しっかりと対策をたて考えています。港湾や臨海部は物流機能が政側でもしっかりフォローしていきたいと

井出 高潮予測の高精度化については、行きるよう尽力していきたい。

動いているところです。

ころまで話し合える場をつくろうと、いまてどういった対策を立てられるかというと今後、行政と民間企業、企業同士が連携しの防災・減災対策の強化にむすびつくはず。

ながり、臨海部の産業活動を維持するためＰ（事業継続計画）や避難計画の策定につな情報が伝えられて、企業にとってもＢＣ

思っています。高精度化が進めばより正確に役立てていただくことが重要になるとなどの情報を企業にしっかり提供し、対策業活動が維持できるよう、高潮浸水リスクう。臨海部が高潮被害を受けたとしても企いうものを検討していく必要があるでしょフトを適切に組み合わせた総合的な対策と高潮対策に挑む

橋本 最近とくに力を入れているのが、高から、お話しいただければと思っています。

た。以前なら、海で起こる高潮と陸上へのVOL.25 OCTOBER 20161120

Researchers Square

高野 防災情報などは、受け手が活用できになって防災や減災の対策方法を探ってい治体の担当者にも見せることで、いっしょの時空間変動を動画でビジュアル化し、自は、そのハザードマップの一歩先。
高潮氾濫

橋本 いまわれわれが取り組んでいるのつながっていくと考えます。

シミュレーションとか、そういう枠組みに表する可視化学会というのに行ったことがならなおさらです。以前、見せる技術を発てもイメージが湧かない。一般の方が相手はすごく大事ですよね。数字だけ見せられ

川口 計算結果をいかに見せるかというのの見える化は重要。

どにも役立ちます。そういう意味で、情報象）。地球の気温には十数年周期で上がり下いるのがハイエイタス（地球温暖化の停滞現いませんが、研究者の間ではわりと知られて

橋本 あまりマスコミなどでは報じられて

地球温暖化はこれからが本番！

なければ、どんなによい情報でも意味がああって。自分に関係のない分野の発表でもがりする自然変動があり、 世紀以降、自然

ハード・ソフト両面からの対策をりません。まずは信頼性を高めるために精くという研究を進めています。これは、文うまく可視化されることでイメージでき、よりわかりやすい情報を提供度の向上に努め、同時に、それを活用できる科省のＳＩ ＣＡＴというプロジェクトのが推奨されています。単なる海水の上下動

会的な影響に踏み込んだ記述を行う警報）

warnings（想定される被害など社

気象機関）でもImpact based

いているのは国際的な流れで、
ＷＭＯ（世界

わかりやすい情報にしようという方向に動

ういう影響が与えられるか、より直接的なに変わっています。気象の現象によってど防に対する潮位という、より直接的な情報なければ危険ではないわけで、現在では堤リギリまで水位が上がっても、浸水が起きるのは堤防を越えて浸水が起きてから。ギに考えていました。
でも実際には、災害にな

象庁では高潮をあくまでも潮位偏差を主体

害にあうのがわかる。どこがウィークポイ

空間で表示すると、まず弱いところから被静止しているハザードマップと違って、時だきながら検討を進めているところです。

同で、われわれが計算した結果を見ていた

賀県の方や国交省の河川事務所の方とも共ひとたび高潮が起こると大変なことに。佐なっています。
九州は佐賀平野が低平地で、け。全国で７つの自治体がモデルケースにいっしょになってやっていこうというわらボトムアップ的に要求を上げていって、導で進めていた研究を、今度は自治体側かちんと進めていくために、これまで政府主ている。各自治体で実際にすべきことをきしたが、いまは適応策の研究に変わってき一環。従来の温暖化研究は影響評価が主でればと思っています。

いけるよう、行政が橋渡し役になっていけ方自治体や臨海部の企業などとも連携してたい。研究機関ともしっかり協力して、地です。今後、行政としても取り組んでいき全然進んでいないというのが個人的な印象化したものを応用するといったことまでは

こにとどまってしまっている。ビジュアル

援などをしていますが、正直なところ、そ

井出 われわれはハザードマップの策定支思っているのですが……。

もう少し情報発信ができるんじゃないかとがある。港空研にも専門の部署があれば、値計算などの結果を可視化するための部署性を認識しました。ＪＡＭＳＴＥＣには数専門知識を持たない方に見せる技術の重要なります。少子高齢化の問題もあって、地方うやってきっちり守っていくかという話に

いかにめりはりをつけ、守るべきところをど備されたインフラが老朽化していくわけで、るかもしれません。そんななか、いままで整さにこれからリスクが高まる時代に突入すとを指摘している研究者も。だとすると、ま台風の発生にもこのような周期性があるこまで１９６０年代と１９９０年代のようにはこれから。一方で台風をみてみると、これす。つまり温暖化の影響が顕在化するのは実スが終わったと指摘している研究者もいまで、去年の年末あたりから、このハイエイタ

実際はいままで十数年間は停滞していたと。

たというんです。
温暖化しているといいつつ、が乗っかって、気温上昇が横ばいになってい変動で気温が下がっていたところに温暖化

さらに情報を可視化する取り組みもような形にすることが大事です。
かつて、気から、浸水情報に置き換えて評価していこ

ントか、どこから手をつけるべきかが行政

約 年周期で大きな災害が発生しています。

うというわけです。こうしたことがハザーの方にもわかりやすいので、計画の立案な

21

ドマップなどの策定につながり、次はその－ハザードマップを使った避難や避難行動の

－

30

12

VOL.25 OCTOBER 2016

Front People 研究者の広場 挑戦する研究者たち

べてをやるのは無理なので、基本は国がガイ

かということを考えているわけです。国がす域に対し、どういうふうにお手伝いができる

合いませんから、地方にある大学として、地はとくに難しい。国からの指示待ちでは間にとはされていますが、一方で、減災につなをもとに避難方法を検討したりといったこ

とってハザードマップをつくったり、それ

橋本 いま地方では自治体などが音頭をが必要だと思っています。

になるので、その方面で協力していくことない。われわれはソフトウェア防災の担当

がる地域づくりや工夫など、住民を巻き込伝達して、地方がそれでチェックして危ない

んでの取り組みがまだまだ不十分なようにドラインをしっかりつくり、地方にきちんとがどうなっているかを住民にきちんと知らところを認識することが大事。各地域の現状

越えそうなときに高潮警報などを出すよういただいていて、それをベースに、水位がんが、実は各堤防や防波堤の高さの情報を

高野 気象庁は直接構造物には関係しませ必要だと思っています。

住民にもしっかり周知を図っていくことがい施設がどこにあるかということも含め、うという動きが出てきているところ。危な

インフラの老朽化状況をしっかり公表しよいているところです。あとは政府として、説明会などの場を通じて話をさせていただ

ンはしっかりしたものがつくられていて、きたいですね。

な情報を整備するというところをやっていは補って、組み合わせることで、より精緻も発達してきているので計算で補える部分のもと坦々と行う。その一方で、計算技術

おり観測データの蓄積は、国との協力体制とりまとめている部署なので、これまでど究グループは、港湾局の波浪観測データを提としてあると思うんです。われわれの研はりまずは外力条件がどうかというのが前

川口 いろいろなものを整備するにも、や思っています。

仕組みまで、広げていくことが必要かなと向けたまちづくりに積極的に関わるような必要がありますね。
課題は多く、
しかも待っ

え、広く横にもつながりをもって取り組む

ら対策も行政の縦割りではなく、住民も交まざまな複合災害として起こるもの。だか橋本 高潮の問題はそれ単体ではなく、さ励んでいるところです。

もう少し精緻にできると期待して、研究にを出せます。これまで少し粗かった部分も使うことで、港や湾を限定した詳細な情報

うしかありませんでしたが、気象モデルをなると、気象庁発表の数値予報データを使たい。これまで高潮・高波の計算をすると精度の高いモデルを使って予測をしていきしているところです。きちんと評価して、思うんです。避難訓練どまりではだめで、になっています。構造物が変われば、それ

松﨑 いま、導入した気象モデルの精度がもうちょっと、例えば住民が防災や減災にに応じて警報の基準も変わるという形。たたなしだと認識しています。

井出 施設の維持管理に関するガイドライ

だ、この先全国の堤防などをそっくり造り

どれくらい担保されているかという検証をせることが、地方の役割だと思っています。

直すといったことは難しそうですし、今後はハードウェア防災だけではなく、ソフト
ウェア防災をもっと有効的にやっていこうという流れが出ていると聞いています。つまり構造物のようなハードウェアのみに依存せず、危険を察知して迅速かつ効率的に避難したり、あるいは事前の対応措置をとったり……ということですね。どちらかだけでよいということは絶対にあり得VOL.25 OCTOBER 2016132004 年台風 18 号による被害（香川県高松市玉藻町）
2004 年台風 23 号による被害（香川県高松市浜ノ町）

四国地方整備局提供四国地方整備局提供韓国KIOSTと中国WTIの研究者を招待

水質・生態系モデル開発の共同研究に次年

従来、港空研とKIOSTが行っている

シンポジウムの様子「海洋環境国際シンポジウム」を開催しました
韓国沿岸技術院(
KIOST）と中国交通

度からWTIが加わるため、今後の共同研

月日に港空研にて

名 が 来 日 し、のシンポジウムを開催しました。 者によれに合わせて研究内容の紹介を兼ね、今回究に関する話し合いの場を設けました。こ

運 輸 部 水 運 科 学 研 究 院（WTI）か ら 研 究者613「海洋環境国際シンポジウム」を開催しま
した。

次

3
施設など計

施設を見学。研究者たちは規学も行われ、大型構造実験施設や干潟実験

シンポジウムの前には港空研内の施設見した。

と適用事例に関する研究発表などを行いまプ長が参加。伊勢湾シミュレーターの開発

領域 耐波研究グループ 鈴木高二朗グルー

ル ー プ 井 上 徹 教 グ ル ー プ 長 と、 海 洋 研 究

洋情報・津波研究領域 海洋環境情報研究グ

いて発表を行いました。港空研からは、海性物質の拡散予測計算結果の事例などにつ元流動モデルの構築と、沿岸における放射植生等に関する発表、KIOSTは、整備や船舶からの排ガス対策、水路護岸の環境への取り組みとして、陸電供給施設のションやモニタリング体制について、またた。WTIは 油 流 出 に 関 す る シ ミ ュ レ ー

港空研それぞれの研究発表が行われましシンポジウムでは、WTI、KIOST、るシンポジウムは今回が初めてとなります。

3ます。

学面から見た共通の指針の作成が進められ

む北東アジアの港湾における環境面、生態での共同研究の成果を活かし、日中韓を含

今後は、WTIも加わることで、これまていました。

し研究を続けていることに高い関心を示し模の大きさだけでなく、長期間施設を維持

7大型構造実験施設
干潟実験施設7

14

VOL.25 OCTOBER 2016

News

2016年度「 夏の 一 般 公 開」
を開催しましたNews

水中音響ビデオカメラの性能試験を実施

7月23日(土) 、港空研と国土交通省国土技術政策総港空研は、横浜港内の岸壁で、7月19日から21日ま合研究所合同で「夏の一般公開」を行いました。

での3日間にわたり、開発中の音響ビデオカメラの性能試験を実施しました。
性能試験は海洋インフラ技術推進センターの松本さゆり上席研究官が責任者となって実施したもので、性能試験によって得られたデータは開発目標の解像度を達成することができました。
今後は、来年早々に予定している初号機を使用した実海域での実証試験に向け、音響映像を3次元でリアルタイムに表示するソフ
トの開発を進めていく予定です。

毎年恒例のこのイベントは、一般の方に、普段は入ることのできない研究施設を見学していただき、日頃の研究活動や取り組みをご覧いただくために行っているものです。今年は、去年の818名を大きく上回り、ここ10年で最高となる1,271名の方々にお越し
いただきました。
当日は、公開実験や体験学習などのイベントのほか、横浜市主催の「うみ博」スタンプラリー会場の1つとなったこともあり、大人からお子様まで楽しむ姿が見られました。また、今年度は新しい試みとして、ハッカソン(IT技術者が集結し、スマホのアプリなどを開発するアイディアを出してプログラミングを競う催し)を同時開催
し、横須賀市の吉田雄人市長にも来場いただきました。

News

港

「フラップゲート式陸閘の開発」が「第18回 国土技術開発賞優秀賞」を受賞しました

空研が、日立造船、早稲田大学清宮

汎用性、新規性などの観点から特に優れた

理教授、京都大学間瀬肇教授、国土

ものを国土交通大臣が表彰するものです。港

交通省四国地方整備局らとともに開発した空研が携わったものとしては、2013年に優秀

フラップゲート式陸閘が「第18回国土技術開賞を受賞した「2段タイ材地下施工法」に続く発賞優秀賞」を受賞し、7月26日に表彰式が受賞となりました。

行われました。

◆

フラップゲート式陸閘の動作機構 ◆〈起立開始時・倒伏終了時〉
内部
充填材

フラップゲート式陸 閘は、津 波による浸水時の浮力を利用して防潮堤開口部を自動閉鎖するものです。高潮対策のため海底に設

ウエイト
張力方向

起立補助ウエイトの力は、扉体を引き上げる方向に作用する。
起立開始時には起立補助、倒伏終了
時にはブレーキ力となる。

置する可動式防波堤として2003年から研究

起立・倒伏中が始まり、基本性能や浮上時の挙動等に関する研究、実海域での実証試験を経て、高潮・津波対策としての基礎技術を確立。得られた知見を活用しつつ陸上設置に伴うさま
ざまな課題を克服して、実用化に至りました。
2016年4月1日現在、徳島県鳴門市の撫養国土技術開発賞は、建設産業における広範な新技術を対象として、技術開発の効果、

港海岸など全34門が完成していて、今後も整備が進められる予定となっています。
〈起立完了時・倒伏開始時〉◆

フラップゲート式陸閘の主な特長 ◆●操作員が危険にさらされることがなく、操作ミスや操作忘れ、操作遅れによるリスクを回避できる。

15●

津波来襲前に閉鎖する必要がなく、津波の到達直前まで避難路として使用可能。

●

遠隔操作方式と比較してメンテナンスが容易で、維持管理負担を大幅に縮減。

VOL.25 OCTOBER 2016

起 立 補 助ウエイトの力は、扉体を引き戻す方向に作用する。起 立完了時にはブレーキ力となる。

とよく知ろうもっVOL.25 OCTOBER 2016

港湾 空港
私が解説します！

普段あまり知られていない
港湾や空港に関する豆知識を紹介します！

海洋情報・津波研究領域
海象情報研究グループ

藤木

峻

研究官

企画・発行 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所 港湾空港技術研究所 Port and Airport Research Institute（PARI）〒 239-0826 神奈川県横須賀市長瀬 3-1-1 TEL:046-844-5040 FAX:046-844-5072 URL:http://www.pari.go.jp

高潮はなぜ起こる？
みなさんは「高潮」と聞いてどんなものをイメージしますか？ 2014年12月に北海道の根室で高潮が発生した際に、浸水した街をニュースなどで目にして驚いた人も多いのではないでしょうか。根室では浸水によって人々の生活に大きな影響が出ましたが、高潮の恐ろしいところは街が水に浸かるところだけではありません。台風が非常に強い場合には、浸水しやすい海沿いの低い土地で、高潮が津波のように強い流れを伴って陸上のものを押し流してしまうことがあります。2013年にフィリピンに上陸した台風ハイヤンでは、そのような激しい流れを伴う高潮が家屋や船舶を押し流して大きな被害をもたらしました。日本でも1959年の伊勢湾台風で発生した高潮によって、伊勢湾沿岸の堤防が決壊し広範囲で大きな被害が発生しています（写真1）。
台風によって高潮が発生する原因として、主に「吸い上げ」と「吹き寄せ」の2つの現象が知られています。

堤防の決壊と後背地の浸水「吸い上げ」では台風の気圧低下と釣り合うように海面が上昇し（図1-a）、「吹き寄せ」では強風が岸に向かって吹くこと
で海水が吹き寄せられて海面が上昇します（図1-b）。この2つゼロメートル地帯の現象のうち、「吹き寄せ」は細長い遠浅の湾で起こりやす
く、沿岸の地形の影響を受けやすいことが知られています。
さらに、強風によって起こった波が岸に押し寄せることで高潮を更に強めることもあります。これらの現象に天文潮（月や太陽の引力による潮汐）が加わった結果が海岸で観測される潮位となるので、場所やタイミングによって台風時の潮位にはかなりの幅が生じます。
より良い高潮の予測のためには台風の強さだけでなく、その沿岸固有の地形や天文潮、さらに波浪の影響も考慮する

写真 1：伊勢湾台風による高潮で決壊した堤防

台風の中心ことが重要と言えます。

沿岸

海面気圧

海上風

編集・制作 （株）
ホライゾン

吸い上げ（気圧低下量に比例）

吹き寄せ（風速の２乗に比例）

図 1-a：気圧低下による吸い上げのしくみ

図 1-b：強風による吹き寄せのしくみ

湾口

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国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 港湾空港技術研究所
Port and Airport Research Institute（PARI）〒 239-0826 神奈川県横須賀市長瀬 3-1-1
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FAX：046（844）5072

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