Vol.46
JANUARY 2022

AirportTechnology
2 ̲̲ Front Line - 特集 -東日本大震災から 10 年
津波の研究が遂げた進歩と今後目指すべき方向とは？

Port

6 ̲̲ Front People 研究者の広場 挑戦する研究者たち

津波シミュレーションのこれまでとこれからを考える
10 ̲̲ Close Up 現場からの報告

南海トラフ巨大地震津波への対策
12 ̲̲ Focus On 研究活動の最前線へ
高知港（浦戸湾）津波防波堤の設計に関する研究

大規模実験と粒子法の数値計算で防波堤周囲の洗掘現象に迫る
三次元の漂流物挙動モデルの開発

15 ̲̲ TOPICS

より複雑な漂流物の動きも予測可能に現場で活かせるモデルを目指す

海象情報研究グループ 田村 仁主任研究官らが海岸工学論文賞を受賞しましたFront Line －特集－

東日本大震災から10年

津波の研究が遂げた進歩と今後目指すべき方向とは？
この 10 年間で大きく進展した日本の津波防災の取り組み。

港空研の研究も、そのなかで重要な役割を果たしてきました。

南海トラフ地震津波への備えが喫緊の課題とされるいま、研究し尽くされたかに見えた分野にも、また新たな展開が。

これまでを振り返っての総括と、最近の研究の状況、今後の展望を取材しました。

※ 本誌は 2021 年 10 月〜 11 月に取材しました。

年間を振港空研が支えてきた
日本の津波防災の取り組み

東日本大震災以降のＧＰＳ波浪計の配置は東北の太平洋かで使っていただいています。震災当時、ブルで繋いだ「Ｓｎｅｔ（日本海溝海底は、
東日本太平洋沖深海域に、
地震計と水

また、
防災科学技術研究所（ＮＩＥＤ）

地震津波観測網）」を整備し、 時間連続

圧計が一体になった観測装置を海底ケー
星経由の通信回線を追加するとともに、で観測データを取得。さらに、南海トラました」

津波で流された沿岸潮位計も復旧させ

ら四国まででしたが、港湾局はその後、

河合弘泰 特別研究主幹（沿岸・海洋研究担当）
日本海側と九州にも拡充。陸上局から衛国交省のホームページで公開し、世界中後のデータもすべて港空研が処理して津波警報の更新に役立ちましたし、そのとらえた東北津波の第一波は気象庁の河 合「あの日、ＧＰＳ波浪計が沖合で① 津波観測体制の強化

いいます。

取り組みには、３つの柱があったとを含めた日本全体の津波防災へのり返ると、港空研のみならず国交省

10

GPS 波浪計

沖合の観測データから精度良く津波を予に気象庁では、
いざ津波が発生したとき、波観測網は世界トップクラスです。さら集まっていますからね。いまや日本の津河 合「それらのデータが全部、気象庁に科学技術研究所が運用管理しています。

（地震・津波観測監視システム）」を防災

高い基幹ケーブルシステム「ＤＯＮＥＴ

用海底ケーブル技術を用いた信頼性能の機構（ＪＡＭＳＴＥＣ）が構築した、通信

フ地震の想定震源域では、海洋研究開発

242

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Front Line －特集－

測する新しい解析システム『ｔＦＩＳＨ』
プ長（津波高潮研究グループ）が、気象は港湾局の業務や大学等でスコードをオープンに。これ

レータ『TＳＴＯＣ』のソー

港空研では、津波シミュ

要に迫られたわけです」

庁の研究グループに参加する形で貢献しを開発。これには、港空研の髙川グルーているんですよ」

底の土砂を巻き込んだ“黒い津波”など、壊れかかった堤防によるせき止めや、海ろが津波の越流で堤防は決壊。さらに、算しか行われていなかったんです。とこも堤防で防ぐという考えで、そういう計

河 合「東日本大震災以前は、津波が来て② 数値計算の進歩

河 合 「 数値計算が緻密にな

しました。

Ｔ（※１）
』も開発し、公開

数値計算モデル『ＭＭＩＣＳ

通貫で計算できる統合的な構造物の変形も含めて一気た、波源から陸の浸水まで、ドの一つになっています。まの研究において、スタンダー

さまざまな現象が起こりました。研究者

ればなるほどパラメータが増えるので、それを検証するための大型の模型実験も重要になります。大規模波動地
盤総合水路を持っているのは港空研の強み。きちんと検証を行い、信頼性が高くかつ実用的なモデルをつくることができた。そのモデルは既にコンサルタントの実務にも浸透してい鈴 木「当時は、越流は絶対に許容しないという強い意志を持ってがあまりなかった。だから当然、堤防のもそも津波が堤防を越流するという意識

河 合「先ほども述べたように、以前はそ③ 沿岸防災施設の整備と港湾管理者は、設計を超える

河 合「東日本大震災以降、国ませんでしたから」こと自体、確証が得られていよ。
そこまで大きな津波が来る

設計していたんだと思います

内側の地盤が洗掘されて倒れるといった津波に対しても粘り強い防波

ます」

多層レベル
非線形長波

STOC-IC

3 次元ナビエ・ストークス方程式（VOF 法 , 空気・水）STR

発想もありませんでした。災害のイマジました。港空研では大規模実験の成果などを設計に反映。技術指導という形でもサポートしています」

津波の怖さと備えの必要性を説く

一方では、港空研では河合特別研究主

幹を筆頭に、津波防災の啓蒙活動への意

欲的な取り組みも。

河 合「各地方整備局などが主催する技術

講演会でお話しさせていただくのはもちろん、広く市民に向けても講演を重ねてきました。最近では国際海洋・極地工学会（ＩＳＯＰＥ-２０２１）で、理事兼津波安全工学委員長として基調講演を。

あと、国際航路協会（ＰＩＡＮＣ）オー

ストラリア・ニュージーランド支部の危機管理・自然災害セミナーでは招待講演を行いました」

VOL.46 JANUARY 20223

避難堤や堤防の整備に取り組んでき鈴木高二朗 領域長

AGENT ポテンシャル理論

ネーションが足りなかったんですよね」

沿岸水工研究領域

STOC-ML

3 次元ナビエ・ストークス方程式（表面の連続式）

CADMAS-SURF/3D

構造物・地盤（有限要素法）

波源
伝播
浸水
結合
構造物の変形たちは、そういった現象を細かく解く必

防波堤を越える黒い津波（2011 年 3 月 11 日 岩手県宮古市）出典：宮古市

数値計算モデル「MMICST」の構成※ 1 津波解析プログラム (T-STOC)、数値波動水槽 (CADMAS-SURF/3D)、構造解析 (STR)、避難シミュレータ (AGENT) を連成したプログラム。

津波研究の発展を目指し
土木学会の小委員会で活動

河 合 「 その本の中では事務局員として

事業組織委員会編）を発刊。

究の論文やデータを集約したポータルサ

おもに東日本大震災以降に実施された研ものです。２０１７年までが第１期で、会）での活動も。

『世界の津波研究』の節の執筆も担当しイト（※ ）を構築しました。津波現象

鈴 木「２０１５～２０２０年に行われたました。 ページ分ですから、結構なボるために』（国際津波・沿岸防災技術啓発

び活用研究小委員会」
（以下、
津波小委員

た「津波作用に関する研究レビューおよ

土木学会 海岸工学委員会に設置され書籍『絆 ～津波からいのちを守るために』となって書籍『絆 ～津波からいのちを守

また、
２０２１年には、
港空研が事務局

津波防災の啓蒙活動（左：PIANC のセミナーへの参加、右：ISOPE-2021 の基調講演）

リュームでしょう？ そういった活動も頑張っています」

を発生・伝播・遡上、波力、侵食・堆積、

2

漂流物・建物倒壊の つに分け、サイト
4

35

ル論文として最近発表されたところです。非常に大きなプロジェクトで、港空運用・アウトリーチを加えた つのワー
キンググループをつくって活動。港空研

研もかなり関わっていたんですよ。私自身は第２期でも、引き続きＷＧ３（波力）の主査を行っていました」

耐波設計の観点から
グリーンインフラに注目をため残念ながらオンラインでの開催に。

論する予定だったのですが、コロナ禍のろいろな研究機関によって、研究し尽く

鈴 木「ただ、この 年間でものすごくい

長期計画の議論も始まっています。

港空研では２０２３年度からの次期中

２０２０年９月１日～３日に１６４名のされた感じなんですよね。本当に隙がな

いくらいに。既に ％くらいまでできて参加を得て行われ、その結果がジャーナ

10

べたんです。当初は小豆島に集まって議の程度、実験データを再現できるかを調

鈴 木「最近開発されてきた数値計算がどものに。

カソン（※３）」を行うことを目的とした小委員会の活動は、
おもに「津波解析ハッ２０１８～２０２０年の第２期、津波力）の主査を務めました」

からも複数名が参加し、私はＷＧ３（波

5

は、
その先の、
本当に大変な ％なんだといて、これから研究しようとしているの80

鈴 木「東日本大震災の津波では、松林

ンインフラ。

そんななか、注目しているのがグリーしつつあります」

われも含め、環境のほうに研究がシフト

海面上昇とか大型化する台風とか。われつあるのかもしれません。
むしろいまは、もしかすると、それと同じ道をたどりつ燃するまでほとんど研究されなかった。

り、２００４年のスマトラ地震津波で再一気に進んだ研究が、その後下火にな

１９８３年の日本海中部地震津波を機にます。そういうことは過去にもあって、究は少しずつ減ってきている気もしてい思う。で、そんな状況なので、津波の研

20※ 2 津波防災研究ポータルサイト（https://tsunami-portal.bosai.go.jp）※3 提 示された実験条件などの情報をもとに、事前に数値解析を実施。その結果をハッカソン初日に公開される実験結果と比較・検討し、期間中に協議しながら数値モデルの改良に取り組むという催し。ハッカソンとは、
ソフトウェア開発を意味する「ハック」と、短期間に集中して課題に取り組むことを意味する「マラソン」を掛け合わせた造語。

4

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Front Line －特集－です。もしかすると、これからグリーンの検討はグレーインフラに偏っていたん

レーインフラも損傷した。
なのに、
その後

壊されてしまいましたが、同じようにグの防潮林、つまりグリーンインフラも破ぱりグレーは残すとか。これはもういまり払うとか、海面上昇が起きるのでやっ

ラを造って、丈夫に育ったらグレーは取ば木が若いうちは補助的なグレーインフ

トで考える必要があるでしょうね。例え

いのかもしれません。いろんな研究領域

ら港空研の中に新しい組織ができてもいるとグリーンインフラについては、
これか向にも動いていったほうがいい。
もしかすすべきですが、フレキシブルに新しい方

河 合「東北津波 周年の今年のうちに、ういったところに置けるといいですよね」

は間違いない。津波避難タワーとか、そ用すれば、助かる確率がすごく高まるのに変更しようとしているところです。着かもしれない。震災後に調査した八戸でのほうに力を割いていくことができるの

鈴 木「波力の研究は核としてちゃんと残一緒にやっていくことだと思います」

社会計画学とかそういう分野の人たちとの港空研の専門分野だけの話ではなく、ンポジウムを行ったこともあるんですよ」

年１月に、所内でグリーンインフラのシからのアプローチがありますからね。今２津波の場合は、防護施設がある程度壊鈴 木「二段階設計ということで、レベル

なんとか形にしたいですね」

ている。
つまり、
ある程度は浸水するんですよ。そうなったとき、市民がどういう対応をとるべきかということは、今後まだ検討していく必要があるかもしれませ鈴 木 「 溺死を防ぐにはライフジャケッ

応型救命衣」についての検討も。

で、災害対応型救命衣も対策の一つになともいえる。そこはまだこれからの課題

その先のことはまだ検討が進んでいないんね。設計法はできたけれど、
ある意味、

トが有効なんじゃないかというところか

ソフト面での津波対策として「災害対れてもそれを許容するという設計になっは、８ｍくらいの津波が来たのに、
３００
背後地の家屋は倒れなかったんですよ。
２ｍ近く浸水はしていても、家は流されなかった。だから、ある程度はグリーン
インフラが役に立ったといっていいん
じゃないかと思っていて。もちろん ｍ
超の巨大津波が襲った南三陸や陸前高田
では松林は消失してしまいましたが、それでも耐波設計への活用の可能性はある

今後の課題として残る
ヒューマンスケールの対策

ｍ以上にわたって続く松林で減衰して、10るのではないかと思っています」

頭ら、４年ほど前にスタートした研究です。

災害対応型救命衣なし

んじゃないかと」頭共同研究という形
で続けていて、ど足

京都大学の森信人教授をリーダーに等身大の人形を用いた災害対応型救命衣の実験

２０１７年から３年計画で行われた、マ

災害対応型救命衣ありのくらいの浮力が必要かといったところは明らかにできた。ただ、着ると走りにくいとか
暑いとか、そういう問題もいろいろ
出てきて、実際に製品にしようとすると難しいんですよね。いまはメーカーの提案を受けて、形状をツナギ

足ングローブによる減災効果の研究にも参加。
港空研の大規模波動地盤総合水路に、実物のマングローブを設置しての実験も行いました（本誌 号のＦＲＯＮＴ ＰＥ
ＯＰＬＥで紹介）。
鈴 木「いわゆるグレーインフラと、グリーンインフラをうまく結びつけるような検討ができないかと考えています」
河 合「いまは、グリーンインフラをどう育てるか、津波に耐える強度が出せるかといったところに焦点が当たっていますが、ここからは維持管理も含め、
この先

右：西表島でのマングローブ採取の様子
左：実物のマングローブを用いた実験

1050

年、１００年のスパンで気候変動とセッVOL.46 JANUARY 2022

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Front People 研究者の広場 挑戦する研究者たち

国立研究開発法人 海洋研究開発機構

髙川智博 グループ長

港湾空港技術研究所
沿岸水工研究領域
津波高潮研究グループ

一般財団法人漁港漁場漁村総合研究所
第1調査研究部

千田 優 主任研究官

主任研究員

防衛大学校 システム工学群
建設環境工学科

今井健太郎 さん
研究員

鴫原良典 さん准教授

岩瀬浩之 さん港湾空港技術研究所
沿岸水工研究領域
津波高潮研究グループ（JAMSTEC）
海域地震火山部門
地震津波予測研究センター
地震津波モニタリング研究グループ

津波シミュレーション の
これまで と これから を 考える

2011年の東日本大震災をターニングポイントに、

実務レベルでの使用が加速した津波の数値シミュレーション。

同じ物理方程式を前提にしていても、プログラムの書き方などで計算結果に微妙な違いが生じ、問題視されることがあるのだとか。

津波高潮研究グループの髙川智博グループ長が今回の座談会に招いたのは、有志で津波シミュレーションモデルの比較研究を行った研究者たち。

津波シミュレーションのこれまでと将来の展望について、意見を交わしていただきました。

計算結果のばらつきを
具体的に検討する初の試み

髙川 土木学会の小委員会をきっかけに始まった︑津波シミュレーションモデルの相互比較という取り組み︒私も企画段階で参加を持ち寄って同一条件で計算し︑結果を比較していましたが︑お互いに自分のプログラム

２００４年のスマトラ地震以降︑するというのは︑
かなり珍しい研究ですよね︒

今井

津波シミュレーションはけっこう実務レ

ベルで使われるようになっていましたが︑一気に加速する契機になったのは︑

やはり２０１１年の東北地方太平洋沖地震︒
当時私は東北大にいて︑いろんな業者さんの計算結果を見る機会があったんですけど︑けっこう各社で計算結果が違って︒別に何が悪いというわけではなく︑プログラムをどういうふうに組んだか︑どういう計算機を使ったかといったことが影響してしまうんですよ︒それが︑今

いま実際に津波の被害想定など

回の比較研究を思い立ったきっかけです︒

鴫原を行うとき︑まず国のほうで地震を設定

して津波を想定するんですね︒で︑それをもとに行政機関や一般の財団法人などがそれぞれ被害想定を出す︒業務を受注するコンサル側は︑ある程度計算に違いが出ることはわかっているんですが︑発注する側はそのあたりを把握していないことが多いので︑国の想定と若干でも合わないとコミュニケーションがとりにく

くなってしまうんです︒いろいろ苦労されているという話を伺っていて︑それもこの研究を進める動機になりました︒

6

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Front People 研究者の広場 挑戦する研究者たちいう検討がなされたのは大きな進歩だと髙川なので︑思い込みとかある種のバイアス

か中身に目を通していないんですよね︒

社がつくっているモデルも︑一部の人しは︑実務ではすごく感じました︒あと︑各だと思います︒

モデル開発を新たに行う契機になったんまであまり見ていなかった現象に対するカスしたモデルとか︑そういった︑それ連で解くモデルとか︑津波火災にフォーてもっとすごいじゃないですか︒その情報って浸水だけですよね︒でも現実っザードマップが出されていますが︑あの今井ションの役割も変わってきましたね︒

り︑あとは計算機を変えて同じ計算をしのモデルでパラメータを変えて計算した回はモデル間でも比較しましたし︑一つを出したものはありませんでしたね︒今

結局この６つの機関でまったく同じ答え

それぞれ派生した形で使われています︒

答えは見つかっていません︒少しだけ靄ところですが︑いまだにすっきりとした

今井 研究は一段落し︑論文にもなった

ばいいなとずっと思っていたんです︒

ルの検証ができるような指針が生まれれになっていると思うので︑ある程度モデス化してしまう︒そういう状態に実は既うまく継承されないと︑ブラックボック

発していたところがあったと思うんで危険性を知らせるためのツールとして開ミュレーションをリアルなものにして︑行って惨状を見るだけだった︒だからシ前の世代だと︑津波が起きた後で現場に研究分野に入ってきたんですけど︑その震が最初ですよね︒私はその後で津波の残ったのって︑２００４年のスマトラ地

髙川

から大丈夫︑ここには水は来ないといまの場所を見て︑浸水域のちょっと内側だ

かもそれを公表すると︑みんな自分の家

ものは一枚の浸水マップしかなくて︒し鴫原 被害があっても結局︑提供できる

間口を広げて学際的にやらないと︒

事だけじゃなく︑社会科学分野とかにもを開発して検証してというわれわれの仕う︒これは︑シミュレーションのツール

ギャップをどう埋めるかが課題だと思

具体的にどのくらい違うのかと思います︒
がかかったモデルになっていて︑それがてみたり︒いろいろやって︑どのくらいが晴れたかな？くらいのところでしょう

だに考える︒被害を受けていないところ

いま各自治体などで津波のハルの数は︑根本的にみれば２つですが︑

鴫原 比較に参加したのは６機関︒モデの差が出るかという検討を行いました︒

す︒津波の映像が残って︑みなさんが見わってきましたが︑感覚として大きく潮す側として津波のシミュレーションに関で﹁どれだけ頑張ってもある程度違いはのも難しいところで︒ただ︑今回の研究

せんが︑どちらに合わせるべきかという鴫原

ろうと常々思っていて⁝⁝︒今回のではとくに顕著です︒それは問題だ

津波のショッキングな映像が岩瀬 私はこれまで 年間︑最初の 年

られるようになったことで︑シミュレー

目が変わったのは︑やっぱり東日本大震出る﹂いうところがまず明らかにできた

統一できればいいのかもしれまか︒

災の後︒それ以前は津波の外力って既往というだけでも︑スタートとしては有意は開発する側︑あとの 年は実務で動か最大のものを対象にしていたんです︒つ

義な結果だと思っています︒

情報は出せても︑受け手が生頻度が低いので︑経験できないとす︒一つには︑とくに津波災害は発はすごく難しいところだと思いま

災害情報リテラシーというか︑そこ

ちゃんと理解して動いてくれるか︒

今井

いなとは思いますね︒

明らかになったことが役立てばい

研究で︑ある程度ばらつきがあると

まり︑過去に起こった津波のなかで最大

東日本大震災を経て変化したシミュレーションの役割と課題のものを設計津波としてシミュレーショ
ンしていた︒文献などに残っている痕跡
値との合わせ込みをしながら︑モデルの検証ということをやっていたわけです︒

私は２０１１年当時はまだ学部千田

いうことがある︒まだいまは︑すぐ逃げなきゃ危ないという意識があ

年もすれ浸水が想定される場所を非居住区に定められるような法律は鴫原

なという気がしています︒

考えていかないとだめなんだろうない︒伝える方法については︑広くば︑それすら忘れ去られるかもしれ

ると思いますが︑あと20

その場合︑自分たちで痕跡値の位置設定も行うし︑ある程度は検証をする側に主生で︑震災を境に実務や研究が変わってはっきり形として壊れるところが記録といった様子を肌で感じてはいないんです

して残ったというのは︑シミュレーショ

導権があるというか︑考えとしての幅み

波のモデルが提示され︑結果も一緒に公ンモデルを開発したり検証したりする研

たいなものがあった︒ところが２０１１表されて︒となると︑もう結果は一つでけど︑港湾でいえば防波堤や防潮堤がすからそれに合わせ込むしかない︒理想究者にとっては大きな転機になったん

年以降は︑国のほうから最大クラスの津をいえば︑国の出した結果と寸分違わずじゃないかと︒例えばわれわれのグルー
プなら︑波源から構造物の破壊までを一ぴたりと合うのが理想なんですけど︑そこをトータルで再現する難しさというの

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7

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津波が遡上する様子（2011 年 3 月 11 日 宮城県仙台市） 出典：仙台市

にどうしようもない問題ですよね︒

す︒われわれ予測する側だけでは︑確か矛盾を感じますけど︑現状はそうなんで院とか養護施設なんかもどんどん建つ︒

いところでは︑海沿いでも造成が進み︑病いという問題もあります︒被災地じゃな

できていても︑実際には活用されていな

下水処理場とかもそう︒数値シミュレー

検討しています︒
自衛隊以外にも︑例えばいうふうに対策するかというところまで程度被害は及ぶか︑起こった場合にどうンを行いレベル１と２を想定して︑どのきた︒基地ごとに細かくシミュレーショ

ガイドラインは東日本大震災を契機にで例に挙げると︑津波対策のきちんとしたて︒自分の所属が防衛大なので自衛隊を本当に難しい︒震災のときの動画を見て鴫原

行われているところです︒ということについては︑いろいろ検討がそのあたりのルールをどう考えていくかているような小さな船外機船が危ない︒

すよ︒とくに沿岸付近で一人で漁を行っれがあっても気づかなかったりするんでどうやって逃げてもらうか︒操業中は揺準化されたのは︑やっぱり震災の後といションを使った津波の対策がある程度標ところに︑また津波が来るんですけど︑津波が一回引いて完全に海底が露出した

いて︑個人的に一番衝撃的だったのは︑漁港とか港湾で予測をするって

ベル１・レベル２というものが設定され

岩瀬 東日本大震災以降︑設計津波にレて︒レベル１の津波に対してはハードでうことになりますね︒

えるようにしておかないと︒準備をしてこは︑予想が当たらなくてよかったと思ばオオカミ少年的な非難も出る︒でもそいというところに着目され︑それが続け進めています︒さっきハザードマップで的には火災までをみようと思って研究をを壊してどういう瓦礫が出るのか︒最終の観測と︒津波が起きて陸に上がり︑何ることと︑これから起こり得る津波など

今井と思っています︒

相当ばらつきがあって︑そこは課題かな

回の研究でも流速というのは計算結果にをきちんと推定できないといけない︒今

ンではかなり予測が難しいんです︒流速た︒そういうのは現状のシミュレーショ

と︑防波堤はあっけなく倒れてしまっのすごいスピードで︒それがぶち当たる

今度はもう︑陸地を這い上がるようなもしっかり守る︒レベル２に対してはハー予測自体の難しさとそれを伝える難しさに挑む

ドだけでは対応できないので︑ソフトも組み合わせて対策するという考え方ですね︒ただ︑次に起こる地震がレベル１なのか２なのかはわからないから︒予想しおく︑どういう現象が起こるかイメージ

たより低い災害規模だと︑全然当たらなしておくことは大事︒それをしているか

浸水域ギリギリなら安心してしまうとい

私の専門は過去の巨大地震を探否かで︑いざというときの行動には大きる程度の防災意識は根づいてきているん

水域ギリギリの場所って︑実は全然安心発生する︒巨大津波の場合ですけど︑浸さらにそこに火種が飛んでくれば火災がた答えがないと難しい︒ずっと計算機をが︑モデルの検証をするにはちゃんとし化していきたいというのがまずあります

漂流物モデルを改良して︑どんどん高度千田

常に高度化を目指しつつ割り切った取り組みも必要にう話が出ましたが︑津波の瓦礫でいえば︑じゃないかとは思うんですけど︑ただ︑できない！ そういうことは︑いま配ら睨んでいるだけじゃなく︑
実験とか︑
デー

そういうところにこそ溜まるんですよ︒

津波ではありませんが︑例えば豪雨災害れているハザードマップだけでは読み取

タを自分から取りに行く姿勢も重要かな

年であなどが起こると︑どうしても逃げ遅れてれません︒そういうことを︑研究成果をと思っています︒あと︑今回の比較研究

あの震災を機に︑このな差が出ると思います︒

命を失う人がいるのも事実︒そこにはま

きちんと活かして知ってもらうというの千田だギャップはあるのかなと感じています︒

が重要だと思っています︒

で︑レベル１・２というふうにカテゴリー

ります︒それをどうするかというところ

いる漁師さんにどうやって情報を伝え︑ていますが︑
一番大きな課題は︑操業して岩瀬の取り組みのなかで︑他のモデルだけでではなく︑引き続きやっていきたい︒このような取り組みは︑この一回で終わり

私は漁村の防災とかにも携わっ分けしたことには意味があると思ってい今後︑自分たちの開発しているか︑必ず守らなくちゃいけないものがあ鴫原 沿岸には︑例えば原子力発電所と

10

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Front People 研究者の広場 挑戦する研究者たち

なく︑自分のモデルに対する理解が非常まで持っていければと︒それには高度なを見てオペレーションできるような体制

いった情報を入れて︑自治体の方がそれ

今井

大震災のときの津波のデータはすごい︒

は本当に役に立ちますよ︒とくに東日本

度化され︑いろいろなことができるよう

岩瀬

ある程度割り切ってやっています︒もちものを追っていると間に合わないので︑

髙川 あれで初めて︑初期条件がちゃんられたっていう感じはしますよね︒

を使うことで初めて︑遡って波源を求め

鴫原要になると思います︒

防護力を上げていくかというところが重立しやすい︒住民が自分たちでどれだけ

とくに漁村地域は一度災害が起こると孤く方法を模索することになるでしょう︒

住民や行政の方に説明して︑活用してい力データさえあればできるので︑実はそ鴫原

考えています︒ていく過程は︑少なくとも重要だろうとしたりモデルを改良したりして高度化していると個人的には思っていて︒実験をもきちんと検証されていない部分が残っと︑漂流物モデルに関していえば︑
そもそ

千田 そこは両輪あるべきですよね︒あわないと困るんですけど︒

つくる高度なモデルに置き換わってもら

く大きい実験設備があるので︑ここでしいですね︒あと︑港空研にはとてつもなこれを使った研究を︑ぜひ一緒にやりた面の動きの両方がみられるんですけど︑た観測ブイでは︑海底の地殻変動と水表今井たというのは大きいと思いますよ︒

鴫原

きるようになりましたからね︒

いて︑いまでは浸水までちゃんと説明で

今井

は︑中身を知ったうえで︑さらに発展がたい︒

かできないような画期的な実験を期待しかとか︑そういう実験をやってほしいであるようなモデルをつくれる人たちを育すね︒例えばさっき言ったみたいに︑港データを使っての比較になるでしょう︒

かを︑どんどんオープンにしていったほ湾など浅海域で︑水が一度完全に引くよ現象とモデルの妥当性を確認できるよう

ＪＡＭＳＴＥＣで新たに開発し

時間発展まで追えるようになっ

沖合の波形を使ってモデルで解とわかった︒

ろ国が提供している入力データを使っての中身を知らない人が相当数いる︒本当ＧＰＳ波浪計など沖合のデータになってくるはず︒私自身はどちらかとろん 年後︑ 年後には千田さんたちが今後どんどん津波のモデルも高に深まったなと感じますね︒

いうと開発ではなく︑その結果をうまく同じ条件で計算したわけで︑実は仮想のの津波の実験との比較というのはどうしても難し

今回の比較研究は︑結局のとこデータ︒真値ではないんですよね︒今後
い の で︑過 去︑つ ま り ３・するかがたぶん次のステップだと思う︒

うがいいと思う︒

うな⁝⁝︒そういう実験は巨大な平面水面よりも︑平面的な流れがどう変化する今井髙川 さっき千田さんが︑この研究に参槽でしかできませんから︒

鴫原 個人的にはどちらかというと︑断実との間にあるギャップを埋めるにあ加したことで自分が普段使っているモデ髙川

てていかないといけないんですよね︒そたっては︑とにかく簡単でいいから︑いルの理解が深まったって言ってたのはま

稼働しているのですぐには難しいですけのためにはいろいろな数値解析の情報とまある情報を使って瓦礫だったり津波火さにそれで︑
すごくよかったこと︒
ブラッ

ど︑港空研の施設でこういう実験をしたな精度設計をどうつくっていくべきか︑災だったりを表現できるような方法を考

クボックスとしてモデルを使っている若いと提案してもらうのも︑今後はありかさっき話したハザード情報と現えています︒ＪＡＭＳＴＥＣがつくってい研究者たちにも︑そういう機会が定期

ＧＰＳ波浪計による沖合観測網

われわれとしては︑技術のほうす頼るところは大きくなると思います︒

い︒知恵を借りるとか︑これからますまをいろいろ提供してもらえるとありがた

岩瀬もしれませんね︒

受託研究が多く︑けっこうフル
防災科研︵防災科学技術研究所︶が維持的にあるといいですね︒

鴫原

役立つ港空研の観測データ
大規模な実験に期待も管理している沖合の地震津波観測網があ

ちょっと考えたいと思います︒

たぶん現状︑津波の計算って入モデルが進化していくと︑やはり真の値20との比較が必要になるので︑それをどう10

るんですけど︑そこからリアルタイムで入ってくるデータを使って︑いくつかの自治体と即時津波予測システムを一緒につくっていて︒そういったシステムに︑浸水情報だけでなく︑これから瓦礫が出るとか︑ここに火が出るかもしれないと

VOL.46 JANUARY 2022

911

行い︑石の上には洗掘されないように
アスファルトマットを設置するといった補強を行います︒堤体の高さを超え年以内に南海トラフを震源とする巨大地震・津波が高確率で発生すると予測されている四国地方。

る津波が来た時︑その高さが高いほど︑また港内側の水位が低いほど︑腹付を現在進められている最新の津波対策について伺いました。

した石が波で洗掘されて飛ばされてし

まな津波対策が進められています︒高は 〜 ％と予測されており︑さまざとする巨大地震・津波が発生する確率た︒今後 年以内に南海トラフを震源大となる約３ｍの津波が到達しまし本大震災でも高知県須崎港に西日本最津波の被害を受けている地域で︑東日

四国はこれまでに幾度となく大きな堤の天端を嵩上げし︑堤体の後ろに石るための対策です︒具体的には︑防波た時にも防波堤の機能を保つようにすう静穏度を確保する︒通常の波浪が来波を受けても︑通常の荷役ができるよた︒地震によって防波堤が沈下して津り強い化﹄が行われるようになりまし波に対する対策として︑防波堤の﹃粘冨本﹁これまでの設計津波を超える津

新たな対策を検討しているところです﹂

実験などは港空研で実施され︑四国地ようになりました﹂

なく全国でそれに基づいた対策をする

ラインが作成され︑現在は四国だけでわれ︑本省で﹃粘り強い化﹄のガイドていませんでしたが︑その後実験も行現象は︑東日本大震災以前は検討されソン自体が倒れてしまう︒こういった堤体の下の石まで掘られてしまいケー

まうんです︒深くえぐられて最後には

松港湾空港技術調査事務所︵高松技調︶

新名 薫 さん

岡田 克寛 さん

鈴木 高二朗 領域長

港湾空港技術研究所
沿岸水工研究領域

国土交通省 四国地方整備局
高松港湾空港技術調査事務所
沿岸防災対策官

高松港湾空港技術調査事務所

高松港湾空港技術調査事務所

冨本 正 さん国土交通省 四国地方整備局

ではないかということに着目しまし流の仕方が通常の防波堤とは異なるののですが︑その変わり目のところの越にかけてケーソンの幅や高さが変わる

ころですが︑現象として津波の方向がす︒それを対策に使えるかは難しいと直角な方向に津波の方向が変わるんで

波堤に津波が来ると︑防波堤に対してました︒また︑斜めに造られている防した︒︵フラップゲート式陸閘︶が整備されま動で閉鎖する陸上設置型浮体式防潮堤

行われ︑このうち物流倉庫付近では自施設の改良や水門・閘門の改良・新設が岡田﹁通常の陸閘だと津波が発生した

変わるというのは驚きでした﹂

ぐうかくぶ

時︑人が閉めに行かないといけません

が︑これは津波によって浸水すると浮ておかなければならず︑陸閘の設置が荷役のトラックの出入りのために開けや力によって扉体を徐々に起立させて︑自動で閉鎖されるしくみです﹂

徳島県北東部の鳴門市に位置する撫冨 本﹁設置された場所は︑夜間でも養港では︑延長２５９０ｍの海岸保全

むた︒
明らかになったのは︑ケーソンの幅といいますが︑そこに流れが集中し︑背後の腹付工の被覆ブロックが洗掘されて飛ばされやすくなっていたのです︒防波堤が一直線の形状の場合は比いたり︑形状が変わっていたりすると

較的安定していますが︑少し曲がって厳しくなるということが実験でわかり

撫養港で採用されたフラップゲート式陸閘が広いところと狭いところ︑﹃隅角部﹄た︒水深の深いところから浅いところ

託研究で腹付工の安定性を検討しまし鈴木﹁須崎港の防波堤については受防波堤で整備が進められています︒

この︑粘り強い構造に関する検討・では︑四国管内の港湾・空港・海岸な方においては須崎港や宿毛湾港などの粘り強い構造の防波堤を積み上げて倒れにくくする腹付工を基礎マウンドどの整備における技術支援や︑調査︑腹付工の設置防波堤本体工の倒壊の防止

所長

副所長

設計︑技術開発などの業務に取り組んでいます︒
今回は港空研の鈴木高二朗沿岸水工研究領域長とともに高松技調を訪ね︑現在進められている主な津波対策についてお話を伺いました︒

東日本大震災を契機に取り入れられた「粘り強い化」
岡田﹁四国地方では過去の被害を教訓に南海トラフを震源とする地震津波へ
大震災をきっかけに〝想定外〟も想定しの対策が考えられてきましたが︑東日本被覆材の設置
基礎マウンドの洗掘の防止

3080

り︑東日本大震災で得た知見をもとに

港内側
港外側

70

ていかないといけないということにな

基礎マウンドの拡幅・嵩上げ
ケーソンの滑動の抑制

ケーソン

国土交通省 四国地方整備局

30

南海トラフ巨大地震津波への対策

Close Up 現場からの報告※ 写真撮影時のみ、マスクを外して撮影しました。

10

VOL.46 JANUARY 2022

Close Up 現場からの報告

防潮堤

堤外地

扉体

JR高知駅

須崎港

高知県
警察本部

ういう条件だと浮かないのかがわから

難しく︑数値計算だともっと難しいの

岡田﹁洗掘は再現して実験を行うのがました︒

最後に今後の課題などについて伺いなくて︑いろんなケースを試してひ実験でも扉体が浮くんですが︑逆にどたすら実験し続けましたね︒須崎の防の状況によって変化するので︑設計式

で︑もっと簡単に現象がわかるようにでは表現できないところがありますか

波堤のほうは︑洗掘された時の被覆ブうなことを試していました︒掘られるら︑実験や数値計算を行って検討して鈴木﹁洗掘は構造物が設置される周囲とブロックが飛んでしまうので︑大きいくことが引き続き重要なのかなと思なったらなと思います﹂

な水槽の中でそれを探して歩くのが大います﹂

ロックの影響を実験し︑被覆ブロック変でした︒たくさん失敗もしましたがの下に洗掘防止マットを引くというよ

いい経験でした﹂UPでも紹介した﹁三重防護﹂による本で一番高い津波︵ ・4m︶が来る

南海トラフ地震被害想定によって﹃日新名﹁2012年に内閣府が発表した対策が行われています︒﹁三重防護﹂
は

高知港海岸では本誌 号CLOSE

37

するための補強や嵩上げが行われていンの防波堤などに﹁粘り強い構造﹂に３つのラインからなるもので︑各ライた取り組みの結果︑避難タワーの建設

黒潮町では︑行政と町民が一丸となっ町﹄として有名になった高知県西部のンピアンをお招きして防災学習を兼ねできない場所でした︒以前は斜路を造たビーチバレーボール大会が開催されり︑それを堤防代わりにしていたのでちですね﹂ました︒地震・津波への備えは︑今後や避難経路の確保などを経て︑いまで

冨本﹁３つのラインのうち第１ライン

ますますハード・ソフト両面での対策

は防災缶詰などを商品開発するまでの沖の防波堤の粘り強い化の考え方はが重要になってくると思います﹂ます︒

このフラップゲート式陸閘は︑もと当初あまり決まっておらず︑先行して

岡田﹁港空研にいた時に思ったのは︑
実

すが︑もっと高さが必要ということに

もと高潮対策のため海底に設置する可いた中部地方整備局の事例を参考にし

験も数値計算も結局は完全な答えではになっていると聞いています︒また︑

動式防波堤として２００３年から研究て議論しました︒いまは有識者の方々

新名﹁この整備では︑国・高知県・高が始まり︑基本性能や浮上時の挙動にと検討会を組んで意見をいただきなが知市が連携して整備を進めています︒

関する研究︑実海域での実証試験を経授︑四国地方整備局が共同で開発し︑大学 清宮理教授︑京都大学 間瀬肇教

れています︒また︑港空研の耐波研究

波堤・桂浜側防波堤︶の設計が検討さに建設される２つの防波堤︵種崎側防現在︑第２ラインの一部として新たなく︑どういうふうにＯＫなのか考えね︒数字だけを見てＯＫとするのではた結果も﹃答えに近い答え﹄なんですよをやっているんだけれども︑それで出た﹂て︑高潮・津波対策として開発された

ら行っています﹂２０１６年には﹁第 回国土技術開発

ないということ︒答えがないから実験技術です︒港空研と日立造船︑早稲田

なり︑
通常時は扉体が地中に格納され︑三重防護のイメージ

津波が到達した時は自動で閉鎖される

第1ライン（港湾施設）

2015年には朝日健太郎さんらオリ

湾口地区

三者が得意分野を担当するというかた

34

高知港湾・空港整備事務所

浦戸湾地区

フラップゲート式陸閘が採用されまし

第3ラインて︑須崎港の防波堤の実験や撫養港の岡田﹁私は以前港空研に在籍していTOPICS参照︶

FOCUS ON参照︶

い解明に挑んでいます︒︵本誌 ページ

るのか︑水理模型実験や再現計算を行について実際にどのような現象が起こグループでは︑防波堤周囲の洗掘現象

そうなのか深く考えてきちんと判断しように見えるのですが︑それが本当に計算をやって答えが出ると合っているて判断するようにしています︒難しい賞優秀賞﹂を受賞しました︒︵本誌 号

フラップゲート式陸閘の実験も行いまていかないといけないと思っています﹂
した︒フラップゲート式陸閘の場合は

12VOL.46 JANUARY 202211高知港湾合同庁舎（高知海上保安部、高知税関支署、
高知運輸支局）25

県高知土木事務所[防災ｽﾃｰｼｮﾝ]
高知県庁
高知市役所

：第1ライン(港湾施設)：第2ライン：第3ライン：直轄施工箇所：高知県施工箇所
高知市消防団本部

宿毛湾港

例凡
高知第2地方合同庁舎（財務事務所、
自衛隊
高知地方協力本部等）● 須崎港 湾口地区防波堤
高知港

第2ライン

18

● 高知港海岸 三重防護
高知
愛媛

撫養港

香川

水位
上昇
堤内地

起立完了
起立開始

戸当たり

水位上昇に伴い扉体が浮力により徐々に起立し自動閉鎖する
津波や高潮の到達とともに起立を開始
地中に格納され、人や車両の通行が可能

閉鎖時
閉鎖作動時
通常時
● 宿毛湾港 池島地区防波堤● 撫養港 陸上設置型浮体式防潮堤（フラップゲート式陸閘）

徳島

種崎側防波堤
種崎

桂浜側防波堤
浦戸大橋

桂浜
浦戸湾口の 1/40 実験模型

津波防波堤の位置

南海トラフ巨大地震津波に備え、現在、浦戸湾では三重防護による対策が整備されつつあります。

課題の一つは、流れの速い湾口部に新たに造る津波防波堤をどう設計するか。

年掛かりで水理模型実験と数値計算を実施。

周囲で起こる洗掘現象を明らかにし、対策工を検討すべく、
港空研では 2019 年から

いまだ現象の全解明には至っていない洗掘という難題に取り組む
鈴木高二朗沿岸水工研究領域長とな護岸の補強と嵩上げが進む第２ラインンからなる「三重防護」。このうち、
長大

津波に備えて進められている３つのライした、高知港海岸で南海トラフ巨大地震

本誌前頁のＣLOSE UPでも紹介

べようと、次は海底面をモルタルで製作やケーソンに働く圧力分布をしっかり調ました。あまりに酷い有様なので、流速波をかけたらケーソンも流されてしまい

大型ブロックも脆くも飛散。レベル２津

も海底面の砂がどんどん取られていき、かってきたので、なんとかいけそうだと抑え込めれば防波堤は安定することがわていませんが、今回の実験で、洗掘さえらの対策工が採用されるかはまだ決まっ

掘られなければ大丈夫ということ。どちがこちらもうまくいった。要は、周囲が『遮水型洗掘防止法』の適用も試しました

マットを敷いた上にケーソンを設置する

耐波研究グループの鶴田修己主任研究官に取材しました。

の一部として、浦戸湾口に津波防波堤のした固定床実験を。そうしたら、ケーソいうことに」

ンはもちろんブロックも動かなかった。

つまり砂が洗掘を受けなければ、けっこ

その後、海底面を砂で製作した移動床

う安定していることがわかったんです」

その入り口にあたる場所なので、流れは

鈴 木「広い浦戸湾に津波が入ってくる、られることなく、レベル２津波をかけて施しての実験では、ケーソンの周りは掘被覆工を繋げた『連結袋詰め被覆工』を

鈴 木「網状の袋の中に石を詰めてつくる

ことは、これまでもさまざまに検討されションで再現できるのではないかという提頭部周囲の洗掘を数値シミュレー

提頭部周囲で流れが急速に！
洗掘を抑え込み、安定を図る

そうとう速くなります。
設計を行う上で、てきたといいます。

数値解析で実験を補完
物理現象の明確化を目指す

いまだに算定が難しいのが構造物周囲のも問題なく耐えられました。桂浜側のほ

鈴 木「でも、どうもそれでは足りないと実験で、対策工の検討も。

洗掘。実際にどういう現象が起こるのか

うは下が岩盤で動かないため、こちらもＲＥという高精度粒子法で再現計算をしりたいということで、ＰＡＲＩＳＰＨＥ

れ込んでいて。細かい速度分布などを知頭部で回り込むとき滝のような勢いで流データを見てもあからさまに、津波が提トでしか流速を測れませんが、その実験

鶴 田「実験では計測機を設置したポイン

かりまして」ということが、今回実験をやっていてわ

いうか、洗掘量を過小評価していそうだ

ほぼ変形なし。もう一つ、アスファルト

鈴木高二朗 領域長わからないということで、水理模型実験（種崎側防波堤・桂浜側防波堤）の模型を同時に配し、現地の１／ スケールで実験を実施。
鈴 木「最初は無対策の状態で、どれくらい掘られるかを調べることに。防波堤の一番端の部分を提頭部と呼んでいますが、実験してみたら、ここにすごく速い流れが起きて。種崎側ではレベル１津波で沿岸水工研究領域を行うことになったんです」
総合沿岸防災水槽（幅 ｍ・長さ ｍ・50

深さ４ｍ）に、建設予定の２つの防波堤

10

40

浦戸湾

津波
（押し波）
の
進行方向

2

高知港（浦戸湾）津波防波堤の設計に関する研究

種崎側防波堤桂浜側防波堤建設が計画されています。

大規模実験 と粒子法 の数値計算 で防波堤周囲 の洗掘現象 に迫る

Focus On 研究活動の最前線へ

12

VOL.46 JANUARY 2022

Focus On 研究活動の最前線へ

洗掘孔になじんで沈みこむ「連結袋詰め被覆工」

防波堤周囲の砂地盤を被覆している

津波の進行方向■ 堤頭部ケーソンよりやや航路側の流れ■ 堤頭部ケーソンの背後の流れ

無対策
対策
結果
桂浜側防波堤

連結袋詰め被覆工
遮水型洗掘防止法（アスファルトマット設置状況）

津波の進行方向ケーソンは変状しなかった

種崎側防波堤堤頭部の洗掘とケーソンの滑動
連結袋詰め被覆工により、レベル 2 津波でも変形しなかった防波堤堤頭部

飛散したマウンドとブロック
防波堤下部が岩盤のため変形しなかった

沿岸水工研究領域 耐波研究グループ

鶴田修己 主任研究官

高精度粒子法（PARISPHERE）で再現された堤頭部で鉛直下向きに潜り込む流れたんです。すると、
提頭部の前後では、
津

波は地盤に平行に流れるだけでなくて、段差を下り落ちるように鉛直方向に水塊が潜り込んで、より速い流れが発生していた。これまで考えられてきたより数割も速い流れが集まり、これが洗掘孔を拡げていたことがわかってきました。これはかなり衝撃的な結果でしたね。
だって、防波堤としての効果があればあるほど、水位差がついて危なくなるということですから」

鈴 木「津波の越流洗掘で防波堤が壊れたという事例は、私が知る限りでは東日本大震災でも八戸港の八太郎北防波堤ぐら

いなんですよ。洗掘を受ける前に倒れたというのがほとんどで。ただ、洗掘が激しくなる開口部は、それこそ至るところにありますからね。本当はそこらじゅうの防波堤の堤頭部が洗掘で倒れる可能性がある。まだ洗掘という現象自体に解明されていないことが結構あるので、これからの次期中長期計画のなかでも洗掘問

題はやっていかなければいけないと思っています」

鶴 田「実験のほうが精度は高いんですけ

ど、実験で計測機器を満遍なく設置することは不可能ですから、総合的に現象を把握するためには、今後もやはり数値計

算で実験データを補完することが必要になるでしょうね」

鈴 木「今後、物理現象を明確化し、より汎用性のある設計手法の確立を目指すつもりです。今回の検討をもとに浦戸湾に造られる津波防波堤は、上を歩ける親水型の防波堤で、提頭部のケーソンを丸形にするなど景観的にも優れたデザインで計画されているんですよ。スロープを上がっていくと浦戸湾が一望できるようなきれいな場所。完成が楽しみですね」

VOL.46 JANUARY 2022

13

対策 1
対策 2

ケーソンの滑動

洗掘孔

洗掘孔
種崎側防波堤潜り込みFocus On 研究活動の最前線へ
三次元の漂流物挙動モデルの開発

より複雑な漂流物の動きも予測可能に現場で活かせるモデルを目指す
例えば段積みコンテナの倒壊や、漂流物が積み重なって生じる閉塞など、既存の平面二次元モデルでは再現できない現象の計算を可能にするのが、いま開発途上にある三次元の漂流物挙動モデルです。

2020 年度から本格的にスタートを切ったこの研究について、

どの漂流物。これまでその挙動の計算に「例えばコンテナなら、段で積まれているの検討を目指しています。

者の“いいとこどり”をしたようなモデの利点をハイブリッドさせる、つまり両複雑な現象が解けるという三次元モデル

軽いという平面二次元モデルの利点と、の精度を高めていく。より信頼されるモす。地道にやりながら、平面モデル自体

まずは洗い出して、改良を実施していま分、何か抜けているかといったところを「既存のモデルで考慮できていない部

ところだといいます。

は、高潮津波シミュレータ（ＳＴＯＣ）
状況と積まれていない状況ではどう違う

ルへのアップデートを考えています」

面二次元モデルに組み込む。計算負荷がが用いられてきました。しかしながら、件でみていくことは、実験では難しいでのか、とか。複雑な現象をさまざまな条

対策をどうするか。数値モデルベースで

ＳＴＯＣは平面二次元モデルゆえ、本来「段積みされたコンテナの倒壊や、漂流れないという問題が。
く、台風に対しても活用していくつもりを使って補っていければと。
津波だけでな

すからね。
そういったところを数値モデル

されていますが、検証に使われているの「これまで漂流物モデルはたくさん開発

されていないのが現実なのだとか。

元モデルのそもそもの精度。十分に保証

そこで課題になってくるのが平面二次元モデルも三次元性を考慮したものに。

いずれ三次元モデルが完成し、平面二次ルの改良を、両輪ですすめていく方針。

は、片方向から波が入ってきて陸上の漂出していくのが目標です。漂流物の研究「現場の対策に活用されるような成果を雑な地形を使った漂流物実験は初めての領域を、そのまま水槽の中へ。こういう複14VOL.46 JANUARY 2022

津波によって生じる船舶やコンテナなの物体の三次元性のある動きを再現しき物が集まって起こる閉塞といった、よりできそうだという感触が得られたので、です。
昨年度、風については問題なく計算
いまは風と水が同時にある状況を想定し三次元モデルの開発と平面二次元モデ

複雑で津波の流体にも影響を及ぼすようデルにしていきたいですね」

な現象を計算したいんですよ。それが、この三次元のモデルの開発に対するモチというのは、日本も含めてあまりされて常にシンプルな実験データなんです。現いませんが、実は世界的なニーズもある

流物がどう動くかなどといったような、
非と思う。どんな条件に対しても精度よくた計算を試みているところ。直近の目標

実の地形に対してきちんと再現できるか計算できるような、そんなモデルをつとしては、固縛した段積みコンテナが風や波によって倒壊するか否かといった検となると心許ない。そこで、
まずはベンチ

くっていければと思っています」

主任研究官。

討をこのモデルで行いたい。これは最先しようということになり、実際の港湾・市

マークデータ（※１）取得のための実験をベーションになっています」と、千田 優

はまだ着手し始めの段階だった開発が、端。現場の助けになると信じています」

本誌 号FOCUS ONの取材時に２０２０年度から本格的に始動しています。

実験を行いました。
スケールは１／２５０

ただ、港湾全体など大領域を計算対象試みです。海底地形に引っかかったり、市

らをいかに再現できるかを検討している

漂流物

街地を模擬した地形模型を用いた漂流物と大きくはありませんが、建物の形状やとする場合、三次元のモデルでは実用上二次元モデルの改良と両輪で漂流物対策を前進させたいの計算負荷が高く、実際に現場で使える

水深の分布も細かく再現した１×２kmのまず水の流れの計算については、港空漂流物に対する多様な想定を可能にする三次元モデル

研でこれまで開発してきた数値波動水槽

建物の上で止まったりと、複雑な地形だ

からこそ出てくる漂流現象があって、とて街地で建物と衝突しながら漂流したり、を平面二次元モデルにフィードバックすも興味深いデータが得られました」

かというと難しいところ。

る手法を検討中です。具体的にいうと、「なので、三次元モデルで計算した結果

れも同時に解ける気液混合モデルです。

三次元モデルを使ってさまざまな数値実

がベース。
これは、
水だけでなく空気の流
そして、漂流物のモデルには物理エンジ験を行い、結果から得られる実験式を平

三次元モデルによる段積みコンテナの倒壊計算

建物上部に乗り上げた漂流物

港湾・市街地を模擬した地形模型を用いた漂流物実験（ＣＡＤＭＡＳＳＵＲＦ／３Ｄ-２Ｆ）

ンライブラリ「ｂｕｌｌｅｔ」を採用。

いまは平面二次元モデルの中で、それこの２つの数値計算モデルを合わせたも

時刻＝16 秒のが、三次元モデルということに。

時刻＝15 秒市街地

港湾

ゲームや３ＤＣＧで使われてきた、力学

時刻＝14 秒

「物理エンジンライブラリは、もともと的にきちんと計算できるモデルなんです。
オープンソース化されているので、
こ
れを科学技術計算に転用できないかと。
そうすることで、開発に掛かる時間もコ
目的は事前の漂流物対策。漂流させな

ストもずいぶん抑えられました」
い、あるいは仮に漂流物が動いてしまっ

波の
進行方向

千田 優 主任研究官

さらに、計算結果を反映させる形での二次元モデルの高度化も検討。

37ても海上には流出させない、そのための時刻＝10 秒沿岸水工研究領域 津波高潮研究グループ

津波だけでなく台風時の風や波など、さまざまな条件下での漂流が対象に。

津波高潮グループの千田 優主任研究官に取材しました。

※ 1 数値モデルの検証用データ

T O P I C S

海象情報研究グループ 田村 仁主任研究官らが海岸工学論文賞を受賞しました

海洋利用研究領域

海象情報研究グループ
田村仁 主任研究官

海洋利用研究領域

海象情報研究グループ
川口浩二 グループ長

海洋利用研究領域

海洋利用研究グループ
加島寛章 主任研究官

港空研の海洋利用研究領域 海象情報研究グループ 田村 仁主任研究官、同グループ
川口浩二グループ長、海洋利用研究グループ 加島寛章主任研究官が、論文「2019年
台風15号による横浜港での波浪外力」において、海岸工学論文賞を受賞しました。
海岸工学論文賞は、海岸工学論文集に掲載され、海岸工学講演会において講演を行っ
た論文のうち、海岸工学における学術・技術の進歩発展に貢献し独創性と将来性に優れているものに授与される賞で、2006年度より新設されました。受賞論文は英文誌Coastal
Engineering Journalに投稿し、世界にその成果を還元することが推奨されています。
田村 仁主任研究官にお話を伺いました。
研究内容について教えてください。
2019年の台風15号（令和元年房総半島台風）の直撃で、首都圏は甚大な被害を受けました。海上に起こった猛烈な風が高波を引き起こし、東京湾内では数多くの港湾施設や防波堤が壊れ、背後地では浸水被害も発生しました。その後の調査で特徴的な被災状況が報告されました。その一つは、大きな被害を受けた海域が限定されていたことです。東京湾全域に最大で風速30m/sもの強風が吹き荒れていたにもかかわらず、
被害は東京湾西岸の横浜港周辺に集中していました。しかしその原因はわからず、適切な対策方法もわかっていませんでした。
受賞した論文では、横浜港での沿岸災害を対象に、被害が横浜港周辺に集中した原因と、大きな波浪を引き起こした要因について研究したものです。検討の結果、波高と波長から得られる波浪統計量を使うことで横浜港沖の波浪外力の特徴が明らかになりました。横浜港周辺は湾外からのうねりが集中しやすい海域特性があり、今回の台風15号直撃時に強風によってうねりが発達しながら襲来していたことがわかったのです。また波浪変形計算を行い、この波浪統計量が鉛直壁での最大遡上高を推定するのに有効な指標であることがわかり、被害の実態を解明する手掛かりを得ることができました。

被害地点

東京湾内へ伝搬するうねりの経路
波浪モデルによる過去再現計算結果（東京海底谷）でうねりが屈折するため、東京湾西岸の横浜港周辺に被害が集中していた。 観音崎沖合
横浜港周辺は湾外からのうねりが集中しやすい。
湾外から侵入したうねりが発達しながら横浜港まで到達した。

15

VOL.46 JANUARY 2022

護岸の倒壊（横浜港）

沿岸施設の損傷（横浜港）

今後の研究への意気込みは？
日本を含む東アジアの国々では、地球温暖化に伴って猛烈な台風とそれに伴う沿岸災害の発生頻度が上昇することが予想されています。そのため港湾施設を含む沿岸域の監視情報を防災・減災へ役立てることは喫緊の課題となっています。現在は、高精細な監視カメ
ラ映像をリアルタイムで確認することで、被災箇所の識別と早期復旧に貢献すること、また事後解析から当時の海象状況を把握して被災原因を解明するモニタリングシステムの開発にチャレンジしています。これをもとに、港湾施設を含む沿岸域の監視情報を関係行政機関と共有することで、防災・減災へ役立てていきたいと思っています。

沿岸水工研究領域
耐波研究グループ

VOL.46 JANUARY 2022

中村 康大

研究員

知識
空の豆

海や

研 究 者が解説します！

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:https://www.pari.go.jp

レ ベ ル 2 津 波 へのアプローチ
2011年の東日本大震災以降、津波について

津波の分類

対象津波

レベル 1 津波数十年から百数十年に一回の頻度で発生すると考えられる発生頻度の高い津波

防災
人命を守る
財産、経済活動を守る

レベル 2 津波

津波防護レベルをはるかに上回り、構造物対策の適応
限界を超過する津波（例：東北地方太平洋沖地震）

減災
人命を守る
経済損失の軽減
二次災害の軽減
早期復旧の実現

さまざまな議論がなされていますが、その中で津波には二つのレベルが定義されました（図1）。一つ
は、レベル1津波であり、数十年から百数十年に一回程度の確率で起こる発生頻度の高い津波です。これは、堤防などで浸水を防ぐことを目指します。もう一つはレベル２津波であり、発生頻度は数百年に一回程度と極めて低いものの、発生すれば甚大な被害

図1をもたらす最大クラスの津波です。防波堤を破壊す

要求性能

津波の分類

るほどの強力な津波ですが、近年はレベル2津波にも対応できるよう、減災の考えをもとに工夫がされています。例
えば、東日本大震災の時には青森県八戸港の八太郎北防波堤において、約9割に相当するケーソンが被災しました。
その中でもケーソンの倒壊等の被害は全体の4割であり、津波による被害が拡大したとされています。津波が防波堤を越え、ケーソン背後の地盤を削る洗掘という現象がケーソンの転倒を招いた一因となったと考えられています。
その対応策としては、防波堤背後に腹付工や洗掘防止マットを設置して建設コストを抑えつつ防災機能を強化する方法が開発されています（図2）。特に腹付工は、被覆ブロックを増やしたり、ケーソン背後のマウンドを高くしたりすることにより防波堤の背後地盤の洗掘を防止するだけでなく、その自重により津波波力への抵抗も増強させます。この腹付工の効果は高く、設計限界を超えてケーソンが動き始

レベル 1 津波

めても容易に転倒しな

防波堤

レベル 2 津波

い粘り強さを発揮します。その結果として津ケーソン

波が陸地に到達するま

基礎マウンドでの時間を遅らせることや、津波の高さを抑

編集・制作 （株）ホライゾン

えることに役立つこと

対策

砕石

腹付工
洗掘防止
マット

地盤

防波堤で津波を防ぎ、防波堤背後の街を守る。

が期待されています。

背後地盤が削られて、波に耐えきれず、ケーソンが転倒。防波堤背後に甚大な被害をもたらす。

図2

防波堤背後に腹付工と洗掘防止マットを設置。ケーソンが転倒せず、防災機能を発揮。

津波のレベル別の対処法

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