自然災害・水資源分野の影響と適応策
IPCC報告書連携シンポジウム
2022/04/26
横木裕宗
茨城大学
大学院理工学研究科都市システム工学領域
茨城県地域気候変動適応センター

講演の概要• S-18テーマ3の概要• 海面上昇の影響評価と適応費用推計• 沿岸域の脆弱性：高潮と砂浜侵食• 外水・内水氾濫に対する適応効果• 水資源への影響と適応策

テーマ３：⾃然災害分野を対象とした影響予測⼿法の⾼度化と適応策の評価
https://s-18ccap.jp/

テーマリーダー：横木裕宗（茨城大学理工学研究科）
成果目標：

沿岸域を中心とする流域における自然災害，水資源に関する影響予測の高度化，適応評価，その経済評価を行う．テーマ1から提供される気候シナリオおよび社会経済シナリオを用いて，全国の沿岸域・流域を対象に1km程度の解像度で浸水影響評価を行う．
適応策についてはグレーインフラ，グリーンインフラを組み合わせ防護の評価に加えて，人口減少下での順応，撤退についても検討対象とする．さらに，自然災害分野では治水経済マニュアル等に基づき，直接被害の算定を行う．

サブテーマ構成：

ST1. 気候変動による氾濫・浸水災害の統合影響予測と適応策の経済評価

台⾵・豪⾬（横木裕宗，茨城大）

ST2. 高潮・高波等を対象とした 沿岸域への気候変動影響予測と適応策の評価（森信人，京都大）

塩⽔侵⼊

砂浜・崖浸⾷斜⾯崩壊

ST3. 河川洪水・内水氾濫による影響予測と適応策の評価（風間総，東北大）

ST4. 流域における水資源への気候変動影
響予測と適応策の評価（吉田武郎，農研機構）

地下⽔位変動

⾼潮

波浪

海⾯上昇

3

環境研究総合推進費戦略的研究開発領域
S-18テーマ3(1)

気候変動による氾濫・浸⽔災害の統合影響予測と適応策の経済評価
Integrated Projection of Climate Change Impacts andEconomic Evaluation of Adaptation to Flooding and Inundation

横⽊裕宗*・⽥村誠*・増永英治*・外岡秀⾏*・柴⽥傑* ・今村航平*
佐藤⼤作**・熊野直⼦***（*茨城⼤学，**摂南⼤学，***愛媛⼤学）

海⾯上昇(SLR)による浸⽔影響予測

⼤場他(2021)

 最新の気候シナリオ、潮汐データ、社会経済シナリオを活⽤して、⽇本沿岸域の海⾯上昇と浸⽔影響を3次メッシュ(1km)の解像度で全国⼀律に評価
 NIES SSP 3次メッシュ⼈⼝シナリオの活⽤ EM-DAT(Emergency Events Database)に基づく被害額推計
使用データ
標高
国土交通省
標高・傾斜度3次メッシュ
平均標高を使用
潮汐
TPXO9
主要4分潮の合計を使用

海面上昇
MIROC-ESM-CHEM
RCP8.5

将来人口
NIES 日本版SSP3次メッシュ
人口シナリオ第1版
行政区域コード
国土交通省
行政区域データ
都道府県コードを使用

5

潜在的浸⽔域

⼤場他(2021)

潜在的浸⽔⾯積都道府県別の浸⽔⾯積⽐

潜在的浸⽔域(2100年、RCP8.5)

6影響⼈⼝、被害額（全国，都道府県別）

⼤場他(2021)

 被害額は、①EM-DATの過去被害額より推計

影響⼈⼝

浸⽔被害額

都道府県別の影響⼈⼝(SSP5)

都道府県別の浸⽔被害額(SSP5) 7

適応効果評価
 浸⽔影響と適応効果、適応費⽤を算出する 適応費⽤の収集、更新

⽇本の堤防設置費⽤(熊野他, 2017)
 防護
 グレーインフラ：構造物データ(分布、⾼さ)、堤防・護岸の新設、嵩上げの建設費、維持費
 グリーンインフラ：防潮林の整備費⽤等
海岸堤防分布(箭内他, 2019) 構造物：紀伊半島の例
 順応
 建築様式変更(嵩上げ等)、沿岸域管理、避難システム等
 撤退（移転）
 ⽤地取得費、⼟地造成費、インフラ整備等
 ⼟地利⽤シナリオに対応した費⽤推計
世界の養浜費⽤とマングローブ費⽤(熊野他, 2018)8

多重防護費⽤の推計
 Kumano et al.(2021)の全球評価の⽇本データ抽出
 2.5ʼ(約5km)グリッド
 堤防とマングローブ等による多重防護シナリオに基づく防護費⽤推計
 国交省によれば海岸線⻑は約34,000km、既設の堤防・護岸⻑
さは14,524km


浸⽔する海岸線のうち、マングローブ林に守られている海岸線は4% 防護費⽤ Case1(堤防のみ)が最も⾼額
 Case1→Case2 約3.0%の減少
 Case1→Case3 約3.4%の減少

Case1

防護シナリオ
Case2

Case3

⽇本の多重防護費⽤(RCP8.5): Kumano et al.(2021)より作成

9ドローン観測等による堤防高の比較評価•

評価場所– 那珂川河口（茨城・大洗町）– 那珂川中流域（茨城・ひたちなか市）– 河原子海岸（茨城・日立市）•

ドローンによる3Dモデル

結果– 土堤は国土地理院DEMで十分（※築堤時期とDEMの作成時期の違いに注意）– ドローンは1～数cmの精度。コンクリート
構造物はドローン計測が有効だが、AW3D 1m DSM（衛星）は不十分•

那珂川河口（大洗）の例

方法– 現地にてドローンによる多方向撮影（高度30m前後）– 現地にて堤防高の測量– ①ドローン（DJI Mini 2）＋SfMソフト（Pix4Dmapper）によるDSM/DTM、②国土地理院5m DEM（DioVISTA標準）、③AW3D
1m DSM/DTM、④現地測定値、を比較•（外岡秀行、柴田傑、大江栄輝；茨城大）

今後– AW3D 50cm DSM（衛星）、航空機レー
ザー測量の評価– 茨城県海岸構造物データとの比較

Ｘ
Ｘ

Ｙ

Ｙ

地形プロファイル比較

赤：Pix4Dmapper-フル解像度DSM
緑点線：Pix4Dmapper-フル解像度DTM
青：基盤地図情報-5mメッシュDEM
紫：AW3D-1mメッシュDSM
黄点線：AW3D-1mメッシュDTM

浸⽔域評価のための標⾼データ作成（佐藤⼤作，摂南⼤）• 複数の標⾼データにおける沿岸部標⾼のばらつき評価• 海岸保全施設⾼さの評価
海岸保全施設の位置

海岸保全施設の⾼さ
平均的な沿岸波⾼

海岸保全施設を考慮した
標⾼データ

過去20年間での最⼤⾼潮⾼さ

過去10年間での最⼤潮位⾼• 海岸保全施設を考慮した浸⽔評価• より現実的な適応費⽤算定

環境研究総合推進費戦略的研究開発領域 S-18 (2020-2024)

サブテーマ3-2
⾼潮・波浪等による沿岸部の影響⼿法の⾼度化と適応策の検討
京都⼤学 防災研究所
森 信⼈・志村智也・宮下卓也・Ho Tungcheng
国⼟技術政策総合研究所
加藤史訓・本多和彦
⾦沢⼤学
⼆宮順⼀

沿岸域の脆弱性：⾼潮

統合の知⾒

WGI 第9章 海洋，雪氷圏，及び海⾯⽔位の変化

AR6

可能最⼤⾼潮[m]⼤阪湾
⼤阪湾・9⽉RCPが⾼位のシナリオ
ほど⾼潮強度が増加

 全海⾯上昇量の評価が⾏われつつある

⽇本
約＋0.6m 3⼤湾では，海⾯上昇＋⾼潮＋⾼波が評価可能となっている
 AR6とほぼ同じ内容が「⽇本の気候変動
2020」に反映

Mori et al. (2021) Climatic Change

⼤阪⾼潮ゲートの更新事業

13沿岸域の脆弱性：⾼潮

統合の知⾒

WGI 第11章 変化する気候下における気象及び気候の極端現象
WGII 第10章 アジア最⼤クラス

2018年21号 2.7m

⽇本の極端海⾯⽔位
統合Pでは，CDが連携して台⾵→⾼潮の影響予測を実施

第２室⼾台⾵ 2.4m

将来予測
 最⼤クラス⾼潮
 ⾼潮の⻑期評価

全球・全国の評価はこれから
現在気候
将来気候+4K

Mori et al. (2019)

再現年数

⼤阪湾の⾼潮の将来変化d4PDF
Mori et al. (2021) Coastal Eng. Journal

⼤阪⾼潮ゲートの更新事業

14砂浜全国評価
WGII 第3章 海洋と沿岸⽣態系およびそのサービス
砂浜DB概要（京⼤・国総研）••

Mori et al. (2018) CEJ

⼊⼒データ• DEM: 国⼟地理院5次メッ
シュ＋GE: O(10m)• AR5海⾯上昇量
評価⽅法• 陸上側の前浜勾配

S‐18での展開• データ項⽬の充実とモデルの⾼度化• データ：代表粒径・限界
⽔深• モデル：平衡断⾯モデル
他• SROCC/S‐18共通シナリオ等のSLRを⼊れて評価

RCP8.5消失割合

外⽔と内⽔氾濫の将来被害展望と対策の評価
東北⼤学

⾵間聡

茨城⼤学 桑原祐史，福島⼤学 川越清樹，富⼭県⼤ 呉修⼀

外水氾濫適応評価（2021年度成果まとめ）
20世紀末• 個別の適応策
20世紀末以上 近未来に被害増加
21世紀末

RCP2.6
RCP8.5
RCP2.6
RCP8.5

適応策なし

土地利用規制

ピロティ建築治水水準向上

田んぼダム

0.0%

-19.8%-65.5%-17.6%

-3.9%

41.7%
41.8%
27.7%
56.6%

15.5%
15.6%
2.7%
28.7%

-29.9%-30.4%-41.8%-17.2%

24.3%
24.5%
10.4%
39.5%

35.6%
35.6%
22.4%
50.2%

土地利用規制＆ 土地利用規制＆ 土地利用規制＆ ピロティ建築＆ ピロティ建築＆ピロティ建築治水水準向上
田んぼダム
治水水準向上
田んぼダム
20世紀末
近未来

• 適応策の組み合わせ
20世紀末以下に抑えられる

21世紀末

RCP2.6
RCP8.5
RCP2.6
RCP8.5-73.0%-34.4%-23.5%-73.4%-68.0%-44.6%-45.0%-55.2%-33.9%

0.7%
0.9%-12.0%
13.8%

9.7%
9.7%
-2.4%
22.6%

-41.7%-42.5%-52.5%-30.1%-34.6%-35.2%-45.8%-22.4%

土地利用規制＆ 土地利用規制＆
ピロティ建築＆ ピロティ建築＆
田んぼダム
治水水準の向上-79.0%-75.3%

RCP2.6-54.1%-48.9%

RCP8.5-54.7%

RCP2.6-63.5%-49.5%-58.9%

RCP8.5-44.5%-38.8%

20世紀末
近未来
21世紀末

・RCP8.5においては適応策の組み合わせ

50.1% ~
被害額30.1% ~ 50.0%
50.1% ~増加
1.1% 30.1%~ 30.0%~ 50.0%~ 30.0%~ 1.0%
20世紀末基準 -0.9%1.1%-0.9% ~ 1.0%
-29.9%-29.9%~ -1.0%~ -1.0%
被害額-49.9% ~ -30.0%
減小~-50.0%だけでは抑えきれない→適応策と緩和策の両立が必要

17

内水氾濫適応評価（2021年度成果まとめ）
現在気候の適応策なしの期待被害額に対する各シナリオの期待被害額の変化率[％]（赤色：増加したシナリオ，青色：減少したシナリオ）
シナリオ名

期間
現在気候排水シナリオ

近未来
21世紀末
現在気候排水不良シナリオ

近未来
21世紀末

内水排除施設のRCP
適応策なし 整備水準の向上
シナリオ（Plan-1）
RCP2.6
RCP8.5
RCP2.6
RCP8.5
RCP2.6
RCP8.5
RCP2.6
RCP8.5011011387162010610884153-61
1920-159-5439391782

建物のピロティ化（Plan-2）

Plan-1+Plan-2-33
57
60
37101-4244452483-74-13-11-29
20-71-3-3-2031

 21世紀末のRCP8.5を除き，2つの適応策を同時に講じることで将来気候の内水被害額を現在気候より3～29％減少→複数の適応策を同時に講じることの重要性を示唆
 21世紀末のRCP8.5において，2つの適応策を同時に講じたとしても，内水被害額は現在気候より20～31％増加
18→緩和策と適応策を同時に講じることの重要性を示唆

19

環境研究総合推進費 戦略的研究開発領域S-18 サブテーマ3-4

流域における⽔資源への気候変動予測と適応策の評価
吉⽥ 武郎・皆川裕樹・⼟原 健雄・吉本 周平・
⾼⽥亜沙⾥・丸⼭篤志（農研機構）・
⾓ 哲也・堀 智晴（京都⼤学防災研究所）
佐藤 嘉展（愛媛⼤学）・⼯藤 亮治（岡⼭⼤学）

20

⽬的・対象
⽬的

気候変動による⽔利⽤への影響を⾼解像度で評価

地域的な適応策の策定のためのデータベース構築
全国：⽔資源の評価

流域：⽔利⽤の評価• ⾃然条件（降⽔量・気温• ⼈間的条件（需要量・⽔利⽤等）の変化を反映
地域性（マップ化）が可能

時期等）の変化も反映
モデルのバイアス誤差の影響：⼤流域の事例研究を増やす•••

流況の変化21

⽇本域：⽔資源の影響予測
⼿法

結果• 5⽉（代かき期），8⽉（出穂期）の渇⽔流量の変化率• 全国の河川を 5km のグリッドセルにより表現• CMIP5 の5モデル・11アンサンブルによる結果
RCP 8.5/2081-2100

代かき期（5⽉）※変化率 =
将来の流量

出穂期（8⽉）/ 現在の流量– 0.700.70 – 0.90
0.90 – 1.10
1.10 – 1.30
1.30 –

 5⽉の⽔資源量：融雪の早期化により東北・北陸で減少
 夏季の⽔資源量：やや減少．明確な傾向は得られず

⽔需給バランスの変化
22

累積渇⽔量 (108xm3)• 5〜9⽉（灌漑期間）の累積渇⽔量• CMIP5の3モデルの平均

河川流量

累積渇⽔量の変化

22

⽔需要量
累積渇⽔量

• 現在期間に⽐べて渇⽔強度が⾼まる• シナリオ，期間の関係は不明瞭（精査中）まとめと課題• 気候変動による流域・沿岸域での自然災害・水資源の将来予測– 浸水・氾濫面積から影響人口・経済評価– 適応策の効果（被害の減少）– 適応費用→効果的かつ経済的な適応• 将来予測の不確実性– 物理現象と社会経済変化– 確率分布を示すのが困難なものもある– 現状（災害対策レベル）の把握（適応費用）