第35回 夏季研修会論文集 2014/11/08

雨水幹線排水路における災害復旧事業
土木設計室

金坂弘昭
那須友昭 野津晃彦

１．はじめに今回実施した護岸詳細設計は、平成２５年９2） 生物環境（動植物の生息・生育状況）

月４日の豪雨によって崩壊した水路壁の下水道･ボラ等の魚類が回遊している。

災害復旧業務である。当該事例においては、被3） 親水、空間利用（水辺の利用状況など）

災後の水位観測・降雨データ等の気象条件より、･水辺の利用は、特にない。

被災時の水路状況を推定している。

4） 周辺環境

被災原因の特定を主眼とした災害復旧業務として、内容とその成果について報告する。

･背後地は、公園として利用されている。
･周辺の土地利用は、工業地として利用されている。

２．業務概要
本業務は、Ａ市地内において、雨水幹線排水

被災地状況写真（被災延長 L=35m）路の護岸詳細設計Ｌ＝35ｍ（左岸）を実施したものである。対象水路は、国道と公園緑地帯の間に位置する幹線水路で、コンクリート杭柵を使用した水路構造である。
設計に当たっては、測量及び地下水位等の調査を実施し、地形条件を踏まえた工法比較検討により、水路構造形式を決定した。

３．水路状況及び周辺環境
本設計路線は、工業団地造成時に整備され、潮廻し水路としての機能を持つ施設として、以下の特徴を有する。
1） 水路状況及び物理特性（瀬、淵の状況等）
・水路は、緩い曲線部であり、鉄筋コンクリート杭柵による直壁護岸である。
・形状は、幅 7.0ｍ、高さ 1.5ｍの掘込形状であり、水路勾配は 1/2500 である。
・瀬、淵等は、特に見られない。
・水路水位は、外海に近いため、潮位の影響を大きく受ける。

４．業務上の問題点
河川（水路）護岸の被災原因は、「美しい山河・現地は、埋立て地であり、細砂〜中砂主体のを守る災害復旧基本方針(H18.6 月)」によると以土質、透水性は中位程度である。

下に示す原因が考えられる。

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1） 河床洗堀による破壊

潮位・降雨との関連性についても調査を実施し、

2） 流体力によるブロック等の移動・流出によ被災原因を推定した。

る破壊

残留水圧の模式図3） 流体力によるめくれ破壊
4） 吸い出しによる破壊

陸側水位
水位差

河川水位

5） 残留水圧による破壊
6） 天端からの侵食による破壊

残留水圧

このうち、本地の被災時の状況から判断すると、「5 残留水位による破壊」が最も可能性が高いとされた。しかし、復旧工法の決定には、被災

５．被災原因を把握するための対策

原因を明確にし、河川環境の保全・復元の目的

被災原因の推定は、災害発生時期の気象条を明らかにしたうえで、最も適切と思われる工法

件、潮位及び水路水位と地下水の関連性を調を選定することが求められた。そこで、被災原因査・考察し、被災のメカニズム「残留水圧によるとなる残留水の状況を把握するため、水路水位破壊」によることを究明するものである。と背後地地下水位の観測を実施した。あわせて、以下の手法により原因を推定した。

①水位観測結果による気象条件の推定
調査項目
・潮位と水路水位の差
・水路水位と地下水位の差
平常時と降雨時推定される事象
水路水位は潮位より５ｃｍ程度高い。
⇒ 被災日の水路水位は潮位＋５ｃｍ
平常時の水位差：最大１０ｃｍ
降雨時の水位差：最大２１ｃｍ⇒ 背後地への降雨（浸透）の影響１１ｃｍ（２１ｃｍ−１０ｃｍ）

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②被災前の気象条件の推定
調査項目

・大潮期間

・連続的な降雨・被災日の潮位推定される事象
８月３０日から大潮に入り、最高潮位はＴＰ＋０．８６（8/30,9:00）
を記録
数日間にわたり通常より高い潮位が継続⇒ 背後地の地下水位も上昇
８月３０日から９月４日にかけて連続して雨量を観測（総雨量１９２ｍｍ、最大時間雨量２４ｍｍ）⇒ 背後地に多量の雨が浸透し、地下水位がさらに上昇
最高潮位はＴＰ＋０．５１ｍ（9/4,12:00）、最低潮位はＴＰ＋０．２７ｍ（9/4,20:00）を記録⇒ 大潮期間から急激な水位低下となり、背後地との水位差が拡大

被災時の推定は、①水位観測結果による気象条件の推定及び②被災前の気象条件の推定から、被災時の水路壁に生じた残留水圧を想定し、安定計算により検証した。
水位観測は、陸側地下水及び水路水位を観測し、潮位・降雨量との関連性を検証した。そし中から、降雨時の最大水位差を示したケースを被災時の気象条件とした。
また、被災前の気象条件より、大潮・連続的な降雨による背後地の地下水上昇、被災日の急激な水位低下など、水路壁にダメージを与える要因が重なっている。て、被災時に生じた気象条件に類似したものの3

③被災時の推定
調査項目

・H.W.L・L.W.L・残留水位・水路壁崩壊に至る過程推定される事象
被災日の最高潮位は、ＴＰ＋０．５１ｍ（9/4,12:00）
水路水位は潮位より５ｃｍ程度高く、ＴＰ＋０．５１ｍ＋０．０５ｍ＝０．５６ｍ⇒ ＴＰ＋０．５５ｍ
被災日の最低潮位は、ＴＰ＋０．２７ｍ（9/4,20:00）
水路水位は潮位より５ｃｍ程度高く、ＴＰ＋０．２７ｍ＋０．０５ｍ＝０．３２ｍ⇒ ＴＰ＋０．３０ｍ残留水位（背後地地下水位−L.W.L）
背後地への降雨の影響（＋１１ｃｍ）を、計算上の残留水位に算入
ＴＰ＋０．３０ｍ＋０．１７ｍ＋０．１１ｍ⇒ ＴＰ＋０．５８ｍ
これらの水位条件を基に、安定計算により検証⇒ 計算結果 被災時ＯＵＴ
平常時

被災時

4計算結果として、平常時における残留水圧に対しては、安定性を確保しているが、被災時の気象条件では、水路壁崩壊に至る結果となった。
よって、「残留水圧による破壊」と判断した。

７．おわりに当該事例においては、被災原因を推定するひとつの手法として紹介した。
災害業務では、被災原因の特定ということから、「残留水圧による破壊」としているが、検証

６．現時点での評価結果から判断すると、被災日前の大潮期間、連今回、約１カ月程度の水位観測を実施した。

続的降雨期間等による悪天候、そして、河床低まとまった降雨が少なかったため、大きな水位下、水路構造物の老朽化などの複合要因の一変動は見られなかったが、気象条件の変化にとつとして、急激な水位変化による残留水圧が作もなう水位変動の傾向を得ることができた。

用していると考えられる。

この結果をもとに被災時の気象条件が推定でき

今回実施した被災原因の推定は、現場土質たことは、被災原因の特定をより明確にできるの種類、透水係数など、細部において検証を行ものであった。

うと矛盾する点もあるが、今後、災害事業に携

既存コンクリート柵工の構造検証については、「残留水圧による破壊」を被災理由として特定すわって行くなかで、少しでも参考となれば良いのではないかと思い報告したものである。

るために、設計時に見込む残留水圧以上のも以上のが、災害時に作用したことを証明している。
しかし、既存コンクリート柵工の構造検証は、被災地復旧写真（復旧延長 L=35m）

洗掘による河床低下によって、コンクリート杭の必要根入れが不足しているため、構造計算上の安全性を満たすことができなかったとも考えられる。
それは、設計時の図面をもとに、年間の気象条件を考慮した上で、数パターンの残留水位条件を与え、復元計算を実施した結果では、各パターンにおいて水路構造は安定しているとの結果を得ているからである。
今回の検証は、被災原因の推定を行う上での着目点、ストーリー付け等など、面白い方向付けではあったが、思うような観測結果（被災時に近い気象条件）が得られなかったことは残念であった。
今後の事業においても、被災のメカニズムをより明確化することにより、地域防災・減災に役立つのではないかと考える。
＜参考文献等＞
気象庁「各種データ・資料」
http://www.jma.go.jp/jma/menu/menureport.html

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