3.2 地震による外力・作用の評価・分析~4 ~10 ~20 ~40 ~70 ~120 120~
SI値 [cm/s]

気仙沼国道維持出張所
PGA = 607 [cm/s2]
SI = 90 [cm/s]
計測震度 = 6.2

3.2.1 地震動

大崎出張所
PGA = 484 [cm/s2]
SI = 105 [cm/s]
計測震度 = 6.1

平成23年東北地方太平洋沖地震は，三陸沖から茨城県沖に至る長さ約450km，幅約200kmの巨大な震源域

涌谷出張所
PGA = 523 [cm/s2]
SI = 84 [cm/s]
計測震度 = 5.9が破壊し，日本の観測史上最大のモーメントマグニチ
ュードMw 9.0の地震となった1)。気象庁の発表による

鳴瀬堰
PGA = 659 [cm/s2]
SI = 84 [cm/s]
計測震度 = 6.0

遠地実体波をもとにした本震のすべり量分布とすべりの時間分布を図-3.2.1.1に示す1)。図に①②③で示される大きな破壊が宮城県沖で２回、ついで茨城県沖で仙台河川国道事務所
PGA = 861 [cm/s2]
SI = 71 [cm/s]
計測震度 = 6.0

１回の計３回発生し、特に２番目の破壊が大きかった
ことが示されている。宮城県沖では30mを超える大き

佐久間川橋観測所
PGA = 551 [cm/s2]
SI = 90 [cm/s]
計測震度 = 6.1

なすべりが発生したと見られる。以下、3.2.1.1ではこのような震源域の破壊過程によって生じた地震動の磐城国道事務所
PGA = 292 [cm/s2]
SI = 76 [cm/s]
計測震度 = 5.8

特性について、3.2.2.2では強震記録の分析に基づく
プレート境界型地震を想定した設計地震動の分析検討

岩瀬国道出張所PGA = 903 [cm/s2]
SI = 73 [cm/s]
計測震度 = 6.0

について述べる。なお、ダムで観測された地震動及び建築物で観測された地震動の分析に関しては、それぞれ、3.3.4(4)および3.3.9.2(1)を参照されたい。

図-3.2.1.2 国土交通省地震計ネットワーク 2)観測値

3.2.1.1 観測された地震動の特性(1) 地震動強さの分布と加速度時刻歴波形
図-3.2.1.2 は、国土交通省地震計ネットワーク 2)で得られた SI 値（スペクトル強度：一般的な構造物がどれだけ大きく揺れるかを表す地震動強度の指標）の分布と SI 値が 70cm/s 以上（震度６強以上に相当）となった観測点の観測値を示したものである。図中、PGA は最大加速度を表す。震源域の大きさに対応して、(a) 大崎出張所(b) 岩瀬国道出張所
図-3.2.1.1 気象庁による本震のすべり量分布

図-3.2.1.3 代表地点の加速度時刻歴波形1)4410000宮城県北部から茨城県南部の広い範囲で強い地震動が観測されていることがわかる。
このうち、大崎出張所（宮城県大崎市）および岩2

最大応答加速度 [cm/s ]1000

瀬国道出張所（茨城県桜川市）観測点において観測された、本震の加速度時刻歴波形を図-3.2.1.3 に示す。
大崎出張所では加速度波形に特に振幅が大きい波群が2 つみられる。図-3.2.1.1 に示したとおり、今回の地震における震源域の破壊は、震源付近での 2 つの破壊と茨城県沖での 1 つの破壊が 160 秒程度の時間をかけ100て発生しており、加速度時刻歴における 2 つの波群は、

K-NET築館NS
K-NET日立NS
K-NET鉾田EW
K-NET茂木EW
K-NET仙台NS
気仙沼国道維持出張所EW
K-NET今市EW
大崎出張所NS10

震源付近の 2 つの破壊によるものと考えられる。
一方、岩瀬国道事務所では複数の波群は見られない。
震源付近の 2 つの破壊から発生した地震波は伝播の過

1

0.5

0.1

程で減衰し振幅が小さくなっており、茨城県沖の破壊

2.0

1.0

10.0

固有周期 [秒]から発生した地震波が卓越していると考えられる。

(a) 今回の地震（減衰定数 0.05）
10000(2) 加速度応答スペクトル
東北地方太平洋沖地震の際に（独）防災科学技術研
究所 K-NET3)および国土交通省地震計ネットワークで

2

最大応答加速度 [cm/s ]1000得られた強震記録から、計測震度が大きい 8 記録の加速度応答スペクトル（減衰定数 5%）を比較したもの
が図-3.2.1.4(a)である。また、1995 年兵庫県南部地
震以降の近年の主要な地震で得られた代表的な強震記
録の加速度応答スペクトルと比較して同図(b)に示す。
今回の地震では多く記録が観測されており、震源か100

平成23年東北地方太平洋沖地震（K-NET仙台）
平成23年東北地方太平洋沖地震（大崎出張所）
平成20年岩手･宮城内陸地震（KiK-net一関西）
平成19年新潟県中越沖地震（K-NET柏崎）
平成19年能登半島地震（K-NET穴水）平成16年新潟県中越地震（川口町）
平成15年十勝沖地震（大樹町生花）
平成7年兵庫県南部地震（鷹取駅）

10

らの距離や地盤条件に応じて、短周期(周期 0.5 秒以下)、中間周期(周期 0.5～１秒)、やや長い周期(周期１秒以上)、それぞれにピークのある記録が観測され1ている。橋や中低層建築物などの構造物への影響が大

0.5

0.1

きい周期 1～2 秒程度の加速度応答スペクトルに着目

1.0

2.0

10.0

固有周期 [秒]すると、構造物に甚大な被害を生じた兵庫県南部地震(b) 主要な地震との比較（減衰定数 0.05）（鷹取駅）と比較して同程度または低い値である。

図-3.2.1.4 加速度応答スペクトルの比較

なお、K-NET 築館は、気象庁の震度情報で震度 7 とされた唯一の観測記録であるため、余震観測等による表層地盤の増幅特性に関する各種の調査が実施されている。その結果、スペクトルの周期 0.2～0.3 秒に見

開北橋

1978年宮城県沖地震

JR鷹取駅

1995年兵庫県南部地震
2003年十勝沖地震

大津水位観測所

られる卓越周期には局所的な地形等の影響が見られ、

妙見堰

2004年新潟県中越地震

この観測記録は周辺地域を代表するものではないとす

K-NET柏崎2007年新潟県中越沖地震

る報告もある 4)。

K-NET古川2011年東北地方太平洋沖地震

K-NET築館

2011年東北地方太平洋沖地震

K-NET仙台

2011年東北地方太平洋沖地震

開北橋

2011年東北地方太平洋沖地震

この地震の揺れの大きな特徴の一つは、震源域のK-NET大宮2011年東北地方太平洋沖地震

破壊時間の長さに対応して継続時間が長いことである。

KiK-NET芳賀

2011年東北地方太平洋沖地震(3) 地震動の継続時間

0

地震動の継続時間を過去の主な記録と比較して図5)

3.2.1.5 に示す 。継続時間には種々の算出方法があ

50

100
150
200
50gal 継続時間 (s)

250

300

図-3.2.1.5 地震動の 50gal 継続時間の比較 5)45

るが、ここでは観測記録の水平 2 成分をベクトル合成

録の分析結果等をもとに、道路橋示方書のレベル２地

し、初めて 50gal を観測した時刻と最後に 50gal を観震動（タイプⅠ）を見直した。
ここでは、平成24年2月に改定された道路橋示方書

測した時刻の差としている。
今回の継続時間は K-NET 古川で 178 秒 と非常に長Ⅴ耐震設計編7)のうち、上記のレベル２地震動（タイく、東北地方、関東地方の他の観測点においても 120

プⅠ）に係る改定に向けた検討内容を、プレート境界秒を超える継続時間が観測されている。継続時間が長型の巨大地震の地震動特性を分析した例として概説す

い記録として過去には 2003 年十勝沖地震の約 130 秒

る。

があるが、今回の地震動はそれを上回っている。
(1) 標準加速度応答スペクトルの改定
道路橋示方書の設計地震動は、図-3.2.1.6 のよう3.2.1.2 プレート境界型地震を想定した設計地震動のな地盤種別ごとに設定された標準加速度応答スペクト

分析検討
平成7年の兵庫県南部地震（気象庁マグニチュード

ルに、減衰定数別補正係数と地域別補正係数を乗じる

MJ 7.3）以降、土木構造物の耐震設計ではレベル１地

ことで設定される。レベル２地震動（タイプⅠ）の標

震動とレベル２地震動を用いた二段階設計法が一般的

準加速度応答スペクトルは、大正 12 年の関東地震になってきており、例えば道路橋の耐震設計ではレベ(Mw7.9)において東京周辺で生じた地震動を、近年得ル２地震動として、プレート境界型の大規模な地震にられた強震記録及び回帰分析法の改良によって高度化

よる地震動（タイプⅠの地震動）と内陸直下型地震にされた距離減衰式 8), 9)を用いて推定した結果に基づよる地震動（タイプⅡの地震動）の２種類を考慮してき、工学的判断を加えて定めたものである。
図-3.2.1.6 は、従来のタイプⅠの地震動、今回見いる。

直されたタイプⅠの地震動及びタイプⅡの地震動の標

東北地方太平洋沖地震は、三陸沖から茨城県沖に至る長さ約450km，幅約200kmの巨大な震源域が破壊し， 準加速度応答スペクトルを比較して示したものである。
今回改定されたタイプⅠ地震動は、スペクトルのピー

日本の観測史上最大のモーメントマグニチュードMw
1)

9.0の地震となった 。世界で初めてMw 9級の巨大地

クは従来のタイプⅠ地震動に比べて大きく、長周期側

震の強震記録が多数得られ、発生頻度が低く捉えられについてはタイプⅡの地震動より大きい。

ていなかった巨大地震の地震動特性の分析が可能とな

また、従来のタイプⅠ地震動は堅いⅠ種地盤（良好っている。この地震と同じプレート境界型の地震であな洪積地盤及び岩盤）よりも軟らかいⅢ種地盤（沖積る東海地震，東南海地震，南海地震等が近い将来に発地盤のうち軟弱地盤）の方がスペクトルのピークが大等を踏まえ、強震記

きく設定されていたが、改定された標準加速度応答ス

5000

5000

3000

3000

3000

2000
1000
700
500
300
200
100
0.1

H14 タイプⅠ
H24 タイプⅠ
タイプⅡ
0.2 0.3 0.5 12 3
固有周期 T (s)(a) Ⅰ種地盤

5

標準加速度応答スペクトル (gal)5000
標準加速度応答スペクトル (gal)

標準加速度応答スペクトル (gal)

生すると考えられていること

6)

2000
1000
700
500
300
200
100
0.1

H14 タイプⅠ
H24 タイプⅠ
タイプⅡ
0.2 0.3 0.5 12 3
固有周期 T (s)

5

2000
1000
700
500
300
200
100
0.1

(b) Ⅱ種地盤
図-3.2.1.6 標準加速度応答スペクトルの比較

46

H14 タイプⅠ
H24 タイプⅠ
タイプⅡ
0.2 0.3 0.5 12 3
固有周期 T (s)(c) Ⅲ種地盤5図-3.2.1.7 レベル２地震動（タイプⅠ）の地域別補正係数 cIz
ペクトルでは逆転している。これは、振幅が大きい強

ただし、東北地方太平洋沖地震の際の観測値と距

震記録のみを用いて地盤種別ごとの地盤補正係数を算離減衰式による推定値との残差二乗和が最小となるモ

出し加速度応答スペクトルを推定した結果、Ⅰ、Ⅱ、ーメントマグニチュード Mw を算出した結果、地震動

Ⅲ種地盤の順に加速度応答スペクトルのピークが全体の短周期成分は Mw8.1～8.3 の地震と同程度であるこ

的に小さくなった結果を取り入れたものである。

とがわかった 14)。例として固有周期 1 秒の加速度応
答スペクトル値の場合を図-3.2.1.8(a)に示す。このため，距離減衰式 8)により短周期の地震動強さを算出(2) 地域別補正係数の改定
標準加速度応答スペクトルの改定にあわせて、平する際には Mw 8.3 を上限とした。一方，やや長周期

成 14 年・15 年の地震防災対策強化地域・推進地域の地震動は，図-3.2.1.8(b)に固有周期 3 秒の加速度応指定にあたって用いられた震源域 10), 11) 等に関する情答スペクトル値について例示したように，Mw8.7～

報をもとに、こうした地震の各地域における影響の度

8.9 程度で残差二乗和が最小となったため，Mw 9.0

合いを踏まえて、従来の地域別補正係数とは別に、レを上限とした。

ベル２地震動（タイプⅠ）に対して適用する地域別補(3)動的解析に用いる加速度波形

正係数を新たに設定した（図-3.2.1.7）。その際、東北地方太平洋沖地震，北海道太平洋沖の地震が連動す

動的解析による耐震性能の照査に用いるため，改定

る場合、東海・東南海・南海地震及び日向灘地震が連した標準加速度応答スペクトルに近い特性を有するよ

動する 12), 13)場合などの震源域が連動する影響を考慮

うに振幅調整した加速度波形を地盤種別ごとに 3 波形

した上で、大正 12 年関東地震において東京周辺で生ずつ作成した。これらは平成 15 年十勝沖地震と東北じた地震動よりも強い影響を受けると推定される地域

地方太平洋沖地震の際に観測された強震記録をもとにでは地域別補正係数を 1.2 とした。

作成したものである。

47

1000
Observed
Modified
Mw8.1
Mw9.0

最大加速度応答 [cm/s2 ] (h=5%)2

最大加速度応答 [cm/s ] (h=5%)

10000

1000

100

10

100

10
Observed
Modified
Mw8.9
Mw9.0
1

10

100
断層面最短距離 [km]

1000

10

(a) 加速度応答スペクトル値（固有周期 1 秒）

100
断層中心線投影最短距離 [km]1000(b) 加速度応答スペクトル値（固有周期 3 秒）

図-3.2.1.8 東北地方太平洋沖地震の際の観測値と距離減衰式による推定値の比較 8)(a) 改定前(b) 改定後

図-3.2.1.9 動的解析に用いるレベル２地震動（タイプⅠ）の加速度波形の例（Ⅱ種地盤の 3 波形の 1 つ）

改定前と改定後の加速度波形を比較した例（Ⅱ種地
盤の 3 波形のうち 1 つずつ）を図-3.2.1.9 に示す。

参考文献

改定前の波形(a)は昭和 43 年日向灘地震(MJ 7.5)の際

1) 気象庁：「平成23年（2011年）東北地方太平洋沖に愛媛県宇和島市の板島橋周辺地盤上，改定後の波形

地震」について（第28報）、 2011
2) 国土技術政策総合研究所ホームページ：河川・道(b)は東北地方太平洋沖地震の際に仙台河川国道事務所構内地盤上で得られた強震記録をそれぞれ振幅調整路等施設の地震計ネットワーク情報したものである。図からも明らかなように，東北地方

http://www.nilim.go.jp/japanese/database/nwdb/

太平洋沖地震で観測された地震動は継続時間が長い特

index.htm
3) （独）防災科学技術研究所ウェブサイト：強震観性を有していることが特徴であるが，計算機の性能が飛躍的に向上し，継続時間の長い地震動を入力する動測網(K-NET, KiK-net)

的解析が実務上行い得るようになったことも踏まえ，

http://www.kyoshin.bosai.go.jp/kyoshin/

このような地震動を具体的に考慮することとした。

4) 山中浩明、津野靖士、地元孝輔、山田伸之、福元
俊一、江藤公信：2011年東北地方太平洋沖地震の謝 辞

余震観測と微動探査によるK-NET築館観測点周辺

本検討では、気象庁、（独）防災科学技術研究所、での地盤増幅特性の評価、物理探査、第64巻、第JR西日本および国土交通省による観測結果を用いた。

6号、pp. 389-399、 2011

記して謝意を表する。

5) 金子正洋、片岡正次郎、佐々木哲也、谷本俊輔：

48

地震及び地震動の特徴、特集・東日本大震災における海岸・河川等の被災・復旧状況、河川、No.
782、pp. 64-65、2011
6) 地震調査研究推進本部：海溝型地震の長期評価、
http://www.jishin.go.jp/main/p_hyoka02_kaiko.
htm7) （社）日本道路協会：道路橋示方書・同解説Ⅴ耐震設計編、丸善、2012
8) 片岡正次郎、佐藤智美、松本俊輔、日下部毅明：
短周期レベルをパラメータとした地震動強さの距
離減衰式、土木学会論文集A、Vol. 62、No. 4、
pp. 40-757、2006
9) 片岡正次郎、松本俊輔、日下部毅明、遠山信彦：やや長周期地震動の距離減衰式と全国の地点補正
倍率、土木学会論文集A、Vol. 64、No. 4、pp.
721-738、2008
10) 中央防災会議：第4回資料、2002
11) 中央防災会議：第9回資料、2003
12) 岡村眞、松岡裕美、千田昇、島崎邦彦：見えてきた巨大南海地震の再来周期、日本地震学会秋季大会講演予稿集、p. 16、2006
13) Furumura, T., Imai, K. and Maeda, T.: A revised
tsunami source model for the 1707 Hoei earthquakeand simulation of tsunami inundation of Ryujin Lake,
Kyushu, Japan, J. Geophys. Res., 116, B02308,
201114) 片岡正次郎、金子正洋：距離減衰式から逆算した
東北地方太平洋沖地震のマグニチュード、日本地震工学会大会－2011梗概集、pp. 406-407、201149

り、周囲の状況から信頼ある水位を知るもの。測3.2.2 津波量誤差小3.2.2.1 海岸

C:信頼度小なるもの。その他砂浜などで異常に波がは(1) 痕跡調査

い上がったと思われるもの、あるいは測点が海辺

1)高さの定義より離れ測量誤差が大なるもの。

津波の高さと浸水深、痕跡高（＝浸水高）、遡上高

D:信頼度が極小なるもの。高潮、台風などの影響で痕の関係を図-3.2.2.1に示す。

跡が重複し、不明瞭なもの、等。
3)調査時期及び調査機関
津波に関する現地調査において最も重要となるのは被災地に入る時期である。調査開始が遅くなると津波の痕跡が消失するとともに目撃者の記憶も曖昧になる。
しかし、早すぎると救出・救援活動の妨げとなる危険

図-3.2.2.1 検潮所における津波の高さと浸水深、痕性が高くなる。また、各研究者が独立して現地調査を

跡高、遡上高の関係（気象庁HPより）実施すると、被害が甚大だった地域や被災形態に特徴がある地域に集中する傾向がある。そこで、被災地へ

2)調査方法及び調査項目の負担を最小限にしながら、効果的に調査結果を得る

下記の調査方法、調査項目及び痕跡の信頼度の判ため、東北地方太平洋沖地震津波合同調査グループを断基準は、東北地方太平洋沖地震津波合同調査グルー

結成して調査地域や期間、人数などについて調整を行

プHPより抜粋した。

いながら現地調査が実施された。東北地方太平洋沖地

現地調査における津波高（遡上高、浸水高、港湾

震津波合同調査グループには大学や研究機関、民間企内での水位上昇など）の測量については一般的に以下

業、行政などが参加している。また、所属している学の方法で実施する。

会も土木学会や地球惑星科学連合など多岐に及んでお①津波高の痕跡（ウォーターマーク、漂着物、証言なり、様々な専門分野の協力のもとに現地調査を実施し、ど）を見つける。

調査データを集約している。国総研が測定した痕跡調②痕跡及び周辺の写真を撮影する。

査結果もこの中に含まれている。

③GPSで位置を確認する。
④痕跡の汀線からの高さと距離を測量する。（汀線の4)調査結果

測量時刻を記録すること。）

東北地方太平洋沖地震津波合同調査グループで集約

現地調査における調査項目を表-3.2.2.1に示す。

している痕跡高及び遡上高をプロットしたものを図3.2.2.2に示す。

表-3.2.2.1 調査項目

痕跡の信頼度の判断基準について、下記に示す。
A:信頼度大なるもの。痕跡明瞭にして、測量誤差最も
図-3.2.2.2 痕跡の沿岸分布（東北地方太平洋沖地震

小なるもの。

津波合同調査グループ調査結果［2012年10月4日］）

B:信頼度中なるもの。痕跡不明につき、聞き込みによ50

図-3.2.2.2より宮城県から福島県にかけて浸水高及①仙台平野南部
図-3.2.2.3に仙台平野南部における津波痕跡高調査

び遡上高が10mを越えているのがわかる。この区間に測線を示す。また、この測線毎の痕跡標高分布を図-おいては、被害が甚大な箇所が多い。

上記結果及び国総研で測定した痕跡調査結果を基に、 3.2.2.4～図-3.2.2.19に示す。図-3.2.2.4 痕跡標高
津波遡上域の地形の違う仙台平野南部、石巻平野、陸分布（仙台新港背後）～図-3.2.2.15 痕跡標高分布

前高田、宮古市田老地区を対象に津波遡上域内の痕跡（吉田浜）より、痕跡標高は津波遡上方向に減衰して標高の遡上方向分布調査を行い、津波氾濫流の特徴をいることがわかる。また、図-3.2.2.16 痕跡標高分布調べた。遡上傾向としては、遡上域が広い平野部では（笠野海岸）～図-3.2.2.19 痕跡標高分布（磯浜海

津波痕跡が遡上方向に減衰していること、平野部とは岸）より、津波遡上方向への減衰が見られなくなる。

対照的に遡上域が狭い場所（陸前高田、宮古市田老地

これは、笠野海岸から磯浜漁港における平地部が狭く区）では津波痕跡は減衰せず、上昇する場合もあるこなり丘陵状の地形により津波の遡上が妨げられたためとがわかった。詳細について次に示す。

と考えられる。

磯浜漁港
中浜海岸
坂元川

笠野海岸

51

吉田浜

鳥の海

阿武隈川右岸阿武隈川左岸

蒲崎海岸

広浦

名取川右岸

名取川左岸

荒浜海岸

仙台海岸
七北田川左岸仙台新港背後図-3.2.2.3 津波痕跡高調査測線（仙台平野南部）

6.0

10.0

痕跡標高（仙台新港背後測線）
地盤高（仙台新港背後測線）

5.0

痕跡標高（名取川左岸測線）

9.0

地盤高（名取川左岸測線）

8.0

4.0
Ｔ．Ｐ．ｍ

7.0

Ｔ．Ｐ．ｍ

3.0
2.0

6.0
5.0
4.0
3.0

1.0

2.0
1.0

0.0
0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0.0
0

(1.0)

500

1000

堤防からの距離（ｍ）

図-3.3.2.4 痕跡標高分布（仙台新港背後）

2500

3000

3500

図-3.2.2.8 痕跡標高分布（名取川左岸）

9.0

10.0

痕跡標高（七北田川左岸測線）

8.0

痕跡標高（名取川右岸測線）

9.0

地盤高（七北田川左岸測線）

7.0

8.0

6.0

7.0

5.0

Ｔ．Ｐ．ｍ

Ｔ．Ｐ．ｍ

1500
2000
堤防からの距離（ｍ）

4.0

地盤高（名取川右岸測線）

6.0
5.0
4.0

3.0

3.0
2.0

2.0

1.0

1.0

0.0
0

500

1000

1500
2000
堤防からの距離（ｍ）

2500

3000

0.0

3500

0

図-3.2.2.5 痕跡標高分布（七北田川左岸）

1000
1500
2000
堤防からの距離（ｍ）

2500

3000

図-3.2.2.9 痕跡標高分布（名取川右岸）
10.0

16.0
14.0

痕跡標高（仙台海岸測線）

9.0

地盤高（仙台海岸測線）

8.0

12.0

痕跡標高（広浦測線）
地盤高（広浦測線）

7.0

Ｔ．Ｐ．ｍ

10.0

Ｔ．Ｐ．ｍ

500

8.0
6.0

6.0
5.0
4.0
3.0

4.0

2.0
2.0

1.0

0.0
0

500

1000

1500
2000
2500
堤防からの距離（ｍ）

3000

3500

0.0

4000

0

500

1000

1500
2000
2500
堤防からの距離（ｍ）

3000

3500

4000

図-3.2.2.10 痕跡標高分布（広浦）図-3.2.2.6 痕跡標高分布（仙台海岸）
12.0

12.0

痕跡標高（蒲崎海岸測線）

痕跡標高（荒浜海岸測線）

10.0

地盤高（荒浜海岸測線）

地盤高（蒲崎海岸測線）

10.0

8.0
6.0

Ｔ．Ｐ．ｍ

Ｔ．Ｐ．ｍ

8.0

4.0

6.0

4.0
2.0

2.0
0.0
0

500

1000

1500
2000
堤防からの距離（ｍ）

2500

3000

3500

0.0
0

図-3.2.2.7 痕跡標高分布（荒浜海岸）

500

1000

1500
2000
2500
堤防からの距離（ｍ）

3000

3500

図-3.2.2.11 痕跡標高分布（蒲崎海岸）

52

4000

10.0

8.0

痕跡標高（阿武隈川左岸測線）

9.0

痕跡標高（笠野海岸測線）

7.0

地盤高（阿武隈川左岸測線）

地盤高（笠野海岸測線）

8.0
6.0

7.0

5.0

Ｔ．Ｐ．ｍ

Ｔ．Ｐ．ｍ

6.0
5.0
4.0

4.0
3.0

3.0
2.0

2.0

1.0

1.0
0.0
0

500

1000

1500
2000
2500
堤防からの距離（ｍ）

3000

3500

0.0

4000

0

図-3.2.2.12 痕跡標高分布（阿武隈川左岸）

500

1000
1500
堤防からの距離（ｍ）

2500

図-3.2.2.16 痕跡標高分布（笠野海岸）

12.0

14.0

痕跡標高（阿武隈川右岸測線）
10.0

痕跡標高（坂元川測線）

12.0

地盤高（阿武隈川右岸測線）

地盤高（坂元川測線）

8.0

10.0

6.0

8.0

Ｔ．Ｐ．ｍ

Ｔ．Ｐ．ｍ

2000

4.0

6.0
4.0

2.0

2.0
0.0
0

500

1000

1500
2000
2500
堤防からの距離（ｍ）

3000

3500

4000

0.0
0

500

1000
1500
堤防からの距離（ｍ）

図-3.2.2.13 痕跡標高分布（阿武隈川右岸）

2000

2500

図-3.2.2.17 痕跡標高分布（坂元川）
10.0

痕跡標高（鳥の海測線）

9.0

14.0

地盤高（鳥の海測線）

8.0

12.0

6.0

10.0

5.0

Ｔ．Ｐ．ｍ

Ｔ．Ｐ．ｍ

7.0

4.0
3.0
2.0

8.0
6.0
4.0

痕跡標高（中浜海岸測線）
地盤高（中浜海岸測線）

1.0

2.0

0.0
0

500

1000

1500
2000
2500
堤防からの距離（ｍ）

3000

3500

4000

0.0
0

500

図-3.2.2.14 痕跡標高分布（鳥の海）1000
堤防からの距離（ｍ）

1500

2000

図-3.2.2.18 痕跡標高分布（中浜海岸）
12.0

10.0

痕跡標高（吉田浜測線）

18.0

地盤高（吉田浜測線）

16.0

地盤高（磯浜漁港測線）

8.0

14.0
12.0

6.0

Ｔ．Ｐ．ｍ

Ｔ．Ｐ．ｍ

痕跡標高（磯浜漁港測線）

4.0

10.0
8.0
6.0

2.0

4.0
2.0

0.0
0

500

1000
1500
2000
堤防からの距離（ｍ）

2500

3000

0.0
0

図-3.2.2.15 痕跡標高分布（吉田浜）

200

400

600
800
堤防からの距離（ｍ）

1000

図-3.2.2.19 痕跡標高分布（磯浜漁港）

53

1200

②石巻平野市）及び図-3.2.2.22 痕跡標高分布（大曲）より仙図-3.2.2.20に石巻平野における津波痕跡高調査測

台平野と同様に痕跡標高が津波遡上方向に減衰して線を示す。また、この測線毎の痕跡標高分布を図-いることがわかる。

3.2.2.21,22に示す。図-3.2.2.21 痕跡標高分布（浜

大曲測線
浜市測線

図-3.2.2.20 津波痕跡高調査測線（石巻平野）
10.0
9.0
8.0

痕跡標高

9.0

地盤高

8.0

地盤高

7.0

7.0

6.0

T.P.m

6.0
T.P.m

痕跡標高

5.0
4.0

5.0
4.0
3.0

3.0

2.0

2.0

1.0

1.0

0.0

0.0
0

500

1000
1500
堤防からの距離（m）

2000

0

2500

図-3.2.2.21 痕跡標高分布（浜市）

500

1000

1500
2000
堤防からの距離（m）

2500

3000

図-3.2.2.22 痕跡標高分布（大曲）

54

3500

③陸前高田方向への減衰は見られず、仙台平野南部の測線と同図-3.2.2.23に陸前高田における津波痕跡高調査測

様に痕跡標高が平行若しくは上昇していく特徴が見線を示す。また、この測線毎の痕跡標高分布を図-られた。これは、平地部が狭く丘陵状の地形により3.2.2.24に示す。図-3.2.2.24 痕跡標高分布（陸前

津波の遡上が妨げられたためと考えられる。

高田）の測線1～3の結果より、痕跡標高の津波遡上

遡上高：R
浸水高：I
信頼度(A～D)を末尾に記載

図-3.2.2.23 津波痕跡高調査測線（陸前高田）

20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0

タンク破損

斜面の遡上痕
松の枝折れ
水門の漂流物0

痕跡高(T.P.:m)

山林の浸水痕

手摺の付着物(B)痕跡高(T.P.:m)

痕跡高(T.P.:m)

測線1

1000

2000
堤防からの距離(m)

3000

測線3
住宅の損傷
外壁の浸水痕
20
窓ガラスの浸水痕
道路上の漂着物
18
瓦剥落
16
電柱の漂着物(B)14
斜面の漂着物12
ベランダの流木
10
アンテナ脱落
8
6
4
2
0
0
1000
2000
3000
堤防からの距離(m)4000

ホテルのガラス破損

20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0

測線2
民家の浸水痕
体育館の浸水痕
道路の漂着物

天井パネル破損
天井ガラスの浸水痕(B)

0

1000

2000
堤防からの距離(m)

3000

4000

◆構造物（建物、電柱）上の痕跡
×樹木での痕跡－地盤高（概略）※「東北地方太平洋沖地震津波合同調査グループ」による速報値（4月18日現在）、東北地方整備局、国総研の速報値をプロット
4000

図-3.2.2.24 痕跡標高分布（陸前高田）

55

④宮古市田老地区

高の津波遡上方向への減衰は見られず、仙台平野南

図-3.2.2.25に宮古市田老地区における津波痕跡高部及び陸前高田の測線と同様に痕跡標高が平行若し調査測線を示す。また、この測線毎の痕跡標高分布

くは上昇していく特徴が見られた。これは、陸前高を図-3.2.2.26に示す。図-3.2.2.26 痕跡標高分布

田と同様に平地部が狭く丘陵状の地形により津波の（宮古市田老地区）の測線1～2の結果より、痕跡標

遡上が妨げられたためと考えられる。

遡上高：R
浸水高：I
信頼度(A～D)を末尾に記載

測線２
測線１

浸水高は、海岸からの距離より、破堤の影響を受けている。

データ出典
・東北地方整備局
・国総研
・「東北地方太平洋沖地
震津波合同調査グルー
プ」 による速報値

図-3.2.2.25 津波痕跡高調査測線（宮古市田老地区）

測線2

20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0

民家の損傷
壁面の水位痕跡(B)痕跡高(T.P.:m)

痕跡高(T.P.:m)

測線1

壁面の泥
民家の浸水痕郵便局の浸水痕

0

1000

2000
汀線からの距離(m)

3000

20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0

製氷貯氷施設の浸水痕

ホテルの浸水痕
ホテル壁面の浸水痕

塔の破損(C)

0

4000

支柱の湾曲

1000

2000
汀線からの距離(m)

3000

4000

◆構造物（建物、電柱）上の痕跡※「東北地方太平洋沖地震津波合同調査グループ」による速報値（4月18日現在）、東北地方整備局、国総研の速報値をプロット
図-3.2.2.26 痕跡標高分布（宮古市田老地区）

56

×樹木での痕跡－地盤高（概略）

5)まとめ以上により下記のことがわかった。
①遡上域が広い平野部では津波痕跡標高が津波遡上方向に減衰すること②平野部とは対照的に遡上域が狭い場所では、津波
痕跡標高は津波遡上方向に対し減衰せず、上昇する場合もあること（これは地表・建物等地物との摩擦等により減衰する前に、丘陵状の地形により津波の遡上が妨げられたため流れの運動エネルギ
ーが位置エネルギーに変化したものと考えられる）57

(2) 津波浸水計算による遡上津波の特性把握が確認された。

1) 解析の方法

海岸堤防等の構造物条件は、図-3.2.2.27に示す3

陸上に遡上した津波の特性を把握するため、仙台

ケースを設定した。ケース１では、海岸堤防等はな

平野南部、陸前高田市、宮古市田老地区を対象に、いものとした。ケース２では、海岸堤防等は東北地

海岸堤防がない条件及びある条件で津波浸水計算を

方太平洋沖地震時点での高さとしており、海岸堤防行い、浸水深や流速を比較した。

の高さは3.0～7.2mとなっている。ケース３は、相田

東北地方太平洋沖地震の断層モデルの一つである
1)（1977）による昭和三陸地震の断層モデルを用いた

2)

藤井・佐竹モデルver4.0 を用いて、Okada (1992)

津波浸水計算によって得られた対象地域での最高水の手法により地盤変位量を算定し、それを初期波形位に相当するT.P.+4.0mを海岸堤防等の高さとした。

として、非線形長波方程式に基づく平面二次元モデ

図-3.2.2.28は、仙台市内に設定した岸沖方向の断ルで津波浸水計算を行った。ただし、断層モデルの面において、水深10m地点、施設前面（海岸堤防の海パラメータのうちすべり量については、各地区の浸側）、施設背面（海岸堤防の陸側）における水位の

水状況の再現性を高めるためにチューニングを行っ

時間的変化を示している。最高水位は、第一波の到ている。また、東北地方太平洋沖地震では、地殻変達直後に発生しており、水深10m地点及び施設前面で動による地盤変動が顕著であったことから、国土地

はケース２、ケース３、ケース１の順に大きく、施理院の実測値に基づいて、被災前の標高データから設背面ではその逆の順になっている。海岸堤防によ仙台平野南部で0.5m、陸前高田市で0.7m、宮古市田って、その海側の水位が上昇する一方、その陸側の老地区で0.5mだけ一律に沈降させた。

水位が低下しているものと考えられる。

2) 仙台平野南部を対象とした解析

図-3.2.2.29は、各ケースの最大浸水深の平面分布

津波浸水計算の計算条件を表-3.2.2.2に示す。計を示している。浸水範囲についてはケース間の違い

算格子間隔は、波源域を含む沖合から1350m、450m、が明瞭ではないが、最大浸水深についてはケース２、150m、50ｍ、10mと対象地域に近づくにつれて小さく

ケース３、ケース１の順に小さく、堤防が高いほどするように設定した。

最大浸水深が小さくなる傾向が認められる。なお、
浸水域中央よりやや西側において最大浸水深が大き表-3.2.2.2 計算条件（仙台平野南部）
項目
計算格子間隔く変化する箇所が南北に蛇行しているが、これは仙台東部道路及び常磐自動車道の盛土の影響である。

内容図-3.2.2.30は、各ケースの最大流速の平面分布を（ 波 源 ～ 沿 岸 ） 1350m,
450m, 150m, 50m, 10m示している。仙台東部道路や常磐自動車道に近づく

計算時間

3 時間

につれて、ケース１と比べ、ケース２及びケース３

計算時間間隔

0.1 秒の最大流速が小さくなる傾向が見られる。

潮位条件

朔 望 平 均 満 潮 位 （ T.P.

図-3.2.2.31は、ケース１とケース２について、浸水域内に設定した３点における浸水深hと流速vとの+0.76m）
陸上遡上における波先関係を5秒間隔で出力したものである。図中には、フ

-5

10 m

ルード数0.5、1、2となる浸水深と流速の関係式も示

端の打ち切り水深
粗度係数

0.025

している。最も海側にある地点①では、津波先端部

越流境界（防波堤、堤本間公式による越流計算の到着直後に流速が大きく、その流速が概ね保たれたまま浸水深が増加した後、フルード数が1未満にな

防等）

った時点で浸水深が最大となり、その後に浸水深、また、津波来襲時の潮位（T.P. -0.42m）、海岸堤

流速とも減少している。このような反時計回りの時防等が破壊されない条件での津波浸水計算を別途実間的変化は地点②でも見られるが、地点①では仙台

施し、177点の痕跡データを用いて相田（1977）3)の東部道路の盛土の影響のため明瞭ではない。なお、

幾何平均K、幾何標準偏差κを算出した結果、藤井・３地点とも、ケース１よりケース２の方が浸水深、佐竹モデルver4.0のすべり量を1.2倍にすることで概流速とも小さくなっており、海岸堤防による浸水深

ね良好な再現性（K=0.87、κ=1.34）が得られること

及び流速の低減効果が認められる。
図-3.2.2.32は、各ケースについて、浸水深帯別の58

面積を浸水深が大きい方から累加した結果である。

となっている。このことから、この地域では、堤防

浸水の総面積はケース１、ケース３、ケース２の順によって、浸水深が比較的大きい範囲を減少する効に大きいものの、その差は比較的小さいのに対し、果があるものと考えられる。

浸水深5m以上の面積は、ケース１はケース２の約2倍

ケース① 海岸堤防等なし

ケース② 現況高の海岸堤防等あり

ケース③ T.P.4m の海岸堤防あり

図-3.2.2.27 各ケースの施設配置（国土地理院の数値地図25000（地図画像）を背景に使用）

水深 10ｍ地点

施設前面

施設前面
施設背面

施設背面
水深 10m 地点

図-3.2.2.28 津波水位の時系列（国土地理院の数値地図25000（地図画像）を背景に使用）

59

図-3.2.2.29 最大浸水深（左：ケース１、中：ケース２、右：ケース３）（国土地理院の数値地図25000（地図画像）を背景に使用）

図-3.2.2.30 最大流速（左：ケース１、中：ケース２、右：ケース３）（国土地理院の数値地図25000（地図画像）を背景に使用）

60

Ｄ
③ ② ①

10

Ｃ

10

Fr=0.5③

Fr=0.5

②

Fr=1

10

Fr=1

8

6

6

6

h(m)

4

4

Fr=2

Fr=2

2

Fr=2
2

2

0

0

0
0

2

4

6

8

10

0

2

4

v(m/s)

6

8

0

10

10

Fr=0.5Fr=1

10

Fr=0.5

②

Fr=1

6

6

6

6
v(m/s)

8

10

Fr=2
2

0
4

Fr=1

Fr=2
2

0

10

4

4

Fr=2
2

8

h(m)

h(m)

h(m)

8

4

6

Fr=0.5①

8

2

4v(m/s)

802v(m/s)

10

③

Fr=1

h(m)

8

h(m)

8

4

Fr=0.5

①

0
0

2

4

6

8

10

0

v(m/s)

2

4

6v(m/s)

図-3.2.2.31 浸水深と流速との関係（上段：ケース１、下段：ケース２）（国土地理院の数値地図25000（地図画像）を背景に使用）

61

8

10

累加浸水面積(km2)

250
200
150
ケース１

100

ケース２
ケース３

50
0

浸水深

図-3.2.2.32 浸水深帯別の累加浸水面積
方太平洋沖地震時点での高さとしており、海岸堤防

3) 陸前高田を対象とした解析
津波浸水計算の計算条件を表-3.2.2.3に示す。計の高さは4.95～6.15mとなっている。ケース３は、相算格子間隔は、波源域を含む沖合から3240m、1080m、田（1977）による昭和三陸地震の断層モデルを用い360m、120m、40ｍ、10mと対象地域に近づくにつれてた津波浸水計算によって得られた対象地域での最高小さくするように設定した。

水位に相当するT.P.+5.2mを海岸堤防等の高さとした。
図-3.2.2.34は、水深10mの3点における水位の時系
列を示している。水位は地震発生から30分後までに

表-3.2.2.3 計算条件（陸前高田市）
内容

低下した後、T.P.+13～15mまで急激に上昇している。

（ 波 源 ～ 沿 岸 ） 3240m,

また、仙台平野南部とは異なり、水深10mでの水位は1080m, 360m, 120m, 40m,

ケース間の差がほとんど見られない。

項目
計算格子間隔10m

図-3.2.2.35は、各ケースの最大浸水深の平面分布

計算時間

3 時間

を示している。最大浸水深は広範囲で10mを超えてい

計算時間間隔

0.2 秒

るが、浸水範囲はケース間の違いが明瞭ではない。

潮位条件

朔 望 平 均 満 潮 位 （ T.P.

また、ケース１とケース２の最大浸水深の差を示し+0.65m）

た図-3.2.2.36のように、最大浸水深は、海岸堤防よ陸上遡上における波先り陸側ではケース２の方が小さく、海側ではケース

-5

10 m

１の方が小さい傾向が認められる。

端の打ち切り水深
粗度係数

0.025

越流境界（防波堤、堤本間公式による越流計算

最大流速は、図-3.2.2.37のように、広範囲で5m/s程度になっている。最大浸水深と同様に最大流速をケース間で比較したところ（図-3.2.2.38）、海岸堤

防等）

防があるケースでは、海岸堤防の陸側で1m/s程度大きくなる一方、海岸堤防の海側では小さくなっていまた、岩手県津波防災技術専門委員会で行われたる。

再現計算の結果をふまえ、対象地域での津波の再現

図-3.2.2.39は、ケース１とケース２について、浸性を高めるため、断層モデルのすべり量を藤井・佐水域内に設定した３点における浸水深hと流速vとの竹モデルver4.0の1.3倍に設定した。
海岸堤防等の構造物条件は、図-3.2.2.33に示す3

関係を5秒間隔で出力したものである。第１線堤と第ケースを設定した。ケース１では、海岸堤防等はな

２線堤に挟まれた地点④では、第１波の押しと引きいものとした。ケース２では、海岸堤防等は東北地において流速が極大となっており、堤防があるケー
ス２の方が、浸水深が速く上昇している。海岸堤防

62

の陸側に位置する地点⑤及び⑥では、仙台平野南部状態になっていることを示しており、陸前高田の痕と同様の反時計回りの時間的変化が見られるが、浸跡高が内陸方向に減衰していなかったことと整合し水深が最大となる時点では流速はかなり小さくなっている。三陸沿岸のように平野が比較的狭い地区でている。このことは陸上に遡上した津波が重複波のは、同様の現象が生じていたことが推察される。

5.4～8.8m
5.8～6.9m
4.9m

5.1m

5.4～5.7m
5.1m
5.5m

5.5m

6.15m
6.15m

5.5m

4.0m
6.5m

4.95m

※数値は現況高（T.P.+m）

図-3.2.2.33 各ケースの施設配置（左：ケース１、中：ケース2、右：ケース3）（国土地理院の数値地図25000（地図画像）を背景に使用）

要谷 沖合水深10m地点 津波水位変動
20
検討ケース1

津波水位（T.P.+m）

15

検討ケース2
検討ケース3

10
5
0
-5
-10
0

30

60

90

120

150

180

地震発生経過時刻（分）気仙川 沖合水深10m地点 津波水位変動
20
検討ケース1

津波水位（T.P.+m）

15

検討ケース2
検討ケース3

10
5
0
-5
-10
0

30

60

90

120

150

180

地震発生経過時刻（分）
沼田 沖合水深10m地点 津波水位変動
20
検討ケース1

津波水位（T.P.+m）

15

検討ケース2
検討ケース3

10
5
0
-5
-10
0

30

60

90

120

150

180

地震発生経過時刻（分）図-3.2.2.34 津波水位の時系列（国土地理院の数値地図25000（地図画像）を背景に使用）

63

凡 例
最大浸水深 (m)図-3.2.2.35 最大浸水深（左：ケース１、中：ケース2、右：ケース3）（国土地理院の数値地図25000（地図画像）を背景に使用）

図-3.2.2.36 最大浸水深の差（ケース１－ケース２）（国土地理院の数値地図25000（地図画像）を背景に使用）

図-3.2.2.37 最大流速（左：ケース１、中：ケース2、右：ケース3）（国土地理院の数値地図25000（地図画像）を背景に使用）

64図-3.2.2.38 最大流速の差（ケース１－ケース２）（国土地理院の数値地図 25000（地図画像）を背景に使用）

12

④

Fr=1

10

Fr=0.5

⑤

10

6

0

2

4

6

8

2

4

12

8

Fr=1

10

h(m)

8
6
4

Fr=2

⑤

Fr=0.5

0

10

10

8

8

6

Fr=2

6
v(m/s)

4

8

10

6

8

10

⑥

Fr=0.5

Fr=1

6
4

Fr=2

2

0

4

12

Fr=1

2

2

2

v(m/s)

4

2

0

0

10

h(m)

Fr=0.5④

6v(m/s)v(m/s)

12

Fr=2

0
0

10

6

2

0

0

Fr=1

4

Fr=2

2

2

Fr=0.5

8

4

Fr=2

⑥

10

h(m)

h(m)

6
4

h(m)

Fr=1

8

8

h(m)

12

12

Fr=0.5

0

0

2

4

6

8

10

0

2

v(m/s)

4

6
v(m/s)

図-3.2.2.39 浸水深と流速との関係（上段：ケース１、下段：ケース２）（国土地理院の数値地図25000（地図画像）を背景に使用）

65

8

10

4) 宮古市田老地区を対象とした解析明瞭であり、２線の海岸堤防の内側となる浸水域の北

津波浸水計算の計算条件を表-3.2.2.4に示す。計算

西部では浸水深が6ｍ以上減少している箇所もある。

格子間隔は、波源域を含む沖合から3240m、1080m、

図-3.2.2.43は最大流速の平面分布を示している。

360m、120m、40ｍ、20m、10mと対象地域に近づくにつ海岸堤防等がない条件のケース１では、6m/s以上の範れて小さくするように設定した。

囲が大きく広がり、一部で8m/s以上になっている。海岸堤防等がある条件のケース２と３では、海岸堤防の表-3.2.2.4 計算条件（宮古市田老地区）

すぐ陸側で8m/s以上となる一方、海岸堤防の海側や、内容

海岸堤防からある程度陸側に入ったところでは6m/s以（ 波 源 ～ 沿 岸 ） 3240m,

下となっている。ケース１と２の最大流速を比較した

1080m, 360m, 120m, 40m,

図-3.2.2.44でも、同様の傾向が認められる。海岸堤

20m, 10m

防があるケースでの最大流速の低減が仙台平野南部や

計算時間

3 時間

陸前高田と比べて顕著であるが、これは田老地区の堤

計算時間間隔0.2 秒

防が比較的高いことが影響しているものと考えられる。

潮位条件

朔 望 平 均 満 潮 位 （ T.P.

項目
計算格子間隔以上のように、海岸堤防によりその陸側の最大浸水深が小さくなることが確認された。ただし、海岸堤防+0.69m）
陸上遡上における波先のすぐ陸側では、最大流速が大きくなることに留意す

-5

10 m

る必要がある。

端の打ち切り水深
粗度係数

0.025

越流境界（防波堤、堤本間公式による越流計算

防等）
また、岩手県津波防災技術専門委員会で行われた再現計算の結果をふまえ、対象地域での津波の再現性を高めるため、断層モデルのすべり量を藤井・佐竹モ
デルver4.0の2.9倍に設定した。
海岸堤防等の構造物条件は、図-3.3.40の上部に示すように、ケース１として海岸堤防等がない条件、ケース２として東北地方太平洋沖地震時点での高さ（海岸堤防の高さはT.P.+10.0m）の海岸堤防等がある条件、
ケース３として最前線の海岸堤防（図-3.3.40の地図において黄線の部分）の高さをT.P.+13.0m（昭和三陸地震で越流しない高さ）とした条件を設定した。
図-3.3.40の地図中に示された4点の浸水深の時系列を見ると、水深10mにある地点①ではケース間の差がほとんどないが、陸上の3点（②～④）では、海岸堤防等がない条件のケース１と比べて、海岸堤防等があるケース２及び３の方が、浸水の開始時刻が遅く、最大浸水深が小さくなっている。
図-3.3.41によれば、最大浸水深が広範囲で10ｍ以上となるケース１と比べて、海岸堤防があるケース２
及び３の方が、堤内地のほとんどにおいて最大浸水深が小さくなっていることがわかる。その傾向はケース
１と２の最大浸水深を比べた図-3.2.2.42においても

66

②
③

④

水深 10m 地点①

ケース①：現況施設なし
ケース②：現況施設あり(防護ライン 10m)
ケース③：施設あり(防護ライン 13m)

500m

0

2000

津波水位(cm)

1500

地点①

計算ケース①
計算ケース②
計算ケース③地点②計算ケース①
計算ケース②
計算ケース③

1000
500
0
-500
-1000
2000

浸水深(cm)

1500

1000

500

0

2000

地点③

1500
浸水深(cm)

計算ケース①
計算ケース②
計算ケース③

1000

500

0

計算ケース①
計算ケース②
計算ケース③2000

地点④浸水深(cm)

1500

1000

500

0
0

20

40

60
時間(分)

80

図-3.2.2.40 津波水位の時系列（国土地理院の数値地図25000（地図画像）を背景に使用）

67

100

120

図-3.2.2.41 最大浸水深（左：ケース１、中：ケース2、右：ケース3）（国土地理院の数値地図25000（地図画像）を背景に使用）

図-3.2.2.42 最大浸水深の差（ケース１－ケース２）（国土地理院の数値地図25000（地図画像）を背景に使用）

図-3.2.2.43 最大流速（左：ケース１、中：ケース2、右：ケース3）（国土地理院の数値地図25000（地図画像）を背景に使用）

68

図-3.2.2.44 最大流速の差（ケース１－ケース２）（国土地理院の数値地図 25000（地図画像）を背景に使用）
5) まとめ
津波浸水計算により陸上に遡上した津波の特性を検討した結果、浸水深及び流速の時間的変化の傾向
が仙台平野南部と陸前高田との間で異なることなどが明らかになった。また、設計条件を超える津波が海岸堤防を越流しても、海岸堤防により浸水深等が減少する効果が認められた。このことは、津波が越流しても海岸堤防が粘り強く効果を発揮することが背後地の減災に資することから、粘り強い構造の検討の重要性を示している。
参考文献
1) 国土交通省国土技術政策総合研究所 ・独立行政法人建築研究所：平成23年（2011年）東北地方太平洋沖地震（東日本大震災）調査研究（速報）、
国土技術政策総合研究所資料、No.636、建築研究
資料、No.132、pp. 4-43-45、2011
2) Okada, Y.: Internal deformation due to shear
and tensile faults in a half-space, Bulletin of
the Seismological Society of America, Vol.82,
No.2, pp.1018-1040, 1992
3) 相田勇：三陸沖の古い津波のシミュレーション、
東京大学地震研究所彙報、第52号、pp.71-101、
1977

69

3.2.2.2 港湾

で最大遡上高8.0m、大船渡市大船渡湾奥で最大遡上高(1) 津波痕跡高7.0m、宮城県の石巻市で最高水位3.0m、仙台港奥部で

東日本大震災で被災した施設の早期復旧には、被最高水位2.3m、福島県の相馬港で最大遡上高4.9m、小災状況の把握、被災原因の究明が不可欠である。この

名浜港で最大遡上高4.0mとなっている。なお、宮城県

ため国総研では、国土交通省等の要請を受け被災状況については第四次地震被害想定調査の平成23年2月にの調査を行った。いずれの調査も(独)港湾空港技術研

中間報告した結果を用いている。

究所と合同で行っている。

これらを図-3.2.2.45の津波痕跡高と比較すると、被害調査は、津波班、地震班に分けて行われていどの値も明治三陸津波の想定とくらべて非常に大きなるが、ここでは以下に示す津波班による津波遡上状況値となっている。とくに岩手県より南で非常に大きく等の調査結果について報告する。

なっている。

（調査の概要）① 平成23年3月16日～19日

1名の職員を釜石港、大船渡港の被害調査へ派遣② 平成23年3月16日～19日

2名の職員を八戸港、久慈港の被害調査へ派遣③ 平成23年3月27日～30日

1名の職員を釜石港、宮古港の被害調査へ派遣④ 平成23年4月5日～8日 2名の職員を相馬港、小名浜港の被害調査へ派遣⑤ 平成23年4月5日～6日 １名の職員を鹿島港、茨城港の被害調査へ派遣
現地調査において測定した津波痕跡高（合計105地

津波痕跡高（m）

点）を図-3.2.2.45に示す。測定地点や津波痕跡の内容などの詳細については、調査速報1)を参考にしていただきたい。これらの津波痕跡高は、最大波の発生時
図-3.2.2.45 津波痕跡高の測定結果1)

刻が必ずしも明確でないことを考慮し、すべて津波到
達時の天文潮位を基準面として整理した。

(2) 短波海洋レーダを用いた津波観測

浸水高に着目すると、気仙沼市から女川町にかけて浸水高13mを越える非常に大きな津波が来襲してお

短波海洋レーダは海面の流速変動を平面的に把握

り、女川町女川港で最大18.4mが観測されている。まできるとともに、湾内や水道等での副振動モードの解た、宮古市から大船渡市、仙台市にから相馬市にかけ析が可能であるという特徴があり、このため沖合の波ての海岸に浸水高が10m近い津波が来襲したと考えら

浪計とあわせて津波観測への活用が期待される。国土れる。釜石市の釜石港では、浸水高が、釜石湾のすぐ

交通省が紀伊水道に常設している短波海洋レーダによ北側に隣接する両石湾（釜石市両石町）内で16～17mって、東日本大震災によって発生した津波を海面におであるのと比べて小さくなっており、湾口防波堤の影

ける流速変動として検出することに成功した2)、3)。こ響と考えられる。同じ地域内でも、構造物や地形の影れにより多くの研究者によって理論的・数値的に検討

響により津波痕跡高にばらつきがみられる。

されてきた海洋レーダによる津波検知の可能性が実証された。

青森県、岩手県、宮城県、福島県の各県では、津波による被害想定を実施している。このうち、最大の解析には近畿地方整備局が和歌山県雑賀崎と湊地

予測値を示すことの多い明治三陸津波の想定結果を北区に常設している短波海洋レーダによって取得されたから順に示すと、青森県の八戸港白銀地区で最大浸水データを用いた。観測対象領域を図-3.2.2.46に示す。

深4.0～6.0m、岩手県の宮古市田老町で最大遡上高

計測は3月11日17:00から3月14日0:00までの間、観測16.8m、宮古市津軽石で最大遡上高8.4m、釜石市港奥

周期15分、サンプリング10分間の観測モードで実施し、70

そのうち3月11日17:00から22:38までの観測結果を解

謝 辞

析した。

津波痕跡高の現地調査にあたっては、東北地方整解析の結果得られた水位と視線方向流速の時系列

備局及び関東地方整備局の全面的な支援と各自治体のを図-3.2.2.47に示す。湊地区に設置された短波海洋

ご協力を得て実施している。また、短波海洋レーダを

波レーダの視線方向流速の解析値から、津波第1波か用いた津波観測にあたっては，近畿地方整備局が常設

ら第3波までは進行波としての性格が強いこと、それしている短波海洋レーダのデータを用いている．ここ以降は水道内に副振動が発生したことを明らかにした。 に記して深甚なる謝意を表する。
日本沿岸は複雑な地形が多い。短波海洋レーダは
流れの空間分布を計測できる利点があり、沿岸域にお参考文献

ける固有モードの空間分布をあらかじめ計算しておく

1) 高橋重雄、戸田和彦、菊池喜昭、菅野高弘、栗山

ことは、津波被害を軽減する上で重要であると考えら

善昭、山﨑浩之、長尾毅、下迫健一郎、根木貴史、れる。

菅野甚活、富田孝史、河合弘泰、中川康之、野津短波海洋レーダで津波や副振動の計測をリアルタ

厚、岡本修、鈴木高二朗、森川嘉之、有川太郎、

イムで安定的に行うことができれば津波対策上きわめ

岩波光保、水谷崇亮、小濱英司、山路徹、熊谷兼て有効であり、このためには①流速計測の高速化、②太郎、辰巳大介、鷲崎誠、泉山拓也、関克己、廉観測範囲の広域化と高分解能化、③通信の高度化及び慶善、竹信正寛、加島寬章、伴野雅之、福永勇介、④データ保存方法や電源供給方法の改良が必要である。

作中淳一郎、渡邉祐二： 2011年東日本大震災による港湾・海岸・空港の地震・津波被害に関する調査速報、港湾空港技術研究所資料、No.1231、
200p. 、2011
2)日向博文、 藤良太郎、藤井智史、藤田祐一、花土弘、片岡智哉、 水谷雅裕、高橋智幸：紀伊水道における短波海洋レーダを用いた津波・副振動観測、海岸工学論文集、第59巻、2012
3)藤井智史、 日向博文、 古川恵太、 宮田正史、 小林孝、 水谷雅裕、 小海尊宏、 永松宏、 金津伸
好：短波海洋レーダを用いた紀伊水道における津波観測、2011年度日本海洋学会秋季大会講演要旨
集、2011

図-3.2.2.46 短波海洋レーダの観測対象海域3)参考になるホームページアドレス
1) 国土技術政策総合研究所ホームページ：東日本大
震災関連情報http://www.ysk.nilim.go.jp/oshirase/uc.html
http://www.nilim.go.jp/lab/bbg/saigai/h23tohoku/index.html
2) 青森県ホームページ：青森県地震・津波被害想定調査
http://www.bousai.pref.aomori.jp/kansoku/higaiso
utei/higaisoutei_top.htm
3) 岩手県ホームページ：岩手県地震・津波シミュレーション及び被害想定調査
http://www.pref.iwate.jp/~hp010801/tsunami/yoso
kuzu_index.htm

図-3.2.2.47 水位（上）と視線方向流速（下）
3)

の時系列

4) 宮城県ホームページ：宮城県第四次地震被害想定
71

調査について
http://www.pref.miyagi.jp/kikitaisaku/jishin_chishiki/H22_disaster_prevention_council_bukai/index.
htm5) 福島県ホームページ：福島県津波想定調査結果の概要
http://wwwcms.pref.fukushima.jp/pcp_portal/Port
alServlet?DISPLAY_ID=DIRECT&NEXT_DISPLAY_ID=U000004&CONTENTS_ID=19543

72

3.2.2.3 河川

新北上川に設置された2箇所の水位観測所で記録さ国総研は、本省・東北地方整備局の要請により災れた津波遡上時の水位時系列を図-3.2.2.48に示す。2

害復旧等に資する情報を得ることを目的として、北上観測所間において痕跡水位は堤防高を下回っており川、鳴瀬川、名取川および阿武隈川を対象に被災状況（図-3.2.2.51参照）、下流側の福地観測所では一波の概括的把握のための現地調査を行った。本節では、目の津波遡上時に2分程度で約3mといった急激な水位

現地調査時に得た情報に東北地方整備局、国土地理院

上昇が生じている。これは、河川に沿って設置された等による津波遡上の痕跡や映像など各種データを加えCCTVカメラで津波遡上を捉えた動画で見られる段波状て、水位や流れの向きについて整理した。

の津波遡上に対応する変動を捉えたものと考えられる。
図-3.2.2.49には、鳴瀬大橋上流（鳴瀬川3.4kp左岸）(1) 河道内の津波遡上の概況に設置されたCCTVが捉えた映像に標定点を設け、画像

仙台平野に河口を有する河川周辺への津波第一波

解析によって水面変動を読み取った結果である。画像

目の遡上状況を捉えた映像や同地域への津波の遡上計に含まれる複数の測線で新北上川と同様な急激な水位

1)

算結果 を見ると、河川周辺の堤内陸域への津波遡上上昇を確認できる。

に先行して、河道内を遡上する状況が確認された。ま津波が上流へ伝播する速度は、2観測所での第一波

た、堤内側からの越水が生じた区間においても堤防の目ピーク水位間の時間差と観測所間の縦断距離

り尻際の高水敷の洗掘（落堀）の形成が不明瞭であり、 （6.37km）の商として算定すると、約8m/sとなった。
また天端のり肩部周辺ののり面侵食が顕著であったこ

また、第一波目が遡上した時のCCTV画像からPIV解析となどは、河道内の水位が堤内側に先行して上昇してにより津波遡上時の表面流速を算定すると、最大でいたことを示唆するものと考えられる。

5m/s程度と伝播速度よりも小さな値が得られている。

7.0

水位T.P.(m)福地8.57kp

飯野川14.94kp

18:00

19:00

【飯野川上流】：H.W.L.

6.0【福地】：H.W.L.

5.0

地震発生 14:46

4.0
3.0
2.0
1.0
0.0
‐1.0
‐2.0
14:30

15:00

15:30

16:00

16:30

17:00

17:30

18:30

時刻
19:30

図-3.2.2.48 北上川における津波遡上時の水位経時変化の観測結果
7.00
6.50

測線名

6.00

3.20
3.25

標高（m）

5.50

3.26

5.00

3.27
3.28

4.50

3.29
4.00

3.30

3.50

3.31

2011/3/11 16:28

2011/3/11 16:27

2011/3/11 16:26

2011/3/11 16:25

2011/3/11 16:24

2011/3/11 16:23

2011/3/11 16:22

2011/3/11 16:21

2011/3/11 16:20

2011/3/11 16:19

2011/3/11 16:18

2011/3/11 16:17

2011/3/11 16:16

2011/3/11 16:15

2011/3/11 16:14

2011/3/11 16:13

2011/3/11 16:12

2011/3/11 16:11

2011/3/11 16:10

2011/3/11 16:09

2011/3/11 16:08

2011/3/11 16:07

2011/3/11 16:06

3.32
3.00

3.33
3.34
3.35

図-3.2.2.49 CCTV 画像から画像解析によって判読した津波遡上時の水位変化（鳴瀬川 3.4kp）
73

平成23年3月11日15時48分頃の映像（上流を望む）(a) CCTV 画像から切り出した画像（矢印部分に津波の波面）(b) 左図を平面投影し PIV 解析した結果

図-3.2.2.50 CCTV 画像を平面投影し PIV 解析によって算定した水面の流速分布（北上川 14.3kp）
福地水門（北上川8.6kp）に設置されたCCTVカメラのえる最高水位に達する「堤防水没区間」、その上流で画像については、カメラと河川との間に植生が繁茂し、 は堤内側水位が天端高以下で川側から越水する「堤防河川との距離が長く解像度も悪かったことから、表面

越水区間」となる。なお、堤防水没区間であっても、流速を算定することはできなかった。福地水門よりも最大水位に達するまでの間やそれ以降において、川側

5.7km上流にある飯野川橋下流（北上川14.3kp）に設

または堤内側からの越水が卓越する時間帯がある。こ置されたCCTVカメラの画像からは、河道の右岸側を遡れら区間より上流には、堤内・川側とも堤防天端高以上する津波の表面流速が5m/s程度であったことを確認

下で遡上する「堤防高以下遡上区間」となる。

した（図-3.2.2.50）。ただし、図-3.2.2.50(a)のよ

阿武隈川の亘理大橋地点では、左岸に比べて右岸

うに水面の乱れが大きく、算定精度は高くないと判断

側の痕跡水位が非常に高くなっている。このデータはされた。図-3.2.2.48では、上流への津波の伝播に伴

亘理大橋の高欄に引っかかった植物を津波遡上によるい波高が減少しているが、最高水位の発生時刻に着目

痕跡と判断したものであり、津波到達を示す痕跡としすると、河口側の福地観測所の方がその上流の飯野川ての信頼性は高いと考えている。この地点で河道は下上流観測所より遅くなっており、津波遡上に伴う最高流に向かって左に湾曲しており、津波遡上に対して外水位の縦断分布を描く際に留意すべき点と考えられた。 岸側に相当するため水位上昇が生じたと考えられる。
(2) 河道内および堤内の津波痕跡水位調査結果(3) 堤防法線形状と盛土・山脚など高地部が津波遡上

図-3.2.2.51は、阿武隈川、名取川、鳴瀬川およびに与える影響

新北上川で記録された津波痕跡水位である。痕跡調査

新北上川、鳴瀬川、名取川および阿武隈川の下流

では、堤防のり面を始め、橋梁、水門、堤内地の建設の空中写真2)に津波遡上の流向（写真上の青矢印）と物や山裾部に達している区間があり、その区間で得ら遡上状況区分（図-3.2.2.52参照）を併記したものをれる痕跡は、上記した河川堤防より高い構造物等に限

写真-3.2.2.1に示す。津波遡上の流向は、空中写真かられるため、データ数が少ない。また、そのような構ら判読した電信柱の倒伏方向や現地踏査で確認した植造物であっても水没したと推察されるもの、また山裾

生の倒伏や天端舗装の剥離・流送方向等から推定した。

に津波が打ち上げられた高さ（遡上高）に相当するデ

なお、堤防上の矢印は川側または堤内側への越水の卓ータなどが含まれている。そこで、図-3.2.2.51には、 越方向を表しており、厳密な意味での流向では必ずしもないことに留意されたい。

現地調査時の観察結果を踏まえて、最大水位分布を大

これらの写真と図-3.2.2.51に示した痕跡水位から、

まかに推定した結果を「大まかな水位の変化傾向」と

津波遡上状況について以下のように整理できる。

注書きを付した曲線として表示した。
堤防天端高を基準とした堤内側・川側の水位の行程の組み合わせから、河川への津波遡上状況を河口かa) 汀線に対してほぼ垂直な向きに概ね直線的に堤防

ら上流に向かって図-3.2.2.52のように大別することが延伸する場合これに該当する代表例として、名取川右岸およびができる。最も河口側では、堤内・川側とも天端を超74鳴瀬川左岸が挙げられる。堤防水没区間では、河川堤られる。この範囲では「堤防水没区間」においても、防を挟んで堤内・川側の両方向へ向かう痕跡が見られ3.3.3(1)に後述するように川側から越水によるのり面

た。鳴瀬川左岸1kp付近では、一連区間で天端舗装が崩壊と法尻での落堀形成が生じていた。また、堤防天川側に流送されており、一時的にある区間に渡って同端に設置されたパラペット上の金属製手摺には、川側

一方向に堤防を越える流れが生じた可能性が考えられからの越水を示唆する植生の集積や流送物の衝突による（写真-3.2.2.2）。

ると推察される変形が見られた。さらに、一部パラペ

この区間よりさらに上流に向かうと、川側・堤内ットが倒壊し、堤内側に流送されていた。以上の状況

側とも徐々に最大水位が低下するが、その度合いが川から、川側のり面が河口に面するように堤防法線が汀側より堤内側の方が大きいため、川側からの越水を伴線に対して斜め方向に延伸する区間では、川側からのう「堤防越水区間」、さらに上流では「堤防高以下遡越水が卓越する場合があると推察された。この区間の上区間」となる。

被災状況の検討については、3.3.3(1)に後述した。

b) 盛土・山脚など高地部がa)の河川堤防に隣接する

d)津波遡上に対して外岸側となる堤防湾曲区間場合これに該当する代表例として、阿武隈川右岸の湾

これに該当する代表例として、名取川左岸および曲部が挙げられる。(2)に示したように、湾曲部に位

新北上川左右岸が挙げられる。名取川の場合には閖上置する亘理大橋の痕跡調査から外岸側において水位の大橋の道路盛土、新北上川の場合には山脚部が堤防近増大を示唆する結果が得られている。

傍まで接近している箇所（左岸では1.2～1.8km、右岸
では3.8km地点：いずれとも山脚が堤防に接近せずに(4) 空中撮影映像から判読した津波波面の伝播状況

間に水路が入っている）である（写真-3.2.2.1(a)、名取川河口から阿武隈川河口に掛けた沿岸域で、(c)写真に灰色の矢印で示した）。

海上保安庁のヘリコプターにより、津波第一波の遡上高地部において堤内側を遡上してきた津波がせき

状況が撮影されている。図-3.2.2.53は、その映像の上げられていて水位を増大させ、これが河川堤防を越中から津波の波面（津波遡上に伴う湛水域と非湛水域

えて川側へ越水したと考えられる。したがって、高地との境界）の位置とその移動状況を確認できた箇所を部より下流では「堤防水没区間」となるが、a)との差

示し、点線は実線に比べ、撮影時間が短かった箇所で異は高地部の下流側近傍で川側に向かう越水が卓越すある。写真-3.2.2.3は、それぞれの箇所で判読した波ることである。

面の位置を数秒から数十秒程度ごとに記録した結果で新北上川の場合、山脚部より上流では堤内側へ越あり、撮影時間が十分に確保できた箇所では、伝播距

水する「堤防越水区間」となった。右岸側では、この離Ｌ、その区間を伝播するのに要した時間Ｔを求め、区間内において約400mに及ぶ破堤が生じた。山脚部よＬをＴで割ることで平均的な伝播速度を算出した。こり上流において堤防に隣接する水路に沿って遡上しての成果は、海岸研究室で実施した津波シミュレーショ

きた津波が氾濫したと推察される様子が撮影されていンの再現性の確認に利用された。

る3)。
名取川の場合、道路盛土より上流では津波遡上水

参考文献

位が大きく低下している。これは、堤防近傍では津波

1) 河川津波対策検討会ホームページ：

道路盛土を越水せず、堤防から離れるに伴って徐々に

http://www.mlit.go.jp/river/shinngikai_blog/kase

低くなる道路盛土を回り込んで上流に津波が遡上して

ntsunamitaisaku/index.html，2011

いった状況から、回り込みに伴う津波遡上距離の増大

2) 国土地理院ホームページ：
http://www.gsi.go.jp/BOUSAI/ h23_tohoku.html．

や流れの拡散の影響等によって波高が低減したためと考えられた。

3) 国土交通省東北地方整備局ホームページ：
http://www.thr.mlit.go.jp/c) 川側のり面が河口に面するように堤防が汀線に対

Bumon/B00097/K00360/taiheiyouokijishinn/ken

して斜め方向に延伸する場合

ntoukai/shiryou2_1.html．

これに該当する代表例として、阿武隈川右岸の河口から約1kmの範囲（湾曲部より下流の範囲）が挙げ75

参考になるホームページアドレス
1) 河川津波対策検討会、河川遡上津波のシミュレー
ション結果、第2回配布資料
http://www.mlit.go.jp/river/shinngikai_blog/kas
entsunamitaisaku/index.html
2) 国土地理院、災害関連情報
http://www.gsi.go.jp/BOUSAI/ h23_tohoku.html
3) 国土交通省東北地方整備局、北上川等堤防復旧技術検討会資料http://www.thr.mlit.go.jp/
Bumon/B00097/K00360/taiheiyouokijishinn/ken
ntoukai/shiryou2_1.html

76図-3.2.2.51(a) 新北上川における痕跡水位調査結果（東北地方整備局よりデータ提供）

図-3.2.2.51(b) 鳴瀬川における痕跡水位調査結果（東北地方整備局よりデータ提供）
77図-3.2.2.51(c) 名取川における痕跡水位調査結果（東北地方整備局よりデータ提供）

図-3.2.2.51(d) 阿武隈川における痕跡水位調査結果（東北地方整備局よりデータ提供）
78図-3.2.2.52 河川への津波遡上状況の三区分

写真-3.2.2.1(a) 新北上川への津波遡上状況

写真-3.2.2.1(b) 鳴瀬川への津波遡上状況

写真-3.2.2.1(d) 阿武隈川への津波遡上状況出典）航空写真は国土地理院による撮影データ

写真-3.2.2.1(c) 名取川への津波遡上状況79写真-3.2.2.2 堤防天端アスファルト舗装の剥離状況（鳴瀬川左岸 1kp 付近）
図-3.2.2.53 海上保安庁のヘリコプターによる撮
影画像を用いた津波の伝播状況確認箇所
出典）背景はカシミール 3D http://www.kashmir3d.com/を用いて作成

名取川

広浦１

L=307m
T=76.2s
V=4.0m/s

広浦２

広浦３

L=130m
T=21.6s
V=6.0m/s

L=23m
T=3.6s
V=6.4m/s

仙台空港１

仙台空港２

L=1,534m
T=474s
V=3.3m/s
L=1,364m
T=386s
V=3.5m/s

貞山堀１

貞山堀２

L=48m
T=11.4s
V=4.2m/s

押分地区

阿武隈川

出典）航空写真は国土地理院による撮影データ

写真-3.2.2.3 図-3.2.2.53 の各箇所における津波の伝播状況
80

3.2.3 地盤の液状化(1) 液状化対策技術検討会議
東日本大震災では広い範囲にわたって液状化現象が発生し、住宅・宅地、社会基盤施設等に大きな被害が生じた。国土交通省では「液状化対策技術検討会
議」を平成 23 年 5 月に設置し、液状化による被害実態等の把握、液状化判定手法の検証等の各社会基盤施設等に共通する技術的事項について検討を進めた 1)。
本会議の検討体制を図-3.2.3.1 に示す。
具体的には、現地踏査等により関東地方での液状化発生状況を把握し、東京湾岸や利根川下流域等の埋立地を中心に少なくとも 96 市区町村で液状化が発生したことを確認した。また、確認した液状化の発生実
績と代表的な液状化判定法である FL 法による判定結果との比較・分析により FL 法の検証を実施するとともに、高度化に向けた今後の課題を整理した。
以下の(2)～(4)では、本会議の検討に資するため、
国総研が(独)土木研究所とも協力の上、東北地方太平洋沖地震の強震記録を分析し、FL 法の妥当性、有効応力解析の適用性を検討した結果 2)について述べる。
なお、建築分野に関連して実施された液状化分析に関しては、3.3.9.2(6)を参照されたい。
(2) 最大加速度分布の推計と FL 法の妥当性検討(a) 2011 年東北地方太平洋沖地震

東日本大震災では継続時間の長い特徴的な地震動が多数観測され、このような特性が液状化の発生に影響する可能性があることから、強震記録と被害調査結果をもとに FL 法の妥当性を検討した。
FL 法は、液状化抵抗を表す「動的せん断強度比R」と地震外力を表す「地震時せん断応力比 L」の比
「液状化抵抗率 FL」を指標とし(FL=R/L)、FL が 1.0以下の土層は液状化すると判定する方法である。地震
時せん断応力比 L は、地表面における地震動の最大加速度から計算されるため、東北地方太平洋沖地震の地震動の最大加速度分布を推計した。また、継続時間が短い地震動との比較のため、1987 年千葉県東方沖地
震（気象庁マグニチュード 6.7）の最大加速度分布を

空港

鉄道

港湾

住宅
・
建築

道路

河川

宅地

下水道

庁舎

各分野の技術基準等の検討・対策をそれぞれ推進

各分野に共通する
技術的事項に反映

関東地方
整備局

独( 港
)湾
空港技術
研究所

独( 建
)築
研究所
独( 土
)木
研究所

国土地理院

連携･協力

土木学会
地盤工学会
日本建築学会

国土技術
政策総合
研究所

「液状化対策技術検討会議」を設置し、各社会基盤施設等に共通する技術的事項を検討・整理
調査成果提供(b) 1987 年千葉県東方沖地震
図-3.2.3.2 推計した最大加速度分布

図-3.2.3.1 液状化対策技術検討会議の検討体制

81

2.5

タイプⅡの地震動

地震動特性による補正係数 cW21.5

タイプⅠの地震動

1

全体平均
東北平均
関東平均
最大
最小

0.5

0

(a) 道路橋示方書Ⅴ耐震設計編 4)

0

0.2
0.4
0.6
繰返し三軸強度比 RL0.8(b) 東北地方太平洋沖地震の強震記録

図-3.2.3.3 地震動特性を考慮する係数 cW の計算結果の比較

同様に推計した（図-3.2.3.2）。ここで、東北地方太お、cW は累積損傷度理論に基づき、東・田村(1997)と平洋沖地震は気象庁、（独）防災科学技術研究所 K-

同様の手順 5)で算出した。

NET および国土交通省の公開データを、千葉県東方沖得られた結果を図-3.2.3.3 に示す。同図(a)と比較

3)

地震は日本建築学会の公開データ を用いた。

すると(b)では RL が 0.4 程度より大きい範囲で 1 を下

この最大加速度分布を用いた FL の計算結果から、回る値となっているが、RL が 0.4 程度より小さい液

継続時間の影響が一部に見られる一方で、FL>1.0 と状化強度が低い土に対しては cW=1 程度となり、従来なる地点では液状化が発生しておらず、FL 法によるの知見と概ね整合する結果となった。

液状化判定に液状化発生の見逃しが見られないこと等が確認された 2)。

(4) 地盤の地震応答解析による再現性の検討 6)
堤防の耐震性評価には、過剰間隙水圧の上昇に伴う(3) 地震動特性を考慮する係数の検証

液状化の影響を考慮する必要があるが、実地震時に加上述の FL 法による液状化判定では、動的せん断強速度波形と過剰間隙水圧が同じ地点で同時に観測され度比 R は、R = cW x RL で表される。ここで、RL はた事例は限られており、過剰間隙水圧の影響を考慮し繰返し三軸強度比であり、繰返し三軸試験において繰

た地震応答解析（有効応力解析）により推定した過剰

返し回数 20 回で軸ひずみが 5%生じるのに必要な繰返

間隙水圧を観測記録と比較、検証した事例も少ない。

しせん断応力比（繰返しせん断応力／有効拘束圧）と

東北地方太平洋沖地震の際、鳴瀬川河口付近の河定義される。また、cW は地震動特性を考慮する係数で川堤防で堤防天端部、基礎地盤部で加速度時刻歴波形あり、繰返し回数 20 回相当の地震動では cW=1、それが、液状化層で過剰間隙水圧が観測された。そこで、よりも繰返し回数が少ない地震動では cW>1、繰返し

基盤層の加速度時刻歴波形記録と強震計設置時の現地回数が多い地震動では cW<1 となる。

土質調査結果を用いて１次元有効応力解析 7）を実施

ここでは、東北地方太平洋沖地震の際に得られたし、堤防天端部の加速度時刻歴波形と液状化層におけ地動加速度 32 波形から cW を算出し、道路橋示方書Ⅴる過剰間隙水圧を算出した。その結果と、観測された

耐震設計編 4)に規定される cW と比較・検証した。な

堤防天端部の加速度時刻歴波形、液状化層の過剰間隙

82

(gal)
500.0

主要動２

主要動１

天端地震計観測波0.0

天端地震計観測波
天端解析結果

(gal)
500.0

主要動１

DB042.001-surf 31.5s-41.5s*-373.5-500.00.0-500.0

31.5
0.0

33.5
2.0

35.5
4.0

37.5
6.0

主要動２

39.5
41.5
8.0
10.0
(sec)
DB042_001-surf 79.5s-89.5s

時間 (s)

(gal)
500.0

0.0

-500.0
0.0
79.5

2.0
81.5

4.0
83.5

6.0
85.5

8.0
87.5

10.0
89.5
(sec)

時間 (s)

図-3.2.3.4 有効応力解析結果と観測記録（加速度時刻歴波形）との比較

過剰間隙水圧 [kPa]

100
80
60
40
20

観測記録
解析結果

0
-20
0

50

100

150
時間 [秒]

200

250

300

図-3.2.3.5 有効応力解析結果と観測記録（過剰間隙水圧）との比較
水圧をそれぞれ比較した。

参考文献

得られた結果を図-3.2.3.4 と図-3.2.3.5 に示す。

1) 国土交通省報道発表資料：「液状化対策技術検討

加速度波形の位相等の振動特性は概ね一致している一会議」の設置について、2011.5.12

方で、短周期成分が小さい傾向がある。過剰間隙水圧

2) 国土交通省報道発表資料：「液状化対策技術検討については全体的な傾向は概ね推定できているが、水会議」の検討成果について、2011.8.31

圧の消散特性等については充分な再現できていない結（ http://www.mlit.go.jp/report/press/kanbo08_h

果となった。

h_000154.htmlより入手可能）
3) Architectural Institute of Japan: Digitized strong-motion
earthquake records in Japan, Vol. 1: The off east coast of(5) 今後に向けて今回得られた強震記録を用いて地盤の動的解析手

Chiba prefecture earthquake, December 17, 1987, 1992

法を検証し、地盤の変形量の推定精度向上、ひいては4) （社）日本道路協会：道路橋示方書・同解説Ⅴ耐液状化対策の合理化に資するよう検討を進めている。

震設計編、2002
5) 東拓生、田村敬一: 地震動波形の繰返し特性を考謝 辞

慮した液状化強度評価法、土木技術資料、Vol.

本検討は、（独）土木研究所地質地盤研究グループ

39、No. 9、pp.50-55、1997

土質・振動チームと連携のもと実施し、国土交通省液6) 松岡一成、片岡正次郎、長屋和宏、金子正洋：東状化対策技術検討会議では種々御助言いただいた。ま北地方太平洋沖地震の強震記録を用いた河川堤防

た、気象庁、日本建築学会、（独）防災科学技術研究の地震応答解析、土木学会論文集A1（構造・地震所および国土交通省による公開データを用いた。記し工学）、Vol.68、No.4、pp.I_104-I_110、2012て謝意を表する。

7) 吉田望、東畑郁生：YUSAYUSA-2 SIMMDL-2 理論と使用法（改訂版Version 2.10）、2005

83