なだれ被害と煙型なだれハザードマップ作成
福嶋祐介・陸長岡技術科学大学

１．はじめに
本報告は2部構成となっており、前半は地震後の大雪によるなだれ災害に関する調査報告で、後半が被害を未然に防ぐ方法として開発したなだ
れハザードマップの作成法と結果である。
２．平成16 年新潟中越地震と雪崩災害
2004 年10 月23 日午後5 時56 分に新潟県中越地方を震源とするマグニチュード6.8 の非常に大きな内陸直下型地震が発生した。被害は、死者51人、重軽傷者4、795人、住宅被害は120、410
棟、129、061 世帯、さらに空中写真からは計3、791箇所の地すべり、斜面崩壊が確認されており、そのうち362 箇所が崩壊幅50ｍ以上の規模であった。
図１に示すように降雪期に入ると大量の雪、図２に示すように被災地を中心として被害をもたらし、雪崩発生やその危険性に伴って昭和60年度以来の大雪に見回られ、雪崩発生による通行止め
27箇所、雪崩の危険による事前通行規制箇所28箇所、合計55箇所において雪崩の被害をうけ通行止めを余儀なくされた。さらに、2005 年2月17日に
高柳町田代地内において、雪崩により車両ごと河川に押し流されて1名が死亡した。また、翌18 日
においても高柳町山中塩沢地内の工事現場で雪

図 ２

旻皎

環境・建設系崩が発生し2名が巻き込まれ1 名が死亡した。
新潟県としては、2 月1 日に豪雪警戒本部を、2月18日には豪雪対策本部を設置した。雪崩災害防止のために、以下の対策強化を図った。
① 雪崩パトロールの一層の強化と雪崩等が懸念される道路区間の通行止め等の規制強化② 市町村、警察、消防などの関係機関や、トラック協会等関係団体と連携した雪崩情報収集の一層の強化③ 市町村を通じた、標識・看板・広報紙等による住民への注意喚起④ 工事発注者に対する、工事現場での安全管理
徹底の指示

図 １

新潟県による最大積雪深の観測結果

中越地震による震度分布と豪雪対策本部設置状況－ 81 －

２．１ 地震による防雪施設の被災の特徴
中越地震直後の被害調査において防雪施設の被害が多く確認された。被害の特徴としては、図３、図４に示すように土砂崩壊によって斜面に設置してある予防工や防護工が損壊あるいは崩落
土砂により埋没した箇所が多くみられた。特に土砂が埋没している箇所は多く、予防工や防護工に土砂が堆積し機能不全を起こし、さらに雪崩発生
区において土砂崩落のため植生がない裸地である。よって、全層雪崩の発生する危険度が増大して、さらに防護機能の低下のために本来雪崩から保護する対象物が雪崩による被害を受ける危険性が高くなっている。
被災地域における防雪施設の特徴として、大型の固定柵が主流であり、基礎部分も大量のコンク
リートで施工されているのが一般的である。また、設置箇所も雪崩発生区であるため斜面勾配が急峻であり、そのために機械力が使えず人力作業が中心である。こうした事情により、早急な復旧が困難となっていた。
基礎についての被災の特徴として、単独基礎と連続基礎では、単独基礎の損壊が目立っており、今後の検討課題と考えられる。また、図５のように基礎部分から滑り落ちるように崩落した雪崩予防柵や防護柵の鋼材等は、再利用可能であることが分かった。

図 ４

崩落土砂に埋没した雪崩予防柵

図 ５

上部材が再利用可能な雪崩防護柵

図 6

雪崩発生地点図

２．２ 被災地での雪崩災害
本研究室において、今後の研究データとして用いるため、地震による防雪施設の被害調査や被災地域における気象観測ならびに週1回の積雪断面
観測、雪崩観測を2004年12月21日より行った。また、2005年度冬季において、今後の研究データとなるため継続して観測を行っている。
気象観測地点は図６の丸枠内の新潟県十日町
市魚ノ田飛渡第一小学校内（標高202m）において、

図 3土砂崩落により損壊した雪崩予防柵

気象観測機器を2004年12月21日から2005年5月11日まで設置し常時観測を行なった。さらに、定期観測として積雪層構造を観測するため近傍の休
耕田にて週1回積雪断面観測を行なった。
雪崩観測によって観測地点近傍ならびに他の被災地において雪崩が発生した。これらの発生状況について以下に示す。
2004－2005年冬季における、中越地震被災地で被害を受けた箇所での雪崩災害について図６の－ 82 －

①～⑤の地点での事例を示す。各地点での雪崩の特徴としては、①道路崩落箇所での雪崩、②土砂
崩落地での雪崩、③雪崩による避難勧告、④土砂と雪崩の混合崩落、⑤融雪に伴う全層雪崩、である。
① 道路崩落箇所での雪崩
2005 年2 月2 日18 時30 分頃、国道252 号線
魚沼市上稲倉（図６①）にて図７に示すように幅＝20m、高さ＝15ｍ、積雪深＝3m にわたり湿雪面
発生全層雪崩が発生し、道路延長＝40ｍ、幅＝6.2ｍ、高さ＝3m、デブリ量＝700m3 にわたり道路を埋没させた（図８）。
図９に1月26日と2月3日に発生区近傍で定期観測として行った積雪断面観測の結果を示す。発生前の積雪底部の層構造と発生後を比較すると、明確にざらめ化が進行しており、さらに発生後の観測から新雪が多量に積もり、積雪深が195㎝から315㎝と120㎝も急増した。それに伴い積雪の単位

図 ９

図 7

発生区の状況

積雪断面観測結果

面積当たりの積雪重量も700kg/㎡から928kg/㎡と228kg/㎡増加し、上載荷重を急増させた。このことにより、斜面積雪が不安定化し、なだれ発生要因になったと考えられる。また、走路上の乾いた新雪を誘発して流下したため流下距離が伸び、さらに除雪による雪堤が高くなっていたことにより、道路上に多量のデブリが堆積したと考えられた。
この雪崩発生区斜面は地震による大規模な土砂崩れなどは確認されていないものの、道路は地震により大規模に崩壊し復旧作業が行われた箇所であった。また、近傍斜面においても雪崩発生の痕跡は確認できず、地震によって特異的に雪崩危険度が高くなっていたと考えられる。
②土砂崩落地での雪崩
国道252 号線魚沼市上稲倉（図６②）にて、中越地震によって崩落した土砂が図１０に示すよ
うに擁壁後背部を没し、雪崩防護機能が低下し、さらに発生区においては土砂崩落により地表面の植生がない裸地であったため雪崩危険度が増大していた箇所であった。
その後、大量の積雪により擁壁部分は積雪中に

図 8

道路埋没状況

－ 83 －

図 １０

地震直後の斜面状況

図 １２

地震により損壊した雪崩予防柵

図 １１

雪堤による雪崩阻止状況

図 １３

避難勧告住居と雪崩発生状況

埋没し、さらに土砂崩落斜面からも雪崩が発生する危険性が高まり、道路上に到達し雪崩災害を生じさせる危険性が高まった。よって、雪崩が道路へ流下するのを防ぐため応急対策として、道路脇に高さ＝3m、延長＝40mの雪堤を構築し、雪崩発生に備えた。その後、図１１に示すように2月17日午前に湿雪面発生全層雪崩が発生し雪堤で停止しているのを確認することができた。
③雪崩による避難勧告
本件は数多くの雪崩被災例のうち、2004－2005
年冬季において避難勧告が出された唯一の例である。南魚沼市浦佐新町（図６④）において、中越地震によって斜面崩壊ならびに雪崩予防柵の損壊（図１２）が発生し、さらに崩落土砂で斜面下に設置してある擁壁の堆積スペースが埋没していた。
同斜面において2 月4 日夕方、集中豪雪ならびに防雪施設の機能不全から雪崩が発生し、住居に到達する危険性があるとして南魚沼市が道路を挟んだ向かい側の3 世帯１棟のアパートに対し、避難勧告を出した。その後 2月7日午前９時頃に

縦＝10m、横＝5m、積雪深＝2m、デブリ量＝120m3の湿雪面発生全層雪崩が発生し、防護擁壁後背部で停止した（図１３）。
さらに、2次崩落の危険性があるため応急対策として擁壁背面の堆積容量拡大と雪堤を構築することにより、雪崩が道路上に達する危険性を回避したうえで避難勧告を解除した。
④土砂と積雪の混合崩落
国道252 号線十日町市魚ノ田（図６④）において、中越地震により土砂崩壊が発生した斜面の一部に崩壊の発生を免れた箇所があった（図１４○内）。この地点においては、崩落が著しく、さらに防雪施設の倒壊が発生した箇所であったた
め、当研究室では2004 年12 月21 日より近傍の十日町市立飛渡第一小学校内にて気象観測機器を設置した。さらに降雪期においては、週一回の積雪断面観測と斜面監視パトロールを独自に行い、その変化を観測してきた。
降雪期に入ると、この斜面の崩落部分では、小規模な雪崩が1 降雪ごとに発生し、斜面上には雪が積もらない状態であった（図１５破線○内）。

－ 84 －

図 １４

地震直後の発生区斜面状況

図 １６

土砂雪崩発生状況

図 １５

崩落前の斜面状況

図 １７

土砂雪崩のデブリ

図 １８

積雪断面観測結果

しかし、崩壊せずにいた箇所（図１５○内）においては植生があり、降雪ごとの雪崩は発生せずに斜面の積雪は増加をしていた。
同斜面において図１６に示すように、2005年2月17日21 時頃、土砂と積雪の混合したものが崩落し、道路延長＝60ｍに渡り埋没させ通行止めとなった。このような土砂と積雪の混合崩落を“土砂雪崩”という呼称を用いられた。図１７に示す
ように土砂雪崩のデブリは、樹木や岩石が混合しており、排雪作業に時間がかかり早急な復旧が行えない。この土砂雪崩は、被災地において例年より格段に多く見られた。これは、地震により斜面が崩落しやすく、さらに大雪が重なったことが原因と言える。
図１８の発生前後に行った積雪断面観測の結果から、積雪深が324㎝から285cmに減少し、平均密度も364kg/㎥から419kg/㎥と増加した。さらに、
図２０に示す雪崩発生地点近傍の県の気象観測
点のデータより、雪崩発生前に気温上昇しており積雪深も減少していることが分かった。さらに、
積雪層構造からは約50ｃｍはざらめ雪であり、図１９から硬度が脆弱であったことがいえる。しか－ 85 －

図 １９

硬度と密度の変化

図 ２０

上稲倉での積雪深と気温の変化

図 ２１

発生区斜面状況

図 ２２

道路上に堆積したデブリの状況

図 ２３

積雪断面観測結果

し、雪崩発生時の気温が低いのは、融雪水が地表面に到達または、地表面から地中への到達に時間遅れが発生したためと考えられた。よって、この土砂雪崩の原因としては、気温上昇による融雪水が主たる発生要因として考えられる。また、発生時の近傍斜面では、被害は無いものの全層雪崩が多発しており、発生時期は全層雪崩発生時期と同一であると言える。また、積雪のグライドやクリープによる樹木への圧力が定常的に加わっていることも土砂雪崩が発生しやすい一因と考えられた。
いずれにせよ、土砂雪崩は今後数年も継続して発生する危険性は高く、さらに継続的に斜面観測を行っていた結果から前兆現象が明確に現れずに、発生の予知予測が困難である。今後について
は、無雪期における危険箇所の推定などを計り災害防止を行わなければならない今後の最重要課題といえる。
⑤融雪に伴う全層雪崩
2005年2月17日午前6時半頃と9 時頃に、魚沼市
須原（旧守門村）（図２１⑤）の県道70 号小出－ 86 －

守門線須川地内において湿雪面発生全層雪崩が発生した（図２２）。発生区は、縦＝20ｍ、横＝10ｍ、深さ＝2.0ｍ、発生区量＝400ｍ3 で、図２２の道路上の堆積量は、延長＝20ｍ、幅＝7ｍ、高さ＝1～2ｍ、堆積量＝210ｍ3であった。雪崩発
生後の積雪断面観測結果を図２３に示す。積雪構
造は、低層部に密度の非常に高いざらめ層があり、融雪が進行して脆弱化しており、全層雪崩発生の危険性が高い構造をしていた。さらに、周辺斜面
からの雪崩の発生があり、道路脇斜面に雪堤を2段構築し、雪崩の危険性が低下するまで通行止めを継続し、斜面状況の監視を行なう対策が採られた。
この斜面は、中越地震が発生したことにより、発注されていた雪崩予防柵の施工が余震の発生により中断された箇所であり、さらに予防柵においても損壊が融雪後に確認できた。
２．３ 被災地雪崩災害調査のまとめ
新潟県中越地震によって発生した地形変化や土砂崩壊による雪崩防止施設の損壊・埋没が被災地を中心に多く見られ、しかもこの状況下で19年ぶりの大雪となったため、この地域に雪崩災害が多発した。この雪崩災害は、防雪施設の設計施工法、新しい雪崩現象など、多くの検討課題を残したといえる。本報告ではそういった今後の課題となるような問題を抽出して述べたものである。
最初に被災地域における雪崩予防柵について、大型の固定柵が主流であり、基礎部は大量のコンクリートによって施工されているため修復が困難である点、さらに、雪崩発生区の急峻な斜面での作業のため人力作業が主となり早急な復旧作業が困難である点、を指摘した。今後は、大型の固定柵の見直しを行い、基礎についてはアンカー工法など新たな工法を積極的に考慮すべきと考えられる。また復旧作業にあたり雪崩防止柵については、上部材の再利用可能な鋼材等は利用すべきと言える。
次に、被災地を襲った19年ぶりの大雪のために発生した雪崩災害のうち、将来に課題を残すような事例を解析、紹介した。それらは以下のようにまとめることができる。
① きわめて多量の降雪が、2月2日という厳寒期に全層雪崩を起こした例（国道252号線魚沼市
上稲倉の雪崩）② 地震による土砂崩落により機能を低下させた防雪施設に起きた雪崩の例（国道252号線上稲倉で発生した雪崩）③ 地震によって斜面崩壊ならびに雪崩予防策の損壊があった箇所に雪崩が生じたために避難勧告の出た例（南魚沼市浦佐新町の例）④ 地震により崩落した斜面で、雪と土砂が混合して崩落した“土砂雪崩”。その発生には積雪層の断面観測から、底面付近の滑りやすい
ざらめ雪層の存在と、その上の硬度の高いし
まり雪層の存在が示唆され、将来の大きな課題と指摘された。（国道252 号線十日町市魚ﾉ田の雪崩）⑤ 融雪により形成されたと見られる高密度のざ
らめ層の存在により発生した全層雪崩（魚沼市須原県道70 号線で発生した雪崩）
このような土砂崩壊による地形変化や防雪施設の損壊・埋没は、1 年を経過しても充分復旧したとは言えず、今後も新たに発生することも予想されることから、地震後数年以上は2004－2005
年同様に雪崩の危険性は十分高くなっていることがいえる。
よって、今後も継続して、気象観測ならびに定期的な積雪断面観測を行なう必要性が高いことから、2005 年冬季においても同様な観測を継続
して、今後の雪崩予知予防の研究データとする。

－ 87 －

３．２ 基礎方程式
福嶋・大澤（２００３）は、３次元の傾斜サー
マルの理論を基に、雪崩と外部との雪粒子の収支を加えた煙型雪崩のモデルを提案した。この理論
では未知数を雪崩の最大高さ、平均濃度、フロントの流下速度、最大広がり幅、雪粒子の総量などとした基礎方程式が提案されている。本研究ではこの理論を用いて解析を行なう。以下に使用した基礎方程式を示す。
雪崩内では雪粒子や空気が激しく運動しており、外部からの空気の巻き込みが発生すると考えるため、この煙型雪崩モデル内の空気の質量保存
式を式（１）とする。
このとき t は時間、Ｖo は現象の体積、ρ０は現
象中の空気の平均密度、Ｅａは現象による周囲空気の連行係数である。左辺はモデル内の空気量の時間変化を、右辺は空気の巻き込み量を表してい

３．表層なだれハザードマップ作成
３．１ シミュレーションモデルの定義
本研究において形跡を行うにあたり、煙型雪崩の形状を半楕円体と定義して、シミュレーションモデルとした。その模式図を図２４に示す。ここで、Uabs は煙型雪崩の移動速度、C は体積濃度、
ｈは高さ、Si は空気と境界面の面積、Sｂは底面と境界部の面積、ρおよびρａはそれぞれ、現象、
空気の密度、θは斜面の傾斜角である。これは、福嶋らによって提案されたモデルである。
煙型雪崩の横方向の広がり、流下経路、速度や乱れエネルギーなどの諸条件を未知数とし解析する方法を本研究では用いている。流下方向に対して水平に切断した任意の断面は、図のように半楕円体となり、ここでｈは現象の中心部分での値
となる。

Si
ρa
ρ

h
Uabs
Sb

図

２４

θ

s

煙型雪崩シミュレーションモデルの模式図dρ 0 V o = ρ a E a U abs S idtdCV o = v s (E s − c b cos θ )S b
dtd(ρ + k v ρ a )UV o = (ρ − ρ a )gV o sin θ x − (τ i S i + τ b S b ) U
dt
U abs
d
(ρ + k v ρ a )VV o = ( ρ − ρ a )gV o sin θ y − (τ i S i + τ b S b ) V
dt
U abs

－ 88 －

（１）
（２）
（３）
（４）

1
d
( ρ + k v ρ a ) KV o = (τ i S i + τ b S b )U abs + ρ a {(1 + k v ) E a U abs S i2
dt2+ Rv s ( E s − c b cos θ ) S b }U abs − ρ a Rgv s V o− βρ K 3 2V o / h − ξ p ρ a Rg cos θ h

（

５）

（

６）

（

８）

1

×  CE a U abs S i + v s ( E s − c b cos θ ) Sb 
2
dX
= U cos θ xdt
dY= V cos θ y
dt

（

７）

 U cos θ x  V cos θ y ψ = tan − 1 {(U + V cos γ ) + (V sin γ ) } （ ９） dbdt = α (tan θ )U abs =

22

max

− 0.264

BB

U abs

π 
Vo =   Pb bmax h
6

（１１）

Si = α 1Sb（１３）

R = (ρs − ρ0 ) / ρ0

（１５）

CD =

（１７）

τ i = ρ aα K

（１８）

τ b = ρ bα K

（１９）

ρ = ρ 0 (1 + RC )（２０）

ρ b = ρ 0 (1 + Rc b )

（２１）

Ea =

（２３）

Z=

（２５）

r0 = cb / C = 1 + 31.5µ −1.46

2

C Dπ
Re =

Es =

Ds
D
ρ 0 vs 2 = π s86
Ds v s3(ρ s − ρ 0 )gν

A1 Z 5A1 + 1 Z 5 
0 .3



gRDs Ds

Rp =

ν

,

µ = αK / v s42

ξ b = 8 . 47 θ

−1

3

)

0 . 1θ
90 °0.6
R p u*

ξi =

π

2 2
4
ξp =
3π

（１６）

（２２）
（２４）

vs

（３１）

（３５）

（１４）

(

（２９）

（３３）

ξb

（１２）

24
1 + 0.150 Re 0.687
Re

A = ξ Ah2
Pi = ξ i h（２７）

Pb = ξ b hπξ A = ξb
kv =


 τ
u * =  b

ρ
a 


π 
S b =   Pb bmax
4

（１０）

（２６）
（ ２ ８ ）
（３０）

(4ξ

−2
b

τ i = τ b = cDU 2)+ 1 ξb

（３２）

（３４）
（３６）

3

β =

c 1
1  α  2  (ξ i + ξ b )c D + 1 − D  (1 + k v )ξ i E aξ A  cD  α 2ξ E 3+ ξ P cot θ i a  (1 + k v )ξ i E a + (ξ i + ξ b )c D  
2ξ A  4

－ 89 －（３７）

る。
同様に斜面より雪粒子を巻き上げ、雪崩の中に取り込むため、雪粒子の質量保存式を式（２）のようにおく。C は雪粒子の体積濃度、ｖｓは粒子の沈降速度、Ｅｓは底面を通じて生じる粒子の連行
係数、ｃｂは底面近傍の粒子の体積濃度である。
式（２）において左辺は粒子の総量の時間変化を表している。また右辺は、底面からの粒子の巻上げ率から、底面への沈降率を引いたものである。
次に、実際の雪崩の運動について記す。本モデ
ルでは雪崩の流速および流下・停止の判定を、x方向とｙ方向のそれぞれについて計算を行い、判定している。
ｘ方向の運動方程式は式（３）のようになる。
ｋｖは付加質量係数、g はτｉ、τｂはそれぞれ空気との界面に作用するせん断応力および底面に作用するせん断応力、また U はｘ方向の速度を表す。同様にｙ方向の運動量保存式は式（４）となる。V はｙ方向の速度である。
固体粒子を含む流れでは乱流構造が変化する
ため、相対的に運動エネルギーは減少し、抵抗係数が小さくなっていくことが知られている。この現象は、固体粒子を浮遊させるために乱れエネル
ギーを消費するためと考えられている。
乱れエネルギーの保存式として、式（５）を示す。ここで、K が雪崩内の乱れエネルギーの平均である。またＥａは現象による周囲空気の連行係
数、R は密度ρ０の空気中での粒子の比重、βは分子粘性逸散率に関する係数、ζｐはポテンシャ
ルエネルギーに関する形状係数である。式（５）において左辺は乱れエネルギーの時間変化を表している。右辺は、第一項が平均流のせん断応力
による乱れエネルギーの生成項、第二項が境界面での混合に伴う乱れエネルギーの生成項、第三項
は火砕物を浮遊させるために消費する乱れエネ
ルギーの割合、いわゆる Bagnold の項であり、第四項は分子粘性逸散率を、第五項はポテンシャル
エネルギーを増加させるために費やされる乱れエネルギーの割合をそれぞれ示している。
これらの式により、時間ｔにおける x 方向および y 方向の、時間 t における位置が得られる。ｘ方向の現位置は式（６）で表される。このとき、
X はｘ方向の変異の水平距離を表す。ｘ方向と同様に、ｙ方向についても式（７）で表される。Y
は y 方向の変異の水平距離である。
これらの式より、雪崩の進行方向は式（８）となる。ψは雪崩の進行方向である。また、速度ベ
クトルの絶対値は式（９）の通りである。

γは斜面が Z 軸と交わる角を表す。雪崩の横方向の広がり幅は、式（１０）の通りである。
ここでｂmax は最大横広がり幅、αＢＢは最大広がり幅に関する無次元係数である。
以上が２次元解析モデルの基礎方程式である。
３．３ 構成関係式
基礎方程式内で用いられた変数等、構成関係式について説明する。
煙型雪崩の形状を半楕円体と仮定している。そのため、体積は式（１１）の通りである。また現
象底面の面積 Sｂ、現象と空気との界面の面積 Si
は式（１２―１３）のように表される。
Ｓｂは角度θで滑らかに傾斜した斜面と現象の底面との界面の面積である。この解析において、２次元解析モデルにおいて斜面の傾斜角θは現象の中心部より前方の範囲の斜面特性を平均してθを導出する。しかし、実地形の斜面の幾何学的形状は複雑であり、式（１２）より導出した面
積Ｓｂと実地形の底面積とでは、誤差が生じやすい。そこで２次元解析モデルでは、斜面の形状によっては現象底面の面積Ｓｂに地形条件を考慮した補正を加えた。この補正に関しては改めて述べる。
空気の密度がρ０であるとき、粒子の比重 R
は式（１４）のように表される。
雪粒子の沈降速度ｖｓは、静止空気中では粒子に働く重力と空気からの効力のつりあい式より求める。そのつりあい式は、式（１５）のように表される。
このとき式（１２）の左辺は粒子に作用する効力を、右辺は粒子に作用する重力と浮力の差を表している。ここでＣＤは効力係数であり、Schillerの式より求める。Schiller の式は式（１６）の通りである。ここで、Ｒｅは粒子レイノルズ数である。
νは空気の動粘性係数である。
せん断応力τｉおよびτｂは式（１８）（１９）のとおりである。
このときρ０は底面付近の現象の密度、αは底面と境界面に働くせん断力に関する無次元係数である。
現象内の粒子の平均密度ρ、底面の密度ρｂは式（２０）（２１）のように表される。ｃｂは底面付近の濃度である。
周囲空気の連行係数Ｅａは式（２２）のように表される。
粒子の連行係数Ｅｓは流れの特性量である空気の密度、底面でのせん断応力、および粒子の特性－ 90 －

量である粒径、粒子レイノルズ数、粒子の沈降速度などの関数であると考えられる。Garcia（１９９０）は開水路の浮遊砂流のデータに基づいた実験式を提案した。本研究では、式（２３）に示す
Garcia の式より粒子の連行係数Ｅｓを導出して用いている。ここで無次元係数Ｚは式（２４）のよ
うに与えられる。Ｒｐは粒径を用いた粒子レイノ
ルズ数であり、またｕ＊は摩擦速度で、それぞれ式（２５）のように与えられる。係数Ａ１は、Ａ１＝１.３×１０－７で表される。
煙型雪崩中の底面濃度と平均濃度の比は式（２６）のとおりである。ここでμは式（２７）で表される。
Beghin et al。
（１９８１）は単純なサーマルに対して実験を行い、サーマルの形状が斜面の角度によって一義的に決まり、半楕円体の相似な形状で近似できることを明らかにしている。ここではでは火砕流や雪崩の形状が局所的な傾斜角θによって決まり、斜面の角度の変化に対応して、流下方向に変化すると仮定し、Beghin et al。
（１９８１）の解析と同様に式（２８－３０）で与えた。
ξＡ、ξｂ、ξｉは無次元の形状係数である。これ
らの形状係数とポテンシャルエネルギーに関係する形状係数ξＰ、付加重量係数ｋｖは斜面の角度θの関数であると考え式（３１－３５）のように与える。このとき傾斜角の単位は度（°）で表している。
乱れエネルギーの式内の粘性逸散率に関係する係数βは次のように求めた（福嶋、１９８６）。
まず界面でのせん断応力を式（３６）で表す。ここでｃＤは抵抗係数である。浮力体積ＣＡが保存される単純なサーマルにおいて、連続式と運動量方程式による式系の解と、さらにこれに乱れエネ
ルギーを含む式系とがｔ→∞でおなじ漸近解となるように係数βを定めると式（３７）を得る。
式（３７）をみると、係数βは、傾斜角で変化する形状係数、空気の連行係数などの関数として与えられることに注意を要する。
以上が本研究において用いた構成関係式である。
３．４ 計算条件
煙型雪崩の解析シミュレーションを行うにあたり、初期条件を以下のように設定した。
まず雪崩の初期高さはｈ０＝１０ｍ、雪崩の初期最大広がり幅はｂｍａｘ０＝２０ｍとした。空気
中雪粒子の相対比重はＲ＝７１０、抵抗係数ｃＤ、せん断力に関係する無次元係数αはそれぞれｃＤ＝0.02、α＝0.1 とした。初期濃度はＣ0＝1.0％、初期速度はＵａｂｓ0＝0ｍ/ｓ（Ｕ0＝0ｍ/ｓ、Ｖ0＝0ｍ/ｓ）とした。なおＵａｂｓ0＝0ｍ/ｓとしているために発生直後に粒子を浮遊させるために乱れエ
ネルギーが消費される。このとき乱れエネルギーが負になり解析が終了するのを防ぐために、雪崩が発生位置からの最急勾配線の方向に加速しうるよう初期条件として乱れエネルギーＫに大きな値を与えた。
現在、この理論ではまだ正確な値の求められていない係数が多く存在する。しかしながら既往の研究では大澤（２００３）がこの理論により開発したシミュレータを用いて、２０００年３月２７日、岐阜県吉城郡上宝村神通川水系蒲田川支流左俣谷穴毛谷の上流で発生した大規模な煙型雪崩の再現が可能であることを示している。よって今回用いる定数は、この解析の際に用いられたものに準じる。それにより、今回使用するパラメータ
ーは、雪粒子の粒径Ｄｓと、雪崩の広がり幅に関する無次元係数αＢＢの 2 つとした。
雪粒子の性質は時間と共に変化し、雪崩の規模等に影響を与えることがわかっている。今回は広がり係数は大澤が用いたαＢＢ＝0.060 に対して、雪粒子の粒径にＤｓ＝0.05、0.10、0.15、0.20、0.30の 5 つの条件を与え、それぞれに対して解析を行
ない、各パターンでのハザードマップを作成した。
雪崩の広がり幅に関する無次元係数α ＢＢ は雪
崩の広がり幅に対し、支配的な影響を与える。雪粒子Ｄｓ＝0.15 の結果に関して、αＢＢ＝0.040 およびαＢＢ＝0.080 について解析を行い、αＢＢについて検討を行った。
解析の際に使用した地形データは、国土地理院
数値地図 50ｍメッシュ（標高）の、旧山古志村周辺の地形データである。雪崩の発生領域は旧山古志村全域およびその周辺を含む南北約 8600ｍ、東
西約 12000ｍの範囲とした。なお、この地形デー
タは日本全国のデータがそろっており、容易に入手することが可能であるため、この理論を用いて他地域に関しても容易にハザードマップを作成することができると考える。
前述したとおり煙型雪崩などを含む表層雪崩
は、現在でも発生条件などのメカニズムがわかっておらず、予測や対策が難しい。そこで、本研究では、前述の雪崩の発生領域内、およそ 40000 箇所の全メッシュより、図２５にあるように１メッ
シュずつ実際に雪崩を発生させて流下を解析することによって雪崩の到達頻度を調べるという手法をとった。現在、表層雪崩の発生しやすい地－ 91 －

図２５形の目安として植生分布や斜面の角度等が経験則により求められているが、本研究で使用しているモデルでは雪崩が発生しにくいといわれる地形ではほぼ雪崩の流下が無いまま停止するという結果が得られている。そこで、雪崩の流下距離が５ｍ未満の場合はその雪崩が発生しなかったものとして、除外して処理を行っている。
その流下運動を調べ、計算範囲内の各メッシュ
において、雪崩がいくつ通過したかを集計し、その通過回数を危険度の指標として用いた。なお、通過の判断は図２６のように行う。そして危険度ごとに、コンターで図示した。ただしそれだけでは実際のハザードマップとして用いるのは不便であるため、出力結果を 1/5000 新潟県中越地震災
害対策基本図および航空写真上に重ね合わせる
ことにより、結果としている。なお、使用した災害対策基本図を、図２７に示す。
雪崩の挙動に関しては前述のように、雪崩の最大広がり幅に関する無次元係数α ＢＢ の正確な値がわかっていない。そのため、雪崩の端の部分に関しては不正確な結果が出ることが予想される。
そのため、全メッシュのうち雪崩の通過回数が 5回未満であるものは描画を行わない。

メッシュと雪崩の発生の概念図

図２６

雪崩通過箇所判断の模式図

図２７
本図

１/５０００新潟県中越地震災害対策基

３．５ 山古志村ハザードマップ
上記のシミュレーションモデルには多くのパラメーターがあり、種種の検討を行っているが、本報告書では、計算結果の一部のみを掲載する。
図２８はαＢＢ＝0.060、Ｄｓ＝0.15 という条件により作成した結果である。また、長岡市役所山古志支所、山古志小学校、山古志中学校、長岡農業高校山古志分校などについて、図中に位置を記した。さらにこの領域について、何箇所かを拡大して細かく見ていく。
拡大箇所の一覧を図２９に、実際に拡大したものは図３０から図４１までに示す。
点のうち特に代表的と思われるもの、また集落のうち雪崩が達する危険性が高い箇所などを拡大
して抜き出した。
今回は通過回数が 5 回以下のところを描画していないために、雪崩の吹き溜まりといえる箇所が多く残った。地形的な特徴を見ると、図３６や図３９のように河川などの谷型地形になっている
ところに多く集まる。これは谷型地形の箇所の標
高が低いために雪崩が到達しやすいこと、また両横から流れ込むために他の箇所よりも雪崩が向かってくる可能性が高いこと、さらに両横は斜度－ 92 －

図２８

山古志村雪崩ハザードマップ－ 93 －

図２９

図３０

拡大図１（小松沢地区）

山古志村ハザードマップ拡大箇所一覧

図３１－ 94 －

拡大図２（虫亀地区）

図３２

拡大図３（山古志支所周辺）

図３３

拡大図６（大久保地区）

図３４

拡大図４（山古志小学校周辺）

図３５

拡大図７

図３６

拡大図５（中野地区）

図３７

拡大図８

－ 95 －

図３８

拡大図９

図４０

拡大図１１

図３９

拡大図１０

図４１

拡大図１２（中野地区）が急であるために雪崩の発生自体が多いということが考えられる。
３．６ 結果と考察
図３０から図４１までに、雪崩の多い地点のうち特に代表的と思われるもの、また集落のうち雪崩が達する危険性が高い箇所などを拡大して抜き出した。
一方で集落に比較的近い場所で発生した場合、
図３７や図４０、図４１などからわかるとおり、貯水池や田畑などを多く通過する傾向にある。これらの箇所は人の手で切り開かれることにより、結果的に周辺より標高が低く、またなだらかで雪崩の流下を妨害するものが少ない地形になってしまっていることが原因と考えられる。
山古志村には、過去集落に直撃したものだけでも数件の表層雪崩と思われる雪崩の被害の記録が残っている。そこで、特に雪崩の通過が目立った箇所を表した。
図３０より、小松倉地区集落では数件の民家が雪崩の通過回数 20 回以上の領域に入っていることがわかる。地図を見ると小松倉地区は周囲を斜面に囲まれた盆地状の地形で、直感的にも雪崩が到達しやすいことがわかる。さらに斜面のすぐ近
くに存在する民家も多く、被害が発生しやすいと考えられる。
図３１より、虫亀地区では北西と中央付近に、雪崩の発生する可能性が高い箇所があることがわかる。特に中央付近のものは民家に非常に近く、
通過数 20 箇所以上の領域に、やはり数件の民家が含まれている。この箇所では実際に、昭和 59
年 2 月に表装雪崩によるものと思われる被害が発生している。
図３２および図３３はそれぞれ山古志支所、山古志中学校、山古志小学校の周辺であり、山古志地区の中心地といえる箇所である。この箇所でも住宅地の周辺で雪崩が発生する可能性が高いことがわかる。特に山古志支所は、付属施設まで雪崩が到達する可能性があることがわかる。
図３４は中野地区の西側を拡大している。この－ 96 －

区域には非常に大きな雪崩の吹き溜まりが存在していることがわかる。この図より、山古志地区の主要道路の 1 つである濁沢種苧原線を、雪崩が通過していく可能性が非常に高いことがわかる。
これは、西側に東西方向に長い谷型地形が複数存在し、西側で発生した雪崩のほとんどがこの道路上を通って東側へ抜けていくためと考えられる。
現在この路線はトンネルの改修が行われ、種苧原地区へと抜けるための重要交通路となることが期待されているが、そのためには十分な雪崩対策が必要といえるだろう。
図３５は東竹沢地区大久保集落周辺の拡大図である。記録に残っている雪崩のうちの多くは竹沢地区であり、解析結果を見ても実際に竹沢地区に属する集落では雪崩が通過する確率がある地
域が目立った。一方、その他の地区では、図４１に記した中野地区のように周辺は雪崩の通過数が多いが、集落内の通過数は少ないというような地区も複数確認できた。

－ 97 －

４．結論
４．１ 現地調査について
新潟県中越地震によって発生した地形変化や土砂崩壊による雪崩防止施設の損壊・埋没が被災地を中心に多く見られ、しかもこの状況下で19年ぶりの大雪となったため、この地域に雪崩災害が多発した。この雪崩災害は、防雪施設の設計施工法、新しい雪崩現象など、多くの検討課題を残したといえる。
最初に被災地域における雪崩予防柵について、大型の固定柵が主流であり、基礎部は大量のコンクリートによって施工されているため修復が困難である点、さらに、雪崩発生区の急峻な斜面での作業のため人力作業が主となり早急な復旧作業が困難である点、を指摘した。今後は、大型の固定柵の見直しを行い、基礎についてはアンカー工法など新たな工法を積極的に考慮すべきと考えられる。また復旧作業にあたり雪崩防止柵については、上部材の再利用可能な鋼材等は利用すべきと言える。
このような土砂崩壊による地形変化や防雪施設の損壊・埋没は、1 年を経過しても充分復旧したとは言えず、今後も新たに発生することも予想されることから、地震後数年以上は2004－2005
年同様に雪崩の危険性は十分高くなっていることがいえる。
４．２ 煙型なだれハザードマップについて
本研究では煙型雪崩の理論を用いることにより、3 次元地形データを利用して、雪崩の通過回数を危険度の指標として求めた数値シミュレー
タの開発を行った。このシミュレーションモデル
により旧山古志村の煙型雪崩による被害が発生する可能性のある箇所を求めることができた。また、その結果を解析することにより、煙型雪崩の特徴を明確にすることができた。本報告書では、モデル計算の 1 ケースしか紹介できなかったが、他のケースの結果を総合し、結論を以下に記す。
・旧山古志村の、過去に実際に表層雪崩の被害が発生したという記録が残っている集落は、実際に流下回数の多い箇所がある、もしくは流下回数がそれほど多くない箇所でも広範囲にわたって存在しているという結果が得られた。煙型雪崩を想定した場合、旧山古志村では非常に広範囲で雪崩発生の危険性があることがわかった。過去に雪崩被害実績が無い地点でも、流下頻度が高い地点が多々存在する。これらの地点については、雪崩が発生した場合の流速などを調べ、被害発生の危険性について評価していくことが重要である。
・粒子の粒径Ｄｓを変化させることにより、Ｄｓが雪崩の挙動に大きな影響を及ぼしていることがわかった。雪粒子の粒径Dsが大きくなると、雪崩
内の雪の沈降が顕著になるため、相対的に流下速
度や流下距離が小さくなり、危険範囲は狭くなる。
粒径の違いによって、粒子の沈降速度などが異なるため、濃度や速度の挙動に影響を与える。また、速度の大きさに影響を与えることにより、最終的に流下経路も変化するということがわかった。
・最大広がり幅に関する無次元係数 αBB は雪崩の形状に関して非常に支配的な係数であり、雪崩の運動にも大きな影響を及ぼす。このためハザードマップについても αBB の設定により少なからず差異が生じる。αＢＢは雪崩の広がり幅に影響を与えているが、それにより雪崩が影響を受ける地形の範囲が広がる。その結果として、流速や流下距離に影響を与える。また、地形次第ではαＢＢによって、流下方向が変化するということも考えられる。
・速度ごとに通過頻度を求めることにより、集落周辺では比較的流下速度が小さくなることがわかった。これは流下速度が経路の勾配による影響を非常に強く受けるためである。また、流下速度の大きい雪崩は谷型地形において発生しやすく、
これらの雪崩は大きな規模に発達する可能性があるということが考えられる。
以上のように、旧山古志村における煙型雪崩の知見が得られた。しかしながら、解析に用いられるパラメータの多くは実際の現象に依存し、いまだ良くわかっていない。そのため、その部分の緻密化が必要になる。また雪粒子の粒径などの実際の数値も現在観測が難しい。これらの実際のデー
タや、より精密な地形データを用いることができれば、より正確な結果が得られるだろう。
この解析モデルは、Windoｗs 上で利用可能な
アプリケーションである煙型雪崩ハザードマッ
プ作成シミュレータとして開発した。この数値シミュレータを使用すれば、他の地域の地形データを用いることにより、他の地域に関しても比較的容易に今回作成したハザードマップと同様のものが作成できる。

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４．３ まとめ
以上のように、地震後に北陸地域は非常に雪崩災害が起きやすくなっており、今後も引き続き、注意が必要である。また、平時でも、研究開発を重ね、総合的な雪崩ハザードマップ作成技術を開発・向上し、対策を講じていく事が肝要である。

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