土砂災害
1997年6月9日、鹿児島県出水市針原地区の針原川上流で豪雨により山崩れが発生、川に突入した土砂は土石流となって川沿いを流れ下った。崩壊は風化の進んだ斜面の深層崩壊で、崩れ落ちた後流動化する崩壊型土石流であった。扇頂部(扇状地の山に近い部分)では家屋のほとんどが押し流され全壊、21人が死亡、13人が負傷した。扇央部や扇端部では、家屋やみかん畑が泥に埋もれたり浸水したりする被害、平野部の中下流域では、橋に流木や損壊家屋が引っかかり川から溢れた水が浸水被害をもたらした。発生時間は豪雨のピークを過ぎて数時間後でかつ多くの人が寝ている深夜1時前だったこと、この地域では土砂災害の経験がなく多くの人は洪水に注意を向けていたこと、川の水位低下が目撃されていたがそれが土石流の前兆だと知る者がいなかったことなどが、被害が大きくなった要因と分析されている。
深さ数mの表層崩壊に対しては、樹木が存在することで斜面を安定させる効果がある。特に、急斜面において高い効果がある。土壌中に広がった樹木の根が、土層のずれを受け止めて変形したり、摩擦力により引き抜きに抵抗したりして、斜面を滑らせようとするせん断力に抵抗する、あるいは根が土層の変形を防ぐ配筋として働き、土壌の滑りに抵抗するアーチ構造を保つ などと考えられている。
更に、土壌表面の浸食を防ぐ高い効果も持つ。
ただし、抑止効果には限界があり、異常な豪雨に見舞われると、森林があっても表層崩壊が起こりうる。このようにして森林が失われた場合、できるだけ早期に森林を復元することが、更なる崩壊の抑止となる。
人工林において、間伐は病虫害や強風害などを防ぎ、良好な生育を助ける効果がある。日本では、林業の経営環境の悪化などから間伐の遅れる森林が増加する傾向にあり、森林の持つ崩壊防止機能の低下が懸念されている。ただしいくつかの研究では、間伐林では根の量が増えるため崩壊への抵抗力が増すという報告もあれば、逆に低下したという報告もあるなど、効果は明確ではない。
土石流 川の中でゴロゴロという音(石がぶつかり合う音)がしたり、火花が見えたりする。 山全体が唸っているような音(山鳴り)がしたり、地震のように震えたりする。異常なにおい(腐った土のにおい)がする。 川の水が濁り、水と一緒に倒れた木(生の木)が流れてくる。 雨は降り続いているのに、川の水が減る。
地すべり 崖や斜面から水が噴き出す。湧き水が増える。 風もないのに山の木がザワザワする。木が裂ける音や木の根が切れる音がする。地鳴りや山鳴りがする。 沢や池、井戸の水が濁ったり、急に増えたり減ったりする。 地面にひび割れや段差、陥没ができる。
斜面崩壊(崖崩れ) 崖から新しく水が湧き出る。また、湧き水が濁ったり、量が増えたり、急に止まったりする。 崖にひび割れができる。あるいは、崖が膨らむ。 崖の上の木が揺れたり傾いたりする。地鳴りがする。 崖から小石がパラパラと落ちてくる。※崖崩れは、前兆もなくいきなり起こることもある。
なお、これらの前兆現象は、発生の前に必ず現れるわけではない。また、周囲が暗く寝ている人が多い夜間や、雨が激しい時間帯などは、前兆現象があっても発見するのが難しい。少しでもおかしいと感じたら対処することや、早めの避難をすることが、土砂災害の回避に有効である
斜面を構成する土塊や岩盤はふつう、重力や摩擦力などの作用の結果、「斜面を移動させようとする力」よりも、それに「抵抗する力」が大きい状態で安定している。ここで、前者が大きくなったり後者が小さくなったりすると、バランスが崩れて変形を生じる。土質力学上、これは土塊の剛性を超える外力によるピーク破壊と呼ばれ、破壊時の外力をピーク強度という。また、斜面安定を考える上では、仮定したすべり面において土塊を滑動させるせん断破壊である。
斜面を移動させようとする「せん断応力」が、それに抵抗する「せん断抵抗力」を上回ると滑動が始まる。後者に対する前者の比を安全率 Fs といい、斜面安定の指標とする。実際には、クーロンの破壊規準により求められる土の強度定数などを組み入れた解析法を用い、計算を行う。
ピーク破壊の直前に生じる微小変形に対応して、斜面崩壊の実験等では崩壊直前に極めて低速のクリープと呼ばれる変形が生じることが確かめられている。このクリープは土砂災害のいわゆる前兆現象を生じさせる原因の1つでもある。
斜面崩壊や地すべりの発生は、土塊に含まれる水の作用が関わる場合が多い。これは、浸透した水が間隙水圧を増加させ、土粒子の有効応力が減少して、せん断抵抗力が低下しせん断破壊に至るメカニズムである。土中の水を抜く、あるいは水を浸み込ませないような工事により、間隙水圧を減少させることが対策として有効である。
地すべり危険区域 - 空中写真の判読や災害記録の調査、現地調査によって、地すべりの発生するおそれがあると判断された区域のうち、河川・道路・公共施設・人家等に被害を与えるおそれのある範囲。
山地災害危険地区 - 林野庁(農林水産省の外局)が定める調査要領に基づき都道府県の森林担当部局が調査し、市町村に伝達している。山地災害(山腹崩壊、崩壊土砂流出、地すべり)により人家や公共施設等に被害のおそれがある地区。森林(国有林または民有林)を対象としたもの。2012年時点で計約18万箇所。 斜面崩壊や落石のおそれがある山腹崩壊危険地区、土石流のおそれがある崩壊土砂流出危険地区、地すべりのおそれがある地すべり危険地区の3種類。
砂防三法による指定区域 - 排水工や擁壁工、砂防ダム設置などの対策工事(砂防事業)を行うことを前提に、土砂災害のおそれがあり工事の必要性が高い地域を指定するもの。土砂災害危険箇所に比べると件数が少ない。 砂防指定地 - 砂防法に基づいて国土交通大臣が指定している。掘削や盛土、竹木の伐採や土石の採取などの開発が制限される。 地すべり防止区域 - 地すべり等防止法に基づいて国土交通大臣が指定している。掘削や盛土、土石の採取などの開発が制限される。 急傾斜地崩壊危険区域 - 急傾斜地法に基づいて都道府県が指定している。掘削や盛土、土石の採取などの開発が制限される。