沿岸の排水路は堤防を越えた津波に対して減勢効果がある

要約

海岸線に並行に配置された排水路による津波の減勢効果の水理実験による検証である。一定以上の幅の排水路で減勢効果があり、排水路内に水が無いほうが効果が高い。流速低下の効果のほか、内陸部への津波の到達時間を遅くする効果がある。

• キーワード:沿岸部、減災、模型、水理実験
• 担当:農村工学研究部門・水利工学研究領域・沿岸域水理ユニット
• 代表連絡先:電話 029-838-7569
• 分類:研究成果情報

背景・ねらい

発生頻度は極めて低いものの、発生すれば甚大な被害をもたらす最大クラスの津波(レベル2津波)に対しては、防潮堤だけで地域を守ることは困難であり、後背地における津波減勢を含めた総合的な減災対策が必要とされている。本研究では、海岸線に並行して排水路が位置する場合を想定し、津波に対するその減勢効果を水理実験によって検証する。

成果の内容・特徴

• 実験に使用する水槽は、幅2m、高さ3m、全長67.5mで、上流側20mの貯水部に水を貯め、スルースゲートを開放することで津波を発生させる。水理模型は1/20縮尺とし(以降は実スケールで記述する。)、前浜、海岸堤防、後背地及び内陸部で構成する。排水路は、津波の流速が一定となる堤防後法尻からの距離D=40m地点に、堤防に並行して設置する。海岸堤防は、東日本大震災で被災した堤防の復旧断面を参考に、前後法勾配1:2、堤高H=8mとする(図1)。排水路の津波に対する減勢効果を評価するため、排水路の幅と深さを変えて(表1)、また、排水路内の滞水の有る・無しの条件で実験を行う。
• 減勢効果の評価は、排水路手前のD=38mの流入流速と排水路通過後のD=51.2～91.2mの5点の流速を比較し、減少率で評価する。到達時間は、海岸堤防を越流した時から、D=91.2mに到達するまでの時間の比較で評価する(図1)。
• 排水路に到達した津波は排水路内で下向きに流れを変える。津波は水路側壁に衝突して、一部は上方に跳ね上がって内陸方向へ遡上し、他は水路内に流入して縦方向の渦を巻き、後続の津波を押し上げるような揺動を与える(図2)。
• 実験の結果、津波の減勢効果には水路の深さよりも幅の影響が大きく、効果が最も大きいのは、水路の幅が広く、深い条件(排水路)である(図3(a))。水路内部が滞水している場合(排水路+滞水)は、滞水が無い場合(排水路)に比べて効果が低下する(図3(b))。津波の到達時間は、水路の幅が広い場合(排水路、)に効果が高い(図3(c))。

成果の活用面・留意点

• 本研究は農業用排水路を想定しているが、水路状の凹形状の構造物に適用が可能であり、沿岸地域における津波対策を検討する際の参考情報となる。
• 排水路単体での効果は限定的であることから、複数の排水路および二線堤、ほ場間の段差、防潮林などを含めた総合的な検討が必要である。
• 実験では、一般的な水路規模を幅4.6m、深さ2.5mと想定した上で、幅、深さがそれぞれ2倍の4ケースを設定している。

具体的データ

その他

• 予算区分:交付金、その他外部資金(受託試験)
• 研究期間:2017～2019年度
• 研究担当者:関島建志、吉永育生、安瀬地一作、木村延明
• 発表論文等:関島ら(2019)農業農村工学会論文集、87(1):I_83-I_90