紀伊山地の地形・地質と災害
−大規模崩壊と河道閉塞が頻発する山地

1. 紀伊山地の自然
  紀伊半島北部にはほぼ東西に走る中央構造線があり,これに沿って流れる紀ノ川および櫛田川の南方に広がる山域が紀伊山地です(図1).標高は最高地点の八剣山で1915mと,高山の様相は示さない1000m級の山地ですが,山は広く奥深く多数の峡谷に刻まれて,山なみが幾重にもかさなりあい,太平洋岸にまで連なっています.温暖多雨の気候に育まれて全域がうっそうとした森林で覆われ,紀(樹)の国の名前の由来を如実に示します.
    古からの日本の中心地である大和地方に隣接しているので,木材(吉野杉・熊野杉が有名)など山の資源の供給地としての役割を長く担ってきており,また,山岳宗教の地,霊場・修験の場ともなってきました.河原に湧き出る温泉も多数あります.このため奥深く険しいにもかかわらず,山地南部にある熊野の寺社に至る多くの参詣道が通じて,人間社会との長い関わりの歴史をもち,ユネスコの世界文化遺産にも登録(2004年)されています.

気象・水文
  紀伊山地は日本で雨が最も多い地帯です.熊野灘に面する山地南東部では,年降水量の平年値が3000mmを越え,最大の尾鷲では3849mmにもなっています(日本全体の平年値は約1700mm)(図2).年降水量の最大値では,尾鷲6175mm(1954年),大台ケ原・日出岳5684mm(2004年),宮川5420mm(2011年)などの記録があります.台風からの湿った南東気流が大台山系(大台ケ原とそれから南に伸びる山地)や大峰山系に突きあたって生じる地形性降雨が加わり,雨量をこのように大きくしています.
  紀伊半島北西部は少雨地帯の瀬戸内気候区に入るので,紀伊山地の北西縁の降水量はやや少ないものの,山地の大部分は年降水量2000mmを越えます.全国のアメダス地点における日降水量の最大20位のうち紀伊山地が5地点(尾鷲を含めると6地点)を占め,ここが最大の豪雨地帯であることを明らかに示します.日出岳では844mmで全国の第2位です.山地最北部においても,天川(標高840m)で年降水量最大が3631mm(2011年)を記録しています.
    このように雨が多いので河川の流量は豊かです.年平均流量を流域面積で割った値(比流量)は,流域各地点からの水供給量の大きさ,流れの豊かさを示す指標ですが,この山地の最大河川である熊野川(流域面積2,360km2)の比流量は,日本の大河川としては2番目の大きさです(流域面積では26位).このため渇水時でも多くの流量が維持されるので水利用に好都合です.洪水時の流量は多く,観測された最大流量19,000トン/秒は流域面積が約5倍の利根川のそれを上回り日本では最大です.
    山地内にある河川のほぼ総てが流路を著しく蛇行させ,山地を深く削り込んでV 字状の谷をつくり,河流は河原の少ない幅狭い谷底を流れています.河川の自由な蛇行は緩やかで平坦な地形のところでしか発達しないので,これは穿入蛇行とよばれる地形です.穿入蛇行があるということは,かつてここが平坦であったときに蛇行が形成され,その後に隆起が生じて河流がそれぞれの場所で専ら下方侵食を行った結果として,蛇行形状を維持した峡谷地形が出現したものです.隆起が終われば河流は側方侵食を復活させて谷底を広げるのですが,谷底が狭いということは現在も隆起が続いていることを示します.
   水の流れが及ぼす力(流体力)は,流体の密度,流れの場の地形勾配および水深の約2乗を掛け合わせた値で表されます.したがって,流れの横への広がりが制約される幅狭い谷底では,流量は同じでも水深が深くなって流れの力がより大きくなります.山崩れ・土石流の土砂が加わるとその力はさらに増します.蛇行河道では流れが側壁に頻繁にぶつかって進行が遅くなるので,水位が堰上げられ水深が大きくなり流体力が増大します.

地形・地質
  地質構造は中央構造線にほぼ平行し,東北東〜西南西に伸びる帯状で,北から秩父帯,四万十帯北帯,四万十帯南帯と並列し,やはりほぼ平行する多数の断層で切られています.秩父帯の地層の形成時代は古生代後半〜中生代前半,四万十帯は中生代後半〜古第三紀で,海溝付近の堆積層および移動してきたプレートの表層部が,プレート沈み込みの際に剥ぎ取られ折り重ねられて大陸に付け加わった,付加体とよばれる地層です.これは砂岩・頁岩の互層および玄武岩・チャート(生物起源の石英質岩石)から構成され,激しく褶曲しています.
   地層は全般的にほぼ北西方向に40°程度で傾斜するという構造を示します.侵食に対する抵抗性は岩質により異なり,一般にチャート・砂岩は硬くて侵食されにくく,頁岩は風化・細片化して侵食されやすいという性質があります.断層に沿う岩石の破砕帯も侵食されやすいところです.この地質構造と侵食の難易を反映して,ほぼ東北東〜西南西の方向に尾根と谷が並列しているのが明瞭に見て取れます(図1).熊野灘に面する半島南東部には,新第三紀に噴出した火成岩類が分布するので,ここではやや異なった山地配列が認められます.
   十津川と北山川の2大支流に大きく分かれている熊野川の流路は,この地質構造には規制されず山稜列をすべて横切って2支流共に南流し,熊野灘に注いでいます.その流域界の北端は紀伊山地の北縁近くにあるのも著しい特色です(図2).この結果として,山地主部は南北に連なる3列の山系に分けられます.

   主分水界が大きく北に偏っていることからは,隆起運動が中央ほど高いドーム状の曲隆でないことが推定されます.また3列の山系とその間の2支流が南北にほぼ直線的であることは,東西方向の圧縮による隆起・沈降の短波長の波状運動があったことを示します.紀伊水道・日向灘を挟んで紀伊山地・四国山地・九州山地が並ぶという西南日本外帯山地の東西配列は,波長のより長い波状運動によるものです.
  地殻の隆起運動と山の形成は第四紀(170万年以降)に始まったとされ,隆起の速度はおよそ年1mmです.これは日本の山地の平均的な値です.それ以前の第三紀末には,蛇行が発達するような平坦な地形(準平原)であったと考えられます.大台ケ原や高野山にみられる山頂部平坦面は,それの名残であるかもしれません.山頂部平坦面が消失し,谷が深く切りこんで谷底は狭い峡谷状であるというステージは,早壮年期と表現されます.このステージでは山地起伏が最大で谷壁斜面は最も急傾斜です.
  一方,太平洋に面する海岸では沈降が生じており,海が谷間に進入してできたリアス海岸や砂浜に乏しい岩石海岸がほぼ全域にわたり連なっています.河川の運搬土砂は深い海に拡散してしまうので,運搬量の非常に多い熊野川でも,河口部における三角州の発達はわずかです.半島南端部では海溝型巨大地震による間欠的な隆起が生じており,幅狭い海岸段丘の形成がみられます.
  険しいV 字形の河谷地形のため,災害に安全な居住地はほとんど見出せません.一般に山地内における居住適地は河岸段丘面ですが,熊野川・吉野川・日高川・有田川などすべての河川で,ごく小規模の幅狭い段丘がわずかに分布するだけです.しかしこの山地では古くから林業を主体にした居住がなされています.その集落立地の地形条件を,図3の十津川上流域・上野地周辺地区を例にして示します.ここは明治22年の災害(通称十津川災害)により大被害を被ったところです.上野地はかつての北十津川村の役場があった集落で,小規模な河岸段丘面と背後の緩傾斜面に集落(災害時戸数42)はあります.このような小さな段丘もまれで,他には熊野神社のある本宮地区や日高川・有田川の中流部に幅狭い段丘が多少みられる程度です.ただし段丘面であってもこの山地では,堰きとめによる高い水位上昇が起きる可能性があるので,安全なところではありません.集落の場所で最も多いのは,宇宮原・林および災害後に立地した小集落のような,河床に続く狭い低地で,もちろんここは非常に危険の大きいところです.谷瀬・高津のような山腹緩傾斜地は,耕地が得られることもあって集落が立地しますが,やはり背後斜面での崩壊の危険を免れることはできません.このような山腹緩傾斜地も,分布は非常にわずかです.
   このような地形条件のため,紀伊山地内には小さな集落が散在し,災害時に長期間孤立状態に陥るのは避け得ません.熊野川流域における人口は,2005年現在5万人,山地主部を占める奈良県の6市村では1万人です.過疎化は著しく40年前の40%にまで人口は減少しました.1950年代初めから開始された吉野熊野総合開発により,大発電ダムがつくられ,十津川沿いに国道が開通し,現在では北山川沿いに,また東西に山地を横断する国道がつくられています.しかし,このような険しい山地内を通じる道路は,豪雨や地震時の山崩れ・土石流により容易に寸断されます.

2. 豪雨による災害
  紀伊山地では豪雨による大きな土砂・洪水複合災害が繰り返し起こっています.明治以降では1889年十津川災害,1953年南近畿水害,2011年台風12号災害が特に大きな災害でした.明治以前では1789年,1848年に大きな災害が起こっていたようです.これらの時間間隔はほぼ50年〜60年です.このタイプの災害は,急峻山地という地形条件,豪雨の多い気象条件などの自然環境に支配された事象なので,これからも繰り返し起こるのは必至です.
   1889年(明治22年)の災害は,紀伊山地の中心部に位置する奈良県十津川郷で大きな被害があったので一般に十津川災害と呼ばれていますが,より大きな被害が和歌山県において発生しています.この豪雨は,四国に上陸して時速10kmとゆっくり北上した台風によるもので,南東風が紀伊山地に長時間吹き付けたことにより雨量が多くなりました.これは台風が来襲すれば頻繁に起こる豪雨パターンです.最大日雨量は田辺で900mmでした.崩壊多発地域は十津川流域から南西の富田川・日高川流域にかけた範囲でした(図4).

   和歌山県下の被害は,死者1,247人,家屋の流失3,675戸,同倒壊1,524戸,同半壊2,345戸などで,地域別内訳は,「富田川沿岸及びその上流」で死者563,家屋の流失623,同倒壊613など,「田辺町近傍及び会津川沿流」で死者320,家屋の流失528,同倒壊182などと記録されており,海岸近くで被害が大きかったようです.この被害の内容から,上流山地における土砂災害と下流部の狭い谷底低地における流体力の大きい激しい洪水が起こったことがわかります.
  奈良県下の被害については,明治24年に宇智吉野郡役所が編纂した11巻の「吉野郡水災誌」という詳細な記録があります.吉野郡内12村(十津川流域およびこの北に隣接する紀ノ川上流域を村域とする)の被害は,死者249,流失戸数365,全壊戸数200となっています.被害の中心は十津川郷の6か村で,全戸数2,403の1/4の610戸が流失・全壊・半壊の被害をうけ,死者は168人でした.1千を越える大規模崩壊と河流堰止めおよびその決壊が加わった下流における激しい洪水が災害の主因でした.この地区から641戸,2,667人が北海道へ移住し新村を建設したことがよく知られています.なお,和歌山からも被災者が北海道へ移住しています.外部からの救援は高野山からの登り下りの非常に多い参詣道などを使っておこなわれ,移住もこの山道を3日かけて高野山にまで出るという大変な方法をとりました.災害時のためにも集落をつなぐ山越えの道の維持は必要です.
   1953年の南近畿水害は梅雨前線豪雨によるもので,豪雨域は大峰山系から有田川・日高川流域にかけたほぼ東西に伸びる長円形で,台風の雨とは違ったパターンになっています.最大日雨量は日高川上流部の龍神で500mmでした.和歌山県の被害は,死者・行方不明1,015,住家流失3,986,全壊3,209,半壊1,795,奈良県の被害は死者・行方不明44,住家流失169,全壊69,半壊117でした.被害のおよそ85%は,日高川と有田川流域における山地河川洪水および土砂災害によって生じました.この災害後,和歌山県の各河川の多数において,治水ダム・多目的ダムの建造が進められました.
   1959年伊勢湾台風の豪雨では,吉野川上流域の紀伊山地内で死者・行方不明83,建物の流失・全壊355などの被害が生じました.被害の中心は川上村で,土石流などにより72人の死者を出しました.熊野川では国内で最大である19,000トン/秒の最大流量を観測し,河口部低地の新宮市では建物の流失・全壊130などの洪水被害が生じました.
   2011年9月の台風12号は1889年のときと同じように四国に上陸して北上し,紀伊山地南東部を中心に豪雨をもたらしました.最大24時間雨量は三重県の宮川で873mm,最大1時間雨量は新宮で133mmでした.この豪雨により熊野川流域を中心に,1889年と同じように多数の大規模崩壊と地すべりダムの形成が生じました.河道閉塞は17箇所でした.生産土砂量の総量は1億m3で1889年災害の半分に達したという推算があります.被害は和歌山県で死者・行方不明61,住家全壊240,半壊1,753,奈良県で死者・行方不明24,全壊48,半壊71,三重県で死者・行方不明3,全壊81,半壊1,077などでした. 1時間雨量が最大であった那智山周辺域で死者は多く,那智勝浦29人,新宮14人でした.
   豪雨の中心であったにも拘わらず三重県の人的被害が少ないことが目立ちます.1953年災害でも人的被害はなく,1889年災害では三重県の被害データは示されていません.豪雨の頻度が大きいと備えのレベルも高くて被害を少なくしていることが考えられます.しかし,最大の豪雨地帯である尾鷲でも,1971年9月に秋雨前線の活動による最大1時間雨量92mmの断続した強雨により,死者27人,隣接の熊野で15人の災害が起こっており,事は単純ではありません.

3. 大規模崩壊と堰止湖
  紀伊山地では,規模の非常に大きい山崩れとその崩壊土砂の谷底埋積による河流堰止めが,繰り返し起こっています.これは剥離しやすい性質の頁岩層と比較的硬い砂岩層が互層になって傾斜しているという流れ盤の地質構造,曲流する深い急峻なV字谷であるという地形条件,および日本最大の豪雨地帯であるということによるものです.通常の斜面崩壊は土砂量が数千m3のオーダーで,数万m3ともなると大きな崩壊といわれます.しかしこの山地では数百万m3の崩壊が多数発生し,1千万m3を超えるものさえあります.土砂量数千万m3以上のものは山体崩壊と呼ばれ,土砂が長距離流れ下るなどの特徴があるので区別されています.このほぼ総ては地震・火山噴火が誘因となっており,また単発的に発生します.豪雨により数百万m3規模の崩壊が同時多発するのは,この山域以外には見当たりません.
   1889年十津川災害では,奈良県吉野郡(紀伊山地主部の大部分を占める)において,「縦と横が50間以上」の大規模な崩壊が1146箇所で起こり,また,53箇所で堰止湖が出現しました.図5は十津川上流域における堰止湖の箇所を示したものです.堰止めを起こした崩壊の土砂量は百万m3のオーダーで,最大の川原樋の崩壊は2,600万m3と巨大でした.堰止めの半分は,支谷上流部での崩壊により生じた土石流が合流点を埋積したことによるものでした.この場合には河床堆積土砂が取り込まれて付け加わるので,土砂量は千万m3のオーダーになります.

   大規模な崩壊では基岩層の深いところですべりが生じるので,そこまで雨水が浸透していくのに時間を要するため,雨のピークのかなり後に崩壊が発生します.この災害時には豪雨の半日〜数日後に起こりました.崩壊の大部分は流れ盤となる北西〜北北西向きの斜面で起こっています.図5の範囲および周辺において堰止めを起こした崩壊で場所が特定できたもの10のうち8が北西〜北北西向き斜面でした.堰止めの高さは数十m〜100mほどです.地すべりダムの決壊は,貯水量の非常に大きい十津川本流の堰止湖の場合,10時間ほど経過して起こりました.堰止め部の延長(縦幅)は数百mで最大高さの数倍はあるので,全体が一時に崩壊することはほとんどありません.
   林における堰止湖は最大の規模で,水位は90m上昇し湛水域は11km上流にまで及びました.崩壊発生は雨のピークから半日後でした.崩壊土砂量は370万m3であり,その堆積面が対岸の比高80mのところにみられます.十津川の狭窄部で起こったので堰止めの規模が大きくなりました.この湛水による死者は,1km上流の林集落で22人,5km離れた宇宮原で3人でした.これ以外の死者は前日の山崩れによるものです.高波が押し寄せたと記録されているので,堰止めによるかなりの湛水がすでに生じていたところへ後続の崩壊土砂が落下して,高い波を起こした可能性があります.このダムが決壊したのは17時間後でした.
   1km,斜面長1.5km,土砂量2,600km3という川原樋の巨大な崩壊は,湛水量4千万m3と林に匹敵する規模の堰止湖をつくりました.谷床勾配が大きい支流では土砂量に比べ湛水量が小さくなります.ダムは17日後に決壊し,流出した多量の土砂は十津川本流との合流点を閉塞し,深さ6mの新たな堰止湖をつくりました.
   最も深い堰止湖をつくったのは,小川(図5の右下端から10km南東)における土砂量2,000万m3の巨大な崩壊で,堰止高さは190m,湛水量は3,800万m3でした.これは5日後に決壊し下流の谷底を数十mの厚さに埋積しました.決壊後しばらくは深さ110mの湖が残っており,ダムの上部1/3ぐらいが最初の決壊で一時に押し流されたようです.
  各所の堰止湖の決壊は長い間にわたって次々と起こり,下流に洪水を伝え,また運搬土砂の堆積で河床を上昇させました.熊野川河口部の幅2kmという狭い低地に位置する新宮市の市街地では,ダム形成からほぼ1ヶ月後に晴天の大洪水に襲われ,死者50人,流失家屋数百戸,損壊家屋3千戸の大きな被害を被りました.
  1953年南近畿水害では,有田川上流部の高野山西面にある花園村金剛寺において生じた河道閉塞が,この災害を代表するものとされています.崩壊は豪雨のほぼ2日後に発生し,土砂量は520万m3で,高さ60mのダムをつくり,湛水は5km上流に及びました.これは65日後に決壊し,下流に豪雨の時に比べ10mほど高い洪水を引き起こしました.花園村北寺では死者98人をだした崩壊が生じました.一つの崩壊による直接の死者としてはこれは最大です.土砂量は64万m3と1桁小さい規模でした.これも谷を一時堰止め,40分後に決壊しました.紀伊山地北西部の有田川流域には幅広い断層破砕帯があって岩石は脆弱で,崩壊を起こしやすい条件が存在します.
  2011年9月の台風12号による豪雨は,17箇所で河道閉塞を発生させました.図5の範囲では,土砂量1,390万m3の栗平,900万m3の赤谷,680万m3の長殿といった大規模崩壊と堰止めが生じています.これらは北西向きの流れ盤斜面で起こっています.赤谷と長殿の崩壊地の地形縦断面を図6に示します.谷に沿う堰止め断面も図中に示してあります.剥離しやすく強度の小さい頁岩層がせん断破壊して,厚さが50m(斜面に垂直方向)ほどの層がすべり落ちています.深層崩壊とは言うものの山体規模から見れば表層部です.しかし,これが繰り返されて山地を解体させる主要な地形プロセスになります.紀伊山地では,大規模崩壊による河道閉塞の頻発は,防ぐことのできない自然現象です.

4. 地震・津波の危険性
  強震動は豪雨よりも大規模な土砂災害を起こすことの多い誘因です.雨水の浸透とは異なり,震動は山体全体に作用するので,深いところでせん断破壊が生じて崩壊は大規模になる可能性があります.多量の降雨で地層中への雨水浸透が生じているときに震動が加わると,この可能性はとくに大きくなります.尾根・山稜など地形凸部では周りからの拘束が小さいので震動が大きくなって崩れやすくなり,豪雨の場合とは違った発生様相を示します.
  紀伊山地で起こった強い地震には,1899年の紀伊大和地震(M7.0)があります.震央は尾鷲西方で,紀伊山地の東半部が震度5〜6の強震動にみまわれました.被害がとくに大きかったのは尾鷲・熊野(木本)の周辺山地域で,死者7,住家全半壊75などが生じました.山崩れも多数発生し,その大きなものは長さ500m,幅250mと記されていますが,これは土砂量数百万m3規模の大規模崩壊です.1952年の吉野地震(M6.8)は奈良盆地内の深いところで起きたので,紀伊山地の震度は3〜4でした.紀伊半島周辺海域で起こった最近の大きな地震には,1944年東南海地震(M7.9) と1946年南海地震(M8.0) がありますが,紀伊山地の震度は共に5で,土砂による被害は報告されていません.
   発生が非常に懸念されている南海トラフ巨大地震(M9.0) が起こった場合,紀伊山地南部では震度6弱から6強の揺れになると予測されています.地震動の長期予測では,今後30年に震度6弱以上の揺れに見舞われる確率は50%程度とされています.このような震度6の強震動に見舞われると,1889年や2011年のような大規模崩壊と河道閉塞が多数発生し,大被害になるおそれがあります.なお,活断層は紀伊山地にはありません.中央構造線の北側では,日本列島で最も高密度に活断層が分布するのとは対照的です.
   太平洋沿岸部では津波の大きな危険があります.南海トラフ巨大地震では,リアス海岸の志摩半島で最大27mが,和歌山県の海岸では最大20mが予想されています,東南海地震では津波の高さが尾鷲で9m,南海地震では御坊で6mでした.南海トラフは陸地にかなり接近しているので,津波の到達は地震から10〜15分と早くなり,迅速な避難が必要です.


田畑・水山・井上(2002):天然ダムと災害.古今書院
蒲田芳正・小林文雄(2006):十津川水害と北海道移住.古今書院
金田・石川編(2006):日本の地誌8,近畿圏.朝倉書店
土木学会(2011):平成23年台風12号土砂災害調査報告書.
中村ほか編(2000):地震砂防.古今書院.
貝塚ほか編(1986):日本の自然2,日本の山.岩波書店. 

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