地層の条件では,表土層の厚いところ,透水性が大きく違う地層が重なっているところ,斜面傾斜の方向へ地層が傾いているところ(流れ盤)などがあります.斜面崩壊の大部分は表土層の崩壊であり,それが厚いというのは不安定な条件です.地中水の浸透と滞留に関係する地層構成は最も重要ですが,外からこれを判定するのは困難です.湧水はこれを推定させる情報で,常に水がしみ出ているところ,とくに,雨のときすぐに湧水の量が増え それが濁っているところは,要注意斜面です.
 人為的な条件では,道路建設などにより斜面下部が切り取られているところ,斜面の上方で大規模な地形改変がおこなわれたところ,斜面内に道路建設などの人為作用が加わっているところなどです.斜面下部の切り取りは斜面を急傾斜にします.傾斜地の地形改変は雨水の浸透と流出の条件を変えて,これまで安定していた斜面を不安定にします.とくに排水処理が不適切であると危険が大きくなります.山奥は別として,斜面崩壊の発生には人為的な要因が多かれ少なかれ関係しています.

崩壊を起こしやすい地質には,深いところまで風化をうけやすい花崗岩,変質し粘土になりやすい火山岩・変成岩などがあります.富士山のような形の成層火山は,火山灰・火山礫・溶岩・火砕流堆積物など,性質の異なる地層が流れ盤構造で積み重なっており,その山頂部は安定限界ぎりぎりの急勾配なので,きわめて不安定です.

これらの斜面要因に危険度に応じた評価点を与え,個々の斜面につき点数づけをおこなってその合計点から危険度を評価するというチェックリスト法は,危険度判定のわかりやすい実用的手段です.

 

32. 崩壊発生場所の予測は難しいが危険域は限られる

斜面崩壊の発生は外部から容易にはわからない斜面内部の欠陥に主としてもとづくもので,どこでいつ崩れるかを予測するのは,特定斜面を常時監視するという特別な場合は別として,実行上ほぼ不可能です.ある1個所で大きな斜面崩壊が生じた場合,そこだけで起こった理由を示すのが困難な場合は多いのです.一方,崩れた場合その崩土の到達範囲は限定することができます.

通常の崖崩れの場合,崖下から土砂の到達先端までの距離は崖の高さと同じ距離の範囲内にほぼ収まっています.したがって,被災の高危険域は崖の高さと同じ距離内であり,これに安全を見込んで,崖の高さの2〜3倍までの範囲を危険域とすることができます.土砂災害防止法による土砂災害警戒区域は急傾斜地の高さの2倍(最大50mまで)と定められています(図16).なお,急傾斜地とは傾斜角30°以上で高さが5m以上の斜面をいいます.

このように大まかな地形条件を指定の基準としているということは,危険斜面を限定するのは非常に難しいことの結果です.急傾斜地崩壊危険区域に指定され利用上の制限などが課せられるには,危険域の住家が5戸以上などの被災対象条件が加わるので,実際に危険地指定がされているのは急傾斜の斜面の一部です.急傾斜地崩壊危険区域にある住宅は,資金助成をうけて移転することができます.土砂災害は突発的で破壊力は強大ですから,移転は最も有効な危険除去策です.

雨による斜面崩壊では,斜面の表面の移動・伸縮,地層のひずみ(微小な変形)の増大,地下水面の上昇,水圧の増大などの現象が崩壊に先立って観測されます.斜面の内部や表面にこれらを観測する計器を設置してそのデータを監視することにより,崩壊発生の直前予測は可能です.しかし斜面の数は無数であり,専門家を配置し重要斜面を常時監視するといった特別な場合は別として,一般的な防災手段としては現実的ではありません.

予測の間接的手がかりとして雨量があります.崩壊の発生には,その時降っている雨の強さと,それまでに降った積算雨量とが関係します.気象庁は地中に留まっている水分量を表現する土壌雨量指数を計算して,それがある基準値に達すると予想されたら土砂災害警戒情報として発表しています.ただし,その計算基準は地形・地質などに関係なく全国一律であり,個々の斜面の危険を示すものではありません.一般に,かなりの雨が降り続いたところへ1時間50mmを超える強雨が2〜3時間も加わると,大きな土砂災害が発生しています.ただし,降雨量と崩壊の発生との関係はかならずしも明確ではありません.雨水の地中への浸透にはかなりの時間を要するので,雨のピーク時から遅れ,ときには雨が止んでから崩れが起こることもあります.大規模な崩壊はとくにそうです.

斜面崩壊防止対策は,まず急斜面上の軟らかい土層や崩落のおそれのある岩塊などを取り除き,できる限り安定な勾配に成形します.こうしてつくられたのり面には,コンクリートわくを設置しわく内には植栽するなどのり面保護をおこないます.のり面保護工事は表面侵食およびごく浅い部分的崩落を防ぐためのものです.斜面下部には擁壁・土留壁を設置して斜面土塊の移動を抑えます.地中水増加が崩壊発生の主原因なので,浸透防止や地表水・地下水の排水対策は重要です.

 

33. 土石流の危険が大きい谷と危険範囲

大雨による山崩れの土塊が砕けながら谷間に滑り落ち,増水した谷の水と混じりあって流体の状態になり谷底を高速で流れ下るというのが,もっともよく起こるタイプの土石流です.大きな岩塊や砂礫の集合体を流れるような状態にする力は,岩や礫が衝突してお互いを跳ねのけあう反発力(分散力)です.

石礫粒子の密度は大きいので粒子間にある水あるいは空気の中を急速に沈降し,粒子同士が接触・衝突します.粒子の運動が十分に大きいと,この衝突によってお互いを跳ねのけあい粒子間にすきまができます.これによって石礫粒子が水や空気の中でばらばらになって浮いたような状態になり,全体が一体となって流体のような運動を起こします.分散させる力を生み出すのは,流れを動かす力の源である斜面(あるいは河床)の傾斜方向への重力の大きさです.傾斜が大きいほど粒子の運動速度が大きく,したがって分散力も大きくなって流動性を増します.

土石流の運動はほぼ地形勾配によって支配されます.谷床勾配およそ20°以上が発生域,およそ10°以上が流下域,10°以下が減速・停止域です.発生域および流下域の谷床に厚い堆積土砂があると,土石流はこれを取り込み流動層を厚くして勢力を増し,さらなる取り込みをおこなって,雪だるま式に成長していきます.谷床の勾配が10°以下と緩やかになると,岩や礫の間の接触抵抗が大きくなり,流動性が低下して減速し始め,勾配がおよそ2〜3°のところで土石流本体は停止します.

土石流が発生しやすい谷は,山崩れが起きやすい山地内にあり,急勾配区間(およそ15°以上)が長く,その谷底に土砂が厚く堆積している谷です.谷底の幅や勾配に変化の多い谷では,土石流の一時的減速により流動深が増して,土石流の規模が大きくなります.火山灰や火山礫などで構成されている火山の谷では一般に土石流発生の危険が大です.とくに,噴火によって新しく火山灰で覆われると強雨時に表面流が生じやすくなるので,噴火後しばらくは土石流(泥流)が頻繁に発生します. 

山麓部の谷が開けたところでは,土石流および洪水流の拡がりにより運搬力が低下して土砂が堆積し,急勾配の扇状地が形成されます.この山麓部の勾配およそ2〜3°までの範囲が,土石流の到達危険域です.

土石流は停止しても,せき上げられて後に続く洪水流は,止まることなくさらに下流へと流れ下ります.これは多量の土砂や流木を運び,せき上げによって水深を増しているので, 勾配2〜3°より緩やかなところでも後続する激しい洪水に襲われる危険があります.

一般に土石流は谷の上流部で発生し,谷底を流れ下って山麓にまで到達するのに数分〜数十分の時間がかかります.これをいち早く察知し知らせて,緊急避難をおこなう余地があります.土石流は谷を塞いで流下するので,谷の水は一時せき止められます.したがって,大雨時に谷の水が急に減るというのは,土石流の発生を示す確かな前兆です.巨大な岩塊も転がってくるので,山鳴り・地鳴りが感じられます.山崩れによって起きることが多いので,谷の水が急に濁るという現象をともなう場合もあります.豪雨時にはこのような前兆に注意を向けねばなりません.

上流での土石流発生をセンサーで検知して,下流の集落などに警報を伝えるという方法もあり,土石流が頻発する火山の谷などで実施されています.その検知には,谷を横切って張ったワイヤーの切断,音響,振動などが利用されています.

土石流を制御する構造物として砂防ダムが造られています.しかし,土砂を貯める能力は小さいし,またすぐに土砂で埋まるので,その効果は限られます.これまでに大きな土石流災害が起こった谷についてみると,そのほぼすべてで砂防ダムが造られていました.土砂はある程度制御できたとしても,かんじんの被害防止はできなかったということです.ダムなどの砂防施設が造られたから安全になったと思い込むのは危険です.

 

34. 地震による土砂災害の特色

地震動が作用すると,その垂直加速度が重力加速度に加わり,さらに水平加速度と合成されて,重力加速度が増大します.これにより土塊重量が大きくなり,したがって滑動力が増大します.また,合成加速度の方向(鉛直方向)が変化して,瞬間的には斜面傾斜が大きくなったような効果が生じます.旧震度6の下限に相当する揺れである水平加速度 250ガル,垂直加速度 100 ガルの地震動が作用した場合を考えると,重力加速度が最大で12%増大(したがって重量もそれだけ増大)し,斜面傾斜角が最大で 13°大きくなると計算されます.この結果,斜面土塊に作用する滑動力は,平常時に比べ最大で50%ほども増大します.

地震動のこのような効果から,地震による斜面崩壊は,大雨の場合では安全である傾斜角10°〜25°の緩やかな斜面でも発生します.また,表土層のない切り立った崖も崩落させます.つまり大雨の場合よりも広い勾配範囲にわたって崩壊が生じるのです.地震動は横からの押えがない地形突出部(周りが空気である)で大きくなり,また水を集める条件は関係しないので,尾根・山稜などでも崩れます.強い雨の後に地震があると,雨の効果も加わって谷型斜面でも崩壊が発生します.雨の浸透は表層部に限られるのに対し,地震動は山体の全体に作用するので,地震による崩壊の規模は巨大になる可能性があります.崩れた場合,崩壊土の運動には初速が加わりいわば放り出されるような状態になるので,より遠くまで到達します.地震時に崩壊を起こさなくても,震動によって山体がもろくなり,その後の大雨で崩れを起こしやすくなります.

このように,地震による斜面崩壊は発生場所が限定し難いし,大規模になる可能性があり,また,先行する降雨といったような先立つ現象がなくて突発的であるので,対応がきわめて難しい現象です.緊急避難の余地はほとんどありません.

崩壊土砂量が数千万m3以上の規模のものを巨大崩壊あるいは山体崩壊と呼んでいます.このような崩壊のほとんどは地震および火山噴火が発生誘因となっています.巨大崩壊が起きやすいのは,大起伏で大きな体積をもち深部での亀裂が生じやすい地質構造の山地です.富士山型の大型成層火山はその代表です.

 大規模な山崩れににより生じる巨大土石流(岩屑なだれ)は高速で長距離を流れくだります.これは水を少ししか含まないので浮力による支えがなく,運動を開始してもすぐに減速・停止するはずです.しかし,大規模岩屑なだれが谷を流下する場合,その厚さは100m以上にも達するので,この非常に厚い流れが大きな前進力を生み出し,激しい衝突により粒子間にすき間をつくって摩擦抵抗を小さくします.流下の高度差と水平距離との比(摩擦係数)の値は,通常規模の斜面崩壊では0.5以上ですが,大規模山体崩壊の岩屑なだれでは,0.1〜0.2にまで小さくなり,高度差の5〜10倍もの長い距離にわたって流動を続けます.このため山奥で発生しても,山麓にまで流れ出してきて,被害を引き起こします.土砂が大量なため深さ100mを超えるような谷からも溢れ出して隣の谷を流れくだることも起きます.

次章に進む
章の初めに戻る
Top page に戻る