Ⅲ 土砂災害
土砂・岩屑が重力の直接作用により一体となって急速移動することによる災害で，斜面崩壊，地すべり，土石流，岩屑なだれなどがある．発生の誘因には大雨，地震，火山活動があるが，ここでは大雨と地震について述べる．．土砂災害は，局地的・突発的で破壊力大であるので，多くの人的被害をもたらしている．
1. 斜面崩壊・地すべり
1.1 斜面安定条件
傾斜地の地層はその傾斜の方向に常に引っ張られている．一方，地層はそれに抵抗する力を働かせて，斜面の変形や移動を抑える．大雨や地震動の作用により，地層内のある面において下に引っ張る力（滑動力）が抵抗する力を上回ると，この面で地層が断ち切られて（せん断されて）上に載る土塊が一体となって滑り落ちる．土塊を斜面傾斜の方向へ動かそうとする滑動力は，その土塊の重量が大きいほど，また，斜面傾斜が急なほど大きくなる．雨水が地中に浸透するとその水の重さ分だけ土塊の重量が増して滑動力は大きくなる．滑りに抵抗する力には，土がくっつき合う力（粘着力）と摩擦による力とがある．粘土には粘着力があるが粗い砂にはない．土塊を斜面に垂直に押し付ける力（垂直応力）が大きいと，滑りに抵抗する摩擦力は大きくなる．
地中に水が浸透して空隙が水で満たされ飽和状態になると，浮力が発生したような状態になって垂直応力がその分差し引かれ，摩擦抵抗が減少する．浸透した雨水による表土層の飽和は，崩壊発生の最大の原因である．地震の場合，その加速度のすべり面に平行の成分は滑動力を増大させ，垂直成分は垂直応力を減少させる働きをする．
1.2 大雨による崩壊
大雨による斜面崩壊が発生しやすい箇所として次のようなところが挙げられる．地形条件からは，斜面の傾斜が急なところ（傾斜角30°以上），谷型（凹型）の斜面，上方に広い緩傾斜地がある斜面などである．後の2つは水を集めやすい条件である．地層の条件では，表土層の厚いところ，透水性が大きく異なる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）などがある．水が浸透しやすい地層条件を示すものに湧水がある．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人為作用が加わっているところなどである．全くの山奥は別として，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る．崩壊を起こしやすい地質には，深くまで風化しやすい花崗岩，変質して粘土化しやすい火山岩・変成岩などがある．富士山型の成層火山は，性質の異なった地層が流れ盤構造で急勾配に積み重なっているので極めて不安定である．
以上のような斜面の条件は，これまでに起こった崩壊事例で認められるおおよその傾向を示したものである．大雨が降っても，実際に崩れるのはこのような斜面のごく一部であり，また，これ以外の斜面でも崩壊は多数起きている．
崩壊の危険を示すものとして急傾斜地崩壊危険箇所がある．これは「傾斜角30°以上，崖の高さ5m以上で，住家5戸以上に危険が及ぶおそれのあるところ」という基準で指定されている．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ひじょうに難しいことの結果でもある．
1.3 斜面崩壊への対応
大雨による斜面崩壊では、それに先だって地下水の増加や斜面の変形などが生じる．これらの先駆現象をあらかじめ設置した計器で観測することにより、崩壊発生の直前予知は可能である．しかし斜面の数は無数であり，重要斜面を監視するような場合は別として，普遍的な防災手段としては現実的ではない．これに代わる手がかりの一つとして雨量がある．崩壊の発生には，その時降っている雨の強さと，それまでに降った雨の総量とが関係する．これまで起こった災害に基づいて土砂災害の危険雨量が地域ごとに決められていて警報が出される．
崩壊の発生には個々の斜面の特殊性，とりわけ目に見えない斜面内部の特殊性の方が大きく関係しているので，雨の情報だけに依存せず個々の斜面の危険性に応じた独自の判断と行動を行うことが望ましい．人命への加害力の大きい土砂災害に対しては，安全を大きく見込んだ対応が必要である．
いつどこで崩れるかを予測するのは非常に困難であるが，崩れた場合その崩土がどこまで到達するかは，かなり明瞭である．通常の崖崩れの場合，崖際から土砂の先端までの距離は，崖の高さと同じ距離の範囲内にほぼ収まっている（図3.1）．したがって，家の建て替えの時には，できるかぎり崖斜面から離して建てて危険を避ける， という対応が必要である．離す距離は安全を見込んで崖の高さの2～3倍以上とするのが望ましい．
斜面崩壊防止対策は，崩壊の発生条件をなくすこと，すなわち，滑動力を小さくしあるいは抵抗力を大きくすることである．雨水浸透を防ぐ，斜面への雨水や排水の流入を防ぐ，水抜きをする，地下水位を下げる，土砂排除・排土をする，不安定な岩塊・巨礫を取り除く，落石防止のネットを張る，斜面勾配を緩くする，締め固める，抵抗力を付加する（擁壁など），表土層の移動を抑える（枠組み工など），表面侵食を抑える（植栽など），等の手段や工法がとられている．ただし，これらの対策工事によって安全になったと速断するとかえって危険である．
1.4 地震による崩壊
地震動の加速度は重力加速度に合成されて，瞬間的に斜面の傾斜および重量（重力加速度）が大きくなったような効果が生じる（図3.2）．水平加速度 250ガル，垂直加速度 100 ガルの地震動（旧震度6の下限に相当）が作用した場合，斜面傾斜角が最大で 13°，重量が最大で12％増大し，この結果滑動力は50％ほども増大する計算になる．
地震動のこの効果から，地震による斜面崩壊は，大雨の場合で
は安全である傾斜10～25°の緩やかな斜面でも発生する．また，表土層のない切り立った崖も崩落させる．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．地震動は側面からの抑えが小さい地形的突出部（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・山稜などでも崩れる．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化する可能性がある．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，より遠くまで到達する．地震時に崩壊を起こさなくても，震動によって山体が脆くなり，その後の大雨で崩れを起こしやすくなる．
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前駆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ある．緊急避難の余地はほとんどあり得ない．危険な場所はあらかじめ避けるという対応は自然災害全体に共通する基本的対応であるが，地震崩壊の場合にはこの対応しかないということになる．
1.5 地すべり
斜面の土塊が非常にゆっくり動くものを地すべりと呼んで，動きの速い斜面崩壊と区別している．動きが遅いので人の被害はほとんど生じないが，継続して動くのでかえって危険が強く意識され，また，長期間の道路閉鎖，立ち入り禁止など，地域の社会経済活動への長期的影響が生じることがある．
動く速度にはかなりの幅があるが，おおよそ1日で数ミリから数センチといった程度である．このような地すべりは，第三紀層泥質岩，変成岩および火山変質岩の地域にほぼ限られている．これらは粘土化しやすい性質の岩石である．
一度滑りやすい条件が作られると，長い間それが持続する．いったん止まっても，地下水の増加や人為作用などにより不安定化すると，再び動き出すということを繰り返す．また，一般の斜面崩壊はほとんど起こらない10～20°という緩やかな勾配の斜面でも生じる．滑り面の深さは10m以上と深くて，その上に載って動く土塊の量が大きくなる．一般に数十万m3以上で，通常の斜面崩壊の2桁以上大きい規模である．
ゆっくりと引続いて動き，規模が大きいということから，地すべりは特徴ある地形を示すので，そこが地すべりであることが容易にわかる．地すべり地形の特徴は，円弧状の急な崖の下に緩やかに起伏する斜面があるという地形である．
地すべりの運動開始の主要な誘因は地下水の増加である．道路建設による地すべり土塊先端の切り取り，地すべり地内を通る道路の建設による集水・浸透条件の変化，ダム貯水による地下水位上昇などによって再発することもある．大きな滑動の前には，山腹や道路に亀裂が生じる，湧水がなかったところから水が湧き出す，地鳴りがする，木が傾く，などの前兆が見られるので，危険を察知することが可能である．滑動の速度はあまり速くはない．
2. 土石流・岩屑なだれ
2.1 土石流の発生・運動機構
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谷底を高速で流れ下るというのが，最もよく起こるタイプの土石流である．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である．谷底が急勾配であるとこの集合体の運動速度が大きくなるので，ぶつかり合いが激しくなって岩や礫の間にすき間ができる．このすき間には泥水が入り込むので岩や礫はいわば浮いたような状態になり，全体が流体にすなわち土石流に変わる．
土石流中には種々の大きさの砂礫や岩塊が混じっているが，小さいものは狭いすき間でもすり抜けて落ちていくので，大きい岩や礫は表面へ押し上げられる．土石流の表面に出た大きな岩礫は，表面の速い流れに運ばれて先頭に集まる．こうして土石流の先端では大きな岩や礫が盛り上がり，激しく転がりながら後から続く流れを従えて進む．谷底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行って，雪だるま式に成長していく．運動速度はおよそ10～20m/秒程度である．
2.2 土石流危険域
谷の勾配が10°以下ともなると，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°のところで停止する．この減速・停止域では，砂礫が堆積して扇状地のような地形が作られる．したがって，勾配2～3°よりも急な谷底の低地や扇状地は，土石流に襲われる危険の大きい場所である（図3.3）．
土石流は停止しても，堰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る．これは多量の土砂や流木を運び，堰き上げによって水深を増しているので，やはり大きな破壊力を持つ．
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（15°以上）が長く，谷底に土砂が厚く堆積している谷である．火山灰や火山礫などで作られている火山の谷では，一般に土石流発生の危険が大である．
土石流を制御する構造物として砂防ダムが建造されるが，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，その効果は限られる．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，そのほぼ全てで砂防ダムが造られていた．土砂はある程度制御できたとしても，肝心の被害防止はできなかったということである．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，非常に危険である．
土石流は谷の上流部で発生することが多いが，この場合には山麓にまで到達するのに数分～数十分の時間がかかる．これをいち早く察知して知らせ，避難をおこなう余地がある．土石流は谷をふさいで流下し谷の水を一時堰き止めるので，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かなり確かな前兆である．巨大な岩塊も転がってくるので，山鳴り・地鳴りが生じる．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伴う場合もある．豪雨時にはこのような前兆に注意を向けねばならない．上流での発生をセンサーにより検知して，下流の集落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る．
2.3 岩屑なだれ
地震や火山噴火によって生じた大規模な山崩れの土砂が高速で長距離を流れ下る現象を岩屑なだれと呼び，大雨による一般の土石流と区別している．これは粒子間の空隙に水を含まないので浮力による支えがほとんどなく，運動を開始しても粒子間の接触抵抗がすぐに大きくなって減速・停止するはずである．しかし，大規模岩屑なだれが谷の中を流下する場合，その厚さは100～200mにも達する．このひじょうに厚い流動深が強力な駆動力を生み出し，粒子間の激しい衝突により間隙をつくって，みかけの摩擦抵抗を小さくしていると考えられる．
大量の崩壊土砂は大規模な岩屑なだれとなり，深い谷を埋め高い尾根をも乗り越えて高速で流下して，非常に遠方にまで到達する．崩壊地点と停止地点との間の高度差と水平距離との比を等価摩擦係数とよび，運動土塊に作用した摩擦力の大きさを簡易に表現する．豪雨による通常規模の斜面崩壊ではこの値は1～0.5程度であるが，巨大崩壊による岩屑なだれでは0.1程度にまで小さくなる，つまり見掛けの摩擦抵抗が小さくなり崩壊土砂がより遠くまで到達する．1970年のペルー地震 (M7.7) により，ペルーアンデスの6000m峰ワスカランの山頂急崖が大規模に崩落し，これによって生じた巨大岩屑なだれは平均時速300kmを超える高速で流下した．岩屑なだれの一部は谷底からの高さが230mもある尾根を乗り越え，人口2.5万の街ユンガイを埋め，およそ1.8万人が犠牲になった．
巨大崩壊と岩屑なだれを最も起こしやすいのは火山，とくに成層火山である．成層火山は，粒度や固結度の違う種々の火砕物や溶岩流が山体傾斜の方向に積み重なって構成されており，また，温泉水により変質をうけるので，ひじょうに不安定である．