気候変動に伴う積雪寒冷地の地盤災害に関するシンポジウム2017/06/05 16:45

 表記シンポジウムが,2017年6月2日(金)に寒地土木研究所の講堂で開かれました。

 地盤工学会北海道支部の「気候変動に伴う積雪寒冷地の地盤災害リスクに関する研究委員会」は,2014(平成26年)から2016(平成28)年の3年間,災害事例や対策方法について情報収集を行ってきたました。それらの情報を体系的にまとめた報告書についてのシンポジウムです。
 当日,報告書のプリントしたものとCD(pdf)が配られました。
 なお,この委員会の委員長は,石川達也北大工学部教授(地盤環境解析学研究室)です。

 北海道で発生する気候変動に関連した地盤災害を,1)融雪期災害,2)豪雨災害,3)凍上災害の三つに絞って検討しています。


石川達也北大教授
写真 挨拶する石川達也北大教授

<気候変動について>

 日本気象協会北海道支社の松岡直基防災対策室長が「土砂災害の誘因となる北海道の気象」と題して講演しました。

 従来,北海道に大雨をもたらす気象条件は,前線が北海道付近にかかり,東に高気圧があるという気圧配置のもとで,台風が接近するというものでした,2016年8月の豪雨,特に8月末の台風10号による豪雨は,日高山脈に南からの風がぶつかり地形性豪雨をもたらしました。
 これまで,本州などでよく見られた「線状降水帯」が北海道でも発生しています。2014年9月の支笏湖周辺に大雨を降らしたのがこれです。

 注目すべき現象として,北海道アメダスの記録によると「1時間30mm以上の短時間強雨の100地点当たりの年別発生回数」は,2010(平成22)年以降,それまでの2.1倍になっていることがあります。

 融雪量を加味した中山峠付近の土壌雨量指数(14年間分)と災害発生の履歴を見ると,土砂災害の発生した2012年(国道230号のKP40.6と同40.8での斜面崩壊)は1位,2000年(無意根地すべり)は3位の値となっています。このことから,融雪期の災害については,この土壌雨量指数が有効です。

<気候変動を考慮した治水計画>

 2016年8月16日から8月24日までに台風7,11,9号と3つの台風が北海道に上陸しました。さらに8月29日には台風10号が接近して日高地方に大雨を降らせました。日本の東に太平洋高気圧,西にチベット高気圧が停滞したため,台風が太平洋を北上しました。

 北海道に上陸・接近した台風は,2010年頃までは日本海を通ってくるものが60%以上を占めていましたが,2011年以降は15%に激減し,太平洋を通ってくる台風が55%を占めています。

 集中豪雨をもたらす線状降水帯は,20世紀は年平均 5.8 個に対し,21世紀には同 8.9 個発生していて,2010年には21個発生しています。本州が高気圧性でオホーツク海側が低気圧性の気圧配置の場合に,線状降水帯が多く発生しています。海面水温が高く温暖な空気が日本海側から流入する場合に多く発生しています。

 温暖化が進み,地球全体の平均気温が 2 ℃上昇した場合,石狩川流域では年最大降水量は,1.2 倍となります。これをもとに流域の浸水総面積を計算すると2.2 倍となります。

 将来予測をする場合,観測網の充実とともに1)降雨の空間的,時間的不確実性,2)河川流量・水位の不確実性,3)流域の総貯留量の不確実性,4)堤体内部の土質分布の不確実性(摩擦角と粘着力の関係)などを含めた検討を行う必要があります。
 超過確率と不確実性をかけ算することでリスクを表現する必要があります。


X-rain
図 地上雨量計による降水量の分布(左)と実際の降雨分布のイメージ(右)
 250mメッシュで区切った領域も均質ではなく,実際にはムラがある。このような不確実性が,河川流量・水位や堤防の安定計算でも出てくる。(下記参考文献から)

(参考文献)
 山田朋人,2016,北海道における近年及び将来の豪雨形態。平成28年8月北海道大雨激甚災害を踏まえた水防災検討委員会。
( https://www.hkd.mlit.go.jp/ky/kn/kawa_kei/splaat0000001ht4.html>山田朋人委員説明資料 [2017年6月3日現在])

<リスク評価手法>
 道路や鉄道では降雨時の地盤災害発生を事前に予見して適切な時期に規制を行う必要があります。
 一般的に行われてきた方法は,時間雨量と累積雨量を指標として交通規制・運行規制をする方法です。連続雨量で運行規制がかかると,降り止んでから12時間は運転再開ができないという欠点があります。
 これを修正する方法として,土壌雨量指数を用いる方法,限界雨量を用いる方法,実効雨量の半減期を利用する方法などが開発されています。
 これらの方法で設定した短期雨量と長期雨量を用いて,土砂災害危険度指標図に現在降っている雨を時系列で結んだスネーク曲線を描きます。この曲線が災害発生の危険基準線(CL:Critical Line)を越えた場合,災害の危険があると判断します。CLの決定には,その付近での過去の災害事例が不可欠です。
 
<凍結指数>
 凍結指数は地盤の凍結深さを推定するための指数です。凍結深さは凍結指数の平方根に比例します。凍結指数の算出は,日平均気温を積算していって数値が減少する期間,つまり日平均気温がマイナスの期間の累積幅から求めます。
 帯広,釧路,旭川,札幌などは 120 年以上の気温のデータがあります。このデータを使って凍結指数の経年変化を見ると,いずれの地点も凍結指数は減少しています。帯広で年当たり−4.1℃・days,札幌で同じく−2.7℃・daysの減少です。
 年降水量や最大積雪深などが顕著な傾向を示さないのに比べ,はっきりとした傾向を示しています。

 なお,気象庁のデータでは,日本の年平均気温の1898年から2016年までのトレンドは,100年当たりで+1.2 ℃となっています(2017年6月5日現在)。

 この5年ほどの間に北海移動で発生した土砂災害は,新たな視点で災害を見ることを求めているようです。データの蓄積とともに新しい手法で迅速・正確に予測できるようになり,犠牲者を出さないようになればと思います。


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