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熊本県益城町「震度7」の大規模な地震のメカニズム

昨日(4月14日)午後9時26分ごろ熊本県益城町で震度7を観測した大規模な地震がありました。

今日現在のの発表だと、建物の倒壊などにより亡くなった人は9人で、熊本県内のけが人は少なくとも860人、うち53人が重傷だそうです。
そして、熊本県内約500カ所に一時約4万4400人が避難したそうです。
この地震は、「平成28年熊本地震」と名付けたと気象庁が発表していました。
気象庁は大きな被害の災害に名前を付けることがあり、地震災害に名前が付くのは5年前の「平成23年東北地方太平洋沖地震」以来だそうです。
この「平成28年熊本地震」ですが、マグニチュードは6.5で、震源の深さが11kmでした。
「平成23年東北地方太平洋沖地震」は、マグニチュードが 9.0で、震源の深さが24kmで、やはり最大震度は7でした。
マグニチュードが1上がると32倍と言われていますから、なんで今回の「平成28年熊本地震」が震度7になったかと言うと、それはやはり震源の浅さと直下型地震の影響力だと思います。
震度7というのは大変な地震です。
気象庁のマニュアルだとこんな状態になります。
①人の体感・行動について
立っていることができず、はわないと動くことができない。
揺れにほんろうされ、動くこともできず、飛ばされることもある。
②木造建物(住宅)の状況
・耐震性が低い建物・・・・傾くものや、倒れるものがかなり多くなる。
・耐震性が高い建物・・・・壁などのひび割れ・亀裂が多くなり、まれに傾くことがある。
③鉄筋コンクリート造建物の状況
・耐震性が低い建物・・・・壁、梁(はり)、柱などの部材に、斜めや X状のひび割れ・亀裂が多くなる。1階あるいは中間階の柱が崩れ、倒れるものが多くなる。
・耐震性が高い建物・・・・壁、梁(はり)、柱などの部材に、ひび割れ・亀裂がさらに多くなる。1階あるいは中間階が変形し、まれに傾くものがある。
④地盤・斜面等の状況
・地盤の状況・・・・大きな地割れが生じることがある。
・斜面の状況・・・・がけ崩れが多発し、大規模な地すべりや山体の崩壊が発生することがある。大規模な地すべりや山体の崩壊等が発生した場合、地形等によっては天然ダムが形成されることがある。大量の崩壊土砂が土石流化することもある。

この地震のメカニズムとしては、地質の専門家は、南北方向に引っ張られる力で断層が横に動いた「横ずれ断層」型だと言っていました。
今回の震源の近くには、熊本県内をほぼ北東から南西方向に延びる布田川(ふたがわ)断層帯、日奈久(ひなぐ)断層帯があります。
阿蘇外輪山の西側斜面から八代海南部に至る全長約101kmの活断層で、熊本県の内陸部で以前から大きな地震を起こすと考えられてきました。
[布田川断層帯]
布田川断層帯は、阿蘇外輪山の西側斜面から宇土(うと)半島の先端に至る活断層帯です。
布田川断層帯は、熊本県阿蘇郡南阿蘇村から今回の震源地である上益城郡益城町(かみましきぐんましきまち)木山付近を経て、宇土半島の先端に至る断層帯です。
本断層帯は、概ね東北東-西南西方向に延び、全体の長さは約64km以上の可能性があります。
布田川断層帯は、断層線の分布等から、阿蘇村から木山付近に位置する長さ約29kmと推定される布田川区間、木山付近から宇土市中心部に位置する長さ約20kmの可能性がある宇土区間及び宇土市住吉町(すみよしまち)から宇土半島北岸に沿って宇土半島先端に至る長さ約27km以上の可能性がある宇土半島北岸区間からなります。
このうち、宇土区間の一部と宇土半島北岸区間は、従来認定されておらず、重力異常の急変帯の分布などから布田川区間及び宇土区間東部の西方延長部において地下に伏在する活断層として新たに推定されたものです。
布田川区間は、南東側が相対的に隆起する上下成分を伴う右横ずれ断層であり、一部では複数の断層が並走して小規模な地溝帯を形成しています。
宇土区間及び宇土半島北岸区間は、南東側が相対的に隆起する上下成分を伴う可能性があります。
[日奈久断層帯]
日奈久断層帯はその北端において布田川断層帯と接し、八代海南部に至る活断層帯です。
日奈久断層帯は、やはり今回の震源地である上益城郡益城町木山付近から葦北(あしきた)郡芦北町を経て、八代海南部に至る断層帯です。
本断層帯は、概ね北東-南西方向に延び、全体の長さは約81kmである可能性があります。
日奈久断層帯は過去の活動時期から、益城町木山付近から宇城市豊野町山崎(うきしとよのまちやまさき)付近まで延びる長さ約16kmの高野-白旗(しらはた)区間、宇城市豊野町山崎から芦北町の御立(おたち)岬付近に分布する長さ約40kmの日奈久区間及び御立岬付近から八代海南部に位置する長さ約30kmの可能性がある八代海区間に区分されます。
日奈久断層帯は、断層南東側の相対的が隆起する上下成分を伴う右横ずれ断層であり、一部では断層が並走して小規模な地溝帯を形成しています。

そして、布田川断層帯も、日奈久断層帯も、四国を東西に横切る活断層「中央構造線断層帯」の延長にあり、以前から中規模から小規模の地震が頻発していました。
東北大教授(地震地質学)の遠田晋次さんは、「今回もその一環で、これまでよりも大きく強い地震が起きたのではないか」と指摘していました。


布田川断層帯と日奈久断層帯の位置関係です。
熊本県益城町の震源地は、ちょうどこの二つの断層帯の交わるところです。

久万高原町での土砂崩れ

愛媛県久万高原町で土砂崩れが発生していました。

PA290190.jpg
この場所は、高知県との県境付近の、面河第三ダムの西側斜面です。
土砂は管理用道路を埋めてダムにまで崩れ落ちています。
ダムを横断するつり橋が見えますが、このつり橋は歩道でもともと車は通れません。
ただし、現在では土砂の崩壊のために通行止めになっています。
崩れ落ちて塞がれた道路は、もともとダムの管理用道路であり、奥には集落はありません。

宮城県でも大きな被害

栃木県や茨城県での大雨は、東北地方までさかのぼって、宮城県でも大きな被害になりました。

(1)宮城県での災害
50年に一度の記録的な大雨の時に発表されるといわれる大雨特別警報は、栃木県や茨城県だけでなく、宮城県でも発表されました。
栃木県から茨城県に流れる鬼怒川では、茨城県筑西市で越水、常総市新石下地先で氾濫が発生し、広域浸水により、住民等が孤立する状態となったのはブログで伝えた通りです。
そして、翌日の11日には、宮城県の吉田川と渋井川、山形県の最上小国川でも氾濫が発生しました。
宮城県大崎市を流れる渋井川は、11日午前、古川西荒井地区で堤防が決壊して氾濫しました。
宮城県を流れる吉田川とその支流は、富谷町と大和町で水位が上昇して水があふれ、周辺の地域が水に浸かっているのが確認されました。

(2)線状降水帯について
台風の通り道は、今までのようにまず沖縄を通過して太平洋沿岸を通り抜けるルートとは違っていました。
台風18号は、太平洋の真ん中で発生し、9日AM10:00過ぎに愛知県知多半島に上陸しています。
そして、中部地方を縦断し、9日PM9:00に日本海上で温帯低気圧に変わっています。
ただし、温帯低気圧に変わってからもずっとそこに居座ったみたいで、偏西風である南から暖かくて湿った空気が大量に流れ込みました。
それに対して、日本の東側に位置する台風17号周囲の風も流れ込み、二つの空気の流れが関東地方上空でぶつかった結果、関東から東北にかけて、雨雲が帯状にのび、強い雨が連続する「線状降水帯」ができたのが今回の大雨の原因のようです。
「線状降水帯」は、私にとってははじめて聞く言葉ですが、読んで字のごとく線状に延びる降水帯のことだそうです。
特徴として積乱雲が次々と発生し、強雨をもたらすそうです。
通常の降水帯は幅5kmほどなのに対し、「線状降水帯」は幅20〜50km、長さ50〜300kmにも及ぶそうです。
今回発生した「線状降水帯」も50〜100kmほどあったとのことで、広い範囲に影響を与え、栃木県や茨城県だけでなく、翌日の宮城県にまで波及しました。
午前1時までの1時間雨量は、宮城県の栗原市駒ノ湯で63mm、大衡59mm、大崎市古川37mm、丸森町筆甫30.5mmでした。
「線状降水帯」の真下の位置は、非常に危険な降り方となります。

(3)破堤について
堤防の決壊は、専門用語では破堤と言います。
つまり、破堤(はてい)は、堤防が壊れて堤内に水があふれることで、破堤の要因を大別すると、
①浸透
②浸食
③越水
の3つが挙げられます。
1)浸透
川表側の水位が上昇し、堤内側地盤との水頭(水圧)差により生じる堤防内の間隙水圧が大きくなった場合に、川表側からの河川の浸透水による水みちが形成されることで、裏法側や堤内基盤に漏水を生じさせる作用です。
浸透水が堤防を構成する土砂類を吸い出し、パイピング現象を急速に進行させる可能性もあることから、最終的な堤防の欠壊を防ぐためにも早期の発見と適切な対処が必要です。
対処法としては、水防活動により川表側ではシート張工、裏法側では月の輪工、釜段工などを行います。
2)浸食
波や水流にさらされることで、表法面の土砂が削られたり、堤防や護岸の足(脚部)が深掘れしていく現象です。
ある部分が大きく浸食されることを洗掘といい、放置して規模が大きくなると堤防の幅が痩せていき、十分な浸透路長を稼げなくなることによる浸透破壊、または堤防本体のそのものの崩壊を生じさせることで、やがて破堤につながります。
対処法としては、水防活動により裏法側では築き廻し工などを行います。
3)越水
今回の、鬼怒川などの破堤はこの現象で、水位が堤防高を越え、水があふれる現象です。
表法面ほどは補強されないことの多い天端や裏法面が削られることにより、侵食による破壊と同じメカニズムが生じ、やがて破堤につながります。
対処法としては、水防活動により天端への積み土嚢工などを行うことだそうです。
越水では破堤の有無に関わらず漏れ出た水によって「超越洪水」が起きる場合もあります。

(4)松山でもあれだけの雨が降れば
日本がきちっと整備している川が、こんなにも簡単に破堤するとは信じられない心境です。
工事をする時には、「設計降雨強度」というのがあって、各都道府県の設計指針などにより、降雨強度として使う値(mm/hr)が出されています。
私たちが、例えば排水路の設計をする時に、100年確率とか50年確率とかで断面を決めます。
でも、最近の異常なほどの降雨量を考えると、普通の常識的な断面では計り知れない自然の恐怖があります。
松山の中心を流れている重信川は、普段は枯れ川となって、表面にはなにも流れていないこともあるのですが、それでも何年かに1回は、堤防の近くまで満杯になることがあります。
久谷大橋からよく重信川を見る機会が多いのですが、それでも河川敷にあるゴルフ場が水に浸かったことはほとんどありません。
でも、最近のゲリラ豪雨が、今回のような「線状降水帯」となって、24時間ずっと続いたら、ゴルフ場が浸かるだけでなく、その5m程度上にある堤防をも越水してしまうような気がします。
今回の、鬼怒川の破堤を見て、そう感じてしまいます。

鬼怒川で起きた堤防の決壊

1級河川である鬼怒川で起きた堤防の決壊にはびっくりしました。

ライブ画面の、ヘリコプターでの救出に一喜一憂するとともに、国交省が管理する1級河川が、簡単に決壊するとは、今回の雨が想像を絶するほどにすさまじかったのを物語るようです。
栃木県では、24時間雨量が多いところで400mmを超えています。
最大は、日光市五十里で観測史上最大の551mmを記録したそうです。
松山市で、去年1年間の雨量は1417.5mmでした。
数字の上では、松山市に1年間に降る雨量が、わずか2日半で降ることになります。
松山市でゲリラ豪雨があったのが7月9日です。
この時の24時間雨量は51.5mmですが、時間雨量は48mmでした。
ほんの1時間での48mmはすごかったのですが、日光市五十里では62mmだったそうです。
松山市に降ったゲリラ豪雨よりすごいのが、何時間も降ったとなると、何かの災害がおこるのは仕方がないと思います。
50年に一度の記録的大雨と言っていますが、最近の雨の降りかたからみても、今後は頻繁に起こるような気がします。

いずれにせよ、茨城県常総市には大きな被害をもたらしました。
堤防が決壊する予兆は、鬼怒川を管理する国土交通省も把握していたそうです。
鬼怒川の決壊現場の上流である日光市五十里なので9日から強い雨が続き、10日午前6時すぎに決壊場所から約5~25km上流の3カ所で、水が堤防を越えてあふれる「越水」が発生し、堤防から水が漏れる「漏水」も2カ所であったそうです。
決壊場所から約10km下流の同市水海道本町の観測地点の水位は10日早朝から急上昇し、午前7時には5・62mとなり、いつ氾濫してもおかしくない「氾濫危険水位」(5・3m)を上回っていたそうです。
そして、午後1時すぎには水位が8mを超えたそうです。
国交省の職員がパトロールしようとしたのですが、増水で昼前には堤防に近づけない状態になり、午後0時50分に決壊したそうです。
国交省によると、決壊した堤防は高さ3~4m、底辺の幅約30mで、建設時期は不明だそうです。
一般的に堤防の決壊は、「越水」による堤防の浸食や、水が堤防にしみこむことで起きるのですが、国交省幹部は「あまりにも水量が多く堤防が耐えきれなかった」と話していました。
東大の名誉教授である高橋裕さん(河川工学)は「日本の堤防は、基本的に土の構造物。越水が30分も続けば堤防の土が削られ、通常は決壊する」と指摘しています。
応急措置として、堤防に土囊を積む方法がありますが、今回は川に近づけず防ぎようがなかったようです。

今回の豪雨で、気象庁は栃木県に10日午前0時20分、茨城県に午前7時45分に大雨の特別警報を発令しています。
特別警報は、数十年に一度の大雨が降った時などに出され、13年に新設されたのは昨日のブログでも説明しました。
茨城県では発令基準を満たしていなかったようですが、気象庁は栃木県の状況などから積極的に出したそうです。
特別警報が発令されると、都道府県は市町村に、市町村は住民に危険を伝える義務があります。
また、特別警報などをもとに、市町村は独自に判断して避難指示を住民に発令します。
鬼怒川の堤防が決壊した茨城県常総市は、県内への特別警報に先立つ午前2時20分、決壊地点のすぐ上流の若宮戸地区に避難指示を出しました。
ソーラーパネル業者が鬼怒川堤防を2m削っていたと言われているところで、ここは他のところより堤防が低く、国交省が大型の土囊を積んでいる場所だったそうです。
国交省から未明に「水があふれそうだ」との連絡を受けての対応だったそうで、防災無線や消防車両で避難を呼びかけたそうです。
この地区から避難した農業、谷中保さん(61)は「防災無線が何回も鳴り、これは危ないと思った。避難所の場所も教えてくれ、ことの重大性が伝わった」と言っています。
一方で、決壊した下流の三坂町地区への避難指示は午前10時半だったそうです。
常総市によると、上流で水があふれたことへの対応に手間取り、避難指示の発令がこの時刻まで遅れ、避難勧告や避難準備情報も出していなかったそうです。
堤防が決壊したのは約2時間半後でした。
市の担当者は「堤防があり、まさかここが切れるとは思わなかった。決壊は急で、かなり住民が残っていたと思われる」と話していました。
決壊地点の東約100mに住む会社員中山吉広さん(40)は午前10時半ごろ、防災無線で避難指示を聞き、「荷物をまとめていたが時間が足りなかった。特別警報が出たときに避難指示を出してくれれば」と言っていました。
堤防の北東約300mに住む無職秋葉政則さん(80)は「当時は小降りで浸水もなく、まさか決壊するとは思ってもみなかった。危険が迫っているならもっと呼びかけてほしい」と訴えていました。

すべてが結果論ですが、私も、「まさか1級河川が決壊するとは」と思っています。
松山市で考えると、重信川が決壊するようなもので、決壊を想定して対策はたてますが、実際に起こるとは信じられません。
それほど、日本の1級河川に対する対策の技術は優れていると思っていましたが、これは、今回の雨が想像を絶するほどにすさまじかったということなのでしょう。
行方不明者も徐々に多くなっていますが、それでも行政の対応と、住民のみなさんの避難は迅速だったと思っています。

栃木県に出された大雨特別警報

松山は、台風の影響もほとんどないのですが、関東一円、特に栃木県では大変な大雨になっているようです。

気象庁の発表では、台風18号から変わった低気圧の影響で、湿った空気が流れ込んで大気の状態が不安定になり、関東から東北南部にかけてきのう午後から帯状の発達した雨雲が南北にかかり続けているそうです。
栃木県では、10日明け方にかけて非常に激しい雨が降り続き、この24時間の雨量が多いところで500mmを超えて、平年の9月1か月の雨量の2倍に達するなど、各地で記録的な大雨となっています。
今日の午前6時半までの1時間には、茨城県のつくば市でも37mm、石岡市でも35.5mmの激しい雨が降ったようです。
また、東北南部や関東のほかの地域でも断続的に雨が降り、福島県では48時間の雨量が300mmを超える大雨となっているところがあるようです。
この大雨の影響で、気象庁では大雨特別警報が発表されました。
発表されたのは、10日AM00:20に栃木県全域と、10日AM07:45に茨城県北茨城市、AM08:45に茨城県大子町、AM09:55に茨城県河内町です。
特別警報は、2013年8月30日に運用開始して2年になりますが、過去に発表したのは、
・2013年9月16日 台風18号接近に伴い京都府・滋賀県・福井県に大雨特別警報
・2014年7月 7日 台風8号接近に伴い沖縄本島地方に波浪・暴風・高潮・大雨特別警報
この2回のみで、栃木県や茨城県は初めてです。
特別警報は、大雨だけではなく、暴風・高潮・波浪・暴風雪・大雪・大津波・噴火(居住地域)および、緊急地震速報(震度6弱以上)があります。
なお、大雨特別警報が、一番重大な発表で、それより軽いものとして、大雨警報、大雨注意報があります。
気象庁の基準としては次のような理由です。
①大雨特別警報
大雨特別警報は、台風や集中豪雨により数十年に一度の降雨量となる大雨が予想され、若しくは、数十年に一度の強度の台風や同程度の温帯低気圧により大雨になると予想される場合に発表します。
大雨特別警報が発表された場合、浸水や土砂災害などの重大な災害が発生するおそれが著しく大きい状況が予想されます。
雨がやんでも、重大な土砂災害などのおそれが著しく大きい場合は、発表を継続します。
②大雨警報
大雨警報は、大雨による重大な災害が発生するおそれがあると予想したときに発表します。
対象となる重大な災害として、重大な浸水災害や重大な土砂災害などがあげられます。
雨がやんでも、重大な土砂災害などのおそれが残っている場合は、発表を継続します。
③大雨注意報
大雨注意報は、大雨による災害が発生するおそれがあると予想したときに発表します。
対象となる災害として、浸水災害や土砂災害などがあげられます。
雨がやんでも、土砂災害などのおそれが残っている場合は、発表を継続します。

また、このような警報だけでなく、これまでに降った雨で、栃木、茨城、埼玉、千葉、東京、神奈川、山形、それに福島の各都県では土砂災害の危険性が非常に高くなり、「土砂災害警戒情報」が発表されている地域があります。
「土砂災害警戒情報」とは、大雨警報発表中に土砂災害の危険性が高まった場合に気象台と都道府県が共同で発表する情報です。
市町村長が避難勧告を発令する判断や自主避難への参考とされています。
いずれにせよ、栃木県と茨城県だけでなく、埼玉県、それに千葉県では、テレビで観る限りでは、川が増水して氾濫の危険性が非常に高くなっているところがあるようです。
低気圧の影響で湿った空気が流れ込み続けるため、栃木県をはじめ関東だけでなく、東北でも今日は局地的に1時間に80mmの猛烈な雨が降るおそれがあります。
11日の朝までに降る雨の量は、いずれも多いところで、関東と東北で200mm、北海道で120mmと予想されています。
これだけの大雨が降って、人の被害がものすごく少ないのは、関東の人の防災意識があるのと、行政の指導が的確なのもあると思います。
ただし、栃木県など、すでに記録的な大雨となっている地域では、今後の雨で川がさらに増水して氾濫の危険性が高まったり、土砂災害の危険性がさらに高まったりするおそれがあります。
床上浸水であれはまだ逃げられる可能性はありますが、川の氾濫や土砂災害、落雷、竜巻など、避けられない自然災害もあります。
被害が少なくなるように願っています。
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