エントランスへはここをクリック   
2018年・東日本大震災
復旧実態調査(宮城県編)

釜石市唐丹町小白浜3

青山貞一・池田こみち 
環境総合研究所顧問
掲載月日:2019年3月20日 2020年3月11日第2次公開
 独立系メディア E-wave Tokyo
断転載禁
<総合メニューへ>
釜石小白浜1  釜石小白浜2  釜石小白浜3  釜石小白浜4  釜石1
釜石2  釜石3  釜石湾口防潮堤1 釜石湾口防潮堤2  釜石湾口防潮堤3
釜石両石1 釜石両石2  釜石両石3 釜石鵜住居1 釜石鵜住居2 
釜石鵜住居3  釜石鵜住居4  釜石鵜住居5


◆釜石市小白浜3 


出典:東北地方太平洋沖地震を教訓とした地震・津波対策に
関する専門調査会配付資料

 以下は、第一次調査に基づく堤防倒壊の原因分析である。2頁重複しているがご容赦いただきたい。

◆釜石市小白浜の防波堤の倒壊原因分析

 今回、私たちはその小白浜漁港にある鉄筋コンクリートの防波堤(防潮堤)の効果について見る機会を得た。

 下の写真は小白浜漁港(海岸)の南端から漁港を見たところである。写真の手前にあるのが鉄筋コンクリートの防波堤である。この防波堤の上は道路となっていて自動車でもこの上を通過できるようになっている。



釜石市唐丹町小白浜漁港 撮影:青山貞一 2011.8.24


撮影:青山貞一

 堤防は中心部が倒れており、背後地に津波が入り低地は壊滅状態になっていた。他方、高所にある住宅はまったく被害を受けていなかった(上記写真参照)。

 この堤防では、下の写真のように防波堤の内部が通路となっていた。そこで私たちは防波堤の上ではなく、防波堤の中を車で通ってみた。


釜石市唐丹町小白浜漁港の防波堤内道路入口 撮影:青山貞一 2011年8月24日

 かなり行ったところで、防波堤が津波で破壊されており、防波堤から浜側に出ざるをえなくなった。


釜石市唐丹町小白浜漁港の防波堤 撮影:青山貞一 2011.8.24


防波堤内を走行する(釜石市小白浜にて) 動画撮影:青山貞一

 下は破壊された堤防部分である。なぜかこの鉄筋コンクリートの堤防は、全体が一体構造となっておらず、カルバートの上部を三角形に成形して防波堤としたコンクリートブロックを繋げて構成されていたようだ。
 
 そのコンクリートブロックが曲線部の真ん中で4~5防波ブロックが津波により陸側に押し倒されていた。下の写真はそれを横上から撮影したものである。グーグルアースの航空写真でGIS機能を使い概括的に計ると雲があり正確ではないが、合計で400m近くあるようだ。


釜石市唐丹町小白浜漁港の防波堤 撮影:青山貞一 2011.8.24


釜石市唐丹町小白浜漁港 
撮影:青山貞一 2011年8月24日

 さらに、下の写真はグーグルマップの最新映像(当時)で上空から見たものである。はっきりと防波堤のコンクリートブロックが背転していることが分かる。推定でブロックの高さは10mはあり、基部の幅も10mはあると思える。また堤防の延長はかなりある。


釜石市唐丹町小白浜漁港 出典:グーグルマップ

 以下は倒れた堤防の背面から撮影した写真である。堤防がブロック化されており、ブロック化された堤防の4-5個が倒れていた。

 高さは推定で10m程度あり、再掲した下の写真から分かるように、横断面から見るとほぼ高さと同じだけの奥行きがあることが分かる。さらに、一つのブロックの幅(海に面する長さ)も、10m程度、すなわち1ブロックは10m×10m×10mあるようだ。


釜石市唐丹町小白浜漁港の倒れたコンクリ防波堤ブロック 
撮影:青山貞一 2011年8月24日
 
 ただし、ブロックの中にすべてコンクリートが入っているのではなく、下の再掲載写真にあるように、全体積の3/4は中空となっている。


釜石市唐丹町小白浜漁港 撮影:青山貞一 2011年8月24日


コンクリート堤防ブロックの想定イメージ
高さは推定10m~12m
青山貞一作成


◆津波と防波堤に関する簡易シミュレーション1

 上記の堤防ブロックに関する仮定をもとに、以下、小白浜で倒れたコンクリートブロックの自重で波高15m、10mの自重を計算し相互に比較してみた。

防波堤の自重計算

 鉄筋コンクリートの比重は、通常2400kg/立米である。コンクリートブロックを10m×10m×10mの■型とした場合、一つ当たりのブロックは1m幅当たり、10m(高さ)×10m(奥行き)×0.25(3/4が空の場合の係数)×2.4(コンクリートの比重)=60トンの自重をもっていることになる。ひとつ当たりのコンクリートブロックの幅を10mとすると、60トン×10m(幅)=
600トとなる。

津波の自重
 一方、津波だが、津波の速度は、S= で決まる。

 ここに、 dは水深(単位はm)、Sは速度で秒速 (m/sec) 、gは重力加速度、Hは水面上の波高である(単位はm)。

 ここでは、水深dを0m、波高は①15m、②10mの2つのケースを想定する。15mの場合の速度は、速度は約12m/s、10mの場合は速度は10m/sとなる。ちなみに上記の速度を時速にすると43km/h、36km/hである。

 津波の自重は、波高の高さ×10m(幅)×(1秒当たり移動距離)×1.0(比重)で計算される。

 波高が15mの場合は、1800トン、波高が10mの場合は、1000トンとなる。

両者の比較

 上記の計算結果から、波高が10mの場合は、ブロック(600トン)、津波(1000トン)だが、波高が15mとなるとブロック(600トン)、津波(1800トン)となり、いずれも防波ブロックが背転する可能性が高くなる。

 写真手前のコンクリートブロックが背転してなかったのは、津波がブロックに衝突した角度と速度が異なり転倒を免れたからであると思える。
 
 ちなみに福島県いわき市内の臨海部では、海側にあったテトラポットが陸側にたくさん移動していたが、テトラポットがいくらコンクリートでつくられていても、単品では簡単に津波によって移動されるのはこのためであろう。

◆津波と防波堤に関する簡易シミュレーション2

 参考のため津波によって防波堤が受ける力、F(流体力)を試算してみる。
 まず、Fは   F=1/2 ρCV^2・A  で計算される。 

 ただし、

 ρ:海水の比重で 重力加速度を考慮= 1.025/9.81=0.1046 ton・sec^2/(m^4)
  C:抗力係数,ここでは 1.0
  V:津波の速さ、これは で計算される。 dは水深(単位はm)、
   Vは速度で秒速 (m/sec) 、gは重力加速度、Hは水面上の波高である。
   (単位はm)。
  A:防波堤の面積 (10m高×10m幅)

 堤防直前での津波の速度を43km/h(秒速12m)とすると、Fは
 F=0.5×0.105×1×12m/s×12m/s×10m×10m=756トン 

 堤防直前での津波の速度を36km/h(秒速10m)の場合は、Fは
 F=0.5×0.105×1×10m/s×10m/s×10m×10m=525トン 

となり、津波の速度が秒速10m/s(波高10m)でF=525トンとなり、コンクリートブロック防波堤の自重600トンに近くなる。さらに秒速12m(波高15m)となると、F=756トンとなり、コンクリートブロック防波堤の自重600トンを越え、
ブロックが倒れることが予想される。


釜石小白浜4へ
つづく