堤防の歴史
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我が国の土木技術は、黒部ダム、関門海峡トンネル、青函トンネル、本四架橋等、ダム、高速道路、新幹線、下水道工事として目覚しい発展を遂げてきました。 １．河川堤防技術は、どうなっているのか。 日本の堤防は、淀川の茨田の堤より、千年以上をかけて決壊、復旧、引堤、放水路築造を繰り返し、現在に至っています。 堤防に使用される材料は、工費・工期・材料の確保、沈下・震災・決壊等に対する復旧、嵩上げ・拡幅が容易との理由で千年前と同じ河川周囲から調達する土砂です。現在、国の河川管理施設等構造令では、「堤防は、盛土により築造するものとする。」となっています。 場所によっては、千年前から積上げられた堤防の上に現在の堤防があります。昔は、人力でモッコ等により運搬、盛土を行い、５０年前でもトロッコによる盛土を行っていました。その部分は、十分な締固めがされていない盛土です。近年の盛土は、ダンプトラック、ブルドーザー、バックホウ、転圧ローラー等大型機械の普及により、締固め、及び締固め管理がされています。そこに使用される土砂は、山から採取した土砂で最大密度に近い含水状態で掘削、運搬、盛土・転圧を行ってきました。しかし、最近、ゼロエミッションで建設発生土砂と再生砕石を混合して堤防補強に使用し、一部に細粒分の主体がシルトで粘性の少ない難透水ではあるが水に弱い盛土となっています。 越流洪水に対して決壊し難いスーパー堤防は、１９８７年に事業が始まり、１９９１年に河川法が改正され法的に位置づけられたが計画延長約８００kmの内、２００４年までに約４７kmしか整備されておらず、１７年間で６％であり、これでは完成までに何百年もかかります。 スーパー堤防は、越流決壊に強いけれども堤体が水に弱い土であることから１９７４年の多摩川宿河原のように構造物・流木・樹木等で迂回流が発生すると洗掘されて決壊します。 現在、国の河川管理施設等構造令では、「堤防は、護岸、水制その他これらに類する施設として、計画高水位以下の水位の流水の通常の作用に対して安全な構造とするものとする。」となっており、即ち「スーパー堤防についても計画高水位以上については、安全な構造かどうか検討していません。」「堤防は、計画高水位以下であっても何かの原因で蛇行した場合には通常の作用でないので安全な構造とはいえません。」「堤防は、盛土が原則であるので計画高水位以下では決壊しないように護岸で補強していますが、越水に対して極めて弱い構造です。」ということになります。 我が国の堤防技術は、欧米のように洪水継続時間が長く、浸透防止を重点とした堤防と違い、短時間で急勾配であり、急速な低地への人口増加と資産の集中に対して破堤すれば甚大な被害が発生することを踏まえた取組みの技術書がほとんど無いことでも分かるように遅れています。これは、河川を管理しいるにもかかわらず河川法を改訂しないで、土以外で堤防を強化する技術開発を誘導しない国に責任があります。このような重要なことを放置して土木研究所は、何を研究しているのでしょうか。 ２．河川堤防の基礎地盤は、どうなっているか。 日本の大部分の都市は、沖積平野に位置し、よって都市河川の堤防は、大部分が沖積層の上に築造されています。 沖積層は、地球の約１万５千年前の後氷期より気温上昇とともに海面が約１００ｍ上昇するのに伴って水で山より侵食・運搬された土砂が堆積した層です。地層は、水平に連続した層が重なっているように思われますが、場所によっては５ｍ離れてボーリング調査をすると違った地層が出てくる場合が多々あります。それは、長い時間をかけて川が山からの土砂を運搬・堆積、川の蛇行による浸食、洪水による氾濫・堆積を繰返し積み上がったものだからです。 堤体及び基礎地盤の２００ｍ～２ｋｍ間隔のボーリング調査結果は、目安です。 沖積層の実際は、もっともっと複雑で計り知れません。だから、場所を限定しない、あらゆる基礎地盤に対応できる堤防強化工法が必要なのです。 ３．河川堤防の高さは、どうなっているか。 各河川の堤防は、洪水による堤防決壊のたびに流路変更、拡幅、護岸・水制、嵩上げを繰返してきました。１９５８年｢建設省河川砂防技術基準｣が発刊され、河道計画の計画高水位、河道の縦断形、河道の横断形、河道の線形、堤防の余裕高、等が次のように内容規定されました。 ○ 基本高水は、既往洪水を検討し、最大の既往洪水、事業の経済効果、ならびに計画対象地域の重要度を総合的に考慮して決定する。 ○ 計画高水流量は、基本高水に対処する事業費ができるだけ小さくなるように基本高水のピーク流量を洪水調整ダムと河道に配分することによって決める。 ○ 計画高水位は、計画高水流量、河道縦断形、横断形と関連し、試算的に決定されるべきであるが、一般的には既往最高水位以下にとることが望ましい。 ○ 余裕高は、普通の堤防計画を行う河川について、計画高水流量に対する堤防余裕高の標準はつぎのようである。 計画高水流量（ｍ3／sec）
余裕高（ｍ） ２０００～５０００ １．２以上 ５０００以上 １．５以上 （現在 １００００以上 ２．０以上） 余裕高の理由は、 ① 河川高水流量及び計画高水位の決定は、いかに慎重に行っても洪水が降水という自然現象に起因するものであり、かつ計算の仮定とか方法が完全なものでないから河積には余裕を必要とする。 ② 河川の河状は、変化する場合が多い、計画にはもちろんこれらを考慮しなければならないが長年月の間には予想以上の堆積を起こすこともあり、これに対する余裕を必要とする。 現在は、河川管理施設等構造令で次のようになっています。 ○ 余裕高は、洪水時の風浪・うねり・跳水等の一時的な水位上昇、巡視・水防作業の安全確保、流木等の流下物への対応のためであり、設計上の余裕ではない。 ○ 計画高水流量は、河川整備基本方針に従って過去の主要な洪水及びこれらによる災害の発生の状況並びに流域及び災害の発生を防止すべき地域の気象、地形、地質、開発の状況等を総合的に考慮して河川管理者が定めた高水流量をいう。 ○ 計画高水位は、河川整備基本方針に従って計画高水流量及び計画横断形に基づいて、又は流水の貯留を考慮して河川管理者が定めた高水位をいう。 計画高水位は、計画確率に対応した雨が降った時に発生する洪水位であり、計画確率は１級水系で１／１００（100年に１度）～１／２００で設定されており、重要河川の淀川、荒川、利根川、木曽川など８河川は、１／２００となっています。 ４．計画高水位の今後は、どうなるか。 地球温暖化に影響する温暖効果ガスの約５０％を占める二酸化炭素は、過去４５年間で３．６倍増加しています。二酸化炭素濃度が今後２倍になると降雨量が約１割増加し、洪水流量が約１割増加するという説があります。これは、気温上昇による蒸気の発生と大気の水分保有量が増加し、海面の温度上昇で台風が大型化するからです。それに加えて都市近郊は、１０年前に比べて田が埋め立てられ、山が削られて宅地、工場、高速道路、道路が造成され、上流の川が改修されており、流出係数が増加し、河川への洪水の到達時間が短縮しています。継続的な計画高水流量、計画高水位の見直し、対策について国がどの様に行っているかを公表させ、監察すべきと考えます。 河川砂防技術基準の超過洪水対策は、「計画の規模を超える洪水により、甚大な被害が予想される河川については、必要に応じて超過洪水対策を計画するものとする。」となっています。 国に「現在、超過洪水対策で何を行っていますか。」と言う質問をすると「現在、スーパー堤防が中止となり、施工可能な穴あきダム、遊水地の用地探し、自助・共助を勧めています。」と言う返事が返って来ると思われます。 それでよいのでしょうか、まず、堤防内部強化をすべきと考えます。 |
