地震による液状化のメカニズムと日本各地の危険エリアを一挙紹介!

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地震による液状化のメカニズムと日本各地の危険エリアを一挙紹介! 自然災害

「液状化現象」と言うワードが知られるようになったのは、1995年阪神・淡路大震災からです。

液状化による最大の被害は、建物が傾いたり、ひどい時には倒壊というものです。

さらに、二次災害も深刻で、地盤の沈下や埋設物の隆起で、道路や歩道などに段差ができたり、これが歩行や車の通行の妨げとなり、救援や復旧に影響を与えます。

この液状化現象のメカニズムから、日本各地の起こりやすい土地、起こりにくい土地を知ることで、自分の住む土地はどうなのか、防災知識として知っておくことをお勧めします。

液状化発生のメカニズム

1995年の阪神・淡路大震災以降、よく知られるようになった、

「液状化現象」

という言葉について、解説していきます。

そのメカニズムはどういうものでしょうか。通常、地盤は、土、水、砂、空気などで構成されています。

それが、地震による振動で、これまで互いに支えあっていた砂粒同士の結びつきが弱くなり、周りの水分とともに、砂粒が浮遊状態になります。

これが、液状化現象のメカニズムとなります。

緩んだ地盤では、地表にある重いものは沈み込み、地中にある、比重が軽いものは、浮き上がってきます。

地面においては、道路のアスファルトなどが崩れる部分も出てきます。

この、液状化現象ですが、どこでも発生するわけではありません。地下水の水位や、砂や土の質等によって、液状化しやすい場所が推測されています。

自治体などでは、液状化しやすい地域に対するアナウンスも行われているので、チェックをしておきたいですね。

液状化による最大の被害は、建物の傾きや倒壊です。

液状化した地盤は、建物を支えることができなくなり、その重さやバランスによって傾き、最悪の場合には、倒壊してしまいます。

また、家屋などでは、沈下したり、傾くこともあります。室内では、噴砂により、床や畳みが浮き上がったり、噴水による被害も出ます。

これらから、わかるように、液状化は、二次災害も深刻な問題です。

地盤の沈下や埋設物の隆起などが起こることで、道路や歩道などに段差ができて、歩行や車の通行の妨げとなり、救援や復旧に影響を与えます。

液状化被害が発生した場合は、一時被害の対策として地盤の復旧はもちろんですが、噴出した大量の泥をできるだけ早く撤去し、安全な環境を復旧させる二次被害への対策も重要です。

地震発生から液状化まで

地震前の地盤は、土や砂、水、空気で構成されており、その砂などの粒がお互いにくっついて、その間に地下水があるという状態で、安定したものとなっています。

この安定した状態があるため、地上の建物や、建造物、埋設されたマンホール、水道管やガス管などを、しっかりと支えて保持しています。

地震が発生すると、地盤は大きく揺さぶられます。

この影響で、砂粒同士の結びつきが弱められ、その結果、結びついていた砂粒がバラバラに離れてしまいます。

そして、その砂粒は、水の中に浮いた状態になります。

この状態がいわゆる、液状化の状態です。地表や地中から圧力がかかると、地中の水が、地表に噴き出します。

その後、液状化を起こした地盤は、地上の建物などの構造物を支えることができなくなります。

一方で、マンホールなど、地中に埋められた比重の軽い構造物は、地上に浮き上がってきます。

噴水などで水が出ていくと、やがて地中の砂粒は元のようにくっついて、安定した地盤になります。

液状化での被害例

液状化になると、いくつか代表的な被害がありますので、
それを紹介していきます。

「噴水・噴砂」

地下から、水や砂が噴出した状態をいいます。

2007年の能登半島地震の際、石川県輪島市西南西沖40kmの日本海で発生した、マグニチュード6.9の地震により、この噴水・噴砂の液状化が多く見られました。

「地盤沈下による段差」

液状化被害によって、地盤が沈下して、地面に大きな段差が生じる状態をいいます。

これによって、家屋の倒壊や、交通障害などの二次被害が発生することがあります。

「マンホールの浮き上がり」

地中に埋設された、比重の軽い構造物、例えばマンホールなどが、液状化によって、地上に浮き上がる状態をいいます。

マンホールなどの浮き上がりにより、下水が寸断されてしまうほか、水道管やガス管など、地中に埋設されている、ライフラインの多くが被害を受けてしまいます。

この状態になると、復旧に長い時間がかかる点が問題点でもあります。

エリア別過去の液状化

これまで、液状化のメカニズムを紹介してきましたが、ここからは、過去の液状化が起こった場所をエリア別に紹介していきます。

液状化は、水分量の多い地盤であれば、どこでも発生する災害です。

関東学院大学にて制作された、「日本の液状化履歴マップ」をもとに、過去に液状化被害が発生した地域を地盤の特徴と一緒に紹介します。

北海道エリア

北海道エリアは、地震に強い地盤とは言いにくいエリアです。

それは、北海度には、泥炭(ピート)と呼ばれる軟弱層が広範囲に堆積しているからです。

泥炭自体は、液状化することはないですが、泥炭地盤に盛土した地盤では液状化が起こりやすくなるようです。

北海道駒ヶ岳周辺

活火山である、北海道駒ヶ岳周辺エリアは、岸屑なだれによって生まれた地盤が多く、液状化が起こりやすくなっています。

一般的に、活火山周辺では、岸屑なだれが発生することもありますが、溶岩の質などが異なれば、堆積層の地質も変わるので、岸屑なだれにより出来た土地が、すべて脆弱とは限りません。

*岸屑なだれとは、噴火や強い新同などの火山活動によって、火山の一部が大規模に崩壊し、大小の岩塊や砂礫がふもとに向かってなだれ落ちる現象

内浦湾沿岸部

長万部町から八雲町にかけての、内浦湾沿岸部は、海外に沿って砂州や砂丘などの砂地盤になっており、液状化が発生しやすくなっています。

砂州の背後は、粘土やシルトに覆われた、後背湿地になっています。

粘土やシルトは、液状化しませんが、水はけが悪く、軟弱な後背湿地の上に、盛土をすると、
液状化被害が起こりやすくなります。

*シルトとは、砂より小さく、粘土より粒が大きく粗いもの

釧路平野

釧路平野は、大部分が泥炭に覆われた地域です。

泥炭が堆積して形成された湿地は、泥炭地と呼ばれ、釧路平野の他、石狩平野やサロベツ平野など、北海道の山地以外の多くの地域で見られます。

泥炭地は、水分含有量が多く、比較的わずかな加重で変形しやすい、という特徴がありますので、泥炭自体は液状化しなくても、泥炭地盤に盛土をすると、液状化が起こりやすくなります。

*泥炭とは、枯死した植物が、十分に生化学的分解を受けないままできた有機質土をいいます。

東北地方

東日本大震災によって、甚大な被害を被った東北地方ですが、震災発生以前は、液状化に強い地域であるとされていました。

特に、太平洋沿岸部は、山地、丘陵が海岸線から近くに迫り、平地が少なく、地盤が固いという液状化が起こりにくい条件が揃っています。

実際、東日本大震災の際は、津波によって地表面の土砂が押し流されてしまったため、液状化被害については、未解明の部分が多いですが、専門家の間では、液状化はあまり起きていなかったと考えられているようです。

八郎潟

かつては湖として、日本第2の面積を誇っていた八郎潟。食料自給率の向上を目指して、1957年より、大規模な干拓工事が行われました。

そうして出来た干拓地は、農業には適していますが、地盤は弱く、地震の被害が深刻化しやすいと言えます。

実際には、1968年の十勝沖地震や、1983年の日本海中部地震では、液状化が発生しました。

仙台湾

仙台湾の沿岸部は、鳴瀬川や名取川などの河川沿いや、埋め立て地域などで、液状化が起こりやすいとされています。

2005年の宮城県沖地震や、2008年の岩手・宮城内陸地震では、多くの液状化が発生しています。

庄内平野

最上川の氾濫源である庄内平野は、地下水位が高く、地盤が軟弱とされています。

東北地方の日本海沿岸部は、大陸から日本に向けて吹く季節風で、大規模な砂丘が形成されています。

このような地域は、一般的に地震に弱く、液状化が起こりやすい傾向があります。

関東地方

関東エリアでは、東日本大震災の際に、東京湾沿岸部を中心に、多くの場所で液状化が起こりました。

また、このエリアには、過去に発生した液状化記録が数多く残っています。

日本最大の平野である関東平野は、河川による堆積作用で形成された沖積低地を中心に、地下水位が高いため、液状化が起こりやすいのが特徴です。

また、利根川、荒川、多摩川のような、大河川が多いことも、液状化の原因とも言えます。

関東平野北部

利根川や荒川などの上流域は、谷底低地、後背湿地が広がっています。これらの地質は、水分含有量が多く、川沿いなど砂地の所では、液状化しやすい傾向があります。

関東平野

関東平野には、流域面積日本一の利根川をはじめ、江戸川、荒川、多摩川など、数多くの河川が流れています。

豊富な水は、経済活動や人間の生活に潤いをもたらしますが、液状化が置きやすい地盤形成の一因ともなります。

2012年に東京都が発表した、「ゆれ・液状化・急傾斜地崩壊による区市町村別建物被害(東京湾北部地震)」によると、マグニチュード7.3の地震が東京を襲った場合に、液状化による全壊棟数は、1134棟、半壊が、63,045棟と、甚大な被害が予測されています。

相模川河口付近

相模川河口付近は、堆積作用により形成された、相模平野とその前面に、砂州、砂丘地帯が有り、砂地が多い地盤があるため、液状化しやすいと言えます。

1923年の関東大震災の際、平塚市や茅ヶ崎市、藤沢市は激しい液状化被害が発生しています。

東京湾沿岸部

東京湾は、安土桃山時代から埋め立ての記録が有り、それ以来、物流の効率化や居住地の確保のために、埋め立ては続けられています。

地震によるリスクが高いと言われるのは、埋立地の中でも、比較的近年に造成された部分です。

東日本大震災では、市の面積の約4分の3が埋立地である、千葉県浦安市において、大規模な液状化が起こり、約480戸もの家屋が全半壊するなどの被害がありました。

九十九里浜周辺

九十九里浜では明治期以前より、砂鉄の採掘が盛んに行われてきました。

ところが、採掘跡地の多くは、埋め戻されはしましたが、簡易的なものが多く、液状化の起こりやすい脆弱な地盤となってしまいました。

1987年の千葉県東方沖地震で液状した九十九里浜の一部地域は、2011年の東日本大震災でも、再び液状化が発生しています。

中部地方

近い将来発生するとされている、東海地震での被災が懸念されているこの中部地方は、山地が集中しているため、地盤は比較的強いと言えるだろう。

しかし、他の地域と同様、沿岸部や河川流域の地盤は脆弱といえます。

仮に、東海地震が発生した場合、被害予測調査検討委員会の発表によると、愛知県における建物被害は、地震動、および液状化を原因とするもので、全壊が約12,000戸、半壊が約60,000戸にまでのぼると想定されています。

木曽三川

濃尾平野を流れる木曽川、長良川、揖斐川の上流地点では、河川が氾濫しやすく、周辺地域はたびたび大きな被害に見舞われていました。

そのため、江戸時代より大規模な治水事情が幾度も行われてきました。

現在では、洪水などの水害の危険性は極めて低くなりました。

しかし、地盤の水分含有量が多く、また地下水位も高いため、地震に対する強度は比較的低いとされています。

天竜川流域

赤石山脈、木曽山脈の間を流れる天竜川の下流域には、扇状地が広がっています。

その地域の堆積物の内容は、山に近く傾斜が急なところでは、岩や石が、海に近く傾斜が緩やかなところでは、砂やシルトで構成されています。

地震に比較的強いとされているのは、扇状地の頂点付近で、扇状地の末端付近は、砂分が多くなるのに加えて、地下水位が高いために液状化が起こりやすくなっています。

*扇状地とは、河川が山地から平野に出る地点を頂点に、土砂が扇状に堆積した地形のこと。

信濃川流域

新潟県は、内陸部から海岸沿いまでのほとんどが、山地であり、液状化は起こりにくい土地だと思われがちです。

しかしながら、山地の間を縫うように流れる河川の流域は、山から流出した、砂やシルトなどが堆積して形成されているため、軟弱な地盤となっています。

信濃川沿岸には、自然堤防や旧河道など、地下水位の高い砂地盤が多く、液状化が起こりやすい地域です。

2004年の新潟県中越地震の際には、信濃川沿岸で多くの液状化被害が報告され、また、長岡付近では、信濃川の扇状地の砂礫を採掘した後の埋め戻し地盤で広範囲に液状化が発生しています。

能登半島

能登半島は主に、山地や丘陵により構成されています。半島の多くは、このように強固な地質に覆われているので、液状化などの地震被害には、比較的強いとされています。

ただし、担当の近くでありながら、富山平野では、複数の扇状地によって構成されており、海に近くなるほど、砂が多くなるため、液状化が起こりやすくなっています。

関西地方

記憶に新しい、1995年の早朝に起こった、阪神・淡路大震災ですが、この地震の際には、高速道路の高架の崩落や、家屋の倒壊、火災などが特に注目されましたが、大阪湾沿岸部において、液状化も多数起きています。

特に、神戸港周辺の埋立地は、潰滅的な状況であったため、港の機能を一時的に停止せざるを得なくなったといいます。

神戸港周辺

播磨平野といった、兵庫県南部の海岸平野には、柔軟な地盤が多く、地震が発生した場合には、大きな揺れが発生しやすいようです。

1950年代より始まった、神戸港周辺の埋め立てでは、六甲山地より採掘された泥、砂、礫が使用されました。

この方法は、神戸方式呼ばれ、強固な埋立地を造成する方法であると考えられていましたが、阪神・淡路大震災では、液状化が埋立地の広いエリアで発生しました。

2m以上沈下した箇所が、淀川河川から妙法寺川河口にいたる沿岸部で、20カ所以上も観測されました。

大阪平野

液状化しやすい土地の代表格は、埋立地と沖積平野です。

沖積平野とは、河川の下流堆積物からなる平野のことですが、淀川などがある大阪平野は、その代表的な場所と言えます。

つまりは、地層が比較的柔らかく、地震に対して脆弱な土地のようです。

一方、この平野の中心部の地下には、南北方向に、全長約42kmの上町断層帯が走っています。これは、大阪平野が震源となる可能性を秘めていることを意味します。

仮に、この地域が震源地となった場合、地震の規模は、マグニチュード7.5程度になると想定されています。

こうした大地震が発生すると、湾岸部の埋立地はもちろん、その地盤の悪さのために、多くの場所で液状化が発生し、結果的に建物倒壊が多く発生する可能性が高いと言えます。

大和川流域

大和川流域は、その特徴として、川が運んできた肥沃な土砂と、豊富な水のために、農業に適しています。

しかし、頻繁に起こっていた洪水は、住民の悩みの種であり、治水工事は、かなり古くから、くり返し行われてきました。

流路変更などの大規模な工事が何度も行われてきましたが、実際に現在の形になったのは、戦後です。

氾濫を繰り返してきた土地は、洪水の際に、堆積した土砂で覆われ、水はけも悪いので、液状化が起こりやすい傾向があります。

琵琶湖沿岸部

琵琶湖はそもそも、何百年も前は、現在よりも南に位置していました。

それが、活断層の活動で、徐々に北上し、現在の位置に移ってきました。

このことからもわかるように、琵琶湖周辺には、活動度の高い活断層が多いため、直下型地震が発生する可能性があります。

琵琶湖湖畔には、湖岸三角州が形成されて、ゆるい砂層も多く存在します。

液状化が発生しやすいため、注意が必要な場所と言えます。

また、阪神・淡路大震災発生時、震源地から遠く離れた琵琶湖何盗にある近江盆地でも、液状化が確認されています。

山地から琵琶湖に向かう河川により形成された三角州は地盤が弱く、それが原因で、液状化が起きたと考えられます。

つまりは、震源地から離れていても、地盤の強度によっては、液状化が起こり得ると言えます。

中国地方

中国地方の日本海側には、干拓地と砂州で構成された半島や砂丘など、液状化が起こる地域も局地的に存在しますが、四国・中国地方の大半の地盤は、液状化に対して比較的強固であると考えられています。

日本海側と反対の、瀬戸内海沿岸部では、かつて起きた大地震のいずれの震源地からも遠く離れています。そのため、大きな液状化は、ほとんど確認されていません。

弓ヶ浜半島

中海と日本海を隔てる弓ヶ浜半島は、日本海側は砂洲、中海側は干拓地で構成されています。干拓地の地盤は脆弱で、2000年の鳥取県西武地震の際は、弓ヶ浜半島の各地で、液状化の被害が見られました。

50cm程の沈下や、アスファルト舗装を突き破る勢いの噴砂などがその例です。

広島湾沿岸部

広島城は、広島湾よりも6kmほど内陸に入った場所にありますが、1589年の築城当時は、海岸線に近い場所に位置していました。

つまり、現在の広島湾沿岸部は、三角州の成長に加え、干拓工事や埋め立て等によって広がった土地であり、現在の位置に海岸線が落ち着いたのは、昭和30年代のことです。

自然の力と人の手によって形成されていったこの土地は、三角州、干拓地、埋立地が連続していて、軟弱と言えます。

液状化のリスクは高く、2001年の芸予地震の際にも、数箇所で液状化が発生しました。

瀬戸内海沿岸部

瀬戸内海沿岸部における、液状化被害の記録は、他のエリアに比べ、比較的少ないと言えます。

これは、過去に発生した大地震の震源地から、比較的遠方であったためです。

岡山県の地盤の特徴として、北部は地盤が固く、地震には比較的強いですが、河川による土砂の堆積作用と、干拓事業によって形成された岡山市の平野部には、軟弱な地盤が見られます。

また、瀬戸内海側には、埋め立て位が多く、液状化しやすいと言えます。

そのため、南海地震と東南海地震が同時に発生する「南海トラフ地震」が、もし発生すれば、瀬戸内海沿岸部から内陸部にかけて、液状化が発生する可能性が高いと言えます。

九州地方

九州地方北部は、かつては地震空白域と考えられ、液状化の被害記録は、ほとんどありませんでした。

また、山地、火山地、火山性丘陵などが、九州の地盤のほとんどを占めているため、地震が起こったとしても、液状化の危険性は極めて低いとされていました。

しかし、2005年に起きた福岡県西方沖地震により、安全神話は崩壊しました。

震源地に近い博多湾沿岸部の埋立地は、液状化被害に見舞われることになりました。

博多湾沿岸部

福岡湾沿岸部は、湾岸機能強化や市街地の拡大など戦後から盛んに埋め立てが進められたエリアです。

2005年に発生した、福岡県西方沖地震では、深さ140cmの亀裂や、約250mも続く地割れなどの液状化被害が見られました。

しかし、埋立地の造成時期や、造成法などの違いのためか、博多湾沿岸の埋立地のなかでも、被害状況に差があったようです。

まとめ

ご自身の住む土地、場所は、液状化が起こりやすい土地でしたか?それとも、起こりにくい土地でしたか?

地震に対する知識として、そのメカニズムを知ることで、少しでも防災、減災に繋げていっていただきたいです。

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