香川大学農学部学術報告 第31巻 第1旨 59∼66，1979 59
土砂災害に関する地質学的，土質工学的研究（Ⅱ）
一土砂災害発生の素因につし、てq
斎藤 実，横瀬広司，青柳省吾，山田宜良
GEOLOGICAL AND GEOTECHNICAL STUDIES
ON THE SAND DISASTER（Ⅲ）
Original Factors in the Sand Disaster
Minoru SAITO，HirojiYoKOSE，ShogOAoYANAGIand NoriyoshiYAMADA
For the prediction and prevention ofsand disaster，itis necessary toinvestigateoriginalfactorsin the
Sand disaster by the researchin stricken dist，ricts．
Asresults oftheresearchin six districts，arOundthe M：t．Yakuri−Gokenzan，Stricken by the downpourof the typhoon No．．7617，tWOitems are recognized as originalfactors：
1。The thickness and extension of weatheredlayer ofgranite alongside a stream． 2‖Theununifbrmityor distontinuityofphysicaland geotechnicalproperties ofsoil．
Inother words moreprecicely，Where weatheredlayer of granite，from about severaldesimeter to a few meterinthickness，eXistsalongSide astream，there often happens stream type sand disaster；and
Where twotypesofsoilwith differentphysicalandgeotechnicalproperties exist contiguously，there often
happenscollapsetypesanddisaster．
Asthey arealllatent factors，itis expectedtoanal0gize them from sensible ones，e．g．tOpOgraPhy or
Vegetation．
土砂災害の発生を予見し，適切な防災対策を施すに．は，被災地を調査して，災害発生上の素因を究明する必要がある． 八乗五剣山を中心として，7617号台風の豪雨に．よる土砂災害の被災地6カ所を調査した結果から，素因として次の項目 が見出された． 1．花崗岩風化層の厚さとその連続 2．土の物理・エ学的性質の不連続性 すなわち，数十セソチから数メ・−・トルの風化層が渓流沿いに．連続している場合にほ，深沈塾災書となり，また物理・ 工学的性質が著しく異なった2種の土が接している地点から，不均一催災害が起こりやすいことが明らかとなった。． これらはいずれも潜在的因子であるが，顕在的なもの、として，地形および植生によってある程度素因を判定できるの ではないかと考えられる． 緒 p 土砂災害の発生の原因としては，素因と誘因とが考えられる．7617号台風に伴う土砂災害では誘因としての降水盈が 極めて多く，「侵食的流動式表層崩壊」のように，素因としての発生原田やその関連の程度が明確でないものも多くみ られた（1）。．しかしながら大規模な土砂災審，特に土石流などでは，そのほとんどに．おいて素因が明確であるこれはそ の地域の災害に対する体質の表現でもあるので，今後の災啓発生の予見には，素因の分析が不可次なものと考えられるい 以上の見地にもとづき，筆者らは7617号台風に．よる土砂災害の被災地が比較的狭い範囲に多発し，しかもその素因が香川大学農学部学術報告 第81巻 第1号（1979） 60
斎藤 実，横瀬広司，青柳省吾，山田宣良：土砂災害に関する研究（Ⅲ）土砂災書の素因 61 多様であるものと考えらわる地区として，香川県牟礼町から庵治町へかけての八東五剣山を中心とした庵治半島南部− 帯を調査したので，その結果をもとにして土砂災害の地質学的，土質工学的素因について考究する 概 要 調査の対象地区ほ八乗五．剣山一・帯の紛4km2であり，この地区に．おける主な土砂災害の発生場所（黒ヌリ）および調 査位置（番号）は囲−1に示すとおりである この図からわかるように，本地区における土砂災害は，小豆一島の例に比べて海岸線（集落）から離れた，標高が高い 位贋で発生したものが多く，規模の割に．顕著な人的損害を伴わなかったのは幸いであった国中数字で示してある調査 位置は，表−・1の地区．名と対応している．この地区の地質断面図を模式的に示すと図−2のようになる
圏 集塊岩類
臣慧 凝灰岩類 監ヨ 花崗岩斯 図−2 地質模式図 この模式図に示されているように．，本地区の地質は地形と良好な対応をみせ，最も條斜が大である山頂部は，讃岐層 群に属する黒雲母安山岩質集塊岩から成るその下位の比較的平坦な丘陵地は，同じく讃岐層群中の雪の庭凝灰岩を主 体とした凝灰岩，花崗質砂岩層である．最も下位の部分は領家型花崗岩煩から成り，その主なものは閑雲花崗岩ないし 花崗閃緑岩であるが，その他に閃緑岩と細粒黒雲母花崗岩（庵治石）の岩株が特徴的である（2）今回の調査の対象とな った土砂災害のほとんどが，最も下位の花崗岩叛の山腹に多く発生していることほ，小豆島等の例と同じ傾向である 1．集 塊 岩 層 集塊岩層においては土砂災害はほとんど発生しておらず，わずかに五剣山三ノ峯東側に・」、規模なものを見出すにすぎ ない‖ これは木屑の風化形態が特異なもので，多くが急峻な岩山として安定しているためと考えられる．歴史的にみる と，元禄11年（1698）における家雨に．よる崩壊や，宝永4年（1707）における大地震に・よる崩壊など（さ），大規模な土砂 災害もないわけではないが，大局的にみれば比較的安定した山塊とみなせよう 2．．凝 灰 岩 層 凝灰岩層においても土砂災害はほとんど発生していない．．これは本層の風化層が比較的薄く，風化度CM（ヰ〉程度の部 分が多いこと，風化土がやや粘質であることに加え，地形勾配も小さいことがその際困と考えられる．しかしながら木 屑は，地表・地下水の供給源として重要な意味をもっている．すなわち，新鮮岩においてもかなりの盈の水分を含み （後述），下位の花崗岩類を覆う不整合面から洩水している場合もしばしば見られるこのようにして，木屑は間接的 に土砂災害に．影響を与えているのではないかと考えられる香川大学県学部学術報告 第31巻 第1号（1979） 62 3．．花 崗 岩 層 今回の調査の対象となった土砂災害のほとんどは木屑において発生して−いる．その意味から最も土砂災害を受けやす い部分といえよう‖ しかしながらそれらの発生地を詳細にみると，形態的に．は必ずしも−・定したものではなく，いく つかのパタ1−ソに分けられることが判明した。すなわち，主として流水の作用が主因と考え．られる渓流塑：松井谷地区 （図−・1の（D），高原地区（②）などと，自然地形の勾配急変点などに起因する不均一眉然地形塾：金山A地区二（③） など，道路等造成地による木均一人工地形型：金山B地区（④），高尻地区こ（⑤），およびそれらの複合型：八粟参道地 区（⑥），①の上流端などに分けることができる．これをまとめると衷−1のようになる 表−1 土砂災害のパターソ この表における特徴とは，分類の根拠となった土砂災害発生の地区別特徴を示している 渓流型災害 渓流塾災害は，松井谷，高原地区など小渓流沿いの崩瘡土や残培土（場合によっては運帯土）が大農の流水に．よって 運搬されたもので，小豆島では池田大川沿いなどに顕著にみられた例と同じであるい ここでは主として松井谷地区につ いて調査した結果を示すり7617号台風前後における松井谷地区の河川断面形状は図−3に示すとおりである 回申において−，発生前の形状は1976年8月に行なったポ1−ルと巻尺による簡易潮風結果を破線で示してあり，また発 生後は1977年4月（一L部1979年2月に補足）に．行なった結果を実線で，そ・れぞれ示して：いる 図−3からわかるように，松井谷川ほ最上流部の旧池尻付近：の崩壊地点から，最下流部の松井谷基地付近の砂防ダム までのはとんどの流域において，旧河床より上位に．崩項（一部残墳又ほ運稽）した土砂の洗掘，流去という形態をとっ てこおり，沃流塑災害とみなすことができよう．その流下距離は約600mで，砂防ダムから50∼100m上流には数トン 以上の集塊岩の巨礫が散在している。集塊岩額は，その起源が八乗五剣山の山頂部と考えられるにもかかわらず，これ より上流にはこのような巨礫は見出せない従って災害発生時にほ，ほとんど土石流に近い形態をとっていたことが推 察できる．また図−3をもとにして，流亡・堆積した土砂盈を大ざっばに計算してみると，主流部のみで平均断面積 3m2×600m＝1，800m8で，これは約5，000tに相当し，支流を入れると10，000t近くに達する．従って最下流部にあ る砂防ダムがはとんど埋没して，その機能を失っていることも理解できるそして砂防ダムより下流に．はほとんど災害 が及んでいないことから，渓流塑災害でも砂防ダムの容盈以内のものに対してほ，防災措置が有効であることがわかる むしろ問題は再度土砂災害が生じた場合にあるものと考える また当地区において，土砂災害発生後の河床にほ風化庶CH∼C丸正の花崗閃緑岩が顔出しており，今後起こりう＼るであ ろう渓流型災審の規模を知る上で，河床付近の岩石の風化度と層の厚さ，又は．崩項層，堆稽層の厚さと分布範囲を知る ことが有意義であることが示唆された 不均一型災害 ここでは土砂災奮発生の素因として，土が地質学的に，あるいは土質二者的に不均一又は不連続な状態に局ることが， 盈祝されるものを取扱うことにする．この不均一・性は，大別して自然地形の不均一・性（勾配の急変点など）に反映して いるものと，人工的な不均一・性（道路など）に起因するもの，およぴそれらの後合塾とに分けることができる
斎藤 実，横瀬広司，青柳省吾，山田喜良：土砂災害に関する研究（Ⅶ）土砂災害の素因 63 ＼
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150 100 り／ ノ 0 100 200 300 400 500 600 図−3 松井谷断面形状 1“不均一自然地形型 この型式のものは地質学的不均一・性との関連が大きいすなわち表−・1の金山A地区（③）では，急勾配をもつ不透 水性の未風化巨晶花崗岩と，緩勾配で透水性が大きい風化閑雲花崗岩との境界付近が土砂災害の発生源となっており， その他にも複合型の場合を含めて，凝灰岩と花崗岩との境界付近，細粒黒雲母花崗岩（庵治石）と中粒∼粗粒の花崗閃 緑岩との境界付近，およびそれらの断層付近などが土砂災害の発生源となっている例が多くみ．られる… 小豆1島の例では， この形式のものがかなり大規模な災害をひき起しており，その意味でも歪要なパターンといえよう． 2… 不均一人工地形型 この形式のものは，道路，宅地造成などによって人工的に地形が不均一・となり，そ・の結果土のエ学的性質にも不均一・ 性が生じて，土砂災害の阪田となったものをいい，流出率なども彩管を受けている．金山B（④）や高尻（⑤）などの 地区がこれに相当する．．前者は林道の路肩が発生源となっていること，後者ほ森林の伐採等による土地利用形態の変化 がその主因と考えられることから，このパターンに属するものとみなした．この他に．も人工的な土地造成，特に盛土に． よって土砂災害がひき起された例は多く，今後この方面についてこも稿を改めて詳述したいと考えているい いずれに．せよ， 人工的に地形を変更する場合には，予想されうる災害に備えて事前に対策を講じておく必要性が感じられる．． 3り 複 合 型 地形の不均一・性は土砂災害発生に際して重安な素因であるが，これが他の要素と投合している場合も多くみられる． 表−1の参道（⑥）の例では，もともと凝灰岩類と花崗岩煩との境界付近で不安定であったところへ，道路が造成され たので流出率や集水面積が変化し，災害発生の危険性が一層高まったものと考えられるい松井谷地区では渓流災暑が主 体であるが，上流端では地層の不連続性に起因する崩壊がその引き金となっている．これは一見してマサ土様に見える 崩積土中から珪化木を産することから類推できる∴すなわち，土砂災害の発生は単に素因と誘因とが複合しているのみ香川大学鹿学部学術報告 第31巻 第1号（1979） 64 ならず，素因の中でもいくつかが複合していることが見出される． 土砂災害発生の素因 以上今回行なった調査の結果をもとに，若干の実験結果を加えて，土砂災害発生の素因と考えられる地質学的，土質 工学的因子を検討してみる 1，風化層等の厚さとその連続 特に渓流型災害に．おいて最大の素因といえようすなわち，松井谷地区の例でもわかるように，小渓流沿いでは，他 の条件が均一LならCL以上に風化した層の厚さおよびその連続が重要となる厚さについては，不連続笹風化が進んで いる場合が畳要で，今回の調査においてもCH程度からいきなりDLにまで風化しているときが要注意と判断された1 崩頓や堆積層の存在もこれに相当し，数十センチから数メートルの範囲までに顕著な災害がみられたまたこれの連続 については，渓床に沿って長く風化層が続いているほど要注意であったすなわち a．火山砕屠岩煩が海岸近くや平建部まで分布している場合：漢床における風化層の連続がわずかで災害は起りにく いり b小 火山砕層岩類が山腹まで存在し，以下が花崗岩丘陵となっている場合：風化層の連続が長く，かつ麓部の集落付 近で災害が起きやすいけ e．．火山砕層岩類ほ山頂付近のみ，あるいは山全体が花崗岩丘陵となっている場合：風化層の連続は長く，災害は起 きやすいが，集落よりは上流部で起ることが多い という分類が可能である．これらのうらでaりは，7617号豪雨の際に．五色台や備讃瀬戸以西の島々で災害が少なかっ た素因をよく表わしているまたbいは，小豆島谷尻地区のように，大規模な土砂災害が発生した個所の最も多くに見 られるパターンであるe．．については，今回の対象となった八乗五■．剣山一層で多く認められた事例といえるこのよう に風化層，特にマサ土の連続は重要な意味をもつものと考え．られる． この他渓床勾配は当然素因となりうる要素であるが，勾配が大であるほど危険となるといったような単純なものでは なくむしろその勾配を成り立たせている要因や，渓流の流下機能の変化に影響する因子が問題であり，今後更に検討 する必要があろう 2土の不均一性 これについてほ既にある程度は論述しているが，ここでほ総合的にまとめてみる八乗地区における各種風化土の物 理・エ学的性質を表−2に，また保水性を図−4に示す．これらの測定結果はいずれも4個程度の平均値をとっており， 流動限界値（表−・2）は松尾ら（5）の提案によるスランプ試験に基づいた決定法を，土砂災賓のように・マクロな挙動をの に適当なものと考えて導入したものである． 表−2 土の物理・工学的性質 ＊粒子が吸水性をもつことに．よる誤差が考えられるい 蓑−2からわかるように，凝灰岩土は粉塵が砂質であるにもかかわらず，挙動としては粘性土的な面も発現している これが閃緑岩土および花崗岩土を覆っている点に重要性がみられる．すなわち，降水に伴って土の含水比が増大した場 合，花崗岩土ではわずか18％足らずの含水比で流動が開始されるのに対して，凝灰署では約32％まで安定した状態 にあるまた閃緑岩土については，花崗岩土とはば類似した性質をもっていることがわかる．また松尾らの提案に・よる 流動限界値と，従来から土質工学会等で採用されているLLとを比較してみると，凝灰岩土で前者は後者より紆4％ 水分過多となり，花崗岩士では逝に．4％近く過少となっている．この結果は，420〃以下の粒子によるミクロな挙動と， 粗大粒子をも含んだマクロな挙動との差を表わしているものと考えられ，これらのうちでは流動限界値のはうがよりよ く実際を表わしているものと考える，またこれらの土の保水性については，囲−4に・示されているように・，凝灰岩土が
斎藤 宍，横瀬広司，青柳省吾，山田畳良：土砂災害に関する研究（Ⅲ）土砂災害の素因 65 10 20 30 40 含 水 比 国−4 土の保水性 圧倒的に大きい．これは粒子自体が吸水性を有することとも関連し，表−2において其比重がかなり小さな値となって いる点とも対応して，凝灰署土の特殊性を表わしている花崗岩土は閃緑岩土とはぼ類似した儀向を示すが，これが締 固められた場合には，保水性が著しく低下することがわかる，この囲における試料の乾燥密度ほ，租花崗岩土が紛1け3 g／cm∂であるのに対して∴密花崗岩土ほ約18で，金山B地区においてそれぞれ地山と林道の土の密度に相当した．従 っ「〔多鼠の降水があった場合，降水前のpFが4い0であったら，飽和するまで花崗岩士は約30％の水分を保持できる．． しかしながらこれが土木施工等に・よって圧縮されると，保水力は−・気に1／3以下に低下し，従って流出率も著しく増大 するものと考えられる▲以上の結果から，土砂災害発生の素因としての土の不均一・性は，自然的面と人工的面とが考え られることがオっかるけ 3．素因の判定法 以上に論述したように，土砂災害発生の素因としての地質学軌土質工学的要素ほ非常に重要であるが，それらの多 くほ潜在的であり，直接巨視的な限で確かめることが困難であるということが，素困の判定をむずかしくしているけそ こでこれらを顕在的なものにおきかえてみると，素因を最も顕著に反映しているものは地形ではないかと考える‖そし てもう−・つの田子として，若干誘因的要素も含む植生も見のがせない．これらの面からの検討としてほ，小橋ら（￠・7）が 流路勾配，谷次数など地形条件に主限をおいて行なった一遍の研究や，秋谷（8〉による樹種，樹齢と土砂災害との関連性 について：の考察，網干ら（9）に・よる植物分布，高木被植率，斜面勾配などの因子との関連性の検討などは，いずれも地質 学的，土質工学的素因との関連が深いものと考えられ，これら顕在的なものによって間接的に素因をさく“るこ．とも有意 義なものであろうり香ノけ県下については，1972年から1977年にかけて行なわれた土地分類基本調査とその付図く10〉がそ の目的に充分利用できるものと考えられる，． ま と め 土砂災害発生に関する素因は，地質学的，土質工学的な面に限定しても，なお多くの重要な因子を含み，今後起りう るであろう災害を予見するに際して，いずれも重要な役割を果すものと考えられる本地区においては，7617号台風に
香川大学農学部学術報告 第31巻 第1号（1979） 66 よる災害以来，一応安定に近い状腰にあるが，1978年4月に風災面欝約160haに．も及ぶ山火事が発生し，これまでの 素因に対して一新しい要素が加わったものとみなされる．すなわち，小豆島石場地区と類似した状況に．なっているものと 判断できる．今回ほ地形，植生等顕在的素因についての検討ほ割愛したが，その意味からも今後の追跡が必要なものと なろう． 用 文 献 （6）小橋澄治，武居有恒，仲野公費：土石流発生の場 とその条件（1）一高知災害を例として∴−，土と基 礎29．（4），14−・20（1977） （7）小橋澄治，武居有恒，仲野公費：土石流発生の場 とその条件（2）−地形条件を中心として−，土と 基礎30（釦，ト6（1977） （8つ 秋谷孝一‥豪雨時における自然斜面の安定（崩壊 の素因として−の植生特に森林），豪雨時に．おける 自然斜面の安定に関するシンポジウム，83・−・38 （1978） （9）網干芳夫，小堀慈久‥マサ土斜面崩壊と植生に関 する一・考察，第13回土質工学研究発表会（1978） （10）香川県：土地分炉基本調査（全8冊）（1972・−・1977） （1979年5月31日 受理） 引 （1）斎藤実，横瀬広司，青柳省吾，山田宜良：土砂災 害に．関する地質学的，土質工学的研究（Ⅰ）−7617 号台風に．よる土砂災害の特色−，香大農学報29 （1），167・−・175（1977） （2）斎藤突，坂東祐司卜馬場串秋：香川県地質囲およ び同説明蓄，内場地下工業（1962） （3）牟礼町：牟礼町史，596牟礼町（1972） （4）斎藤実，横瀬広司，青柳省吾，山田盗良：岩石の 風化度の数量的表示法について1香大農学級料 135−141（1977）
（5）S．MATStTO，Ⅹ．NISHIDA ar】d M〃FvxuDA：
