長野西部犀川流域の地すつり地危険度評価柴原信雄

長野工業高等専門学校紀要 ･ 節2 0

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長野西部犀川流域の地すつり地危険度評価

柴 原 信 雄

An Evaluation of Landslide Susceptibility of the Sai‑River Basin  to the West of Nagano City

Nobuo SHIBAHARA

A l a r ge number of l a nds l i de s ha ve oc c ur r e d i n t he Sa トRi ve r Ba s i n of t he we s t er n pa r tofNaga no c i t y a nd f a r t he rwe s t . I n s uc h a l a nd s l i de co nc e nt r a t e d a r e a ,a ne va l ua t i o nofl a nds l i des us c e pt i bi l i t y i sne c e s s a r yl n Or de rt ogl Vepr i or i t y i n t hedef e ns i vewo r ks .

I nt hi ss t udy,t hequa nt i 丘C a t i onme t ho di sappl i e dt oeva l t l a t et hel a nds l i des us c e･

pt i bi l i t y i n t heSa i ‑ Ri verBa s i n t o t hewe s tofNaga noCi t y,us i ng t opogr a phi c a l a ndge o l ogi c a li t e ms .

Ast her e s ul tofa na l ys e s ,hi ghc a t ego r ywe i g h t swhi c hi nc r e a s el a nds l i des us c e.

pt i bi l i t ya r ec l e a r l y r e cogni z e di nt hef o l l o wi ngc a t ego r i e s:

(

1 )t hebe dr oc kc ons i s t sofmuds t one s; ( 2 )t hes l i di ng bl oc k cons i s t s ofs a ndy or Icl a y s o i l s;( 3 )and t he r ee xi s ts o mes wamps .

Thus8 2 % r e l i a bi l i t y i n s o r t i ng outt hes er i o us l y s us c e pt i bl ez o ne sf r om t he aver ages us c ept i bl ez o ne soft hel a nd s l i d ewa sc al c ul at e d.

1.

ま え が き

長野市西部山地か ら西の犀川,土尻川流域は全国的に も有数の地すべ り多発地帯である.

毎年特に融雪期,降雨期には多 くの箇所で地すべ りの発生があ り,住民の生活に支障を与え ている.従ってこの地域には彩 しい数の地すべ り防止区域が指定 されてお り,地すべ りの徴 候が現れているか または危険性の大きい箇所か ら防止対策工事が行われてきている. この場 合数多 くの中か ら地すべ りの危険性の大 きい箇所を選び出す ことが極めて重要であ り, ̀この ためには各箇所の危険度を評価す ることが必要である.従来危険度の評価は現地調査 の結果 を もとにして行われて きたが,最近は空中写真,地形図,地質図その他の資料を もとに統計 的手法によって行 う方法が試み られてきている

本研究では上記地域について長野県が従来の調査基準

3 )に基づいて行った危険度評価 と, これに対応す る箇所の地形,地質 の諸要因 との関係について数丑化Ⅱ柄の手法埠 より解析 し, 各要因が危険度に及ぼす度合いを評価値で示 してその適否を考察する とともに, この評価値

より計算される総評価値に よって得 られた危険度評価の信航性を確かめたので報告す る.

* 土木工学科 教授

原稿受付 平成元年

9 月 2 7 日

2･

調査 対 象 地 域 とそ の坤 形 地 質

長野県北部の水内地域の うち, 犀川およびその支流土尻川の流域を考え

万分の 1地形図

｢ 大町｣の小谷中山断層以東 と ｢ 長野｣の西部山地以西を調査対象地域 とした.当地域は北 部 フォッサ ･マグナ地域内にあ り,第三紀中新世小川層 と鮮新世柵層が大部分を占めている.

これ らは地殻変動に より主 として北北東一南南西および北東一南西を軸 とする摺曲構造を 生 し,断層 も発達 している.北部には虫倉山 (

および陣場平山 (

が際 立 っているが,その南西には

の丘陵性の山地が続いてお り,犀川,土尻川がこ

せ

ん

れ らを侵食 して典型的な穿入蛇行の流路を形成 している.標高

の部分には大峰 両群 というかつての侵食平担面が残っているが, これ らは中期更新世初期 までに形成された もので,虫倉山,陣場平山は鮮新世の火砕岩で硬質のため侵食を免れた残丘である.その後 一帯は隆起を続け,停滞期にい くつかの侵食平担面を形成 しつつ中小河川の侵食を受け,更 に多 くの土砂崩壊や地すべ り活動を繰 り返 した結果,現在見られるような複雑な地形が形成 された ものである.

この地域に地すべ りが集中している理由としては, まず地層に泥岩が多 く, これ らは軟質 である上に著 しい摺曲や断層運動を受けて挟 まれ 粘土化 した部分が多いこと,更に虫倉山 陣場平山の火砕岩帯が,堆椅 した砂岩,泥岩層の上に載った ｢キャップpック構造｣が堆積 層に地下水を集め易 くし, これに, よって粘土の弱体化 を一層助長 している点があげ られる

3.

地す べ L J危 険 箇所 調 査 と危 険 度 評 価

本研究では長野県が建設省河J H局制定の｢ 地すべ り危険箇所調査要領( 3 ) Jに従って行った地 すべ り地調査 と危険度評価の資料をデータとして用いた. この ｢ 要領｣を以下に要約する.

地すべ り危険箇所調査要領 ( 要約)

(i) 地すべ り危険箇所 として空中写真,地形図,地質図および既存記録等によって地 すべ り発生の恐れがある箇所を選定する. ●〟) 過去に地すべ りによるとみられる故事 の発生 した所, ･( p ) 現地活動の致焼 ･( 亀裂,隆起,崎没) がみ られる所. 三 i h) 地すT <り一 地形を呈 してい声野･( i) 地すべ. り防止区域桝 旨定地･㈹前年度詞査による危険箇所･

(i i ) ( 1 ) で選定 された箇所について現地で次の事頭を調査する･

( 1 ) 地形 ( 滑落崖 の有無,沼地や湿地等の有無, ′勾野) ･

( p ) 地質 ( 基盤岩の年代および岩岳,肇 層名,地質構造,移動土塊層の種

受け盤, 流れ盤等.

ぐう 地すべ り活動状況 ( 過去の地すべ り履歴,現在の亀裂の状況,隆起,陥没現象の い･有無,活動の方向,湧水の多少等) .

( i i i ) 危険度判定 : 下 記の事項 ( 素因)によって採点 し,その合計によって

お よ

び

に区分する. 一

( 1 ) 記録 として残 っている･ ･ ‑･

‑･ ･ ･ ‑ 1 点 ( ' t ) ( 過去

年間に)亀裂が常時見 られ る

点 的( , , ) 崩壊現象がある: ‑

点

㈹( 過去

年間に)隆起, 陥没の現象あ り ･4 点

( I) ( ･ V )亀裂がたまに現れる

点

N地すべ り地帯である･

‑

･ ‑･ ･ ･ ･

･ . ･ ･

点

( 1) 石河の合計点が

点以上を

‑ ( 危険度大), T

点を

( 危険度中)

1烹以下を

C ( 危険度小) と判定する.

長野西部犀川流域の地すべ り地危険度評価

図 1 地すべり調査地の危険度判定分布図

選定 された箇所 とこれ らの判定結果お よび主な摺曲,断層の分布を図‑

に示す. この方法 によれば危険度の判定は

i )の資料調査 と( i i )の現地調査項 目( / i l が評価の素因 として取 り入 れているが,( i i )の( 1)( 地形)お よび( ｡ )( 地質)については取 り入れてお らず,折角の調査 結果が生かされていない. この理 由はこれ らの項 目が地すべ り危険度 にどのようにかかわ っ ているかが不明であるため と考えられる. しかしこれ らの項 目は現地調査以前に知 ることが できるので, もし地すべ り危険度 との関係が明らかになるな らば危険度評価の素因 として取 り入れることに よって現地調査以前の段階で危険度の評価が可能になると考え られ る.そ こ で本研究ではこれ ら地形,地質の素因だけを用いて上記の判定 ( 危険度評価)が どの程度で きるかを検討 している.

4

数量化理論第Ⅱ類 と評価値 の算出

例えば基盤岩 の岩種 のように分類で表わされる要因 ( 質的要因)が危険度に深 く関連 して いるものとすれば, このような要因 も解析に加える. ことに よって より高い精度で危険度の評 価を行 うことができるものと考えられ 8̲ ･数量化理論は質的要因を数葺で表わす ことのでき る要因 ( 量的要因) と同等な取 り扱いで解析するものであ り, この うち第Ⅱ類は質的要因を もとにサ ンプルを判別分類す る場合に用いられる.

地形お よび地質の調査項 目 (3 ( i i ) の(

^{) , ( ｡ )} )と判定結果 とを整理 し,. サ ンプル反応蓑( 慕

1)を作成す る. ここで調査項 目 ( 要田)がアイテムであ り,アイテム中の分類 ( 素因)が

カテゴ1 )‑である. どのサ ンプル ( 調査地) も各 アイテムの中で必ず唯一つのカテゴ リーが

表 1 サンプル反応表

該当 ( 反応)す るので この欄 の値を 1,他の欄 の値を 0とす る.判定結果 も列の最後につけ 加 える. これ らを 行列データーとし て, 数量化Ⅱ類の 行列演算( 5 )に よ り, 同一グループ (例えはA) のサ ンプルが持つ数値( 総評価値)

価値) と最 もかけ離れ るように各カテゴ リ ーに数値を与 える. このように して算出さ れた数値が各 カテ ゴリーの評価値である.

各サンプルについて反応 したカテゴ リーの 評価値を加え合わせることに よって総評価 値が得 られ, これに よって危険度が評価で き,危険度 のグループ分けがで きる.すな わち評価値は各 カテゴ リー危険度に寄与す

る度合を示す値である.

5

解 析 結 果

解析の結果得 られた評価値を表 2 に示す.

解析に用いた要因 (アイテム)の うち判別 への影響の大 きさは レンジ ( 幅)で示 され る.すなわ ち基盤岩の岩種 と移動土塊層の 種類が最 も大 きく,沼地,湿地の有無,地 質小構造,滑落崖の有無がこれに次 ぎ,也 質構造 と勾配は最 も小 さい値 となっている･

また図

に全サ ンプルの総評価値の度数分

布 とこれに適合する正規分布曲線を示すが,

の総評価値が最 も大 きく,以下

の 順になっていることがわか る.すなわち各

アイテム内のカテゴ リーの うち,評価値 の

が他 のグループのサ ンプルが持つ数値 ( 総評 表 2 評 価 値

アイテ牛 テゴ.リ 評 O伽 o.肌 rLl l,ンジ

刑務Liiの あ り 0.006891 0.06891 ll‑ 触 な し

糾地.郎 あ り 010638 地の和知 な り 0

勾 11500〇●‑〇一1一1̲20○ 0.50●●‑‑0.0.800001656040699LF 0.8軍26

lJl

梯 氾砂灘 扶そ の 'i他iulLllL0.0.00.001899258466999 0.1882

地 坤斜r''ll 斜構造軸 0.0.010事028577 0.0313 門 狩 斜 軸 0.I)0531

近 広域破砕そ の i他詩0.0.0001785490

移 動 粘 性 土 0.̲14142 . ンンつ.て/// ンウイン二■

土塊僧 砂そ のTr 土他 0.0‑17371 i

地 Tr 受 け 盤 0 0.0alT 小 流 れ 出 0.010【ー4

長野西部犀川流域の地すべり地危険度評価 1 2 1 大 きいものほど危険度の大 きい

グループに入ることに寄与 していることになる.

以下に影響の大 きいアイテムか ら順に,各 カテゴリーの評価値について検討す る. まず基 盤岩 の岩種が泥岩であることが危険度に大 きく寄与 しているが, このことは望月の報告( 4 )に も示 され経験上か らも明 らかなので妥当な結果 といえよう. またその他の岩種の評価値が大 きいマイナスであることと比較 して,砂岩お よび凝灰岩のそれが 0に近い値であることはあ る程度危険度に寄与 していることになる.移動土塊層の種類についてみると,砂質土 の方が 粘性土 より評価値が大 きくなっている. これは犀川沿岸には砂岩泥岩互層が広 く分布 してい る( 4 )ことか ら,す べ り面が粘性土であって も上に載 る移動土塊層は砂質土 とい うことも考 え られ,また粘性土の場合 も砂質土 の場合 より少ない とはいえかな り近 い値 となっているので, これ も妥当な結果 といって もよいであろ う.沼地,粒地の存在お よび滑落崖の存在はかつて その場に地すべ りがあった こ‑ とを示 し,当然評価値が大 きくなって然 るべきである.特に大 きい値 となっていないのはこれ らが存在 しな くて も危険な箇所は多い と解釈できる.地質小 構造は要因 としての影響が小 さく, しか も流れ盤や受け盤の箇所 よりその他の箇所 の方が危 険度に大 きく寄与 している. これは,その他の中に走向方向が含 まれ,走向方向の傾斜地に 地すべ りが多い との報告( 4 )もあるので このような結果が得 られた もの と考えられ る･ このた め今後は調査項 目 (カテゴ リー)に走向方向をも加えた方が よい と思われる･

地質構造はいずれのカテ ゴリーも評価値が小さくなっている･ これほどのカテゴ リーもま んべんな く地すべ り危険度に影響を与 えそ うなのでお互いに評価値を打ち消 し合 って しまっ たのではないか と思われ る.そこで地質構造については図 1 より摺 曲,断層 との関係を概観 する.特に土尻川左岸には禰曲が発達 し, これに沿

って埠すべ り危険度の高い箇所が密集 している･ こ れに対 し土尻川右岸か ら南方に行 くにつれて地すべ

り地は減少 し,危険度 も小 さくなってきている･ こ れは前述のキャップロック構造に より北部に危険地 が多 く分布することと,南方に行 くにつれて地層が 泥岩か ら砂岩泥岩互層‑ と変 って行 くため といえる

高府向斜軸に沿 う部分は地すべ り箇所が多いが,

これは小川層,柵層 ともに泥岩層が分布す る地域で あることによる.

次に断層 と地すべ り箇所 の関係をみると,持京断層 上では地すべ り箇所が集中 してお り,形態は破砕帯 地すべ りであるが基盤岩はやは り泥岩である･断層 東側で地すべ り箇所が少 くなっているのは砂岩分布 地域であることによも.主尻川右岸には摺曲 ととも に断層がいろいろな方向に分布す るが袴曲 とあいま って泥岩の弱体化に影響を与えていることは前述の 通 りである.犀川左岸の断層沿いは茶臼山地すべ り 等大型の地すべ りもあるが概 して右岸 より数は少な いのはやは り基盤岩の違いによるものである.

loo

80

グル ープ 捻評価位 平均佑 捜 申何差 A D.3973 ±0.0577 B 0.2632 ±D.OMB

C D.1827 ±0.0985

判別騰評漸済 判別的中卒 AとB D.3445 81.99% BとC 0.2251 86.84%

.10 .20 .30 .40

. 5 0

図2 総評価値度数分布

以上のように地すべ り箇所 の分布は地質構造 と関係す る場合 としない場合があ り,基盤岩 の種類に大 きく依存す るといえよう.勾配の寄与度 も小 さい値 となったが,地質構造 と同様 どの勾配 もまんべんな く地すべ り地 の分布に寄与 しているものと考え られる.

次にこれ らの評価値を総合 して算出した総評価値を用 いてグループ分けを行った場合の判 別 の精度を検討する. 図 2 は ｢ 要領( 3 ) ｣に従 って判別 したグループ別の総評価値の分布を示 してお り, これ らに適合す る正規分布 も併記 している. これ より,総評価値によって各 グル ープを分けた場合の判別適中率はグループ

と

との判別で

, グループ

と

の判別 では

となった.ノ 前述 のように, グループ判別に用 いた以外 の要因および素因のみか ら 総評価値を算出 したに もかかわ らず, グループ A と B とはかな り高い適中率で判別ができた といえよう･ グループ

と

の判別適中率は低 くて,満足できない結果であるが, これはグ ループ

お よび

,特に

のサ ンプル数が少なかった こと,および何 らかの地すべ りの可能 性を持つ箇所 のみをサ ンプル とした ことに よって,危険度の小 さい場合の判別が しに くかっ たため と考えられる. ともあれ危険度の大 きい箇所を選 び出す ことは可能であ り,質的デー タが危険度評価に有効に利用できることがわか った.

6

ま と

長野県北部,水内地域の犀川,土尻川流域の地すべ り地について,現地調査の結果 より得 られた危険度評価 と,それぞれの他の地形,地質の質的要因 との関係を数量化理論第Ⅱ類に よって解析 した ところ次の結論が得 られた.

( 1 ) この地域において地すべ り危険度を高める最 も大 きい素因は,基盤岩が泥岩であること で,次いで移動土塊層が砂質土または粘性土であること,沼や湿地が存在することである.

( 2 ) この地域において現地調査で行 ったグループ判別に対す る地形,地質の質的要因のみか ら行った判別の精度は,危険度大 と危険度中 との判別適中率が

,危険度中 と危険度 小 との判別的中率が

であった.従 って危険度 の大 きい箇所を選び出すために,地形 地質甲賀的要因が有効に利用できる.

本研究の実施にあた り資料の授供を頂いた 日本綜合建設 ( 秩)土屋好事氏,対象地域 の地 質について御教示を頂いた信州大学教育学部斉藤 豊博士に深 く感謝致 します.

参 考 文 献

(1)

川上 浩 ･斉藤 豊 :姫川および裾花川流域i 羊おける地すべり危険度評価,自然災害科 学

,

￠)

杉山和一 ･後藤恵之輔 ･棚橋由彦 :地すべ り危険度評価における数量化理論適用の試み,地すべ り,

(3)

建設省河川局砂防部 :地すべ り危険箇所調査要領

也)

望月巧‑ : 長野県北部犀川,姫川沿川山地の地すべ り

,地すべり

小林竜一 :パソコンによる多変量解析,培風館