[MIS01-P08] 2011年東北地方太平洋沖地震津波で生じた砂質堆積物の形成過程の数値的検討
キーワード：津波数値計算、混合粒径、2011年東北地方太平洋沖地震津波
津波土砂移動計算は，単一粒径あるいは混合粒径を仮定して行われる．混合粒径条件下での研究は，過去に数例行われているものの(e.g., Apotsos et al., 2011; Gusman et al., 2018)，多くの場合は最頻値を用いた単一粒径条件下で行われてきた．しかしながら，単一粒径では堆積物の粒径分布等が計算できず，内陸細粒化等の津波堆積物に特徴的な現象を再現できない．また，単一粒径条件の仮定が妥当かどうかの検証も不十分である．そこで本研究では，混合粒径および単一粒径のそれぞれの条件下で2011年東北地方太平洋沖地震津波による土砂移動計算を行い，計算の再現性の検証を行うとともに，津波堆積物の形成過程を数値的に明らかにすることを目的とする．本研究では研究地域を宮城県仙台市宮城野区に位置する七北田川河口右岸周辺に設定した．この地域では，Abe et al.（2012）により詳細な調査が行われており，その調査測線Bに沿った直線を本研究での計算領域と設定した．本研究の数値計算には，deltales社が開発したDelft3Dを用いた（Deltares, 2014）．津波波源は今村ら（2012）のモデルを用いてDelft3Dで数値計算を行い，海岸から約2 km沖合付近における計算波形を抽出した．そして，この波形を入射波として設定し，断面計算を行った．移動床の範囲については，Watanabe et al.（2018）に基づき海底から砂丘まで一律に5 m存在すると仮定し，より内陸側は固定床とした．粒径に関しては，仙台平野で現地調査を行ったTakashimizu et al.（2012）やSzczuciński et al.（2012）の津波堆積物の粒度分析結果に基づいて，仙台平野の津波堆積物の代表的な粒度分布として正規分布を仮定し，4つの粒径を設定した．本研究では，4粒径の混合条件で計算した場合とそれぞれ単一粒径として計算した場合，および単一粒径として最頻値（354 µm）を設定した場合について計算を実施し，結果を比較した．マニングの粗度係数に関しては，Sugawara et al.（2014）の粗度分布図を利用し設定した．混合粒径条件での計算の結果，沿岸部での津波高に差があるものの，Abe et al.（2012）で測定された遡上範囲や津波高，津波堆積物分布を概ね再現できた．また、一度細粒化傾向を示した部分が粗くなるということはなく，一時的に内陸粗粒化を示した部分があるものの最終的に細粒化に転じ，全体として値の増減をしつつ内陸へ細粒，薄層傾向となり，内陸細粒化・薄層化を概ね再現できた．従来使用されてきた最頻値を用いた単一粒径と本研究での混合粒径の結果を比較した場合，結果に大きな差が無いことが確認された．その理由としては，本研究では粒径分布を正規分布と仮定しており，さらに粒径の区分数が4つと比較的幅が広く，かつ最頻値周辺の値が多くを占めていることが挙げられる．