震災廃棄物の発生量に関する調査研究

総 合 研 究 所 ・ 都 市 減 災 研 究 セ ン タ ー

(UDM)

研 究 報 告 書

(平 成 ２ ３ 年 度 )

テ ー マ

3 小 課 題 番 号 3.1-19

震災廃棄物の発生量に関する調査研究

地震 津波 東北地方太平洋沖地震 鴇崎道樹^＊ 西村涼太郎^＊ 震災廃棄物 首都直下地震 液状化現象 阿部道彦^＊＊

1. はじめに

大地震により発生する廃棄物について、発生量・種類に 至るまで事前に予測をすることは、廃棄物処理施設の運 用計画や、各自治体の廃棄物処理計画の検討、被災地域 の委託事務の円滑化に繋がることとなる。

本研究では東北地方太平洋沖地震における被害の現状 報告と、現在公表されている地震被害想定から、近年起 こりうる首都直下地震における震災廃棄物発生量の予測 の検証を行う。

2. 地震調査報告 2.1 地震概要

東北地方太平洋沖地震は、太平洋沖のプレート境界線で 発生した海溝型地震である。

2004

年の新潟県中越地震以 来となる最大震度

7

を計測した。また、日本国内におい て観測史上最大となるマグニチュード（Mw）9.0 を記録 した。この地震に伴い、各種ライフラインの寸断等、様々 な被害が発生した。

2.2 地震被害

表

1

に東北地方太平洋沖地震の被害データを示す。この 表の通り、家屋被害が全半壊・一部損壊を合わせ約

100

万棟に上る。全壊棟数が多い原因は津波による家屋流出 被害の大きさにある。地震の揺れによる直接的な倒壊被 害は、全半壊合わせて

1

万

3000

棟余りであったため、そ の被害の大きさを窺い知ることができる。

2.3 津波型火災

想定外の規模の津波が発生したことで自動車や船舶等 に被害が及んだ。また、津波により流出した家屋や自動 車から発生する火災に加え、海水により錆が進んだ金属 類による自然発火が発生した。地震の揺れにより引き起 こされる従来型火災と、津波型火災との区別を行うこと で、地震動による直接的な出火件数や、そのメカニズム を分析する際に、比較が行いやすいという利点があるが、

東北地方太平洋沖地震では、これらの明確な区別が困難 であった。

そのため、本研究においては津波型火災については予 測・検討しないものとする。

2.4 液状化現象

この地震では関東地方にも被害が及び、震度

3～5

弱が 観測された千葉県で液状化現象が発生した。震源から離 れた地域で長周期地震動が発生したため、液状化の被害 が拡大したと見られている。建物被害は、千葉県浦安市 で全壊

8

棟、半壊

470

棟、千葉市で全壊

20

棟、半壊

355

棟、習志野市で半壊

207

棟が確認された他、墳砂、地面 の亀裂、マンホールの浮き上がりが観測された（写真

1）。

表 1 東北地方太平洋沖地震の概要 発生年月日 2011 年 3 月 11 日

震災名 東日本大震災

規模 マグニチュード（Mw） 9.0

最大震度 7

主な被災地域 相馬市、宮古市、

石巻市、大船渡市

人的被害

死者（人） 15782

負傷者（人） 5699

行方不明者（人） 4086

被害状況

家屋全壊（棟） 126315

半壊（棟） 227339

一部損壊（棟） 643038

合計（棟） 996692

焼失（棟） 284

流出（棟） 121871

写真 1 千葉県液状化被害

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2.5 震災廃棄物

岩手・宮城・福島の

3

県で

2200

万トンに上る廃棄物が 発生した。これは

1995

年に発生した阪神・淡路大震災の 約

2000

万トンを上回る発生量である

1

^）。図

1

に宮城県

6

市町の廃棄物発生量の内訳を示す。重量の比率であるた め、自動車・船舶を含む不燃物の割合が大きくなるが、

地震動による直接的な建物の倒壊が少なく、津波により 様々な廃棄物が混在して発生した結果を示す図となって いる。図

2

は津波の浸水面積とがれき発生量の関係を表 したものである。発生した廃棄物のうち、津波のみの影 響で発生した廃棄物量を正確に把握することができない ため、総量での比較とした。浸水面積をがれき発生量に 結びつけるには、建物の密集度を考慮する必要がある。

2.6 考察

地震の揺れによる直接的な倒壊被害は、

10

万棟を超え る建物全壊被害が発生した阪神・淡路大震災より、比較 的軽微であった。阪神・淡路大震災を上回る廃棄物が発 生した要因として津波の占める割合は大きい。したがっ て、津波を含めた廃棄物発生量を予測する予測式の検討 を進める必要がある。

3. 首都直下地震における震災廃棄物発生量予測 3.1 概要

近年起こりうる都心部周辺を震源とする首都直下地震 に対して、内閣府の公表を元に調査を進めた。首都圏に 多大な被害をもたらすと想定されているのが、東京湾北 部地震である。この地震は東京湾北部を震源とする最大

震度

7、M7.3

の巨大地震である。図

3

は関東地方の震度

分布図、表

2

は東京都の震度別面積率である。東北地方 太平洋沖地震での全壊数約

12

万棟、兵庫県南部地震での 全壊数約

10

万棟と比較し、この地震による全壊被害は

84

万棟に上るとされている（図

4

）。

過去の震災において、多くの倒壊被害を発生させてきた のは木造建物である。木造建物の倒壊を防ぐことは、災 害廃棄物の発生量を抑制することに繋がる。

図 3 震度分布図

5

^{）より引用}

0 1000000 2000000 3000000 4000000 5000000 6000000 7000000

0 10 20 30 40 50 60 70 80

浸水面積（k㎡）

がれき推計量（トン）

図 2 浸水面積別がれき発生量

3

^{）より作成}

石巻市

1383000, 22%

91000, 1%

1124000, 18%

185000, 3%

166000, 3%

3434000, 53%

東松島市

462000, 29%

26000, 2%

331000, 21%

34000, 2%

21000, 1%

694000, 45%

名取市

159000, 26%

9000, 1%

128000, 21%

33000, 5%

35000, 6%

258000, 41%

岩沼市

131000, 34%

2000, 1%

49000, 13%

20000, 5%

43000, 11%

136000, 36%

亘理町

371000, 30%

10000, 1%

269000, 22%

25000, 2%

27000, 2%

549000, 43%

女川町

105000, 21%

41000, 8%

110000, 21%

22000, 4%

19000, 4%

215000, 42%

木くず 粗大・混合（可燃） コンクリートがら

アスファルトがら 金属 粗大・混合（不燃）

図 1 宮城県 6 市町の廃棄物内訳（単位:トン）

2

^{）より作成}

東京湾北部地震（被害最大）

152,000 , 18%

33,100 , 4%

12,000 , 1%

650,000 , 77%

揺れ 液状化 急傾斜地崩壊 火災焼失

図 4 原因別全壊棟数

5

^{）より作成} 表 2 震度別面積率

4

^{）より作成} 5 弱以下 5 強 6 弱 6 強 東京都 31.1% 18.6% 33.2% 17.1%

石巻市

仙台市 南相馬市

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3.2 震災廃棄物の発生量予測方法

震災廃棄物の発生量予測には以下の式を用いる。

Q 1 =s×q 1 ×N 1

Q 1

：がれき発生量（t）

s：1

棟当たりの平均延床面積（m

2 /棟）

q 1

：単位延床面積当たりのがれき発生量（t/m

2

）

N 1

：解体建築物の棟数（棟）

東京都の単位延床面積当たりのがれき発生量を表

3

に、

単位棟数当たりのがれき発生量を表

4

に示す。この式か ら、がれき発生量は解体建築物の棟数に左右されること が確認できる。

3.3 全壊棟数の推測方法

内閣府は、阪神・淡路大震災時の西宮市、鳥取県西部地 震時の鳥取市、芸予地震時の呉市のデータを元に、計測 震度と全壊率の関係を表す全壊率テーブル（図

5

）を作成 し、震度別全壊率を設定している。震度別全壊率に木造 建物棟数を乗ずることで全壊棟数を推測する。

3.4 築年数と倒壊被害の関係

図

6

は、阪神淡路大震災時の神戸市灘区の木造建物の全 半壊を築年別にまとめたものである。この図の通り、古 い建物ほど倒壊被害が大きいことがわかる。また、図

7

は図

6

のデータを建築基準法の改正が行われた

1981

年

（昭和

56

年）以前、以後で二分したものである。この図 から、旧基準の木造建物に被害が集中していることがわ かる。このことから、東京湾北部地震においても、

15

万 棟の建物倒壊被害は旧基準の木造建物に集中することが 予測される。

3.5 東京都における旧基準木造建物の分布率

東京都心部の旧基準の木造建物の分布率を図

8

に示す。

都心西部は環状

6

号線、東部は明治通りを境に旧基準の 木造建物の分布率が比較的高くなっている。震度

6

弱以 上が想定されている地域であるため、これら旧基準の木 造建物は倒壊する可能性が極めて高い。また、木造密集 地域が多数存在するため、地震発生時に大規模火災とな り、最大

65

万棟に上る火災焼失の被害が発生する恐れが あるとされている。

表 4 単位棟数当たりのがれき発生量（t/棟）

6

^{）より引用}

木造 93.7 7.15 7.91 0.73 13.52 29.31

RC造 212.28 4.03 217.8 8.28 0.59 230.7 S造 244.8 49.94 138.51 6.61 0.8 195.86 93.7 0.03 7.91 0.73 11.15 19.82 焼失

倒壊

1棟当たり床面積

（㎡/棟） 廃木材 コンクリート その他 合計

がら 金属くず

5032

1636 2897

936 2588

1006 928

764

384 542

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

全壊棟数　　　　　　　半壊棟数 -1951 1952-61 1962-71 1972-81 1982-94

図 6 築年別全半壊棟数

7

^{）より作成}

97%

3%

～S56（改正前） S57～（改正後）

図 7 築年別全壊割合

7

^{）より作成}

図 5 全壊率テーブル

5

^{）より引用}

（縦軸：全壊率 横軸：震度）

図 8 新耐震基準以前の木造建物分布率

5

^{）より引用} 表 3 単位延床面積当たりのがれき発生量（t/m²）

6

^{）より作成}

木造 93.7 0.076 0.084 0.008 0.144 0.313 RC造 212.28 0.019 1.026 0.039 0.003 1.087 S造 244.8 0.204 0.566 0.027 0.003 0.800 93.7 0.000 0.084 0.008 0.119 0.212 1棟当たり床面積 廃木材

（㎡/棟）

コンクリート がら

焼失

金属くず その他 合計

倒壊

木造建物全壊率

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3.6 震災廃棄物

東京湾北部地震が発生した際に予測される廃棄物発生 量を図

9

に示す。最大で

9600

万トンの廃棄物が発生する という推測がされている。これは阪神・淡路大震災、東 日本大震災の約

5

倍となる値である。

4. 地震に伴う津波被害 4.1 津波浸水面積

東北地方太平洋沖地震では、想定を超えた巨大な津波が 発生した。それを受け、神奈川県は津波による浸水範囲 の再検証を行い、津波浸水予測図を公表した（図

10）。

神奈川県が公表した津波浸水予測図から、浸水面積を測 定したものが表

5

である。東北地方太平洋沖地震の際、

甚大な被害が発生した宮城県石巻市（浸水面積

73km 2

）、

仙台市（同

52km 2

）、福島県南相馬市（同

39km 2

）と比較 すると浸水域は広くないが、浸水深が大きい地域では、

家屋の倒壊を引き起こす可能性が高い。

4.2 津波による廃棄物発生量

津波によって引き起こされる廃棄物の発生量について、

予測・検証されているデータは少ない。以下の式は平山 らの推定式

9

^）である。

津波廃棄物（家屋がれき類）（

t

）＝地震動による家屋が れき量（

t

）＋津波による家屋がれき量（

t

）

地震動による家屋がれき量（

t

）＝木造家屋の面積当た り災害廃棄物発生量原単位

(t/m 2 )

×

1

棟当たり床面積

（m

2 /棟)×（0.85×全壊棟数（棟）＋0.45×半壊棟数（棟））

津波によるがれき発生量（t）＝床上浸水家屋数（棟）

×1 棟当たりの津波による浸水家屋がれき量原単位（t/

棟）

平山は東日本大震災発生後

20

日で廃棄物発生量の推定 値を発表した。その値は現在公表されている廃棄物発生 量とほぼ同等であることから、上記の式は信頼できる結 果を与えているといえる。

津波被害が発生した後、床上浸水家屋数を正確に把握す ることは難しい。そのため、浸水面積からがれき発生量 を簡易的に推計することを目的とした予測式を示す。

津波によるがれき発生量（t）＝1km

2

当たりの木造棟数

（棟

/km 2

）×津波浸水面積（

km 2

）×

1

棟当たりの津波 による浸水家屋がれき量原単位（

t/

棟）

浸水域は全壊とみなし計測するため、浸水深、浸水面積 が大きい場合に正確なデータが得られると思われる。

5. まとめ

東北地方太平洋沖地震は地震動だけでなく、津波や火災、

液状化現象など、二次災害が廃棄物発生量に影響を与え た。中でも大きな被害をもたらしたのは津波であるが、

津波による廃棄物発生量の予測・検証を行ったデータが 少ないことがわかった。

また、廃棄物発生量の予測を行うにあたり、考慮すべき 事項として、旧基準の木造建物の倒壊率の高さや、木造 密集地域の大規模火災の恐れなどの問題点が把握された。

今後、これらの問題点について早急に検討を進めること が重要である。

参考文献

1）北村喜宣：がれき処理,

朝日新聞社 阪神・淡路大震災誌 第

7

章, pp.468-473 ,1996.2

2）宮城県 HP：http://www.pref.miyagi.jp/

3）環境省,沿岸市町村の災害廃棄物処理の進捗状況,2011.12 4）東京都 HP：http://www.metro.tokyo.jp/

5

）内閣府

,

直接的被害想定結果について（参考資料編）

,2006.3 6）島岡隆行,山本耕平：災害と廃棄物問題,災害廃棄物 一般社団

法人廃棄物資源循環学会監修, pp.9-13,2009.3

7）中島正愛：建物被害の分布、特徴、そして今後の課題,阪神・淡

路大震災と地震の予測, pp.64-69,1996.8

8）津波浸水予測図：神奈川県 HP,http://www.pref.kanagawa.jp/

9）平山修久,河田惠昭,小鯛航太,鈴木進吾：東南海・南海地震発生

時の津波廃棄物発生量の推定手法に関する研究,廃棄物学会研 究発表会論文集 第

18

回, pp.249-251,2007.11

＊ ：工学院大学工学部建築学科卒論生

＊＊：工学院大学建築学部建築学科教授 図 10 津波浸水予測図

8

^{）より引用}

表 5 津波浸水面積

9

^{）より作成}

藤沢市 鎌倉市 逗子市 葉山町 横須賀市 浸水面積（km²） 3.23 2.91 3.55 0.68 2.94

東京湾北部地震（被害最大）

7,600,000 , 8%

66,600,000 , 69%

8,900,000 , 9%

13,000,000 , 14%

揺れ 液状化 急傾斜地崩壊 火災焼失

図 9 原因別廃棄物発生量

5

^{）より作成}