成瀬ダムの「地質・地盤」問題を専門家に聞く（前編）

（１）ダムの建設可否を調べる場合に，地質についてはどのようなところに注目して調べているものでしょうか？

　調査の目的は２つあります．一つは適地選定のための調査，２つ目は施工のための調査です．まず後者からいうと，これは建設を前提とした調査，つまり施工法や経費などを検討するための調査で，かなり詳しくやります．もちろん建設の前から調査は始まりますが，かなりの部分は工事と並行しておこなわれます．これは着工後の方が露頭が広がって，正確な地質図を描きやすいという事情があるからです．また，設計変更やトラブル時の対応をとりやすいということがあります．
　ところで，問題は前者です．ふつうは既存の資料から適地を選定しますので，可否を判断するための現地調査はせいぜい踏査程度です．本来はこの段階での調査をきちんとやるのが筋だと思います．そういう点では今回のアセス段階でのボーリング調査は異例といえますが，しかしとても充分な調査内容とは言えません．
　ダム建設の場合，一番問題になるのはやはり「破砕帯」の存在です．破砕帯というのは，断層運動によって岩盤がぐしゃぐしゃに砕片化した構造をいいます．破砕帯は，水の通りやすい通路となってしまうのでダム湖からの漏水の原因となったり，支持強度が弱いために岩盤や水や堤体の重量を支えきれずに堤体の破壊につながる危険性があるからです．ですから，ダムの地質調査ではこれが最大の眼目となります．
　次が活断層です．アメリカでは活断層の真上にもダムが建設された例があると聞いています．しかし，これは国土の違いを考えれば日本では真似のできない芸当です．つまり，アメリカのこれらの例は初めから壊れることを前提としているということです．活断層が次にいつ動くかの予測が可能であって，その時にはもうそのダムは役割を終えているか寿命に達している．あるいは，ダムが万一破壊されても人身や財産に災害が及ばないような場所にある，といったことが約束されているからできることなんです．日本ではまず通用しません．

（２）地元の人からは，「断層があるのはわかるが，活断層とは限らねべ」という声を聞きます．火山の場合は活火山，休火山，死火山というような分類があると思うのですが，断層についてもそのような分類が出来るのですか？「成瀬川断層」が活断層であるという確かな証拠はあるのでしょうか？

　活断層は活火山に相当すると考えてよいでしょう．しかし．活火山の活動周期が十年から百年オーダーであるのに対し，活断層の場合は千年から万年オーダーですからその判定が難しいという事情があります．「成瀬川断層」は第１級の地質断層（地質時代に活動した断層）ですが，それが活断層として再活動しているかどうかについてはまだ充分な研究がおこなわれていません．しかし，『日本の活断層』（東大出版会）によれば，「成瀬川断層」とほぼ同じ位置に活断層の存在が指摘されています．確実度は�V（確実性が最も低いランク）です．これは活動度が低いという意味ではなく，活断層であるかの判定にまだ検討の余地があるという意味です．今後の研究によってさらに確実度が上がる可能性があります．「成瀬川断層」の北方延長には，1896年陸羽地震の震源となった「川舟断層」や「割倉山断層」などの活断層帯が南北に連なっています．私は，「成瀬川断層」も大局的にみてこれら一連の活断層帯の一部とみなすべきではないかと考えています．

（３）（２）に関連して，ダム予定地の下流の大柳地区などは地すべり地帯となっています．こうした地すべりは，大地が動いている証拠と診ていいですね？　大地が動いているとすれば，その断層は活断層であると認定していいでしょうか？

　一般的にいって，これほどの大規模な地すべり地帯は構造性のもの，つまり活断層や活褶曲の活動にともなって形成されたとみていいと思います．脊梁山脈の東縁あるいは西縁にいくつか同様の地すべり地帯があるのですが，いずれも活断層の存在に関連しています．例えば，横手盆地の東縁や雫石盆地西縁の地すべり地帯がその代表です．“大地が動く”という意味についてですが，地すべりの動きは活断層と直接に連動したものではなく，活断層の運動によって生じた不安定な地形が地すべりを引き起こしているということです．活断層は深さ数十キロにもおよぶ現象ですが，地すべりはごく表層部での現象です．

（４）秋田県南地区では明治年間の大地震がありました．また1970年の秋田県南東部地震がありました．「成瀬川断層」に関連した直下型地震が近い将来起こるという確率はどの程度のものでしょうか？

　1970年の地震の震源断層にぴたり一致する活断層はまだ確認されていません．しかし，大局的には「川舟断層」から南に連なる活断層帯（先述）の延長上，言い換えれば，「成瀬川断層」の北方延長付近で起こった地震です．よく誤解されている方がいるのですが，「活断層がないからそこでは地震は絶対起こらない」という認識は間違っています．活断層がなくても地震は起こっています．なぜかというと，それは，たまたま活断層が見つかっていない，あるいは断層変位が地表まで達していないということにすぎないからです．ですから，「成瀬川断層」が活断層としての確実度が低いといっても，それは地震が起こる可能性が低いということを意味しません．繰り返しになりますが，大局的な構造からみるとやはり「要注意」の場所と言えましょう．可能性の大きさについては，残念ながら，まだ確率という具体的な数字で表現できるところまでは地震学全体のレベルが達していません．

（５）ダムと地震という問題を考えるとき，ダムにどのような力が掛かるのかという問題によってダムの型式などに影響が出てくると想像します．一番恐いのはどういう場合でしょうか？

　まず，断層運動や地震力そのものによる堤体の破壊です．前者については，活断層が存在しないことが絶対の条件です．後者については，どれくらいの震度に耐えうるか国の基準にしたがって設計（強度計算）をおこないます．これまで，地震力そのものが原因となって甚大な被害を及ぼしたという例はありません．もちろん，小規模な亀裂や漏水災害の報告はいくつもあります．
　むしろ心配なのは湛水による影響です．ダム湖への湛水によって地震が誘発されるという現象が世界各地から報告されています．そのメカニズムについては，湖からの浸透水によって地殻浅部に大きな間隙水圧が発生し地殻の強度が低下することによって起こる，ということが分かっています．大抵は被害を伴わない群発性の小さな地震のことが多いのですが，もし近傍に活断層が存在する場合にはマグニチュードの大きな直下型地震の発生に至ることがあります．大規模な山体（御岳火山）崩壊と土石流災害を引き起こした「1984年長野県西部地震(M6.8)」がその典型で，この地震の震源域の近傍に建設された牧尾ダムがその引き金になったといわれています．湛水開始の数年後から群発地震が起こり始め，ついには84年の大地震に至ったのです．本地域も新しい火山噴出物を背後にかかえているということもあり，似たような状況下にあるといえるかもしれません．

（６）1970年の地震のとき，村内の墓の多くが北または北東の方向に倒れていたということです．このことから何かわかることはありませんか？

　墓石が北ないし北東に倒れたということは，地盤が南ないし南西に動いたということを示します．地盤の動きの向きについては，２通りの場合があります．震源近傍の場合は断層の動きを反映し，遠い場合はＳ波（横ゆれの地震波）の振動方向を反映します．70年地震の震源メカニズムについては詳しい研究がなされていますが，その結果が示すいずれの場合の地盤の動きとも一致しないようです．もし当時の記録が残っているのであれば再検討してみる必要があるかもしれません．

（７）「破砕帯」というのはちょっとした大地のひび割れ程度のものかと思っていましたが，かなり大きく深刻なものがあるようですね．素人でもイメージできるようなご説明をいただきたいのですが…．

　地下の岩盤は常に力を受けています．そして，時間とともに歪みも大きくなってゆきますが，歪みがある限界値を越えると岩盤はズレ破壊を起こします．これが「断層運動」という現象です．また，この時に放射される振動波が「地震波」というわけです．さて，「破砕帯」というのは，断層運動によって岩盤がこすれ合ったりぶつかり合ったりして，細かく破砕された構造をいいます．なぜ「帯」かといいますと，この破砕作用は岩盤全体で起こるのではなく，ある狭い帯状のところに集中して起こるからなんです．「帯」といっても，幅がセンチ・オーダーのものからキロ・オーダーの大規模なものまであります．ふつう目にするのは１〜数メートル幅のものが多いですね．「破砕帯」の内部は岩石がいろいろなサイズに砕片化されて，未固結な状態になっています．細かなものはさらに変質作用が加わってぬるぬるに粘土化してしまいます．したがって「破砕帯」は，周囲の岩盤に比べて支持強度が極端に小さい，崩れやすい，隙間が多く地下水の通路になりやすい，などといった特徴をもっています．ですから問題になるわけです．「破砕帯」の存在はダムの完成後だけでなく工事中にも大きな障害になります．そのために工事が何ヵ月もストップすることもあります．

（８）「ダム湖からの浸透水によって地殻浅部に大きな間隙水圧が発生しやすい地盤」「破砕帯」「流れ盤」などの存在を確かめる調査技術はあるわけですね？

　間隙水圧については岩盤の種類による差はあまり問題となりません．むしろ，湛水量の大きさや貯水位の急激な変動などが問題となります．「流れ盤」という言葉をよくご存知ですが，これは破砕帯や地層面などが地形の傾斜とほぼ平行な緩傾斜の弱面をもつ地盤構造のことをいいます．ダムサイトやつけ替え道路などダム工事にともなう地形の改変によって，人為的な地すべりを引き起こす厄介な代物です．実際，福島県の日中ダムでそのようなことが起こりました．また，ダム湛水によって大規模な地すべりが引き起こされた例もあります．1963年，イタリアのバイオントダム湖の左岸側の山体が１kmに亘って地すべりを起こし湖に流れ込んだため，大津波を発生させました．この津波によって数千人もの命が奪われました．これは，湛水による間隙水圧の発生と地盤構造という２つの要因が重なったことによると考えられます．
　こうした「流れ盤」や「破砕帯」の問題は，はじめにも言いましたようにとても重要なことがらですから，かなり丹念に調査をおこないます．しかし，しばしばその本数の割には意味のないボーリングがおこなわれていることがあります．どういうことかといいますと，ボーリングといえばふつうは垂直に掘る「直掘り」がほとんどです．掘るのに楽だからです．ところが，破砕帯はその傾斜が立っている場合が多いのです．すると，「直掘り」ではそれを探知できる確率が極めて低くなります．確率を上げるために，「水平掘り」や「斜掘り」という技術がありますが，この掘り方はテクニックとコストを要し，またリスクも大きいのです．だから現場ではあまり歓迎されません．といったような現実があります．
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（つづく）

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