2019年10月14日月曜日

武蔵小杉駅付近の浸水について考えてみた(1)

編注:10月16日、下記報道を受け、赤字、見せ消し部分を修正。
 台風１９号 都市型水害の脅威、タワマン浸水 原因は“逆流”(TBS NEWS)
→修正を予定していた箇所は、川崎市上下水道局から発表のあった資料
　を受けて、別途記事を起こしたため、上から修正した所は元に戻した。



　2019年10月12日、台風19号の上陸に伴う記録的な豪雨に伴い、武蔵小杉駅(川崎市中原区)付近では浸水が発生した。現地付近では、多摩川の堤防そのものからの越流が確認されたわけではないのに浸水被害が発生し、大きな話題となった。翌13日にJR横須賀線が運転再開する際は、この浸水被害に伴い、武蔵小杉駅をすべての列車が通過することになった。
　本稿では、この浸水被害がどのようにして発生したか、インターネットに公開されている各種データを用いて「推測」を試みる。普段投稿している記事とは毛色が異なることを、どうかお許しいただきたい。
図1 横須賀線武蔵小杉駅。このアンダーパス付近が最も低くなっている。

　※本稿で「標高」を表す際は、断りが無い限り、T.P.標高(東京湾平均海面高(T.P.)を基準(0m)とした高さ)を用いる。

　河川の堤防からの越流ではないにも関わらず浸水被害が発生するとき、真っ先に疑われがちなのは「下水道管の流下能力不足」である。下水道は原則として市町村の事業であり、川崎市もその例外ではない。川崎市の場合、「公共下水道台帳施設平面図」はインターネットを通じて閲覧でき、筆者自身も読者の皆様も、下記のリンクを通じて情報を手に入れることが出来る。

図2 川崎市公共下水道台帳施設平面図(一例)
図3:武蔵小杉駅付近下水道管流下方向
武蔵小杉駅付近の下水道管は、図3中の「主要地方道2号東京丸子横浜線」(要は綱島街道)を境に系統が分かれている。このうち北西側は図3(赤矢印)のようなルートをたどって多摩川に放流されている。一方、南東側の系統は、東海道新幹線・横須賀線の線路をくぐった上で南東方向に流下し、ガス橋付近の「丸子ポンプ場」を経て多摩川に放流される。なお、ここで言う「ポンプ場」 は、放流先の多摩川より下水道管が低い位置にあり、下水を汲み上げる必要があるため設置されている、と考えていただければと思う。

　さて、川崎市の下水道管は、市内のおおよそ西半分が分流式、東半分が合流式となっており、武蔵小杉駅付近は合流式である。分流式は「雨水と汚水を別々の管で流す」、合流式は「雨水と汚水を同じ管で流す」方式である。 赤い矢印で示した系統は多摩川に向かって進んでいるが、雨水も汚水も混ざった管渠であり、これをそのまま川に流して良いのか?という疑問が浮かぶであろう。ここで、図3で赤い矢印が川に流下する直前で、茶色の矢印が分岐しているのにご着目願いたい。分岐箇所付近を拡大したのが図4である。
図4: 山王排水樋管付近拡大図
川に流下する直前で、別系統の管(茶色)が分岐しているのだが、汚水を茶色の矢印へ、雨水を多摩川の方向へ分岐するような構造のマンホール(分水人孔)が設置されている。マンホールだけで雨水と汚水を完全に分離できる訳ではないのだが、おおむね以下のような仕組みになっている。
　○汚水の流下先を、雨水の流下先と比べて低くする。
　○晴天時は、全ての下水が汚水側に流れる。
　○雨天時は、汚水側の流下先が満杯になるので、あふれた分を雨水として多摩川に放流する。
　このような仕組みで、生活排水がそのまま多摩川に流入しないよう工夫がされている。ただし、雨天時にはどうしても生活排水が多摩川に向かって流れてしまうので、雨の日には洗濯機の使用を控えるなど、生活排水をなるべく出さないのが(本来は)望ましい。
　なお、この茶色の矢印の管をたどると、図3の緑色の矢印に合流するため、綱島街道で東西に分かれていた系統は、(西半分の雨水を除き)結局のところ両方とも丸子ポンプ場に流れ着くことになる。

　ところで、雨水を多摩川に放流する管の高さは図4に記した通り、管底で1.697mであるが、10月12日の多摩川の水位は10mを超えており、川の水位の方が高い。このままでは多摩川の水が下水道に向かって逆流してしまう。そこで、この樋管は河川水位が上昇した際に、ゲートを閉められるようになっている。ゲートを閉めることによって、多摩川の河川水位が上昇しても、直ちに下水管に向かって逆流しないようになっていると考えられる。
図5: 山王排水樋管付近。ゲートは多分閉まっている。
さて、多摩川の水位が下がり、列車が運転再開したのを見計らって、筆者自身でこの付近の様子を見に行ったのだが、 この樋管のすぐ上流側に当たる道路で、大規模な噴泥(図6)が発生していた。 ゲートを閉めることで、多摩川の水が直ちに下水管に向かって流入することは防げたが、その上流側の道路では、結果的に下水が溢れ、道路や近所の家屋が被害を受ける結果となった模様である。

図6:山王排水樋管のすぐ上流の道路。
例えば、多摩川上流で豪雨が発生し、下流(川崎市)が晴れている場合、ゲートを閉めても川崎市側の下水管に影響は無い。なぜなら、川崎市側が晴れている場合、下水は先ほど述べた「分水人孔」を経由して別の系統へ流下しており、ゲートにはそもそも下水が流れてきていないからである。
　しかし、多摩川の水位上昇と川崎市の豪雨が同時に起こると話が変わってくる。ゲートを閉めることにより、多摩川から下水管に向かって水が逆流することは防げるが、同時に河川に放流するはずの雨水が行き場を失うことになるからである。流れて来る水を無理矢理せき止めると、水が運動エネルギーを失うため、その分水位が上昇し、多くの場合はマンホールから水が吹き上げる。排水樋管付近での溢水は、このようにして起こった可能性が否定できないように思う。
　念のため、河川水位の上昇と、現地付近の雨量について調べたのが表1である。あまりに長いので、詳細は文末に回したが、10/11 13:00～10:13 0:00の約一日半の間に、累積約200mmの降雨が観測されたことになる。
　さて、山王排水樋管を閉鎖したとして、この部分を流れるはずの雨水はどこに向かうかと言えば、図3の示すように、最終的には緑色で示した系統と一体化して「丸子ポンプ場」にたどり着く。丸子ポンプ場の時点では、下水管の高さが0mを下回り、このままでは多摩川に流すことが出来ないため、ポンプを用いて下水を揚程している。また、汚水を加瀬水処理センター(矢上川(鶴見川支流)沿い)方面に圧送するための加圧・揚程の役割も併せて担っているものと思われる。なお、雨水と汚水の分離方法は不明であるが、上記で述べた分水人孔と同様の仕組みを用いているものと思われる。
図7 丸子ポンプ場付近概要
図8 丸子ポンプ場(車道の左側)
ところで、このポンプ場から多摩川に放水するための樋門だが、写真(図8)から明らかなように、ここも10月12日時点の多摩川の水位(約10m)より低いため、多摩川からの雨水逆流を防止する観点からは、頃合いを見計らって閉鎖せざるを得ないだろう。残る選択肢は、流入してくる雨水を無理矢理、加瀬水処理センターに向かって圧送することだが、鶴見川も氾濫する危険がある状態で、全量を圧送するという選択は難しいように思う。
　これらの状況を考慮し、以下では、丸子ポンプ場の機能をやむを得ず絞り込んだ、又は停止した状態を仮定して筆を進める。この仮定の下では、丸子ポンプ場の上流側は、雨が降っても下水管の中に入るだけで、下水が流れない状態になる。約一日半で200mmもの降雨を観測している以上、すべての降雨を下水道管の中に貯留するのは、下水管の体積からして非現実的である。このような場合は、非常に大雑把に言って標高の低い個所から順に下水管から溢れることになるだろう。
　そこで、中原区内の現況の標高を、基盤地図情報(https://fgd.gsi.go.jp/download/menu.php)からダウンロードしたデータを用いて図示してみる。
図9 武蔵小杉駅付近標高現況(河川を除き、50cm単位に段階分けして着色)
この標高データは高さが1cm単位、平面方向では5mメッシュと、(データが合ってさえいれば)非常に有用な資料である。武蔵小杉駅付近で見ると、横須賀線を道路がくぐる箇所(図1付近)の標高が最も低い。この箇所で道路の高さ制限3.8mを確保しようとすると、武蔵小杉駅付近の再開発エリアは、北西から南東に向かって緩やかな下り坂を描くことになり、実際の地形も概ねそうなっている。東横線と横須賀線に挟まれた区域のうち、横須賀線の駅近辺は他と比べて標高が低く、今回のようなケースでは影響を受けやすいことが分かる。
　南武線沿いの幹線道路(通称「南武沿線道路」)の噴泥による被害は深刻で、場所によっては通行止めが発生していた。鉄道(JR南武線)が運転出来て、並行道路が通行止めになる、というのは、筆者にとっては極めて珍しい例である。しかし、東横線より西側は、砂が堆積する程度で、駅東側ほど被害は大きくなかった。このため、図9で言うところの黄色と黄緑色の境界付近まで、溢水の被害が出ていたものと推測する。(※あくまで推測なので、当てにならないと思います。本当に。)
図10 南武沿線道路(東横線以東)の被害状況。
 　
図11 向河原駅で砂を被る南武線。電車は動いていた。
 　

　最後に、川崎市が発行したハザードマップについて述べようと思う。ハザードマップは市のホームページ
で容易に入手可能であり、台風に伴う災害に備えて、市からも再確認するよう情報提供・注意喚起があったようである。堤防からの越流時の被害について強く警戒するよう記載があるが、内水氾濫(例えば、今回のような下水道管からの溢水)については、大きくは取り上げられていないように感じる。もっとも、堤防破堤のようなケースでも、標高の低いところほど被害が大きくなるので、「標高が低い地区ほど警戒が必要」という、ハザードマップの方向性そのものは正しいように思う。
図12 川崎市が発行しているハザードマップの裏面(抜粋)

　これまで長々と書いてきたが、大雑把にまとめると以下のようになる。

○武蔵小杉駅から流下する雨水は、普段は多摩川に放流することになっているが、今回は多摩川の水位が高く、放流できなかったと考えられる。多摩川の水位上昇と、川崎市内での大雨が同時に発生したことが原因である可能性が否定できない。

○多摩川への放流が不可能となった際、丸子ポンプ所から矢上川(鶴見川支流)沿いにある水処理センターに送水しようにも、鶴見川が氾濫する危険性から、選択は困難であったと考えられる。多摩川の水位上昇と、鶴見川の水位上昇が、同時に発生したことが原因である可能性が否定できない。

○このような状況下では、標高の低い所ほど、内水氾濫が発生する可能性が高いものと思われる。武蔵小杉駅付近のいわゆる再開発エリアは、他と比べて標高が低いため、この影響を受けやすいものと考えられる。

　なお、今後同じような被害を防ぐにはどうしたら良いか、という観点も当然必要であろうが、今回色々調べる限りでは、広域的に論ずる必要があるように感じた。まして、門外漢の筆者から「こうすべき」という提案は出来ないと考える。ただ、川への排水が不可能な状況下で内水氾濫を防ごうとすると、何らかの形で「暫定貯留施設を作る」という方向性にならざるを得ないのでは、と感じる。

　以下は、筆者が筆を進めて行くにつれ、調査不足を痛感することになった項目である。今後の課題としたい。
・図9を見ると、向河原駅以南の川沿いの地域は、武蔵小杉駅よりさらに標高が低いの　で、この部分についても本来は現地調査すべきであった。
・山王排水樋管を閉めたとして、それが「いつ」であったかによって噴泥被害の状況が変わる可能性がある。しかし、今回調査した範囲では、そこまで踏み込んで考察出来なかった

　今回は、鉄道とあまり関係ない方向で記事を書いてみた。今後同様の被害が生じないことを願い、少しでも役に立つことが出来れば幸いである。


以下資料

表1:多摩川の河川水位と累積降雨量
日付 多摩川水位(m)
(田園調布(上)水位観測所、TP)		 アメダス(日吉)1時間降雨(mm)
※カッコ内は10/11
13時からの累積
2019/10/11 13:00 2.14 0.0(0.0)
2019/10/11 14:00 2.13 0.5(0.5)
2019/10/11 15:00 2.15 0.5(1.0)
2019/10/11 16:00 2.20 0.0(1.0)
2019/10/11 17:00 2.25 0.0(1.0)
2019/10/11 18:00 2.26 1.0(2.0)
2019/10/11 19:00 2.19 1.0(3.0)
2019/10/11 20:00 2.21 1.0(4.0)
2019/10/11 21:00 2.24 0.5(4.5)
2019/10/11 22:00 2.29 0.0(4.5)
2019/10/11 23:00 2.46 2.5(7.0)
2019/10/12 00:00 2.53 4.0(11.0)
2019/10/12 01:00 2.60 1.0(12.0)
2019/10/12 02:00 2.69 0.5(12.5)
2019/10/12 03:00 2.76 1.5(14.0)
2019/10/12 04:00 2.91 4.5(18.5)
2019/10/12 05:00 3.04 1.5(20.0)
2019/10/12 06:00 3.18 12.5(32.5)
2019/10/12 07:00 3.16 9.5(42.0)
2019/10/12 08:00 3.19 10.0(52.0)
2019/10/12 09:00 4.08 11.0(63.0)
2019/10/12 10:00 4.75 13.0(76.0)
2019/10/12 11:00 5.37 6.5(82.5)
2019/10/12 12:00 5.77 4.0(86.5)
2019/10/12 13:00 6.18 11.0(97.5)
2019/10/12 14:00 6.88 19.5(117.0)
2019/10/12 15:00 7.73 10.0(127.0)
2019/10/12 16:00 8.86 17.0(144.0)
2019/10/12 17:00 8.91 3.5(147.5)
2019/10/12 18:00 9.37 11.0(158.5)
2019/10/12 19:00 9.82 10.0(168.5)
2019/10/12 20:00 10.06 7.0(175.5)
2019/10/12 21:00 10.26 7.5(185.0)
2019/10/12 22:00 10.72 12.5(197.5)
2019/10/12 23:00 10.77 3.0(200.5)
2019/10/13 00:00 10.45 0.0(200.5)
河川水位、時間雨量はそれぞれ以下から引用した。
投稿者 時刻:

0 件のコメント:

コメントを投稿

登録: コメントの投稿 (Atom)