貝殻を活用した「粘り強い河川堤防」

実規模のり面で越水時侵食抑制効果を検証

技術概要

　近年、線状降水帯に伴う豪雨災害が激甚化・頻発化し、河川堤防の決壊が増加しています。令和元年台風19号における全国142箇所の堤防決壊のうち、86％は越水による侵食が主要因であると報告されています。国土交通省は、越水後の堤防決壊までの時間を少しでも長くし、避難までの時間を確保するための「粘り強い河川堤防」の技術開発目標として、越流水深0.3 m、越流時間3時間を提示しています。

　越水時の堤防侵食等への対策としては、全面被覆型の堤防や堤防の嵩上げが考えられますが、経済面や用地面を考慮した、対策範囲が小さい表面被覆型堤防が有効と考えました。

今回実施した実規模法面による越水実験（図1および図2）では、越流水深0.3 m、越流時間3時間に加えて、越流流速3 m/s超を満足する条件で、傾斜水路に敷設した表面被覆型のシェルネット型侵食抑制工における破砕貝殻層の越水時侵食抑制効果の確認を行いました。

図１　実規模大の越水実験の全景

(a)上部（法肩部）付近

(b)傾斜水路部

図２　傾斜水路の越流水の状況

(a) 越水前の初期状態

(b) 越流水深0.3m、越流時間3時間後の状態

写真１　越流水深0.3m、越流時間3時間後の破砕貝殻層表面高さの変化量

技術の特徴

1

シェルネット型破砕貝殻層は侵食率が最大でも20%程度（図3）で、表面被覆型として越水時の侵食抑制効果が十分得られており、「粘り強い河川堤防」の技術開発目標をクリア^*1)しています。
2

シェルネット型侵食抑制工における破砕貝殻層は、通常時には上部に位置する覆土層との保水性の違いを活かしたキャピラリーバリア層を構成し、堤防内への雨水浸透抑制効果を発揮します。
3

ホタテ貝殻の重量の約43%は、CO₂であることから、法面浅層部に埋設することでCO₂の地中固定化も可能な材料です。

※1)本技術は、飛島建設と茨城大学との共同研究成果です。また、今回は、表面被覆部の侵食に着目した実験であり、盛土本体の安定性については、現在検証実験中です。

図3　越流水深0.3m、越流時間3時間後の破砕貝殻層表面高さの変化量

従来工法との比較、長所

　「粘り強い河川堤防」には、表面被覆型、自立型などの構造がありますが、本技術のターゲットである表面被覆型の場合、国土技術政策総合研究所等の技術資料（案）には、「吸出し防止材＋覆土」および「ブロックマット+覆土」の構造が示されています。

　現在、施工性や安定性を確保できる河川堤防の構造を、各機関が開発している段階です。
本技術は、環境に優しく、施工性に優れた軽量の破砕貝殻を覆土材として活用することで「粘り強い河川堤防」の実現を目指しています。

主な適用範囲

・洪水時の越水対策が必要な堤防裏のり面への適用

Keyword

関連資料

ニュースリリース：貝殻で補強する「粘り強い河川堤防」実規模法面で越水時侵食抑制効果を検証
(https://www.tobishima.co.jp/press_release/detail/20240725142226.html)

関連技術

関連論文

根本嵩也，小林薫，松元和伸，武田茂樹，孫冉：実規模堤防裏法面浅層部に敷設した破砕貝殻層の越水時侵食抑制効果に関する実験的研究，河川技術論文集，第 30 巻，pp.179-184，2024.6
小林薫，井上恵天，高橋和真，辻勲平，根本嵩也，松元和伸：越流時の透水性表面被覆工下に位置する堤体の安定性に関する解析的検討，河川技術論文集，第 31 巻，pp.187-192，2025.6

貝殻を活用した「粘り強い河川堤防」

技術概要

技術の特徴

シェルネット型破砕貝殻層は侵食率が最大でも20%程度（図3）で、表面被覆型として越水時の侵食抑制効果が十分得られており、「粘り強い河川堤防」の技術開発目標をクリア*1)しています。

シェルネット型侵食抑制工における破砕貝殻層は、通常時には上部に位置する覆土層との保水性の違いを活かしたキャピラリーバリア層を構成し、堤防内への雨水浸透抑制効果を発揮します。

ホタテ貝殻の重量の約43%は、CO2であることから、法面浅層部に埋設することでCO2の地中固定化も可能な材料です。

従来工法との比較、長所

主な適用範囲

シェルネット型破砕貝殻層は侵食率が最大でも20%程度（図3）で、表面被覆型として越水時の侵食抑制効果が十分得られており、「粘り強い河川堤防」の技術開発目標をクリア^*1)しています。

ホタテ貝殻の重量の約43%は、CO₂であることから、法面浅層部に埋設することでCO₂の地中固定化も可能な材料です。