調査》台湾には世界初の野外「せき止め湖」実験場　花蓮・馬太鞍の災害対応にどう生かされたか

9月23日午後、台湾・花蓮県の馬太鞍渓谷に低い轟音のような震動が響いた。まず泥流と濁った水が河道でうねり、次の瞬間、見えない壁が黒い泥を押し出すかのように光復の市街地へと襲いかかった。台9線馬太鞍渓橋は短時間で崩落し、堤防は削られ、住宅の窓枠以下は厚い灰泥に飲み込まれた。この「せき止め湖越流」と呼ばれる突発災害は、最終的に十数名の命を奪い、広範なインフラ損壊と長期の浚渫作業を残した。上流には、夏季の豪雨と前年の大地震による度重なる崩壊で積み上がった天然の土石ダム（せき止め湖）があり、強力な台風豪雨によって洪水が堰を越えて決壊した。発生は急激かつ猛烈で、下流の住民が避難や調整を行える時間はわずか数分に限られた。

せき止め湖とは？

せき止め湖とは、山崩れや土石流で河道が塞がれ、上流の水流が遮られて堆積した土石の背後に形成される天然湖のことを指す。人工ダムとは異なり、堤体は緩い土砂が自然に堆積したもので安定性が低く、寿命は短い。せき止め湖の9割以上は1年以内に決壊する。決壊の主な要因は、湖水位が堤頂を超えて越流し浸食が進む場合や、堤体が浸透・パイピングによって空洞化する場合である。決壊が起きれば、湖水は短時間で洪水となり、下流に深刻な土石流や浸水被害をもたらす。今回の花蓮の災害もまさにその典型例だった。

台湾は地震と豪雨が頻発するため、せき止め湖の形成は珍しくない。1999年の921大地震後には10以上のせき止め湖が出現し、2009年の台風8号(モーラコット)では小林村がせき止め湖決壊で381人の犠牲を出した。馬太鞍渓のせき止め湖も、2024年の地震で山腹が脆弱化し、7月の豪雨で大規模崩壊が発生したことにより大量の土石が流入し形成されたものだ。雨季で急速に集水し湖水位が上昇、9月下旬の豪雨で堤体が耐えられず23日に決壊した。

台湾で繰り返されるせき止め湖災害と研究者・陳樹群の挑戦

台湾がせき止め湖災害に直面するのは今回が初めてではない。1999年の921大地震から2009年台風8号(モーラコット)まで、山崩れが河道を塞ぎ、急速に水が貯まり、そして越流決壊するという連鎖は幾度も繰り返されてきた。中興大学水土保持学系の終身特聘教授である陳樹群氏は、山河が崩れ落ち村が消滅する光景を前に、従来の理論研究だけでは現実の時間軸に対応できないことを痛感した。そして彼は現場へと足を踏み入れ、農委会水土保持局（現・農業部農村発展及び水土保持署）と連携し、この連鎖を「制御可能な野外実験場」に移し替える試みに着手した。 （関連記事： 舞台裏》優先順位の差？南部豪雨は即日対応、花蓮・馬太鞍渓せき止め湖氾濫は1週間後　中央政府の初動対応に遅れ、批判高まる ｜ 関連記事をもっと読む ）

陳氏は1991年に中興大学で教鞭を執り、当初は理論モデルや文献研究に専念していた。しかし1996年、台湾を襲った台風9号（ハーブ）が甚大な土石流被害をもたらし、彼の学術人生の転機となった。過去の研究が「机上の空論」に過ぎなかったことを痛感し、実験室を出て災区や農村に入り込んだのだ。それ以来、災害研究のみならず、政府部門と協力して全国500以上の土石流高リスク集落に避難拠点を設け、家庭用防災地図を配布し、住民に避難経路を教える訓練を行い、科学を直接コミュニティに持ち込んだ。

さらに彼は伝統的な水工学の発想に挑戦し、「呼吸する砂防ダム」を設計して特許を取得した。この新型ダムは土砂をせき止めながらも生態系の隙間を残し、魚やエビの自由な回遊を可能にするもので、防災と生態系の両立を模索した。こうした専門的な突破口に加え、彼は水土保持局、科技部、国科会から招聘され、国家災害防救科技センターの坡地災害防治組召集人、同センター監事、科技部（現・国科会）坡地生態環境推進オフィス召集人などを歴任し、政策立案にも直接携わってきた。

世界初の野外せき止め湖決壊実験場

こうした制度的役割によって、陳氏の研究成果は迅速に中央防災システムに取り入れられ、「撤離基準」「橋梁封鎖の判断基準」「監視指標」といった実行可能な行動規範に転化された。そのため、台風8号(モーラコット)で小林村が壊滅した際、中央政府がせき止め湖決壊のメカニズムを理解する必要に迫られた時、陳氏は「決壊過程を制御可能な場で再現する」という実験構想を提示した。そして彼の粘り強い提案によって、中興大学惠蓀林場にせき止め湖決壊実験場が誕生した。台湾が初めて、洪水が「堤頂越流」から「洪水壁」へと進展する過程を科学的に観測できる環境を手にした瞬間である。

惠蓀林場の蘭島渓は実験舞台に選ばれた。ここは勾配が44度を超え、度重なる土石流被害を受けているが集落からは遠く離れており、脆弱性と安全性を兼ね備えていた。さらに重要なのは、大圳があり、水門を通じて水流を調整できる点だった。陳氏は「水圳で放流し人工的に洪水を起こし、せき止め湖決壊を再現できるのではないか」と発想した。2012年、研究チームは蘭島渓に人工ダムを2基設置し初の決壊実験を実施。30分足らずでダムは水流により破壊され、監視装置は水位上昇、パイピング、越流、破口拡大から全面決壊に至る過程を克明に記録した。台湾は世界で初めて、現場でせき止め湖決壊を観測できるフィールドを手に入れたのである。

国際共同研究の場へ

当初、このような実験が成功するかは誰も分からなかった。陳氏は「仲間を集めて担ぐ」しかなかった。科技部が長期補助を提供し、群創光電や奇美電子がハード面で支援、水保局が推進役を担った。台湾大学、交通大学、成功大学の研究者が機材を持ち込み、日本、オーストリア、スイスのチームも加わり、異なる技術が同じ渓谷で相互検証された。

学生たちは実験の中核を担い、無人機の操作、電力管理、水位データの監視を担当した。実験1回で処理するデータは20万枚以上の写真に及び、フラッシュで時刻を同期し、破口の形状、流速、土砂量を統一した時間軸に載せた。失敗は常態で、カメラの浸水、座標のずれ、データの非同期が頻発し、そのたびに翌日にはバックアップ案を再設計せねばならなかった。 （関連記事： 舞台裏》優先順位の差？南部豪雨は即日対応、花蓮・馬太鞍渓せき止め湖氾濫は1週間後　中央政府の初動対応に遅れ、批判高まる ｜ 関連記事をもっと読む ）

研究を学術論文にとどめないため、近年チームは試験日を外部に公開し、NGOや学生、住民を招いて実験を見学させている。

惠蓀林場の決壊実験データ　水保署が防災・避難基準を改定　花蓮のせき止め湖越流とどう関係したのか

この実験と花蓮のせき止め湖越流事件の関連は何か。関係者によれば、歴年の実験チームによる観測成果は中央データベースに完全に登録され、農村発展及び水土保持署と科技部の計画を通じて長期的に蓄積されている。水保署は毎年、実験で得られたデータに基づき、地域の防災手引きや避難地図、避難基準を改定し、これらの基準を中央災害応変センターへ送付。土石流警戒の引き上げ、道路封鎖、強制避難の是非を判断する根拠として活用している。

一方、科技部のプロジェクト報告は定期的に省庁横断の共有プラットフォームに取り込まれ、気象署、農業部の災害防救チーム、中央応変会議が利用する。破口幅、堰高、水位上昇率といった指標を「破口流量」や「洪水到達時間」のシミュレーションパラメータへ変換するためだ。したがって、花蓮のせき止め湖越流を評価する前に、農業部や科技部などの関係機関は既に関連資料を内政部の参考用に抽出していた。

今回は花蓮に役立ったのか　馬太鞍を読み解く3つの鍵

当時の水土保持局長・李鎮洋氏は、試験場の目的を率直にこう説明する。第一に、「堰がどう壊れるのか」を明確にすること。実際の決壊時に堰の目前で科学調査を行える者はいないからだ。第二に、「どれほど速く、どれほど高く」なるのかを、警戒・避難に使えるパラメータへ翻訳すること。第三に、より実務的な観点から「いつ保ち、いつ放つべきか」を考えること。すなわち、工学的対応において「水位低下、導水施設、堰体の補強、斜面安定化」といった手段のバランスを取ることである。これらの発想を制度運用に拡張すれば、警戒基準、避難基準、現地モニタリングを接続し、災後の事後対応にとどめないということになる。

試験は幾つかの要諦を示し、馬太鞍の判断にも有用であった。第一に、瞬間的な水位そのものよりも「水位上昇の速さ」が堤体の運命をよりよく予兆する点である。上昇が速いほど堤体内部でパイピングが進行する猶予が短く、天端越流による侵食と破口拡大の加速段階に早く入る傾向がある。第二に、破口の進化は一般に「単峰」の履歴を示し、初期に破口の横幅拡大と洗掘が急増、最大点で水位低下速度がピークに達し、その後は緩やかに低下して低水位で安定する。第三に、上流・下流が近接する「系列堤」には強い相互作用があり、上流堤が決壊すると短時間で貯留水が下流堤へ「転送」され、後者の貯留期間が圧縮されパイピングの時間も短くなり、天端越流による破壊に直ちに移行しやすい。いずれも、野外・実寸・反復可能な試験でなければ見いだし得ない現象と定量関係である。

試験は幾つかの重要なディテールを示し、馬太鞍の判読に特に有用だった。

其の一：瞬間的な水位よりも水位上昇の「速度」が堰体の運命を予告する。上昇が速いほど、堰体内部でパイピング（浸透破壊）が進行する時間は短く、より早く堤頂侵食や破口拡大加速の段階に入る傾向がある。 （関連記事： 舞台裏》優先順位の差？南部豪雨は即日対応、花蓮・馬太鞍渓せき止め湖氾濫は1週間後　中央政府の初動対応に遅れ、批判高まる ｜ 関連記事をもっと読む ）

其の二：破口の進化は通常「単峰」の履歴を示す。破口の拡幅と洗掘深は初期に急速に増大し、最大値に達した時点で水位下降率がピークとなり、その後は緩やかになって低い水位で安定する。

其の三：系列堰（上流・下流が隣接）には強い相互作用がある。すなわち上流の堰が決壊すると、短時間で貯留水が下流の堰へ「転送」され、後者の貯水期間が圧縮されてパイピングの時間が短くなり、受動的な堤頂越流による破壊に直ちに入りやすくなる。これらは野外・原寸・反復可能な実験でなければ見えない現象と定量関係である。

これらの実験知見を馬太鞍に重ねると、どのような「助け」になったのか。李鎮洋氏は次のように述べる。

第一に、「時間」の把握がより精密になった。秒単位のモニタリングと映像の定量化により、「どの局面が臨界か」「あと何分で不可逆に入るか」という参照曲線が得られ、「勧告避難から強制避難」「橋梁封鎖からエリア封鎖」へ移行する臨界点設定に経験的な基準を与えた。

第二に、「規模」の見積もりに自信が持てるようになった。今回の放出総量について外部推定に差があっても、破口幅、堰高、上流からの流入、貯水盆地の幾何条件を組み合わせることで、洪峰の規模と到達時間を迅速に推定でき、「洪水の壁」を「徒渉可能な浅水」と誤判することを防げる。

第三に、「処置オプション」の利点と欠点をより早い段階で議論できる。米陸軍工兵隊がセント・へレンズ火山のせき止め湖で行った先例のように、涵管や副ダムで事前に放流を制御し、堤頂の受動的な越流を避ける。この「水位低下×導水」の連携こそ、実験が抽出した中核的な減災ルートである。

監視データだけでは不十分　通報と行動こそがカギ

ここ数年に蓄積された知識も、現場によっては「役に立たない」場合がある。最大の制約は地形や気候がもたらす「時間定数」だと、李鎮洋氏は指摘する。惠蓀の人工堰は研究チームが層ごとに締固め、意図的に構造を制御して築かれており、天然堰の形態を模したとはいえ、実際の山崩れで堆積した脆弱な土石よりは安定している。しかし馬太鞍の堰体は、地震後に脆弱となった崩積物で構成され、孔隙が大きく粒子が細かいため、滲透やパイピングが起きやすく、寿命は短く決壊は突然で、基盤岩による支えもなく、最も不安定なせき止め湖タイプであった。

李氏によれば、上流の集水域が強力な台風の外縁環流で急激に増水し、天然堰の地質が脆弱かつ堤頂が低い場合、システムは1時間も経たずに「安定蓄水」から「堤頂侵食―破口加速―洪水の壁となって流出」へ移行する可能性が高い。実験によっても、水位の急上昇から堤頂越流、破口拡大、全面崩壊までは30分程度しか要さないことが示されており、今回の馬太鞍渓の決壊はまさにその過程を再現する形となり、住民に残された避難時間は極めて短かった。 （関連記事： 舞台裏》優先順位の差？南部豪雨は即日対応、花蓮・馬太鞍渓せき止め湖氾濫は1週間後　中央政府の初動対応に遅れ、批判高まる ｜ 関連記事をもっと読む ）

さらに李氏は、たとえモニタリングデータがあっても、警戒発令から実際の避難には通報、動員、交通、施錠確認といった手続きが必要であり、情報は中央から地方を経て住民に伝わるまで多層的な伝達を経る。そのため、実際に住民の耳に届いた時には洪水が既に襲来していることも多い。今回の災害では、中央と地方の体制において避難時点や警告のタイミングにずれがあり、「知識―制度―行動」の断絶が露呈した。また、実験は多くの場合単一の水理要因を対象とし、人工洪水で侵食過程を再現するものだが、馬太鞍では地震による脆弱化と豪雨侵食が重なり、斜面の崩落が続いて堰体に新しい土石が補給され、不安定性が増し決壊を加速させた。このような複合災害効果は実験では完全に再現できないと指摘した。

「知っていても間に合わない」　惠蓀実験が目指すのは工学言語から防災言語へ

李氏が言う「実験を統治に持ち込む」とは、単なる工学用語の翻訳ではなく、分野横断的な連携作業である。惠蓀の実験では当初から「見えないものを見えるデータにする」ことを徹底。堰体内部には三軸センサーを埋設して掘削の瞬間を捉え、ドローンやLiDARで秒単位の破口形態を復元。発泡スチロール球を映像追跡して流速を測り、ストロボで複数カメラの映像を同期させた。こうした煩雑な校正作業により、土砂量、流速、破口幅、堰高の関係が同一時間軸で突き合わされ、数学モデルの検証が可能になった。現場に導入すれば、リアルタイム降雨や河川水位を「数分後の破口拡大速度」へ変換し、山壁の微震信号を「新規崩落の発生有無」へ転換できる。これは工学現場の言語であると同時に、防災対応拠点に不可欠な言語でもある。

しかし、馬太鞍の現実は「知っていても間に合わない」ことを突き付けた。だからこそ、中興大学チームは教育や市民とのコミュニケーションに力を入れ、民間防災、NGO、地域コミュニティ、学校に野外決壊実験を見せることで「時間への畏れ」を地域の直感とする努力を重ねてきた。山岳道路網の脆弱さ、堤防高の不足、避難施設の欠如、高齢者が1階に住む現実。システムのどの弱点も洪水の突破口となり得る。唯一不確実性を減じる手段は、早期動員とより保守的な基準値である。

政策面への示唆　「保つ・使う・壊す」を議論のテーブルに

実験がもたらすもう一つの価値は、「堰を残すのか、利用するのか、撤去するのか」という議論を早期にテーブルに載せることである。李氏は、天然堰は一律に撤去すべきでも、残すべきでもないと強調する。短期的には沈砂・洪水緩和のバッファーになり得るが、中長期的には堰体の脆弱性や流入の不安定さからリスクとなる。国内外の事例を見ると、涵管による先行放水、臨時の放流設備での導水、下流側に防砂ダムを設置して堰脚を安定させるなど、工学的解は一つではない。重要なのは「モニタリング―リスク基準―処置オプション―避難戦略」を一体化した演習可能なSOPとして整備し、新データで定期的に修正することである。

馬太鞍の教訓　時間への畏敬、データへの誠実、人命への保守

今回の馬太鞍渓の被害は、制度の「最後の一マイル」を露呈した。警報は頻発したが遅れ、指揮系統は現場と乖離し、災後は泥が腰まで積もる中で捜索と清掃が同時進行。軍警消防に民間ボランティア、労働会社、外国人労働者が並んで泥を掻き出す光景は胸を打つと同時に、台湾が平時に頼る社会動員力が極端事象にはなお逼迫する現実を示した。これらの経験を実験と制度にフィードバックすれば、次回は「分単位の避難」から「時間単位の疎開」へと前倒しできる可能性がある。

李氏にとって、惠蓀試験場は「学術論文」のための野外舞台ではなく、山河の気性を社会が行動可能な言語へ翻訳する場である。せき止め湖の寿命が短いこと、堤頂越流が臨界点であること、系列堰が連鎖危機を早めることを「知識」から「行動」へと転換するためには、優れたセンサーやモデルだけでなく、平時の避難訓練、橋梁封鎖の即断、保守的基準の制度化が必要である。極端気候が台湾を土砂崩れや洪水と繰り返し対峙させるなか、住民が本当に頼れるのは、時間への畏敬、データへの誠実、人命への保守なのである。

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編集：柄澤南 （関連記事： 舞台裏》優先順位の差？南部豪雨は即日対応、花蓮・馬太鞍渓せき止め湖氾濫は1週間後　中央政府の初動対応に遅れ、批判高まる ｜ 関連記事をもっと読む ）

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