地下鉄システムの洪水リスクはどのように軽減できるか?

a subway service notice explains to travellers that the service is suspended due to flooding
Subway stations in New York were recently inundated with water following heavy rain.Image: REUTERS/Jonathan Oatis
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  • ニューヨークの地下鉄駅は、大雨の後に最近も水に浸かりました。

  • 今年は、ロンドンや中国の鄭州(ジェンジョウ)など、他の主要都市でも同様の事態が起きています。

  • 地球物理学者で洪水の専門家であるクラウス・ハンス・ヤコブ氏が、沿岸部の地下交通システムにおける洪水リスクと、都市計画立案者にできることについて解説します。

ニューヨークの地下鉄駅は水に浸かり、大雨の影響を受けました(2021年9月1日)。しかし、こうした事態はビッグアップル(ニューヨーク)だけの問題ではありません。この1年間で、ロンドンやロンドン、中国の鄭州など、他の主要都市でも同様の光景が見られました。

ニューヨークの地下鉄網を、2012年のハリケーン・サンディの前後で分析した地球物理学者で洪水の専門家のクラウス・ハンス・ヤコブ氏に話を聞きました。氏は、2012年のハリケーン・サンディの前後の状況を踏まえ、沿岸部の地下交通システムが直面している、現在進行中かつ増大しつつある洪水リスクや、都市計画立案者が備えと防護のためにできることについて語りました。

大規模な地下鉄の冠水は増えているのでしょうか。もしそうなら、その理由は何でしょうか。

ニューヨークでは、ここ1か月ほどの間に地下鉄の冠水が3回起きました。最初は激しい豪雨によるもの、次に熱帯低気圧ヘンリによるもの、そして現在はハリケーン・アイダによるものです。一方、アメリカ各地の都市や世界各地でも、同様の洪水が発生しています。アメリカ各地の都市や世界各地で

メッセージは、もうはっきりしているはずです。気候変動は未来の問題ではなく、その影響はすでに現在起きています。海水温が上昇すると大気中の水分が増え、その水分が冷たい空気に出会うと、ことわざにいう『土砂降り』となって都市に降り注ぐのです。

これは必ずしも沿岸都市だけの問題ではありません。例えばアイダは、アメリカ東部の内陸部全域にわたって被害をもたらしました。とはいえ、ロンドンからアムステルダム、マルセイユ、ニューヨークに至るまで、多くの大都市は大河のそばや海岸沿いに築かれてきました。そのため、潮位の上昇や大雨によって過剰な水にさらされやすくなっています。今回のニューヨークの事例では水は上から来ましたが、サンディによる洪水は沿岸の高潮によるものでした。

これらの地下鉄システムの中には建設から長い年月が経っているものもありますが、その経年は洪水リスクにどのように影響しているのでしょうか。

地下鉄が1904年からニューヨークで最初に建設された際には、海面上昇や豪雨のことは誰も考えていませんでした。そのため、地下システムの基本設計にはこうした現象が考慮されていませんでした。

しかし、今では状況が分かっています。過去20年間、より激しい暴風雨は人為的な気候変動の避けられない結果であることが明らかになってきました。

対策に取り組む時間は数十年ありましたが、私たちは依然として先を見越した対応ではなく、後追いの対応にとどまっています。基本的に都市当局は、インフラの移設や防護といった対策を講じるのではなく、暴風雨の後の後始末に追われています。

では、老朽化した地下鉄システムを守るために、都市は何ができるのでしょうか。

古い地下鉄システムについては、今後数十年のうちに移設することを現実的に期待することはできません。代わりに、改修する必要があります。

奇妙に思えるかもしれませんが、水そのものが問題なのではありません。問題は、観測される降雨量と、地下鉄システムの開口部の位置との不一致です。開口部とは、人が出入りする場所だけでなく、空気が出入りする換気口や、電線が引き込まれる箇所も含みます。こうした開口部はすべて、道路の水が地下鉄へ流れ込む経路になっています。

これらは解決可能であることが知られている工学上の問題です。ニューヨークでは、都市交通局(MTA)が、沿岸の高潮による問題の大部分を改善しました。恒久的に設置されたものも、水が押し寄せる前に設置しなければならないものも含め、水門や防潮壁などを設置することで対策を講じました。これらにより、地下鉄システムへの浸水が防がれます。設計どおりに機能すれば、私の試算では沿岸洪水の可能性を98%削減できるとのことです。

しかし、こうした対策が効果を発揮するのは沿岸洪水に対してです。2021年9月1日に私たちが目にした問題は、道路から流れ込む雨水の流出が地下鉄システムに入り込んだことによるものでした。沿岸の高潮の場合、水は低い位置、つまり海抜わずか数フィートの出入口からしか地下鉄システムに入りません。雨の場合は、都市の標高が高い場所であっても、地下鉄が冠水する可能性があります。

この道路の雨水流出の問題には、どのように対処すればよいのでしょうか。

対策は2つの方向から取り組む必要があります。第一に道路の冠水そのものを防ぐこと、第二に地下鉄の出入口を守ることです。

道路の冠水は、道路の側溝や下水道の容量を増やし、道路から流れてくる雨水を受け入れられるようにすることで防ぐことができます。これは側溝を広げたり新設したりすることに加え、道路下の下水管の口径を大きくすることでも実現できます。

さらに、地面の吸水性を高めることもできます。その方法は、街路樹を増やすことや、透水性の舗装を施すことです。例えばコンクリート製の駐車場ではなく、地面が水を吸収できるようにする透水性の素材である砂利を敷くといった方法があります。

個々の不動産所有者は、陸屋根またはほぼ平らな屋根であれば、雨どいを設ける代わりに屋上に庭園を設けることができます。緑の屋根は空から降ってくる水を吸収できますし、雨水を集める装置である雨水桝を各住宅に設置して、数日かけて水をゆっくり放出させることで、下水システムが処理能力を超えないようにする助けとなります。こうした対策は、戸建て住宅が多い地域で特に効果を発揮します。

道路上のごみは排水を詰まらせることで問題を悪化させることがありますが、それ自体は構造的な問題ではありません。ごみは悪い状況をさらに悪化させるだけです。

既存の地下鉄出入口を守る場合は、すべての出入口に、数フィート(数メートル)の高さの小規模な堤防、つまり盛土や高くした堤防を設けることができます。ただし、そうすると障害のある人にとっては移動が難しくなるため、エレベーターを改修して、人々が地下に降りられるようにする必要もあります。

必要なのは優れた工学技術だけで、その仕組みに謎はありません。もちろん、それは工学の問題であると同時に、政治的な意志と資金の問題でもあります。

新しい地下鉄システムでは、こうした工学的対策が取り入れられているのでしょうか。

これらは新しい問題ではありません。水が低い方へ流れるという事実は、人類の誕生以来知られてきました。しかし、新しい地下システムはこれにより良く対応しています。東京は洪水に対処しており、台北も同様です。過去には問題もありましたが、適応は迅速です。例えば東京の交通当局は、地下通路に、深さ15メートルに達する洪水の圧力に耐えられるスライド式の扉を設置しました。

新しい地下鉄システムは、周辺と比べて高い位置に出入口を設ける傾向もあります。重要なのは、そもそも出入口付近に水が溜まらないようにすることです。そのため、地下鉄の出入口を道路の低い場所の近くに設けないようにする必要があります。

政治的な意志と資金についてお話しいただきましたが…

決して安くはありません。都市の地下鉄システムを洪水から効果的に守るには、数百億ドルもの費用がかかります。しかし、極端な事象が起きてから問題を修復するよりも、その前に対処する方が安上がりです。

残念ながら、現在議会で審議中の1兆ドル規模のインフラ法案には、地下鉄に充てられる額が著しく不十分です。その大部分、約1,100億米ドルは、公共交通機関よりも橋や道路に配分される予定となっており、公共交通機関には約390億ドルが配分される見込みです。

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