不知火海・球磨川流域圏学会誌
J. Jpn. Soc. Shiranui & Kumagawa Reg. Studies
Vol. 9, No. 1, 2015, pp. 3-8.

【原著論文】

球磨川水系川辺川における過去 95 年間の豊水，平水，低水，渇水比流量の長期変動
蔵治

光一郎 *

東京大学大学院・農学生命科学研究科・附属演習林生態水文学研究所
e-mail: kuraji_koichiro@uf.a.u-tokyo.ac.jp
概要

球磨川水系川辺川で観測された河川比流量の 1919 年から現在に至るまでの変動を明らかにすることを目的として，中流から下流にかけての 3 地点で観測され公開されている豊水，平水，低水，渇水流量データを収集して解析した．四浦の 1980 ～ 2013 年の各比流量は水力発電のための取水により1927 ～ 43 年と比べて小さかった．流域の森林の約 3 分の 1 が広葉樹林から針葉樹林に転換された
1955 ～ 70 年ごろを境に粟鶴・五木宮園の比流量に長期的な増加あるいは減少する傾向はみられなかった．水力発電の取水による四浦地点の比流量の減少幅に比べれば，森林の変化による比流量の増加あるいは減少の幅はわずかであると考えられた．
キーワード : 球磨川水系川辺川，比流量，長期変動，森林の変化（受付：2014 年２月 4 日，受理：2015 年４月 14 日）
Ⅰ

はじめに

このような流域の森林の大規模な変化は，洪水

球磨川水系川辺川は，1966 年に球磨川水系工ピーク流量だけではなく，平常時や渇水時の流量事実施基本計画が策定されて以降，50 年近くににも影響を与える可能性があるが，川辺川においわたって川辺川ダム計画やダムによらない治水をて，洪水ピーク流量以外の流量，例えば豊水，平巡る議論が続けられてきたことで知られている． 水，低水，渇水の各流量が森林の変化に伴って変その議論の一つとして流域の森林の変化と川辺川化したかどうかを，実測された流量データを用いの洪水ピーク流量との関係を巡る議論があった． て検討した研究は著者の知る限り見当たらない．
川辺川流域の約 3 分の 1 の面積が，拡大造林期とそこで，本研究では，川辺川の観測流量が初め呼ばれる 1960 ～ 1970 年代のわずか 15 年間に， て公開された 1919 年から現在に至るまで，川辺広葉樹林からスギ・ヒノキ人工林に転換された． 川の流量がどのように変化してきたのかを知る
1970 年代後半には流域の約 3 分の 2 を占めるにことを目的とした．

至った人工林が，その後適切な管理がされずに放置されたことにより，森林の水源涵養機能が劣化し，洪水ピーク流量が低下したという仮説が提示

Ⅱ

使用したデータ

本研究において対象とする流量は，豊水，平水，され，仮説を検証するための試みも行われた１）． 低水，渇水の各比流量とする．豊水比流量とは 1
3J. Jpn. Soc. Shiranuikai & Kumagawa Reg. Stud. Vol. 9, No. 1, 2015

表 1 研究に用いた流量観測地点，流域面積，使用したデータの年
地点名
柳瀬
四浦・寄木

流域面積（km2）
521
492（四浦・流量要覧）
491（四浦・水文水質データベース）
501（寄木）粟鶴・五木宮園242（粟鶴）227（五木宮園）	 
年を通じて95 日はこれを下回らない比流量，平水使用したデータの年
1952～2013 年（1954，61 年記載なし）
四浦：1919～21 年（豊水記載なし），1925～34，1980～2013 年（1980 年低水，渇水記載なし，2007 年記載なし）
寄木：1935～43 年
粟鶴：1919～73 年（1925～26，65 年記載なし）
五木宮園：1980～2013 年（1980 年低水，渇水記載なし，1981・95～96 年渇水記載なし，1998・2006～08 年記載なし）

Ⅲ

結果

比流量とは 1 年を通じで 185 日はこれを下回らな3 地点で観測された豊水比流量，平水比流量，低い比流量，低水比流量とは 1 年を通じで 275 日は水比流量，渇水比流量を図 1 に示す．3 地点のう

これを下回らない比流量，渇水比流量とは 1 年をち最下流の柳瀬と最上流の粟鶴・五木宮園では，通じで 355 日はこれを下回らない比流量である．

いずれの比流量も横ばいで，顕著な増加・減少の川辺川で観測された豊水，平水，低水，渇水傾向はみられないのに対して，その中間に位置す流量を報告している文献 2) ～ 6)，および水文水る四浦・寄木では，1919 ～ 1943 年の比流量に質データベース

比べて 1980 ～ 2013 年の比流量が著しく小さく７）からデータを収集し，比流量に換算した．さらに流量年報をデジタル化した
雨量・流量年表データベース DVDなっていることがわかる．

から日流3 地点の値がすべて揃っていて比較可能な年は量を抽出し，豊水，平水，低水，渇水流量を求1980 ～ 2013 年（一部記載のない年あり），3 地め，比流量に換算した．比流量とは単位流域面点のうち 2 地点の値が比較可能な年は 1927 ～

積あたりの流量で，河川の分野では単位に通常1943 年および 1952 ～ 1973 年（一部記載のな[m /s/100 km ] が使われるが，本研究では単位い年あり）である．そこでこれら 3 つの期間で3に [mm/day] を用いた．1 [mm/day]=1.157 [m /各比流量の平均値を求め，比較した．結果を表

s/100 km ] である．比流量を用いることで，異２に示す．1927 ～ 1943 年では，四浦・寄木のなる流域面積の流量を直接比較することが可能

豊水・平水比流量は，粟鶴・五木宮園の豊水比となる．

流量と平水比流量に比べて有意に大きかったが，

3８）

22

収集したデータを概観し，比較的長期のデー低水・渇水比流量は四浦・寄木と粟鶴・五木宮園タが得られる以下の 3 地点の流量を解析対象との間に有意な差はなかった．1952 ～ 1973 年でして選定した（表 1）．四浦と寄木，粟鶴と五木は，柳瀬と粟鶴・五木宮園の比流量に有意な差は宮園は流域面積がそれぞれ 10 km , 15 km 異なかった．1980 ～ 2013 年では，四浦・寄木のなっているが，その違いはそれぞれの流域面積4 つの比流量はすべて，柳瀬および粟鶴・五木宮の 5％未満であるため，本研究では同じ地点とみ園の比流量より有意に小さかった．柳瀬と粟鶴・なして検討することにした．

五木宮園との間に有意な差はなかった．柳瀬の 422つの比流量はいずれも 1952 ～ 1973 年と 1980
4

豊水比流量（mm/day）

不知火海・球磨川流域圏学会誌

111098765432101915

1925

平水比流量（mm/day）

61945

柳瀬

1965

四浦・寄木1975

1985

1995

2005

2015

2005

2015

2005

2015

2005

2015

栗鶴・五木宮園

432101915

1925

19351945柳瀬

1955

1965

1975

四浦・寄木

1985

1995

栗鶴・五木宮園

32 4.179219
101915

1925

1935

1945

柳瀬
渇水比流量（mm/day）

1955

第 1 号（2015）54

低水比流量（mm/day）

1935

第9巻

1955

1965

四浦・寄木

1975

1985

1995

栗鶴・五木宮園

2101915

1925

1935

柳瀬

1945

1955

1965

四浦・寄木

1975

1985

1995

栗鶴・五木宮園図 1 3 地点で観測された豊水比流量，平水比流量，低水比流量，渇水比流量の経年変化
5J. Jpn. Soc. Shiranuikai & Kumagawa Reg. Stud. Vol. 9, No. 1, 2015

表 2 比流量の地点間比較が可能な期間における期間内平均各比流量

年

1927-43－5.4

1980-2013
1998, 2006-08
1980（低水，渇水）
1981，95-96（渇水）
5.5

四浦・寄木
栗鶴・五木宮園

*

5.1
4.2*

－
5.1

2.8**
5.6

柳瀬

－

3.1

3.1

*－
2.9
2.0－
1.7
1.1－
1.1

0.7**
3.1
1.9
0.3**
1.9
1.2
0.2**
1.1

欠測年

豊水比流量
[mm/day]
平水比流量[mm/day]
低水比流量[mm/day]
渇水比流量[mm/day]	 

1952-73
1954, 61, 65-67

柳瀬

四浦・寄木
栗鶴・五木宮園柳瀬
四浦・寄木栗鶴・五木宮園
柳瀬
四浦・寄木栗鶴・五木宮園

3.0
2.5*
－
1.8
1.7
－
1.2
1.2

*P ＜ 0.05 で同じ期間で互いに有意差あり．
**P ＜ 0.05 で同じ期間の他の 2 地点との間に，ともに有意差あり．

～ 2013 年との間で有意な差はなく，粟鶴・五木

れた発電用水は，導水路を通って相良村六藤にあ宮園の 4 つの比流量はいずれも 1927 ～ 1943 年， る川辺川第二発電所に導水され，水車を通過した
1952 ～ 1973 年，1980 ～ 2013 年の間で有意な差はなかった．

後，河川に戻されている．
水力発電は 1935 年から開始されたにもかかわらず，図 1 から，1934 年までの比流量と 1935

Ⅳ考察～ 1943 年の比流量に大きな差はみられない．表

1. 四浦・寄木の比流量１に示すように，流量観測点は 1934 年まで四浦，

図 1 より，四浦・寄木の 1980 ～ 2013 年の各

1935 ～ 1943 年は寄木に位置している．寄木は

比流量は 1927 ～ 43 年と比べて明らかに小さく四浦よりも流域面積が 10 km2 大きいことから，なっている．これは四浦・寄木の流量観測所が， 四浦より下流に位置していることになる．発電開JNC 株式会社が所有する川辺川第二発電所の水始により，減水区間よりも下流に観測地点を変更

力発電のための水利権による取水によって生じしたために，発電開始後の 1935 ～ 1943 年にもた減水区間に位置するためである．川辺川第二発

比流量減少がみられない可能性がある．それに対電所は出力 8,200 kW で，1926 年 1 月 23 日にして 1980 年以降は，減水区間において流量が観水利権が許可され，1935 年 5 月から稼働してい測されているため，図 1 でみられるような明瞭る．取水口は五木村野々脇地区にある川辺川第二な比流量の変化が現れたものと考えられる．

堰堤で，水利権量は 17.25 m /s である．取水さ36

表 2 か ら，1980 ～ 2013 年 の 平 均 比 流 量 は

不知火海・球磨川流域圏学会誌

第9巻

第 1 号（2015）

1927 ～ 43 年と比べて，豊水，平水で 2.3 mm/広葉樹林から針葉樹林に転換されたのは 1955 ～day， 低 水 で 1.5 mm/day， 渇 水 で 1.0 mm/

1970 年ごろと推察されるが，この期間の前後でday，それぞれ小さい．一方，川辺川第二堰堤に特段の変化はみられない．もちろん比流量は降水おける水利権量 17.25 m /s を取水地点の比流量量によっても変化するため，例えば，この期間の3に換算すると 3.26 mm/day となる．表 2 より， 前の期間よりも後の期間で降水量が大きく，それ3.26 mm/day は川辺川の平均的な平水比流量にによる流量の増加に対して，森林の変化が，それおおむね相当するので，仮に水利権者が水利権を相殺するように流量を減少させた可能性も否

いっぱいまで取水をしてしまうと，川辺川は年に定できないが，川辺川流域における降水量が長期おおむね 180 日間，流量ゼロとなってしまう計

的に増加あるいは減少の傾向にあることは，これ算になる．1926 年の時点で，自然の河川流量にまでどこにも報告されておらず，その可能性は低対して，かなり大きな水利権を民間企業に対してい．少なくとも，図 1 によれば，水力発電の取許可しており，それが約 90 年を経た今でも継続

水による四浦・寄木地点の比流量の減少に比べれしていることがわかる．現在の水利権は 2011 年

ば，森林の変化による比流量増加あるいは減少は9 月 30 日に許可され，2021 年 3 月 31 日が期限わずかであると考えられる．となっている．
JNC 株式会社は，2014 年 1 月 24 日に，既設水3. 柳瀬の流量力発電所の主要設備を順次，高効率発電機等に更新

柳瀬は，本研究で対象とした 3 地点の最下流することで，認可取水量は現状のままに，最大出力に位置している．柳瀬の上流には複数の水力発電及び年間発電量をアップさせ，水力発電の増強と安による取水があるが，取水された水はいずれも柳定供給を実現すると発表した．川辺川第二発電所も瀬の上流で河川に戻されている．また柳瀬の上流

その対象に含まれ，2014 年 2 月に工事着工予定， では複数の農業用水の取水があり，その中でも最2017 年 2 月に工事完了予定である．この発電所は， も水利権量が大きい川村飛行場水路（いわゆる六川辺川ダムが完成すると，発電所自体は水没しない角水路）の水利権量は 1.39 m3/s であるが，このが取水口のある堰堤（川辺川第二堰堤）が水没する用水を流れる水は柳瀬より上流で川辺川本流にために，完成と同時に発電ができなくなり，稼働を戻されている．結果として川辺川では，流域面積終了すると言われていた発電所である．に 2 倍以上の差がある上流の粟鶴・五木宮園と下流の柳瀬の比流量が，過去約 50 年間一貫して２. 森林の変化に伴う流量の変化ほぼ同じに保たれていることがわかった．多くの森林の変化に伴い流量が変化したかどうかを河川で，人為的な影響により上流と下流の流況は知るためには，水力発電や農業用水の取水の影異なっているが，川辺川では中流のみが人為的に響が相対的に小さいと考えられる最上流の粟鶴・流量が減少しているものの，主要な取水が河川に五木宮園の流量の変動について検討するのがよ戻されていることもあって，下流の流況が上流といと考えられる．図１および表２から，粟鶴・五ほぼ同じになっていることがわかった．

木宮園の流量が長期的に増加あるいは減少する傾向はみられない．流域の森林の約 3 分の 1 が7

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謝辞

本論文の執筆にあたり，国土交通省中部地方整備局川辺川ダム砂防事務所には電話での問い合わせに対して真摯なご対応をいただいた．また匿名の査読者の方からは有益なコメントをいただ
いた．ここに記して謝意を表する．
文献1) 蔵治光一郎・保屋野初子（編）2004. 緑のダ
ム 森林，河川，水循環，防災 . 築地書館，東京 .
2) 遞信省電氣局 1933. 流量要覧 15)3) 電氣廳 1940. 流量要覽 第２回 . 第一印刷所，
東京 .
4) 資源廳電力局 1950. 流量要覽 第３回 .（財）
商工會館出版部，東京 .
5) 通商産業省公益事業局 1960. 発電水力調査書（第４次）流量要覧 . 発電水力協会，東京 .
6) 国土庁土地局国土調査課 1976. 熊本・八代地域主要水系調査書 .
7) 国土交通省水文水質データベース .（http://www1.river.go.jp/，2014 年 12 月 31 日参照）
8) 社）日本河川協会 2007. 雨量・流量年表デー
タベース DVD.（社）日本河川協会 .

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