陸の水（Limnology in Tokai Region of Japan）60 : 7 - 14（2013）

論 文

木曽川中下流域のワンド・タマリの溶存態有機炭素濃度の時空間特性の把握
松本嘉孝 1)・佐川志朗 2)・井上隆信 1)・横田久里子 1)・中村高志 3)
Spatial and temporal variations of dissolved organic carbon of Wando and Tamari
in the middle and lower Kiso River
Yoshitaka MATSUMOTO 1), Shiro SAGAWA 2), Takanobu INOUE 1), Kuriko YOKOTA 1) and Takashi NAKAMURA 3)

Abstract
Wando and Tamari are water bodies existing in the floodplain and have an important part of keeping a valuable river
ecosystem. There are over 100 Wando and Tamari at the middle and lower basin of Kiso river and an Acheilognathus
longipinnis, Itasenpara Bitterling which designated as an endangered species has been identified in these areas. The habitatsof these valuable species in Wando and Tamari have been reduced by vegetation changing around these water bodies caused
by a river dredging. Our purposes of this research are to elucidate the levels of concentration of Dissolved Organic Carbon(DOC) on each water bodies and the grouping of the DOC fluctuations through a year. The samples collected at 10 placesof Wando and 15 places of Tamari during Aug. 2011 to Aug. 2012 along Kiso river. We could classify the water bodies ofhigher DOC concentration and lower DOC by the once sampling in 2 months. Water bodies that contain the higher DOC
concentrations are formulated by the spring water and those that the lower DOC concentrations are formulated by the Kiso
river water, as a result of δD and δ18O. The fluctuation of the DOC concentrations on each water body could be classified
into 4 groups. The DOC concentrations were strongly related to water depths in 2 groups. This relationship was consideredthat the hydrological factor was affected to the fluctuation of the DOC concentrations in Wand and Tamari.
Key words: Wando and Tamari, Dissolved Organic Carbon, δD, δ18O

摘要

岐阜県木曽川中流域には，木曽川本川とつながっている開放的な水塊であるワンドや木曽川本川との接続はな
く，洪水時など本川の水位上昇により冠水する閉鎖的な水塊であるタマリといった半止・止水性の水域が存在しており，そこには，絶滅危惧種の一種でもあるイタセンパラ（Acheilognathus longipinnis）が生息するなど，貴重な生物環境が維持されている。しかし，近年の河川改修などに伴い，ワンド・タマリの環境改変にともなう生物
生息域の縮小化が指摘されており，河川の物理的構造と生物生息との関係を担う水質環境を明らかにすることが必要とされる。そこで本研究では，溶存有機態炭素 (DOC) に着目し，ワンド・タマリの濃度の特徴を明らかにすると共に，各地点の DOC 濃度変動のグループ化をもとに，ワンド・タマリの DOC の時空間特性の把握を行った。これにより，年間を通して相対的に DOC が高い，DOC が低い地点が明らかとなった。そして，水の水素と酸素の安定同位体比より，DOC が高い地点は湧水起源の地点であり，DOC が低い地点は本川の水起源であることが考えられた。次に，各地点の年間の DOC 濃度変動は，クラスター解析により 4 つの水質変動グループに分
1)〒 441-8580 愛知県豊橋市天伯町雲雀ヶ丘 1-1 豊橋技術科学大学 建築・都市システム学系，Department of Architecture and Civil Engineering,
Toyohashi University of Technology, 1-1 Hibarigaoka Tenpaku Toyohashi-city, Aichi-prefecture, Japan. 441-8580 (E-mail：matsumoto@ace.tut.ac.jp)
2)
兵庫県立大学自然・環境科学研究所，University of Hyogo, Institute of Natural and Environmental Sciences3)
山梨大学 国際流域環境研究センター，University of Yamanashi, International Research Center for River Basin Environment

7

松本嘉孝ほか類された。このうち 2 グループは，DOC 濃度と水深との間に強い相関関係がえられたことから，水文因子である水深の上昇が DOC 濃度の増加に影響を与えることが考えられた。
キーワード：ワンド・タマリ，溶存態有機炭素，δD，δ18O（2012 年 11 月 27 日受付；2013 年 2 月 15 日受理）いる。ここで，止水域である湖沼等は多くの詳細な知見が得はじめにられているものの，ワンドへの応用が期待される，ため池な

洪水時に河川の水位が上昇した際に浸水する地帯である

どの小規模な止水域についての報告は限られている（土山ら，氾濫原は，淡水性生物の生息環境となり，生物多様性の高い

1995，土山ら，2007）。このため，木曽川のワンド・タマリ

景観要素の一つであるとされている（Tockner K. et al., 1999）。

での水質調査および研究は，木曽川特有のワンド・タマリに

氾濫原にはワンドやタマリといった半止水・止水性の水域がおける水質特徴の把握に加えて，小規模止水域の水質特性の存在し，その位置や形態により，冠水頻度の違いや，河川本知見を蓄積する側面からも重要であると考えられる。

川や他止水域との連結といった様々な水文，水理的変化が生以上のことから，本研究は木曽川氾濫原の止水域であるワじる。しかし，このような氾濫原に依存する多くの生物が絶ンド・タマリの水質特徴を水文学的要因から検討を行うこと

滅の危機に瀕していることが危惧されており（土木研究所，を目的として研究を行う。今回着目した水質項目は溶存態有2010），これら地域の自然再生が急務である。岐阜県木曽川機炭素（DOC）であり，それは水質汚濁指標の一つであるた

中下流域においても氾濫原が発達しており，ワンドやタマリ

め，生物の生息状況を水質面から明らかにする第一歩の対象が約 160 箇所存在し，コイ科タナゴ亜科魚類に属し日本固有

水質項目としてふさわしいと考える。さらに，DOC は，金種であるイタセンパラ Acheilognathus longipinnis の生息が確

属物質などと結合し錯体を形成しやすい（Heikkinen，1990）

認されている。森ら（2000）は 1998 年に木曽川のワンド等でことから，今後，ワンド・タマリ域の物質の移動特性を明調査をおこなったが，イタセンパラの確認はできなかったとらかにする上でも重要といえる。解析ではまず，各地点のしている。近年，佐川ら（2011）の報告によると，調査を行っ

DOC 濃度の特徴を，水の起源と地形条件から把握する。そた 104 箇所のワンドの 15 ％程度でイタセンパラの生息が確して次に DOC 濃度変動について，降雨などに伴う水深変化

認されている。ただ，その生息地は局所的であり，経時的にが与える影響より明らかにする。

安定して生息している状況にはないことから，絶滅危惧Ⅰ A類に分類されている種である。

調査方法

木曽川中下流域における氾濫原の研究は，二枚貝や魚類を対象とした生物調査・研究（土木研究所，2011，根岸ら，

研究手順2008）や物理構造の把握が主として行われている。河川環境研究手順としては，まず，2 ヶ月に 1 回の頻度で木曽川中

は物理構造⇔水質⇔生物が相互作用しあう各環境要素の総下流域のワンド・タマリの水質調査を行う。その後，実験室体として捉えることができるため（高津ら，2005），今後のにて DOC の測定を行い，地点間の DOC 濃度の相対的な違イタセンパラの生息環境の再生計画を構築する上でも継続しいの把握をする。そして，水素および酸素の安定同位体比かた水質調査および水質形成機構の解明は必要である。これまら各地点の水の起源を明らかにしたうえで，各地点の DOC

で，ワンドやタマリにおける水質についても調査は行われて濃度の特徴を地形条件と合わせて解析する。次に，DOC 濃

おり，電気伝導度 (EC) と各水質項目との関係解析より，氾度の時系列変動を統計学的手法により分類し，分類された各

濫原水域の水質形成に地下水が関与していることが考えらグループの DOC 濃度変動解析を，各地点の水深を用いて解れている（土木研究所，2010）。さらに，前述の結果をもと析を行う。

に，その地下水涵養割合の定量化を目的として，水の酸素安定同位体比とケイ酸をエンドメンバーとして，地下水，降雨

調査地および河川水による水形成割合を求めている（土木研究所，

調査は木曽川中流域の河口より 39 km ポストから 27 km ポ

2011）。これによると，木曽川氾濫原の水域は，地下水寄与

ストの範囲のワンド・タマリにて，2011 年 6 月から調査をが 5 ％以下から 60 ％程度であり，氾濫原水域の水質形成が開始した。本論文中において，ワンドとは木曽川本川とつな

一様ではなく，各地点で異なることがわかる。ただ，これまがっている開放的な水塊，タマリとは木曽川本川との接続はでの調査結果は地下水の涵養の検討が主であり，木曽川氾濫

なく，洪水時など本川の水位上昇により冠水する可能性のあ

原の生態系保全までを見据えた調査計画を考えると，より広る閉鎖的な水塊とした。このうち，木曽川右岸の調査地は 9域，継続的かつ多面的な見地からの水質研究が必要と考えて箇所，左岸調査地は 16 箇所である。そして，ワンドは 10 箇

8

木曽川中下流域のワンド・タマリの溶存態有機炭素濃度の時空間特性の把握所，タマリは 15 箇所である。イタセンパラの生息が確認さで DOC を測定した。測定を行った試料は，2011 年 8 月かられているワンド・タマリは 10 箇所であるが，今回はイタセ

2012 年 8 月までの計 212 試料である。

ンパラの生息の有無に関する情報は明示しない。調査区間は

水の水素・酸素安定同位体比は，調査地にて 20 mL のボ

約 12 km において，A から G の 7 つのエリアに分けた。こトルに採水を行った。採取した試料は実験室に持ち帰り，分の調査は 2 ヶ月に 1 回の頻度で行っており，今回の解析に用析まで常温にて暗所で保存した。安定同位体比は，山梨大いるデータは，2011 年 6 月から 2012 年 8 月までの計 8 回で学大学院医学工学総合研究部附属国際流域環境研究センター

ある。

（ICRE）に設置してある，PICARRO WS-CRDS 方式水安定同

個別の地点については，エリア名と番号，およびタマリで位体比アナライザーにて測定を行った。
測定を行った試料は，
2011 年 6 月から 10 月までの計 73 試料である。

あれば「T」，ワンドであれば「W」をその後に付し，調査地の地点名とした。

データ解析方法
現地観測，試料採取方法

水深の変化幅について，それぞれの標準偏差を平均値で除

調 査 地 点 か ら タ マ リ 6 箇 所， ワ ン ド 4 箇 所 を 選 択 し，し，百分率で表した指標を水深変動率とし解析を行った。

HOBO U20 により 20 分間隔で水深を測定した。水深の観DOC 濃度の時系列変動の解析には，クラスター分析法（正測は 2011 年 9 月より開始し，現在も継続中である。ただ，

規化，ウォード法，
平方距離）を用いて行った。この解析では，

E1-W については，2012 年 3 月から 9 月までのデータの取得はできなかった。
表 1．調査日期間における累積降雨量，木曽川本川の最大水位および平均水位．
Table 1. Precipitation and maximum and average water level ofKiso River during sampling periods.

雨量データは国土交通省の水文・水質データベースの川島（岐阜県各務原市川島町松原）のデータを用いた。木曽川本線の水位についても，国土交通省の水文・水質データベース
より笠松（岐阜県羽島郡笠松町柳原町地先）のデータを用い川島た。
2011 年 10 月，12 月および 2012 年 2 月の調査では，各ワンド・

累積降水量
（mm）

最大水位
（m）

平均水位
（m）

2011 年 6 月から 8 月

274

5.46

4.29

2011 年 8 月から 10 月

686

8.26

4.48

2011 年 10 月から 12 月

119

5.27

3.82

2011 年 12 月から 2012 年 2 月

92

4.27

3.65

2012 年 2 月から 4 月

374

5.16

4.19

2012 年 4 月から 6 月

272

5.34

3.79

2012 年 6 月から 8 月

368

6.25

4.24

タマリの水底直上の DO を Metler Toledo SevenGo SG6 により測定した。
試料の採取，分析方法
調査地にて，表層水を 1000 mL 採取し DOC 測定に用い笠松

た。採取した試料は低温状態にて実験室に持ち帰り，ろ過後分析まで冷暗所に保存した。ろ過は孔径 45 μm のガラス繊維濾紙にて行い，そのろ液を Shimadzu TOC-V にて NPOC 法

表 2．調査地点の平均水深，水深変動率および，平均 DOC 濃度と標準偏差および平均 DO 濃度と標準偏差．
Table 2. Average and rate of variability of water depth, average and standard deviation of the concentration of DOC and DO at each sampling points.
A1-T

A2-T

B3-T

B4-T

B7-T

B8-W

C1-W

C2-W

平均水深（m）

0.259

0.217

0.277

0.353

0.294

0.151

0.301

0.451

水深変動率（％）

84.5

118.2

84.0

64.3

68.9

166.4

49.9

30.8

平均 DOC 濃度（mgCL-1）と標準偏差

B1-T

B2-T

B5-T

B6-T

B9-W

2.8±0.7 2.5±0.3 2.0±0.8 2.4±0.7 2.1±0.7 2.6±0.8 1.8±0.5 2.0±0.5 1.5±0.5 1.6±0.6 1.1±0.4 2.5±0.7 2.6±0.7

水底直上の平均 DO 濃度（mgL-1）と標準偏差 3.4±1.8 4.0±1.3 3.8±0.6 2.5±1.7 4.6±0.6 5.6±0.9 5.3±1.3 3.6±0.2 5.3±1.1 4.6±0.7 4.8±1.7 3.2±0.9 2.2±0.4
D1-T

D2-T

D3-T

E1-W

E2-W

平均水深（m）

0.329

0.322

0.352

0.353

水深変動率（％）

26.1

35.3

15.3

15.6

平均 DOC 濃度（mgCL-1）と標準偏差

F1-W

F2-T

F3-T

F4-W

F5-T

G1-W

G2-W Bエリア湧水

2.8±1.4 2.1±0.7 1.8±0.9 1.9±0.5 1.2±0.4 2.0±0.2 1.9±0.4 4.1±0.4 4.2±0.5 2.0±0.5 1.1±0.5 1.0±0.6 1.2±0.4-1

水底直上の平均 DO 濃度（mgL ）と標準偏差 3.8±1.1 2.1±2.1 2.3±1.8 1.6±2.1 4.4±1.7 5.2±0.8 4.5±0.1 3.9±1.6 3.0±0.4 5.2±2.1 5.4±1.2 5.9±1.4

9松本嘉孝ほか
採水月別に，各地点の DOC 濃度の類似度を計算し，その類ると，調査期間である 2011 年 8 月から 10 月の間にもっとも似度の合計によるグループ化で，濃度変動の傾向を地点分

降水量が多くなったことがわかる（表 1）。それに伴い，笠松類した。その際，2011 年 8 月から 2012 年 8 月までの分析結で観測された木曽川の最大水位もその期間で観測された。一果が揃っていない B4-T，B5-T，B9-W，C1-W，F3-T，G1-W

方，2011 年 12 月から 2012 年 2 月までの期間では，降水量，および，最大と最小の濃度差が 1.0 (mgCL-1) 以下と水質変動

水位最大値および平均水位は最も小さくなった。
観測を行った 10 箇所のワンド・タマリにおいても，本川がほとんどない，A2-T，F1-W，F2-T は解析に用いなかった。

で観測されたデータと同様に，降雨に対応して水深の変化結がみられた（図 1）。ただし，同じ降雨イベントでも，各地

果点の水深変動率は，B8-W を除き，ワンドの方が変動率は小さいことが明らかになった（表 2）。また，タマリにおいて，

ワンド・タマリの水文

0

50

1.50
1.00

50

50
100

0.50
0.00

100
150

5.0
0.00

150

�� ��
(m) (m)������(mm)(mm)

1.50

1.00
0.50

-1)
-1)
DOCDOC(mgL(mgL

4.0
5.0
3.0
4.0
2.0
3.0
1.0
2.0
0.0
1.0

Aug

Oct

�����
Aug
Oct
�����

Dec

Feb

Apr

Jun

Aug

Dec

�����
Feb
�����

Apr

Jun

Aug

��
��
0

0

1.00
0.50

50
100

0.50
0.00

100
150

5.0
0.00

150

4.0
5.0
3.0
4.0
2.0
3.0
1.0
2.0
0.0
1.0
0.0

Aug
Oct
����
Aug
Oct
����

Dec
Dec

Feb
����
Feb
����

Apr

Jun

Aug

Apr

Jun

Aug

0

1.50
1.00

0
50

1.50
1.00

0
50

1.00
0.50

50
100

1.00
0.50

50
100

0.50
0.00

100
150

0.50
0.00

100
150

5.0
0.00

150

5.0
0.00

150

3.0
4.0
2.0
3.0
1.0
2.0

-1)
-1)
DOCDOC(mgL(mgL

4.0
5.0

4.0
5.0
3.0
4.0
2.0
3.0
1.0
2.0

0.0
1.0
Aug
Oct
Dec
Feb
Apr
Aug
Oct
Dec
Feb
Apr
Jun
Aug
0.0
0.0
�����
�����
����
�����
Aug
Oct
Dec
Feb
Apr
Aug
Oct
Dec
Feb
Apr
Jun
Aug
図 1．代表的なワンド・タマリの降雨量と水深変動（上段）
，DOC
�����
�����
���� 濃度変動（下段）�����．
0.0
1.0

Jun

Aug

Jun

Aug

（a）C2-W，b）D3-T，c）D2-T，d）E2-W， ◇は採水日を示す）
Fig. 1. Precipitation and water depths (upper) and concentrations of DOC (lower) of representative Wando and Tamari.
（a）C2-W，b）D3-T，c）D2-T，d）E2-W， ◇ is indicated sampling day）

10

��
��
���
���
(mm)(mm)

1.50

�� ��
(m) (m)

1.50

��
0 ��
���
���
(mm)(mm)�� ��(m) (m)-1)-1)
DOCDOC(mgL(mgL�� ��(m) (m)

��
��
0

1.50
1.00

0.0

-1)
-1)
DOCDOC(mgL(mgL

B3-T を除き，面積が大きい方がその変動率は小さくなる傾������(mm)(mm)

岐阜県各務原市川島にて観測された AMeDAs データによ�������
�������
�
� 1.50木曽川中下流域のワンド・タマリの溶存態有機炭素濃度の時空間特性の把握0.7 とほぼ等しく，グループ 1 よりも小さくなった。グルー向であった。

プ 2 の DOC 濃度の変動傾向として，秋，冬期（10，12，2 月）に DOC 濃度が低下することが認められた。グループ 3 では，ワンド・タマリの DOC 濃度
各地点の DOC 濃度の特徴を把握する第一として，各地点

夏季（8 月）から冬期（2 月）にかけて減少しその後上昇し，間の DOC 濃度について検討を行う。表 2 より，DOC 濃度が両グループとも季節サイクルのある変動傾向が認められた。

相対的に高めの地点と低めの地点とが存在する現象が読め

最後に，グループ 4（B7-T，B8-W，E2-W，G1-W）では，グる。DOC 濃度が相対的に高めの地点は，F3-T，F4-W であり，

ループの平均 DOC 濃度が低かった（1.4 mgCL-1 ± 0.5）こと-1

そ れ ら の 平 均 DOC 濃 度 は，4.1 mgCL ± 0.4，4.2 mgCL

-1

± 0.5 だった。ここで，有機物種が単一でないが，DOC 濃が，他のグループと異なり，DOC 濃度変化の特徴としては，他のグループに比べ変動幅が小さなことであった。

度 を BOD へ 換 算 し た 結 果，F3-T は 10.9 mgO2L-1，F4-W は11.2 mgO2L-1 となり，有機汚濁が進行していると認められ考る濃度であった。一方，DOC 濃度が相対的に低い地点は，
B9-W，E2-W，G1-W，G2-W であり，その平均濃度と標準

ワンド・タマリの水起源

偏差は 1.1 mgCL-1 ± 0.1 であった。この濃度を BOD 換算す
1

ると，2.9 mgO2L- となる。

察

水の水素と酸素の同位体比は，蒸発や凝固といった相変化
によりその値に違いが生まれるため，値にはその水が受けて次に，クラスター解析により，DOC 濃度の変動は大きくきた気象学的，水文学的な過程履歴が反映されている。その4 つのグループに分類することができた（図 2）。まず，グルー

ため，ワンドおよびタマリの水の安定同位体比を測定するこプ 1 は，A1-T，B2-T，C2-W であり，どのグループよりもグとで，水塊を形成する水の起源を特定することができる。ワ

ループの平均 DOC 濃度（2.6 mgCL-1 ± 0.7）が高かった。そンドおよびタマリの水ならびに 2011 年 8 月に B エリアで採の変動傾向は他のグループに比べ特徴を認めることが難し

取した湧水の水素および酸素安定同位体比値（δ D 値およびかった。グループ 2（D3-T，E1-W，F5-T）およびグループ 3

δ18O 値）を表 3 に示し，さらに図 3 にはこれらのδD 値およ（B1-T，B3-T，B6-T，D2-T）のグループの平均 DOC 濃度はびδ18O 値に合わせて，天水線（δD = 8δ18O+10）と既往の調�������
グループ 2 が 1.9 mgCL ± 0.7，グループ 3 が 2.1 mgCL ±-1-1

査で得られている木曽川河川水のδD 値およびδ18O 値（δD：

����
��

���� ��

���� ��

���� ��

���� ��

���

��

��

��

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�����
�����
�����
�����
�����

平均 DOC 濃度（mgCL-1）と標準偏差���������������

特徴

��

グループ 1�����
2.6 ± 0.7

グループ 2

1.9 ± 0.7

秋，冬期（10, 12, 2 月）に DOC 濃度が低下する傾向

グループ 32.1 ± 0.7

夏季（8 月）から冬期（2 月）にかけて減少しその後上昇する，サイクルのある変動傾向

グループ 41.4 ± 0.5

DOC 濃度が相対的に低く，変動幅が小さい������������

DOC 濃度が相対的に高く，変動傾向が認めにくい�����������������������

���������������������������
������������
図 2．各調査地点 DOC 濃度のクラスター分析結果および各グループの平均 DOC 濃度と標準偏差および特徴．
Fig. 2. Result of the cluster analysis for the concentrations of DOC at each sampling points and average, standard deviation andcharacteristics of DOC�������
on each cluster groups.
����������������������������������������
�����

�����

�������

��������������������
11

松本嘉孝ほか
表 3．各調査地点の平均δD およびδ18O と標準偏差．
Table 3. Average of δD and δ18O at each sampling points.
A1-T

A2-T

B1-T

B2-T

B3-T

B4-T

B5-T

B6-T

B7-T

B8-W

B9-W

C1-W

C2-W

-55.7

-54.7

-55.7

-56.9

-55.2

-57.3

-53.4

-54.8

-54.8

-55.1

-65.2

-61.7

-57.4

-8.9

-8.6

-8.9

-8.7

-8.6

-8.8

-8.3

-8.8

-8.4

-8.3

-9.6

-9.0

-8.5

D1-T

D2-T

D3-T

E1-W

E2-W

F1-W

F2-T

F3-T

F4-W

F5-T

G1-W

G2-W Bエリア湧水

δD（‰）

-50.6

-51.8

-51.5

-58.2

-65.1

-59.8

-52.9

-51.9

-53.6

-49.4

-64.5

-64.7

-54.4

δ18O（‰）

-6.4

-7.5

-7.1

-8.2

-9.5

-8.7

-8.1

-7.5

-8.2

-7.5

-10.0

-9.9

-8.3

δD（‰）
18

δ O（‰）-64.1 ‰δ18O：-9.7 ‰，独立行政法人

産業技術総合研究所，

2005）を示した。ワンドの水のδD 値およびδ18O 値はそれぞれ，-65 ～ -54 ‰および -10.0 ～ -8.2 ‰で，タマリのδD 値およびδ18O 値は -57 ～ -49 ‰および -8.9 ～ -6.4 ‰を示し，タマリの水の方が比較的高い値を有する傾向を示した。ワンドの水，湧水，木曽川河川水ならびにタマリの水の一部の試料は概ね天水線に沿って分布したが，幾つかのタマリ（D1-T，
D2-T，D3-T，F3-T）の水については天水線から下方に乖離しδ18O 値が高くなる傾向を示した（Fig. 3）。このことから，
タマリを形成する水の起源として湧水が多くを占めることが考えられ，天水線から乖離した地点については，水面からの蒸発の影響が他地点よりも大きかったといえる。次に，ワンドの水は木曽川河川水のδD 値およびδ18O 値に極めて近い値を示す 4 地点（B9-W，E2-W，G1-W，G2-W）と，湧水のδD 値およびδ18O 値に近い 4 地点があり，それぞれ木曽川河川水と湧水を起源としていると考えられる（図 3）。また，こ図 3．各調査地点のδD とδ18O の関係．
Fig. 3. The relationship between δD and δ18O of each sampling points.

の他のワンドは，木曽川河川水と湧水の間に広く分布していることから，両者の水の混合により形成されていると考えられる。

川本川の水位が低下している際には接続しておらず，目視にワンド・タマリの DOC の特徴

よる水の動きはほとんどないことも判明している。そのため，

ワンド・タマリの DOC 濃度が相対的に低かった地点は，本川の河川水位が上昇しなければ，湧水で形成される地点で

B9-W，E2-W，G1-W，G2-W であった。これらの地点の特あるといえる。ただし，湧水の平均 DOC 濃度は 1.2 mgCL-1

徴としてはワンドであることが挙げられる。これらの地点にとタマリやワンドに比べ低いにもかかわらず，この地点の存在している水塊の特徴について，水の水素および酸素の安DOC 濃度が高い理由としては，水底の平均 DO 濃度が 3.0

定同位体比より考察を行う。

± 0.4 mgL-1 と常に低いうえ，底泥が堆積していることから，

上記で挙げた B9-W，E2-W，G1-W，G2-W の水起源は木

水底からの溶出が考えられる。

曽川河川水と考えられたことから，本川とワンドとの水の交

F3-T についても湧水起源（図 3）であることが認められた。

換が頻繁に行われているといえる。国土交通省が公開していD1-T，D2-T，D3-T も F3-T と水素安定同位体比はほぼ等しく，る，水文水質データベースの木曽川橋 2011 年 1 月から 12 月

湧水により形成された地点と判断される。それらの地点は木-1までの BOD データを見ても，最大で 0.5 mgCL であるため，

曽 川 本 川 よ り，D1-T が 15 m，D2-T が 120 m，D3-T が 165

本川の有機物汚濁は低いと考えられる。以上より，これらのm である。D2-T，D3-T で観測された水深結果から，洪水時地点の DOC 濃度が低い理由としては，有機物汚濁の低い本には平水時に比べ 1 m 近くも水深が増加することもある。そ川の水との交換能が高いため，地点内の DOC 濃度が年間をのため，上記の 3 地点が木曽川本川の水深増加により，冠水通して低かったと考えられる。

することが考えられる。これにより，水底の DOC が流出し，

次に，DOC 濃度が相対的に高かった地点である，F3-T，底泥からの DOC 溶出は少なかったと推測される。それに対F4-W の水起源は，湧水と認められた。なお F4-W は，木曽し F3-T は，木曽川本川から 285 m に位置しているため，冠12

木曽川中下流域のワンド・タマリの溶存態有機炭素濃度の時空間特性の把握
水の影響は少ないと考えられる。また，この地点の平均 DO-1

圧力式水位計 HOBO20 で観測された時間平均水深値との関-1

濃度は 5.2 mgL であるが，2012 年 2 月には 3.0 mgL まで低係を記している。これによるとグループ 2 の E1-W（R=0.99，

下した。そのため，冠水による水底の DOC の流出がほとん

p<0.1）グループ 3 の B3-T（R=0.82，p<0.05），D2-T（R=0.95，

どなく，水底の DO 低下による DOC 溶出のため，DOC 濃度

p<0.01），グループ 4 の B8-W（R=0.91，p<0.05）で水深の増が高くなる傾向にあったと推測される。

加により DOC 濃度が増加する傾向が認められた。ただし，
B8-W は 1 つの調査データが他調査データと大きく異なっているため，ここでは解析の対象外とした。また，グループ 2

ワンド・タマリの DOC 濃度変動について
クラスター分析により，DOC 濃度変動を 4 つのグループの D3-T については，R=0.68（p=0.13）と比較的高い相関性がに分類することができた。ここで，グループ 2 およびグルーえられた。この，水深と DOC 濃度の両者に相関性がえられ

プ 3 については，季節サイクルのある変動傾向が見られた。

たことは，氾濫原に存在する地点の水質が洪水等の水文変化

今回調査を行った地域は，夏季に降雨が多く，冬期に降雨がの影響を受けていることを示している。ここで，氾濫原にお少ないこともあり（表 1），季節的な水深変化が考えられる。

ける水深の増加は，本川からの水の流れ込み，ワンドやタマ

そこで，氾濫原の特徴でもある，水深との関係性について以リ周囲からの表面流の流れ込み，湧水量の増加などが考えら下に解析を行う。

れる。平水時のワンドやタマリ内の水の流速は小さいと考え

図 4 は，グループ別に DOC 濃度とその採水を行った際にられることから，上記の水深増加をもたらすいずれの要因に������

0.5

��

0.4

0.4

0.3

0.3

��(m)

��(m)

0.5

0.2
0.1
0

0.0

1.0

2.0
3.0
DOC (mgL-1)

0.0

4.0

0.0

1.0

2.0
3.0
DOC (mgL-1)

4.0

0.5

��

0.4

0.4

0.3

0.3

��(m)

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0.2
0.1

0.5

0.2
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0.0

��

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0.2
0.1

0.0

1.0

2.0
3.0
DOC(mgL-1)

0.0

4.0

0.0

1.0

2.0
3.0
DOC(mgL-1)

図 4．DOC 濃度変動のグループ別 DOC 濃度と水深の関係．
（a）グループ 1（● C2-W，× A1-T），b）グループ 2（■ D3-T，+E1-W），c）グループ 3（▲ D2-T，○ B3-T），d）グループ 4（◆ E2-W，□ B7-T，△ B8-W））
Fig. 4. The relationship between DOC concentrations and water depths on each cluster groups.
（a）group1（● C2-W，× A1-T），b）group2（■ D3-T，+E1-W），c）group3（▲ D2-T，○ B3-T），d）
group4（◆ E2-W，□ B7-T，△ B8-W）
）

13

4.0

松本嘉孝ほか
おいても，水塊内の流速は大きくなる。それにより，水底の文

せん断応力が増加し撹拌されることにより，水底もしくは底質間隙水中の DOC が巻き上げられ，水中の DOC 濃度が上

独立行政法人献

土木研究所（2010）：平成 21 年度

希少性二昇したと思われる。ただし，夏季において微生物による有機

枚貝と魚類をモデルとした氾濫原の生態系劣化機構の解明

物分解による DOC 濃度上昇も要因の一つとして推察されると自然再生に関する緊急性評価

ことから，水深以外の要因についても今後検討が必要である。
一方，グループ 1，グループ 4 は B8-W を除き，DOC と水独立行政法人

報告書．: 4-13．

土木研究所（2011）：平成 22 年度

希少性二枚貝と魚類をモデルとした氾濫原の生態系劣化機構の解明

深の間には有意な関係は得られなかった。グループ 1 と 4 にと自然再生に関する緊急性評価

報告書．: 4-18．

ついては，水深との明確な関連性は認められなかった。これ

Heikkinen K. (1990): Seasonal changes in iron transport andらのグループは，調査を行った時の水深の多くが変化幅 0.04

nature of dissolved organic matter in a humic river in northern
Finland. Earth Surface Processes and Landforms, 15 : 583-596.

m 以内であったため，両者の明確な関係を判定することが難しかった。

高津文人，河口洋一，布川雅典，中村太士（2005）：炭素，窒
素安定同位体自然存在比による河川環境の評価．応用生態工学，7 : 201-213．

おわりに

森誠一，和田吉弘，川地利昭，安藤志郎（2000）：濃尾平野に

木曽川中下流域に存在する，ワンド・タマリにおけるおけるイタセンパラの現状－環境庁の委託調査から－，環

DOC 濃度の空間分布特徴および濃度変動の時系列の特徴を

境保全額の理論と実践．
：83-104．信山社サイテック，東京．

求め，それらを水文学的要因より考察した。調査を行った

根岸淳二郎，萱場祐一，佐川志朗（2008）：氾濫原の冠水パター

25 地点で，年間を通して DOC 濃度が相対的に高い，もしく

ンの変化とその生態的な影響－淡水性二枚貝の生息状況の観点から－．土木技術資料，50 : 38-41．

は低いが特徴的に現れる地点が存在した。この濃度が高い地
点は，水の水素と安定同位体比より湧水起源の水であるとさ佐川志朗，萱場祐一，久米学，森誠一（2011）：イタセンパラれ，水底からの DOC の溶出により DOC 濃度が高いレベルを育む木曽川氾濫原生態系の理解と再生への取り組み．土になったと示唆された。濃度が低い地点は水素と酸素の安定

木技術資料，53 : 6-9．

同位体比が低く，木曽川本川との水交換頻度が高いといえ，

Tockner, K., Schiemer F., Baumgartner C., Kum G., Weigand E.,

この本川の低い DOC 濃度の水の流入により，地点の DOC

Zweimuller I. and Ward J. V. (1999): The Danube restoration

濃度が低くなったと考えられた。このように，地点の DOC

project : species diversity patterns across connectivity gradients

濃度の特徴には，地点の水起源が強く影響していると考えら

in the floodplain system. Regulated Rivers, 15 : 245-258.

れた。

土山ふみ，安藤良，成瀬洋児，榊原靖，村上哲生，若山秀夫，

次に，DOC 濃度変動は，クラスター解析により大きく 4伊藤英一（1995）：「ため池」水質の簡易な予測モデル．水環境学会誌，18 : 808-813．

つのグループに分けることができた。このうち２つのグループは水深と DOC 濃度との間に強い相関関係が認められ，水土山ふみ，鎌田敏幸，安藤良，榊原靖，鈴木直喜（2007）：流

文因子である水深の上昇が DOC の増加をもたらす原因の一

入負荷量の削減と水草の生育面積の変化がため池の水質につと考えられた。

及ぼす影響 . 用水と排水，49 : 1043-1048．

今回明らかとなった，木曽川氾濫原のワンド・タマリの（担当編集委員：八木明彦，愛知工業大学都市環境学科）

DOC 濃度の特徴および変動傾向は，河川物理的構造やイタセンパラの生息情報とを組み合わせることが，今後のイタセ
ンパラ保全対策を構築する上で必要であると考える。

謝辞

今回の調査にあたっては，土木研究所自然共生研究セン
ターの永山滋也氏に協力をしていただいた。また，水素，酸素の安定同位体比については，山梨大学大学院医学工学総合研究部附属国際流域環境研究センター（ICREE）にて分析をおこなった。ここに謝意を示す。

14