陸の水（Limnology in Tokai Region of Japan）64 : 31 - 37（2014）

資料

尾張丘陵南端部の崖線に見られる湧水の湧出量，水温および水質の季節変化－愛知県日進市岩崎町竹の山地区における事例研究－
野崎健太郎1)・各務佳菜2)
Seasonal changes in discharge, temperature and chemistry of spring water gushingfrom a cliff of southern part of the Owari Hills : A case study carried out
at Takenoyama, Iwasaki-cho, Nissin City, Aichi, Japan
Kentaro NOZAKI 1) and Kana KAKAMI 2)
摘要尾張丘陵南端部の崖線に見られる湧水の湧出量，水温および水質の季節変化を2009年4月から2011年3月にかけて調べた。湧出量は，降水量が少ない時期に顕著に低下した。水温は，最低が9.5℃，最高は19.5℃で，平均値±標準偏差は15.4℃±2.5℃であった。水温は気温より1ヶ月遅れて最高に達した。これには地温が影響していると考えられる。電気伝導度（EC）は，4.1～5.1 mS m-1の幅で，平均値 ± 標準偏差は，4.5±0.3 mS m-1であった。
pH は4.5～5.3の幅で，4.7±0.2であった。溶存物質が少なく酸性の水質であり，これまでに報告された尾張丘陵
砂礫層からの湧水の水質に準じていた。溶存酸素濃度は，最大が4.3，最小1.8 mgO2 L-1，平均値 ± 標準偏差は2.5±0.6 mgO2 L-1であり，濃度が低い時期は，湧水が多い時期であった。溶存無機態窒素（DIN）は，76～154μgN
L-1の幅で，平均値±標準偏差は118±19μgN L-1，リン酸態リン（PO43--P）は，0.7～5.3μgP L-1の幅で，平均値 ±標準偏差は1.5±1.0μgP L-1であり水質は栄養塩類が乏しいと判断できる。EC，pH，窒素，リン濃度は，湧出量の増減とは明確な関係が見られず，明瞭な季節変化も示さなかった。湧水は，浸透した雨水が土壌表層や砂礫層内部で大きな水質変化をすることなく湧出していることが示唆された。
キーワード：尾張丘陵，湧水，湧出量，水温，水質
Key words: The Owari Hills, spring water, discharge, water temperature, water chemistry（2014年2月8日受付；2014年3月14日受理）
野崎・倉澤，2010）。この丘陵地は東海丘陵，東部丘陵とも研究の背景呼ばれているが，尾張丘陵の南端部にあたる（富田，2008）。

2005年に開催された日本国際博覧会（愛知万博）の会場でこの湧水に涵養され，泥炭の堆積が見られない湿地には，トあった愛・地球博記念公園を中心とした名古屋市北部，長久ウカイコモウセンゴケ（Drosera tokaiensis），シラタマホシク

手市，日進市，瀬戸市，豊田市，みよし市に広がる標高100

サ（Eriocaulon nudicuspe），シデコブシ（Magnolia stellata），フ～150 m 程度の丘陵地には，崖の斜面や谷頭に湧水が見られモトミズナラ（Quercus serrata subsp. mongolicoides）等，東海

る。これらは里山を流れる小川の水源となり，矢田川や天白丘陵要素を構成する植物（植田，1989，2002）が見られる。

川を形成している（森山，2000；広木，2002a；野崎，2010a；

この地域の湧水の湧出量，水温および水質を調べることは，

1)〒464-8662愛知県名古屋市千種区星ヶ丘元町17-3 椙山女学園大学教育学部，School of Education, Sugiyama Jogakuen University, Hoshigaoka
Moto-machi 17-3, Chikusa, Nagoya, Aichi 464-8662, Japan（E-mail：ken@sugiyama-u.ac.jp）
2)〒470-0131愛知県日進市岩崎町竹の山37番234 椙山女学園大学人間関係学部，School of Human Sciences, Sugiyama Jogakuen University,
Takenoyama 37-234, Iwasaki-cho, Nissin, Aichi 470-0131, Japan31

野崎健太郎・各務佳菜
東海地方の自然の成り立ちを考える上でも重要な意義があする。本研究のとりまとめにあたり、科学研究費補助金基盤る。東海丘陵要素植物群は，丘陵地の砂礫層から湧出する電研究 C（研究課題番号：24501114，研究代表者：野崎健太郎）

気伝導度が1～5 mS m-1，pH が4～6の湧水で涵養された小規を用いた。

模な湿地（湧水湿地）に生育し（富田，2008），その保全には栄養塩類に乏しく弱酸性の水質を示す湧水の維持が重要であ方ると指摘されている（波田ほか，1999；森山，2000；竹中，
2002）。しかしながら，尾張丘陵の砂礫層に見られる湧水の法

調査地

湧出量，水温および水質の季節変化を明らかにした研究は，本研究は，名古屋市の猪高緑地と牧野ヶ池緑地に連なる愛愛知県瀬戸市の海上の森で1999年5月27日から11月25日まで

知県日進市岩崎町竹の山の丘陵地崖線に位置する湧水で行っ14回測定された pH と電気伝導度の報告（竹中，2002）に限た（図1）。本調査地は猪高緑地の南東に近接し，南西方向にられ，基礎的な情報に乏しいのが現状である。

位置する牧野ヶ池緑地との間には，日進市香久山，名古屋市

湧水は地表面の環境変化を緩やかであるが明瞭に反映する

梅森坂の住宅地が広がっている。湧水は，宅地造成により削指標となり、各地域の湧水について、気候変動や都市化のられた丘陵地の斜面の瀬戸層群矢田川累層の水野部層上部層

進行等，周囲の環境変化が湧水の水温，水質に及ぼす影響に区分される砂礫混じりの粘土層（宮地，1983）から湧出しについて詳細に調べられている。例えば，東京都国分寺市ている（図2）。水は常に無色透明で，腐植物質の影響は見らの崖線からの湧水は，東京農工大学の水環境保全学研究室れない。斜面上部から尾根は，落葉広葉樹のコナラ（Quercus

により1975年～2002年の28年間に渡り継続的な調査が行わ

serrata）と常緑針葉樹のアカマツ（Pinus densiflora）の混交林

れ，水環境の保全に有用な情報が蓄積されている（Ogura andに，常緑低木樹であるツバキ科のヒサカキ（Eurya japonica）

Morikawa, 1985；Kato and Ogura，1992；小倉，2000；対馬ほとモチノキ科のソヨゴ（Ilex pedunculosa）が密生する雑木林

か，2008）。そこで本研究は，尾張丘陵における湧水の自然である。林床の腐葉土は厚い場所でも10 cm 程度の堆積であ

史情報の空白を埋めることを目的として行った。

り，A0層，A 層は未発達であった。面積は地図から概算するとおよそ30,000 m2である。

本研究は，各務が野崎の指導の下で行った椙山女学園大学人間関係学部2009年度卒業研究の結果（2009年4月～12月）

岩崎町の丘陵地は，かつて窯業の燃料を供給するために木と，その後，野崎が継続して行った調査の結果（2010年1月

本を過剰に伐採し，1960年頃までほぼ禿山であった（日進市～2011年3月）を統合しており，両者の共同研究として報告

産業環境部水と緑の課，2004）。調査地の雑木林は，植生と腐葉土の状態から判断して，この地域の典型的な二次林である（Hiroki，2001；広木，2002b；Matsuse and Hiroki，2009）。
雑木林の背後は椙山女学園大学人間関係学部の学舎（およそNorth

Study Site

80,000 m2）が立地している。岩崎町は，天白川水系と矢田川水系の分水界にあたる地域であり，本研究で対象とした湧水
は，弁天池を経て天白川へと通じている。調査は2009年4月22日から2011年3月14日までの間に31回行った。
Ontake Hill

Sugiyama
University

湧水の調査方法▲ 131 m

あらかじめ，湧水が見られる地点に直径8 cm の塩化ビニー
ル製の円筒を設置し，取水口とした（図3）。湧出量は，5秒間もしくは10秒間に取水口から流出する水をメスシリンダーで採取することで求めた。測定は5回繰り返し，平均値を解析に用いた。
水温は，通常のアルコール温度計（佐藤計量器製作所）を

Benten-ike Pond

取水口に入れ，5分後に値を読み取った。測定は9時30分～11
0

時30分の間に行った。電気伝導度は，伝導度計 CM-21P（東200 m

亜 DKK），pH はパックテスト WAK-pH（共立理化）で測定し
図1た。溶存酸素濃度（2010年1月～2011年3月）はウインクラー

図1. 調査地（愛知県日進市岩崎町竹の山）．北緯35度9分，東経137度2分，標高70 m．
Fig. 1. Location of study site, Takenoyama, Iwasaki-cho, Nissin
City, Aichi, Japan. N35°
09, E137°02, Elevation level 70 m.

法で定量した。
水質分析用の試水は，100 mL ポリびんに採取し冷暗状
態で1時間以内に実験室に持ち帰った。原水はガラス繊維

32

尾張丘陵南端部の崖線に見られる湧水の湧出量，水温および水質の季節変化

Sampling point

3m

図2.
図
2 調査地の崖線に見られる湧水．崖は砂礫と粘土で構成さ

図3.
図
3 湧水の採取方法．

れている．
Fig. 2. Spring water from a cliff in this study site. The layer of cliff
was composed of sand, gravel and clay.

Fig. 3. Sample collecting from spring water.

ろ 紙（ADVANTEC，GF-75）で ろ 過 し、 分 析 ま で 凍 結 保 存

温は2011年1月21日の9.5℃，最高は2009年9月26日の19.5℃で，した。溶存無機態物質は，ろ過水を用いてアンモニア態

平均値±標準偏差は15.4℃±2.5℃であった。水温は気温に

窒 素（Solorzano，1969）， 亜 硝 酸 態 窒 素（Bendschneider and比べて1ヶ月遅れて最高に達した。これには地温が影響してRobinson，1952），硝酸態窒素（Kalff and Bentzen，1984），リいると考え，竹内（1996）の係数を用いて1 m 地温の推定値

ン酸態リン（Murphy and Riley，1962）を測定した。アンモニを算出し図5に加えた。地温の最高値は気温と同じ8月であっ

ア態，亜硝酸態，硝酸態窒素濃度を合計した値を溶存無機態

たが，急激に低下する気温に比べ，地中には9月以降も熱が窒素濃度（DIN）とした。なお，調査結果の一覧は付表にま保存されていた。この保存された熱によって湧水は気温より

14

とめた。

15

やや遅れて最高に達し，緩やかに低下すると説明できる。
愛知県豊田市の深さ60 m の深井戸（深層地下水）を水源とする水道の配水池水温は15～20℃の幅で季節変化し，差は結果と考察

5℃であった（野崎，2010b）。国分寺市の湧水では，15.1～
16.0℃の幅で差は1℃である（Kato and Ogura，1992）
。一方，

湧出量
湧出量と調査地に最も近い名古屋市の月降水量（気象庁

本調査地の湧水では，最低と最高の水温差が10℃となり，湧web site，気象統計情報）の変化を図4に示した。湧出量は最水の起源となる地下水の量が少なく気温の影響を強く受けて-1

小 が2011年1月21日 の4 L h ， 最 大 が2010年3月18日 の154 Lいることがわかる。水温の結果からも集水域が小さいことがh-1で， 平 均 値 ± 標 準 偏 差 は76±41 L h-1で あ っ た。2010年、示唆される。

2011年ともに降水量が最も少ない1月に湧出量が低下した。
2009年は9月の降水量が少なく，湧出量は急激に減少し，10

電気伝導度，pH および溶存酸素濃度-1

結果を図6に示した。電気伝導度は，4.1～5.1 mS m-1の幅で月5日に9 L h となった。

変動し，平均値±標準偏差は，4.5±0.3 mS m-1であった。pH

東京都国分寺市の野川の水源となる湧水では，湧出量と降水量の季節変化は良く一致し（Kato and Ogura，1992），湧出は4.5～5.3の幅，4.7±0.2であった。溶存物質が少ない酸性の量の最小と最大は15倍の違いであった。一方，本調査地では，水質であり，これまでに報告された尾張丘陵砂礫層からの湧その差は40倍であった。すなわち，本調査地では，国分寺の水の水質に準じていた（森山，2000；竹中，2002）。変動係数

湧水より集水域が小さく，降雨が直ちに湧水の起源となり，はそれぞれ6.7 %，4.3 % と小さく，電気伝導度と pH は湧水

その影響が持続する時間も短いと推測される。

量の季節変化に関係なく，ほぼ一定であった。電気伝導度については，水量の増減に伴う溶存物質の希釈，濃縮および集水温

水域からの洗い出し作用が見られない。pH については，名湧水の水温と名古屋市の月平均気温の季節変化は図5に示

古屋市，豊田市および春日井市の雨水の pH が4～5であり本した。2年間ともに1月が最低，9月が最高であった。最低水調査の結果と一致することから（愛知の環境 web site 環境デー

33

野崎健太郎・各務佳菜
30● Discharge
240－Precipitation

200

Temperaure（℃）

Discharge (L h-1) and Precipitation (mm month-1)

280

160
120

20

10

80

● Water temperature
40
0○ Monthly average air temperaure

A M J
2009

J

A S

O N

D J F M A M
2010

J

J

A S

O

N D

J F
2011

0

M

▲ Estimated 1 m ground temperaure
A M J
2009

J A S

O N D J F M A M J
2010

J A S O N D J F M
2011

図4. 2009年4月から2011年3月までの1時間あたりの湧出量（L 図 5 図5. 2009年4月から2011年3月までの湧水の水温，名古屋市のh-1）と名古屋市の月降水量（mm month-1）の季節変化．
月平均気温および調査地の1 m 地温の推定値の季節変
降水量の値は気象庁 web site 気象統計情報より引用し
化．1 m 地温は，竹内（1996）の係数を用いて算出した．
た．
Fig. 5. Seasonal changes in temperature of spring water, monthly
Fig. 4. Seasonal changes in hourly discharge of spring water (Laverage air temperature of Nagoya City and estimated 1h-1) and monthly precipitation (mm month-1) of Nagoya
m ground temperature at this study site from April 2009 toCity from April 2009 to March 2011. Data of precipitation
March 2011. 1 m ground temperature was calculated using
were cited from web site of the Japan Meteorologicalcoefﬁcients cited from Takeuchi (1996).
Agency.

図4

溶存酸素濃度は，2010年1月から3月にかけて急速に減少し，

タ検索システム），本調査地の湧水は，雨水が浸透した砂礫

2011年1月に再び増加した。変動係数は24 % と大きく，電気層内部で変化することなく湧出していると考えられる。
野崎（2010a）は，4～5月と10～11月に本調査地の対面に伝導度や pH とは異なり明瞭な季節変化を示した。溶存酸素

位置する岩崎御嶽山（図1参照）の谷頭と山裾に湧出する2地濃度が低い時期は，湧水が多い時期であった（図4参照）。そ

点の湧水を調査し，水温11～18℃，電気伝導度9.2～16.6 mS

こで水温の影響を避けるために溶存酸素飽和度と湧出量とのm-1，pH5.5～6.0であったと報告した。水温は，本研究の結果関係を調べた（図7）。両者は負の関係を示し，相関係数（r）は，16に準じるが，電気伝導度と pH は高く，雨水の水質が地中へ-0.759であった。これは，湧水の多い時期は，地中に水が多の浸透の過程で変化していることが示唆される。岩崎御嶽山

いため気相が減り，大気からの酸素の溶け込みが低下したたは，地質が砂岩，泥岩起源のホルンフェルス（宮地，1983），

めと思われる。

17

植生がカシ類とシイ類の高木を中心とした常緑広葉樹林で形成され，本調査地と近接しているが異なった環境である。雨

溶存無機態窒素とリン酸態リン濃度

水は，植物の体表面に付着した物質を溶解し，林床では有機結果を図8に示した。窒素，リンともに明確な季節変化は質に富んだ土壌，地中では母材となる鉱物に触れ化学的組成見られなかった。アンモニア態窒素（NH4+-N）は調査期間をを変えながら湧水の水質が形成される（竹中，2002）。した

通じて検出されなかった。亜硝酸態窒素（NO2--N）は，0～4.8

がって，本調査地の湧水と岩崎御嶽山の谷頭と山裾の湧水でμgN L-1の幅で変動し，平均値±標準偏差は1.2±1.2μgN L-1

は，地質と植生，そして植生の発達度合に起因する土壌表面であった。硝酸態窒素（NO3--N）は74～150μgN L-1の幅で変の有機物の堆積量の違いが湧水の水質に反映されていると考動し，平均値±標準偏差は117±18μgN L-1であった。溶存えることができる。

無機態窒素（DIN）は，76～154μgN L-1の幅で変動し，平均値

溶存酸素濃度は，最大が2011年1月21日の4.3，最小が2010±標準偏差は118±19μgN L-1であった。DIN の97～100 % を

年9月29日の1.8 mgO2 L-1であり，平均値 ± 標準偏差は2.5±0.6

硝酸態窒素が占めていた。リン酸態リン（PO43--P）は，0.7～5.3

mgO2 L-1，飽和度は20～40 % であった。日進市内の他の湧水

μgP L-1の幅で変動し，平均値±標準偏差は1.5±1.0μgP L-1-1や湧水湿地で測定された溶存酸素濃度は1～4 mgO2 L でありであった。東京都国分寺市の湧水では，硝酸態窒素濃度が湧（野崎，2010a；野崎・倉澤，2010），低い濃度は，この地域

出量の増える夏期に低下し，減る冬期に上昇する明確な季節の湧水の特徴であろう。地質が，微細なシルトや粘土を多く変化を示した（Kato and Ogura，1992）。しかしながら本調査

含み（宮地，1983），地中に気相ができにくいことが理由で

地では，電気伝導度，pH と同じく窒素，リン濃度も湧水のあると考えられる。

湧出量の増減とは明確な関係が見られず，季節変化も検出で

34

尾張丘陵南端部の崖線に見られる湧水の湧出量，水温および水質の季節変化
50

Dissolved oxygen saturation (%)

EC, pH and dissolved oxugen

8

6

4

2

● EC（mS m-1）
○ pH
▲ DO（mg L-1）

0

A M J
2009

J

A S

O N

D J F M A M
2010

J

J

A S

O

N D

J F
2011

図6. 2009年4月から2011年3月までの湧水の電気伝導度（EC），
水素イオン強度（pH）および溶存酸素濃度（DO）の季
節変化．
Fig. 6. Seasonal changes in electric conductivity (EC), pH anddissolved oxygen concentration (DO) of spring water from
図7
April 2009 to March 2011.

図6岐川）中流の岐阜県多治見市街地付近では DIN は500～1200
μgN L-1，リン酸態リンは50～100μgP L-1，の幅で季節変動す

0

40

80
Discharge (L h-1)

120

160

160

DIN, NO3--N and PO43--P (μg L-1)

L-1，そして，西部に隣接する名古屋市を流れる庄内川（土r = -0.759

図7. 湧水の湧出量と溶存酸素飽和度との関係．
Fig. 7. Relationships between discharge and dissolved oxygen
saturation of spring water.

や砂礫層内部で大きく変化することなく湧出していることが川中流の DIN は300～600μgN L-1，リン酸態リンは5～20μgP

200

きなかった。したがって，湧水は，浸透した雨水が土壌表層

日進市東部に隣接する豊田市の市街地付近を流れる矢作

30

10

M

改めて示唆された。

40

120

80
● DIN
○ NO3--N40▲ PO43--P

18
ることから（野崎・志村，2013），本調査地の湧水の水質は栄養塩類が乏しいと判断できる。本調査地は，最も近い集水

0域が，土壌が未発達の小規模な雑木林と人文社会学系の大学

A M J
2009

J

A S

O N

D J F M A M
2010

J

J

A S

O

N D

J F
2011

M

の校地であり，栄養塩類の起源となる有機物に乏しく，窒素，図 8 図8. 2009年4月から2011年3月までの湧水の溶存無機態窒素（DIN），硝酸態窒素（NO3--N）およびリン酸態リン
リンに富んだ排水の浸透も考えにくい。そのため，常に水分（PO43--P）濃度の季節変化．
が豊かであるにもかかわらず蘚苔類や草本群落が発達しない
Fig. 8. Seasonal changes in concentration of dissolved inorganicと考えられる（図2参照）。
nitrogen (DIN), nitrate nitrogen (NO3--N) and reactive
19 water from April 2009 to
本調査地と同じ丘陵地で南西に1.5～2 km 離れた場所に位
phosphorus (PO43--P) in spring
March 2011.
置する日進市香久山，名古屋市梅森坂住宅地を流れる天白川
支流の源流部では，
DIN が800および1300μgN L-1であった（野崎・倉澤，2010）。この地点では，国分寺の事例（Ogura andMorikawa，1985）と同じく人間活動によって窒素負荷が増加
し，湧水の水質形成に影響を及ぼしていることが考えられる。

引用文献

本調査地には，1～2 km の距離で隣接する大規模な住宅地の新井正（2004）：地域分析のための熱・水収支水文学．古今書院，

影響が及んでいないことを考慮すると，湧水の集水域は極め

東京．

て狭い範囲であることが推測できる。宮野ほか（2013）は，
東京都内26地点の湧水の内，崖線から湧出する17地点の集水

Bendschneider, K. and R. T. Robinson (1952): A new

域（涵養域）がほぼ0.1～0.3 km2と小さく，大きくても1 km2

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20

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36

尾張丘陵南端部の崖線に見られる湧水の湧出量，水温および水質の季節変化
付表 本調査で得られた物理および化学指標．
Appendix Physical and chemical parameters in this study.

D.O.

NO3--NDIN

PO43--P

mg L-1

g L-1

g L-1

g L-1

4.5

no data

137.0

137.0

2.2

no datano datano data

101.9

102.4

0.7

15.0

4.89

4.6

no data

128.1

128.1

1.4

86

15.0

4.54

4.5

no data

112.6

112.6

0.7

12 Jun.

104

15.5

5.02

5.3

no data

113.2

115.5

0.7

25 Jun.

92

17.0

4.89

4.5

no data

135.2

135.2

1.4

10 Jul.

98

17.0

4.73

4.6

no data

112.6

114.9

1.4

30 Jul.

117

16.8

4.80

4.7

no data

148.8

153.6

0.7

7 Aug.

110

16.5

4.72

4.5

no data

74.0

75.7

0.7

19 Aug.

96

16.5

no data

4.6

no data

132.2

133.3

2.9

17 Sep.

35

18.2

4.40

4.5

no data

116.8

118.5

0.7

26 Sep.

18

19.5

4.12

4.7

no data

113.8

114.3

0.7

5 Oct.

9

18.5

4.29

4.7

no data

123.9

124.5

2.2

15 Oct.

74

17.5

4.44

4.5

no data

125.1

125.9

0.7

12 Nov.

122

16.0

4.71

4.5

no data

145.8

148.3

1.1

16 Nov.

100

15.0

4.73

4.6

no data

149.9

153.4

1.0

17 Dec.

38

no data

4.46

4.8

no data

126.8

130.9

1.1

19 Jan. 2010

8

11.0

4.10

4.6

3.4

110.7

111.7

1.1

24 Feb.

21

12.0

4.35

4.7

2.3

125.6

126.9

1.0

18 Mar.

154

13.3

4.42

4.8

1.8

134.5

135.5

1.0

30 Apr.

129

13.6

4.57

5.0

2.3

118.5

119.1

2.3

28 May

107

14.6

4.28

4.6

2.2

113.7

114.7

1.0

25 Jun.

91

13.0

4.76

4.6

2.0

125.0

125.7

0.8

28 Jul.

116

17.0

4.37

4.6

2.2

106.0

106.3

1.2

18 Aug.

76

18.7

4.39

4.7

2.4

100.1

101.3

1.7

29 Sep.

117

19.4

4.66

4.6

1.8

123.8

125.4

1.7

27 Oct.

80

17.3

4.25

4.6

2.5

100.1

100.4

1.7

17 Nov.

48

15.4

4.31

4.7

2.7

91.2

91.8

2.3

24 Dec.

37

13.8

4.86

4.6

2.4

94.1

95.1

3.5

21 Jan. 2011

4

9.5

4.17

4.8

4.3

106.0

106.7

5.3

21 Feb.

43

12.2

5.12

4.6

2.9

100.1

101.0

1.0

14 Mar.

53

12.8

4.43

4.6

2.9

82.2

82.9

1.0

Sampling date Discharge

W.T.

E.C.

L h-1

℃

mS m-1

58

15.0

4.39

1 May

no datano data

15 May98

25 May22 Apr. 2009pH

37