水工学論文集,第55巻,2011年2月

筑後川感潮域の洪水中の河床変動解析
BED VARIATION ANALYSISIN THE CHIKUGO RIVER ESTUARY BY THE FLOOD FLOWS
鈴木健太1・島元尚徳2・久保世紀3・福岡捷二4
Kenta SUZUKI, Hisanori SHIMAMOTO, Seiki KUBO and Shoji FUKUOKA
1学生会員

中央大学大学院理工学研究科土木工学専攻（〒122-8551 東京都文京区春日 1-13-27）
2国土交通省 九州地方整備局 筑後川河川事務所 調査課長 (〒830-8567 福岡県久留米市高野1丁目2番1号)
3国土交通省 九州地方整備局 筑後川河川事務所 調査課 (同上)
4フェロー 工博 Ph.D 中央大学研究開発機構教授 中央大学理工学部特任教授(〒122-8551 東京都文京区春日 1-13-27）

A series of fisherie issues in the Ariake sea has been believed to be caused by a lack of sand supply from the
Chikugo river on the basis of few investigations of characteristics and amount of sediment transport in the the
Chikugo river estuary． The core sampling and super-sonic echo sounder indicates that the vertical structure of
mid stream of the Chikugo river estuary is consists of complex alternate layer and the rate of water content ismuch different to each layer． To make the rate of sand transport in the Chikugo river estuary clear, the authors
applied unsteady quasi-three dimensional flood flow and river bed variation analysis using observed temporalchanges in water surface profiles of 2009 flood． In the analysis, the bed layer which the rate of water content
upper than 70% is calculated by the experimental equation of erosion speed of the cohesive material. The resultsof analysis indicates that the rate of sand supply is strongly affected by the tidal level change of the Ariake sea．
Key Words : Sand, Alternate layer ,Unsteady bed variation analysis, Temporal changes in water surface profiles
討を行ってきた．この中で，温度計を用いた独創的な方法で洪水中の河床高の時間変化を観測し，関根らが提案した粘着性土の浸食速度式を基に筑後川でのガタ土層の浸食速度の実験式を得た4)．しかし，河床の砂やガタ土
有明海は最大6ｍに及ぶ潮位変動により多様な生態系が形成されている．この有明海で，近年海苔の変色やア層と砂の互層構造に着目した研究は少なく，砂の存在量
サリの不作といった漁業問題が発生し問題視されている． や有明海への流出量が量的に少ないものとみなされてきこの一連の問題の大きな原因として，有明海に注ぐ最大
た5)．このため，有明海の環境変化の議論では，シルの河川であり，全河川流域の約35％を占める筑後川流域
ト・粘土の堆積が増大していることに注目した議論が多からの土砂流出量，特に砂分の減少が有明海の底質泥化くなっている．このように，筑後川ではガタ土が中心の1)を助長しているとの報告がなされている ．
多くの研究がなされ，筑後川感潮域全体での縦断的な砂の存在量や，移動量に関する知見が十分蓄積されてこな
実際に有明海湾奥部や，筑後川感潮域の河岸際は阿蘇かったことから，入江，福岡らは2007年に発生した洪水の噴火を起源とするガタ土と呼ばれる粘着性の細粒分にについて集中的な現地調査を行い，洪水期間中の水面形覆われている．これは，有明海特有の大きな潮位変動をの時間変化を観測し，大きな潮位変動を有する筑後川感
日々繰り返す中で，有明海から運搬され堆積したもので潮域での洪水流下特性，河床を構成する材料に関して多ある．このように，普段の河川流量で我々が目にするこくの知見を得た6)．著者らはこれらの研究を更に進め，とのできる筑後川の姿から，砂分量は少なく，有明海への土砂供給量は少ないと考えられてきた．これまでに，
2009年洪水を対象に，観測された水面形の時間変化を解粘着性を有する材料の浸食について，例えば関根らは，とした非定常準三次元洪水流と河床変動の一体解析を適
カオリンなどの粘土を用いた基礎的な研究を積み重ね，用し，筑後川感潮域での土砂流出現象の説明を試みた7)．
粘着性土の浸食速度式を提案した2)．また六角川感潮域
しかし，有明海特有の大きな潮位変動と複雑な河床構造を有する筑後川感潮域から有明海への土砂流出量を定量で採取した互層状態でないサンプルについてにも同様の的に見積もるまでには至っていない．これらの研究を進
室内実験を実施し，提案した浸食速度式を適用し得るこ3)
める中で，2010年7月に発生した3400㎥/s(速報値)の洪とを示した ．また，横山らは筑後川感潮域の粘着性を水に対して，セグメント式の掃流センサーを洪水前に設有するガタ土やシルトなどの細粒分に着目し数多くの検１． 序論

2010年6月18日 2010年8月3日
洪水後
洪水前
柱状図 標高(T.P.m) 柱状図

5.50

7/14 6：05
7/14 17：00
7/14 17：20
7/15 00：50

5.00

7/14 06：20
7/14 16：50
7/15 17：00
7/14 17：10
7/14 17：25

5.50

6.00

6.00

6.50

粘性土
ガタ土

礫
砂
粘性土混じり砂
砂混じり粘性土植物片
有機質土(b)4K000(a)2K000
図-1 2010年洪水中砂層の掃流のタイミング
13k950水位

瀬の下(25k520)水位

若津(6k850)水位

2k000

7

1.4

5

1.0

3

0.6

1

0.2

-1

‐0.2

-3

‐0.6

-5

‐1.0

-7

(1)検討対象区間
検討対象区間の平面図及び観測項目を図-3に示す．
筑後川感潮域での洪水流下特性と河床変動及び，有明
海への砂の流出量を把握するために，検討区間は
23.0km地点の筑後大堰から有明海までの区間とした．
検討区間の平均的な縦断河床勾配は約1/7000勾配である．
2009年6月に瀬の下水位流量観測所(25.5㎞)において，平均年最大流量2850㎥/sに対して，3850㎥/sの流量が観測された．洪水中に，縦断水面形の時間変化を把握する目的で，図-3に赤丸で示す場所において，5分間隔で詳細な水位時系列が観測された．対象洪水ピークは有
明海での潮位が最干潮時と重なり，河道内の水位は有
明海の潮位変化の影響を強く受けていた洪水であった．

4k000

洪水前河床高からの変化量(m)水位(T.P.m)

有明タワー潮位

2．検討対象区間の河床材料特性‐1.47/13 18時

7/14 18時

7/15 18時

図-2 2010年洪水中有明海潮位と河床低下の関係
筑後川下流土砂動態調査位置(全体調査内容)

坂口床止

14k00010k000
8k000
6k000
4k000

調査項目

水位連続観測(dt=5分)
柱状コアサンプリング
超音波河床堆積構造調査
掃流センサーを用いた河床変動調査

0k000

有明海

図-3 対象区間と観測位置
H20年2月29日調査-6.3

コアサンプル
採取位置

-6.5

-2.5

-6.7
-6.9
-7.1
-7.3

-7.5

T.P.m

T.P.m

-5.0
判例

-7.5

礫
砂
粘性土混じり砂
砂混じり粘性土
粘性土
ガタ土

-10.0
-12.5

-7.7
-7.9
-8.1
-8.3
-8.5

-15.0
0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

250

-8.7

275
300
横断距離(m)

図-4 コアサンプル調査と超音波河床堆積構造調査の比較(10kmを例に)
0.0

0k000

2k000 4k000

6k000

8k000 10k000 12k000 14k000 16k000 17k000 18k000 23k400

河床面からの深度(m)

-0.5

-1.0

-1.5

礫
砂
粘性土混じり砂
砂混じり粘性土
粘性土
ガタ土

-2.0

図-5 コアサンプル調査結果

瀬の下水位流量観測所

23k00017k0000.0(2)筑後川感潮域の河床材料特性
筑後川感潮域の河床材料特性を把握する目的で，図3中の青四角に示す地点において概ね2km間隔の河床材料調査が行われた．河床材料調査は，各観測点において主流部と思われる個所にエアーバイブレーターの振動によりサンプラーを所定の深度まで押し込み，乱れの少ない連続試料が採取され，鉛直方向河床柱状図が作成された．コアサンプリング調査は，各横断調査面
内の一点の鉛直河床材料特性を示し，必ずしも観測点の横断河床材料分布を代表したことにはならない．そこで，超音波河床堆積構造調査の結果とコアサンプリ
ング調査結果の比較を行った．超音波河床堆積構造調
査は，異なる周波数の超音波を河床面に照射し，反射特性を解析することで河床の鉛直-横断方向の堆積構造を把握することができる．図-4に10.0km地点におけるコアサンプリング調査と，超音波河床堆積構造調査の比較を示す．鉛直河床構成は河岸際で粘着性土が堆積していることが超音波河床堆積構造調査の結果では見7/14 5：20
7/14 6：00

洪水中に堆積した砂7/14 5：25

2010年6月18日 2010年8月3日
洪水後
洪水前
柱状図 標高(T.P.m) 柱状図

洪水中に堆積した砂

置し，洪水中の河床低下のタイミングと変動量を観測した．これは，導線で連結した鉛直方向10cm毎の中空セグメントが洪水中に掃流され，電圧が変化したタイ
ミングを記録することで河床高の時間変化を観測するものである．図-1に掃流センサー設置個所の洪水前後の鉛直材料構造と，各層が掃流された時間の重ね合わせを示し，河床が洗掘されてセンサーが流出した時刻と各地点での水位ハイドログラフに対する有明海潮位の関係を図-2に示している．これらより，洪水流と潮位変動に伴って洪水中に相当量の砂が筑後川から有明海へ流出していることが明らかになった．そこで，本論文では，河床材料が互層をなす筑後川感潮域における河床材料の掃流・浸食特性を考慮することにより，
数値シュミレーションにより実現象を再現し，洪水中の河床変動を定量的に評価することを試みている．

0

100

0

200

100

200

12k000含水比(%)→

10k000含水比(%)→
0

100

200

0

100

200

14k000含水比(%)→
0

100

200

河床面からの深度(m)

-0.5

-1.0

-1.5

-2.0

-2.5

図-6 含水比の鉛直分布

60%粒径(mm)

10.00
23.4k
10.0k
12.0k
14.0k
16.0k
17.0k
18.0k
22.0k
粒径境界

1.00
0.10
0.01
0.00
0

50

100

150
含水率(%)

200

250

300

図-7 含水比と粒径の関係

Zb|t=0含水比(％)
70
200

ガタ土層

河床面からの深度00

ガタ土層 砂層

‐0.5

‐1

‐1.5

(a)初期状態

Zb|t-⊿t
浸食量(浸食速度式より)

0

含水比(％)
70200

河床面からの深度

0Zb|t

ガタ土層 砂層 ガタ土層

ガタ土層中の砂分は掃流
力に応じてその場に留まる

‐0.5

‐1

‐1.5

砂層に到達
浸食量(浸食速度式より)

Zb|t-⊿t

ガタ土層中の砂分は掃流
力に応じてその場に留まる

0

含水比(％)
70200

00

含水比(％)
70200

0河床面からの深度(b)ガタ土層の浸食

‐0.5

Zb|t

‐1

‐1.5

(c)砂層に到達

砂層に到達

Zb|t-⊿t

洗掘量(流砂量式より)

Zb|t

河床面からの深度

筑後川のような感潮河川では，潮位変動に伴い水位が大きく変動し，必ずしも洪水ピーク流量時の水位と洪水
痕跡水位は対応しない．福岡らは，洪水時に河道内で起きる各種の水理現象は，水面形の時間変化に現れるという考えに基づき，流量に比して観測精度の高い観測水位
時系列を上下流の境界条件に与え，対象区間内の観測水
面形の時間変化を再現するように，流れ場と河床変動を一体的に解析することで，洪水中の流れ場と河床高時間変化を再現している8)．岡村・福岡らは本解析手法を石
狩川洪水に適用することで，時空間的に境界条件が変化する河川での河床変動と流れ場の双方を再現し，河床変動について重要な知見を得た9)．著者らはこれまで，最大6mの潮位変動を有する筑後川感潮域の洪水流下特性と，それに伴う砂の移動特性を明らかにするため，2007
年7月に発生した洪水に, 観測された縦断水面形の時間変動を解とした非定常平面二次元流解析を適用した10)．
しかし，この解析は洪水中の河床変動を考慮していない
ため，実際にどの程度河床変動が生じ，有明海へ砂が流

0.0

ガタ土層 砂層 ガタ土層

3．互層をなす筑後川感潮域の洪水時の河床変動

6k000
含水比(%)→0k000
含水比(%)→

ガタ土層 砂層てとれる．これは，大きな潮位変動を日々繰り返す過程の中で，上げ潮時に有明海から運搬されてきたガタ土が，引き潮時に河岸際に堆積したものであると考えられる．
しかし，河岸際を除く河道中央部においては，双方の調査結果は良好な一致を示しており，コアサンプル調査の結果を縦断的な河床材料の鉛直分布特性の把握に用いることが可能である．コアサンプリング調査の結果を図-5に示す．0km～6kmの区間では，河床表層を厚い砂層が覆い，砂分が卓越している．一方で，10km～14kmの区間は表層を粘性土が覆い，その下を粘性土と砂が複雑な互層構造をなしていることがわかる．この付近の河床表層に粘着性土が多いのは，14km付近が塩水の遡上限界
で，上げ潮時に有明海から運搬されるガタ土(細粒分)がフロッキュレーションを起こし，砂層の上に堆積していためと考えられ，横山らの結果4)に整合する．また，採取されたサンプルを基に，鉛直方向10㎝毎の粒度分布，含水比を調査した．含水比の鉛直分布を図-6に示す．コ
アサンプリング調査の結果から，砂分が卓越していた
0km~6kmの区間では含水比が低く，鉛直方向の変化は少ない．一方で，河床表層を粘性土が覆い，粘性土と砂が互層をなして存在している10km~14kmの区間では鉛直方
向に含水比の変化が大きい．また，図-7に示すように含水比とd60粒径の関係を考察した．赤線で砂分と細粒分の粒径境界を示している．含水比とd60粒径には一定の関係があり，概ね含水比が70%を超えると細粒分が卓越し，大きいものでは250%を超える含水比に達している．これは，砂層の上に存在するガタ土の締め固めが進行しておらず，浮泥の様な状況で堆積していると考えられる．

‐0.5

‐1

‐1.5

(d)砂層の掃流
図-8 互層をなす河床における河床変動の概念図

6/29 14:00(解)6/29 22:00(解)6/30 6:00(解)7.0

6/29 16:00(解)6/30 0:00(解)6/30 8:00(解)6/29 18:00(解)6/30 2:00(解)低水路平均河床高6/29 20:00(解)6/30 4:00(解)

5.0

T.P.m

3.0
1.0
-1.0
-3.0
-5.0
-7.0
-4.0

-2.0

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

18.0

20.0

0k000筑後川本川流量

瀬の下観測流量0.0km断面通過流砂量
0.60

4000

0.50

3000

0.40

2000

0.30

1000
0.20

0

0.10

-1000

0.00

-2000
-3000
6/29 12:00-0.10
6/30 12:00

7/1 12:00

7/2 12:00

7/3 12:00

7/4 12:00

日時
図-10 流量，流砂量ハイドログラフ

15k

14k

16k

河床
変動量(m)
1.9
1.6
1.3
1.0
0.8
0.5
0.2
-0.1
-0.3
-0.6
-0.9
-1.2
-1.4
-1.7
-2.0

21k
20k
19k

22k

15k

14k

16k

23k
17k

21k
18k

20k
19k

(1)

浸食速度は粘性土の種類や水温に依存する係数αと水含有率Rwc，摩擦速度u*の関数で表される．横山らは2006
年に筑後川で発生した洪水を対象にし，温度計を用いて時々刻々の地中の温度変化を観測することで，ガタ土の浸食速度に関根の式を適用し，α=0.21×10-5と算定した4)．
本研究ではこれらの粘着性土の浸食速度式と，掃流砂の流砂量式を組み合わせることで河床変動の定量化を試みた．ここで，河床が互層をなす筑後川感潮域での河床変動について，本研究で採用した考え方を図-8に示す．
(a)に示すように，初期条件として各観測位置で採取されたコアサンプル結果を基に鉛直方向10㎝毎の粒度分布，水含有率の情報を取り込む．ここで，断面内での横断分
布は持たせず，縦断分布は実測値の線形補間値を与えた．
また，粒度分布は混合粒径として扱う．先の含水比と粒径の関係から，含水比が概ね70%を超えると細粒分が卓越し，砂の流砂形態とは大きく異なると考えられる．そこで，(b)に示す様に含水比が70%を超える層に達した
場合，関根らによる粘着性土の浸食速度式を用いて地盤高を解析した．ここで，ガタ土に相当する微細な材料は
これまでの検討7)と同様に限界掃流力を超え一度移動を開始したら再び河道内に堆積はせず，流れにのって海まで流下するとして扱っている．また，ガタ土層中に少量

断面通過流砂量(㎥/s)

瀬の下解析流量5000

18k

Es α・Rwc 2.5 u*324.0

図-9 水面形の時間変化

17k(1) 互層をなす筑後川感潮域での河床変動のモデル化
これまで，粘着性材料に関する様々な研究がおこなわれてきた．関根らは，式(1)に示すように粘着性を有す
る河床において，浸食速度を求める実験式を提案した2)．

22.0

縦断距離(km)流量(㎥/s)

出したかを定量的に評価するには至っていない．そこで，2009年6月に発生した洪水に対し，内田，福岡らによる
静水圧分布を考慮せずに鉛直流速分布，底面流速を求めることができる渦度方程式を用いた準三次元洪水流解析と河床変動の一体解析11)を適用し，筑後川感潮域から有明海への土砂流出現象の定量化を試みた7)．解析において，筑後川感潮域の特徴である河床鉛直互層構造を，密に観測された10㎝毎の鉛直粒度分布を初期条件として取り込むことで表現した．解析の簡便化の為，粒径の小さなガタ土を非粘着性の材料として扱い，限界掃流力を超え一度移動を開始したら再び河道内に堆積はせず，流れにのって海まで流下するとして扱っている．しかし，実洪水中のガタ土は，砂と同様の掃流形態を示さず，特有の浸食形態を示すことが考えられる12)．このように実現
象と解析モデル化の乖離により，鉛直方向に複雑な互層構造をなす筑後川感潮域の河床変動を精度よく説明するに至っていない．本論文では，これらの検討を更に進め，
洪水中に，時々刻々どの様な材料の層が河床表面に露出しているかに着目し，各層の土砂の移動機構を考慮に入れ，複雑な互層構造をなす筑後川感潮域の河床変動と有明海へ流出する砂の量を説明することを目的としている．

22k(a)23km～14km

23k

河床
変動量(m)
6k

1.9
1.6
1.3
1.0
0.8
0.5
0.2
-0.1
-0.3
-0.6
-0.9
-1.2
-1.4
-1.7
-2.0

7k

5k
8k

10k

9k

11k

12k

6k

7k

5k
8k

13k

10k

9k

11k

14k

12k

(b)14km～6km

13k
14k

河床
変動量(m)
6k
5k
4k
3k
2k

1k

0k

6k
5k
4k
3k
2k

1k

0k

(c)6km～有明海

図-11 河床変動量コンター図

1.9
1.6
1.3
1.0
0.8
0.5
0.2
-0.1
-0.3
-0.6
-0.9
-1.2
-1.4
-1.7
-2.0

洪水前

洪水後(観測)

洪水後(解析)洪水後河床高洪水前河床高
最深河床高

約20cm

埋め戻し

0.0

約70cm

約50cm

2.0

T.P.m

‐2.0
‐4.0

礫
砂
粘性土混じり砂
砂混じり粘性土
粘性土
ガタ土

‐6.0
‐8.0
‐10.0
0

50

100

150

200

250

300

350

(a)4k000
洪水前

洪水後(観測)400
横断距離(ｍ)

洪水後(解析)洪水前河床高

2.0
約85cm

0.0
‐2.0
T.P.m

洪水後河床高‐4.0

礫
砂
粘性土混じり砂
砂混じり粘性土
粘性土
ガタ土

‐6.0
‐8.0
‐10.0
50

100

150

200

250

(b)14k000
図-12 2009年洪水中の河床変動

300

350

横断距離(ｍ)

年に洪水による河床変動量を把握するため，洪水直前・直後に縦断方向200m間隔の詳細な地盤高測量を実施し，ガタ土の堆積による地盤高変化の影響を出来るだけ小さくすることにより，貴重なデータを得た．解析対象区間
は23.0㎞地点に設置されている筑後大堰から有明海までの区間とした．対象区間内で分派している諸富川と早津江川についても本川と同様に解析を行った．境界条件は上流に22.8㎞，下流に0.0㎞で観測された水位ハイドログ
ラフを与えた．上流からの土砂流入条件は，経年的な地盤高変化が比較的少ない筑後大堰下流の洪水前後での河床変動量が実測値と近くなるような流砂量を試行錯誤的  *ck  *c k  1
qB k / Pk u*d k  85 *k 1 (2)に求め，与えた．図-9に解析水面形と観測水面形の時間
 *k   *k 
変化の比較を示す．実線で解析により求めた縦断水面形の時間変化を示し，同色のマーカーで同時刻の各観測所
このように本解析で採用した式が芦田・道上の式の係
での観測水位を表している．観測水位と解析水位は，有数と異なるのは，砂とガタ土の互層状態が異なり掃流形
態が洪水毎に一様でないなど，様々な要因が考えられる． 明海が満潮時で水面勾配がほぼ水平になる時間帯で若干の差異がある．しかし，洪水ピークを含むその他の各段
しかし，これらの影響が積分された形で表れている観測階において解析水面形は観測水面形を再現できている．
水面形の時間変化に対し，これを解とするように解析す
図-10に流量ハイドログラフと流砂量ハイドログラフのることで実現象を再現できると考えている．
重ね合わせを示す．赤線で瀬の下水位流量観測所における解析流量，赤色マーカーで同地点の観測値を示す．ま(2) 河床変動解析の条件
た，青線で筑後川0.0㎞地点の解析流量と，破線で筑後
筑後川感潮域では潮位変動に伴い，海域からガタ土が川本川0.0㎞地点における流砂量の時系列変化を示して河道内に運搬され，また河道から流出することで，河床いる．瀬の下地点の解析流量は波形，ピーク流量共に観高が日々変化している．つまり，洪水発生から洪水後の測値を良好に再現している．下流(0.0㎞)の流量時系列
河床横断測量までに長い時間が経過すると，測量時の地は洪水ピーク中も有明海の潮位変動の影響を強く受けて盤高は洪水直後の地盤高を表していない．そこで，2009
含まれる砂分は掃流力に応じて下流へ掃流されるか，その場に留まるかを判定した．浸食が進み，(c)に示すよ
うに含水比が70%を下回る砂層に到達した時点で河床変動解析を浸食速度式から掃流砂の流砂量式に切り替え，流砂量と河床高変化を計算した． 洪水中の時々刻々の地盤高変化は，時空間的に密に観測された水面形の時間変化に影響が現れていると考えられる．そこで，芦田，道上の掃流砂量式の係数は，水面形の時間変化，洪水前
後の河床変動量の実測値からのズレがそれぞれ最少になるように85に決定し，式(2)を用いた．

いることがわかる．筑後川河口から有明海に流出する流層が覆っており，砂分の多い河床材料特性となって砂量も流量と同様に，有明海の潮位変動と共に時間的にいる．一方，10kmから14kmの区間では日々の潮位変化し，有明海の干潮時刻に重なった洪水ピーク時に最変動を繰り返す中で有明海から運搬されてきた粘着も多くの砂が流出されている．その後，洪水減水期には，性のガタ土と砂が複雑な互層構造をなし，鉛直方向
縦断水面勾配が大きくなる有明海干潮時に満潮時に比べに含水比，粒度分布が大きく異なる．
多くの砂が流出していることがわかる．これは図-1，2(2) 鉛直方向の含水比と粒径には一定の相関関係があり，に示す2010年洪水中に観測された河床高時間変化の傾向
含水比が概ね70%を超えると細粒土砂が卓越する．
と一致している．次に河床変動量コンターの比較を図(3) 観測水面形の時間変化を解とした洪水流と河床変動11に示す．(a)は23㎞～14㎞，(b)は14㎞～6㎞，(c)は6の一体解析を適用した．鉛直方向に詳細な粒度分布，㎞～有明海の区間である．それぞれ上段が実測，下段が水含有率を考慮し，それぞれの材料特性に応じた浸解析を示している．それぞれの区間の河床材料特性は，
食・掃流形態を考慮し，観測水面形の時間変化に解
日々の潮位変化により河床が互層構造をなしている9㎞
析値がほぼ一致するように流砂量式の係数を同定す～17㎞の区間と，砂分が卓越している18㎞～23㎞，有明ることで複雑な互層構造と大きな潮位変動を有する
海～9㎞に大別される．(1)の河床変動のモデル化でも述
筑後川感潮域の洪水中の河床変動を説明した．
べたように，河床が互層をなしている区間について，詳(4) 2010年洪水中にセグメント式掃流センサーを用いて細に測られた鉛直方向粒度分布，水含有率を取り込み，河床高の時間変化を観測した．筑後川感潮域の河床
それぞれの層に応じた掃流，浸食の形態を考慮し，観測
変動は有明海潮位の影響を強く受け，水面勾配が急水面形の時間変化に解析値がほぼ一致するように流砂量になる干潮時に大きな洗掘が生じ，洪水減水期に砂式の係数を同定することで解析値は観測値の洗掘，堆積の埋め戻しが生じる．また，解析により求めた2009
傾向を良好に再現している．しかし，ガタ土と砂が互層
年洪水中の流砂量の時間変化も有明海の潮位変化のをなして存在している9㎞～17km区間において，解析値影響を強く受け，2010年洪水中の傾向と一致した．
は観測値より大きな洗掘が生じている．これは，ガタ土
今後は，上流域から感潮域への土砂流入量の検討と，層中の含水比や，砂との互層形態が縦横断鉛直的に，ま2010年度洪水での更なる検討を行い，有明海への砂た洪水毎に様々に変化しており，筑後川2009年洪水中の流出量のより定量的な見積もりを行う予定である．
洗掘速度は，必ずしもこれまでに報告されている実験結
参考文献
果や現地での観測値2),3),4)で説明が出来なかったためであ
1) 有明海・八代海総合調査評価委員会,報告書,平成18年12月21日
ると考えられる．この点に関して，浸食速度中の水含有
2) 西森研一郎，関根正人:粘着性土の浸食過程と浸食速度式に関率のべき乗を2.0乗程度の値にすると河床変動量，水面する研究，土木学会論文集B,Vol.65,No.2,pp.127-140, 2009．
3) 西森研一郎，関根正人，樋口敬芳，赤木俊雄：実河川に堆積し形の時間変化共に観測値と解析値の差異が少なくなるこた粘着性土の浸食速度評価に関する実験的研究，水工学論文集，とが明らかになったが，他洪水での検証が必要である．
第52巻，pp.541-546，2008．
2009年洪水中に，図-3 中に星印で示す4.0㎞と14.0km地
4) 横山勝英， 山本浩一， 金子裕:筑後川干潮河道における洪水時の底質浸食過程と有明海への土砂輸送現象， 土木学会論文
点 に予め洪水前に器具を設置することにより，洪水中
集B Vol．64， No．1， pp.71-82， 2008．
の最大洗掘深と，埋め戻し深が観測された．各地点の実
5) 横山勝英：河川の土砂動態が有明海沿岸に及ぼす影響について-白川と筑後川の事例-， 応用生態工学8(1)， 61-72， 2005．
測，解析による河床高の変化と超音波河床堆積構造調査
6) 入江靖， 石川博基， 前田昭浩， 山口広喜， 坂本哲治， 福岡の結果を重ね合わせて図-12に示す．4.0km地点では洪水
捷二， 渡邊明英:筑後川感潮域における洪水流と土砂移動， 河川技術論文集， 第15巻， pp.297-302， 2009．
中に約20cmの砂層が掃流された．また，洪水後河床高7) 鈴木健太，松尾和巳，島元尚徳，福岡捷二：河床が互層をなす
は，洪水前河床から50 cm高く，洪水時の最深河床は洪筑後川感潮域における洪水流による河床変動と砂移動機構に関水前河床高から20 cm低い値が記録された．このことよする研究，河川技術論文集， 第16巻， pp．131-136， 20108)福岡捷二：石礫河川の移動床水理の諸問題と解決への道筋，第り，洪水中の河床変動は約70cmの埋め戻しが生じてい44回水工学に関する夏季研修会講義集，Aコース，pp.1-25，
たことがわかる．14.0km地点では洪水中に約85cmの洗2008．
9) 岡村誠司，岡部和憲，福岡捷二：洪水流の縦断水面形変化と準掘が生じ，洪水前に河床表層を覆っていたガタ土と，そ三次元流解析方を用いた石狩川河口部の洪水中の河床変動解析，の下の互層が掃流されたことが実測値から示され，解析
河川技術論文集，第16巻， pp.125-130， 2010．
10)Suzuki， K． Fukuoka， S． and Matsuo， K ．: Bed material
値と良好な対応関係にある．

4．結論(1) 空間的に密に観測された河床構造調査の結果，筑後川干潮域では河口から6kmの区間では河床表層を砂

structure and sand transport by flood flows in the estuary of the Chikugo
river， Proceedings of the Third international conference on theestuaries and coasts．， Vol.1， pp.101-108， 2009．
11)内田龍彦，福岡捷二：浅水流方程式と渦度方程式を連立した準三次元モデルの提案と開水路合流部への適用，水工学論文集，第53巻，pp.1081-1086，2009．
12)海田輝之，楠田哲也，二渡了，栗谷陽一：柔らかい底泥の巻き上げ過程に関する研究，土木学会論文集，第393号／Ⅱ‐9，
1985．
(2010．9．30受付)