テキスト原稿様式（パネル）ＢＲＩ－Ｒ０４講演会テキスト

緑地の降雨の浸透能を必要な精度で簡便に推定できる手法の検討
住宅・都市研究グループ 上席研究員

戸田 克稔（FIR：終期浸透能（mm/h）、FIR max：最大浸透能（mm/h）、R：

Ⅰ はじめに緑地が有する雨水貯留浸透機能を活かして流域治水を推進

降雨強度（mm/h））

するには、降雨が単位時間に地表面から土壌中に浸透していく

写真 2 のインフィルトロメータ（全長 32.7 cm。-0.5～-7.0量（以下、降雨の浸透能）を、必要な精度で簡便に測定またはcmH 2O の範囲の負の圧力水頭を負荷可能）を用いた実験は、各推定できる手法が必要となる。この降雨の浸透能を比較的精度地区とも集水枠内の 5 ポイントで、それぞれ 3 パターンの圧力高く測定できる機器としては散水型浸透計があるが、機器が比水頭で実施した。各実験での測定時間は 10 分間とし、30 秒間較的大きいこと、一回の測定で使用する水量が多いこと等によ隔で下部チャンバー内の水面の高さを記録した。その結果をもり簡便には行えない。一方、土壌表層の簡便な透水係数測定法とに、ポイントごとに、算定法 1 と算定法 2 でそれぞれ現場飽として近年注目されているものに、METER 社製の携帯型ミニデ和透水係数を算定した。

ィスクインフィルトロメータ（以下、インフィルトロメータ）

算定法 1 では、設定した圧力水頭ごとに、METER 社提供のがあるが、降雨の浸透能の推定精度は明らかになっていない。

Excel のシートに圧力水頭と土性、10 分間の測定結果を入力

そこで、本研究では、インフィルトロメータによる降雨の浸し、自動計算で不飽和透水係数を算定する。その上で、設定し透能の推定精度を検証するために、本装置を用いて算定した現た 3 パターンの圧力水頭と不飽和透水係数の関係をグラフ上

場飽和透水係数と散水型浸透計を用いて算定した最大浸透能にプロットし、Gardner の仮定に基づく次式 1)（2）にフィッテの関係を分析した。

ィングさせて現場飽和透水係数 kfsを算定する。
𝑘𝑘𝑤𝑤𝑤𝑤 (ℎ) = 𝑘𝑘𝑓𝑓𝑓𝑓 × 𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒(𝑎𝑎ℎ)Ⅱ 研究の方法(2)（kwu (h)：不飽和透水係数（cm/s）、kfs ：現場飽和透水係数

横浜市の寺家特別緑地保全地区内（cm/s）、a：パラメータ係数、h：圧力水頭（cmH2O））の林地（A0 層有り、日常利用無し）

また、算定法 2 は、小川らが提案している次式 3)（3）を用い（以下、寺林）、三ッ沢公園内の林地（A0層無し、日常利用有り）（以下、 写真 1 散水型浸透計る方法である。具体的には、3 パターンの圧力水頭 h で定常流三林）及び芝生地（日常利用有り）

量 Q（cm3/s）を計測し、その結果をもとに圧力水頭 h と定常流（以下、三芝）において、2 地区ずつ集水枠（鉛直投影 1 m×1 m）を設

上部ﾁｬﾝﾊﾞｰ

量 loge（Q/t）の関係をグラフ上にプロットして回帰直線を引下部ﾁｬﾝﾊﾞｰ

く。本回帰直線の傾きから a を、切片から loge（Q/t）を求め、それらを次式（3）に代入し現場飽和透水係数 kfs を算定する。

置し、2021 年 11 月 25 日から 12 月20 日にかけて実験等を行った。

写真 2 ｲﾝﾌｨﾙﾄﾛﾒｰﾀ

写真 1 の散水型浸透計（高さ約 2 m）を用いた実験は、各地
区とも 3 パターンの散水強度で実施した。各実験では、集水枠

𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒{𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑒𝑒 (𝑄𝑄/𝑡𝑡)}(3)
4𝑅𝑅
𝜋𝜋𝑅𝑅2 +𝑎𝑎
（kfs：現場飽和透水係数（cm/s）、a：パラメータ係数、R：透𝑘𝑘𝑓𝑓𝑓𝑓 =からの流出強度が定常状態になってからの 5 分間における散水ディスクの半径（cm））

水強度と流出強度の差分から浸透強度（終期浸透能）を算定しⅢ 結果と考察

4)た。また、その結果を田中らが提案している次式 （1）にフィ

Ⅲ-1 散水型浸透計を用いた実験の結果ッティングさせて、地区ごとに最大浸透能 FIRmax を算定した。

最大浸透能は、寺林 A は 388 mm/h（1.1E-02 cm/s）、寺林 B

𝐹𝐹𝐹𝐹𝐹𝐹 = 𝐹𝐹𝐹𝐹𝐹𝐹𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 × 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡ℎ(𝑅𝑅/𝐹𝐹𝐹𝐹𝐹𝐹𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 )は 629 mm/h（1.7E-02 cm/s）と、森林地域の落葉広葉樹林と同(1)等の高い値となった一方で、三林は両地区とも、その 10 分の1 以下の低い値となった。寺林 B が特に高かったのは、A 層の表面に確認された直径１～3 cm 程度の複数のマクロポアが要因の一つとして考えられる。また、三林が寺林に比べて低かったのは、A0層が無くかつ日常的な踏圧等による土壌の圧縮等が要因と考えられる。三芝 A は 20 mm/h（5.6E-04 cm/s）、三芝 B
は 36 mm/h（1.0E-03 cm/s）となったが、都立 7 公園の芝生地

図 2 最大浸透能と現場飽和透水係数の関係（寺林除く）（囲地内を除く）において最大散水強度を 100 mm/h とした時クロポアが目視で確認された寺林 B を除いた場合には、両算定

2)の終期浸透能が 1～65 mm/h 内外との報告もあり 、都市公園法とも、係数は危険率 5％で有意と判定され自由度調整済決定内の一的な芝生地（囲地内を除く）と同程度の値と考えられる。

係数は 0.7 超と良く適合していた。また、寺林を除いた三林とⅢ-2 インフィルトロメータを用いた実験の結果

三芝のみの場合には、図 2 のとおり、両算定法とも、係数は危Ⅲ-2-1 算定法間の比較

険率 5％で有意と判定され自由度調整済決定係数は 0.9 超と上

現場飽和透水係数（5 ポイントの中央値）は、図 1 のとおり、記よりも良く適合していた。よって今後、さらにデータを蓄積算定法 1 に比べ算定法 2 の方が、全体的に約 2～4 倍程度高いし精査していく必要はあるが、インフィルトロメータを用いて値となった。その要因としては、算定法 1 で使用されている土算定した現場飽和透水係数から最大浸透能を推定する場合、寺性によって決まっているパラメータを関東ローム土等にその林のようにマクロポアがごく普通に存在する緑地での推定精まま適用することが妥当でないこと等が考えられる。よって今度は安定しないものの、マクロポアが無い緑地であれば、良好後、それらの妥当性等について調査していく必要がある。

な精度で推定できる可能性があると考えられる。

Ⅲ-2-2 地区間の比較

Ⅳ まとめ

両算定法とも、寺林 B を除けば、最大浸透能の高い地区ほどマクロポアが無い緑地であれば、インフィルトロメータを用現場飽和透水係数が高くなる傾向が見られた。最大浸透能が最いて算定した現場飽和透水係数から最大浸透能を良好な精度も高かった寺林 B の現場飽和透水係数が最も高い値とならなで推定できる可能性があることが分かった。この成果を社会実かったのは、測定にマクロポアの影響を受けるインフィルトロ装に繋げていくには、さらにデータを蓄積し精査していく必要

メータを用いたことにより、現場飽和透水係数が過小に評価さがある。このほか、現場飽和透水係数の 2 つの算定法間で算定れたと考えられる。また、両算定法とも、寺林 A の現場飽和透結果に大きな差があることも分かった。今後、その要因等につ水係数が最も高かったが、2 番目に高かった三芝 B の 1.7 倍程いても調査していく必要がある。

度であり、両地区の最大浸透能の差が 10 倍程あったことに比引用文献

べると差が小さい。これは、寺林 A にも地表面からは見えない

1)Gardner、 W. R. (1958) Some steady-state solutions

マクロポアが地表面下にあって、その結果として現場飽和透水of the unsaturated moisture flow equations with

係数が過小に評価されたとも考えられる。

application to evaporation from a water table、 Soil

Ⅲ-3 最大浸透能と現場飽和透水係数の関係

Sci.、 85: 228-232

現場飽和透水係数（5 ポイントの中央値）を説明変数、最大

2)北野茂夫 (1999) 都市公園の表層浸透特性、 平成 11 年東浸透能を目的変数とする線形単回帰分析を行った。結果、両算

京都土木技術研究所年報、 77-88

定法とも、危険率 5％で有意な回帰式は得られなかったが、マ

3)小川大輝、 酒匂一成、 伊藤真一 (2020) 携帯型ミニディ
スクインフィルトロメータから算定される現場透水係数の精度向上に関する検討、 令和 2 年度土木学会全国大会第 75 回
年次学術講演会講演概要、 2-003 5-64)田中茂信、 時岡利和 (2007) 現地散水実験による流出・浸透特性の把握手法に関する検討、 土木学会第 62 回年次学術

図 1 現場飽和透水係数の算定結果

講演会講演概要集、 Ⅲ-405