R6-07
梓川上流域（上高地）における降雨流出特性について(一財)砂防・地すべり技術センター ○上森弘樹 池田暁彦 五十嵐勇気 伏木治
国土交通省松本砂防事務所 五十嵐祥二 長谷川真英 酒向秀典

1. はじめに
梓川上流域(上高地)は，年間約 120 万人の登山客・観光客等が来訪するわが国有数の山岳景勝地である．
一方で急峻な地形と脆弱な地質に加え，厳しい気象条件であるため，土砂生産・流出が活発であり，梓川の支川や上流域からの土砂流出により，本川沿いの上高地集団施設地区では河床上昇が発生しており，豪雨時における浸水被害が懸念されている．
そのため，梓川上流域（上高地）全体の降雨・流量を把握し，土砂動態を解明することを目的に，稜線を含む流域全体における土砂移動の誘因である降雨と，本川と支川における流量を観測している（図１）．
本研究では，豪雨時の土砂動態を解明し，将来的な河床変動予測を行うために必要な流量条件について，降雨流出モデルを構築し，既往出水時の降雨流出解析を実施した．そして，出水時の観測結果と比較して，降雨流出モデルの検証を行った．

（Kinematic-Wave 法）を，地下層流の流下過程にダルシー則を用いて計算を実施した（表１）．
表１ 降雨流出解析計算モデル構成
降雨流出解析モデル

斜面モデル

水循環過程
物理モデル

地表面流
Kinematic-Wave 法

河道モデル

地下層流
ダルシー則

河道流
Kinematic-Wave 法

2.2 降雨流出解析の入力条件の設定
降雨流出モデルにおいて，メッシュ区分の方法，及び各メッシュへの入力条件は表２の通りとした．
河道・斜面のメッシュ区分は 1/25,000 地形図や空中写真等により区分した．各メッシュについては，表土層厚，粗度係数，透水係数を入力条件とし，入力パラメータを設定した．
入力値は，現地調査等による詳細データがなかったため，既往文献 1）～3）を参考に，一般的に用いられる値を初期値として設定した（表３）．以上によって作成されたモデルを『モデル 1』とし，降雨流出解析を実施した．
表２ 降雨流出解析計算モデルの設定
条件

項目
河川の位置、河幅

メッシュ区分

・1/25,000地形図から遷急線と遷緩線を読み取ることで分類

地形A0A+B
C
水域
森林
荒地
建物

表土層厚
メッシュへの粗度係数
入力条件

設定方法
・1/25,000地形図とオルソ画像で確認
・地形図や測量結果等から設定

透水係数・塚本ら※1 の平均値を使用
・分類はオルソ画像により設定
・粗度係数値は木内ら※2 を使用
・水域：0.01、森林：0.1、荒地・建物：0.02
・豊田ら※3 より土壌ごとに分類
・昭和44 年8 月出水時の実績と整合がとれるように値を調整

表３ 降雨流出解析計算モデルの入力値(モデル 1；初期値)
入力値

項目

設定方法
荒地以外：一律0.5m
荒地：頂部0.05m、谷壁0.01m、谷底0.5m
表土層厚
荒地以外：頂部・谷壁1.7m、谷底2.5mまたは5.5m
A+B
荒地：頂部0.1m、谷壁0.01m、谷底2.5mまたは5.5m
C 頂部・谷壁1.3m、谷底3.0mまたは6.0m
A0

メッシュへの入力値

粗度係数

・河川メッシュ：河川土石流区間：0.04、河川掃流区間：0.07
・斜面メッシュ：水域：0.01、森林：0.1、荒地・建物：0.02

透水係数

・不飽和透水係数 水平：2.5×10 -1 ～2.0×10 -2、垂直：2.5×10 -2 ～5.0×10 -3・飽和透水係数 水平：2.5×10 -2 ～2.0×10 -3 、垂直：2.5×10 -3 ～5.0×10 -4

2.3 上高地の流域特性の反映
モデル 1 により降雨流出解析を実施した結果，一般値では，ピーク流量が実測値と乖離しており，再現性に課題がみられた（なお，解析結果の詳細は次項にて後述する）．
図１ 上高地内の雨量計・水位計設置状況
そのため，上高地の流域特性を反映し，入力値の精※雨量計は検討箇所のみ記載
度向上を図るための現地調査を実施した．現地調査に
2. 降雨流出モデルの構築より，粗度係数における森林・荒地区域の見直し，植生状況による表土層厚の精査，斜面の表土層厚 A0 層，
2.1 降雨流出モデルの概要
上高地では，流域全体が自然河道となっているほか， A+B 層の値などの変更を行った．調整した入力値は表４の通りで，作成されたモデルを『モデル 2』とした．
斜面からの流出過程が流量の表れ方に大きく影響することから，流域を斜面・河道に区分し，メッシュ化す
表４ 現地調査結果を反映させた入力値ることで，上高地流域の実態を反映できる降雨流出モ
入力値
項目
設定方法
デルを構築した．
分類 現地調査による地質や植生状況を基に斜面の表土層厚を再設定
A0
頂部・谷壁・谷底：0.1～0.3m(変更値)
表土層厚A+B
頂部・谷壁0.3ｍ～1.7m(変更値)、谷底2.5mまたは5.5m(変更なし)
斜面・河道の各メッシュは，斜面の地下・地表流のC
頂部・谷壁1.3m、谷底3.0mまたは6.0m(変更なし)
メッシュへの流下過程及び，斜面流出後の河道流下過程を計算でき
・現地調査により、適用する区域を見直し再設定
入力値
粗度係数
・河川メッシュ：河川土石流区間：0.04、河川掃流区間：0.07
・斜面メッシュ：水域：0.01、森林：0.1、荒地・建物：0.02
るように物理モデル化した．物理モデルは，斜面の地透水係数・変更なし
表流と河道流の流下過程に分布型流出解析手法- 336 -

100

表５ 対象とした出水イベント
出水発生日
2006年
7月17日～19日

流量観測箇所
梓川本川
梓川本川

2016年6月25日
支川

上高地測水所

338.8

7/19 3:00

横尾大橋
上高地測水所
奥又白谷
徳沢

61.6
143.6
19.4
3.0

6/25 5:30
6/25 6:00
6/25 5:15
6/25 5:30

近傍の雨量観測箇所

備考

平地
欠測含む

実測値
最大時間雨量
連続雨量（㎜）
（㎜/h）

平地
稜線部

上高地

19(7/19 2:00)

504(7/15～19)

横尾上高地
涸沢ヒュッテ
蝶ヶ岳ヒュッテ

15.0(6/25 1:00)
15.0(6/25 1:00)
29.0(6/25 4:00)
12.5(6/25 2:00)

139(6/24～26)
109(6/24～26)
156(6/24～26)
120(6/24～26)

5
時間雨量(横尾)60

横尾大橋実測値

50

モデル1

40

モデル2

30

10

62.3m3/s (6/25 6：00)
27.1m3/s (6/25 6：00)

20

1525
30
35
40

10

45

0

50

6/24 0:00
6/24 2:00
6/24 4:00
6/24 6:00
6/24 8:00
6/24 10:00
6/24 12:00
6/24 14:00
6/24 16:00
6/24 18:00
6/24 20:00
6/24 22:00
6/25 0:00
6/25 2:00
6/25 4:00
6/25 6:00
6/25 8:00
6/25 10:00
6/25 12:00
6/25 14:00
6/25 16:00
6/25 18:00
6/25 20:00
6/25 22:00
6/26 0:00
6/26 2:00
6/26 4:00
6/26 6:00
6/26 8:00
6/26 10:00
6/26 12:00
6/26 14:00
6/26 16:00
6/26 18:00
6/26 20:00
6/26 22:00
6/27 0:00

20

時間雨量 [ mm/hour ]70

61.6m3/s (6/25 5：05)

図４ 横尾大橋（梓川本川）におけるハイドログラフ（2016 年 6 月 25 日出水時）
252015010時間雨量(涸沢ヒュッテ)
奥又白谷実測値
モデル１

105

19.7m3/s (6/25 5：15)
9.4m3/s (6/25 5：00)

モデル２

1.2m3/s (6/25 11：00)

0

20
30
4050
60

6/24 0:00
6/24 2:00
6/24 4:00
6/24 6:00
6/24 8:00
6/24 10:00
6/24 12:00
6/24 14:00
6/24 16:00
6/24 18:00
6/24 20:00
6/24 22:00
6/25 0:00
6/25 2:00
6/25 4:00
6/25 6:00
6/25 8:00
6/25 10:00
6/25 12:00
6/25 14:00
6/25 16:00
6/25 18:00
6/25 20:00
6/25 22:00
6/26 0:00
6/26 2:00
6/26 4:00
6/26 6:006/26 8:00
6/26 10:00
6/26 12:00
6/26 14:00
6/26 16:00
6/26 18:00
6/26 20:00
6/26 22:00
6/27 0:00

降雨流出解析を実施する対象出水は，上高地流域内で発生した出水の内，既往最大流量を記録した 2006 年
7 月 15 日～19 日出水とした．併せて，本川上流域・支川を含めて，流量観測を実施している期間の中で，比較的流量規模の大きな 2016 年 6 月 25 日出水を対象とした（表５）．各メッシュに入力する雨量は，観測した雨量観測所を基にティーセン分割により入力した．

流量 [ m 3 /sec ]3.1 降雨流出解析の対象出水

流量 [ m 3 /sec ]80

時間雨量 [ mm/hour ]3. 降雨流出解析の実施

実測値
ピーク流量
ピーク時刻(m3/s)

090

図５ 奥又白谷（梓川支川）におけるハイドログラフ（2016 年 6 月 25 日出水時）

3.2 降雨流出解析の検証方法
降雨流出解析結果は，ハイドログラフの波形の再現性を確認したほか，ピーク流量とそのタイミングについて，実測値との比較・検証を行った．

はピーク付近で一度流量が減少している点，ピーク後の減衰傾向が大きい点など，再現性が低い部分もみられた．
②2016 年 6 月 25 日出水
上高地測水所について，ピーク流量 143.6m3/s と精度
4. 降雨流出解析の実施結果
向上前の 66.4 m3/s と比較すると再現性が向上したが，4.1 モデル 1 による降雨流出解析結果
ピーク時刻は 1 時間ほど遅れている．上流域の横尾大橋①2006 年 7 月 15 日～19 日出水についても，同様の傾向を示しており，ピーク流量ハイドログラフの波形，及びピーク時刻は，概ね再現 62.3m3/s に対し，精度向上前の 27.1 m3/s と再現性が向上出来ているが，ピーク流量が実測値 338.8m3/s に対して， したが，ピーク時刻が同じく約 1 時間遅れていた．支川
200.8m3/s と少ない結果となった（図２）．の奥又白谷については，ピーク時刻については実測値と②2016 年 6 月 25 日出水ほぼ同じとなり，再現性が向上したが，ピーク流量やハ上高地測水所については，ハイドログラフの波形は概 イドログラフの波形は実測値と比較すると依然としてね再現出来ているが，ピーク流量が実測値 127.7m3/s に 再現性に課題がある．
対して，66.4m3/s と少ない結果となった（図３）．上流域の横尾大橋についても，ピーク流量が実測値 61.6m3/s 5. 観測結果との比較・検証
降雨流出解析結果について，上高地の流出実態と比較に対して，27.1m3/s と少ない結果となった（図４)．一することで，以下の事が考えられた．
方で，支川の奥又白谷では，全ての項目において一致しておらず，降雨後の流出実態を反映できなかった（図５）．・降雨流出モデルを用いた解析により，出水時の梓川本川におけるハイドログラフの波形を概ね再現するこ
4.2 モデル 2 による降雨流出解析結果とが可能となった．
①2006 年 7 月 15 日～19 日出水
・梓川本川におけるピーク時刻の違いは，支川からの流33
ピーク流量は 200.8m /s から 308.8 m /s となり，実測入タイミングによると考えられる．支川では，流量観値に近い結果となり再現性が向上した．ただし，解析値測結果から降雨の応答性が高いため，流出タイミングに影響する粗度係数や透水係数について，実態との誤338.8m /s (7/19 3：00)差がある可能性がある．
308.8m /s (7/19 3：00)
・ピーク後の減衰傾向の違いについて，流量観測結果よ200.9m /s (7/19 3：00)
り，伏流水の滞留や，中間流出の影響による波形の平滑化がみられたが，降雨流出解析結果では，ピーク後の減衰傾向が大きいことから，特に河道部分の層厚が実態より大きいことが推測される．
図２ 上高地測水所（梓川本川）におけるハイドログラフ
今後，観測データの蓄積とともに，特に支川の流出実（2006 年 7 月出水時）
態について精査することで，支川からの流入量・タイミングの精度向上を図る必要がある．
143.6m3/s (6/25 7：00)
127.7m3/s (6/25 6：00)＜参考文献＞
66.4m3/s (6/25 7：00)
1）塚本良則：森林水文学，文永堂，p.137，1992
2）木内豪・渡部康実：地質・土壌・土地利用の空間分
布を考慮した水循環解析手法の検討，水工学論文集，
第 55 巻，20113）豊田康嗣・小林卓也・下垣久：森林域における蒸発散過程を考慮した流出解析モデルの開発，電力中央研
図３ 上高地測水所（梓川本川）におけるハイドログラフ
究所報告（N05003），2005（2016 年 6 月 25 日出水時）400

0流量 [ m 3 /sec ]3300

時間雨量(上高地)

250上高地測水所実測値

200

モデル１150

モデル２2030
40

350310060
7080
90

0100

180

0150

10

上高地測水所実測値

2090

モデル13060

モデル240

30

50

060

6/24 0:00
6/24 2:00
6/24 4:00
6/24 6:00
6/24 8:00
6/24 10:00
6/24 12:00
6/24 14:00
6/24 16:00
6/24 18:00
6/24 20:00
6/24 22:00
6/25 0:00
6/25 2:00
6/25 4:00
6/25 6:00
6/25 8:00
6/25 10:00
6/25 12:00
6/25 14:00
6/25 16:00
6/25 18:00
6/25 20:00
6/25 22:00
6/26 0:00
6/26 2:00
6/26 4:00
6/26 6:00
6/26 8:00
6/26 10:00
6/26 12:00
6/26 14:00
6/26 16:00
6/26 18:00
6/26 20:00
6/26 22:00
6/27 0:00

流量 [ m 3 /sec ]時間雨量(上高地)

120

時間雨量 [ mm/hour ]7/15 0:00
7/15 4:00
7/15 8:00
7/15 12:00
7/15 16:00
7/15 20:00
7/16 0:00
7/16 4:00
7/16 8:00
7/16 12:00
7/16 16:00
7/16 20:00
7/17 0:00
7/17 4:00
7/17 8:00
7/17 12:00
7/17 16:00
7/17 20:00
7/18 0:00
7/18 4:00
7/18 8:00
7/18 12:00
7/18 16:00
7/18 20:00
7/19 0:00
7/19 4:00
7/19 8:007/19 12:00
7/19 16:00
7/19 20:00
7/20 0:00
7/20 4:00
7/20 8:00
7/20 12:00
7/20 16:00
7/20 20:00
7/21 0:00
7/21 4:00
7/21 8:00
7/21 12:00
7/21 16:00
7/21 20:00
7/22 0:00

50

時間雨量 [ mm/hour ]10350- 337 -