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まさ土よりなる自然斜面における地下水位形成について― 斜面の平面形状の影響 ―復建調査設計(株)◯中井 真司，渡邉 聡

中電技術コンサルタント(株)杉原 成満，荒木 義則(株)荒谷建設コンサルタント

小林 公明(株)建設技術研究所

柳崎 剛

高知大学教育研究部

笹原 克夫

１．はじめに降雨による自然斜面の崩壊には，斜面内に形成される地下水位が影響を及ぼすことから，発生予測においては降雨時の地下水位の上昇特性を把握することが重要である。
降雨時の地下水位は，降雨浸透に伴う地表からの水供給に加え，流域に貯留されている水の影響も受けており 1)，特に渓床付近では後者の影響も大きいと考えられる。降雨浸透に伴う地下水位の上昇は，地形の影響も受けているが，斜面形状によって地下水位がどの程度上昇しやすくなるかを報告した事例は少ない。
本研究では，まさ土よりなる直線型斜面 2)と谷型斜面 2)における現地観測結果を用い，降雨時における地下水位形成について，斜面形状の観点から考察した。
２．現地観測の概要
観測地は広島県廿日市市に位置する渓流の源頭部付近に位置する勾配 40°程度の斜面であり，表層には広島花崗岩起源のまさ土が分布している。図−1 に観測地点の概要図を示す。地下水観測は直線型斜面 1 で 3 地点，直線型斜面 2で 1 地点，谷型斜面で 1 地点の計 5 地点で実施している。
このうち，直線型斜面 1 の E 地点および直線型斜面 2 は渓床に近い斜面下部に位置している。また，斜面下方の渓流には，降雨期には表流水がみられ，対象斜面の下流に設置されている三角堰において流量が観測されている。直線型
斜面 1 の D 地点，C 地点は，約 0.6m 間隔で E 地点の山側に設置している。雨量は観測地点の約 650m 下流に設置されている雨量計のデータを用いた。なお，観測のうち，直線型
斜面 1 の地下水位（3 地点）は筆者らが実施しているが，その他は国土交通省中国地方整備局太田川河川事務所による観測データを利用させていただいた。
３．現地観測結果(1)各斜面の地下水変動の特徴
図−2 は 2013 年 6 月 19 日〜20 日の降雨期間中の直線型
斜面 1 の地下水位の変動，図−3 は直線型斜面 2 と谷型斜面の地下水位の変動，図−4 はこれらの斜面下部に位置する渓流の流量を示したものである。ここで，図−2，3 については，降り初めの水位を 0 として，変動量を示している。
この降雨では，直線型斜面では全て 0.1m 程度の水位上昇であったが，谷型斜面では0.5m以上の水位上昇が見られた。

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地下水観測
流量観測

谷型斜面（1地点）

直線型斜面２（1地点）

直線型斜面１(渓床側からE,D,Cの3地点)※地形の濃淡は斜面勾配を示す（濃色：急勾配，淡色：緩勾配）

図-1 観測地点概要図

図-2 直線型斜面 1（C,D,E）の地下水変動（2013.6.19〜20）

図-3 直線型斜面 2 と谷型斜面の地下水変動（2013.6.19〜20）

図-4 斜面下部に設置された三角堰の流量（2013.6.19〜20）

直線型斜面 2 と谷型斜面はいずれも斜面下部に位置しており，縦断的に見ると背後斜面の高さは同等である（図−1 参照）。しかし，横断的に見ると谷型斜面は明瞭な凹地形の末端にあたり，明らかに降雨を集水しやすい条件にある。
このため，最大 1 時間雨量が 10mm を超える規模の全降雨で地下水が形成されており，いずれの降雨においても直線型斜面 2 よりも水位上昇量が大きい。また，谷型斜面では降雨規模が大きいほど地下水位の上昇量が大きくなる正の相関関係がみられ，特に最大 1 日雨量と最大地下水上昇量については相関係数 R2＝0.93（R=0.96）と非常に相関が高い。
一方，直線型斜面 2 ではいくつかの降雨イベントにおいて地下水位の上昇が確認され，降雨規模が大きくなれば水位上昇も大きくなる傾向は見られるものの，単一の降雨指標による降雨規模との相関は悪く，4 つの最も相関係数が高
図-5 降雨規模と地下水上昇量の関係（2013〜2014）
い最大 1 日雨量と最大地下水上昇量でも R2＝（ 直線型斜面 2，◆谷型斜面 ）0.21（R=0.46）である。しかし，最大 1 日雨量が 30mm 程度に達しない降雨では地下水が形成されること
直線型斜面 1 においては，渓床に近い E 地点では，降雨はなく，規模の小さな降雨では地下水は形成されないこと
開始から早い段階で地下水上昇が始まり，地下水位の上昇がわかった。
傾向やピーク時刻は降雨と調和的である。また，斜面下部の渓流の流量（図−4）とも調和的である。D 地点でも同様
４．まとめの傾向が見られるが，地下水位のピークは 1 時間程度遅れ
1) 直線型斜面と谷型斜面での地下水位観測結果から，谷ている。一方，山側に位置する C 地点では，降雨初期にお型斜面では水位が降雨規模と比例して明瞭に上昇する
いて地下水変動はみられず，降雨ピーク後に上昇を始め，ことがわかった。
地下水位のピークは降雨ピークから4 時間後となっている。
2) 一方，直線型斜面では，降雨規模が大きくなると地下なお，岩田ら 3)の報告のように，直線型斜面 1 は斜面下部水が形成されるが，地下水上昇量にはばらつきがあるの渓流付近ほど地下水位が高く，渓流の表流水が地下水位結果が得られた。
形成の一因となっていることも考えられる。
3) 斜面下部の渓床に近い観測孔では，降雨開始から早い
直線型斜面 2 では，直線型斜面 1 と異なり，降雨開始か段階で地下水上昇が始まり，降雨と調和的な地下水変ら半日程度経過してから地下水が形成され，なだらかに地動が見られた。
下水が上昇する傾向が見られる。降雨ピーク後 2 時間程度
4) この地下水変動は，渓流の流量の変動傾向と似ており，経過して地下水位はピークに達し，5 時間程度にわたってピ渓流の表流水が地下水供給源のひとつである可能性がーク付近に留まっている。変動傾向が渓流の流量と異なる考えられる。
ことから，直線型斜面 1 よりもやや上流に位置するこの付
5) 谷型の集水地形は明らかに水を集めやすく，降雨時に近においては，この降雨では渓流の表流水の影響をあまり地下水が形成されやすいが，地下水形成には，流域に受けていないものと考えられる。
貯留されている水や，これに起因する渓流の表流水の影響など，様々な要因が寄与していると考えられる。
(2) 斜面の平面形状と地下水位上昇の関係
図−5 は直線型斜面 2 と谷型斜面について，2013 年〜2014
年の降雨を対象に，降雨規模と地下水位上昇量の関係を整理したものである。降雨規模の指標として，1 時間雨量，3時間雨量，1 日雨量，3 日雨量を用いている。これらの雨量は毎正時のものではなく，10 分間隔で計測されたデータから累積が最大となる期間を抽出している。なお，雨量，地下水変動量ともに，一連の降雨イベント内の最大値をプロットしている。

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謝辞：本研究の実施にあたり，貴重な資料の提供をいただ
いた国土交通省中国地方整備局太田川河川事務所担当者の各位に深く御礼申し上げます。
参考文献：1) 日野ら：水文流出解析，森北出版，1985，2) 塚本良
測：樹木根系の崩壊抑止硬化に関する研究，東京農工大学農学部演習林報告，23，pp.65-124，1987，3) 岩田ら：平成 26 年 8 月の広島
県廿日市市において観測された降雨浸透と斜面の変形，地盤工学ジャーナル Vol.10，No.4，pp.623-634，2015．