R4-11
森林の存在が火山泥流の氾濫に与える影響
林野庁中部森林管理局

江坂 文寿、水野 明＊1、曽我 義孝、宮下 崇（＊1 現林野庁森林整備部）

朝日航洋（株）藤本 拓史、世古口 竜一、江藤 稚佳子、田畑 三郎
国土防災技術（株）

1. はじめに〇河 恩勁、大野 亮一

される大日向川流域（流域面積 2.09km2）を選定した。

長野県と群馬県境に位置する浅間山は、2017 年 3 月 泥流シミュレーションのハイドログラフおよびパラメー
22 日現在火山警戒レベル２で、現在も火山活動が活発 タの設定は既往のハザードマップシミュレーションと同な火山である。1900 年代に小規模の噴火が多数発生し、1973 年、1982 年には融雪型火山泥流（以下、融雪泥流）が発生している。
火山防災対策連絡会議が設置され、融雪泥流をシミュレーションで検討したハザードマップ「浅間山火山防災マップ」1)が作成済みである。しかし、この防災マップに記載された融雪泥流の氾濫結果は森林等の地表植生による影響が反映されていない。
本稿では、「浅間山火山防災マップ」1)とほぼ同様なシミュレーション条件で森林等による影響を反映するために樹木による抵抗力を粗度として評価し、森林の有無が

図 1 ヒノキ人工林の葉面積設定例

融雪泥流に及ぼす影響を定量評価したので報告する。

2. 火山泥流シミュレーション
植生の存在による流体抵抗力を地被状況（樹種、樹高、枝下高、葉量）に応じた粗度としてシミュレーションに反映させた。シミュレータとして、グリッド単位で異なる粗度を考慮できる Hyper KANAKO2)を用いた。

住宅地

2.1 粗度係数による樹木評価
植生を考慮した底面粗度は、航空レーザーで測量された立木位置、樹高、樹種（アカマツ、カラマツ、広葉樹、その他の針葉樹）、平均樹高、枝下高、胸高直径に基づき、河川分野の粗度係数算定手法3)により 10x10m グリッド単位で設定した。高木の幹部は樹幹直径に応じた円柱と図 2 浅間山の対象区域の粗度係数分布(a)、解析の範囲(b)して抵抗力を粗度換算し、高木の樹冠部（枝下高より上
表 1 泥流規模ごとのハイドログラフ及びシミュレーションパラメータの着葉部）は樹種別の葉面積指数 LAI（Leaf Area Index、
単位土地面積当たりの葉の総面積（片側）の比率

規模（m2/m2））4)5)6)を鉛直方向7)（図 1 参照）に流動深高現象さまで積分して粗度係数を算定した。さらに、LP データから判明した低木及びブッシュの分布に基づき、低木層の地被状況に応じた粗度抵抗を求め、高木層の抵抗とあわせた合成粗度係数としている。設定した粗度分布の一例を図 2（a）に示す。なお、粗度は泥流の流動深に応じて決まる（幹部のみの浸水か、葉部まで達する流動深か）ため、泥流が到達しない範囲では、森林がない場合の粗度のままとなっている。
2.2 解析条件
シミュレーション対象流域は、森林域での氾濫が想定

清水ピーク流量m3/s
泥流ピーク総流量m3/s
清水総量m3
土砂総量m3
継続時間min
土砂濃度
流体の単位体積重量 g/cm3
砂礫の単位体積重量 g/cm3
堆積土砂濃度
内部摩擦角°
平均粒径cm
最小水深m- 218 -小中
大降雨型
年最大 100 年確率 融雪型
日雨量
日雨量
12.3
48.1
170.45
20.4
74.3
250.0
37,130114,680 153,410
41,250104,100 119,330
100
80
30
0.40
0.35
0.32
1.2
1.0
2.6
2.5
0.6
0.6
30.0
30.
10.0
150.001
0.001

等とした。過去の気象データに基づき、小規模、中規模、森林なし

大規模ハイドログラフを設定した。大規模ハイドログラ

森林あり

フが既往の設定と同規模で、小規模、中規模は降雨を誘因とする出水を想定した。ハイドログラフ、パラメータの諸元を表 1 に、対象流域の解析範囲を図 2（b）に示す。

3.

解析結果
図 3 に融雪泥流の時系列最大流動深を示す。流動深の分布範囲は森林の有無による影響はほとんどみられなかった。森林を粗度抵抗で評価しているため、流速に影響を及ぼすが流向はほとんど変化しないためと考えられる。

図 3 融雪型火山泥流（大規模）の最大流動深

また、最大流動深を比較した結果、森林がある場合の方が最大流動深は大きくなる傾向が確認された。

森林なし

図 4 は融雪泥流の住宅地付近における泥流の到達時

森林あり間を示したものである。浅間山融雪型火山泥流マップ 1)
では、大日向川で発生した火山泥流が住宅地（丸）付近まで到達する時間は流下開始から約 15 分後である。今回のシミュレーションの大規模では、森林がない場合の到達時間が 17 分であるのに対し、森林がある場合（粗度抵抗を考慮）は 25 分となった。森林の影響により 8分の遅延効果が発揮されることがわかった。
表 2 は、泥流の規模ごとに泥流が住宅地付近まで到達17 分後する時間、到達時の流速を示す。到達時間は 30 秒単位で計測した。森林がない場合と比べて森林の存在により時の流速は、森林がある場合に 56%～69%の範囲で減小まとめ
本稿では、森林植生による抵抗力を底面粗度に反映さ中の存在が与える影響についてシミュレーションにより定量評価した。
その結果、採用した計算手法に起因していると考えるが、泥流の氾濫範囲は、森林の有無によってほとんど影

25 分後

表 2 泥流の住宅地付近到達時の時間と流速
規模速する傾向を示した。

せ、浅間山で想定される火山泥流の規模において、森林8 分遅れを生じさせる。

図 4 融雪型火山泥流（大規模）の流動深の時間経過

泥流の到達時間は 39～47%の範囲で伸びている。到達

4.

住宅地

住宅地
森林がない場合は、17 分後に住宅地に泥流が到達する。

大到達時間・流速
森林なし
森林あり
[min]
59.5
84.0
到達時間
倍率
100%
141%
到達時の [m/s]（m） 1.21（0.02） 0.83（0.05）
流速（水深）
倍率
100%69%[min]
35.549.5
到達時間
倍率
100%
139%
到達時の [m/s]（m） 2.34（0.06） 1.50（0.13）
流速（水深）
倍率
100%
64%
[min]
17.0
25.0
到達時間
倍率
100%
147%
到達時の [m/s]（m） 4.39（0.19） 2.47（0.28）
流速（水深）
倍率
100%
56%

響されなかった。一方、泥流の到達時間が 17 分から 251分へ伸びて、泥流到達に 8 分間の遅延効果が発揮された。 ） 発行:浅間山火山防災対策連絡会議 御代田町，浅間山融雪型火山泥流マップ（長野県），資料提供:浅間山ハザードマップ検討委員会，
2009.
2） 中谷加奈，里深好文，水山高久：GUI を実装した土石流一次元シミ
して 39～47％程度が見込まれた。
ュレータ開発，砂防学会誌，Vol.61，No.2，pp.41-16，2008.7
森林の存在は、泥流の流速を低下させ、泥流の遅延効 3） 財団法人リバーフロント整備センター：河川における樹木管理の手引
果を発揮する。しかしながら、立木の折損・倒伏状況を 4 き，1999.
） 只木良也：森林の現存量，とくに我が国の森林の葉量について，日本検討したところ、泥流が流下する一部の渓岸において折林学会誌， 58，pp.915.416—423，1976.
5） Niinemets, Ü. A review of light interception in plant stands from
損・倒伏の発生が確認された。
leaf to canopy in different plant functional types and in species
立木の折損・倒伏は、森林による遅延効果を減じるこwith varying shade tolerance. Ecol. Res., 25: 693–714. 2010.
6） Masayuki Kondo. Effects of the model-data integration on theととなる。今後は、泥流規模と渓流内や渓岸にある立木carbon cyclesimulation of terrestrial ecosystems. Graduateの大きさの関係を検証しつつ、泥流災害の軽減に寄与しSchool of Agriculture Hokkaido University. 2015.
7うる森林管理のあり方について提案できるようにしたい。） 宇都木玄：森林群落の葉群構造が林冠光合成生産量に及ぼす影響，東京大学 農学生命科学研究科農学国際専攻，博士論文，2009.

遅延効果は、泥流の規模によるが、森林のない場合に対- 219 -