自然教育園報告 （Rept.Inst.Nat.Stu.
)
第16号 6
7ー73,1985

自 然教 育園 の水収支
(5) 集水域の変化について

菅原十一九三寺光雄＊＊ReportontheWaterBalancei
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料

はじめに最近，自然教育園周辺では，著しい都市化に伴い，地表面の不透水地化が進行している。このような不透水地に降った雨水は，排水溝をった って短時間に流出してしまうため，地表付近の集水として利用されなくなっている 。
このため，自然教育園の集水域における不透水地の増加は，本園の水収支，ひいては生態系にどのような影響をおよぼすのか重要な問題である 。
自然教育園の水収支については，今後もいろいろな方面から分析していく予定であるが，今回は，集水域及び総流出水量の，これまでの変化と現状についての調査の結果を報告したい。

1. 自然教育園及び周辺地 域の概要
自然教育園及びその周辺地域の概要については，これまでの報告に記してあるので参考にされたい。今回
は，水文学的立場からの概略を記したい。
今回の調査対象地域は，白金台とよばれる台地にあ って，台地上面の標高は 28〜30m である。
この台地をはさんで，北方には西から東へ流れる渋谷川，南方には，北西から東南に流れる目黒 川 がある。
白金台地は，地質学的には，下末吉面上の淀橋台南部に相当する。既存ボ ー リング資料によると ，台地部の地層は，地表より，ローム層，渋谷粘土層，上部東京層砂層及び粘土庖，東京磯層，上総層群の順に層をなしている 。また，ローム層下部及び上部東京層砂層などには，地下水層が存在する 。この内，ロ ーム層下部の地下水層は ，不透水性の渋谷粘土層上部に雨水が浸透し，滞水してできたものと考えられている。この地下水層は地表より比較的浅いところに存在する不圧水である 。以下浅層地下水層と略称する 。

＊ 国立科学博物館附属自然教育園， Institut
ef
orNatureS
tudy,NationalScienc
eMuseum
材広島大学総合科学部， Facult
yofIntegrated Art
sandScience,Hiroshi
ma Univesity

‑ 68‑

自然教育園 報告第 16号， 1985圏内を除く周辺の地表面は，都市化に伴いアスフ 7 ｝レトやビソレ，高速道路などによる不透水地化が進行している。
自然教育園は，この地域の 一角にあって ，総面積は約 20.0ha, 全域が森林や湿性草原などに被覆された自然地である。
圏内には鹿の角状に 3つの谷が開折しており，その内， 2つの谷奥部に湧水源がある 。こ の湧水源、は主に浅層地下水層より給水されると推測されている 。これらの谷の途中には，せき止られた 3つの池がある。
本園の東側は住宅地が隣接し，北方から西南方向にかけての外縁は，上段の首都高速道路 2号線，下段トンネノレの都道補助 17号線からなる 2階建道路により，半円形状にかこまれている 。
本園の集水域については，私たちは，自然教育園報告第 11号において ，圏内の水は，周辺からの影響がきわめて少ないことを前提とした水収支の決算について報告した。 しかじ，その後の調査から，厳密には，地形的，地質的状況からみて，周辺地もまだ集水域の一部として包含されると推測された。

2. 調 査 方 法各調査事項とその方法は次に示す通りである。
1) 原集水域の図化

対象地域における，都市化以前の地表形態と渋谷粘土層上面形態をもとに，自然教育園を中心とする原集水域を地上部，地下部を含めて決定し作図した。
なお，地表面形態は 1945〜1964
年の聞に発行された地形図をもとに，また， 渋谷粘土層上面形態は，周辺より収集した既存ボー リング資料 128地点をもとにもとめた。
2) 実集水域の図化
1982
年発行の地形図（ーよー 〕をもとに，不透水性地域をもとめ，これを原集水域図より除外し作図2,500した。
3) 現地踏査などによる確認、上記の図化にあた っては，現地踏査及び航空写
真により確認を行な った。
4) 総流出量の観測

図 1に示す自然教育園の流出量観測地点の内，今回は A地点の観測l
資 料 を も と に し た。A地点
は，圏内の 3水系が合流する，いわゆる自然教育圏全集水域からの総流出量観測l地点である 。A地点では流路に設置した直角 三角形せきと自記水位計により観測が行なわれている 。
流出量の計算は，次式によった。

Q=AHa
ただし， Q ：総流出量・ 流出量測点

H ：三角せき底からの水位
A :1.343

図 1 観測地点図 （1978年現在〉

日： 2.47

菅原 ・三寺 ：自然教育閣の水収支‑ 69 ー

3. 結果と考察1) 集水域の変化について

集水域については，地表集水域外から地下水が流入している場合もあるので，地表付近の集水範囲は，地下水の集水域にも 一致するとは限らない。
今回は，対象地域の地表形態と渋谷粘土層上面形態について検討した結果，両者の分水界がほぼ一致しているこ とが確認された。したが って集水範囲も共通している と判断される 。
図 2は，都市化以前の地形図をもとに分水界を決定し，集水範囲をもとめた自然教育園の原集水域図である。
図から，原集水域の総面積は 37.4ha で，この内訳は，園地 19.3ha，周辺地 18.lha である。
特に，本国の南西側周辺には，現在の東京都庭園美術館から目黒駅付近にいたるまでの広範聞にわたる集水域が存在し，そして，圏内中央部を北から南西方向に走る谷筋の最上流部は，現在の高福院墓地付近まで達していたことが認められた。
また，東南側周辺には，現在の林野庁宿舎及び白金公務員住宅から都道 418号線にいたるまでの集水域が認められた。
一方，その後，自然教育園を除 く周辺の地表面は，急激な都市化に伴いピ／レやアスファノレト ，高速道路などによ る不透水地域が急増している。

οロ

原集水地域

口

自然教育園敷地川川水系

池

図 2. 自然教育園の原集水地域

‑ 70一

自然教育園報告第 16号， 1985

ロ圏口。池州.
.
, 水系

図 3

自然教育園の実集水地織

今回は，地形図，航空写真，現地踏査などをもとに不透水地域をもとめ，原集水域図より除外して図 3のような現在の集水域を決定した。
図によると，実集水域は原集水域に比較して， 著しい縮少が見 られる。
特に，透水地域は，本園の南西側周辺では東京都庭園美術館敷地の一部，東南側周辺では林野庁宿舎及び白金公務員住宅の一部を含むのみとな っている。
次に，自然教育園の原集水域と実集水域の比較を示す。
総面積

商積降水量

原集水域

37.4ha494,680トン／年

実集水域

21.5283,800

ただし，年降水量 l,320mm（自然教育園の年平均値〉とした。
すなわち，実集水域の総面積は 21.5ha。これは原集水域面積の 57%までに減少しているが，特に，周辺地の不透水地化は激しく，都市化前と比較すると 15%に激減していた。
また，集水域の縮小に伴い，面積降水量は以前の 57% までの減少が見込まれる。
このように，自然教育園では，原集水域面積が 37.4ha であったが，その後 ，著しい地表面の不透水地化により，現在の実集？
！
＜域面積は 21.5haすなわち以前の 57% に縮小していることが，こ の調査で明らかとなった。
こうした集水域の縮小は，直接的には集水量の減少として水収支にかかわることなので以下は ，自然教育

‑71 ‑

菅原 ・三寺 ：自然教育園の水収
園の水収支と集水域の関係について述べたい。
2) 水収支の現状

一般に，平年の水収支決算には，数年以上の平均値が必要とされる 。しかし本国の資料整理は長期におよんでいない。
今回は，自然教育園の年平均降水量 l,320mm に比較的近似する 1977年（年降水量 l,327mm）を平常年における例とし ，また， 夏季を 中心に阜魁とな った 1978年（年降水量 l,018mm）を早越年の例として水収支の検討を行な った。
ただし，今回は年間水収支の決算を対象とし ，月々の水収支決算については資料の充実を まって，別の機会に報告したい。
表 1は，実集水域における面積降水量及び総流出量の実演J
j値と ，この値をもとに得た消失量の推定値を示す。
なお，水収支式は次式（ 1）により示されるが，今回の消失量の推定には ，土嬢貯留量が変化しないものとして，次式（ 2）により推定を試みた。
P‑Et‑Q‑t>S=O ……...……ー・・・…
…・・（・1)
Et=P‑Q・ ・eae・・ …

−−…
.
.
.
.
..
.
.
..
一（2)

ただし， P ：面積降水量
Et：消失量（蒸発散量など〉

Q ：総流出量（直接流出量＋基底流出量〉'"
S：土嬢貯留量
表 l 現在の自然教育園の水収支
実降水量

狽jl

イ
直面積降水量推
総流出量

失量%
441,327時

I
両f直定

問53(19表 lによると ，自然教育園の平年水収支は，面積降水量285,305tの内， 125,352tすなわ ち44%消失し，159,953tすなわち 56%流出することになる 。
1年間の水収支決算は ，年によって差が大きく，一概には決められないが大筋は，この値が平年値に近いと判断される 。
阜魁年の例では，面積降水量218,870tの内， 116,323tすなわち 53%が消失し， 102,547tすなわち 47%が流出することになる 。
また．皐越年には，平年に比較して，面積降水量64,409t，総流出量57,406tそれぞれ減少した。これに対して消失量は 9,029t減少し ただけで，ほぽ平年並の値が保たれる傾向が認められた。こうした消失量の一定値は， 実集水域における蒸発散能に相当すると考えられる 。
両年の降水配分率を比較すると，阜越年には平年に比較して消失率が増加し，流出率が減少する傾向が認められた。
このように ，自 然教育園の平年水収支は，面積降水量285,305t，消失量 125,352t，総流出量 159,953tとなること，消失量は早越年であ っても 一定の値に保たれる傾向にあること，阜越年には消失率が増加し，

‑72ー

自然教育園 報告第 16号， 1985流出率が減少することなどが，この調査で明らかとな った。

3〕 集水域と水収支
原集水域の水収支については，当時は観i
JlJ施設もなく，その値は明らかでない。
今回は，原集水域の水収支の内，面積降水量を l,327mm(1977年の例〉をもとにもとめ，また，消失量は実集水域における単位面積当り消失量の値 5,830t/haをもとにもとめ，当時の水収支の値を推定した。
その結果，原集水域では，面積降水量496,298t，消失量218.042t，総流出量278,256tと推定された。

表 2は，両集水域における水収支の比較である 。
すなわち，実集水域では，原集水域に比較すると面積降水量 210,993t，消失量 92.690t， 総 流 出 量
118,303tそれぞれ減少していることになる。
表 2. 集水域変化と水収支

一 一 ＼ ＼｜ 面積 ｜ 降 水 量 ｜ 面積降水量 ｜ 総 流 出 量 ｜ 消 失 量 ！ 備 考
37.4

1,327

496,298

278,256…｜
218,042

推定値

実測値

このように，現在の自然教育園では，都市化に伴ん。r

調査でおおよそ明らかにな った。

年川

巾年
制常年異常魅平早4) 今後の問題点と対策
年

U 門川U

田園圃圃

う集水域面積の縮小によって，面積降水量及び消失量，総流出量が以前より減少していることが，この門川

X1DDDO I
30

今回の調査では ，不透水地域の拡大に伴い，実集水域面積が縮小し，面積降水量及び消失量，総流出量が減少したこと，皐魁年であ っても消失量はほぼ戸−・ーー一定に保たれ，このため消失率が増加し，総流出率20が減少することなどが明らかとなった。
このように集水域の縮小が進行した場合，自然教育園の生態系にどのような過程で影響していくのか田園圃圃

は，今のところ次のように予想される。

，．
．

圃10

すなわち，集水域の通過水である総流出量の減少
により，谷筋では流水の減少や水位の低下が起こ

一
骨ーーFり，このため湿地の乾燥化や陸地化が進行するなどが考えられる 。
最近，自然教育園では，このような乾燥化による影響を未然に防止するため，流出水の循環再利用を行なっている。

。

今後は，さらに詳細な水収支調査を続け，自然教面積

降水量

総流出量

消失量

図 4. 自然教育園の水収支

育園生態系の維持，管理のための対策に役立てたいと考え ている。

菅原 ・三寺：自然教育園の水収支

‑ 73ー

要 約
今回の調査では，原集水域及び実集水域について図化し，総流出量の実視JI値をもとに平年及び皐越年の水収支について検討した。
(1) 自然教育園の原集水域は，総面積 37.
4haとされた 。この内訳は，園地 19.
3ha，周辺地 18.lhaである 。
(2) 現在の実集水域は，総面積 2l.Sha とされた。 これは都市化以前の 57% にあたる 。
(3) また，平年の水収支（ 1977年の例）は，面積降水量285,305tの内，消失量 125,352t (44%）総流出量159,953t (56%）となる 。
(4) 阜地主年の水収支（ 1978年の例〉では，平年｛直に比較して，面積降水量23%，総流出量36%それぞれ減少した。消失量については， 7% とわずかに減少したがほぼ平年並の値が保たれた。
(5) 皐魁年の降水配分率では ，平年に比較して消失率が増加し， 総流出率が減少した 。
(6) 今後も，さまざまな影響により集水域の縮少が進行した場合，自然教育園生態系にと っては，今のところ次のような影響が予想される 。
すなわち，総流出量の減少により，谷筋では流水の減少や水位の低下が起こり，このため湿地の乾燥化や陵地化が進行するなどのことが考えられる 。

この報告を記すにあたり ，本報告は， 1979年に故人となられた 三寺光雄先生（当時，広島大学総合科学部教授）が調査して遣された資料をもとにまとめたものであ ることを付記すると同時に，生前の自然教育園の生態系究明についての献身的御努力に感謝し，御主主福を祈る 。

参考文献
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