多自然川づくりの高度化に向けた河道の 3 次元設計導入の手引き（案）

令和６年３月多自然川づくり高度化ワーキンググループ
公益財団法人 リバーフロント研究所

・本手引きは、３次元地形データ（点群データ）を活用した河道設計を主な対象とする。
・本手引きにおいて、河道設計とは、河川整備計画の策定・変更の際に定めた河道計画（河道形状）を、河道掘削等を行う際に更に詳細に定めることをいう。

多自然川づくりの高度化に向けた河道の３次元設計導入の手引き
（案）
【

目

次

】

1. はじめに ............................................................................................................. 1
1.1 本手引きの目的 .................................................................................................... 1
1.2 ３次元データを活用した河道の３次元設計を推進する意義 ................................... 2
1.2.1 河道の設計上の課題と今後目指すべき姿 ................................................................................ 2
1.2.2 ３次元データを活用した河道の３次元設計を推進する意義 ................................................... 3

1.3 本手引きの位置づけ ............................................................................................. 4

2. 河道の３次元設計に用いる解析・評価手法 ......................................................... 5
2.1 解析手法の選定 .................................................................................................... 5
2.2 評価項目の整理 .................................................................................................... 8
2.2.1 評価項目（治水） .................................................................................................................... 9
2.2.2 評価項目（維持管理） ............................................................................................................. 9
2.2.3 評価項目（環境） .................................................................................................................... 93. 河道の３次元設計における検討プロセス .......................................................... 16
3.1 ①3 次元データを活用した河道の３次元設計に必要なデータの入手 ....................... 17
3.2 ② 河川整備の目標及び課題整理............................................................................ 18
3.3 ③モデル化対象範囲及び計算条件の設定................................................................ 19
3.4 ④解析モデルの再現性の確認 ................................................................................. 21
3.5 ⑤河川整備計画又は暫定整備の河道の作成、代替案の河道の作成 .......................... 22
3.6 ⑥将来の河道の予測 .............................................................................................. 22
3.7 ⑦作成した河道（将来を含む）の治水、物理・生物環境、景観の評価 ................... 22
3.8 ⑧必要に応じて有識者の意見聴取 .......................................................................... 23
3.9 ⑨河道の決定 ........................................................................................................ 23
3.10 ⑩ICT 施工に向けての図面の微修正 .................................................................... 23
3.11 ⑫設計時に期待していた効果が発現しているかモニタリング・評価 ..................... 23

4. 今後に向けて.................................................................................................... 25（参考資料）

1. はじめに
1.1 本手引きの目的
国土交通省は令和５年度までに小規模を除く全ての公共工事において BIM/CIM※1 原則適用の方針を示し、建設現場の生産性向上や働き方改革が進められている。こうした取組は、川本来の形状を考慮した多自然川づくりを推進する良い機会でもある。
河川分野においては、新技術を活用することで河川の３次元データを効率的に得ることが可能となってきている。こうした３次元データを活用することにより、これまで、樋門、樋管、堤防、護岸をはじめとする河川の構造物で BIM/CIM の活用が進められてきた。河道においても、３次元データや BIM/CIM 等の活用により、調査・計画・設計・施工・維持管理段階で、川本来の複雑な形状を考慮した多自然川づくりを検討できる環境が整ってきているといえる。
従来、河道の設計を行う場合に、実務的には治水面の評価を実施した後で環境（景観を含む。
以降同じ。）面の評価が行われることが多く、環境が治水の配慮事項として付加的に設定され、治水と環境が一体化した川づくりがなされていないことが課題として認識されてきた。
今後、BIM/CIM の推進と併せて、河川環境情報図と三次元管内図※2 との連携が進むと、各河川の水深や流速等の物理環境とそこに生息する生物との関係が分析できるようになるなど、治水と環境が一体化した川づくりの一層の進展が期待できる。
従来の定期横断測量（200m 間隔程度）
データからモデル化される河道では評価が難しかった生物の生息場や生育場についても、３次元地形データを活用することで評価が可能となっていくことから、３次元データを活用した多自然
川づくりの一層の推進が期待される。
また、維持管理の面からも、従来、河道形状は定期横断測量（200m 間隔程度）データにより取得されてきたことから、測点間の地形を十分に把握出来ず、土砂の再堆積や植生繁茂抑制に関して詳細な状況を踏まえた検討を行うことは難しかった。しかしながら、近年では、将来の河道形状を予測し、維持管理上効率的な河道を設計することが可能となりつつある。
以上より、BIM/CIM を活用した治水・環境・維持管理※3 の観点を兼ね備えた川づくりを実現するとともに、調査・計画・設計・施工・維持管理段階における生産性向上や働き方改革の促進のため、「多自然川づくりの高度化に向けた河道の 3 次元設計導入の手引き（案）（以下「手引き」という。
）」を作成するに至った。なお、本手引きは、「多自然川づくり高度化ワーキンググルー
プ」における令和５年度までの検討をとりまとめたものであり、適宜修正・更新を行う。本ワー
キンググループのメンバーについては巻末に示す。
※1

BIM/CIM は計画・調査、設計段階から３次元モデルを導入することにより、その後の施工、維持管理の各段階においても３次元モデルを連携・発展させて事業全体にわたる関係者間の情報共有を容易にし、一連の建設生産・管理システムの効率化・高度化を図ること（国土交通省 BIM/CIM ポータルサイトから）をいうが、本手引きでは設計段階に３次元モデルを導入することを指す（以降同じ）。

※2

河川管理業務の効率化・高度化を目的として、水系や管理区間の三次元地形データを基礎資料として表示されたもの。
「河川管理用三次元データ活用マニュアル（案）（令和２年２月）」に記載されている「三次元管内図」と同義。

※3

本手引きにおいて維持管理とは再堆積による河道掘削（維持掘削）及び植生繁茂抑制を指す。

1

1.2 ３次元データを活用した河道の３次元設計を推進する意義
1.2.1 河道の設計上の課題と今後目指すべき姿
従来、河道の設計が行われる場合、「河川環境」は治水の配慮事項として設定されることが多かった（図 1-1）
。そうした場合、すべの川づくりの基本である「多自然川づくり」が十分に行われているとは言い難い等の課題がある。３次元データの活用により、従来であれば設計段階での評価が難しかった動植物の生息場等の面的な環境評価等が可能となることから、設計案に対する
平面二次元解析等の面的な解析結果に基づき治水と環境及び維持管理の観点から同時に評価し河道形状を決定していくことにより、治水・環境・維持管理の観点を兼ね備えた川づくりを実現していくことが重要である。
＜従来の河道設計上の課題＞＜今後目指すべき姿＞①河道の設計を行う場合に、治水面の評価を実施した後で、環境面の評価を行うことが多く、河川環境が治水の配慮事項として付加的に設定され、治水と環境が一体化した川づくりとなっていない。

①河道の設計を行う場合に、３次元データを活用した面的な解析結果に基づき治水面と環境面の評価を同時に行うことにより、環境への影響を十分に検討した多くの代替案から最適なものを選定。

②定期横断測量（200m 間隔程度）データをもとに河道の設計を行うため、測量断面間の面的な地形が十分に設定されず、河川環境情報図等に面的な情報としてまとめられている環境
要素を考慮した設計がなされていない。

②面的な地形データと面的な環境要素を統合する
ことにより、瀬淵等の生物の生物場を考慮した
きめ細やかな設計を実施。

③将来的な河床変動等の地形の変化を考慮した設計がなされていない。

③将来的な河床変動等の地形変化を予測すること
により、以下の点等を考慮した設計を実施。
・生物の生息・生育環境が整った整備（既存
生物に配慮）
・維持管理（再堆積による河道掘削、植物繁茂抑制）を考慮した整備④地域住民等が完成をイメージしやすい設計となっていない（パース等により１視点での確認となることが多い）。

④立体的な完成イメージを示し（多視点での確認）、地域住民等の利用者の観点を考慮する等
河川景観（デザイン）を意識した設計を実施。

図 1-1

河道の設計上の課題と目指すべき姿

2

1.2.2 ３次元データを活用した河道の３次元設計を推進する意義
BIM/CIM を活用した以下の「３次元データを活用した河道の３次元設計（以下「河道の３次元設計」という。）」を推進することにより、「1.2.1河道の設計上の課題と今後目指すべき姿」に示した課題が解決に向かい、目指すべき姿に近づけることが可能となる。
＜３次元データを活用した河道の３次元設計の考え方＞
３次元地形データ（点群データ）や生物分布、河床材料、流速等の面的データを活用することにより、これまでよりも精度よく将来の河道の状況を予測・評価し、現在及び将来において次の項目が両立可能な河道を設計するものである。
●河道の３次元設計を行う上で重要となる考え方
・治水上必要な河積を確保し、維持管理しやすい河道（堆積しにくい、流下阻害となる樹木等が繁茂しにくい等）
・該当水域における生物にとって適切な生息場・生育場となる河道・景観に配慮した河道
施工・維持管理を通じて、設計時に期待する効果が発現しているか確認し、設計にフィーバックする。
河道の３次元設計を行うための検討フローを図 1-2 に示す。なお、本手引きは既に策定された
河川整備計画（河道計画）を前提とした活用を想定しているため、フローにおいて計画段階の表記を割愛している。
（以降、同様。
）

調査①河道の３次元設計に必要なデータの入手（３次元地形データ、生物データ等）②対象河川の環境・景観・維持管理上の課題の整理

本手引き
の対象範囲

③河道の３次元設計案の作成

設計④将来の河道の予測
再検討⑤掘削後及び将来の河道における治水・環境・維持管理※1の観点の定量的・定性的評価⑥河道の決定施工⑦３次元モデルによるICT施工

維持
管理⑧設計時に期待していた効果が発揮できているか確認

再堆積または掘削箇所の周辺部の掘削を行う場合※2※1 維持管理とは再堆積による河道掘削（維持掘削）及び植生繁茂抑制を指す※2 河道掘削の判断は、このフローとは別に維持管理段階で調査を実施

図 1-2

河道の 3 次元設計を行うための検討フロー3

1.3 本手引きの位置づけ
本手引きは、河道掘削等のための河道設計を行う際に活用されることを想定している。「河川CIM 標準化検討小委員会成果報告書」(令和３年７月，社会基盤情報標準化委員会河川 CIM 標
準化検討小委員会)を受け、現場の実務者が汎用的に活用できるものとして作成したものである。
データの取扱等に関しては、当該成果報告書を参照するものとする。
３次元データを活用した河道の３次元設計を行うことにより、治水・環境・維持管理の観点を兼ね備えた川づくりの推進を目指すものであり、本手引きでは治水・環境・維持管理において評価すべき項目及び評価方法、河道の３次元設計を行う場合の検討プロセス及びポイントをまとめている。河道の３次元設計を進める上で有用なツール※1（以下「河道の３次元設計ツール」という。）の開発及び普及も進んでおり、こうしたツールの活用は、多自然川づくりの高度化の一助となるものである。河道の３次元設計ツールを活用した設計を行う場合は、本手引きの参考資料に概要や留意点を記載しているため、予め一読するものとする。
なお、本手引きは、試行河川※2 を通じて把握した内容や作成時点における技術的知見をもとに作成しているため、治水面・環境面・維持管理面での総合的な判断のあり方等、実務での活用において十分でない部分が含まれている。河道の３次元設計“導入”の手引きとして、本手引きを参考にした検討事例が蓄積されていくことで、より実務に役立つ手引きに向けた更新を行っていくことを想定している。
※1 iRIC ソフトウェア（RiTER Xsec、EvaTRiP、EvaTRiP Pro、Nays2DH）（以下「iRIC」という。)、
ゲームエンジン、3D CAD 等の河道の 3 次元設計（河川環境評価含む）を行うことができるツール。
※2 試行河川については参考資料を参照。

4

2. 河道の３次元設計に用いる解析・評価手法
解析・評価手法の選定においては、各手法の原理と特徴、その適用限界などを理解した上で、目的を達成するための手法を設定することが重要である。また、計算を行う場合には、必要な初期条件、境界条件を適切に設定することが重要である。
なお、「河川における洪水流の水理解析」及び「河床変動、河床材料変化及び土砂流送の解析」
については「河川砂防技術基準 調査編（第５章及び第６章） 」（平成 26 年４月，国土交通省水管理・国土保全局）を参照するものとする。

2.1 解析手法の選定
流況や河床変動等の解析手法は目的に応じて決定するが、面的データを活用する河道の３次元設計のメリットを活かすためには、高次元の解析手法を選定することが望ましい。一方、低次の解析手法の方が、計算時間や条件設定の煩雑さによるエラーを回避することができるため、目的に応じて、図 2-1、図 2-2 に示す解析手法及び考え方を適用するものとする。本手引きにおいては、汎用性等を踏まえ、主に平面二次元解析の解析手法を事例とした評価方法を示すこととする（表 2-3 赤枠内参照）。

＜本手引きで示す主な解析手法＞

出典）「水理公式集 2018 年度版, 土木学会」をもとに作成

図 2-1

流況・河床変動解析に用いる手法

5表 2-1

水理解析手法の分類（時間的・空間的な分類）

分類

概要
等流

定常流
不等流

非定常流

不定流

断面形及び勾配が縦断的に変化しないと考えられる水路に、時間的に一定の流量が流れる場合に水位や流速を計算するものである。
断面形及び勾配が断面的におだやかに変化する水路に、時間的に一定の流量が流れる場
合に水位や流速の縦断変化を計算するものである。
流量の時間的変化が無視できない場合に、水位や流速の縦断的、時間的変化を計算するものである。

出典）国土交通省四国地方整備局ウェブサイト
https://www.skr.mlit.go.jp/tokushima/river/event/yoshikouza/no16/text16-2.pdf

表 2-2
分類

水理解析手法の分類（空間的な分類）
概要

流れを一次元方向（川の流れ方向）について計算する
1 次元手法であり、横断方向の流れはないものとみなしているため、川の断面積が緩やかに変化し、流れが一方向に卓越している場合に、実用的な手法である。
川の流れを二次元方向（川の流れ方向と横断方向）に2 次元

ついて計算する手法であり、深さ方向の流れはないものとみなしているため、川の幅方向に対して水深が浅い流れに対して適用する。

3 次元

川の流れを三次元方向（川の流れ方向、横断方向、深さ方向）について解析する計算手法である。

出典）国土交通省四国地方整備局ウェブサイト
https://www.skr.mlit.go.jp/tokushima/river/event/yoshikouza/no16/text16-2.pdf

6

【出典】河川砂防技術基準 調査編 平成 26 年 4 月 国土交通省 水管理・国土保全局

図 2-2

流況・河床変動解析法の基本フレーム

表 2-3

解析レベルに応じた計算手法の選定※凡例の詳細ついては河川砂防技術基準 調査編（6 章）参照

本手引きの主な対象範囲【出典】河川砂防技術基準 調査編 平成 26 年 4 月 国土交通省 水管理・国土保全局

72.2 評価項目の整理
河道の 3 次元設計を行う際、対象河川の特性を踏まえた上で、治水上の評価項目を満足し、かつ環境・維持管理上の評価項目を満足することが望ましい。河道の 3 次元設計を行う上での評価
項目（案）を表 2-4 に示す。

表 2-4
分類
治水

河道の 3 次元設計における評価項目（案）

評価項目
流下能力

流下能力
維持管理

河川堤防・護岸
構造物

環境

自然環境

河川景観

評価指標
計画高水位
土砂堆積
草本・樹木繁茂（WOI）
土砂堆積
草本・樹木繁茂（WOI）
水衝部における流速・河床変動量
構造物（橋梁、堰等の横断工作物、樋門・樋管）付近
での安定性（流速、流向、河床変動量）
裸地（WOI）
草本（流速・水深による水際評価）
草本・樹木（WOI）
魚類の生息場（瀬・淵（水深・流速、フルード数））
魚類の生息場（PHABSIM）
ワンド
外来種（WOI or 摩擦速度）
河床の状態（粒径分布）
潮汐を考慮した比高と植生群落・底生動物の生息域（相対潮汐地盤高）
場のデザイン（定性評価）

8

2.2.1 評価項目（治水）
掘削河道又は将来予測河道において、対象とする河道断面に検討流量が流下した際に、河道水位が計画高水位以下となることが必須である。

2.2.2 評価項目（維持管理）
河床変動解析による予測結果をもとに、将来的な土砂堆積（掘削箇所への再堆積）や局所洗掘（護岸や橋梁基礎への影響）、流下能力への影響などについて評価する。必要に応じて、断面設定の段階にフィードバックし、これらの状況を考慮していくことが重要である。

2.2.3 評価項目（環境）「2.1 解析手法の選定」で述べた平面二次元不定流解析による解析結果をもとに、環境面（陸生植物の生育場、魚類の生息場、景観）について定量的又は定性的な評価を行う。主な評価方法を以下に示す。

9

(1) 河道内の陸生植物の生育場に関する評価
草本の定着性の評価については、水深・流速による河道内植物の定着可能性を評価する方
法と、掃流力と粒径の関係による植物の流失可能性を評価する方法がある。
水深・流速による河道内植物の定着可能性を評価する方法は、現地での実態調査により水深及び水深・流速と草本の定着性の関係性があることが報告されており、これを閾値として評価することが可能である。また、掃流力と粒径の関係による植物の流失可能性を評価する
方法は、生育基盤である河床材料の 90%粒径が移動するか否かを示す「流失評価指標：WOI(Wash-Out Index)」により、流失する可能性を評価することが可能である。
＜水深・流速による草本植物（特に、ツルヨシ）の定着可能性の評価方法＞
現地の実態調査結果から、草本植物の定着の閾値を解明したものであり、水深と流速による閾値水深の評価方法は以下に示すとおりである。
解明●水深(ℎ)による評価
ツルヨシ
その他草本
ℎ ≤ 20𝑐𝑐𝑐𝑐：3（可能性大）20𝑐𝑐𝑐𝑐 < ℎ ≤ 30𝑐𝑐𝑐𝑐

1：2

30𝑐𝑐𝑐𝑐 < ℎ ≤ 40𝑐𝑐𝑐𝑐

水深h (m)：0（可能性小）●水深と流速による閾値水深�ℎ𝑉𝑉𝑉𝑉_𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 �評価ℎ𝑉𝑉𝑉𝑉_𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 = −0.1𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙(𝑣𝑣) + 0.05
ℎ < ℎ𝑉𝑉𝑉𝑉_𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒ℎ𝑉𝑉𝑉𝑉_𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒 < ℎ

その他沈水植物閾値水深

hVD_est =-0.1 log(v)+ 0.05

0.8

：1

40𝑐𝑐𝑐𝑐 < ℎオオカナダモ
植物なし

0.6
0.4
0.2

草本植物
定着の目安：
水深30cm

0
0.001

0.01

0.1
流速v (m/sec)

1

オオカナダモ：1（可能性大）：0（可能性小）ツルヨシ【出典】国立開発研究法人 土木研究所 自然共生研究センター資料＜掃流力と粒径の関係による植物の流出可能性の評価方法＞
洪水による草本等の流出は、育成基盤である河床材料の 90%粒径が移動するか否かを示す「流失評価指標：WOI(Wash-Out Index)」により、その可能性を評価できる。
●流失評価指標 WOI𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊 =𝜏𝜏∗90𝜏𝜏∗𝑐𝑐90𝜏𝜏∗90 =

ℎ𝐼𝐼𝑒𝑒,
𝑠𝑠𝑠𝑠902𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙10 19𝜏𝜏∗𝑐𝑐90=��𝜏𝜏∗𝑐𝑐50𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙𝑙10 19(𝑑𝑑90 ⁄𝑑𝑑50 )WOI により、以下の植生流出評価を行うことができる。
𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊 < 1

𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊𝑊 ≥ 1：植物の流出の可能性低：植物の流出の可能性高【出典】田中規夫，八木澤順治，福岡捷二：樹木の洪水破壊指標と流失指標を考慮した砂礫州上樹林地の動態評価手法の提案、土木学会論文集 B, Vol. 66, No. 4, 359-370, 201010

(2) 魚類生息場に関する評価
魚類の生息場の評価については、生物の生息場としての環境を評価する方法と、特定の魚類の生息場を評価する方法がある。
生物の生息場としての環境を評価する方法としては、図 2-3 に示すとおり、実際の瀬淵分布と予測した瀬淵分布が合うように、河川ごとに水深・流速の閾値を設定して瀬、淵、早瀬を分類する方法や、水深、流速から計算されるフルード数を基準に、Pool, Glide など 5 種類に分類する方法（表 2-5、Entwistle et al,2018）等がある。特定の魚類の生息場を評価する方法としては、PHABSIM があり（図 2-4）、河川の評価対象区間における水深、流速、底質、植生カバー等の物理特性と、魚種や成長段階ごとに求められた生息場適性指数（Habitat
Suitability Index：HSI）を組み合わせることにより、対象とする区域の生息場を評価することができる。
＜水深・流速による分類＞
実際の瀬淵分布と予測した瀬淵分布が合うように、河川ごとに水深・流速の閾値を設定して瀬、淵、早瀬を分類する。
流速[m/s]

早瀬
V2

瀬
V1

淵
水深[m]

D1

図 2-3

水深・流速による分類

表 2-5

フルード数による分類

分類

フルード数の範囲

Pool

Fr＜0.04

Glide

0.04 ≦Fr＜0.15

Run

0.15 ≦Fr＜0.245

Riffle0.245≦Fr＜0.49

Cascade/rapid

0.49 ≦Fr【出典】https://i-ric.org/download/evatrip-pro/

11

＜PHABSIM の考え方＞
選好曲線（Habitat Suitability Index）

生息場環境量の分布
計算メッシュ

SI:

計算格子

Suitability Index（選好度指数）

水深

SI

対応

生息場好適度（Habitat Suitability）

HSI

水深
HSI

統合

CSI

Combined Suitability Index

流速
河道係数

SI

流速

(CSI：合成的適性値)

HSI

河道係数

【出典】国立開発研究法人 土木研究所 自然共生研究センター資料に一部加筆※生息場適性指数（HSI）は野生生物の生息環境を定量的に評価するための指標として、アメリカ合衆国内務省で開発されたものである。
United States Department of the Interior: Habitat evaluation procedures handbook, (1980)

図 2-4

PHABSIM の考え方

12

(3) 河口域における植物や底生動物の生息域に関する評価
下流の感潮区間における植物や底生動物の生息域を評価する方法としては、以下に示す相対潮汐地盤高の考え方が提案されている。

【出典】大河川における多自然川づくり―Q&A 形式で理解を深める―（https://www.mlit.go.jp/river/shishin_guideline/kankyo/tashizen/qa.html）

13

【出典】大河川における多自然川づくり―Q&A 形式で理解を深める―（https://www.mlit.go.jp/river/shishin_guideline/kankyo/tashizen/qa.html）

14

(4) 河川景観に関する評価
河川景観の評価については、ゲームエンジン等による視覚化による方法がある。
ゲームエンジンで作成した改修後の状況をバーチャルツアーにした河川景観評価手法の考え方が提案されている。空間を再現することで、固定された視点ではなく、視点を変えながら河川景観を確認できるため、関係者の理解の増進やコミュニケーションの円滑化につながる手法である。

VT：バーチャルツアー
VR：仮想現実（virtual realiy）【出典】林田寿文ら：バーチャルツアーと仮想空間を活用した 河川改修時における河川景観評価手法の提案,
河川技術論文集,第 28 巻,2022 年 6 月

15

3. 河道の３次元設計における検討プロセス

３次元地形データを活用した河道の３次元設計を行う際の検討プロセスを図 3-1、地形編集ツール（ここでは、一般的に３次元地形データを編集する際に利用されている３つの地形編集ツール（RiTER Xsec、ゲームエンジン、3DCAD））の連携イメージを図 3-2 に示す。また、図 1-2 を実務的な検討フローとしたものを図 3-3 に示す。
図 3-2 に示す３つの地形編集ツールはそれぞれが異なる特徴や利点を有しており、扱えるデー
タ形式やフォーマットも異なるが、これらツール間でのデータ互換性はある程度担保されており、最終的には LandXML 形式の TIN として出力することで、ICT 施工に求められる最低限のデー
タを受け渡すことが可能である。
本手引きでは、図 3-3 に示す河道の 3 次元設計における実務的なフローに基づき解説する。

【出典】国立開発研究法人 土木研究所 自然共生研究センター提供資料をもとに作成

図 3-1

河道の３次元設計における検討プロセス【出典】河川 CIM 標準化検討小委員会成果報告書(R3.7)

図 3-2

３つの地形編集ツールの相互連携
16

調査①河道の３次元設計に必要なデータの入手（３次元地形データ 生物データ等）②対象河川の環境・維持管理上の課題の整理②河川整備計画または暫定整備における河川整備の目標及び課題整理※1（対象植物、魚種への影響、再堆積・植物繁茂の可能性、景観への影響等）※1 必要に応じて有識者の意見聴取③対象範囲・計算条件（流量、陸域植物の定着の閾値、魚類の選好曲線）の設定※1④現況河道のモデルの再現性の確認③河道の３次元設計案の作成⑤河川整備計画または暫定整備の河道、代替案の河道の作成※2※2 既に河道形状が決まっており、その河道の評価を行う場合は複数の河道を作成しなくてもよい④将来の河道の予測⑥平面二次元河床変動計算等による将来の河道の予測（河道の３次元設計ツール（Nays2DH 等）が活用可能）⑤掘削後及び将来の河道における治水・環境・維持管理の観点の定量的・定性的評価

設計⑦作成した河道(将来を含む）の準二次元不等流計算等による治水面の評価
平面二次元河床変動計算等による物理・生物環境の評価（河道の３次元設計ツール（Nays2DH・EvaTRiP Pro等）が活用可能）
特に景観に配慮すべき箇所がある場合はゲームエンジンにより景観の評価

再検討⑧必要に応じて有識者の意見聴取⑥河道の決定⑨河道の決定設計時に期待した効果が発揮されなかった場合、再堆積または掘削箇所の周辺部の掘削を行う場合※4⑩ICT施工に向けての図面の微修正
施工⑪３次元モデルによるICT施工

維持
管理⑫設計時に期待していた効果が発現しているかモニタリング・評価※3⑧設計時に期待していた効果が発揮できているか確認※3 作成したモデルの再現性も併せて評価を行い必要に応じてモデルを見直す。

図 3-3※4 再堆積による河道掘削（維持掘削）の判断は、このフローとは別に維持管理段階で調査を実施

河道の３次元設計を行う実務的なフロー（図 1-2 との関係を斜体黒字で示す）

なお、設計に当たっては、設計対象区間においてどのような河道を整備しようとしているのか（例えば、自然環境であればどのような環境を保全・創出しようとしているのか等）、河道の３次元設計によってどこまで河道形状に反映できるのか、どのような評価項目が必要となるか等について確認検討した上で、フローに沿った検討が進められることが望ましい。
河道の３次元設計を進める上で「河道の３次元設計ツール」の活用も想定されるが、ツールの適用範
囲や適用条件については十分に留意することが重要である。河道の３次元設計ツールの概要及びツルの活用により評価可能な項目は参考資料のとおりである。
河道の３次元設計を行う実務的なフロー（図 3-3 ①～⑩及び⑫）における検討内容及び留意事項を以降に示す。

3.1 ①3 次元データを活用した河道の３次元設計に必要なデータの入手
３次元データを活用して詳細な河道の設計や河川環境の評価を行う観点から、ALB（Airborne
Lidar Bathymetry：航空レーザ測深）や LP（Laser Profiler：航空レーザ測量）等の河道内の点群データや河川環境情報図のデータが整備されている河川を対象とすることが望ましい。
生物データについては、河川水辺の国勢調査による生物種情報や生息場・生育場情報を活用する。
173.2 ② 河川整備の目標及び課題整理
河川整備計画又は暫定整備における河川整備の目標及び課題を確認整理した上で、設計対象区間において多自然川づくりを行うための整備の目標を設定する（例えば、現況の河川環境の保全
や自然裸地面積の増加等）。
自然の営みを視野に入れ、地域の暮らしや歴史・文化との調和にも配慮し、河川が本来有している自然環境及び多様な河川景観の保全・創出が図られるように河道の設計を行うため、現況の河川環境や変遷について整理することが必要である。環境の要素としては自然環境、景観及び利活用の三要素あり、特に自然環境について、留意すべき事項は以下のとおりである。
河川環境管理シート及び河川環境情報図、河川水辺の国勢調査等から、河床形態や植生の状況、生物の確認状況、生物の生息・生育環境、河川環境の特徴、注目すべき生物種、外来種の生育状
況等を確認する。なお、樹木群の密生度は、水位上昇や河床変動に及ぼす重要な要素であるため、現地確認することが望ましい。また、航空写真、横断図、縦断図、ALB データ、河川環境情報図
及び河川水辺の国勢調査等により、環境特性（河床の変化、植生の変化等）の経年的な変遷等を洪水の発生状況や改修履歴と合わせて整理する（河道の変遷として整理済みの資料があれば活用する）。
注目すべき生物種の生息場・産卵場が調査により明確に把握できない場合は、有識者や漁協等へのヒアリングにより、生息場・産卵場の概ねの位置を把握することが望ましい。
また、各河川の自然生態系が持つポテンシャルの利活用状況を把握することも必要となる（例えば、当該河川の自然生態系が地元住民にとって重要な種の生息場・生育場となっている、又は景勝地等で河川利用されている場合等）。

18

3.3 ③モデル化対象範囲及び計算条件の設定
図 3-4 に示すとおり、評価したい事象を表現可能な解析モデルを構築する必要があるため、モデル化の対象範囲や計算条件の設定に当たっては、「表 3-1 解析モデルの精度（案）」や「表 3-2
モデル構築における留意事項」を十分に把握しておく必要がある。
なお、解析モデルの精度については、簡易な解析モデルの方が計算時間や条件設定の煩雑さによるエラーを回避することができることから、目的に応じて適切に選択することが重要である。

解析モデルに用いるデータの選定（目的に応じて選定）

境界条件に用いるデータの選定（目的に応じて選定）

求める精度を得られない場合

解析モデルの再現性確認

図 3-4

解析モデルにおける再現性の確認（フロー）
表 3-1

項目

地形

植生

河床
材料
支川
合流
魚類の
生息場

解析モデルの精度（案）手法

必要なデータ

精度

横断測量データから地形データを作成
陸上部のみ 3 次元データを活用し、水中部は横断測量データから地形データを作成陸上部を UAV による写真測量（SfM）、
水中部は ADCP 等による深浅測量から地形データを作成
3 次元データから地形データを作成
全ての植生で同じ植生密度・植生高・抵抗係数を設定
植生の種類の違いにより植生密度・植生
高・抗力係数を設定
現地の植生密度・植生高・抗力係数を考慮

定期横断測量データ（200m 間隔程度）
LP データ＋定期横断測量データ（200m
間隔程度）

低

代表粒径で設定
混合粒径で設定
浮遊砂、ウォッシュロードの考慮
河床材料の粒度分布の平面分布の設定
支川影響の考慮（支川の影響が大きい場合）
過去の論文等から SI 設定
現地調査から SI 設定
河床の粒度分布の変化を考慮（産卵床の評価を行う場合）

中

写真測量データ（SfM）＋深浅測量データ
中
ALB データ
河川水辺の国勢調査、河川環境情報図
河川水辺の国勢調査、河川環境情報図
河川水辺の国勢調査、河川環境情報図＋
現地確認
代表粒径（D60 等）
粒径加積曲線（粒度分布）
流砂量観測調査結果等
粒径加積曲線（粒度分布）
支川のハイドログラフ、粒径加積曲線（粒度分布）
対象種の SI 設定に関する論文
現地調査
粒径加積曲線（粒度分布）

高
低
中
高
低
中
高
高
中
中
高
高

19

表 3-2
項目

対象区間

ハイドログラフ

メッシュ

モデル構築における主な留意事項
留意事項

セグメント区分や河床勾配、河床材料、横断工作物の有無及び助走区間を踏まえた上で対象区間を設定
供給土砂が動的平衡状態となっている箇所を上流端に設定※ 直上流のダムの存在など動的平衡供給土砂を与えることが適切でない河川もあることに留意
助走計算時間の適正についての検証
将来河道の予測計算におけるハイドログラフ（短期・中長期等）の妥当性の確認（平均年最大流量を与える回数・波形等）
計算破綻の確認
メッシュサイズ（流速ベクトルと速度コンター図等）
格子幅の比
湾曲部のメッシュ設定
設定した助走区間（上下流のモデル延伸、堰上流端（湛水区間）を含む等）の検証モデルを構築する際に、計算メッシュサイズを細かくしすぎると、ICT 建機のバケットサイズとの不整合により ICT 建機による施工ができない場合があるので、設計段階において留意する必要がある。

20

3.4 ④解析モデルの再現性の確認対象とする事象を十分に表現できることを確認するため、構築した解析モデルの妥当性（再現性）を検証する。解析モデルの再現性の確認にあたり、主な確認事項を表 3-3 に示す。洪水時の河床と平水時の河床では粗度係数が変わる可能性があるため、再現性確認時の粗度係数を適切に設定する必要がある。
なお、河床変動計算を行う場合は、2 時期の ALB データ又は既往の定期横断測量データとその間の代表的な流れから再現性を確認することが望ましいが、簡易的な方法として、河川環境情報図及び河川水辺の国勢調査等から得られる現況の瀬淵の位置や植生分布からモデルの再現性を確認する方法等がある。
最新の地形データの取得時期と河川環境情報図及び河川水辺の国勢調査等から得られる現況の瀬淵の調査時期が異なることも想定され、計算結果の再現性が低い場合等には、現地調査等によって確認すると良い。また、植生に関する解析モデルの再現性を確認する場合は、河道掘削・樹木伐採の状況も踏まえつつ確認することが必要である。河岸侵食については再現性を確保しにくい等、使用する解析モデルの限界を踏まえた上で検証することが必要である。
今後、ALB データの整備が進展し、2 時期の ALB データが得られれば、その間の地形変化量
や河川環境情報図及び河川水辺の国勢調査等から得られる植生の変化量等とその間の洪水から、更なるモデルの精度向上の検討が可能となる。

解析モデルに用いるデータの選定（目的に応じて選定）

境界条件に用いるデータの選定（目的に応じて選定）

求める精度を得られない場合

解析モデルの再現性確認

図 3-5

解析モデルにおける再現性の確認（フロー）（再掲）

21

表 3-3
項目

水位

土砂動態

解析モデルの再現性の確認

確認事項

必要なデータ

洪水時の水位

痕跡水位

平常時の水位

水文・水質データベース又は LP や ALB デー
タ取得時の水面データ、定期横断測量（200m間隔程度）時の水位等
2 時期の ALB データ又は定期横断測量（200m間隔程度）＋実績ハイドログラフ

侵食・堆積が顕著な箇所
でのチェック
河岸洗掘被災の実施個所と計算の深掘れ箇所との比較
実績と計算結果の粒度
分布比較
瀬淵の範囲
裸地、樹木の範囲

生息場等
生息場・産卵場の範囲

必要性
高
高※

中

低
2 時期の粒度分布データ
現地確認、河川水辺の国勢調査、
河川環境情報図
現地確認、河川水辺の国勢調査、
河川環境情報図
現地確認、河川水辺の国勢調査、
河川環境情報図漁業者等へのヒアリング
※

低
高
高
高
中

平常時における再現性を確認する際に粗度係数を適切に設定する

3.5 ⑤河川整備計画又は暫定整備の河道の作成、代替案の河道の作成
河川整備計画又は暫定整備の河道を作成する場合には、代替案となる河道を検討し、比較検討を行うことが望ましい。その際、河道の３次元設計ツール（RiTER Xsec 等）の活用も有用である。なお、河道を作成する場合には、治水・環境・維持管理に留意して作成する必要がある。

3.6 ⑥将来の河道の予測
将来の河道の予測として、河道特性を踏まえ適切なハイドログラフ（短期・中長期等）を設定し、河道の応答を把握する。その際、河道の３次元設計ツール（Nays2DH 等）の活用も有用である。再堆積等が顕著な場合には、維持管理計画や計画の見直し等が必要となる。

3.7 ⑦作成した河道（将来を含む）の治水、物理・生物環境、景観の評価
作成した河道（将来を含む）の準二次元不等流計算等による治水面の評価、平面二次元河床変動計算等による物理・生物環境の評価を行う。
「② 河川整備の目標及び課題整理」で整理した設
計対象区間における整備の目標に対して必要な評価項目を対象とする。その際、評価項目によっては河道の 3 次元設計ツール（Nays2DH・EvaTRiP Pro 等）の活用も有用である。また、特に景観に配慮すべき箇所がある場合はゲームエンジン等を活用し、景観の評価を行うことが望ましい。

22出力された結果については、当初設定した目標が達成されているのかの確認を行う。例えば、現況の河川環境を保全できているか確認する場合には、現況河道を対象流量により河床変化させた場合の評価と、整備後河道を対象流量により河床変化させた場合の評価を行い、現況河道よりも物理・生物環境（瀬淵の増加、樹林化の抑制（流出評価指標（WOI 値）の増加）、外来種の抑制等）が保全又は好転するのか確認を行うなどである。
同じ波形の洪水を複数回与えて河床変動計算を行う場合は、与えた洪水の回数ごとに評価を行うことが望ましい。

3.8 ⑧必要に応じて有識者の意見聴取「⑦ 作成した河道（将来を含む）の治水、物理・生物環境、景観の評価」で作成した河道の 3次元設計データを基に、必要に応じて有識者の意見聴収を実施する。再検討が必要と判断された
場合には、「⑤ 河川整備計画又は暫定整備の河道の作成、代替案の河道の作成」にフィードバッ
クする。

3.9 ⑨河道の決定
複数案の中から最適案を選定し、河道を決定する。複数案から最適案を選定するには、治水面・環境面・維持管理面等の評価を比較する必要がある。河道の３次元設計では、３次元データを活用することにより掘削量の算定精度が向上することや生息場・生育場への影響把握が可能になることなどを踏まえ、設計対象区間の状況に応じて総合的に判断する必要がある。
河道の決定に当たっては平面形、横断形、縦断形がわかるように 3 次元地形モデルを活用して示すことが望ましい。

3.10 ⑩ICT 施工に向けての図面の微修正作成した 3 次元地形モデルに対してゲームエンジンや 3DCAD（CIVIL 3D）等で３次元イメージのコンセプトに応じた地形の微修正を行う。なお、施工者に設計意図が伝わるように図面に留意事項を記載しておくことが望ましい。
③～⑨の検討において、解析のために計算メッシュを設定しているが、河岸の微地形などを十分に再現することは困難である。水際の複雑さなどについては、必要に応じて、施工上別途留意が必要になることを併せて記載していくことが望ましい。

3.11 ⑫設計時に期待していた効果が発現しているかモニタリング・評価
施工後、「⑦ 作成した河道（将来を含む）の治水、物理・生物環境、景観の評価」で評価対象とした項目、すなわち設計時に期待していた効果が発現しているかどうかを可能な限り定量的（場合によっては定性的）にモニタリング・評価し、河道の状況によって維持管理の実施の必要

23

性について判断する。また、想定された効果が得られていな場合は、その要因について分析し、設計方法の改善へとフィードバックしていくことが望ましい。
定期横断測量や河川水辺の国勢調査は 5 年ごとの実施となっていることから、衛星データ・航空測量・UAV などの観測技術と AI による機械学習等の新技術を活用し、対象箇所を効果的・効率的にモニタリングしていく必要がある。衛星データは範囲及び頻度、航空測量は範囲及び分解
能、UAV は頻度及び分解能で優位性が高いなど、各技術の特徴を踏まえた活用が必要である。

24

4. 今後に向けて本手引きは、３次元データを活用した河道の３次元設計の検討プロセス及びポイントについて、
多自然川づくりに直結する環境面の評価・活用方法を主な対象として、試行河川の事例を踏まえとりまとめたものである。３次元データの活用により、従来であれば設計段階での評価が難しかった動植物の生息場等の面的な環境評価等が可能となり、多自然川づくりの一層の推進に寄与するものと考えられる。
既に策定された河川整備計画（河道計画）を前提とした活用を想定しているため、治水面への影響は限定的であると考えられる。しかし、図 1-2、図 3-3 で示したフローに基づき、より良い河道を選定するためには、更に事例を積み重ね、河道の３次元設計ツール（EvaTRiP Pro 等）による評価結果以外の評価や知見も踏まえ、治水・環境・維持管理の観点から総合的に判断して、河道を決定する手法の検討やセグメントごと等の体系的な整理が求められる。あわせて、設計・施工後のモニタリング・評価を通じて、設計方法（主に、将来河道の予測や環境評価）を改善していくことが必要である。また、河道の３次元設計の普及については、災害復旧の現場での活用も見据えると、設計・評価の更なる効率化が必要となっている。
なお、試行河川の設計区間は、３次元モデルによる ICT 施工も進みつつある。今後、設計から施工へと手戻りなくスムーズに設計思想が引き継がれていくためには、設計段階から施工者も参画するなどの仕組み作りも求められる。
本手引きを参考にした検討事例が蓄積され、より実務に役立つ手引きに向けた更新が行われる
ことや、継続的な人材育成が行われることにより、BIM/CIM を活用した治水・環境・維持管理の観点を兼ね備えた川づくりを実現するとともに、調査・計画・設計・施工・維持管理段階における生産性向上や働き方改革の促進につながることが期待される。

25

参 考 資 料

令和６年４月時点

（参考資料）

1. 試行河川の概要 .................................................................................................... 1
2. 河道の 3 次元設計検討の事例 ............................................................................. 10
2.1 ②河川整備の目標及び課題整理 .................................................................................132.1.1 最上川での事例 .................................................................................................................... 13
2.1.2 雲出川での事例 .................................................................................................................... 14
2.1.3 川内川での事例 .................................................................................................................... 18

2.2 ③モデル化対象範囲及び計算条件の設定 ...................................................................192.2.1 雲出川での事例 .................................................................................................................... 19
2.2.2 川内川での事例 .................................................................................................................... 22

2.3 ④解析モデルの再現性の確認 .....................................................................................23
2.3.1 最上川での事例 .................................................................................................................... 23
2.3.2 雲出川での事例 .................................................................................................................... 26
2.3.3 川内川での事例 .................................................................................................................... 28

2.4 ⑤河川整備計画又は暫定整備の河道の作成、代替案の河道の作成 ............................29
2.4.1 阿武隈川での事例 ................................................................................................................ 29

2.5 ⑥将来の河道の予測 ...................................................................................................30
2.5.1 荒川（北陸）での事例 ......................................................................................................... 30
2.5.2 川内川での事例 .................................................................................................................... 32

2.6 ⑦作成した河道（将来を含む）の治水、物理・生物環境、景観の評価 .....................33
2.6.1 最上川での事例 .................................................................................................................... 33
2.6.2 荒川（関東）での事例 ......................................................................................................... 35
2.6.3 荒川（北陸）での事例 ......................................................................................................... 37
2.6.4 雲出川での事例 .................................................................................................................... 39
2.6.5 熊野川での事例 .................................................................................................................... 40
2.6.6 川内川での事例 .................................................................................................................... 45

2.7 ⑧必要に応じて有識者の意見聴取 ..............................................................................46
2.7.1 日野川での事例 .................................................................................................................... 46

2.8 ⑨河道の決定..............................................................................................................47
2.8.1 阿武隈川での事例 ................................................................................................................ 47

2.9 ⑩ICT 施工に向けての図面の微修正 ..........................................................................48
2.9.1 日野川での事例 .................................................................................................................... 48

3. 河道の３次元設計ツール .................................................................................... 49
3.1 河道の 3 次元設計ツールの概要 .................................................................................49

3.1.1 水理・環境解析ソフトウェア .............................................................................................. 50
3.1.2 ゲームエンジン .................................................................................................................... 53
3.1.3 3DCAD ................................................................................................................................. 54

3.2 河道の 3 次元設計ツールの対象範囲・計算条件を設定する際の留意点 .....................55
3.2.1 iRIC ...................................................................................................................................... 55

3.3 河道の 3 次元設計ツールを用いて河道を作成する際の留意点 ...................................581.

試行河川の概要

手引き（案）の作成にあたり試行河川９河川において、３次元地形データを活用した河道の３次元設計を試行的に実施した。試行河川の概要を表 1-1 に示す
上記９河川において河道の３次元設計を試行的に実施したが、現時点で実施可能な範囲のものに限定されているため、更に検討を要する内容も含まれている。本手引きを参考に、各河川における設計を実施する場合には、これらの点に留意されたい。試行９河川における検討条件を表 1-2
に示す。

参考-1

表 1-1(1)
水系名
河川名
地域

試行河川一覧

荒川
荒川
北陸

天神川
小鴨川
中国

阿武隈川
阿武隈川
東北

最上川
最上川
東北

雲出川
雲出川
中部

10.0kp～11.25kp

11.4+60～12.2k

92.8k～97.0k

貝附地区

生竹地区

滑川地区

セグメント
河床勾配

1
1/475

1,2-1
1/320～1/4830

5.2～12.0k
牧地区、其村地区、赤川等2-1
1/1100～1/630

河川整備計画目標流量(m3/s)

6,500(花立)1
1/84
変更前：1,000(河原町)
変更後：1,200
(河原町)
5.51
(2002-2021
水水 DB)
50mm〇
R5.4-R5.5
R2❶コガタノゲンゴ
ロウの生息が確認されているため、河道掘削によって生息環境が喪失されないよう、掘削
形状の工夫や生息環境の復元により生態系に配慮した
掘削計画を立てる必要がある。
❷当該計画区間では現流路の河床部分が低下し、計画
河床高よりも低下しているため、堤防や護岸の安定性といった治水上の懸念を引き起こす
恐れがある。

55.5～57.5k
清水地区
白須賀地区
2-1
1/1300

2,100

4,100

3,500

21.0～22.0（2010-2019
水水 DB）
14mm
H31❶溶結凝灰岩が分布しているので効
果的な掘削手法の検討が必要❷小型鳥類の生息場となっているオ
ギ等の草地環境の保全❸河道掘削により消失する樹木群（マダケ、ヤナギ類、ハリエンジュ
等）の再樹林化対策❹河道掘削により新たに形成される移行帯（エコトーン）、たまり、ワ
ンド等の湿地及び河岸の多様性の保全❺掘削後の裸地への侵入が懸念されるハリエンジュ、
アレチウリ等の外
来種対策。

220.6
(清水地点 20102020 平均)
30mm
〇
R2.10
R2
❶重要種の生息場となっているた
め、その保全のための掘削範囲❷必要河積確保のため、水中掘削が必要となった場合の効果的な断面❸再堆積・樹木再繁茂の抑制

7.9(2010～2019
平均)
23mm
〇
H29/R3
R3❶維持管理上効果的な断面（土砂管理）❷掘削後の断面における、鮎の産卵場の維持❸樹木の繁茂の抑
制

対象地区

平水流量
(m3/s)
代表粒径(D60)
ALB 実施有無
実施年度
環境情報図

設計上の課題85.56（2020 水水 DB）
56mm(花立)〇R3.10/R4.8
R3❶掘削箇所で合流する女川と本川上流からの流下土砂が当該区間（荒川頭首工湛水区域の上流部）に堆積し、洪水時に荒川頭首工の全開によって土砂が流下す
るが一部の土砂が残る。
❷今後は３D ツールにより、様々な切り下げ形状での流下能力の予測等
も加えながら、治
水、環境、維持管理を考慮した高度な設計を行うことができるのではな
いかと期待している。

設計実施年度

R5

R5

R4

R4

R3

設計（検討）
概要

複数の掘削断面案
を治水・環境面・維持管理面の観点から評価したほか、事業費、施工
性等も総合的に評価し河道掘削の最
適案を選定
また、TREND POINT
Navisworks 視覚化による現況河道と掘削後の景観比較を実施

複数の掘削断面案
を治水・環境面・維持管理面の観点から評価したほか、ゲームエンジンを用いた淵の評価(景観比較)を実
施

複数の掘削断面案
を治水・環境面・維持管理面の観点から評価したほか、事業費、施工
性等も総合的に評価し河道掘削の最
適案を選定

令和 2 年 7 月豪雨を受け、複数の掘削断面案を治水・
環境面・維持管理・施工の観点から評価したほか、
ゲームエンジンによる現況河道と掘削後の景観比較を実施

現況河道と暫定対
応河道・整備計画
河道の比較を行う
ことにより、瀬淵やアユの産卵場の適合エリアの変化
傾向や樹林化抑制の可能性、侵食・堆積の傾向を評価*赤字：河道の３次元設計を活用したことにより、これまでよりも向上した内容*セグメント区分毎に整理

参考-2

表 1-1(2)
水系名
河川名
地域

試行河川一覧

沙流川
沙流川
北海道

熊野川
熊野川
近畿

川内川
川内川
九州

荒川
荒川
関東

14.0-16.0k
平取地区
2-2
1/687

0.2～3.4k(整備計画区間)2-2
1/100070.0-71.0k
菱刈地区
2-2
1/17608.25-8.75k
四つ木地区
3
1/5000～1/10000

河川整備計画目標流量(m3/s)

4,500

23,000(河口)2,200

6,200(岩淵)（6,800(小名木)）

平水流量(m3/s)

26.5(2019 水水 DB)

代表粒径(D60)
ALB 実施有無
実施年度
環境情報図

32mm
〇
R2.10~R2.11
R2❶土砂が堆積しやす
いので維持管理上効果的な断面❷魚類の生息場となっているため、掘削断面においてもその維持❸樹木繁茂の抑制

対象地区
セグメント
河床勾配

設計上の課題設計実施年度設計（検討）
概要

15
32.7
87.68
(秋ヶ瀬取水堰放流(1988-2020(1989～2019
量 H30-R4 平均値)
水水 DB）
水水 DB）
38mm
5mm
0.09mm〇〇〇
R3
R2
R1.10～R2.1
R3
R2
R3❶再堆積の発生状 ・従来は施工時の工 ・河岸掘削後のヨシ原の再生・創出範
況、持続可能な河 夫で行っていたワ
囲が河岸掘削前と道維持管理（再堆 ンド等の創出を設同程度以上のヨシ
積抑制）方策（土 計段階で、生物の原になることを期専門家等（コンサ
砂管理）待。
ルの環境部門）の❷河口干潟の維持
意見を反映した河
道を設計

R3

R5

R4

R5

現況河道と整備計
画河道の比較を行うことにより、瀬淵の変化傾向や樹林化抑制の可能性、侵食・堆積の傾向等を評価掘削断面案に対して治水・環境面・維持管理面の観点から評価したほか、ゲームエンジンを用いた景観比較を実施
感潮域での環境評
価手法として、相対潮汐地盤高を用いた検討を実施

従来は施工時の工夫で行っていたワ
ンド等の創出を設計段階で実施のほか、植生繁茂の違いによるワンドの維持を評価（生物の専門家等（コンサルの環境部門）の意見を反映した河道の設計にゲー
ムエンジンを活用）

掘削断面案に対して治水・環境面・維持管理面の観点から評価
感潮域での環境評
価手法として、相対潮汐地盤高を用いた検討を実施*赤字：河道の３次元設計を活用したことにより、これまでよりも向上した内容*セグメント区分毎に整理

参考-3

表 1-2(1)
水系名
河川名
地域
解析方法

試行河川における検討条件一覧

荒川
荒川
北陸

天神川
小鴨川
中国

阿武隈川
阿武隈川
東北

最上川
最上川
東北

雲出川
雲出川
中部

平面二次元
河床変動解析
(自社モデル)

平面二次元
河床変動解析
（iRIC Nays2DH）

平面二次元
河床変動解析
（iRIC Nays2DH）

平面二次元
河床変動解析
（自社モデル 植
生消長を考慮）最上川：
26.0～31.2k
銅山川：
0.0～1.0k※支川を考慮

平面二次元
河床変動解析
（iRIC Nays2DH）

約 5.2～12.0k
小鴨川：
阿武隈川：
川：
（セグメント区
1.4+60～12.2k
92.2～98.6k
4.50～11.75k
分、河床勾配、河釈迦堂川：
鍬江沢：
解析対象範囲
床材料及び解析助
0.0～1.4k
0.00～0.90k
走よりを設定）※支川を考慮
女 川：
0.00～0.95k
・一般座標系構造格 ・一般座標系構造格 ・一般座標系構造格 ・一般座標系非構造 ・一般座標系構造格
格子
子
子
子
子
・縦断方向：1 メッ ・格子面積：約 20～ ・10m×10m
・格子サイズ・計算格子:200
1,100m2
シュ概ね 10m・解析安定性及び澪
縦断方向：50m
×40 メッシュ
計算格子
横断方向：8～9m ・格子サイズ:3～7m ・横断方向：1 メッ ・格子辺：約 8～40m 筋を十分分割する
シュ概ね 4～7m
ことを基本に全体
格子サイズ
・支川合流点の流（計算範囲を 40のグリッド数や解況、解析安定性を分割）
析時間を考慮して考慮し、河道の地
設定
形変化の把握が可能なメッシュ
頭首工・護岸等の岩河床区間 91.2k
荒川頭首工を固定 河床の露岩箇所や人口構造物を固定～94.2k）は１岩床として設定堰・床固工等の人床として設定盤の侵食されやす工構造物を固定床さ評価結果となっとして設定たことや横断重ね
固定床の設定図から河床低下が生じていないことから、固定床として計算
混合粒径として設混合粒径として設
単一粒径として設混合粒径として設
単一粒径として設定(低水路・高水定(14.34mm)(R2 年 定
河床材料
定（H28 河床材料
定(H19 年調査結
敷：計画粗度係数
調査結果)（粒径）設定調査から平均的な
果)0.033)
粒度構成を設定）・計画粗度：
・計画粗度
阿武隈川：計画粗低水路：R4.8 洪水 ・計画粗度
0.033
・植生抵抗
度
痕跡水位見合いの・低水路：0.034
・植生抵抗・植生消長を考慮
・低水路：0.031
粗度係数を設定
・植生域：0.060
・植生密度：0.01(92.8～94.2k)
高水敷：河道計画※草丈水深比より・植生高さ：草本
0.033
による地被状況に設定した値
1m、樹木 5m
(94.2～98.6k)
応じた粗度係数を※河道掘削後は植・抵抗係数：0.7
・高水敷：0.037
設定
生消失と想定(92.8～94.2k)
樹木群抵抗：現況
0.039
樹木群及び R3.10(94.2～98.6k)
航空写真より設定※草丈水深比より（n=0.100）
粗度係数
設定した値
粒度構成：H28 年
釈迦堂川：計画粗河床材料調査から度
平均的な粒度構成
・低水路：0.022を設定
・高水敷：0.037(92.8～94.2k)
0.039(94.2～98.6k)※草丈水深比より
設定した値
荒

参考-4

表 1-2(2)試行河川における検討条件一覧

水系名
河川名
地域

沙流川
沙流川
北海道

熊野川
熊野川
近畿

川内川
川内川
九州

荒川
荒川
関東

解析方法

平面二次元
河床変動解析
（iRIC Nays2DH）

平面二次元
河床変動解析
（自社モデル/但
し、iRIC Nays2DH
での検証も実施）・熊野川：河口～
7.0k
・相野谷川：1km

平面二次元
河床変動解析
（iRIC Nays2DH）

平面二次元
河床変動解析
(自社モデル)

下目樋門付近（70.0～71.4k）
助走計算区間を考慮し設定計算範囲（対象区
間 500m+上下流）とする(荒川下流区間全体ではなく、掘削箇所周辺に絞る)

解析対象範囲セグメント区分、
河床勾配、河床材料及び解析助走より 11.0～二風谷ダム 21.0k を設定

・一般座標系構造格 ・一般座標系非構造 ・一般座標系構造格 ・一般座標系構造格子
格子子
子
・解析安定性及び澪 ・格子辺：20m 程度 ・0.5m～15.0m
・格子サイズ筋を十分分割する （一部掘削予定部や ・環境配慮河道にお縦断方向：50m
けるワンド水路
橋梁付近 2～5m）
ことを基本に全体25m（予測）（想定水面幅 1.5mのグリッド数や解
横断方向：低水程度）の地形を再析時間を考慮して路 25 分割 5～15m
計算格子現できるメッシュ
設定
高水敷 12 分割 5
格子サイズ
サイズを設定。
～15m※計算時間を考慮
し、ワンド部から距離が離れるに従いメッシュサイズ
は徐々に大きくな
るように設定低水護岸を固定床
護岸を固定床とし護岸・水制、高水として設定て設定
敷の舗装区間等、
露岩している箇
固定床の設定所、亀島と御船島も固定床として設
定混合粒径として設混合粒径として設混合粒径として設混合粒径として設定（H19、H23 河床 定(H20.12,H26.11
定(H26 年調査結河床材料定（H27 河床材料
河床材料調査結
材料調査）
果)（粒径）設定調査）
果)・計画粗度
計画粗度を参考と・全区間 0.035 を
低水路：R1.10 洪・低水路：0.032
した。
設定(マニング
水の逆算粗度係数
・高水敷：草丈水・粗度係数：0.0の粗度係数)
高水敷：現況の地
深比より設定し～3.5k：0.028
・植生抵抗
被状況を基に設定た値
3.5k～：0.039
・植生密生度：・植生抵抗0.01・既往論文及び洪
相野谷川：0.03
・植生高さ：草本
粗度係数
水時の摩擦速度
礫河原：0.08
1m、樹木 5mを参考とし、前・抵抗係数：0.7
項で設定を行った植生群落毎にパラメータの設定を行った。

参考-5

表 1-2(3)
水系名
河川名
地域

河道条件
（初期河道）

再現
上流端条件
（流量）
外力
設定
下流端条件
（水位）

モデルの妥当性の確認（評価項目）
平水流量相当での再現精度の確認有無

試行河川における検討条件一覧

荒川
荒川
北陸
荒川：R3.10ALB
データ
鍬江沢：荒川
H21 年度測量
9.75k(断面より推定)
女川：H16 年度
測量 LP データ
より推定

天神川
小鴨川
中国
R2LP データ

阿武隈川
阿武隈川
東北
H27 横断測量成果※検証：H27 とR1 の比較

R4.8 洪水（葛篭山流量観測所の実績流量より比流量換算して算出した
11.75k 地点のハイドログラフ）
R4.8 洪水（葛籠山観測水位ハイドログラフ）❶痕跡水位❷水位ハイドログラフ❸河床変動量1/10 確率流量※過年度検討モデルと同様

無❶設定河道①❷設定河道②河道条件（初期河道）

予測

上流端条件
（流量）
外力
設定

・河道掘削後 20年間の河床変動を評価するため、直近 20 年のうち、河床変動が生じると考えられる 1,000
m3/s を超える洪水のハイドログ
ラフH-Q 換算水位
下流端条件
（水位）

雲出川
雲出川
中部
H24LP データ
※検証：H24 とH29 の比較❶R1.10 洪水❷H28～R1 に発生した洪水※阿武隈川：須賀川観測所
98.1k
釈迦堂川：西川
観測所 3.4k
御代田観測所(92.3k)最上川
最上川
東北❶長期計算(10ヵ年検証)水中部：H18H19 横断測量、陸上部：H20LP❷短期計算(R2.7 洪水検証)水中部：H29
横断測量陸上部：H25LP※検証：❶H18
H19 と H29 の比較、❷H29 とR2.7 出水後比較
R2.7 洪水※清水水位流量観測所

最上川 26.0k(H-Q 換算水位)

雲出川 6.0k(H-Q 換算水位)

1/10 確率流量
流下時の
❶流速分布
❷河床変動傾向※過年度検討モ
デルと比較

❶計算水位
❷河床変動傾向
(変動高)

❶計算水位
❷河床変動傾向(変動高)

植生流出(WOI)

無

無

有

無

—

❶現況河道
❶現況河道*)❷掘削案①:河道 ❷短期予測❸大規模災害関掘削❸掘削案②:平水 連事業❹掘削案①:平水位掘削❹掘削案③:平水 位掘削
位+緩傾斜掘削 ❺掘削案②:緩傾❺掘削案④:岩掘 斜掘削
削回避*)陸上部は GNSS
搭載型 UAV によ
る写真測量
SfM、
水中部は ADCP 深
浅測量❶平均年最大流 ❶平均年最大流 ❶平水流量❷平均年最大流
量＋平水流量を 量
量❷河川整備計画
10 サイクル❸長期計算:平均
目標流量❷平均年最大流❸令和元年 10 月 年最大流量前後
量の実績洪水を❸平均年 30 位流 洪水
11 波形つなぎ❹平均年最大流量：若土:
7.8m3/s,矢送川: 量＋平水流量を 合わせ❹短期計算:令和
10 サイクル3.3m3/s
2 年 7 月洪水
※阿武隈川：須賀川観測所(98.1k)
釈迦堂川：西川観測所(3.4k)
御代田観測所 H-Q 最上川 26.0k(H-Q 換算水位)式(R2 年)—※御代田観測所の適用範囲外の場合 92.2kH-Q 式❶現況河道❷水平掘削河道❸1/50 勾配斜め掘削河道

❶H25 洪水❷H29 洪水※須賀瀬地区通
過相当流量

❶現況河道
(H29ALB)❷整備計画河道❸暫定河道*)*)斜面掘削及び整備計画を考慮した上で設定❶平均年最大流
量＋平水流量を10 サイクル❷河川整備計画
目標流量＋平水流量

雲出川 6.0k(H-Q 換算水位)参考-6

表 1-2(4)
水系名
河川名
地域

河道条件
（初期河道）

再現
外力
設定

上流端条件
（流量）

下流端条件
（水位）

モデルの妥当性の確認（評価項目）

平水流量相当での再現精度の確認有無

河道条件（初期河道）

予測
上流端条件
（流量）
外力
設定
下流端条件
（水位）

試行河川における検討条件一覧

沙流川
沙流川
北海道
現況河道
(R2LP)

熊野川
川内川
荒川
熊野川
川内川
荒川
近畿
九州
関東
H24 横断測量成 H26 横断測量成❶流況解析（洪果
水位検証）
果
低水路：H24 測量 低水路：H26 測
水中部：H27 定
成果
期横断測量成果
量成果
高水敷：H24 測量 高水敷：H26LP
陸上部：H25LP
成果
データ
測量成果
❷河床変動計算（H25～H27 の 3
か年）
水中部：0～
3.6k_H25 横断測量(40m)
3.6～5.2k_H23
定期横断測量陸上部：H25LP※河口砂州の流
失考慮❶ 平 均 年 最 大 ❶H27 台風 11 号 H25.5～H30.8
R1.10 洪水実績
（無次元掃流力 流量
流 量 ＋ 平 水 流 ❷H25 台風 18が概ね 0.05 以
量を 10 サイク 号、H26 台風 11上となる流量ル（2010 年～ 号、H27 台風 11（400m3/s）以2019 年の平均） 号
上を対象）❷ 河 川 整 備 計 ※相賀水位流量
画 目 標 流 量 ＋ 観測所
平水流量
中川水門実績水
等流計算
河口潮位70k000 水位（浦神：気象庁） （現況河道 HQ 式 位
換算）❶河床変動傾向 ❶河床変動傾向
水深・流速によ ❶計算水位の検(変動高)る瀬淵の評価証（痕跡水位）(変動高)※過年度検討モ❷河床変動傾向
デルとの比較
(H25～H27 洪水後の河床変動量)

無感潮区間のため・整備計画河道 ❶現況河道
(R3ALB)❷河川整備計画
掘削河道❸河川整備計画の河道断面評価
後、対応方針を検討(設定)❶ 平 均 年 最 大 ❶長期計算とし
流 量 ＋ 平 水 流 て、近 10 ヵ年
量を 10 サイク の上位 10 洪水ル（2010 年～ 波形をつなぎ合2019 年の平均） わせ❷ 河 川 整 備 計 ❷整備計画流量
画目標流量＋
平水流量
等流計算
河口潮位（浦神：気象庁）
有無❶現況河道(R2ALB)❷整備計画河道

無感潮区間のため❶現況河道❷掘削後河道*)*)3 次元設計データより設定❶平均年最大流
量＋平水流量を10 サイクル❷河川整備計画
目標流量＋平水流量❸実績洪水（H24～R3）
70k000 水位（整備計画河道HQ 式換算）❶大規模洪水流量（R1.10 洪水流量）❷過去 10 年間の実績❶中川水門実績
水位❷下流端(7.0k)H-Q 式

参考-7表 1-3(1)
水系名
河川名
地域

荒川
荒川
北陸

天神川
小鴨川
中国

阿武隈川
阿武隈川
東北

最上川
最上川
東北

雲出川
雲出川
中部

解析方法（環境評価）

治水評価と同じモデルiRIC(Eva TRiP,Eva Trip Pro)

iRIC
(Eva TRiP,Eva Trip Pro)

iRIC
(Eva TRiP,Eva Trip Pro)

iRIC
(Eva TRiP,Eva Trip Pro)

平水時の評価平水時の評価平水時の評価平水時の評価平水時の評価—平水時の評価平水時の評価水深・流速※1
瀬淵の
評価

魚類生
息場評
価(自
然共生
センタ
ーで紹
介して
いる文
献を参
照した
もの※3

Fr 数※2

平水流量規模の水深・流速分
布図を作成
平水流量規模の Fr 分布図を作成

移動限界粒径(岩垣の式)

-

—

—

—

平水時の評価/
洪水ピーク時の評価

対象魚種

対象魚類なし

—

—

ウグイ

アユ

産卵場の適正評価

対象魚類なし———平水時の評価水深

対象魚類なし———平水時の評価河道係数

対象魚類なし———平水時の評価流速・水深の SI 値の積

対象魚類なし——平水時の評価平水時の評価平水時の評価—平水時の評価平水時の評価平水時の評価平水時の評価平水時の評価平水時の評価

洪水ピーク時の評価

洪水ピーク時の評価

洪水ピーク時の評価

洪水ピーク時の評価——

洪水ピーク時
の評価

—

同上

—

洪水ピーク時の評価——

湧水箇所の堆積・洗掘を評価
TREND POINT
Navisworks

—

—

—

—

ゲーム
エンジン

—

ゲーム
エンジン

—

流速

水深※4
育
成
水深-流速関係式※5

陸生植
物生育
可否の
評価

試行河川における検討条件一覧（環境評価）

流
出

再
樹
林
化
評
価

WOI※6

摩
擦
速
度

大規模災害関連計画流量、
平均年最大流量流下時の摩擦速度の閾値(U*2=230cm2/s2)を設定※7
平均年最大流量流下時の摩擦速度の閾値(U*2=150cm2/s2)を設定※7

その他の評価方法
視覚化方法

水深と流速の分布図を作成（陸域に冠水する平均年最大流量程度）
水深と流速の分布図を作成（陸域に冠水する平均年最大流量程度）
10 年程度の実
績洪水を与えた河床変動予測より洗掘・堆積箇所を評価
平均年最大流量規模の摩擦速度分布図作成※1）デフォルト値は、淵：h>0.5m、瀬：h<0.5m かつ 0.5m/s<V<0.9m/s、早瀬：h<0.5m かつ V>0.9m/s となっており、河川に合わせて設定する必要がある。
※2）淵(Fr＜0.04)、瀬(0.245≦Fr＜0.49)、早瀬(0.49≦Fr)※3）自然共生研究センターが公表している適正値（SI）は、国内で公表されている図書・文献を収集し、SI 曲線から値を読み取り、SI データ
として表形式にまとめたものであるため、データを加工する場合や参考とする場合には、必ずオリジナルの文献を参考にし、再現性を確認することが必要である。
※4）生育の可能性が高い(h＜0.2m)、生育の可能性がやや高い(0.2m＜h≦0.3m)、生育の可能性がやや低い(0.3m＜h＜0.4m)、
整備幾の可能性が低い(0.4m＜h)※5）生育の可能性が低い(h＜hVD_set)、生育の可能性が高い(h＞hVD_set)※6）流出の可能性が低い(WOI＜1)、流出の可能性が高い(WOI≧1)※7）樹林化抑制を考慮した河岸形状設定のガイドライン（案）を参考に設定。

参考-8

表 1-3(1)
水系名
河川名
地域

沙流川
沙流川
北海道

熊野川
熊野川
近畿

川内川
川内川
九州

荒川
荒川
関東

解析方法（環境評価）

iRIC(Eva TRiP,Eva Trip
Pro)

iRIC(Eva TRiP,Eva Trip Pro)

iRIC
(Eva TRiP,Eva Trip
Pro)

iRIC(Eva TRiP,Eva Trip Pro)

水深・流速※1

平水時の評価平水時の評価—Fr 数※2

平水時の評価平水時の評価—

移動限界粒径(岩垣の式)

平水時の評価/
洪水ピーク時の評価

洪水ピーク時
の評価

—

—

対象魚種

ウグイ

対象外

オイカワ

—

平水時の評価同上

平水時の評価—水深

平水時の評価同上

平水時の評価—河道係数

平水時の評価同上——

流速・水深の SI 値の積

平水時の評価対象外

平水時の評価—水深※4

平水時の評価平水時の評価（平均潮位時で評価）

平水時の評価—水深-流速関係式※5

平水時の評価平水時の評価（平均潮位時で評価）

平水時の評価—WOI※6

洪水ピーク時の評価

洪水ピーク時の評価

洪水ピーク時の評価——

平均年最大流
量時の評価

—

—

—

平均年最大流
量時の評価

—

—

—

感潮域での評価(相対潮汐地
盤高)

ゲーム
エンジン

—

瀬淵の
評価

魚類生
息場評
価(自
然共生
センタ
ーで紹
介して
いる文
献を参
照した
もの※3

試行河川における検討条件一覧（環境評価）

産卵場の適正評価

流速

育
成

陸生植
物生育
可否の
評価

流
出

再
樹
林
化
評
価

摩
擦
速
度

大規模災害関連
計画流量、平均
年最大流量流下時の摩擦速度の閾値(U*2=230cm2/s2)を設定※7
平均年最大流量
流下時の摩擦速度の閾値(U*2=150cm2/s2)を設定※7

その他の評価方法

—

視覚化方法

—

平水時の評価（平均潮位時で評価）
平水時の評価（平均潮位時で評価）

感潮域での評価(相対潮汐地
盤高)
ゲーム
エンジン

※1）デフォルト値は、淵：h>0.5m、瀬：h<0.5m かつ 0.5m/s<V<0.9m/s、早瀬：h<0.5m かつ V>0.9m/s となっており、河川に合わせて設定する必要がある。
※2）淵(Fr＜0.04)、瀬(0.245≦Fr＜0.49)、早瀬(0.49≦Fr)※3）自然共生研究センターが公表している適正値（SI）は、国内で公表されている図書・文献を収集し、SI 曲線から値を読み取り、SI データとして表形式にまとめたものであるため、データを加工する場合や参考とする場合には、必ずオリジナルの文献を参考にし、再現性を確認することが必要である。
※4）生育の可能性が高い(h＜0.2m)、生育の可能性がやや高い(0.2m＜h≦0.3m)、生育の可能性がやや低い(0.3m＜h＜0.4m)、
整備幾の可能性が低い(0.4m＜h)※5）生育の可能性が低い(h＜hVD_set)、生育の可能性が高い(h＞hVD_set)※6）流出の可能性が低い(WOI＜1)、流出の可能性が高い(WOI≧1)※7）樹林化抑制を考慮した河岸形状設定のガイドライン（案）を参考に設定。

参考-9

2.

河道の 3 次元設計検討の事例手引き（本編）に示した河道の 3 次元設計のための検討フローに示した検討段階毎に各河川における検討事例を以下に示す。
表 2-1(1)
検討段階

事例河川

概要

最上川

・河川環境管理シートの経年変化、過去の空中写真から砂州の経年変化、近年の河道内の樹林化を確認し、あるべき姿として砂州・水生植物帯等で形成される湿地環境を目標に設定②河川整備の目標
及び課題整理雲出川

川内川③モデル化対象範囲
及び計算条件の設定検討事例一覧

雲出川

川内川④解析モデルの再現性の確認
最上川

雲出川

川内川

・平成 19 年以降の河床の変動、平成 20 年以降の草本、木本の変化傾向とその間の年最大流量との関係を分析し、河川管理上の課題を整理
・河川環境管理シートから環境改善が望まれる区間を抽出
・河川環境情報図より、ワンド・たまり、礫地・河原、湿生植物等（ツルヨシ）を利用する生物が多いことから、当該区間においてワンド・たまりの緩流・細流環境を創出する
ことを検討
・段階的に河川整備を実施するため、現況河道、暫定対応河道、整備計画河道の 3 ケースで検討
・解析対象範囲はセグメント区分、河床勾配、河床材料を整理し、助走区間を含め下流端を約 5.2k からモデルを構築
・植生がワンドの維持に及ぼす影響を把握するため、流量規模に応じて密生度、抗力係数、植生高を設定
・洪水痕跡水位と深浅測量時の水位をもとに、令和 2 年 7 月
洪水と平水時の水位の再現性を確認し、概ね水位を再現できており、モデルの精度を担保できている。
・短期ハイドログラフ（R2.7 洪水）、中長期ハイドログラフ（実績 11 洪水）による河床変動計算で現況河道のモデルの再現性の確認・瀬淵については計算により算出される位置と河川水辺の国勢調査から得られる現況の瀬淵の位置を比較
・植生分布については計算により算出される流出評価指標(WOI)と河川水辺の国勢調査から得られる植生状況を比較
・河川環境評価で設定する閾値の妥当性を検証
・ALB データと直近の定期横断測量を地形データとし、その間の無次元掃流力が 0.05 以上となる流量規模の洪水（400m3/s）を用いて流速、河床変動量の再現性を確認
・過去に再現性を確認したモデルと河床変動量、流速分布、
通過土砂量を比較

参考-10

表 2-1(2)討段階⑤河川整備計画又は

事例河川

概要

阿武隈川

・河川整備計画目標流量規模（約 2,100 ㎥/s）に対して計算水位が HWL 以下を満足することを目標としている。
・令和元年度東日本台風規模流量（約 3,000 ㎥/s）については、計算水位が堤防高以下（無堤区間では HWL+余裕高）を満足することを条件に、あらかじめ 4 つの河道案を作成し、比較検討した。

荒川・河道断面の違いによる再堆積量や再堆積箇所、再堆積

暫定整備の河道の作成、代替案の河道の作成⑥将来の河道の予測(北陸)・植生繁茂の違いによる堆積状況を確認

最上川・検討した 3 つの河道掘削案を準二次元不等流計算により評価し、大規模災害関連の計画流量（R2.7 洪水）流下時に計画高水位を下回ることを確認した。
・ゲームエンジンを活用して検討した河道掘削案を作成することにより、様々な視点場からの景観を現況河道と比較検討した。

（将来を含む）の治水、
の評価

荒川
(関東)
荒川
(北陸)

雲出川

熊野川
川内川
⑧必要に応じて有識者の意見聴取

後の水位上昇について確認

川内川⑦作成した河道物理・生物環境、景観検討事例一覧

日野川
※手引き
(案)作成
のため、別

・現況河道及び河床変動後河道における汽水域の動植物が選好する相対潮汐地盤高の変化について評価
・設定河道掘削時の初期掘削土量と再堆積土砂量の観点から最適河道案を選定し、さらに、たんぽ（湧水箇所）
における将来的な堆積・洗掘について評価
・平均年最大流量及び河川整備計画目標流量を対象に瀬淵（水深・流速）、アユの産卵場（水深・流速）、植生
流失（流出評価指標(WOI)）による治水、物理・生物環
境を評価
・検討区間が感潮域に位置していることから、整備計画
河道と 10 年後予測河道における汽水域の生物が選好する相対潮汐地盤高の変化について比較
・ゲームエンジンを用いて 3 次元イメージのコンセプトに応じた細やかな地形を作成し、景観を確認した。
・九頭竜川水系日野川片粕地区では、測量・設計・施工の一連の段階において BIM/CIM を活用しており、設計条件を整理した上で、BIM/CIM モデル（1 次案）を作成し、有識者会議において有識者から意見を聴取し、基
本設計条件に反映している。

途検討

参考-11

表 2-1(3)
討段階

事例河川

⑨河道の決定阿武隈川⑩ICT 施工に向けての図面の微修正

日野川
※手引き
(案)作成
のため、

検討事例一覧
概要

・治水・環境面・維持管理面の評価のほか、事業費、施工性等を総合的に評価し、河道掘削案の最適案を選定している。
・九頭竜川水系日野川片粕地区では、BIM/CIM モデルで作成された TIN サーフェスより、ICT 施工用 LandXMLを出力し、施工者に受け渡している。施工者は LandXMLの照査を行い、受注者との数回のやり取りにより図面を微修正し、ICT 施工を実施している。

別途検討

参考-12

2.1 ②河川整備の目標及び課題整理
2.1.1

最上川での事例

最上川では、河川環境管理シートの経年変化、過去の空中写真から砂州の経年変化、近年の河道内の樹林化を確認（図 2-1 参照）し、あるべき姿として砂州・水生植物帯等で形成される湿地環境を目標に設定している（図 2-2 参照）。

図 2-1 航空写真による河道の経年変化

図 2-2 現状の河川の課題整理

参考-13

2.1.2

雲出川での事例

雲出川では、平成 19 年以降の河床の変動（図 2-4 参照）、平成 20 年以降の草本、木本の変化
傾向（図 2-5、図 2-6 参照）とその間の年最大流量との関係（図 2-7 参照）を分析など河川管理上の課題を整理している（図 2-3、図 2-8 参照）。

図 2-3 現状の河川の課題整理〇平成19年以降、多少の土砂堆積、河床低下等の変動が認められるが概ね安定的に推移〇検討対象区間である6.0k～11.0k区間では、支川合流があり、堆積・掘削が繰り返され、アユ等の産卵には適した条件となっている可能性がある

図 2-4 現状の河川の課題整理（河床変化）

参考-14【出典】河川水辺の国勢調査（再分類）

図 2-5 現状の河川の課題整理（植生分布の変化）

参考-15

〇雲出川全体で見ると、草本群落は横ばいか減少傾向であり、木本群落はやや増加傾向〇検討対象区間の7.0k～9.0kでは木本群落が増加傾向〇9.0k～10.0kでは支川流入があり、自然裸地が存在

図 2-6 現状の河川の課題整理（植生分布の変化）

参考-16

〇H20～R1の年最大流量はH26年の4,471m3/sが最大（1/20程度）〇H20～H30の10年間の内、年最大流量が1/5（2,571m3/s）程度以上の洪水が7回発生
6,000
年最大流量（ダムなし氾濫戻し）

S57.8洪水
5,311

1/35(5,342)
1/30(5,295)

5,000

S26.8洪水4,471

1/20(4,626)

4,000

3,000

1/5(2,571)

2,000

欠測

1,000

0

S34
S35
S36
S37
S38
S39
S40
S41
S42
S43
S44
S45
S46
S47
S48
S49
S50
S51
S52
S53
S54
S55
S56
S57
S58
S59
S60
S61
S62
S63
H1
H2
H3
H4
H5
H6
H7
H8
H9
H10
H11
H12
H13
H14
H15
H16
H17
H18
H19
H20
H21
H22
H23
H24
H25
H26
H27
H28
H29
H30
R1

流量（m3/s）

1/10(3,556)

図 2-7 雲出橋地点における年最大流量

図 2-8 空中写真

参考-17

2.1.3

川内川での事例

川内川では、河川環境管理シートから環境改善が望まれる区間を抽出し、河川環境情報図から
ワンド・たまり、礫地・河原、湿生植物等（ツルヨシ）を利用する生物が多い（図 2-9 参照）ことから当該区間においてワンド・たまりの緩流・細流環境を創出することを検討している。

魚類・植物
両生類・爬虫類
魚類・底生動物
鳥類・爬虫類
陸上昆虫類・植物底生動物
魚類・底生動物
哺乳類・魚類底生動物・陸上昆虫類
陸上昆虫類

図 2-9 現状の河川の課題整理

参考-18

2.2 ③モデル化対象範囲及び計算条件の設定
2.2.1

雲出川での事例

雲出川では、段階的に河川整備を実施するため、現況河道、暫定対応河道、整備計画河道の 3ケースで検討を行っている（図 2-10、表 2-2 参照）。解析対象範囲はセグメント区分、河床勾配、河床材料を整理し、助走区間を含め下流端を約 5.2k からモデルの構築をしている。計算条件を
図 2-11、図 2-12、表 2-3、表 2-4 に示す。

河道ケース

整備対応

現況河道

現況ALBデータ

整備計画河道5.0〜11.0k：整備計画断⾯
その他：現況

暫定対応河道5.0〜9.2k：整備計画断⾯
その他：現況

図 2-10 対象範囲・計算条件（河道断面設定）
表 2-2 解析ケース
ケース
1-1
1-2
2-1
2-2
3-1
3-2

河道ケース
1 現況河道2 整備計画河道
3 暫定対応河道

流量ケース
1

平均年最⼤流量2

整備計画流量1

平均年最⼤流量2

整備計画流量1

平均年最⼤流量2

整備計画流量参考-19

図 2-11 解析対象範囲

表 2-3 計算条件一覧表（Nays2DH）
2次元⽔理河床変動計算（Nay2DH）
設定項⽬
地形データ（解析⽤）
モデル
条件

解析対象区間H29
H29 LPデータより作成
ALB データより作成

河道ケース2_整備計画河道

整備計画河道データ（横断図・平⾯図）から設定

河道ケース3_暫定対応河道

斜⾯掘削及び整備計画状況を考慮した上で設定
セグメント区分、河床勾配、河床材料及び解析助⾛より約5.2〜

中流域全体

メッシュサイズ
固定河床

モデル化⽅針河道ケース1_現況河道

12kと設定
解析安定性及び澪筋を⼗分分割することを基本に全体のグリッド
数や解析時間を考慮して設定

頭⾸⼯・護岸の設定

固定河床として設定（模型実験や既往検討と同条件）
・計画粗度係数と合わせて設定し、全区間0.033を設定

パラ

粗度係数

―

河床材料

―

メータ

件

植⽣密⽣度：0.01、植⽣⾼さ：草本1m・樹⽊5m
抵抗係数：0.7

流量ケース１（中⻑期の河道維持管理）:
計算条

・植⽣抵抗

流量の設定

平均年最⼤流量+出⽔間の平⽔流量
流量ケース２（⼤洪⽔時における治⽔評価）:整
備計画流量＋平⽔流量（安定するまで）混合粒径として設定
平均年最⼤流量＋平⽔流量を10サイクルで設定
整備計画流量＋平⽔流量で設定

参考-20

図 2-12 パラメータの設定（流量、粗度等）
表 2-4 計算条件一覧表（EvaTRiP・EvaTRiP Pro）
河川環境評価（EvaTrip及びEvaTrip Pro）
ケー
ス

評価項⽬

評価⽅法

評価⽤しきい値
淵

⽔深・流速
A

瀬淵の評価
(EvaTrip Pro)
フルード数

瀬
早瀬
淵
瀬
早瀬

移動限界粒径流速B

アユ産卵場の

⽔深評価(EvaTrip) 河道係数

産卵場の適合性評価

⽣育可否

自然共生研究センターで紹介して⾃然再⽣共⽣センターでのアユいる文献を参照

産卵場の⽔深・流速のSIの値を

h<0.2(m)

⽣育の可能性がやや⾼い

0.2(m)<h<=0.3(m)

⽣育の可能性がやや低い

0.3(m)<h<=0.4(m)

⽣

⽣育の可能性が低い

0.4(m)<h育

hVD_est=の評価

⽔深-流速関係式(EvaTrip)C2

⽔深h<0.5m、0.9m/s<流速Ⅴ
Fr<0.04
0.245<=Fr<0.49
0.49<=Fr
岩垣の式

⽣育の可能性が⾼い
⽔深
陸⽣植物

0.5m/s<流速Ⅴ<0.9m/s

採⽤

流速・⽔深のSI値の積C1

⽔深h>0.5m
⽔深h<0.5m、

流
失

WOI

-0.1log(V)+0.05

評価時期
平⽔時 ピーク時
〇

〇
〇
〇

〇

〇
〇
〇

〇

―

⽣育の可能性が⾼いh<hVD_est

⽣育の可能性が⾼いh>hVD_est

流失の可能性が低い

WOI<1

流失の可能性が⾼い

WOI>=1

〇

〇

参考-21

2.2.2

川内川での事例

川内川では、植生がワンドの維持に及ぼす影響を把握するため、流量規模に応じて密生度、抗力係数、植生高を設定している（図 2-13 参照）。

対象流量

平均年
最⼤流量

整備計画
流量

群落名

密⽣度 λveg（m-1）

抗⼒係数
CD

植⽣⾼ ℓ
（cm）

メヒシバ – エノコ
ログサ群落

0.31

0.6

25.0

ツルヨシ群落

0.31

1.0

150.0

メヒシバ – エノコ
ログサ群落

0.31

0.3

12.5

ツルヨシ群落

0.31

0.6

75.0

図 2-13 植生パラメータの設定

参考-22

2.3 ④解析モデルの再現性の確認
2.3.1

最上川での事例

最上川では、洪水痕跡水位と深浅測量時の水位をもとに、令和 2 年 7 月洪水と平水時の水位の再現性を確認している。概ね水位を再現できており、モデルの精度を担保できている（図 2-14、
図 2-15 参照）。また、短期ハイドロ（令和 2 年 7 月洪水）、中長期ハイドロ（実績 11 洪水）による河床変動計算で現況河道のモデルの再現性の確認を行っている（図 2-16～図 2-19 参照）。

（距離標）

図 2-14 令和 2 年 7 月洪水の水位再現（縦断図）◆平⽔時の⽔位再現・深浅測量時の⽔位を検証したところ、概ね再現できており、モデルの精度を確保できたと

52

平常時水位の検証

50
48
46

令和3年6月21日深浅測量時の再現水位

4442

R3.6.21148m3/s

40

計画堤防高

38

計画高水位

36

Q148計算水位(流心)

34

平均河床高
最深河床高

32

R3.6.21深浅測量
30.0

29.8

29.6

29.4

29.2

29.0

28.8

28.6

28.4

28.2

28.0

27.8

27.6

27.4

27.2

27.0

26.8

26.6

26.4

26.2

30
26.0

標高（T.P.m)

いえる。

（距離標）

図 2-15 平水位時の水位再現（縦断図）

参考-23

6000
清⽔
通り

5000

流量（m3/s）

堀内（副）
4000

3000

2000

1000

0
0:00

6:00 12:00 18:00 0:00

6:00 12:00 18:00 0:00

6:00 12:00 18:00 0:00

6:00 12:00 18:00 0:00

図 2-16 短期ハイドロの設定（令和 2 年 7 月洪水）

図 2-17 中長期ハイドロの設定（実績 11 洪水）

参考-24

図 2-18 短期ハイドロ（令和 2 年 7 月洪水）による再現計算結果

図 2-19 中長期ハイドロ（実績 11 洪水）による再現計算結果

参考-25

2.3.2

雲出川での事例

雲出川では、瀬淵については計算により算出される位置と河川水辺の国勢調査から得られる現況の瀬淵の位置を比較し、植生分布については計算により算出される流出評価指標(WOI)と河川
水辺の国勢調査から得られる植生状況を比較し、河川環境評価で設定する閾値の妥当性を検証している（図 2-20、図 2-21 参照）。

図 2-20 河川環境評価の閾値の妥当性の検証（瀬淵）

参考-26

図 2-21 河川環境評価の評価閾値の妥当性の検証（植生）参考-27

2.3.3

川内川での事例

川内川では、ALB データと直近の定期横断測量を地形データとし、その間の無次元掃流力が0.05 以上※1 となる流量規模の洪水（400 ㎥/s）※2 を用いて流速、河床変動量の再現性を確認するとともに、過去に再現性を確認したモデルと河床変動量、流速分布、通過土砂量の比較を行っている（図 2-22、図 2-23 参照）。

図 2-22 既往検討モデルとの比較（流速、河床変動量）

1,200

流量（m3/s）

1,000
800
600
400
200
0
2013
H25

（h）

2014
H26

2015
H27

2016
H28

2017
H29

2018
H30

※1：一般の河川では、粒径が d≧0.303 の場合が多く、岩垣の式より、
無次元掃流力 0.050 として算出※2：計算時間を考慮し無次元掃流力が概ね 0.05 以上となる流量
3（400m /s）以上を対象として設定

図 2-23 左図:既往検討モデルとの比較（通過土砂量）、右図:与えたハイドログラフ

参考-28

2.4 ⑤河川整備計画又は暫定整備の河道の作成、代替案の河道の作成
2.4.1

阿武隈川での事例

阿武隈川では、整備計画流量規模（約 2,100 ㎥/s）に対して計算水位が HWL 以下を満足することを目標としている。また、令和元年度東日本台風規模流量（約 3,000 ㎥/s）については、計算水位が堤防高以下（無堤区間では HWL+余裕高）を満足することを条件に、あらかじめ 4 つの河道案を作成し、比較検討を行っている（図 2-24、図 2-25 参照）。

ケース① 河床掘削により流下能力を確保する案
ケース② 平水位掘削により河道拡幅を行う案
ケース③ 平水位掘削＋緩傾斜掘削により河道拡幅を行う案
ケース④ 岩掘削を回避した場合の河道拡幅案

図 2-24 掘削方針

図 2-25 河道の作成

参考-29

2.5 ⑥将来の河道の予測
2.5.1 荒川（北陸）での事例
荒川では、河道断面の違いによる再堆積量や再堆積箇所、再堆積後の水位上昇について確認している（図 2-26、図 2-27 参照）。
河床変動量コンター（差分）区間 1
10.55～11.75k

設定河道①
と

区間 3
8.25～9.5k

現況河道
の比較

設定河道①
と
設定河道①
20 年後
の比較

設定河道②
と
現況河道
の比較

設定河道②
と
設定河道②
20 年後
の比較

※現況河道：R4.9 測量（洪水後地上測量成果）を基に作成※設定河道①：R4.9 測量ベースに設定した掘削河道※設定河道②：設定河道①に対して、区間２の流速の低下を図るため、より大きく低水路を拡幅し、区間３の流速低下を避けるため、低水路拡幅を最小限に抑えて、高水敷掘削により流下能力を確保する河道

図 2-26 設定河道の予測結果（再堆積量・再堆積箇所の確認）

参考-30

区間 1 は大型出水で顕著な堆積傾向がみられる

区間 3 頭首工直上流部は堆積が大きくなる傾向がみられる

区間 2 の土砂量は現況よりも減少

現況河道 区間 1

現況河道

区間 2

現況河道 区間 3

現況河道 区間 4

設定河道①区間 1

設定河道①区間 2

設定河道①区間 3

設定河道①区間 4

設定河道②区間 1

設定河道①区間 2

設定河道①区間 3

設定河道①区間 4

図 2-27 区間ごとの土砂収支の時系列変化

参考-31

2.5.2

川内川での事例

川内川では、植生繁茂の違いによる堆積状況の確認を行っている（図 2-28 参照）。

※高水敷付近の水路を計算で表現するためにメッシュを細かく設定しており、計算区間が短くなっている。

図 2-28 整備計画河道を対象とした河床変動解析（平均年最大流量）

参考-32

2.6 ⑦作成した河道（将来を含む）の治水、物理・生物環境、景観の評価
2.6.1

最上川での事例

最上川では、検討した 3 つの河道掘削案を準二次元不等流計算により評価し、大規模災害関連の計画流量（令和 2 年 7 月洪水）流下時に計画高水位を下回ることを確認している（図 2-29 参照）。また、ゲームエンジンで検討した河道掘削案を作成することで様々な視点場からの景観を現況河道と比較検討している（図 2-30 参照）。

図 2-29 準二次元不等流計算による治水面の評価

参考-33

図 2-30 ゲームエンジンによる現況河道と河道掘削案との景観比較

参考-34

2.6.2荒川（関東）での事例

荒川では、現況河道及び河床変動後河道における汽水域の動植物が選好する相対潮汐地盤高の変化について評価している。
●対象生物（ヨシ、干潟生物：カニ類）と相対潮汐地盤高の関係を評価し、生物の選好性に係る計算条件を設定

図 2-31 汽水性生物の選好性の設定

参考-35

●現況河道及び河床変動後の将来河道に対して、ヨシ生育適地、干潟生物（カニ類（クロベ
ンケイガニ））生息適地、干潟（潮間帯）の分布を予測・評価●掘削後の整備河道では、掘削直後はヨシ生育適地が若干減少するが、干潟、干潟生物の生
息適地は大幅に増加、中期的にはヨシの生息適地も増加するとの予測結果を得た。

【10 年後予測（過去 10 年間の実績洪水による河床変動）】※カニ類（クロベンケイガニ）※カニ類（クロベンケイガニ）※カニ類（クロベンケイガニ）

図 2-32 物理・生物環境の評価

参考-36

2.6.3

荒川（北陸）での事例

荒川では、設定河道掘削時の初期掘削土量と再堆積土砂量の観点から最適河道案を選定し、さらに、たんぽ（湧水箇所）における将来的な堆積・洗掘について評価している。

計画高水流量流下時水位（R5 末河道）
計画高水流量流下時水位（設定河道●掘削直後）
計画高水流量流下時水位（設定河道①20 年後）
計画高水流量流下時水位（設定河道②20 年後）
計画高水位

R5 末河道

設定河道●掘削直後

設定河道①20 年後

設定河道②20 年後（計画高水流量流量時）
図 2-33 掘削直後の設定河道と予測計算による 20 年後の予測河道との計算水位の比較

参考-37

設定河道①
河床変動高（10 年後）

設定河道①
河床変動高
（20 年後）たんぽ
位置図

図 2-34 10 年後・20 年後の河床変動高（たんぽ確認位置）

参考-38

2.6.4

雲出川での事例

雲出川では、平均年最大流量及び整備計画流量を対象に瀬淵（水深・流速）、アユの産卵場（水深・流速）、植生流失（流出評価指標(WOI)）による治水、物理・生物環境の評価を行っている（図2-35、図 2-36 参照）。

図 2-35 現況河道と暫定対応河道環境比較（平均年最大流量）

図 2-36 現況河道と暫定対応河道環境比較（整備計画流量）

参考-39

2.6.5熊野川での事例

熊野川では、検討区間が感潮域に位置していることから、整備計画河道と 10 年後予測河道における汽水域の生物が選好する相対潮汐地盤高の変化について比較している。
●相対潮汐地盤高による評価(1)相対潮汐地盤高の考え方
対潮汐地盤高は、感潮域における比高の指標である。相対潮汐地盤高の値は、朔望平均
満潮位が1、平均潮位が0.5、朔望平均干潮位が0に相当する。この関係を活用して、河川改修工事断面を検討することにより、保全すべき生物への影響を最小化することなどが期待されている。（出典：国土交通省 水管理・国土保全局 河川管理課(2019)，大河川における多自然川づくり －Q＆A形式で理解を深める－）【朔望平均満潮位・朔望平均干潮位の基準】
・朔望平均満潮位 T.P.： 1.019m（浦神：2018－2022）
・朔望平均干潮位 T.P.：-0.754m（浦神：2018－2022）(2)熊野川の相対潮汐地盤高
河川汽水域における環境管理を考えた場合、何が重要で、その重要な環境がどれくらい存在するのかを把握する必要がある。そこで、相対潮汐地盤高の分布を「R3測量データ、
河川整備計画完成河道、河川整備計画完成河道＋10年後予測」の３つに分けて図化した。
なお、この図では生物の生息に重要な相対潮汐地盤高である0.0～1.0（潮間帯に相当するため、潮間帯幅も明示される）を薄黄色～薄赤で示している。

参考-40

※注）河口部は砂州の影響を考慮し、海域までモデルを延伸して計算している。

図 2-37 相対潮汐地盤高の作成

参考-41

(3)相対潮汐地盤高の選好性の検討結果
令和元年度に実施された底生動物と魚類の調査結果を用いて、熊野川の汽水域の生物（底生動物、魚類）が選好する相対潮汐地盤高を調べた。

図 2-38 相対潮汐地盤高の選好性の検討結果（図はイメージ）

参考-42

(4)相対潮汐地盤高の将来予測
河川整備計画の河道掘削工事完成時を初期河道条件として、10ヵ年後の将来河道との相対潮汐地盤高を比較した。

図 2-39 相対潮汐地盤高の経年変化予測

参考-43

●ゲームエンジンによる視覚化

図 2-40 ゲームエンジンによる河川整備計画河道の再現

参考-44

2.6.6

川内川での事例

川内川では、ゲームエンジンを用いて 3 次元イメージのコンセプトに応じた細やかな地形を作成し、景観を確認している（図 2-41 参照）。
※「⑤河川整備計画又は暫定整備の河道の作成、代替案の河道の作成」にも該当

図 2-41 ゲームエンジンを用いた多自然川づくりの 3 次元イメージ

参考-45

2.7 ⑧必要に応じて有識者の意見聴取
2.7.1

日野川での事例

九頭竜川水系日野川片粕地区では、測量・設計・施工の一連の段階において BIM/CIM を活用しており、設計条件を整理したうえで、BIM/CIM モデル（1 次案）を作成し、有識者会議において有識者から意見を聴取し、基本設計条件に反映している（図 2-42 参照）。詳しくは「河川CIM 標準化検討小委員会成果報告書 （R3.7）」を参照されたい。

【出典】河川 CIM 標準化検討小委員会成果報告書 （R3.7）

図 2-42 有識者の意見を踏まえた湿地形状の条件

参考-46

2.8 ⑨河道の決定
2.8.1

阿武隈川での事例

阿武隈川では、治水・環境面・維持管理面の評価のほか、事業費、施工性等を総合的に評価し河道掘削案の最適案を選定している（表 2-5 参照）。
表 2-5 複数案の検討比較

参考-47

2.9 ⑩ICT 施工に向けての図面の微修正
2.9.1

日野川での事例

九頭竜川水系日野川片粕地区では、BIM/CIM モデルで作成された TIN サーフェスより、ICT
施工用 LandXML を出力し、施工者に受け渡している。施工者は LandXML の照査を行い、受注者との数回のやり取りにより図面を微修正し、ICT 施工を実施している（図 2-43、図 2-44 参照）。詳しくは「河川 CIM 標準化検討小委員会成果報告書（R3.7）」を参照されたい。

【出典】河川 CIM 標準化検討小委員会成果報告書 （R3.7）

図 2-43 施工前の照査と対応【出典】河川 CIM 標準化検討小委員会成果報告書 （R3.7）

図 2-44 ICT 施工状況と完成写真
参考-48

3.

河道の３次元設計ツール

3.1 河道の 3 次元設計ツールの概要
河道の 3 次元設計ツールの活用により評価可能な項目として整理したものを表 3-1 に示す。
また、各ツールの概要について以降に示す。

表 3-1 河道の 3 次元設計ツールの活用により評価可能な項目

治水・

流下能力

維持管理

評価項目

具体的な活用事例

計画高水位

流下能力の確認

土砂堆積

河道掘削等の対策検討
維持管理しやすい河道の検討

草本・樹木繁茂

樹木伐採計画検討、維持管理しやすい河道の検討（WOI(整備計画流量 等)）
局所的な

水衝部（流速・河床変動量）

洗掘状況の定量把握

流速・流向・抵抗

河川横断工作物設置個所の洗掘状況の定量把握

安定性（流速、河床変動量）
構造物

許可工作物（橋梁）の安定性

橋脚部洗掘状況把握（周辺の流速・河床変動量）
環境

自然環境

裸地

自然裸地の確保（WOI（整備計画流量等））
草本

草本の定着の可能性（流速・水深による水際評価）
草本・樹木

草本の育成環境（樹木が繁茂しにくい環境）、対象（WOI（平均年最大流量、整備計とする樹木の存知できる環境の確認

画流量 等））
魚類の生息場（瀬・淵（水深・生物の生息環境確保

流速、フルード数））
魚類の生息場（PHABSIM）

特定の魚類の生息場確保

ワンド

ワンド形状・維持等の確認

外来種（WOI or 摩擦速度）

外来種の侵入のしやすさ

河床の状態

洪水を受けた時の河床の物理環境（移動のしやすさ、河床の安定性）

河川景観

場のデザイン（統合モデル・ゲ

水辺の空間整備方針

ームエンジン等の活用）

参考-493.1.1

水理・環境解析ソフトウェア

ここでは汎用的なソフトウェアである iRIC を紹介する。
【iRIC HP】
https://i-ric.org/【土木研究所 自然共生研究センターHP】
https://www.pwri.go.jp/team/kyousei/jpn/research/m3_05.htm(1)

Nays2DH

iRIC のソルバーの 1 つであり、平面二次元計算により、河川における流れ、河床変動、河岸侵食などの計算が可能である（図 3-1 参照）。
【マニュアル】
https://i-ric.org/download-file/?dlkey=5203b4256ede574e8808ee2df04ac404【事例集】
https://i-ric.org/download-file/?dlkey=5048f318b0032bf695a0b980a6dabea9【サンプルデータ】
https://i-ric.org/download-file/?dlkey=118ea455a32910c168000519efef951c【出典】https://i-ric.org/download-file/?dlkey=5048f318b0032bf695a0b980a6dabea9

図 3-1 Nays2DH の編集画面（コンター図（水深）とハイドログラフ）

参考-50

(2)

EvaTRiP

EvaTRiP Pro

iRIC のソルバーの１つであり、Nays2DH 等を用いて得た水深や流速の計算結果を入力値として、環境に関する評価値を算出することが可能である。
①護岸要否の評価（流速に対して護岸の要否箇所の評価）、②移動限界粒径の評価（砂礫が移動を開始する限界粒径の評価）、③陸生植物生育可否の評価（河道内の陸生植物の生育の有無についての評価）、④魚類生息場の評価（PHABSIM 法）、⑤瀬淵分析といった機能が備わっている（図 3-2、図 3-3）。

＜EvaTRiP＞【マニュアル】 https://i-ric.org/download/evatrip-solver-manual-v3/【事例集】 https://i-ric.org/download/evatrip-solver-example-v3/【事例データ】 https://i-ric.org/download/evatrip-example-data/【使用方法】 https://i-ric.org/download/evatrip-how-to-use/＜EvaTRiP Pro＞
【マニュアル】 https://i-ric.org/webadmin/wp-content/uploads/2021/04/manual-2.pdf【動画】 https://www.youtube.com/watch?v=2xCdC9DmVLA【サンプルデータ】 https://forms.gle/TM9mzMcPWh1ZQzDC8【出典】https://i-ric.org/download/evatrip-solver-example-v3/

図 3-2

EvaTRiP による魚類生息場の評価モデルによる計算
参考-51

【出典】https://i-ric.org/solvers/evatrip-pro/

図 3-3 EvaTRiP Pro による瀬淵分布の評価等(3)

RiTER Xsec

iRIC に実装されている機能であり、横断面ベースでの地形編集でありながら、3 次元地形
モデルの編集を行うことが可能である（図 3-4 参照）。
＜RiTER Xsec＞【動画①基礎知識編】 https://www.youtube.com/watch?v=OUx-DwpVOXo【動画②実践編】 https://www.youtube.com/watch?v=UXg89DKhaI0【出典】国立開発研究法人 土木研究所 自然共生研究センターHP

図 3-4

RiTER Xsec で編集した地形
参考-52

3.1.2

ゲームエンジン

ゲーム制作に必要な機能を提供するソフトウェアパッケージの総称である。粘土を加工するようなイメージで地形編集ができ、自然な形状を作ることが可能である。また、検討初期などの構造物の詳細形状が定まっていない段階でも、質感を表現するテクスチャを用いることで完成時に近い表現が可能である（図 3-5 参照）。ネットワークゲームなどに代表される、多人数での仮想空間共有により、離れた拠点間でも同じ仮想空間に入って確認ができる。
【UNREAL FEST EXTREME 2021 WINTER 公式サイト】
https://unrealengine.jp/unrealfest/extreme2021winter/【動画】
https://www.youtube.com/watch?v=yR5AhFqaVVY【ゲームエンジンを用いた川づくりツールの操作マニュアル(案)(九州地方整備局 令和 4 年 10 月)】
http://www.qsr.mlit.go.jp/infradx/indexgettool.html【出典】https://www.youtube.com/watch?v=yR5AhFqaVVY

図 3-5 ゲームエンジンによる可視化の例

参考-53

3.1.3

3DCAD

設計や技術ドキュメントの作成に伴う手作業での作図を自動化する技術である。設計を立体化し、正確に視覚化して共有することが可能である。地形の見え方の確認が容易であり、施工側へのデータの受渡しや調整が容易になる（図 3-6 参照）。
【AUTODESK® CIVIL 3D®】
http://bim-design.com/infra/product/civil3d/【出典】http://bim-design.com/infra/product/civil3d/

図 3-6 AUTODESK® CIVIL 3D の例

参考-54

3.2 河道の 3 次元設計ツールの対象範囲・計算条件を設定する際の留意点
詳細な検討を実施する場合に必要な留意点を下線で示している（概況を把握する場合は下線で示した留意点以外の項目を参考にするとよい）
。

3.2.1

iRIC

(1)

Nays2DH＜モデル自体の精度＞
粗度係数については、対象流量に対応する粗度係数を設定する方法があるが、概況を把握する場合は計画粗度係数を用いる方法がある。洪水時の河床と平水時の河床では、粗度係数が変わる可能性があるので、対象流量や河床の変動を踏まえて粗度係数を変化させることが望ましい。ただし、粗度係数を変化させる場合は再現性の確認等、別途研究・分析が必要である。
（河川砂防技術基準

調査編

第５章河川における洪水流の水理解析を参考にするとよい）
河川環境を検討する上で、粒径の細かい砂等の影響を分析する場合は、浮遊砂の影響も考慮することが望ましい。ただし、浮遊砂の影響を考慮する場合は再現性の確認等、別途研究・分析が必要である。さらに、詳細に土砂動態を再現する場合は、植生による細粒土砂の堆積の再現を考慮する植生消長シミュレーション等を作成するモデルに組み込むとよい。植生抵抗については現地調査等により目視による粗密、樹木群の高さから設定することが望ましい。
支川の影響が大きい場合には、支川の影響を踏まえて計算することが望ましい。
＜モデル構築の際の確認事項＞
解析対象区間については、セグメント区分、河床勾配、河床材料を踏まえ、解析範囲の上
流端と下流端は再現性が低くなることを考慮して、ある程度解析区間を広く設定し、解析範
囲としては治水評価、環境評価同様に、最低限 1 リーチ（図 3-7、図 3-8 参照）含む必要がある。また、解析対象区間に堰等の横断工作物がある場合は、堰の湛水区間まで対象区間を含め、下流端は出発水位が安定するような箇所等（湛水域や河床勾配が一定で等流となる箇所）から適切に設定する。
メッシュサイズについては、検討する内容に応じて適切なサイズに設定する。例えば、支川の合流点の土砂堆積を見る場合は、当該区間のメッシュサイズを部分的に細かくするとよい。メッシュサイズを変更した場合、計算水位等を感度分析し、検証することが望ましい。
なお、平面二次元解析では、設定したメッシュごとに水深・流速が算出され、評価として理解や整理がしやすいが、メッシュで算出された値は 1 メッシュ内の平均値となるため、評価する際は十分注意が必要である。

参考-55

＜計算条件の設定＞比較検討する河道については、一連区間を一度に河川整備計画河道まで整備しない場合は、
暫定河道及び河川整備計画河道等の複数の河道を比較検討し、最適案を選定するとよい。
流量の設定については、各河川の特性を踏まえ中長期及び短期洪水（大洪水後）での河川
環境の変化等を把握できるように設定する。例えば、中長期洪水の評価として（平均年最大流量＋平水流量）を 10 サイクル、もしくは（代表的な実績洪水 10 波形＋平水流量）、大洪水後の評価として（整備計画流量＋平水流量）を設定する方法がある。特に、中長期外力の設定では、複数年の代表的な実績洪水と同じ洪水を複数年与える 2 パターンの評価方法が考えられるが、一長一短があるので十分検証したうえで設定することが望ましい。

瀬淵等は 1 つの蛇行区間にセットで見られることから、
1 つの空間単位（リーチ）として捉えることができる。
【出典】Grant et al.(1990)、Gregory et al.(1990)に基づき Frissell et al.(1986)を一部改変

図 3-7 河川における空間スケールの階層構造【出典】国土地理院地図（全国最新写真(シームレス)撮影期間:2018 年 10 月撮影）

図 3-8 1 リーチの例（最上川）

参考-56

(2)

EvaTRiP

EvaTRiP Pro＜モデル自体の精度＞
特定の魚類の生息場等の評価を行う際に、詳細な検討を実施する場合は、河床の粒度分布の変化を考慮することが望ましい。
＜モデルの再現性の確認＞
モデルの再現性を瀬淵の評価で行う場合は、Fr 数で分類した瀬淵分類と河川環境情報図及び水辺の国勢調査等での瀬淵の位置を比較することで再現性を確認できる。Fr 数で再現性を確認できない場合は、流速・水深の閾値を河川環境情報図及び河川水辺の国勢調査等の瀬淵の位置を踏まえて設定する。
モデルの再現性を流出評価指標（WOI）で行う場合は、中規模洪水で流出評価指標（WOI）
が 1 以上の箇所が自然裸地、または大規模洪水で流出評価指標（WOI）が 1 より小さい箇所
が木本類となっている等、現場の状況に照らし合わせ、パラメータの調整が必要になる。
＜計算条件の設定＞
瀬淵の評価に用いる流量については、平水時の流量とする。
移動限界粒径の評価に用いる流量については、平水時及びピーク時の流量とする。
魚類の生息場の評価に用いる閾値については、適正値（SI）を他の論文から引用する場合、当該河川と似たような物理環境や生態系背景が似通った環境で評価を行っている論文から引用する。なお、自然共生研究センターが公表している適正値（SI）は、国内で公表されている図書・文献を収集し、SI 曲線から値を読み取り、SI データとして表形式にまとめたものであるため、データを加工する場合や参考とする場合には、必ずオリジナルの文献を参考にし、再現性を確認することが必要である。流量については、平水時の流量で評価を行う。
陸生植物定着性の評価の閾値については、中小河川用なので大河川に適応する際には再現性を確認することが必要である。具体的には、河川環境情報図及び河川水辺の国勢調査等の植生の位置を踏まえて平水時評価に用いる閾値を設定する。なお、融雪期間等、河川流量が一定期間増水する期間がある河川では、通年の位況を用いて平水位を設定した場合、高めの平水位となる場合があるため、評価内容に応じて平水流量を適切に設定する。
流出評価指標(WOI)の評価に用いる流量ついては、ピーク時の流量とする。

参考-57

3.3 河道の 3 次元設計ツールを用いて河道を作成する際の留意点
詳細な地形を設計する場合は、RiTER Xsec やゲームエンジン、3DCAD 等を活用するとよい
が、GIS 等その他のソフトウェアでも代用可能である。河川整備計画河道または暫定河道の河道を作成する場合は、iRIC 上で 2 次元断面を内挿し、3 次元データを作成することが可能である。
ただし、各断面間の河道については ALB データや航空写真で確認することが必要である。ゲー
ムエンジンで河道を作成する場合は、3DCAD 等により縦断面及び横断面を確認し、必要に応じて修正等を行う必要がある。大幅に修正する場合は、再度ゲームエンジンで景観等の変化を確認するとよい。RiTER Xsec やゲームエンジン、3DCAD の特徴・長所・短所は「河川 CIM 標準化検討小委員会成果報告書（R3.7）」の 3 章に記載されているが、概要は表 3-2 に示すとおりである。
表 3-2 3 つの地形編集手法の比較【出典】河川 CIM 標準化検討小委員会成果報告書 （R3.7）

参考-58なお、モデルを構築する際に、計算メッシュサイズを細かくしすぎると、計算メッシュと ICT
建機のバケットサイズの不整合により ICT 建機による施工ができない場合があるので、設計段階において留意する必要がある。また、施工業者に設計コンセプトが伝わるように、コンセプト
資料とともに仮想空間において共有できることが望ましい（図 3-9 参照）。

図 3-9 3 次元モデルによる ICT 施工（川内川の事例）

参考-59多自然川づくり高度化ワーキンググループ
座

長

中村 圭吾

(公財)リバーフロント研究所 主席研究員

メンバー

大槻 順朗

山梨大学大学院 総合研究部 工学域 土木環境工学系 准教授

河野 誉仁

鳥取大学 工学部 社会システム土木系学科 助教

田端 幸輔

国土技術政策総合研究所 河川研究室 主任研究官

林田 寿文

土木研究所 自然共生研究センター 主任研究員

荒木 隆(株)建設環境研究所 環境部門 環境部門長

黒田 直樹(株)建設技術研究所 東京本社河川部 グループリーダー

佐藤 隆洋

日本工営(株) 中央研究所技術開発センター 副センター長

田村 和広(株)東京建設コンサルタント 本社流域環境事業本部 川づくり部 部長

堀江 克也

いであ(株) 社会基盤本部国土保全事業部 河川部 部長

山本 一浩

八千代エンジニヤリング(株)技術管理本部 CIM 推進室 専門室長

オブザーバー

国土交通省 水管理・国土保全局 河川環境課
国土交通省 水管理・国土保全局 河川環境課 河川保全企画室
国土交通省 水管理・国土保全局 治水課

事 務 局(公財) リバーフロント研究所（役職は令和６年２月現在）