報 文

田んぼダムの貯留効果に関する水理模型実験及びその数値解析モデルの構築
Hydraulic Experiment on Storage Effect of Paddy Field Dam andIts Numerical Modeling
阿部

孝章

越山

直子

大串

弘哉

ABE Takaaki, KOSHIYAMA Naoko and OGUSHI Hiroya

頻発する水災害への備えとして、国土交通省では流域内のあらゆる主体が治水に取り組む「流域治水」と呼ばれる施策を推進している。その中でも「田んぼダム」と呼ばれる取り組みは、雨水を貯留する効果や導入及び維持管理の容易さ故に注目を集めている。しかしながら田んぼダムが河川における水位を低減させる効果について知見が不足しているため、貯留の効果を定量的に治水計画上考慮するには知見がまだ十分とは言えない状況である。本稿
では田んぼダムの貯留効果を評価するためのモデル構築を目指し田んぼダムに関する中規模模型実験を実施した。
実験により水田模型において通常の堰板をV字カットを施した田んぼダム対応の堰に置き換えることで一定の貯留効果及び流出抑制効果が得られることを明らかにした。続いて平面2次元浅水流モデルを模型実験の再現計算に適用しその基本的な性能を明らかにした上で、田んぼダムの貯留効果及び流出抑制効果が数値解析上も再現可能なことを示すことに成功した。
《キーワード：田んぼダム；水理模型実験；数値解析モデル》
For water-related disaster management, the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism (MLIT)
has promoted a policy called "River Basin Disaster Resilience and Sustainability by All". Among others, the"paddy field dam" has attracted attention from public opinions and policy makers for their advantages for storageof precipitation and easiness of installation and maintenance. However, river development plan does not consider
these efforts and storage effects against flood control due to the lack of the knowledge of its effectiveness forriver water level control. In this study, for developing a practical model for assessing the effect of precipitation
storage of paddy field dams, a medium-scale hydraulic experiment of paddy field dams is conducted. Storage
and discharge control effect is experimentally clarified using runoff control plate with v-notch weir substituted
by standard-type weir plate. Then two-dimensional shallow water model is applied to the simulation of modelexperiments and basic performance is confirmed through the qualitative investigation. Finally, the storage anddischarge control effect of paddy field dam is examined and found to be reproduced by the numerical model interms of water level changes inside the flume.
《Keywords：Paddy Field Dam; Hydraulic Experiment; Numerical Model》

2

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ないものの、原田ら9)による現地観測・評価事例が比１．はじめに

較的初期に存在し、流域治水施策の進展に連動する
近年頻発化する水災害に対応するため、流域全体で形で近年では佐藤ら10)による溢水要因の検討、鹿児島各主体が治水に向けた取組を行う、流域治水という考ら11)による流出抑制の予測評価モデルの構築、水田域

え方が浸透してきている。令和3年7月に流域治水関連の地形特性に着目した成ら12)の検討、さらに谷地形を法として法整備が行われ、各地域、各主体において着俯瞰する形で治水対策を論じた石川13)による取組があ

実な取組が行われており、次なる水災害に備えた準備

り、精力的な研究、活発な議論がなされてきている。

が進められている。従前からの河川改修をはじめとし

以上のように、田んぼダムをはじめとする流域治水

た治水事業の他に、流域の中でも、治水のための農地対策は時代の変化と共に様々な切り口で論じられてき活用という観点での取組が近年脚光を浴びており、そているところであるが、治水対策としての本川水位をの中でも「田んぼダム」と呼ばれる取組が全国で精力下げられる「程度」を明確に論じるためには知見がや的に行われている。この取組は、落水量調整堰板と呼や不足している状況であると言わざるを得ない。これ

ばれる、田んぼダムに対応した堰板を排水施設に設置は現地特有の不確定要素や取組という性質上、工学的することにより、ダムの如く雨水を水田に貯留するとに定量化することが難しいことも原因の一つと考えら

共に水田からの流出を抑制するものである。

れる。そうした状況の中、本研究では、将来的に本川

さて、周知の通り歴史的に見ても農地における雨水や支川スケールで田んぼダムの貯留効果を見込むための貯留効果や水文学的な検討は古くからなされていの評価手法の構築を最終的な目的としている。その第る。初期に代表的なものとしては、1960年代に豊国1段階として、数値解析モデルの検証のため水理模型

ら により農業水文的な観点での水田地帯における流実験を実施し、実験結果と解析結果の比較を通じモデ出特性が指摘され、志村2)による水田及び畑地の貯留ルの基本的な性能について検証した結果を報告する。

効果の考え方の考案が存在し、平成以降も増本 によ

ここで本稿では、水田が雨水を貯留する効果と、排水る水田貯留機能の評価などの既往研究例が存在すると路等における流出量を抑制する効果の2点に着目していう意味においては、「田んぼダム」は古くて新しい取りまとめを行っていることに留意されたい。

1)

3)

研究テーマとも言えるであろう。
近年、増本らの検討に着想を得た東日本のある県に

２．手法

おける現場の取組に着目し、水理学的な手法を用いて落水量調整板の流出抑制機能の評価を行った吉川ら4)による先駆的な取組を皮切りに、吉川ら による田ん5)２．１

実験施設及び実験条件

実験には寒地土木研究所が保有する延長約30 m、ぼダムの機能評価と技術的可能性の指摘があり、西日

幅約0.9 mの図－1に示す実験水路を使用した。水路内

本の他地域においても例えばSuzukiら6)により降雨パには縮尺として現地の1/10程度を想定した水田模型を

ターンを確率統計的に変化させた場合の流出抑制効果作製した。15枚の水田模型は以降上流から順にNo.1～

についての最近の検討例が存在する。このように、田No.15と表記することとする。水田模型はいずれも勾んぼダムの雨水を貯留する機能の評価という観点では

配0である。水路内部には、各水田模型に対して模擬

一定の知見が蓄積されており、農林水産省 による手的に降雨をもたらすことができる降雨発生装置として引きや北海道 による地域向けのマニュアルなどが発

園芸用ホースを接続し水路上方に2系統設置した。降出され、実務レベルでの普及展開段階となっている状

雨発生装置による雨水は図のように各水田模型から配況である。

水管を介して田面水位と排水枡形状に応じて排水路へ

7)8)

ここで、豊国ら による検討当時は水田近傍の内水の流出が発生する構造となるように設置した。15枚の氾濫の把握が目的であったようであるが、流域治水と水田模型は直列で接続されており、水路内で降雨分布いう取組が普及する中で、田んぼダムについて雨水をが存在する場合は流出の遅れなどを再現可能な構造と貯留することの本質的な目的が、単に地先の内水氾濫している。本稿では、水路の基本的な性能確認と数値を抑制するだけに止まらず、本川の水位を下げること、

解析モデルの検証を想定し、水路内全体で定常の降雨という方向にシフトしているように見受けられる。そを供給することとした。

1)のような観点からいわゆる河川工学系分野の既往の取排水路の勾配は1/100とし上流から0.1 L/sの流量で組としては、農業土木系に比較すると過去の事例は少給水を行った。排水路下流端は自由流出としその下流

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

3

図－1

写真－1

実験水路の諸元及び排水枡部分の構造

排水枡模型及び堰板模型設置状況
写真－2

部に流量測定用の三角堰を設置した。図中のP1～P4

降雨装置による模擬降雨発生状況

はピエゾ管を接続した圧力センサ（STS Sensor社製、長谷川ら15)による取組が存在する。一方で施設制約がATM.1ST）を設置し圧力を計測することで各地点に存在する中で降雨発生を模擬する手段として統一されおける水深を計測できる構造とした。P1は排水路上た考えは未だ確立されていないように思われる。本稿

流部、P2は中央付近の水田模型No.8、P3は下流付近

では水田模型にもたらされる降雨と水田模型内の水位のNo.14に設置し、P4は三角堰上流に接続し本地点で上昇を再現するという目的に絞り、上述のような施設のHQ式を作成した上で流量推定が可能となるようにを使用することとした。

した。更に、圧力センサの他に15枚の各水田模型には

2点目は、②排水枡内部で通常堰板やV字カット堰

簡易量水標を設置し、一定時間毎に目視で水位変動を板の堰部分を越流する水深が微小であるという点であ計測可能な構造とした。写真－1に示すように排水枡る。水理模型実験においては水の粘性の影響を極力排の内部には田面水位管理用を想定した通常堰板と田ん除するため、特に着目する箇所の水深は概ね3 cm以ぼダムを想定し、切り欠きを付与したV字カット堰板上確保することが望ましい16)とされるが、本稿では堰の2種類を用意した。

周辺の流況より寧ろ、複数の水田へもたらされた降雨

ここで、作製した田んぼダムを想定可能な中規模模型の活用にあたり2点の留意事項を指摘しておく。1点と貯留量の変動に着目することに主眼を置き、上記の縮尺を採用したものである。

目は、①降雨発生装置による給水には多孔質材料の園

写真－2に一例として示したのは水田模型No.9付近

芸用ホースを使用しており、滲み出す雨滴は一定の大における降雨発生状況の概況である。2系統の装置そきさとなった時に自重により落下するもので、現地でれぞれから雨滴として落下する様子が確認された。本の降雨を必ずしも縮尺し模擬したものではないという装置を用い、実験では初期状態として1系統のみ給水点である。水理模型実験において雨滴の縮尺まで厳密し、田面水位が定常状態となったことを確認した上で，に再現しつつ実験を行った関根ら の研究グループに実験開始と同時に2系統目に給水を行い模擬降雨の雨よる既往研究が存在する。また、流域模型内に発生す量を増加させ各水田模型の貯留量を評価することとしる模擬降雨と細粒土砂の流出を大規模模型で再現した

た。

14)

4

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２．２

数値解析手法及び各計算条件

続いて、水田模型内の降雨発生及び排水路への流出を一連で再現するために構築した平面2次元モデルの概要について本節で述べる。連続式及び 𝑥𝑥, 𝑦𝑦 方向の運動方程式は以下の通りである。

𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕++= 𝑟𝑟 
𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕𝜕𝜕(1)𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕(𝑢𝑢𝑢𝑢) 𝜕𝜕(𝑣𝑣𝑣𝑣)
𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜏𝜏��
++= −𝑔𝑔𝑔
−

𝜕𝜕𝜕𝜕
𝜕𝜕𝜕𝜕
𝜕𝜕𝜕𝜕
𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜌𝜌�
𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜕𝜕(𝑢𝑢𝑢𝑢) 𝜕𝜕(𝑣𝑣𝑣𝑣)
𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜏𝜏��
++= −𝑔𝑔𝑔
−

𝜕𝜕𝜕𝜕
𝜕𝜕𝜕𝜕
𝜕𝜕𝜕𝜕
𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜌𝜌�

(2)(3)

但し、 ℎ は水深[m]， 𝑢𝑢, 𝑣𝑣 はそれぞれ 𝑥𝑥, 𝑦𝑦 方向の流速

排水枡底面からの水深[m]、 𝐵𝐵 は堰幅[m]、 𝜃𝜃 は三角堰に相当する開口部の頂角である。いずれも排水は配水管を介し自由流出するものと想定した。解析上は田面水位に応じてオリフィスの式と堰の式のいずれか小さい方を切り替えながら流出量の算定を行った。田面水
位は排水枡が含まれる計算メッシュに隣接するメッシ
ュを検査メッシュとして水位を参照し、各条件から検査メッシュにおいて 𝑞𝑞� をメッシュ面積 𝐴𝐴� で除して連続式の右辺から差し引き（ − 𝑞𝑞�𝐴𝐴� ）、同時に排水管

出口位置に属するメッシュでは同量を加えるという簡易的な処理を行った。但し上記の堰の公式は実スケー
ルを想定しており適用可能な寸法に制限があり、模型[m/s]， 𝑀𝑀, 𝑁𝑁 はそれぞれ 𝑥𝑥, 𝑦𝑦 方向の流量フラックスの再現計算にあたってはそのまま適用できないことがる剪断応力[N/m ]の 𝑥𝑥, 𝑦𝑦 成分である。連続式右辺の 𝑟𝑟

初期条件としては、模型施設の平面形状に従って標[m /s]であり 𝑀𝑀 = 𝑢𝑢𝑢, 𝑁𝑁 = 𝑣𝑣𝑣 、 𝐻𝐻 は水位[m]で地盤高 𝑧𝑧[m]を用いて 𝐻𝐻 = ℎ + 𝑧𝑧 、 𝜏𝜏��, 𝜏𝜏�� はそれぞれ底面におけ想定された。そのため流出量が実測値と乖離しないよ

いように適宜mm/hとm/sで単位換算して使用した）

断方向 𝑦𝑦 ともに5 cmとした。計算時間間隔は解析上の22は領域内にもたらされた降雨量[m/s]（数値上扱い易であり水田模型の存在する領域内においてソース項として考慮することとした。

う流量係数を調整することで再現することとした。
高値を与えメッシュサイズは排水路の流下方向 𝑥𝑥 、横数値安定性を考慮し 𝛥𝛥𝛥𝛥 = 0.004 s とした。境界条件としては、排水路の上流端から実験値と同様0.1 L/sを基礎方程式系の離散化方法は岩佐ら の方法を基本
17)とし、これを発展させた川池 の方法に従った。即ち、18)供給し下流端境界条件は排水路下流端で自由流出条件とした。

時間項には前進差分、移流項にはドナーセルスキーム、

計 算 領 域 の 作 成 、 初 期 及 び 境 界 条 件 の 設定、解底面摩擦項には陰的な形を用いた中央差分、その他の

析結果のデータ出力及び可視化処理についてはiRIC

項には中央差分を適用した。変数は解析上よく行われ

Project21)による公開ソフトウェアであるiRICのGUIをるようにスタッガード配置とし、計算にはリープフロ

使用し、コード作成にあたっては公開されている開発

ッグ法を用いた。上に示した文献以外にも寒地土木研者向けマニュアルを参考とした。実験で得られた降雨

究所寒地河川チーム（発行当時：開発土木研究所河川量を解析領域の水田模型部に降雨量として与え、水田研究室）の既往の報告 に基礎方程式系の離散化手法

模型部への貯留、排水枡部からの排出及び排水路へのに関する詳細が示されており、これらも参考として活流入を再現し排水路末端での流出量の変化を分析した。

19)

用したことを付記しておく。
次に、水田部分への貯留及び排水枡からの流出に

３．結果及び考察

ついては、皆川ら による既往研究を参考に以下の20)ように考慮することとした。流出孔（オリフィス；
orifice）に規定される流出量（ 𝑞𝑞�� ）または、通常堰３．１と考え、以下のような式により算定を行った。

ず、図－2 (a)の通常堰板の場合を見ると、いずれの板(weir)ないしはV字カット堰板(tri-angular weir)の堰幅により流出量（それぞれ 𝑞𝑞�� , 𝑞𝑞�� ）が規定される

𝑞𝑞�� = 𝐶𝐶𝐶𝐶�2𝑔𝑔𝑔� 𝑞𝑞�� =(4)𝑞𝑞�� � ���� �/� 

8𝐶𝐶 tan(𝜃𝜃 2)�2𝑔𝑔 ℎ� �/� 
15

(5)
(6)

ここで 𝐶𝐶 は流量係数、 𝐴𝐴 は流出孔の断面積[m ]、 ℎ�は
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実験の結果及び考察

図－2 (a)及び(b)に示したのはピエゾ管を設置した
水田模型No.8及びNo.14における、実験開始時を時刻0とした時の時系列的な水位上昇量の変化である。ま
水田模型においても通水開始後ゆるやかな上昇傾向が見られる。立ち上がりの勾配は両水田模型で類似しているものの、No.8の模型では複数回減少を見せながら上昇していった。No.14については概ね15分後まで上昇を続けその後は定常に近い状態となった。一方で図－2 (b)のV字カット堰板を使用した場合では通水開始後20分後までの上昇傾向は2箇所の水田模型で類似


5

1.0
1.0

1.2
1.2

(a)(a)通常堰板
通常堰板

水位変動量 [mm]水位変動量 [mm]

0.6
0.6

0.6
0.6

0.3
0.3
0.0
0.0

0.4
0.4

-0.3
-0.3

0.2
0.2
0.0
0.0

No.8
No.8
00

1010

2020
3030
4040
通水開始後の時間
通水開始後の時間[min]
[min]

-0.6
-0.6

No.14
No.14
5050

1.6
1.6
1.4
1.4
1.2
1.2
1.0
1.0
0.8
0.8
0.6
0.6
0.4
0.4
0.2
0.2
0.0
0.0

水位上昇量 [mm]
水位上昇量 [mm]

1.8
1.8
1.2
1.2
0.6
0.6

図－2

No.8
No.8
00

1010

00

2020
3030
4040
通水開始後の時間
通水開始後の時間[min]
[min]

1010

00

6060

各水田模型（No.8, No.14）における水位上昇量の
時系列変化

5050

6060

No.1~5 No.6~10
No.6~10 No.11~15
No.11~15
No.1~5
1010

No.14
No.14
5050

2020
3030
4040
通水開始後の時間[min][min]
通水開始後の時間(b)(b)V字カット堰板
V字カット堰板

水位変動量 [mm]水位変動量 [mm](b)(b)V字カット堰板
V字カット堰板

2.4
2.4

No.1~5 No.6~10
No.6~10 No.11~15
No.11~15
No.1~5

6060

3.0
3.0

0.0
0.0

(a)(a)通常堰板
通常堰板

0.9
0.9

水位上昇量 [mm]
水位上昇量 [mm]

0.8
0.8

図－3

2020

3030

4040

5050

通水開始後の時間[min][min]
通水開始後の時間

6060

3区間毎の水位変動傾向

果の相異が現れているものと推察される。細かな点ではいずれの場合もNo.1-5の平均値で10分後ないし20しており、その後No.8では定常に近くなりNo.14では分後時点で水位上昇量の極小値を取る点で共通してお上昇と減少を繰り返す様子が見られた。絶対値に着目

り、これは先述の通り降雨発生装置の縦断的な出力のすると(a)の通常堰板ではNo.8が0.4 mm程度の微増、ばらつきに起因するものと考えられる。別報22)においNo.14がその2倍の0.8 mm程度の上昇であった。一方、て、15の水田模型の平均的な傾向を分析した際に、実(b)のV字カット堰板では水位上昇の傾向が顕著であ験開始後20～30分の時間帯で一度上昇傾向が頭打ちにり両方の水田模型で概ね1 mm以上の有意な水位上昇

なりやや減少した後、再度上昇するという類似の結果が見られる。いずれの地点においても通常堰板を田んとなったことを報告しているが、それは上述のようにぼダムを想定したV字カット堰板に置換することで雨

区間別に見た場合には水位変動量が減少する区間が存

水を貯留する効果が発揮されたと言える。

在したために、そのような傾向が見られたものと考え以上の二つの図は各水田模型における水位の時系列られた。しかしながら、通水開始後30分以降は継続し変化である。実際には降雨装置に使用している材質のてV字カット堰板を使用した場合で水位変動量が大き不均一性により、縦断的に降雨分布が存在し、緩やかいことから、より大きな貯留効果が得られたものと推に上昇する中でもばらつきが生じるため、水田群全察された。以上の結果を踏まえると、実験を実施した

体の傾向が把握しづらい。そこで簡易的な方法とし時間帯の範囲では通常堰板に比較しV字カット堰板でて、15の水田模型内部の簡易量水標で計測された上流は3割ほど水位を上昇、即ち実験領域にもたらされた（No.1-5）、中流（No.6-10）、下流（No.11-15）の3区間

降雨を貯留する効果を有する可能性があることを確認

で平均した水位変動量を示したのが図－3 (a)及び(b)できた。

である。ここでも初期状態における水位を基準として次に、各水田模型における貯留効果の違いを把握す示している。図より通常堰板とV字カット堰板いずれるために排水路への流出量について、P4地点の水位かも上昇傾向が見られ、降雨中に田面水位が上昇し一定

らHQ式で推定した流量の初期状態からの増分を時系の水量を貯留していることが読み取れる。水位上昇量

列的に示したのが図－4である。通常堰板が設置されの観点からは通常堰板の場合で水位上昇量が1 mm弱

た場合では実験開始後15分程度で流出量が120 mL/s

程度で頭打ちになるのに対し、V字カット堰板では概程度まで上昇しその後ほぼ一定の流出量となったのに

ね30分後以降、1 mm～1.4 mm程度まで水位上昇が見

対し、V字カット堰板設置の場合は流出量の増加が抑られることから、堰板を置き換えたことによる貯留効

制され30分程度まで緩やかに上昇した。その後は80

6

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図－6

数値解析上得られた水位上昇量の時系列変化

流出量の変動量 [mL/s]

160
120
80
通常堰板

40

V字カット堰板

00:00
0 0:05
5 0:10
10 0:15
15 0:20
20 0:25
25 0:30
30 0:35
35 0:40
40 0:45
45 0:50
50 0:55
55 1:0060

通水開始後の時間 [min]図－4堰板の違いによる流出量の時系列変化

図－5

 田模型部から排水枡を介した排水路への流出状
水況の計算結果例

mL/s程度の流出量で一定に近い値となった。以上よにおいても排水枡付近に集水されるために排水枡近傍り、堰板の変更による流出抑制効果を実験的にも確認

で流速が大きくなっている点や、排水路へ流出後排水することができた。但し、本実験の結果は一定の降雨処理に伴い排水路部での水量が増加し流速が上昇して時間において得られたもので、雨量強度やハイエトグいる様子が確認でき、本モデル化により定性的には田ラフ形状に よっては異なる結果が得られる可能性もんぼダムからの流出を概ね表現できていることが分かあるため、引き続き注意深く様々な条件において検討る。

を重ねる必要があると言える。

続いて、通常堰板、V字カット堰板それぞれを模擬したケースにおいて時系列的に平面的な水位上昇量を３．２

数値解析の結果及び考察

色分けし表示した例を図－6に示した。計算開始直後

以降では前述の水理模型実験結果を模擬するためのはいずれの場合も0であったものが時間の経過に伴い

数値解析モデルの結果について述べる。図－5に一例

降雨の供給により水田模型内で水位上昇が発生していとして示したのは解析領域において水田模型から排水ることが確認できる。計算過程において各水田模型内

枡の方向への集水、排水枡から通常堰板を介した排水に若干の水面勾配の発生が確認でき、これは数値誤差

路への流出、水田模型内及び排水路の流下状況においによるものと推定された。この点については畦部分のて平面的な流速を可視化したものである。但し、可視形状と畦の周辺で発生する流量フラックスを適切に算性のために排水路横断方向及び鉛直方向の縮尺を調整定することで改善できる可能性がある。全体的な傾向していることに留意されたい。図中には水田模型の概としては降雨から堰板毎に流出及び田面水位の維持すねNo.1～5までを表示しているが、いずれの水田模型

なわち貯留が概ね良好に再現できているものと考えら

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

7

れる。一方で図－2において通常堰板では0.4 mm～0.8

ターンを想定した数値実験や、現地フィールドにおけ

mm、V字カット堰板では1.2 mm～2.4 mm程度まで模る観測データを用いた精度検証も合わせて行いなが型内で水位上昇量が発生し、かつ地点によりばらつき

ら、田んぼダム等の各種対策が有する貯留効果等を具があることを指摘していたが、解析上は全領域で一定

体的に算定するための数値解析モデルとして開発を継の降雨量を供給しているため地点間のばらつきはあま

続していく予定である。

り見られなかった。この点については境界条件として与える時空間的な降雨量を反映することで改善される

謝辞：流域治水施策や田んぼダム等について、関係す可能性はあるものの、実験中の正確な降雨量の把握がる各行政機関や研究機関等にはこれまで現地調査・ヒ困難であることと、使用している降雨発生装置自体がアリング調査等において調整及び多くのご協力を頂き有する実験条件の再現性と合わせて検証する必要があました。ここに記して謝意を表します。

ることから、引き続き今後の検討課題とする。
参考文献
４．まとめ及び今後の課題
1） 豊国永次、角屋睦：水田地帯における流出解析
本稿では、田んぼダムに代表される流域治水としての雨水流出抑制対策の効果を評価するためのモデル構について、京大防災研究所年報、第9号、pp.631636、1966.

築のため、中規模模型実験による効果の把握及び数値

2） 志村博康：水田・畑の治水機能評価 －国土に解析モデルの基本的な性能確認を行った。得られた知必要な治水容量の農地・ダム・森林による分担

見は以下の通りである。

－、農業土木学会誌、第50巻、第1号、pp.25-29、◦模擬降雨装置及び中規模模型実験施設を製作し、模1982.

擬降雨装置による降雨発生状況、排水枡模型からの流出状況を確認した。
◦製作した実験模型により堰板形状の違いによる水田

3） 増本隆夫: 水田の貯留機能評価と水資源の流域管理にみるパラダイム・シフト、水文・水資源学会
誌、第11巻、第7号、pp.711-722、1998.

模型内の水位上昇量及び流出量の比較を行い、田ん4） 吉川夏樹、長尾直樹、三沢眞一: 水田耕区におけぼダムを想定した堰板の場合、流出量の抑制効果がる落水量調整板のピーク流出抑制機能の評価、農見られることを実験的に確認することができた。

業土木学会論文集、No.77、Vol.3、pp.263-271、◦平面2次元の数値解析モデルを活用して水理模型実2009.

験の再現計算を行い、数値解析モデルの結果と実験

5） 吉川夏樹、有田博之、三沢眞一、宮津進: 田んぼ

結果との比較を行い再現性の確認を行った。今後こダムの公益的機能の評価と技術的可能性、水文・うした水理量の制御が可能な実験施設の活用による

水資源学会誌、第24巻、第5号、2011.

数値解析モデルの検証を行うことで更なる精度向上

6） Suzuki, Y., Nakamura, K. & Hama, T.: Peakが期待できる。

discharge mitigation effects in different rainfall

以上のように田んぼダムの貯留効果を把握可能な実

patterns at a paddy plot with a runoff control

験施設を作製したこと及びそれを再現可能な数値解析

plate, Journal of Hydrology: Regional Studies, Vol.42,

モデルを構築したことで、実験結果により精度確認が101165, 2022.

なされた数値解析モデルを活用できるようになったのは一つの成果であると考えられる。
また、本稿では詳しく言及できなかったが、流域治水の推進にあたっては北海道における地域特性や水田

7） 農林水産省 農村振興局 整備部:「田んぼダム」の手引き 令和4年4月、2022.
8） 北海道 空知総合振興局 調整課: 田んぼダム実施マニュアル 令和2年6月、2020.

が本来有する農業基盤としての機能を踏まえた取組の

9） 原田守博、大森美喜夫、森富雄、藤澤悟: 水田貯推進が肝要であろう。例えば中村23)による石狩川流域

留による雨水の流出抑制効果とその強化方策に関内における水利用や水管理の実態の報告にあるようする現地実験、水工学論文集、第52巻、pp.469-に、地域事情や各施設管理者の実態を踏まえた、工学

474、2008.

的手法のみによらない複合的な観点が求められる。
今後は開発した数値解析モデルによる様々な降雨パ810）佐 藤 雄 亮 、 吉 川 夏 樹 、 宮 津 進 、 岩 村 祐 暉 、 髙野陽平: 田んぼダム実施水田の溢水要因の可視
寒地土木研究所月報№848

2023年９月

化、土木学会論文集B1(水工学)、Vol.77、No.2、
pp.I_439-I_444、2021.

1976.
17）岩佐義朗、井上和也、水鳥雅文: 氾濫水の水理の11）鹿児島昂大、Kayum, S.、皆川朋子: 白川水系黒川流域における田んぼダム導入による流出抑制
効果の予測評価、土木学会論文集B1(水工学)、
Vol.78、No.2、pp.I_247-I_252、2022.

数値解析法、京都大学防災研究所年報、第23号、B-2、pp.305-317、1980.
18）川池健司: 都市における氾濫解析法とその耐水性評価への応用に関する研究、京都大学学位論文、

12）成岱蔚、湧川勝己、川島幹雄、若松聡、渡邉昌夫、

122 p. 2001.

奥山泰河、中村大介、髙山淳平、小髙一宏: 流域

19）福田義昭、渡邊康玄、星清: 土石流氾濫シミュレ

勾配が大きな小規模田んぼを活用した流出抑制機

ーションモデルの適用検討、土木試験所月報、第能向上方策に関する研究、河川技術論文集、第28421号、pp.14-26、1988.

巻、pp.403-408、2022.

20）皆川裕樹、宮津進: 模擬豪雨を活用した特徴の異13）石川忠晴: 江戸時代の治水思想が流域治水プロジ

なる田んぼダム器具の機能評価、農業農村工学会

ェクトの計画と実践に与えるヒントについて、土論文集、No.314、Vol.90-1、pp.I_157-I_165、2022.

木学会論文集D3(土木計画学)、Vol.78、No.6、pp.II_509-II_521、2022.

21）iRICプロジェクト：
http://i-ric.org/ja/ (参照日：2023/6/7)

14）関根正人、大前謙友、松島貴之: 植生の根系が斜22）阿部孝章、越山直子、大串弘哉: 一定降雨時を想面の表面浸食に及ぼす影響に関する実験的研究、定した田んぼダムの貯留効果に関する中規模模型

水工学論文集、第52巻、pp.559-564、2008.

実験について、令和5年度土木学会全国大会、第15）長谷川祐治、竹林洋史、藤田正治: 岩露出河川の78回年次学術講演会講演概要集、II-139、2023(印

土砂流出特性に関する流域模型を用いた実験的研
究、河川技術論文集、第21巻、pp.111-114、2015.
16）椎貝博美: 水理実験法、森北出版株式会社、152p.

刷中).
23）中村和正: 石狩川流域の水田における水利用の実態、土木試験所月報、No.412、pp.27-40、1987.

阿部 孝章
ABE Takaaki

越山 直子
KOSHIYAMA Naoko

大串 弘哉
OGUSHI Hiroya

寒地土木研究所
寒地水圏研究グループ
寒地河川チーム
主任研究員
博士（工学）
技術士（建設）寒地土木研究所
寒地農業基盤研究グループ
水利基盤チーム（寒地水圏研究グループ
寒地河川チーム併任）
主任研究員
博士（農学）

寒地土木研究所
寒地水圏研究グループ
寒地河川チーム
上席研究員
技術士（建設）寒地土木研究所月報№848

2023年９月

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