利根川河道沿い遊水地群の洪水調節効果
08D3101012E

河川工学研究室

松本 敬司

１．序論
鬼怒川

田中・菅生・稲戸井の 3 遊水地から成る利根川河鬼怒川水海道道沿い遊水地群は，利根川本川と鬼怒川から合流する洪水流の一部を貯留し，下流への洪水流量を低減：越流堤：水位観測位置：流量観測位置

10k

菅生遊水地

するために設けられた．そのため，3 遊水地の洪水調節効果を把握することは，利根川の河道計画・河川

利根川
105k

5k
滝下橋管理を考える上で重要である．本論文では，3 遊水地0k全てに洪水が流入した平成 13 年 9 月洪水を対象とし

芽吹橋て，3 遊水地を含む利根川・鬼怒川区間に観測水面形

菅生

稲戸井 稲戸井遊水地
排水門
取手

高野

85k

90k

100k
大木水門の時間変化を用いた非定常平面二次元洪水流解析法

95k
三ツ堀を適用し，3 遊水地の洪水流量調節効果を見積もるこ

図-1 対象区間

田中遊水地

田中

青山水門とを目的としている．
対象区間は図-1 に示す利根川の芽吹橋(104.1km)～取手(85.3km)，鬼怒川の鬼怒川水海道(11.0km)～
利根川合流点(0.0km)とした．田中・菅生遊水地には流量(m3/s)

２．対象区間・対象洪水の概要

それぞれ越流堤が設けられている．稲戸井遊水地には，現在では囲繞堤・越流堤が整備されているが，平成 13 年当時は整備途中であったため，無堤部分などから遊水地内に洪水が流入した．図-2 に平成 13
年 9 月洪水時に観測された流量ハイドログラフを示
3

す ． 利 根 川 で は 芽 吹 橋 で 約 5,900m /s, 取 手 で 約8,000m3/s，鬼怒川では鬼怒川水海道で約 2,700m3/s の流量が観測されている．また，洪水継続時間が長く，芽吹橋では約 20 時間程度ピーク流量が続いている．
取手と鬼怒川水海道の流量ピークはほぼ同時刻に生じている．
３．解析方法利根川の上流端境界条件は芽吹橋，下流端境界条
件は取手，鬼怒川の上流端境界条件は水海道であり，それぞれの地点で時系列観測水位データを与え，抵抗は既往研究 1)2)を参考に粗度係数と樹木群透過係数で評価し，表-1 のように設定した．
４．解析結果と考察

日時
芽吹橋(HQ)
芽吹橋(浮子)取手(HQ)
取手(浮子)

鬼怒川水海道(HQ)

図-2 流量ハイドログラフ
表-1 設定した粗度係数・樹木群透過係数
低水路粗度係数 (s・m -1/3 )利根川
鬼怒川
高水敷粗度係数 (s・m -1/3 )
ゴルフ場
利根川
その他
鬼怒川
遊水地粗度係数 (s・m -1/3 )
越流堤
菅生
地内
越流堤
田中
地内
ゴルフ場
稲戸井
ヨシ・オギ
その他
樹木群透過係数 (m/s)
利根川
鬼怒川
稲戸井遊水地0.020.0320.0350.035
0.022
0.050
0.025
0.050
0.032
0.060
0.050
50～65
45～60
30～50

捉えている．図-4 は各越流堤付近での河道内，遊水洪水のピーク付近における利根川の解析水面形の地内の解析水位と観測水位を示しており，黒の破線

時間変化と水位観測値の比較を図-3 に示す．解析水は越流堤の天端高を示している．図-4(a)の菅生遊水

面形は菅生遊水地の越流堤下流で観測水位に比べ若地では，解析水位は観測水位を概ね再現できており，干大きくなっているが，全体的には観測水位を良く観測水位が示すように 9 月 12 日 16 時頃に河道内と水位・天端高(Y.P.m)

遊水地内の水位が一致し，遊水地内が満水になるという特徴を捉えている．図-4(b)の田中遊水地では，初期の解析水位の上昇のタイミングが観測に比べ遅れている．これは，越流初期の地内水路の流れを取り込みきれておらず，遊水地内の水の挙動を再現しきれていないためであると考えられる．また，観測水位の上昇は約 8m で13121110987鬼怒川合流

取手芽吹橋
菅生遊水地 越流堤
田中遊水地 越流堤

8587899193959799

101103105

縦断距離(km)
9/11 16:00(解析)9/11 16:00 (観測)右岸 痕跡水位

9/11 8:00(解析)9/11 8:00(観測)
左岸 痕跡水位が約 8m を越えると水が道路盛土を越流して，道路盛土上流側の地内に広がるためである．解析水位はこの水位上昇の特徴を再現できているが，観測水位に比べてやや高くなっている．図-6 は各観測所の観測流量ハイドログラフと解析流量ハイドログラフの比

縦断距離(m)0120
160200240
280
13flow
1211109876
9/11 0:00 9/11 12:00 9/12 0:00 9/12 12:00 9/13 0:00 9/13 12:00

水位・天端高(Y.P.m)

水位が約 8m になるまで水が塞き止められ，
地内水位

4080

日時

菅生(池)(解析)
菅生(池)(観測)
越流堤天端高菅生(川)(解析)
菅生(川)(観測)含め検討を要する．図-7 は各遊水地への流入量ハイドログラフの解析結果を示す．ピーク流入量は田中
遊水地で約 440m3/s,菅生遊水地では約 350 m3/s でともに 9 月 12 日 0 時に生じており，図-6 の取手のピーク流量発生時刻と一致する．稲戸井遊水地の流入量
は，他の遊水地に比べ早い時間帯にピークを迎え，050 100 150 200 250 300 350 400 450flow
1098765439/11 0:00 9/11 12:00 9/12 0:00 9/12 12:00 9/13 0:00 9/13 12:00日時田中(池)(解析)
田中(池)(観測)
越流堤天端高田中(川)(解析)
田中(川)(観測)青山水門(池)(解析)
青山水門(池)(観測)

青山水門(川)(解析)
青山水門(川)(観測)(b)田中遊水地
図-4 各遊水地付近の河道内，遊水地内の解析・観測水位

図-7 の黒の実線で示すように 3 遊水地で最大 810m3/s
程度の流量を貯留していることが分かる．

大木水門(川)(解析)
大木水門(川)(観測)

縦断距離(m)

水位・天端高(Y.P.m)

解析値が低く見積もられており，観測流量の精度を大木水門(池)(解析)
大木水門(池)(観測)(a)菅生遊水地

較を示す．芽吹橋，鬼怒川水海道のピーク流量の解
析値は観測値を概ね捉えている．しかし，取手では9/13 0:00(解析)9/13 0:00(観測)図-3 解析水面形と観測水位の比較止まっている．これは，遊水地内に横断的に走る約 8m の道路盛土(図-5 の赤の実線)によって地内

9/12 0:00(解析)9/12 12:00(解析)9/12 0:00(観測)9/12 12:00(観測)
越流堤天端形状

稲戸井遊水地
85k

90k

利根川

５．結論と今後の課題
95k

観測水面形の時間変化を用いた非定常平面二次元

田中遊水地

洪水流解析法を適用し，3 遊水地を含む利根川・鬼怒川区間における平成 13 年 9 月洪水の解析を行った．

ドログラフはそれぞれ観測値を概ね説明できており，

図-5 田中遊水地内道路盛土位置図
流量(m /s)

題は残るが，解析水面形・遊水地内の解析水位ハイ3

その結果，3 遊水地で最大 810m /s 程度の流量を貯留

年次学術講演会,Vol.66,pp.243-244,2011.

2)岩谷直貴,茂呂康治,福岡捷二：利根川下流部における布川狭窄部周辺河道の経
年変化とその解析,水工学論文集,第 56 巻, I_1135-1140 ,2012.

芽吹橋(浮子)
取手(浮子)
鬼怒川水海道(HQ)
芽吹橋(解析)取手(解析)
鬼怒川水海道(解析)

6000
5000
4000
3000

0
9/10 12:00

9/11 12:00

9/12 12:00

9/13 12:00

日時
図-6 解析流量と観測流量の比較

3

流入量(m /s)

水調節に関する検討-平成 19 年 9 月洪水を例として-,第 66 回

7000

1000

解析を行い，本解析と合わせて解析法の適合性を検
参考文献 1)中井隆亮,須藤純一,福岡捷二:渡良瀬遊水地の洪8000

2000していることを示した．今後は他の洪水についても討する必要がある．

：遊水地内の水の流れ
：越流堤

9000

3

田中遊水地の洪水流入初期の水位上昇の再現性に課

道路盛土

900
800
700
600
500
400
300
200
100
0-100
9/10 12:00

菅生遊水地
田中遊水地

稲戸井遊水地3遊水地合計
9/11 12:00

9/12 12:00

9/13 12:00

日時
図-7 各遊水地への流入量ハイドログラフ