日本応用地質学会
第 14 回

東北支部

研究発表会講演集

2006 年 7 月 7 日

日 本 応 用 地 質 学 会
東 北 支 部

日本応用地質学会東北支部

第 14 回

研究発表会

プログラム

開催日：平成 18 年 7 月 7 日（金）会

場：仙台市シルバーセンター

第一研修室（仙台市青葉区花京院１－３－２）

講演集：1,000 円
協

賛：東北地質調査業協会

開

会
10:00

開会

10:00～10:10

支部長挨拶

自由テーマ発表
10:10～10:35（太田保

司会：小林俊樹、内海

支部長）

実

（発表 15 分①室生溶結凝灰岩をキャップロックとする地すべりの地質規制分布とその発生要因10:35～11:00

討論 10 分）○山本佑介（㈱復建技術コンサルタント）②中新世カルデラ基底断層が再動した茂庭団地周辺の現世巨大地辷り
○遅沢壮一（東北大学大学院理学研究科
地圏環境科学科）

11:00～11:25③ダム堆砂量推計精度向上のための一方策 －土砂生産量強度マップの作成－○水野直弥（㈱建設技術研究所）

11:25～11:50④簡易ＡＥカウント装置を用いた岩盤地すべりの変動要因の考察○阿部大志（(財)道路保全技術センター）

11:50～13:00

休憩

テーマ発表：環境と応用地質学
特別講演

司会：高見智之、内海実（講演 60 分、質疑応答 10 分）

13:00～14:10（１）ビオトープのすすめ
大山

14:10～15:20

テーマ発表
15:35～16:00

氏（東北緑化環境保全㈱）（２）掘削ずりによる環境汚染の調査・対策の考え方について
門間

15:20～15:35

弘子

休

ま りこ

聖子 氏（応用地質㈱）憩（発表 15 分

討論 10 分）⑤福島県南会津地方、駒止湿原における泥炭層の発達過程○村上智昭（㈱三本杉ジオテック）

16:00～16:25⑥農業地帯における地下水への硝酸性窒素負荷機構調査事例○森

16:25～16:45
閉

一司（農林水産省東北農政局）

総合討論

会
16:45

閉会の挨拶

（橋本修一

副支部長）

懇親会
17:00～

懇親会（ＪＡＬシティ、参加費 4,000 円）

目
日本応用地質学会東北支部

第 14 回

次

研究発表会

プログラム

特別講演
（１）ビオトープのすすめ････････････････････ 1
大山弘子

氏（東北緑化環境保全㈱）（２）掘削ずりによる環境汚染の調査・対策の考え方について
門間･･･････････････ 3

ま りこ

聖子 氏（応用地質㈱）自由テーマ発表①

室生溶結凝灰岩をキャップロックとする地すべりの地質規制分布とその発生要因･･･････････････ 4○山本佑介（㈱復建技術コンサルタント）②

中新世カルデラ基底断層が再動した茂庭団地周辺の現世巨大地辷り ･･･････････････ 6○遅沢壮一（東北大学大学院理学研究科
地圏環境科学科）③

ダム堆砂量推計精度向上のための一方策－土砂生産量強度マップの作成－･･･････････････ 8○水野直弥（㈱建設技術研究所）④

簡易ＡＥカウント装置を用いた岩盤地すべりの変動要因の考察･･････････････ 10○阿部大志（(財)道路保全技術センター）
田野久貴（日本大学工学部）
高見智之（国際航業㈱）テーマ発表：環境と応用地質学⑤

福島県南会津地方、駒止湿原における泥炭層の発達過程･･････････････ 12○村上智昭・藤島泰隆（㈱三本杉ジオテック）
長橋良隆（福島大学共生システム理工学類）⑥

農業地帯における地下水への硝酸性窒素負荷機構調査事例○森･･･････････････ 14

一司（農林水産省東北農政局）

日本応用地質学会 東北支部
第 14 回 研究発表会講演集
平成 18 年 7 月 7 日発行
編

集

日本応用地質学会東北支部事務局
応用地質株式会社

東北支社

仙台市宮城野区萩野町 3-21-2

内TEL

022-237-0471

学会 E メール

jseg_tohoku@yahoo.co.jp

ホームページ

http://wwwsoc.nii.ac.jp/jseg/tohoku/

大山 弘子日本列島は北東から南西に細長く、連なる山々や平地、河川等の地形や気候等とあいまって、多様な生物が生育・生息しています。しかし今日、自然環境の消失が著しくなり、自然との共生が課題とされるようになりました。
本発表では、ビオトープとドイツ等で都市計画の基礎資料としてすでに活用されている GISを用いたビオトープマップについて、仙台市で作成したもの（自社研究）をご紹介します。

出典：「世界とむすぶ学校ビオトープつくりかた図鑑」（財）日本生態系協会（2001）

新清水火力発電所

オランダ 国立自然管理情報センター

あデンマーク スキャーン川

アメリカ ラインラント

杜の都の名木・古木は現代に残る「杜」

緑と水のネットワーク「里山的な森」と「街の杜」そして「水辺」を結び自然豊かな百年の杜をつくる。
ビオトープの現況をもとに、どこにどビオトープの現況をもとに、どこにどのようなビオトープが必要かを判断し、のようなビオトープが必要かを判断し、効果的かつ効率的な対策を講じる。
効果的かつ効率的な対策を講じる。

勾当台公園
錦町公園

農学部

西公園

医学部

杜の都の名木・古木

仙台市戦災復興記念館所蔵

名木・古木は戦災を免れた「杜の都」の生き証人

昭和22年の森林分布核となるビオトープ中核となる小規模ビオトープ群

中心部の「杜」の拠点として整備する

ネットワーク日本応用地質学会東北支部 第 14 回研究発表会

特別講演（2）

掘削 ずり によ る 環境 汚染 の調 査 ・対 策の 考え 方 につ いて
応用地質㈱東北支社技術部

門間聖子

本 講 演 は 、 日 本 応 用 地 質 学 会 東 北 支 部 第 11 回 研 究 発 表 会 に お い て 、「 重 金 属 を 含 有 す る
建設発生土に係る調査・対策の考え方」として行った発表の続編である。
平 成 15 年 2 月 15 日 、土 壌 汚 染 対 策 法（ 以 下「 土 対 法 」）が 施 行 さ れ た 。こ の こ と に よ り 、重金属などの有害物質を含む土壌に対する考え方が今まで以上に厳しくなった一方で、地質などに由来する「自然的原因」による汚染の取り扱いをどうするかといった問題が取り上げられるようになった。
こ の 問 題 に 対 し 、特 に 建 設 発 生 土 を 対 象 と し て 、「建設工事で遭遇する地盤汚染対応マニュ ア ル［ 暫 定 版 ］」が 、独 立 行 政 法 人 土 木 研 究 所 材 料 地 盤 研 究 グ ル ー プ（ 土 質 ）及 び 民 間 数
社 に よ る 共 同 研 究 成 果 と し て 平 成 16 年 5 月 に 刊 行 さ れ 、そ の 中 で 自 然 的 原 因 に よ る 重 金 属を含む土壌の取り扱いについて一定の考え方が示された。
しかしながら、建設発生土の中には岩石主体の発生土、いわゆる「掘削ずり」があり、これらは重金属の溶出性において土壌と異なる性状を示す。このため、掘削ずりの特質を踏まえたリスク評価や対策工法が必要とされ、全国的にいくつかの対応事例も出始めている。
以上の状況を踏まえ、本講演では、自然的原因による汚染土壌の法的位置づけ及び掘削ずりによる環境汚染の特徴を説明すると共に、現在独立行政法人土木研究所材料地盤研究
グ ル ー プ（ 地 質 ）及 び 民 間 企 業 に よ り 進 め ら れ て い る 、「岩石に由来する環境汚染に関する共同研究」の内容について紹介する。

日本応用地質学会東北支部 第 14 回研究発表会① 室生溶結凝灰岩をキャップロックとする地すべりの地質規制分布とその発生要因株式会社復建技術コンサルタント
1．はじめに
地すべりには，軟質岩 石の上を硬質で風化抵抗力の強い岩石が覆うような地質箇所で発生するタイプのものが世界各地で知られており，このような地すべりはしばしば
キャップロックタイプの地すべり（図－1）と呼ばれている．わが国では，長崎県北松浦地方に分布する「北松型」地すべり 1 )などがキャップロックタイプの地すべりとして報告されている．
このようなキャップロックタイプの地す
べりについて，従来は各地域の地すべりの移動形態や内部構造についての報告がなされてきた．ところが，単一のキャップロッ
クが様々な地質体を覆う場合には，地すべりの発生へのキャップロックの影響の程度
は様々なはずであるが，キャップロックの下位に分布する地質体と地すべりの分布・性状との関連性についての検討を行っている研究報告例はほとんどない．本研究では，
従来報告された“キャップロック地すべり”としてきわめて厚い火砕流堆積物が多種の地質帯を覆っている奈良県曽爾村，室生村
周 辺 地 域 （ 図 － 2） に お い て ， 地 す べ り の分布と地質との関係およびその発生要因を明らかにする．尚，本稿は京都大学理学研究科における修士論文のうち，未発表分に加筆を加えたものである．

図－1

キャップロック地すべりの概要図

図－2

研究地域位置図山本佑介

2．研究方法地 すべり地 形の分布 を明らかに するため ，
空中写真判読を行い，地すべり分布図を作成した（図－3）．
また，地質図を作成し ，地質と地すべりの分布との関連性を明らかにすることおよび露頭スケールの地質構造を明らかにすることを目的として地質踏査を行った．
3．地質概要研究地域の地質は基盤 岩とそれを覆う山
粕累層，曽爾累層からなる．基盤岩は領家
変成岩類 2 ) と深成岩類 からなる．
基盤岩を不整合に覆う山粕累層 2 ) は礫岩，砂岩，泥岩，砂岩泥岩互層からなり，これらの層厚は地域によって様々である。
本層はハンマーで強打して少し崩れる程度の硬さである．
山粕累層を不整合に覆う曽爾累層 2 ) は層厚 10 ～ 80 m 程の礫 岩・砂岩・泥岩層（以下，下部曽爾累層と呼ぶ）とその上を覆う
層厚 200 ～ 400 m 程の室生溶結凝灰岩からなる．
4．地すべり地形の分布と地質との関係
研究地域で空中写真および地形図を用いて地すべり地形の分布図を作成した結果，地すべり地形の大部分は室生溶結凝灰岩の縁 で 見 ら れ る 下 部 曽 爾 累 層 が 約 30～ 80 m
堆積している地域に分布していることがわかった（図－3）．下部曽爾累層の層厚と地すべり発生頻度との関係について，図－4に示す．
5．地すべり発生要因の考察
研究地域において多数発生していた室生
溶結凝灰岩をキャップロックとする地すべりの大部分は下部曽爾累層が 30 ～ 80 mと，厚く堆積している地域に分布していた（ 図 － 3 ， 4 ）． こ の 要 因 と し て ， 下 部 曽 爾
累層が厚く堆積した地域では本層の変形および脆弱化が十分に進んだため，多くの地すべりが発生したと考えられる．一方，本層の層厚が 30 m 以 下の薄い地域では地日本応用地質学会東北支部 第 14 回研究発表会

地すべり頻度図－ 3 研究地域の地すべり分布図および地質図
すべり地形はほとんど確認されなかった
され易くなると考えられる．
（図－ 3 ，4 ）．本層が薄い地域においては，また，キャップロック 型地すべりにおい十分に変形および脆弱化が起こらなかって，キャップロック下位の弱層への地下水たため，地すべりがほとんど発達しなかっの供給も重要な問題となる．本研究地域でたと考えられる．以上のことから，研究地認められた溶結凝灰岩には柱状節理が発達域において今後地すべりが発生する可能していた．この柱状節理は降雨や融雪水を性 が 高 い地 域は ， 下部曽 爾 累 層が 30 ～ 80
浸透させ，下位の層の軟弱化を促しやすい
m 程堆積した地域であると考えられる．
と考えられる．また，キャップロックは風化抵抗力が高いため，その下の軟弱層を表
6．キャップロックの役割
面侵食から保護する役割をもつと考えられ
現地踏査の結果，下部 曽爾累層は部分的る．以上のことから，研究地域におけるキに著しい変形を受けており，泥岩層は著しャップロックタイプの地すべりは下部曽爾
く粘土化し，鏡肌が発達していることがわ
累層が厚く堆積し，間もなく室生溶結凝灰かった．本層が著しい変形を受けたのは，岩が厚く堆積したことにより下部曽爾累層
厚さ 200～400 m 程の火砕流が堆積した際のが変形し，脆弱化するが，本層は侵食から荷重が原因であると考えられる．以上のこ保護されるため，残存する．その後，残存とから，研究地域におけるキャップロック
した本層には室生溶結凝灰岩に発達した柱の荷重は，下位に堆積する下部曽爾累層泥状節理を通って多量の地下水が供給され，岩層の変形および鏡肌発達の原因となり，さらに脆弱化し，最終的には地すべりが発
その結果本層が脆弱化し，すべり面が形成達したと考えられる．
【引用文献】
合計 ： 37 箇所
101 ) 大八木規夫，大石道夫，内田哲男
8(1970)：北松鷲尾岳地す べりの構造要素，
6
防災科学技術総合研究報告，北松型地す
4べりの発生機構および予知に関する研究（第 1 報），V o l 22，pp 115－140．
202 ) 西岡芳晴・尾崎正紀・山元孝広・川辺
10m 20m 30m 40m 50m 60m 70m 80m
孝幸(1998)：名張地域の地質，地域地質
下部曽爾累層層厚研究報告(5 万分の 1 地質図幅)，72p．
図－4 地すべり頻度についてのグラフ

日本応用地質学会東北支部 第 14 回研究発表会② 中新世カルデラ基底断層が再動した茂庭団地周辺の現世巨大地辷り
東北大学理学研究科地学専攻
梨野層の中新世巨大地辷り
梨野層と呼ばれる 500 万年前の地層は当時
日本の至る所に生じたカルデラを埋積した地層である．直径 20km の白沢カルデラを生じた火山は厚い酸性火山灰を堆積させたが，一度堆積した火山灰はカルデラ陥没に伴い崩壊し，再堆積して梨野層となった．梨野層はこれまでカルデラの基盤をなすより古い地層と不整合であるとされていたが（北村ほか，1986 の仙台図幅），実際は明瞭な断層であることを見出した．この断層はカルデラ崩壊時にカルデ
ラ外縁に生じた大規模地辷りを表わしている．
地辷りは西のカルデラの中心に向かって滑り
落ちる円弧辷りであり，落差は 300m と見積もられるので，水平移動距離は 1km 程度と見積もられる．ただし，梨野層はこの地辷りに伴う崩壊堆積物であるので，梨野層の分布の西限まで地辷りは到達したことになる．その際の水平移動距離は 5km 以上で，現行の地辷り
には恐らく例が無い規模である．
太 白山は 根無 し太白山は，赤石の亀が森などと同じく，白沢カルデラの外輪山に当たる．陥没時のリン
グ状の断層に沿う貫入岩もカルデラ一般に知られているが，１つ１つは板状の岩脈である
はずなので区別でき，またリング岩脈が存在するとすればより西側である．太白山は火山の溶岩を供給した円筒状の通路であり，地表の溶岩がすべて侵食された火山の深部を表わしており，岩頸と呼ばれる．岩頸は硬くて，深部と繋がっているので，安定しているはずである．しかし，太白山は中新世の地辷りに巻き込まれて，滑り落ちていると考えられる．
太白山は梨野層に貫入しており，かつ四方八方を今回発見した地辷り面で囲まれている．
もし，太白山が地辷りより前に貫入しているのならば，太白山はこの巨大地辷りに巻き込
まれて西に滑り落ちたはずである．太白山が地辷りより後に貫入していて，不動である可能性は以下のように否定される．蕃山もしば
しば当時の火山と考えられているが，その溶岩は実は大規模な地辷り岩塊で，付近には基盤岩の巨大な外来岩塊も存在する．これらは決して梨野層に挟まれているのではなく，梨野層に含まれるいわば巨大な礫である．礫と遅沢壮一

しての溶岩の供給源は権現森でも良いが，小さい礫を含めてこのような礫は梨野層分布地
域すべてに含まれるので，太白山にかつては存在したはずの火山の溶岩も供給源と成り得
る．つまり，太白山の火山も巨大地辷りに巻き込まれたことになり，その根っこの岩頸も地辷りに切断された．なお，実際は，なおかつ岩頸は硬いので，簡単には切断されなかったはずである．太白山の東側の地辷り断層は例外的に傾斜が急で，これは断層が太白山を切断しにくかったことを示しているかも知れない．太白山は辷ってはいても，現在の位置
より大きくは移動して来なかったと思われる．
太白山は太白区の区名の由来となっているが，縁起の悪いことに，茂庭団地（茂庭台）方向に滑り落ちている．
茂 庭団地 の現 世巨大 地辷 り
茂庭団地は 1978 年の宮城県沖地震の後に造成された．主体は仙台市であるらしいから，地震に対する施策は十分取られているはずである．この施策とは，地辷りに対する施策のことでなければならない．
写真は 1982 年の６月に造成中の茂庭団地
南縁で撮影したものである．右手の崖は折立−
茂庭線の崖である．写真の主体は１つの巨大な地辷り岩塊で，下３分の１が旗立層，上３分の２が梨野層である．境界が地辷り面で，梨野層はそれ自体が岩塊化している．これらは 500 万年前にできたが，後から別の大規模な地辷りが起こって，巨大岩塊として別の地
辷り堆積物に取り込まれているのである．左側はこの巨大岩塊を埋めている基質であり，整層した新期堆積物からなっており，複雑に褶曲している．個々の地層は再堆積したより小規模な地辷り堆積物（土石流堆積物）からなっており，太白山の岩石と同じである玄武岩の礫層も認められる．つまり，複数回の小規模な土石流が起こった後，より大規模な崩壊が起こり，巨大岩塊と土石流堆積物が混合して，１つの超巨大な地辷り堆積物を作った．
中央の人物（筆者）をスケールにすると，この地辷りのスケールが想像できる．巨大岩塊と基質との境界には杉と思われる年輪の付いた生木が挟まれていた．最後の地辷りが起こ日本応用地質学会東北支部 第 14 回研究発表会

ったのはごく最近（数千年前？）であろう．
500 万年前の地辷りは結局，再動しているのである．茂庭団地はこのような大規模で厚い（写真だけでも 20m ある），最近の地辷り堆積物を地盤として造成されている．

茂庭団地造成前の空中写真や大スケールの地形図を見ると，茂庭団地中心にかつてあった沢には出口が無いことに気付く．出口が無いので周りより低いところは湿地になっていたであろう．現在も茂庭団地と太白山の間に大堤という池があるが，これも同じ成因をもっている．その他にも，茂庭団地一帯の山中にはこのような出口の無い低湿地が多数認められる．川の流路は巨大地辷りに塞き止められて，出口を失っている．河川地形ができるのはごく最近のはずであるから，大規模地辷
りも近過去のできごとである．500 万年前の地辷りが再動して，太白山方面から西の茂庭団地に向かって辷ったと考えられる．その断面が上に既に示した露頭写真である．
茂庭団地の地盤は，写真のような露頭が造成時に現れなくても，造成する前から，最悪に近いであろうことは十分，認識されていたはずである．最近も辷っているのだから，将来も大々的に辷るであろうことは容易に予想できる．前回の宮城県沖地震で危険性が知られるようになった逆転型盛谷土は茂庭団地では決してなされていないとしても，アトラス
タワー33（右の写真の山の中に突然表れたよ
うな高層マンション）の基礎は厳重でなければならない．この基礎は 500 万年前の辷り面を少なくとも超えて，基盤の旗立層に到達している必要がある．旗立層には巨大岩塊もあるので（この場合，その下はまだ地辷り堆積物である），注意を要する．いずれにせよ，何m 掘り下げたか，またボーリング自体のデー
タは開示されて然るべきであると考える．とくに，盛谷土のうえに建てられたことはあり得ないことである．一方，なおかつ，厚い地

辷り堆積物自体は動くので，その辷りに耐えられるか否かも当然予測されていてしかるべきである．茂庭団地の造成主が仙台市である
ならば，仙台市は次回の宮城県沖地震に茂庭
団地は辷らないで耐えられるという宣言を出すべきである．
500 万年前の地辷り面は別の意味でも厄介である．それは面の存在自体がさらなる地辷
りを引き起こす素因となっているからである．
単に断層粘土で辷り易いというだけではない．
この地辷り面に沿って熱水（ミネラル分に富んだ温泉水）が流入している．これはリング断層に沿ってマグマが岩脈として貫入するのと似たような状況である．珪酸に富んだ熱水は断層面下の旗立層を硬化させている．硬化の程度は鶴嘴は勿論，ハンマーで試料採取するのも難儀する程である．一面に硬化していることはこの面は水を透過し難い，つまり不透水性が高いことを意味している．出口が塞がれた谷に溜まった水は地下のこの地辷り面の上に帯水し，面沿いの間隙水圧を高めるであろう．豪雨のあと，偶然の地震動が加われ
ば，結果は明白である．500 万年前の地辷り
面は茂庭団地にも残存していようし，他の折
立ー茂庭線の綱木川に沿っても一応の注意が必要である．
結論的に，茂庭団地は過去の巨大地辷り，
それを素因とした近過去の巨大地辷り，この地辷りにより出口が閉ざされていた谷の，さらなる人工的埋め立てという三重苦状態になっており，他地域でも共通の宮城県沖地震の効果を含めれば四重苦状態になっている．新たに活断層として知られた左横ずれの高角断層である青葉東断層から，茂庭団地はごく近いことにも留意すべきである．先人がこのような不安定な地域には居住しなかったのには
なにか理由があるのではないかと思われた．

日本応用地質学会東北支部 第 14 回研究発表会③ ダム堆砂量推計精度向上のための一方策－土砂生産量強度マップの作成－
株式会社
1.はじめに近年、ダム機能の維持・管理という観点か
ら計画を上回る速さで堆砂が進行しているダムが問題となっているほか、河川の総合土砂管理という観点から、ダム貯水池の堆砂量や流域の流砂量を精度よく推定する手法の開発が望まれている。また、国土交通省は平成 13
年度より「ダム土砂管理推進検討会」を組織し、学識経験者を交えて以下の３つのテーマについて検討を行っている。
① 堆砂計画② 排砂技術③ 河床変動・河川環境
私 は テ ー マ ① の 検 討 に 関 連 し て 、「 あ る 程
度の精度を持った上で、簡単にその地域の生産土砂量を把握できる手法の開発」を試みた。
その成果は文献 1) とし て発表されているが、本報告はその後に行った検討結果を含めてまとめたものである。
2.計画値と実績値との乖離の原因
全国の国土交通省直轄・水資源機構管理ダ
ムのうち、計画を上回る速さで堆砂が進行しているダムの原因調査を行った結果、その原因として以下の事項があげられた。
① 既往の堆砂量推計式の精度不足② 予想外の大出水や大規模崩壊の発生③ 参考ダム選定の検討不足④ 貯水池における土砂捕捉率の考慮不足
3.検討方針代表的な堆砂量推計式として、田中式、江崎式、石外式、吉良式、鶴見式などがある。
いずれも実績堆砂量を目的変数とし、地形・地質などの流域特性を説明変数として求めた経験式である。しかし、これらの式が提案されたのは昭和 20～40 年代で、当時はまだ十分な期間の堆砂データが蓄積されていなかった。
そこで、本検討では近年までに蓄積された堆砂データを用いてより精度のよい経験式の提案を目指した。このとき、目的変数として、
実 績 比 堆 砂 量 （ ｍ 3 /km 2 /年 ） を 貯 水 池 に お け
る土砂の捕捉率により補正した値（比流砂量）を用いた。本検討における最大の課題は、比流砂量と強い関係をもつ説明変数（パラメータ）を提案できるかということであった。

建設技術研究所

東北地圏環境室

水野直弥

4.パラメータの検討
4.1 既往因子の整理検討に先立ち、ダム貯水池堆砂量や流域の生産土砂量の予測に関する既往文献をレビューした結果、比流砂量と強い関係をもつのは、
基本的に土砂生産の素因である地形・地質であると考えられた。そこで、本検討においては、パラメータとして特に下記の因子に着目した。また、全国の地形・地質データとして
国土数値情報の「標高・傾斜度メッシュ」及び「土地分類メッシュ」を用いた。
(1) 地形因子① 流域の平均標高「標高」の高い地域ほど第四紀の隆起速度が速く、侵食速度も速いと考えられている。このため、流域の平均標高は土砂生産
性のポテンシャルを示すと考えられる。
② 起伏量
一般的に「起伏量」が大きな地域ほど斜面勾配が急で崩壊地が発生しやすい。本来、起伏量を求めるメッシュの大きさは生長曲線などにより各地域ごとに設定することが望ましいが、本検討では簡便的に全国一律に 3 次メッシュの起伏量（＝最高標高－最低標高）を用いた。
(2) 地質地質によって岩石の硬さや割れ目の発達
頻度、風化形態が異なるため、分布する地質によって流域の土砂生産性は大きく異なる。
そこで、本検討においては、全国の地質を以下の７つに区分した。
① 第四紀火山噴出物及び火山岩類② 第三紀火山岩類③ 第四紀・新第三紀堆積岩類④ 先新第三紀堆積岩類⑤ 変成岩類⑥ 深成岩類（主に花崗岩）⑦ 沖積・洪積層（第四紀の未固結層）
4.2「起伏度」の導入
既往のいくつかの堆砂量推計式にはパラメータとして「流域の平均起伏量」が用いられるが、流域の地形的特徴（凸凹の様子）は
平均値では必ずしも表せないと考えた。また、流域内で土砂生産の活発な地域は、流域の平日本応用地質学会東北支部 第 14 回研究発表会

均的な起伏量よりも大きな起伏量をもつ地域であると考え、次式で求められる値を「起伏度」と定義した。
起伏度＝Σ（最頻値より 大きな階級×度数）／流域と重なる 3 次メッシュの総数
階級幅＝〔（R MAX ）－（R MIN ）〕／kk≒1＋log 2 (n)：スター ジェスの公式
n：流域に含まれるメッシュ数
R MAX ：最大起伏量，R MIN ：最小起伏量
最頻値 300ｍ
起伏量の分布Σ（階級×度数）

35
30

頻度

25
20

頻度

15
10
5
0

50
100

100
200

150
300

200
400

250
500 300600
0350
700 400
800

450
500
900 1000

起伏量（ｍ）

図 4.1 起伏量のヒストグラム
5．回帰分析
5.1 検討対象ダム
全国の国土交通省直轄・水資源機構管理ダ
ムと補助ダムのうち、下記の条件を満たす
151 ダムを対象とした。
① 流域の最上流に位置する② 経過年数 10 年以上③ 流域面積 20km 2④ 気象条件が大きく異なるため、沖縄地
方を除く
5.2 回帰分析
図 5.1 に「起伏度×平均標高」と比流砂量との関係を示す。両者の間には比較的高い相関が認められる。なお、先に整理した因子以外に「降雨」や「崩壊地面積率」などについても分析を行ったが、「起伏度×平均標高」ほ
ど「比流砂量」との強い相関は認められなかった。
比流砂量（ｍ3/km2/年）

3000
y = 0.3042x + 197.81
相関係数：0.57

2500
2000
1500
1000
500
0
0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

起伏度×平均標高

図 5.1 起伏度×平均標高と比流砂量
次に、流域の地質条件を考慮するために、流域の 6 割程度以上を占める地質を代表地質として、各 地質区分 ご とに「起伏 度×平均標
高」と「比流砂量」との関係を求めた。検討
対象とした 151 ダムのうち流域の 6 割程度以上を占める地質区分を有するのは、124 ダムであった。その結果、両者の相関関係は向上
し、表 5.1 に示す回帰式を得た。

表 5.1
地質区分
①
②
③
④
⑤
⑥

デー タ 数
11
25
4
39
35
10

比流砂量推計式
回帰式
y=0.2093x+231.21
y=0.414x+95.663
y=0.4858x+74.962
y=0.4095x+62.039
y=0.3x+118.92
y=0.3019x+141.88

相関 係 数
0.79
0.80
0.99
0.92
0.82
0.83

6.土砂生産量強度マップの作成
ＧＩＳにより全国 2 次メッシュの「平均標高」、「起伏度」、「地質構成割合」を求め、回帰式から求められる各地質区分の比流砂量を、
地質構成割合により加重平均して、各メッシ
ュの比流砂量を算定した（図 6.1）。また、土砂生産量強度マップは、ＧＩＳの画面上で流域界を定義することにより、任意流域の比流砂量を簡便に算定することができる。
比流砂量凡例

図 6.1 土砂生産量強度マップ
7.現時点における評価と今後の課題
土砂生産量強度マップは、全国の土砂生産性を概観できるが、任意流域の比流砂量の推計精度はまだ十分ではない。これは全国一律なパラメータを用いるための限界もあるが、一方では用いたパラメータが土砂生産に関わる因子のみであり、今後「比流量」など土砂運搬に関わる因子を考慮することによって精度向上を図れる可能性があると考えている。
8.おわりに個々の流域特性の違いなどを見極めることは、自然現象の観察・考察に慣れた地質技
術者の得意とするところであり、私としては
このようなデータ解析分野においても、地質技術者の活躍の場を広げていきたいと考えている。
《引用･参考文献》
1)(財 )ダ ム 技 術 セ ン タ ー ： ダ ム 技 術 № 203，
pp.45～53，2003.8

日本応用地質学会東北支部 第 14 回研究発表会

簡易ＡＥカウント装置を用いた岩盤地すべりの変動要因の考察○ （財）道路保全技術センター東北支部
日本大学工学部
国際航業株式会社
１． はじめに
東 北 地 方 で の 岩 盤が すべ っ た 災 害 お よ び 簡
易ＡＥカウント装置の現場適用方法について紹介するとともにこの装置を適用して得られたＡＥ発生傾向とパイプひずみ計等の変動や降雨などの変動要因を比較検討して地すべりの変動の予兆について考察する。図－１に現場位置を示した。

阿部大志
田野久貴
高見智之

し、計測装置に落石が直撃しないように防護カバーを設けた。各計器の計測条件は表－１の通りである。なお、ＡＥの観測期間は 5 月下旬の調査ボーリング終了後から 7 月の対策
工事開始までを対象とした。

AENo.2
AENo.1
No.1水位計
No.4パイプ歪計
No.2水位計
雨量計
AENo.3

幅：約２００ｍ
長さ：約１２０ｍ

図－ ２

計測 機器 配置 平面

表－ １

計測 条件

計測機器名称

規格等

記録間隔

雨量計

転倒マス型

10 分 間AE No.1～ 3

アクティブ・ダミー

10 分 間No.1,2 孔 内圧力センサー型

24 時 間2 ゲ ー ジ １ 方 向 45ｍ

24 時 間方式

水位計
No.4 パ イ プ 歪

図－ １

東北 地方 にお ける 簡易 計測 の現 場

２． 岩盤地すべりの現場での計測方法
岩盤地すべりの現場は秋田県雄和町である。
地質は新第三紀の女川層であり、主に凝灰岩・泥岩で流盤である。平成 16 年２月に幅約200m、長さ 120m、厚さ 30m の岩盤地すべりが発生し、 県 道 １ ） が 通 行 止 め の 被 害 を 受 け た 。
岩盤すべりの平面形状と各計測機器の配置を図－２に示した。孔内水位およびパイプひずみ計観測は既存の調査孔を用いた。ＡＥ計
測は滑落崖に簡易ＡＥカウント装置 ２ ）を設置

写真 －１

簡 易Ａ Ｅカ ウン ト装 置の 設置 状態

日本応用地質学会東北支部 第 14 回研究発表会

質学 会東 北支 部第 12 回研 究発 表会 講演 集,pp23-28.

15m歪み

6000

累積AE1

②AEが急激に発生した後にひずみが徐々に累積傾向を示す

5000

4000

500
3000

①降雨に対して約１日遅れでAEが急激に発生

400
300

2000

③AEも６月21日以降に累積傾向が強まる．
発生数多くなる200

累積AEカウント数

歪量（μ）・累積雨量(mm)

600

1000
６月21日に急激にAE発生

100

図－ ４

測定日時

7/19

7/9

6/29

6/19

6/9

5/30

5/20

0
5/10

0

ひず みと 累積 AE カウ ント 数

66.0

6000
ＮＯ.1水位

ＮＯ.2水位

累積AE1①No.1水位のピークが急激なAE発生状況と重なる

64.0

5000

4000
60.0
3000
58.0
2000
56.0

②降雨と水位は敏感に反応

1000

54.0

7/19

7/9

6/29

6/19

6/9

5/30

5/20

0
5/10

52.0

測定日時

図－ ５
3000

孔内 水位 と AE 発 生状 況

累積AE1

2500
2000
1500
1000
はじめは少しずつ累積しているが、後半にかけてAE発生頻度が大きくなっている

500

測定日時

図－ ６

急増 する AE 発 生 の変 化

2004/6/22 0:20

2004/6/21 23:40

2004/6/21 23:00

2004/6/21 22:20

2004/6/21 21:40

2004/6/21 21:00

2004/6/21 19:40
2004/6/21 20:20

2004/6/21 19:00

2004/6/21 18:20

2004/6/21 17:40

2004/6/21 17:00

2004/6/21 16:20

2004/6/21 15:40

2004/6/21 15:00

2004/6/21 14:20

2004/6/21 13:40

0

累積AEカウント数

62.0

野久 貴・阿 部 大志(2004)：アク ティ ブ・ ダミ ー法 による AE カウン トシ ステ ム の構 築と 応用,日 本 応用 地

14m歪み

700

2004/6/21 12:20
2004/6/21 13:00

手引 き,pp.135-143,社団法人全 国防 災協 会. ２ ）田

20m歪み

800

2004/6/21 11:40

究会(2006)：災害復 旧事 業 にお ける 地す べり 対策 のNo.4 パイ プひ ずみ 計変 動図

累積雨量Ｒ

2004/6/21 11:00

参考 文献・ 引 用文 献；１ ） 地す べり 災害 復旧 技術 研

900

孔内水位(標高m）

４． 考察
降雨により岩盤に水が浸透していき、1 日
遅れで AE が発生していることから、岩盤がすべる過程でＡＥが発生していることが考えられる。ひずみとＡＥ発生の関係からは、急激な AE 発生に伴って、各深度のひずみが累積する傾向にあることから、深度 14m から 20m 付
近に、2 次すべり面の発生が想定される。孔内水位とＡＥ発生の関係からは、降雨によって孔内水位が変動していく過程で、孔内水位が上昇するのとほぼ同時に、急激にＡＥも発生している。このことから、降雨による岩盤内の水位変動によって岩盤全体が徐々に不安定化していくと考えられる。なお、他の測定孔では顕著なひずみが観察されないので局部的なすべりと考えられる。

図－ ３

累 積 A Eカ ウント数

３． 計測結果
パイプ歪計 No.4 の 3～11 月の歪み変動状況を図－３に示した。深度 18m と 20m の歪み量は、7 月および 8 月の降雨時に 20～60μの累積性があり 11 月までの累積歪みは深度 18m
が 530μ、深度 20m では 710μとなっている。
変動レベルは、潜在変動だが 8 月以降に歪み方向の逆転する傾向が明瞭になっている。
Ａ Ｅ No.1 の 発 生 状 況 が 著 し く 変 化 し て い
る 6 月 20 日前後のデータに着目した。図－４に深度 14m、15m および 20m のひずみ量と累積
雨量、累積カウント数の関係を示した。降雨に対してＡＥは時間的に約 1 日遅れで急激に発生していることがわかる。また、ＡＥとひずみの関係は、ＡＥが急激に発生したのとほ
ぼ同時に、不安定な動きを示していたひずみも徐々に累積する傾向を示している。図－５
は、ＡＥカウント装置近傍の孔内水位計 No.1と No.2 の孔内水位とＡＥ累積カウント数の関係である。No.1 孔内水位のピークが 6 月 21
日辺りに急激なＡＥ発生状況と重なっている
ことがわかる。また、No.1 および 2 の孔内水
位は降雨に対して敏感に反応していることがわかる。
急増したＡＥ発生状況の変化を図－６に示した。はじめは少しずつ累積しているが、後半のＡＥ発生頻度は大きくなる傾向にある。

日本応用地質学会東北支部 第 14 回研究発表会⑤ 福島県南会津地方、駒止湿原における泥炭層の発達過程
長橋 良隆(福島大学共生システム理工学類)○村上 智昭・藤島 泰隆(株式会社三本杉ジオテック)
１．はじめに泥炭層は、地盤調査における軟弱地盤処理対策として常に問題視される土質であるが、現世の湿地性水苔・水草類が、泥炭層へと発達する過程について調査したので、今後の土質解析に供していただくため紹介する。
２.駒止湿原の歴史・地形・地質
駒止湿原は戦後から昭和 30 年代後半まで開墾作業が行われていたが、昭和 45 年に学術的価値の高さから天然記念物に指定された湿原であり、大谷地、白樺谷地、水無谷地の３つの湿原からなる。
湿原を覆う泥炭層の下位は新第三紀中新世末（700 万年前）に噴出した、駒止峠層（石英安山岩質熔結凝灰岩）を基盤としている。

図１ 地質構造断面図
駒止湿原付近がどのような浸食状況より現地が形成されたかを確認するため切谷面図を作成した（図３）。浸食が進んだ沢は東西方向に発達しており、湿原はほとんど浸食されておらず、1000m 以上の高原台地を形成していることが判る。硬質な熔結凝灰岩上を流下す
る水の速度が緩慢で渓谷ができず、各部で停水状態を呈し、沼沢湿地上に水生植物の繁茂が最適な台地であったと想定される。

図３

接谷面図

３.湿原調査の方法
3 つの谷地に発達する泥炭層の堆積時期・堆積速度及び賦存状況を把握するため、試料採取目的のボ－リングを４箇所・堆積量を調査する目的で、ポータブルコーン貫入試験を
132 箇所で実施した。
ボ － リ ン グ コ ア は 火 山 灰 ・ 植 物 遺 骸 ・ 14 Ｃ年代測定の調査試料に供した。
４.泥炭層の堆積
ボーリングの地層状況とポータブルコーン
貫入試験の貫入力を対比した結果から泥炭層断面図を作成した(図４)。
各谷地とも 、緩傾斜 谷 地（５°未満 ）であり、略基盤岩堆積時の表層地形に制約されているようである。比較的開析された枝沢が発達しているが、本流部の出口付近が、いずれも、狭い谷を形成しているため、土砂の堆積により凹地はすべて埋設してしまうはずであるが、山体の高所で集水面積が少なく、

水
無
谷
地

凡

例
泥

炭

シルト
凝灰岩

白樺谷地

大
谷
地

図２

駒止湿原の地形図

0

図４

50

白樺谷地の泥炭層断面図

100m

日本応用地質学会東北支部 第 14 回研究発表会

表流水量・水流が弱く基盤岩への下刻が少なかったため、土砂の移動が極めて少なかったと想定される。
駒 止 湿 原 の 泥 炭 層 は 、 14 Ｃ 年 代 測 定 に よ ると、約 3.8 万年前に湿原中で標高の低い、水無谷地に小規模な堆積があり、その後、高原が表層風化に伴う浸食を受け、その凹部が谷地化し、各谷地は 1.7 万年から水無谷地、1.5
万年から白樺谷地、0.5 万年前から大谷地に泥炭が継続的に堆積して現在に至る。

泥炭層の堆積速度は、累乗近似や対数近似するよりも線形近似したほうが良い相関係数を得られるため、これを採用した。
大 谷 地 Br-1 は 深 度 １ ｍ 付 近 ま で は 0.4㎜/year、それ以深では 0.07 ㎜/year で、Br-2
では 0.2 ㎜/year である。白樺谷地 Br-3 については 0.1 ㎜/year で間にシルトを挟まず連
続的に泥炭層が堆積している。最も時代が古
い水無谷地では、0.08 ㎜/year と３つの谷地
中で最も堆積速度が緩慢である。
湿原の基盤標高から等高線図を作成した(図７)。大谷地では西側斜面が急で、東側斜面の勾配が緩い状態にあり、ほぼ現地形と類似した傾向を示す。このような傾向はすべての谷地であてはまる。

図５

各谷地の堆積年代と標高

図７

泥炭層の堆積状況は、基盤岩の影響が大き
く、泥炭層の堆積速度（植物の生産量）は図６に示すようである。
y = 0.0004x + 0.1005
2
R = 0.9402(Br-1上部）

0.0

0.5

1.0

y = 0.0002x + 0.3341
2
R = 0.7901(Br-2)

y = 0.00006x + 0.4767
2
R = 0.6385(Br-4）

y = 0.00007x + 0.784
2
R = 0.9235(Br-1下部）
1.5
y = 0.0001x + 0.1184
2
R = 0.8942(Br-3）
2.0

2.5
15000

10000

5000

14C age(cal BP)

図６

泥炭層の堆積速度0

大谷地

基盤等高線図５.まとめ
湿原の地形はほぼ基盤の地形に影響されていることは、比較的若い湿原で高層湿原となって間もないためであると想定される。
泥炭層の堆積速度が深度にかかわらずほぼ一定であることは、圧密収縮していないことを示している。泥炭層は常に飽和しており、浮力が作用する環境にあるためと想定される。

Br-1
Br-2
Br-3
Br-4

参考文献
1)田島町教育委員会･昭和村教育委員会(2004)
駒止湿原保存方策調査報告書
2)福島県(1980)会津開発地域土地分類基本調
査 針生日本応用地質学会東北支部 第 14 回研究発表会⑥ 農業地帯における地下水への硝酸性窒素負荷機構調査事例
東北農政局農村計画部資源課
１．はじめに
近年、地下水汚染は世界的規模で進行しつつあるが、その中でも硝酸性窒素汚染は肥料や家畜排泄物など農業活動が主な原因とされていることから、農林水産省としても施肥基
準の見直しや関係法令の施行などにより環境保全型農業の推進を図っているところである。
ここでは地下水水質調査のモデル地区として選定した農業地帯を対象に、硝酸性窒素による地下水汚染の現況調査、現位置試験および地下水シミュレーションを行った事例について紹介する。
２．地形地質と土地利用の概要
調査地域は平行する複数の砂丘列および砂丘間低地から構成され、比高は２～３ｍ、面積は約 10km 2 である。砂 丘上では果樹、野菜、たばこが栽培されており、砂丘間低地は水田となっている（図１）。

森

一司

に示す。
標高

図２

模式地質断面図（数字は透水係数）３．硝酸性窒素による地下水汚染の実態
農業用井戸および防火用水井戸約 40 ヶ所
において水質の一斉分析を行った結果、砂丘に沿って 4mg/L 以上の高濃度域が分布し、これらの中心部では 10mg/L 以上を示した。一方、低地部の水田では概ね 1mg/L 台と低い値であった（図３）。

果樹①
果樹②
果樹③
野菜
たばこ

図３
図１ 地形区分と土地利用状況
地質は新第三紀層を基盤として、層さ 100m
以上の第四紀層が分布する。第四紀層は砂丘
砂および第Ⅰ～第Ⅳ層に区分され、砂丘砂および第Ⅰ～Ⅱ層が沖積層に、第Ⅲ～第Ⅳ層が洪積層に属している。模式地質断面図を図２

硝酸性窒素濃度分布図(Oct,1999)

また、濃度の特に高い地域は、地区内の畜産農家から出された家畜排泄物置場ならびに樹園地等で使用される堆肥の仮置場（いずれも野積み状態）の分布とよく一致することも判明した（図４）。

日本応用地質学会東北支部 第 14 回研究発表会

５．シミュレーション結果
負荷開始から 10 年間の計算により、実測濃度分布をうまく説明することができた（図６）。

(標 高 ０ ｍ の 平 面 上 で の 濃 度 分 布 )

図４

家 畜排 泄物 置場 およ び堆 肥仮 置場 の分 布

４．シミュレーションモデルの作成
家畜排泄物置場および堆肥仮置場が本地域
における硝酸性窒素の負荷源であると言えるかどうかを検討するため、三次元差分法による移流分散シミュレーションを行った。モデル領域は 5km×5km、深度方向は 60ｍとし、帯水層を砂丘砂と沖積層Ⅰ・Ⅱの３つに区分した。境界条件としては、地区を挟む２本の河川を定水頭境界、降水や灌漑用水からの地下水かん養量は鉛直３段のタンクモデルにより算出し、地下水揚水量はポンプの電力消費量
より推定した。作成したモデルにより試行計算を行い、地下水位の一斉観測結果および連続観測結果を用いて内挿検定した（図５）。

図６ 負荷開始から 10 年後の濃度分布
次に、砂丘地にライシメータを埋設して地表に堆肥を置き、浸透水中の硝酸性窒素量を測定した結果、堆肥の上をシートで被覆する
ことにより、地下浸透量が殆どゼロになるという結果が得られた。そこで、負荷開始から５年目にシート掛け等の地下浸透抑制対策が施され、負荷量がゼロになった場合を想定したシミュレーションを行った結果、対策の効
果はすぐに発現し、10 年目では地下深部にわずかに残存するのみと予測された（図７）。

河川
地下水の流向図７(Visual MODFLOW Pro 4.1 を 使 用 )図５ 計算された地下水位の分布
次に家畜排泄物置場および堆肥仮置場に、それぞれ 20mg/L,10mg/L の定濃度負荷源を設定した。なお、硝酸イオンの吸着や脱窒による窒素ガス化等は考慮しなかった。

５年目に負荷がゼロになった場合での 10 年後の濃度分布

６．おわりに
平成 11 年に家畜排泄物法（家畜排泄物の管理の適正化及び利用の促進に関する法律）が制定され、５年の猶予期間を経て平成 16 年から本格的な施行が開始されている。これに伴い農業地帯における地下水の硝酸性窒素汚染は次第に軽減してゆくものと考えられる。

日本応用地質学会 東北支部
第 14 回 研究発表会講演集
平成 18 年 7 月 7 日発行
編

集

日本応用地質学会東北支部事務局
応用地質株式会社

東北支社

仙台市宮城野区萩野町 3-21-2

内TEL

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