〈一般研究課題〉

快適な水辺環境の創造に寄与する
都市河川の水理・水質特性の評価と対策に関する研究

助 成 研 究 者

中部大学

武田誠

快適な水辺環境の創造に寄与する
都市河川の水理・水質特性の評価と対策に関する研究―堀川における浮遊物の移動特性とにおいの状況に関する研究―武田 誠（中部大学）

Study on hydraulic and water quality characteristics in urbanriver for creation of comfortable waterside environment
Makoto Takeda（Chubu University）
Abstract
This study treated the problem of float and bad smell of Hori River in Nagoya city. At first, theseasonal changes of float were clarified by capturing float by using the net at Hioki Bridge.
Furthermore, the transport characteristic of float was investigated in upstream area from Matsushige
lock in Hori River. From this research, the process of the accumulation of float in the upstream area ofHori River was shown. It was found that bad smell occurred in downstream area from Kameya Bridge
and in the area between Matsushige lock and Naka Bridge. Moreover, it was found that bad smell
occurred strongly in the case of flood tide, summer season and rainy day. Finally, it was found that thethickness of sludge and ignition loss was higher value in Matsushige lock and Naka Bridge. Fromthese results, the relationship between transport characteristics of float and states of sludge and badsmell were also studied. Furthermore, an effective countermeasure on bad smell was shown.

1. はじめに名古屋市の中心部を南北に流れる堀川は，名古屋城築城にあわせて，物資の運搬のために掘削された人工河川であり，当時は沿川に人々が集い賑わっていた．高度経済成長期には，他の都市河川と同様に工場排水などによる水質悪化が進行し，昭和 41 年には BOD 値が 54.8mg/l にもなった．こ− 79 −

の対策としてヘドロの除去、下水道整備、水面清掃などが実施され、昭和 40 年代後半になると急速に浄化が進み、近年は環境基準（河川 D 類型，BOD 8mg/l 以下）が達成されるなど水環境の改善が1)進んだ ．しかし，未だ水質・悪臭・ゴミの問題は十分に解決されておらず，市民からの水環境改善の要望は高い．
近年，堀川の水理・水質特性の把握を目的とした研究事例がいくつか報告されている．武田・松尾

2) 3)

は，堀川の水理・水質の特徴を整理し，松重閘門からの流入水の堀川に与える影響を現地観測および数
4)値解析により示している．富永ら は，ADCP を用いて堀川の潮汐変動に伴う流量や河岸凹部の流れの様子を示している．また，2006 年には名古屋市堀川の再生を目的として，産官学民が一同に会して堀川の活用・水環境改善を議論する「堀川再生のための5)

連携プロジェクト 2006」 が設立され，水質のみではなく感覚的な評価が可能である「におい」「ゴミ」についても採り上げ，調査・検討が行われた．その成果として，堀川を漂う浮遊物には枯葉などの自然物が多いこと，松重閘門水域部では下げ潮時に右岸側の浮遊物が流入し，溜まった浮遊物は上げ潮時に6)堀川に流出し遡上するという特徴が得られた ．
本研究では，堀川の浮遊物の季節変化，松重閘門

図1

堀川全体図

写真1網の設置状況

水域部より上流域に着目した浮遊物の移動特性，においと底泥の分布特性に関する検討を行い，特に，浮遊物の移動特性と，におい・ヘドロの状況との関係を明らかにした．なお，浮遊物の移動特性から水理特性の，においとヘドロの特性から水質特性（水環境特性）の把握を試みている．

2. 堀川の浮遊物の特性(1) 調査方法
堀川の浮遊物の種類と割合，それらの季節変化を把握する目的で，平成 19 年 6 月 16 日，8 月 30 日，
10 月 28 日，12 月 9 日(全て大潮)の下げ潮時(満潮〜干潮)と上げ潮時(干潮〜満潮)に図 1 の日置橋(堀川河口から約 7.9km)の上から網（入り口の大きさ；縦 40cm，横 40cm，目幅 2mm，写真 1）を設置して浮遊物の回収を行った．対象としている浮遊物は目幅 2mm で捕獲できるものであり，SS で評価− 80 −

表1

観測日近傍の日降水量

される微細なものは含まれていない．6 月の上げ潮時には網を橋の中央に設置したが，6 月の下げ潮時，8 月，10 月，12 月の観測では浮遊物が多く回収できる右岸側に設置した．当日および 3 日前までの降雨量を表 1 に示す．観測当日は 4 回とも晴れであり，それぞれの観測日の 3 日前まではいずれも曇りや小雨であったが，それが観測結果に大きな影響を及ぼしていないと考えている．浮遊物の分類手順を以下に示す．

図2

月毎の浮遊物の質量

写真2

浮遊物の塊（伝馬橋）①下げ潮時と上げ潮時に回収した浮遊物を 1 週間程度天日干しする．
②浮遊物を自然物と人工物に分類し，さらに，自然物を葉や枝などに，人工物をタバコ，ビニールなどに細かく分類する．
③それぞれ分類された物の質量を計測する．
(2)

調査結果

図 2 に月毎の自然物および人工物の質量を示す．
回収した浮遊物の中で，ビンや木片などの明らかに質量が大きいものは除いた．全体の質量に対する自然物の質量は，4 回の観測の平均で 56%程度になった．図 2 からも分かるように，12 月以外の観測では自然物と人工物に大きな差はみられないが，12 月には自然物が非常に多くなる結果が得られた．名古屋地域の紅葉のピークは 11 月中旬から下旬であり，落葉するのは 11 月下旬から 12 月上旬となる．観測を行った 12 月 9 日はちょう
ど落葉のピーク時にあたり，その影響を受けて，自然物が非常に多い結果になったと考えられる．
また，写真 2 は平成 19 年 5 月 17 日の伝馬橋付近の様子であり，浮遊物が多く集積していることがわかる．この塊を構成している浮遊物をみてみると，枯葉などの自然物が多い．つまり，質量的には人工物と自然物の割合には大きな差がない観測日もあったが，自然物は一般に軽いものが多く，浮遊している物の数としては，枝葉などの自然物が多いといえる．

3. 堀川における浮遊物の移動特性(1)松重閘門水域部における浮遊物の移動特性
6)

堀川の浮遊物に着目した武田らの研究 により，堀川では下げ潮時に松重閘門水域部に浮遊物が流入・集合し，上げ潮時に堀川へ流出することを繰り返しており，堀川は浮遊物が名古屋港まで流下しにくい河川であることが示された．さらに，松重閘門水域部における浮遊物の移動特性は，松重閘門水域部と堀川本川との密度変化が引き起こす 3 次元的な流れのなかの，表層の流れの影響を受けたものであることが示された．ここでは，特に松重閘門水域部より上流域に着目し，現地調査により浮遊物の移動特性を検討する．以後，図 1 のように松重閘門水域部より上流側を「上流域」，下流側を「下流域」と記す．

− 81 −

(2)

調査結果

前出した写真 2 は大潮である平成 19 年 5 月 17 日
16 時の伝馬橋付近の様子である．浮遊物が多く集積し，上げ潮時に伝馬橋付近でその様子が顕著に現れていた．このような上流域の浮遊物集積のメカニズムを把握するために平成 19 年 11 月 15 日（中潮）に上流域の上げ潮時の表層の流れを調査した．その結果，錦橋で上流向きの表層流れがあるとき，上流にあたる桜橋では下流向きの表層流れとなっていることが認められた．このときは，

図3

浮遊ゴミの集積図4

浮遊ゴミの移動名古屋港の潮位は上げ潮を示しており，満潮予定時刻 2 時間 40 分前であった．平成 19 年 5 月 17 日と11 月 15 日の大潮時の調査では，共に，干潮時に松重閘門水域部に滞留していた浮遊物が上げ潮時の伝馬橋付近で集積した塊の中に確認された．平
成 19 年 12 月 1 日の小潮時においても名古屋港満潮時刻の約 2 時間 20 分前に，伝馬橋付近において浮遊物が集積している様子が観測されている．
伝馬橋付近以外でも，城北橋や朝日橋付近にて浮遊物の塊が確認された．これらはそれぞれ，下水道施設からの排水の影響，上流側の川幅の急縮の影響と考えられる．以下では，伝馬橋付近の浮遊物の集積に焦点を絞って考察する．
(3)

集積メカニズムに関する考察

現地調査から，名古屋港が上げ潮の場合でも，満潮時刻前に上流域の表層流れが先に下流向きに流れるという，潮位変化と流れのズレが生じていることが分かった．この流れの特徴を考慮した上流域における浮遊物の集積のメカニズムを図 3 に示す．上げ潮になると，浮遊物は表層の流れに乗って上流へと遡上していく．しかし，名古屋港の満潮時刻よりも前に，上流域ではすでに下流へ向かう表層流れとなるため，上流へ向かう流れと下流へ向かう流れがぶつかる場所が生じ，浮遊物が集積したものと考えられる．なお，他地点ではあるが，日置橋において表層が下流向きの流れの場合に底層で上流向きの流れを確認したことと，この集積の時刻が上げ潮時であり，堀川の流入流量は潮汐変動に伴う流量よりもはるかに小さいことから，このような下流向きの流れは，鉛直方向全ての位置において生じているわけではなく，底層では上流方向の流れとなっていることが推察される．さらに，図 4 に示すように，干潮時に松重閘門水域部にあった浮遊物が，上げ潮時に上流域（伝馬橋付近）において集積した浮遊物の中にみられた．したがって，堀川水面を漂う浮遊物は，松重閘門水域部へ流入・流出することにより，下流側へ流下しにくいだけでなく，上流域においても浮遊物が集積する機構を有していることから，堀川は浮遊物（ゴミ）が目立つ河川であると言える．なお，小潮よりも大潮で浮遊物の集積の度合いが激しいようである
が，それが集積のメカニズムによるものか，後述するように大潮の大きな水位変動に起因する浮遊物の量的増加によるものかは現在のところ定かではない．

− 82 −

(4)拡散メカニズムに関する考察

浮遊物は，上げ潮時は中央に集まって遡上し，下げ潮時には側岸に沿うように流下する特性がみられた．上流域で集積した浮遊物の塊が流下するとき，両岸のくぼみ部（平面の止水域）に溜まり，さらに，下げ潮の水位低下により両岸の段差部分（川底露出部分）に乗り上げることで，浮遊物が減少していると考えられる．一方，上げ潮時の表層の流れが上流向きの時には，水位が上がり，両岸の段差部分に溜まっていた浮遊物が流出することで水面に再度現れることから，浮遊物が目立つものと推察される．また，両岸の段差部分は護岸が整備されていない場所に多く，上流域の護岸整備が下流域に比べて進んでいないことが，下流域では浮遊物が少なく上流域では浮遊物が目立つ原因のひとつであるとも推察される．

4. 堀川のにおいの調査(1)

堀川のにおいの縦断観測

図 1 に示す宮の渡し〜朝日橋までの間の橋 16 地
点で平成 18 年 9 月 24 日，平成 19 年 8 月 12 日に船上から，平成 19 年 8 月 30 日に陸上から，においに関するアンケート調査を行った．これらの観測日はすべて大潮である．記入項目は「においの種類」，「臭気強度」，「快･不快度：においに対する不快感」，「活用形態：その場で何ができるか？」の 4
項目で，「においの種類」に関しては複数回答可である．なお，平成 18 年 9 月 24 日は 19 名が，平成 19 年 8 月12日は16名が， 平成19年8 月30 日は3名が調査に参加した．
①平成 18年 9 月 24 日のにおいの種類「ドブ臭」と答えた人が圧倒的に多く，その

図5

臭気強度の比較次に「下水のにおい」が多かった．場所の特性としては，全体的に「ドブ臭」が非常に多く，

表2

気象データ

下流域では「磯のにおい」が，上流域では「下水のにおい」が多くなった．新州崎橋では「消毒」，「馬糞のにおい」，「ゴムのにおい」など多種のにおいがあり，店舗が多く隣接している納屋橋では「飲食店のにおい」があった．
②平成19年 8 月 12 日のにおいの種類「ドブ臭」と答えた人が圧倒的に多く，その次に「生ゴミ」，「下水のにおい」が多かった．
場所の特性としては，全体的に「ドブ臭」が非常に多く，下流域では「磯のにおい」が，上流域では「生ゴミ」，「下水のにおい」が多くなった．
③平成19年 8 月 30 日のにおいの種類「ドブ臭」「下水のにおい」が全体的に多かった．場所の特性としては下流域に「木材臭」，上流域には「生ゴミ」がみられた．

− 83 −

図6

堀川 1000 人調査隊の観測結果からみるにおいの状況④観測結果の比較においの種類について，全体的に「ドブ臭」が多くみられたがこれは堀川全体に堆積しているヘドロから発生していると考えられる．また，それぞれの臭気強度を数値化し，その平均値の分布を図 5 に示す．さらに，観測日の気象データを表 2 に示す．臭気強度について，平成 18
年 9 月 24 日の観測では岩井橋が，平成 19 年 8 月 12 日の観測では瓶屋橋，納屋橋が，平成 19 年 8月 30 日の観測では白鳥橋，松重橋，納屋橋が高い値を示している．これらから特定の場所が臭うわけではないことが予想されるが，堀川では瓶屋橋から下流と松重橋から中橋の間で臭うようである．また平成 18 年度の観測時に比べ平成 19 年度の観測時の方が臭うという結果から，堀川が発する悪臭には表 2 に示す気象の変化が大きく関わっており，季節では夏が，また，雨の日，気温が高く，湿度の高い日に臭うことが推察される．
(2)

堀川 1000 人調査隊の観測結果からみるにおい

4(1)で示した堀川のにおいに関する調査において，アンケート数が十分な量でないことは否めない．一方，現在，木曽川導水の効果の把握を目的とした社会実験として，「堀川 1000 人調査隊2010」が組織され活動しており，においに関する調査も進められている．ここでは，堀川 1000 人
7)

調査隊のホームページの掲示板 の中から定点観測隊によるにおいに関する平成 19 年 4 月から 12月までの月日ごとの観測結果（593 個のデータ）を整理し，臭気強度を数値化し時空間のにおいの分布を図 6 のように図化した．本図の縦軸が堀川の河口からの距離，横軸は時間であり，にお8)いの強度を色で示し．月日ごとの平均気温，平均湿度，日降水量 を，また木曽川導水の中止期間を併せて示している．本図から，「大潮時」「夏場」「雨の日」「河口から 6km 〜 11km」が強く臭うことが分かった．大潮時では大きな水位変動のため流れが速くなることでヘドロが巻き上が− 84 −

りやすくなり，さらに，大きく水位低下することからヘドロが露出するなどしてにおいが強く生じるものと考えられる．さらに，気温が上がれば河川水やヘドロの臭気成分が蒸発し気化されやすくなるため臭うと推察される．雨の日に強くにおうという結果から，未処理の汚水の流入や堀川の流量の増加に伴うヘドロの巻き上げが考えられる．
堀川におけるにおいはこれらの要因が複雑に関与してより強く臭うことが予想される．
(3)

水の状況別におい調査

平成 19 年 10 月 28 日に水の状況の違いによるにおいの調査を日置橋で行った．朝 7 時から夕方 17時まで 2 時間おきに日置橋の表層水を採水し，また，状況別として船が通過した直後の水を，さら図7

状況別のにおいの臭気強度に，他地点との比較として庄内川と中部大学の近くを流れる郊外の都市河川である内津川の水も採水した．採水した水を 13 名の方に先入観が入らぬようにどの川の水なのか，またどの時間の水なのかは知らせずに嗅ぎ比べて順位をつけてもらった．またその水の状況を「におわない」，「やや臭う」，「臭う」，「ひどく臭う」にそれぞれ分類してもらった．
得られた結果を数値化して，その平均値を示したのが図 7 である．本図から，まず，臭気強度と順位の平均値に差が表れていないことが分かる．これは，異なる二つの指標を用いたが，結果的に，においに関する同じ傾向が得られたものと考えられる．また，干潮時と船通過直後に臭うことが分かる．
(4)

堀川のにおいの調査のまとめにおいの縦断観測の結果から，堀川では臭っている場所が状況により変化し，特に，瓶屋橋から下流と松重橋から中橋の間で臭うという結果を得た．堀川 1000 人調査隊の調査結果からも，概ね同様の場所で臭うことが示された．また，においが強い状況として，「大潮」「高い気温」「降雨」が挙げられる．大潮の場合，速い流速によりヘドロが巻き上がり，大きな水位低下によりヘドロが露出する．高い気温の状況であれば，ヘドロから悪臭成分の気化が進む．降雨が強ければ，未処理の汚水が直接河川へ流れ込むとともに，激しい流動によりヘドロが巻き上がる．すなわち，これらはすべてヘドロと関連付けられることから，ヘドロが堀川の悪臭に大きく関わっている可能性がある．

5. 堀川におけるヘドロ調査
平成 19 年 12 月 27 日に図 1 に示す 16 地点に松重閘門水域部内を加えた朝日橋から宮の渡しまでの17 地点で，写真 2 のようにヘドロの堆積厚調査およびヘドロの採取による強熱減量試験を行った．
ヘドロの採取にはエクマンバージ採泥器を用いた．また，堆積厚の調査には標尺(5m)とポール(6m)を用い，川底に標尺を当てヘドロ内にポールを押し込んでそれらの差を計測した．

− 85 −

トロトロ状のヘドロ

写真3(1)

ヘドロ調査の様子採取したヘドロの様子

採取したヘドロの様子は大きく分けて古渡橋から下流部と山王橋から上流部で違いがでた．
上流部のヘドロは，粒径が比較的大きく，葉，枝，石などの混合物が多くみられた（以下，ザラザラ状と表記）．一方，下流部のヘドロは粒ザラザラ状のヘドロ
写真4

採取したヘドロの様子

径が非常に小さく，混合物が少なく(形が残ってない)，粘度の高い様子がみられた（以下，トロトロ状と表記）．また，上流部でも松重閘門と中橋のヘドロはトロトロ状であり，下流部でも住吉橋のヘドロはザラザラ状であった．さらに，ヘドロはひどく臭かった．
(2)

ヘドロの堆積厚の調査結果

ヘドロの堆積厚の調査結果を図 8 に示す．水深の関係から尾頭橋より下流ではポールが河床までとどかず，計測できなかった．本図から松重閘門や納屋橋でヘドロが多く堆積していることが分かる．納屋橋付近（伝馬橋付近）は堀川上流部の浮遊物の移動特性と，また松重閘門は，松重閘門水域部の浮遊物の移動特性と深く関係していると考えられる．すなわち，浮遊物が集積する
ところでは，ヘドロも堆積しやすいと考えられる．
(3)

強熱減量試験の結果

強熱減量とヘドロの堆積厚の分布を図 9 に示す．上流部では中橋と松重閘門水域部で高い値を示しており，また下流部でも高い値を示している．ヘドロの堆積厚が大きい場所では強熱減量の値が高いことが分かった．中橋，松重閘門と熱田記念橋より下流部のヘドロの特徴として，トロトロ状であることが分かっている．これらの水域では流れが遅く有機物が堆積しやすく，トロトロ状のヘドロに変化したと考えられる．
(4)

ヘドロの状況とにおいとの関係

瓶屋橋から下流域と松重橋から中橋の中流域で臭ったことから，そのあたりでみられた有機物を多く含むトロトロ状のヘドロが臭いに強く関係していると推察される．これらの水域ではヘドロの堆積も多くみられ，流れの状況によってはヘドロが巻き上がり，また，水位低下によってヘドロが露出し，においが強く発生する．
したがって，松重閘門水域部や伝馬橋付近の浮遊物の集合などの移動特性により，浮遊物が行− 86 −図8

図9

ヘドロの堆積厚の分布

強熱減量とヘドロの堆積厚の分布

き来し，集合体として大いに目立つだけでなく，それらの場所では浮遊物が沈降し，ヘドロが溜まりやすくトロトロ状へと変質している．さらに，上流域では，川幅が狭く道路からみて水面が近いために，においを強く感じる場所であり，ヘドロ堆積の増加と質的変化を受けて，堀川内でもにおいを強く感じる場所と考えられる．このように，松重閘門から中橋に至る水域の浮遊物の移動特性は，ヘドロ堆積とにおいの分布に強く関係していることが示された．
本検討結果から，川幅が狭く水面を近くに感じとることができる松重閘門から中橋の区間を重点的にヘドロの浚渫を行うことで，悪臭の発生も防ぐことができると考える．

6. 結論
本研究で得られた成果を以下に示す．
1) 本調査結果によると，堀川における浮遊物には，質量でみて 56%の割合で自然物が含まれており，季節変化により 12 月に多くなることが示された．さらに，質量的には同程度の自然物と人工物であっても，数量でみれば，自然物の方が多いことが推察された．
2) 下げ潮時の松重閘門水域部における浮遊物の流入，集合と上げ潮時の水域部から堀川本川への− 87 −

流出と，堀川上流域への遡上により，浮遊物が堀川内に長期間存在するのみではなく，上流域において集合する機構を有している．したがって，堀川は浮遊物（ゴミ）が目立つ河川であるといえる．
3) 浮遊物は，下げ潮時には両岸の窪み部や段差部に留まり，水面を漂わなくなり，上げ潮時には再び水面を漂う．したがって，この特性により，大潮の上げ潮では浮遊物が増大することとなる．
4) においに関する調査の結果，堀川内は「ヘドロ臭」が多くの場所で感知され，次に，下流域では潮のにおいが，上流域では下水のにおいが感知される．また，臭う場所としては，瓶屋橋から下流と松重閘門から中橋に至る区間であった．さらに，「大潮」「気温の高い夏場」「雨の日」に強く臭うことが示され，それらが関与する臭う原因として，ヘドロとの関係が指摘された．
5) 底泥の調査を行い，堀川内のヘドロの堆積厚および強熱減量の分布を示した．さらに，ヘドロの状況として，下流側ではヘドロの粒径が非常に小さく，粘度の高いトロトロ状であり，上流側では粒径が比較的大きく，葉，枝，石などの混合物が多くみられるザラザラ状であったが，上流側でも浮遊物が集合していた中橋と松重閘門ではトロトロ状であった．これらの結果から，浮遊物の移動特性とヘドロの状況，においの状況には関係があることが推察された．
6) 本検討結果から，川幅が狭く水面を近くに感じとることができる松重閘門から中橋の区間を重点的にヘドロの浚渫を行うことが，悪臭対策にとって効果的であるといえる．
本研究では，現地調査を用いて，名古屋市堀川の重点的課題である浮遊ゴミ（ここでは，浮遊物と表記），においについて検討を進めてきた．研究成果として，浮遊物の流動特性とヘドロの状況との関係が示されたことは大きな成果と考える．また，堀川特有の浮遊物の流動特性により，流入した浮遊物は長期滞在し，沈降してヘドロ化しやすいことが示された．このことから，自然浄化機能が強く期待できない現状では，堀川に出来る限り枯葉などの自然物を入れないことが必要である．
したがって，護岸の整備や樹木の管理など枯葉などの流入抑制を進めることも大切な対策であるといえる．

参考文献
1) 名古屋市（特に，堀川）： http://www.city.nagoya.jp/（平成 20年 5 月 1 日確認）
2) 武田誠，日置梓，遠山智，松尾直規：冬季の堀川の水質変化に関する現地観測と数値解析，環境
工学論文集第 43巻，pp.483-491，2006．
3) 武田誠，松尾直規：堀川の流れと水質に関する現地調査，水工学論文集

第 51 巻，pp.1135-1140，2007．
4) 富永晃宏，佐々木高志，郭測，水工学論文集

緯：堀川の潮汐変動に伴う流量特性と河岸凹部の流れ構造の現地観

第 52巻，pp.781-786，2008．

5) 堀川再生のための連携プロジェクト 2006 ： http://www.horikawa-saisei.jp/（平成 20 年 5 月 1 日確認）
6) 武田誠，原田守博，富永晃宏，石黒鐐三，近藤貴之，中島佳郎，吉田均：堀川における浮遊ゴミの移動特性に関する研究，水工学論文集

第 52 巻，pp.1111-1116，2008．

7) 堀川1000人調査隊： http://www.horikawa1000nin.jp/（平成 20年 5 月 1 日確認）
8) 名古屋地方気象台：http://www.tokyo-jma.go.jp/home/nagoya/（平成 20年 5 月 1 日確認）

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