令和6年度砂防学会研究発表会概要集

P-202

魚野川流域における流砂観測の遷移と土砂流出の経年変化に関するデータ解析
松本直樹・坂井等※1・目黒喜之・笹川拓哉※2

国土交通省 北陸地方整備局 湯沢砂防事務所
日本工営(株)〇麻生あすみ・松岡暁・松永一慶・伊藤隆郭・片山和紬・松田悟
京都大学

宮田秀介

（現所属=※1:飯豊山系砂防事務所,※2:神通川水系砂防事務所）

1．はじめに
湯沢砂防事務所
管内の魚野川流域
竜光遊砂地
で は ,2004 年 の 魚
野川本川上流・大登川水位観測所
野原橋へのﾊｲﾄﾞﾛﾌｫﾝ設置を契機に計5箇所（このうち1清水下流砂防堰堤箇所は閉局）の観測所を設け,観測
大野原橋
値をもとに流域の流砂量の把握や土砂流出の傾向等を観測してきた1)。
本稿では,観測図-1 魚野川流域の流砂量観測所位置
開 始 か ら 約 20 年が経過した各観測所における流砂量観測の遷移と,観測結果から確認された土砂流出の経年変化について整理を行った。
030km

2.2 各観測所における土砂流出の経年変化（1）竜光遊砂地：芋川の下流側に位置する竜光遊砂地（流域面積A=38.2㎢,河床勾配i=1/150,川幅b=33.0m）
では,2010年に水位計,ﾊﾟｲﾌﾟ型ﾊｲﾄﾞﾛﾌｫﾝ（合成音圧式;L=0.5m,2.0m）,2019年からTDR（時間領域反射法を利用した濁度計測手法）が設置されている。当該箇所の流砂観測では,特に2004年中越地震によって発生した崩壊土砂の流出を確認しており,地質的に細粒土砂が多いことからも濁度計を用いた浮遊砂の流下傾向を図-2に基づき示す。観測計器が設置された2010年
から数年間は,値がQs=6×10^-6×Q^2を超えており2),流量に対して浮遊砂量が多い状況にあったが,年々浮遊砂量が減少している傾向が認められる。このことから,2016年に終了した芋川流域における直轄地すべり事業や現在も継続されている砂防事業の効果が発揮されていることが示唆される。
100

102．魚野川流域における流砂量観測

2010年

1

浮遊砂量Qs（m3/s）

2.1 観測地点及び観測機器の概要
魚野川流域における2024年3月時点での観測箇所とその設置目的,設置している観測機器について表-1に示す。観測機器の設置期間を示すが,機器によっては適宜交換・修理を実施している。2018年までの各観測所の状況及び観測機器については梅田1)により整理されているが,2018年以降の大きな更新点として以下の土樽上流砂防堰堤の閉局が挙げられる。
湯沢砂防管内で初めに流砂観測が実施された魚野
川本川上流域の大野原橋観測所,土樽上流砂防堰堤では,上下流に位置する2箇所の観測により魚野川本川の縦断的な土砂移動特性を調査してきた。2019年10月の台風19号により双方の観測機器が被災したため,2箇所で実施してきた観測を大野原橋にて統合運用する形で観測を継続している。

2011年
2012年

0.1

2013年
2014年

0.01

2015年
2017年

0.001

2018年2019年

0.0001

2020年
2021年

2023年の出水

0.00001

2022年
2023年

0.000001
0.1

1

10

100

1000

10000

流量 Q（m3/s）

図-2 竜光遊砂地における流量-浮遊砂量の関係図

表-1 湯沢砂防事務所管内の各流砂量観測所における設置目的及び設置観測機器
観測箇所

観測機器

観測目的
左岸側 水位計(2004.3～)，濁度計(2017.9～)

大野原橋

魚野川本川における土砂移動特性の把握

土樽上流砂防堰堤 大野原橋観測所との上下流に（2020年1月に閉局）おける土砂移動特性の把握
登川水位観測所

登川における土砂移動特性の把握

2011年7月新潟・福島豪雨を踏
清水下流砂防堰堤 まえた，登川水位観測所との縦断的な土砂移動特性の把握
2004年中越地震による崩壊土砂の流出状況変化の把握
竜光遊砂地※他地点との地質的な相違（生産土砂の粒径分布が小さい）も選定理由

流心

流砂量観測桝:縦2.0m×横2.0m×深1.5m,流入部ｽﾘｯﾄ幅0.4m（2005.11～2013.2) ※現在は撤去済み

ﾊﾟｲﾌﾟ型ﾊｲﾄﾞﾛﾌｫﾝ：L=0.5m,2.0m(ﾊﾟﾙｽ式,2004.3～、合成音圧式,2020.3～)、
右岸側 流砂量観測桝:縦2.0m×横2.0m×深1.5m,流入部ｽﾘｯﾄ幅0.4m（2005.11～2020.2）→縦2.0m×横2.0m×深2.0m,流入部ｽﾘｯﾄ幅0.4m（2020.3～）
ﾌﾟﾚｰﾄ型ﾊｲﾄﾞﾛﾌｫﾝ：縦0.1m×横0.5m×厚0.006m(ﾊﾟﾙｽ式)、水位計、底面流速計(左記全て2020.3～)ー

水位計、流砂量観測枡：縦2.0m×横2.0m×深1.5m,流入部ｽﾘｯﾄ幅0.4m(左記全て2005.1～2020.1)、
ﾊﾟｲﾌﾟ型ﾊｲﾄﾞﾛﾌｫﾝ：L=0.5m,2.0m(ﾊﾟﾙｽ式,2005.11～2020.1)、濁度計（2015.3～2020.1）

右岸側 水位計、ﾊﾟｲﾌﾟ型ﾊｲﾄﾞﾛﾌｫﾝ：L=0.5m,2.0m(合成音圧式)、濁度計（左記全て2010.6～）、底面流速計(2013.3～)
左岸側 ﾊﾟｲﾌﾟ型ﾊｲﾄﾞﾛﾌｫﾝ：L=0.5m,2.0m(合成音圧式)、底面流速計(左記全て2013.3～)ーー

水位計、ﾊﾟｲﾌﾟ型ﾊｲﾄﾞﾛﾌｫﾝ：L=0.5m,2.0m(合成音圧式)、濁度計、底面流速計(左記全て2013.3～)
水位計、ﾊﾟｲﾌﾟ型ﾊｲﾄﾞﾛﾌｫﾝ：L=0.5m,2.0m(合成音圧式)、濁度計(左記全て2010.6～)
TDR濁度計※(2019.12～)※宮田秀介・藤田正治、TDRを用いた土砂流出計測手法の開発、平成30年度砂防学会研究発表会概要集、p29-30、2018- 739 -

（2）大野原橋：大野原橋（流域面積A=97.6㎢,河床勾配i=1/53,川幅b=45.0m）では,2004年に水位計,ﾊﾟｲﾌﾟ型ﾊｲﾄﾞﾛﾌｫﾝ（ﾊﾟﾙｽ式;L=0.5m,2.0m）,観測枡（右岸側）,2005
年に流心部に観測枡を追加し流砂量観測を実施してきた。また,前述した2019年台風19号の影響で一部機器が被災したため,新たな機器への交換及び土樽上流砂防堰堤の設置機器を移設し観測体制が復旧された3)。
大野原橋での集中観測を行うにあたり,土樽上流砂防堰堤との流量-掃流砂量ﾃﾞｰﾀの比較を行い（図-3,図-4）,魚野川における縦断的な掃流砂の違いが認められるかを確認した。2地点の縦断距離は約6.5㎞であり,途中に支川も合流するため,下流側の大野原橋における掃流砂量が大きくなることが考えられるが,結果として2019年以前の観測値では大野原橋,土樽上流砂防堰堤ともに同程度の値を示しており,縦断的な掃流砂量の大きな違いがないことが確認された。
10

Meyer-Peter and Muller
2008

土樽上流砂防堰堤MPM式
・D60＝40.3mm
・川幅B＝54m
・勾配＝1/60.01

2009
2010
20112018

掃流砂量Qb (m3/s)

0.1

2019

3．令和5年度の出水ｲﾍﾞﾝﾄの観測
3.1 各観測箇所における出水ｲﾍﾞﾝﾄ
令和5年度の各観測所の出水ｲﾍﾞﾝﾄを示す（表-2）。
令和5年度は,いずれの観測箇所とも近年の最大規模の出水（参考）に対し水位が小さい結果となった。
なお,ｲﾍﾞﾝﾄ設定にあたっては観測箇所ごとに過年度の出水実績に基づき抽出基準=水位を設定している。
表-2 各観測箇所の出水ｲﾍﾞﾝﾄ一覧【令和5年度】
観測所名 No.
1-1 2023/3/22
1-2 2023/6/15
大野原橋 1-3 2023/6/27
1-4 2023/7/20
参考 2020/9/8

最大最大最大
最大時間
掃流砂量
掃流砂量
最大水位 浮遊砂量
雨量
備考（濁度計） 【㎥/s/ｍ】 【㎥/s/ｍ】【m】【mm/h】
2.0m
0.5m【cm3/cm3】
1450.530.00556 0.00083046 0.00000035
71
180.600.00031 0.00005127 0.00000002
68
150.620.00050 0.00025699 0.00000028
1770.680.00182 0.00050500 0.00000032
24
13
1.210.79140 0.00334100 0.00642430 ※0.00000680 0.00000500 右岸
30
60.390.00007
0.00001491 0.00000750 左岸
0.00000343 0.00000103 右岸
70
90.310.00037
0.00000531 0.00000414 左岸
0.00000321 0.00000103 右岸
71
14
0.33
0.00005
0.00000687 0.00000282 左岸
266
31
0.81 （撤去中） 0.00186760 0.00234910 ※
30
60.690.00511 0.00037932 0.00014711
71
140.590.00904 0.00004503 0.00001478
266
31
1.47
0.00716 0.02824342
- ※
67
4
0.68
0.00031 0.00049379 0.00058703
18
3
0.51
0.00062 0.00015753 0.00030183
27
2
0.67
0.00014 0.00024058 0.00064642
76
18
0.48
0.00059 0.00007691 0.00022188
80
5
0.43
0.00007 0.00008981 0.00005515
28
3
0.52
0.00018 0.00024157 0.00042455
113
9
0.81
0.00097 0.00067920
- ※

総雨量
【mm】

期間
～
～
～
～
～

3/25
6/17
6/29
7/22
9/10

2-1 2023/3/23 ～3/25

2-2 2023/6/15 ～登川
水位観測所
2-3 2023/6/27 ～

6/17
6/29

参考 2019/10/12 ～10/13
3-1 2023/3/23 ～
3/25
清水下流
3-2 2023/6/27 ～
6/29
砂防堰堤
参考 2019/10/12 ～10/13
4-1 2023/2/18 ～2/20
4-2 2023/3/12 ～3/14
4-3 2023/3/22 ～
3/27
竜光遊砂地
4-4 2023/6/15 ～6/17
下流
4-5 2023/11/29 ～12/1
4-6 2023/12/31 ～ 2024/1/2
参考 2019/10/12 ～
10/13《雨量観測所》大野原橋：湯沢観測所、登川水位観測所・清水下流砂防堰堤：清水観測所、竜光遊砂地下流：堀之内観測所※灰色着色部（参考）：各観測箇所における2018年からの最大出水（最大水位をとった出水）

3.2 大野原橋の出水ｲﾍﾞﾝﾄにおける粒径別流砂量算出
大野原橋のﾊｲﾄﾞﾛﾌｫﾝの観測ﾃﾞｰﾀから粒径別流砂量を算出し,ﾊﾟｲﾌﾟ型とﾌﾟﾚｰﾄ型における算出結果の相違について検証した。検証方法は,松本ら4)の通りとした。
表-3 出水毎の粒径別流砂量と全掃流砂量（ﾊﾟｲﾌﾟ型）

0.01

0.001

0.0001

出水

全掃流砂
(合計)

令和5(2023)年
115.4
3月22日出水

0.00001

土樽上流砂防堰堤における流量-掃流砂量
観測値の分布範囲

0.000001～0.85 0.85～2.0 2.0～4.75 4.75～9.5mm
mm
mm
mm

9.5～19 19～26.5 26.5～37.5 37.5～53mm
mm
mm
mm

8.89

44.3

62.7

000005.23×10-1

10.4

16.5

0000027.7

1.58

11.6

14.5

0000011.1

6.61×10-2

2.17

8.890000

令和5(2023)年
6月15日出水

27.4

令和5(2023)年
6月27日出水
令和5(2023)年
7月20日出水0
単位：m3

表-4 出水毎の粒径別流砂量と全掃流砂量（ﾌﾟﾚｰﾄ型）
0.0000001
10

1

流量Q (m3/s)

100

1,000

図-3 土樽上流砂防堰堤における流量-掃流砂量関係図10

土樽上流砂防堰堤における流量-掃流砂量
観測値の分布範囲

1

掃流砂量Qb（m3/s）

0.1

Meyer-Peter and Muller
2004
2005

大野原橋MPM式
・D60＝22.0mm
・川幅B＝45m
・勾配＝1/53.6

2006
2009
2010

2014
2015
2016
パルス数3000回/5分以上
2017
2018
2019

0.0001-----センサー交換後----2020（パイプ型）
2020（プレート型）

0.000012021（パイプ型）
2021（プレート型）
2022（パイプ型）

0.000001

2022（プレート型）
2023（パイプ型）
2023（プレート型）

0.0000001
110100流量 Q（m3/s）

254

76.8

182

000000

令和5(2023)年
6月15日出水4927.822000000

令和5(2023)年
6月27日出水

81

34.4

48.2

000000

令和5(2023)年
7月20日出水

44.5

6.54

21.8

16.3

000003

過年度4)と比較すると全体的に全掃流砂量が小さい

2008

2013

0.001

9.5～19 19～26.5 26.5～37.5 37.5～53mm
mm
mm
mm

全掃流砂(合計)

単位：m2012
0.01～0.85 0.85～2.0 2.0～4.75 4.75～9.5mm
mmmmmm

出水
令和5(2023)年
3月22日出水1,000図-4 大野原橋における流量-掃流砂量関係図
また,図-4からは赤沼ら3) が示した通り大野原橋の掃流砂量の増減傾向が確認でき,掃流砂量は周期的に変動を繰り返していると言える。

- 740 -結果となったが,ﾊﾟｲﾌﾟ型の算出傾向（粒径割合）は過年度結果と同様の傾向を示した。ﾌﾟﾚｰﾄ型では粒径が極端に小さく算出されたが,当該箇所で実施した令和
5年度観測枡調査の粒度分布結果と60%粒径の整合性が高いことが確認できた（紙面の都合上,本稿での詳細記載は省略する）。出水形態や規模によりﾊｲﾄﾞﾛﾌｫﾝの形状に応じた適用性や音響波形の飽和状況が異なると考えられ,今後も観測を継続し分析を行う。
4．おわりに：魚野川流域の流砂量観測箇所でも土砂流出が活発な竜光遊砂地では,浮遊砂量が年々減少傾向であることを過去のﾃﾞｰﾀを踏まえ確認できた。観測開始から約20年を迎え,各観測所とも砂防事業の効果を流砂観測の結果から推察できるﾃﾞｰﾀが集約されている状況にあり,今後も継続した観測を行っていく。
【参考文献（題目省略）】 1) 梅田ハルミ,砂防学会誌,Vol.70-NO.6,pp.66-70,2018 2) 水理公式集,H17,p.171 3) 赤沼隼一,福田光生,後藤健,樫田司紀,松田悟,田方智,木村詩穂,五十嵐和秀,伊藤隆郭,r令和
元年度砂防学会研究発表会概要集,pp.141-142,2019 4) 松本直樹,
小野正博,川邊三寿帆,德坂文音,麻生あすみ,松岡暁,伊藤隆郭,松田悟,矢下誠人,令和4年度砂防学会研究発表概要集,pp. 575-576,2023