調査研究 2-1

下流河川への必要土砂供給を考慮したダム堆砂対策に関する研究
Study on reservoir sediment management considering the necessary sedimentsupply to downstream rivers
清 原 正 道高 木 康 行研究第一部長 佐 藤 克 英
京都大学防災研究所 教授 角哲 也
研究第一部主任研究員

前研究第一部主任研究員

本稿では、従来、貯水池機能の持続性確保に焦点をあてて進められてきたダム堆砂対策に対して、下流河川環境の健全化の観点から供給すべき土砂の量および質を考慮した新しい対策のあり方について検討を行った。
キーワード：ダム堆砂対策、土砂排出の環境影響、下流河川環境の健全化
In this paper, new concept of reservoir sedimentation management to consider necessary sediment supply from the view
point of downstream river improvement is discussed on the contrary to conventional one which is mainly focusing onsustainability of reservoir functions.
Key words : reservoir sedimentation management, environmental impact of sediment discharge, improvement ofdownstream river environment

近年、流砂系における土砂動態の改善に対する社会

1. はじめに的な要請の高まりを受け、治水・利水・環境が調和し我が国では、高度経済成長期以降増大する水需要や、た総合土砂管理計画の策定が求められている。このよ

頻発する洪水被害を防止するため、築堤や河道拡幅等

うな中、ダム下流の河川環境を改善しつつ、貯水池機の治水整備を進めると共に、ダム建設により洪水調節能を維持していくことの重要度は益々高まっている。と利水補給を行ってきた。建設後数十年を経たこれら

しかし、排砂により生じるダム下流における正負ののダムでは、貯水池の堆砂が著しく、計画堆砂量を超様々な影響について、定量評価を行い排砂量や排砂土えて堆砂が進行しているダムが出てきている。また、の粒度分布を決定する手法は未だ確立されていない。

現在は問題が無くとも、堆砂の進行速度が計画に対し本稿では、その影響がしばしば数百km下流にまでて速く、早期に対策を講じなければ適切な貯水池運用及び、遥か下流の河口や海岸の生態系に影響を及ぼすに支障をきたす可能性を有するダムも存在している。

こともあるダム 1）において、環境と調和した管理を実

現在、これらの問題に対応するため、貯水池内堆積土現するため、下流河川環境の健全化の観点から供給す砂の浚渫、土砂バイパストンネルやフラッシング・ス

べき土砂の量および質を考慮した新しいダム堆砂対策ルーシング等、様々な手法により貯水池内堆積土の除のあり方について整理した。

去および下流河川への還元（本稿では以降「排砂」と総称する）が実施・検討されているところである。

2. 堆砂対策検討の流れ

一方、ダム貯水池への堆砂以外にも、ダム下流河川（1）理想的 1 な堆砂対策検討の流れ

における河道環境の変化、河口・海岸域における汀線後退等の問題が顕在化してきている。しかしながら、野村らの提示した堆砂対策検討の流れ 2）を参考に、前述の対策はダム機能の維持を主眼として実施・検討

既設ダムにおける理想的な堆砂対策検討の流れを整理されている場合が多く、ダム下流の環境が必要とする

1
従来の内的要因（ダム自体が有する堆砂対策の必要性）に加え、外的要因（ダムの影響を受ける社会環境・自然環境からの必要性）の項目も踏まえた優先度評価方法など、幅広い視点からの新しい堆砂対策検討の流れを本稿
では「理想的な堆砂対策検討の流れ」と表現することとする。

土砂の量と質に配慮した土砂管理計画はほとんど立案されていない状況にある。

21

したものを図-1 に示す。先ず堆砂対策が必要なダムを例）安定的な河床高を維持し、アユが生息するよう抽出し、その中で優先度を評価し、対策実施ダムの選な河川、ダム下流における現状の生態系を維持した上定を行う。続いて、そのダムのライフサイクル（ダムで、さらに中流域の樹林化を抑制する、海岸部での漁本体の供用期間又は堆砂対策の実施期間）を設定し、獲高をダム建設前の水準に戻す等期間内の流入土砂量を予測する。その上で、ダムの必b）排砂により発現すべき効果の設定

要機能を確保する観点からダム側からの必要排砂量及ダム下流において、望ましい河川・海岸像を達成す

び、ダム下流の望ましい河川像の観点からダム下流側るために、発現すべき効果（ポジティブインパクト）からの必要供給土砂量をそれぞれ設定し、その両面かを影響項目毎に設定する。

ら排砂シナリオの設定、最適な堆砂対策の選定を行う

例）ダム下流の洗掘傾向区間の河床高を上昇させる、こととなる。

粗粒化を改善させる、海岸への供給土砂量を増やす等
c）制約レベルの設定 3）㽲ၸ⍾ኻ╷䈏ᔅⷐ䈭䉻䊛䈱᛽಴

排砂によるネガティブインパクトの許容範囲（制約㽳ኻ╷ታᣉ䉻䊛䈱ㆬቯ㩿ఝవᐲ⹏ଔ㪀⃻ᤨὐ䈱ఝవᐲ

レベル）を影響項目毎に設定する。

ૐ ⛽ᜬ▤ℂ䈪䈱ኻᔕ例）河床上昇量は河道掘削で対応可能な範囲に留め㜞㽴䊤䉟䊐䉰䉟䉪䊦䈱⸳ቯる、取水施設への影響は避ける、濁度は洪水時にダム㽵ᵹ౉࿯⍾㊂䈱੍᷹䉻䊛䈎䉌䈱ⷞὐ

地点へ流入する濁度を超えない程度とする等䉻䊛ਅᵹ䈎䉌䈱ⷞὐ㽶ᔅⷐᯏ⢻㩿⏕଻䈜䈼䈐⾂᳓ኈ㊂㪀䈱⸳ቯ㽸ᦸ䉁䈚䈇ᴡᎹ௝䈱⸳ቯ㽷䉻䊛஥䈎䉌䈱ᔅⷐឃ⍾㊂䈱⸳ቯ㽹䉻䊛ਅᵹ஥䈎䉌䈱ᔅⷐଏ⛎࿯⍾䈱⸳ቯd）影響項目毎の必要最小変化量の設定b）で設定した発現すべき効果を満足するために必要な変化量（変化後の状態）を影響項目毎に設定する。
例）ある区間の河床高を 1.0m上昇させる、海岸部へ㽺ឃ⍾䉲䊅䊥䉥䈱⸳ቯ㽻ᦨㆡ䈭ၸ⍾ኻ╷䈱ㆬቯ㽼੐ᬺ⹏ଔ㩿㪙㪆㪚䈱▚ቯ㪀⋡ᮡ䉕㆐ᚑน⢻䈭䉲䊅䊥䉥䈏⸳ቯ䈪䈐䈭䈇႐ว䈲䊐䉞䊷䊄䊋䉾䉪㊀ᄢ䈭໧㗴䊶⺖㗴䈏䈅䉎႐ว䈲䊐䉞䊷䊄䊋䉾䉪の到達土砂量を現状より 2 割増加させる等ᧄⓂߢขࠅᛒ޿e）影響項目毎の許容最大変化量の設定c）で設定した条件を満足する変化量（変化後の状態）㽽ၸ⍾ኻ╷䈱ታᣉの上限値を影響項目毎に設定する。

㽾ኻ╷ታᣉലᨐ䈱䊝䊆䉺䊥䊮䉫例）計画河床高より河床を上昇させない、取水堰上ᅷᒰᕈ䈏䈭䈇႐ว䈲䊐䉞䊷䊄䊋䉾䉪

流へは堆積させない、濁度の上昇は排砂前と比較して図-1 理想的な堆砂対策検討の流れ10%以内を上限とする等（2）下流河川からの必要供給土砂の設定

f）ダム下流側からの必要供給土砂の設定

この内、本稿で取り扱うものは図-1 の枠書（⑧ダム

制約条件を侵すことなく、望ましい河川・海岸像を下流側からの必要供給土砂の設定）の部分である。

（目標）を達成することが可能となる供給土砂の量と本項目では、排砂により今後の河川・海岸が目指す質、即ち排砂条件を設定する。適切な必要土砂の設定

方向性としてダム下流における望ましい河川・海岸像が出来ない場合、①目標あるいは制約を維持し、補助を設定し、これを踏まえ下流からの必要供給土砂量を的対策を追加することで必要量を見直す、②目標ある設定するための「目標」と「制約」を設定し、この両者いは制約を見直す、③望ましい河川・海岸像自体を見を満足する排砂量及び質を決定する考え方について提直す、の何れかのフィードバックが必要である。

示する。検討の流れを図-2 に示す。
a）望ましい河川・海岸像の設定

なお、実際に下流河川からの必要供給土砂量を設定

排砂により今後の河川・海岸が目指す方向性（望まする上では、排砂により今後の河川・海岸が目指す方しい河川・海岸像）について、検討を行う。排砂により、向性（望ましい河川・海岸像）により、目標や制約のその河川が元々持っていた物理・生物環境を回復させレベルが異なる。そのため、「望ましい河川・海岸像ることを目指す場合、いつの河道状況を目指す排砂計の設定」は非常に重要となるが、個別の河川で十分に画とするかが重要である。目標の設定に関しては、そ議論して設定する必要があり、ここでは便宜的に「望の当時の河道状況が確認できる資料が少ない場合や、ましい河川・海岸像の設定」以降の検討イメージを整ダム建設後長期間を経過している場合など、建設後の理することとする。

状況に対応し安定した環境が形成されている場合があることなどを勘案する必要がある。

22㪸㪀ᦸ䉁䈚䈇ᴡᎹ䊶ᶏጯ௝䈱⸳ቯ䊶ឃ⍾䈮䉋䉍੹ᓟ䈱ᴡᎹ䊶ᶏጯ䈏⋡ᜰ䈜ᣇะᕈ㩿ᦸ䉁䈚䈇ᴡᎹ䊶ᶏጯ௝㪀䈮䈧䈇䈩ᬌ⸛䇸⋡ᮡ䇹䈱⸳ቯ䇸೙⚂䇹䈱⸳ቯ㪹㪀ឃ⍾䈮䉋䉍⊒⃻䈜䈼䈐ലᨐ䈱⸳ቯ㪺㪀೙⚂䊧䊔䊦䈱⸳ቯ䊶ឃ⍾䈮䉋䉍ᦸ䉁䈚䈇ᴡᎹ௝䉕㆐ᚑ䈜䉎䈢䉄䈮䇮䉻䊛ਅᵹ䈪⊒⃻䈜䈼䈐ലᨐ㩿䊘䉳䊁䉞䊑䉟䊮䊌䉪䊃㪀䉕ᓇ㗀㗄⋡Ფ䈮⸳ቯ䊶ឃ⍾䈮䉋䉍⊒↢䈜䉎䊈䉧䊁䉞䊑䉟䊮䊌䉪䊃䈱⸵ኈ▸࿐㩿೙⚂䊧䊔䊦㪀䉕ᓇ㗀㗄⋡Ფ䈮⸳ቯ㪻㪀ᓇ㗀㗄⋡Ფ䈱ᔅⷐᦨዊᄌൻ㊂䈱⸳ቯ㪼㪀ᓇ㗀㗄⋡Ფ䈱⸵ኈᦨᄢᄌൻ㊂䈱⸳ቯ䊶⸳ቯ䈚䈢⊒⃻䈜䈼䈐ലᨐ䉕ḩ⿷䈜䉎䈢䉄䈮ᔅⷐ䈭ᄌൻ㊂㩿ᄌൻᓟ䈱⁁ᘒ㪀䉕ᓇ㗀㗄⋡Ფ䈮⸳ቯ䊶⸳ቯ䈚䈢೙⚂᧦ઙ䉕ḩ⿷䈜䉎ᄌൻ㊂㩿ᄌൻᓟ䈱⁁ᘒ㪀䈱਄㒢୯䉕ᓇ㗀㗄⋡Ფ䈮⸳ቯ㽲೙⚂䈲⛽ᜬ䈚䇮⵬ഥ⊛䈭ኻ╷䉕ㅊട䈜䉎䈖䈫䈮䉋䉍䇮⸵ኈ㊂䉕⷗⋥䈚㽲䇸⋡ᮡ䇹䈲⛽ᜬ䈚䇮⵬ഥ⊛䈭ኻ╷䉕ㅊട䈜䉎䈖䈫䈮䉋䉍䇮ᔅⷐ㊂䈱⷗⋥䈚㪽㪀䉻䊛ਅᵹ䈎䉌䈱ᔅⷐଏ⛎࿯⍾㊂䈱⸳ቯ㽳䇸⋡ᮡ䇹䈱⷗⋥䈚㽴䇸ᦸ䉁䈚䈇ᴡᎹ䊶ᶏጯ௝䇹⥄૕䈱⷗⋥䈚ㆡಾ䈭ଏ⛎࿯⍾䈱㊂䈫⾰䈏⸳ቯ䈪䈐䈭䈇႐ว䈲䇮ᴡᎹ․ᕈ䉕ൊ᩺䈚䇮ᔅⷐ䈮ᔕ䈛䈩䊐䉞䊷䊄䊋䉾䉪䊶೙⚂᧦ઙ䉕ଚ䈜䈖䈫䈭䈒䇮ᦸ䉁䈚䈇ᴡᎹ௝䉕㆐ᚑ䈜䉎䈖䈫䈏น⢻䈫䈭䉎ଏ⛎࿯⍾䈱㊂䊶⾰㩿☸ᓘ㪀䉕⸳ቯ㽳䇸೙⚂䊧䊔䊦䇹䈱⷗⋥䈚㽴䇸ᦸ䉁䈚䈇ᴡᎹ䊶ᶏጯ௝䇹⥄૕䈱⷗⋥䈚ㆡಾ䈭ଏ⛎࿯⍾䈱㊂䈫⾰䈏⸳ቯ䈪䈐䈭䈇႐ว䈲䇮ᴡᎹ․ᕈ䉕ൊ᩺䈚䇮ᔅⷐ䈮ᔕ䈛䈩䊐䉞䊷䊄䊋䉾䉪䇸ឃ⍾᧦ઙ䇹䈱⸳ቯ

図-2 下流河川からの必要供給土砂の設定フロー (案)3. 下流河川からの必要供給土砂の設定（2）影響項目（1）検討概要の供給土砂の増加、排砂中の土砂濃度の上昇、河床材

ダムからの排砂により、ダム下流では河道・海岸へ
前章で整理した図-2 に基づき検討を行うためには、料の変化といった物理環境の変化が発生すると想定さ排砂によりダム下流において影響を受ける事項を把握れる。G.Merleによるダムの影響がおよぶ区域・期間し、当該項目について目標・制約を設定する必要があの整理結果 4）を参考に、排砂実施事例等、近年得られる。先ず、排砂により想定される物理変化から、ダムた知見を追加し、排砂によりダム下流で発生が想定さ下流での発生現象を分類し、これによる「影響」項目

れる影響項目について整理した結果を表-1 に示す。なについて整理した。影響を評価するため、対応する影お、ダム設置に伴う下流河川での物理環境の変化は「供響評価指標を用いて、いくつかの項目について、ある給土砂量の減少」と「流況変化（洪水流量の減少）」に排砂ケースを元に仮想的な「目標」、「制約」をどの程起因していると考えられるため、河床の固定化改善は度満たすかのケーススタディを試みた。結果、この方供給土砂量の増加のみでは効果が期待できず、フラッ法では、目標・制約に対する個別項目毎の充足度の評

シュ放流等の組み合わせ措置が必要であると考えられ価、及び対策が必要となる区間とその対策内容についる（図中の黄色ハッチ部）。て把握することが出来たが、全ての項目について総合的に見た場合、当該排砂ケースが最適案であるか否かを判断することが出来なかった。そのため、排砂量・流況を要因としてダム下流河川の健全度が変化すると仮定し、影響項目毎の健全度が最大となる排砂ケースを最適案として抽出する方法を提示した。

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表-1 排砂によりダム下流で発生が想定される影響項目ឃ⍾ߦࠃᓇ㗀⹏ଔ㗄⋡ࠅᗐቯߐ࠳ࡓਅᵹߢߩࠇࠆ‛ℂ⊒↢⃻⽎ ᄌൻᴡ ㆏ ߳ ߩ Ј ᴡᐥૐਅߩ㒐ᱛ࿯⍾ଏ⛎
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（3）検討フローに基づいたケーススタディ間が生じること、及び発電ダム湛水区間で許容最大河ここでは、A川を対象として前節の影響項目につい床高を越える区間が生じることが明らかとなった。て、「下流河川からの必要供給土砂の設定フロー」にこのため、このケースでは下記の対応が必要である

基づき土砂量設定のためのケーススタディを実施しと判断される。

た。
検討にあたっての前提条件は下記のとおりである。
○•

取り扱う影響項目はA川の資料がある「河床どの対策を実施する（補助的な対策を実施する）高」、「流砂量」、「河床材料」の 3 種類とした。
○

発電ダム堰堤の改造、機械的排除、維持掘削な•

便宜上、整理した影響項目毎に「目標とするポ利水施設の許容値を引き上げる（制約レベルを変更する）ジティブインパクト」、「制約となるネガティブ•

排砂条件（土砂の量・質等）を変更する

等インパクト」を仮想的に設定した。
○一次元河床変動計算に基づく排砂による物理環b）流砂量（砂フラックス 2）の評価

境変化の予測結果と仮想的な目標・制約の関係①目標・制約の設定
排砂による付着藻類の剥離・更新を促進するためのから、排砂影響を整理・評価した。
○

目標と魚類生息の観点からの制約を表-3 に示す。

想定する排砂ケースは、水圧吸引工法により323 万m /年の土砂量をダム下流に排砂すること

表-3 付着藻類の剥離・更新に関する目標と制約とした。

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a）河床高の評価①目標・制約の設定⋡ᮡ࡮೙⚂
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排砂による護岸や橋脚等河川管理施設の洗掘による被災を防止するための目標と治水・利水上の制約を表-2 に示す。
表-2 河床高に関する目標と制約ᓇ㗀㗄⋡ᴡᐥૐਅߩ㒐ᱛౝኈ⊒⃻ߔߴ߈ലᨐ⋡ᮡߩ⁁ᘒౝኈ⊒⃻ߔߴ߈ലᨐ⋡ᮡ࡮೙⚂዁᧪ᵞជ߇↢ߓࠆߣ੍ᗐߐࠇࠆ▎ᚲ M㨪M ߩᵞជ㒐ᱛ⋡ᮡߩ⁁ᘒ ⃻ᴫᴡᐥ㜞ࠃࠅᴡᐥૐਅߐߖߥ޿
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②排砂による流砂量の評価
上記目標・制約の下で河床変動計算により得られる、SIの算出根拠となる流砂量について整理すると図-4 の通りであり、Bダム上流区間については排砂により礫の平均年流砂量が 2 倍以上となり、排砂なしと比べて付着藻類の剥離・更新が促進できることが期待できる。
一方、Cダム上流区間では排砂により流砂量が 10 倍以②排砂による河床高の評価上となり、当該区間を遊泳する魚体の損傷に対する許上記目標・制約の下で、河床変動計算により算出さ容レベルを上回ることが分かった。

れる河床高を整理すると図-3 の通りであり、排砂実施␕䋨㪉㪅㪇㪇䌾㪈㪐㪅㪇㪇㫄㫄䋩㪊㪇㪇㪇㪇

により対象区間全域で河床低下が生じないことが想定㪹Ꮉ㪉㪎㪌㪇㪇ឃ⍾䈭䈚ឃ⍾䈅䉍㪺Ꮉ㪻Ꮉ㪉㪌㪇㪇㪇㪼Ꮉ㪉㪉㪌㪇㪇

され、目標は達成できることが分かった。一方、このᵹ⍾㊂䋨㫄㪊 䋩㪉㪇㪇㪇㪇

排砂条件では、一部区間で治水安全度を満足しない区

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図-4 流砂量の評価㩷 㩷 㩷 㩷 㩷 ೙⚂᧦ઙ䉕ḩ⿷䈪䈐䉎⸵ኈᦨᄢ୯㩷㩷 㩷 㩷 㩷 㩷 ឃ⍾ኻ╷䈱⋡ᮡ䈫䈭䉎䊧䉴䊘䊮䉴䈱▸࿐㩷㪋㪇 㪋㪈 㪋㪉 㪋㪊 㪋㪋 㪋㪌 㪋㪍 㪋㪎 㪋㪏 㪋㪐 㪌㪇 㪌㪈 㪌㪉 㪌㪊 㪌㪋 㪌㪌 㪌㪍 㪌㪎 㪌㪏 㪌㪐 㪍㪇 㪍㪈 㪍㪉 㪍㪊 㪍㪋 㪍㪌 㪍㪍 㪍㪎 㪍㪏 㪍㪐 㪎㪇 㪎㪈 㪎㪉 㪎㪊 㪎㪋 㪎㪌 㪎㪍 㪎㪎 㪎㪏 㪎㪐 㪏㪇2ある面を通過するある物理量（砂など）について、面に垂直な成分の単位面積・単位時間あたりの通過量

図-3 河床高の評価

25このため、このケースでは以降の対応が必要である

出来ても、排砂に期待する最も妥当な必要供給土砂量と判断される。
•であるか判断が付かない。このため、目標と制約の充補助的な対策（魚の待避所の設置、下流への土足状況を踏まえ、最適な必要供給土砂量を導き出す手砂供給減となりうる河床の維持掘削等）の実施法が必要であることが分かった。

•制約レベルを下げる•排砂条件（排砂量を減らす、排出土砂の粒度構（4）下流河川の健全度の評価成を変更する）を変更する

a）影響項目毎の健全度等c）河床材料の評価

排砂によるダム下流に対する影響は、目標と制約の①目標・制約の設定両者を満足するケースが複数存在する場合があり、こ粗粒化している河床材料を排砂により細粒化するたのような場合に何れのケースが最適であるか、判断すめの目標と生態系の変化に対する制約を表-4 に示す。

る指標が必要となる。また、土砂の連続性の遮断によ

表-4 河床材料に関する目標と制約

りダムの下流河川の健全度が損なわれてきた場合、排ౝኈ⋡ᮡ࡮೙⚂⊒⃻ߔߴ߈ ᴡᐥ᧚ᢱߩ☻☸ൻㅴⴕࠍᡷༀߔࠆലᨐ⋡ᮡߩ⁁ᘒ ឃ⍾ߥߒߦᲧߴ F ࠍ⚦☸ൻߔࠆ↢ ᘒ ♽ ߩ ೙⚂࡟ࡌ࡞ ⃻⁁ߩ↢ᘒ♽ࠍᄢ߈ߊᄌൻߐߖߥ޿ᄌൻ⸵ኈߩ⁁ᘒ Ḗ᳓ၞࠍ㒰߈ F҈OOߣߔࠆ̪㕍ࡂ࠶࠴㧦⋡ᮡ‫࠴࠶ࡂ⿒ޔ‬㧦೙⚂ ̪d50㧦50%ㅢㆊ☸ᓘ

砂量を増大させることで健全度の向上が期待される②排砂による河床材料の評価

健全度応答のイメージを示す。

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ᡷༀ

が、土砂量が一定量を超えると、それ以上排砂量を増大させても健全度は向上せず、むしろ悪化する排砂過多の状態になると考えられる。
そこで、排砂により影響項目が目標に対してどの程度充足されたのかを示す指標として「健全度」を設定し、これが最大となるケースを最適ケースとすることが妥当であると考えた。図-6 に排砂による下流河川の上記目標・制約の下で河床変動計算により算出されなお、影響項目の健全度は各項目間でトレードオフる粒径を整理すると図-5 の通りであり、排砂により全の関係にあると考えられ、ある排砂ケースに対し影響域において、河床材料は細粒化の方向に動くことが予項目毎の健全度の全てを最大とすることは困難であ想される。Aダム・Bダムの湛水域を除いては、d50る。このため、影響項目毎の健全度を個別に評価し、≧ 2.0mmであり、生態系が大きく変化することはな

その後、項目の重要度を踏まえ、総合的に評価するこいと想定される。とが必要である。総合評価の考えについては後述する。
健全度の考え方は、ダム建設に伴う下流への影響は㪌 㪇 䋦 ☸ ᓘ 㩿㫄 㫄 䋩㪌㪇䋦☸ᓘ❑ᢿ࿑ឃ⍾䈭䈚ឃ⍾䈅䉍㪈㪇㪇㪇㪅㪇「供給土砂量の減少」と「流況変化（洪水流量の減少）」㪈㪇㪇㪅㪇が複合的に影響しあって生じていると考えられる 7）。
このため、下流河川における健全度は、下式のように㪈㪇㪅㪇㪻㪌㪇 㪔 㪉㪅㪇㫄㫄㪻㪌㪇 㪔 㪉㪅㪇㫄㫄㪻㪌㪇 㪔 㪉㪅㪇㫄㫄㪻㪌㪇 㪔 㪉㪅㪇㫄㫄

影響評価項目毎に土砂量と流況の関数として表現する

㪈㪅㪇

ことが出来る。

㪇㪅㪈㪘䉻䊛Ḗ᳓ၞ㪇㪅㪇㪙䉻䊛Ḗ᳓ၞ㪚䉻䊛Ḗ᳓ၞ㪛䉻䊛

下流河川の健全度（X i）=f（土砂量、流況）i㪋㪇 㪋㪈 㪋㪉 㪋㪊 㪋㪋 㪋㪌 㪋㪍 㪋㪎 㪋㪏 㪋㪐 㪌㪇 㪌㪈 㪌㪉 㪌㪊 㪌㪋 㪌㪌 㪌㪍 㪌㪎 㪌㪏 㪌㪐 㪍㪇 㪍㪈 㪍㪉 㪍㪊 㪍㪋 㪍㪌 㪍㪍 㪍㪎 㪍㪏 㪍㪐 㪎㪇 㪎㪈 㪎㪉 㪎㪊 㪎㪋 㪎㪌 㪎㪍 㪎㪎 㪎㪏 㪎㪐 㪏㪇〒㔌ᮡ㩿㫂㫄䋩

上式は、対象とする評価項目により関係式が異なる

図-5 河床材料の評価ため、検討対象の項目毎に評価することが必要である。以降に、ダムからの排砂を実施した場合の下流河川における評価項目毎の健全度の応答イメージの例を

このケースでは河床材料の変化に関する目標・制約を両方満足することが可能であることが分かった。

示す。

d）必要供給土砂設定の課題

b）排砂実施による下流河川の健全度応答イメージ①河床低下への応答

以上、3 種類の影響項目について、「下流河川からの必要供給土砂の設定フロー」に基づきケーススタダムからの排砂が効果的であり、排砂の実施によりディを実施し、対象とする排砂ケースについて、目標健全度の改善が期待できる。また、フラッシュ放流等と制約の各々の条件に対する充足状況の確認と必要なにより洪水流量を増加させることで、改善範囲の増大対策について整理した。一方、この方法では当該排砂が期待できる。

ケースの目標・制約に対する充足度を評価することが26‫ޝ‬ᴡᐥૐਅ߳ߩᔕ╵‫ޞ‬࠳ࡓ⸳⟎೨㧔ᵹ㊂㧦ᄢ㧕ᒰ⹥㗄⋡ߦ߅ߌࠆᦨㆡឃ⍾ᒰ⹥㗄⋡ߦ߅ߌࠆᦨㆡឃ⍾

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図-6 排砂による下流河川の健全度応答イメージ②樹林化への応答c）健全度の指標化例

洪水流量の増大が効果的であり、フラッシュ放流等

A川を事例として排砂による下流河川の健全度評価により洪水流量を増加させることで、改善効果の増大をした事例を示す。排砂による物理環境の予測は一次が期待できる。排砂のみではあまり大きな改善効果は元河床変動計算により行っており、評価対象は粗粒化期待できないが、排砂とフラッシュ放流を組み合わせの改善度とした。

ることにより、改善範囲の増大が期待できる。

①目標粒径
改善目標はダム建設当初の河床材料（d60（60%通過③粗粒化への応答
排砂による砂成分等の供給により粗粒化の改善が期粒径））とする。

待できる。排砂とフラッシュ放流とを組み合わせるこ②評価対象区間
アユの産卵場を含む 30km 〜 42kmの区間とするとにより改善効果が期待できる。

③評価指標④治水安全度への応答

健全度は、目標に対してどこまで改善されたかを示

治水安全度（流下能力：ここでは河積を意味する）は、す、以降の手法により指標化して評価する

排砂なしの状態が最も高いが、一定の排砂量までは、大きく低下することはないと考えられる。フラッシュ

Index=1 −目標からの乖離量/初期河床（現況）時点

放流等により洪水流量を増加させる対策と組み合わせの目標からの乖離量ることで、治水安全度を低下させることなく排砂量をここで、目標からの乖離量=Σ（ log（目標値）−log増大させることが可能となる。

（計算値）（断面毎） ×区間距離）/評価対象区間延長

なお、実際には健全度を指標化（数値化）して定量的に評価を行うことが必要である。以降に健全度の指標化に関する検討例を示す。

27

④評価結果d）健全度の総合評価

表-5 に示す供給土砂量の条件で河床材料の変化を河ダムからの排砂が下流河川の健全度に与える影響川の縦断方向にプロットしたものを図-7 に示す。土は、前述のように評価項目（下流河川で発生している砂供給量の増加に伴い、評価対象区間とした 30km 〜影響）毎に個別に評価することが必要であるが、評価42kmを含む全川に渡って粗粒化の改善傾向が見られ項目毎にトレードオフの関係にあり、また対象とするる。
これを目標からの乖離量で健全度を評価した結果、河川の特徴により、各項目の優先度が異なると考えら

表-5 および図-7 に示すように供給土砂量が 15 万m3/年れる。このため、ダムからの排砂による下流河川の総の場合、他ケースと比較して著しく粗粒化を改善する

合的な健全度は、下式のように表現できる。

総合的な健全度=a 1X 1+a 2X 2+･･･a iX i

ことが出来ることが分かった。

ここで、i：評価対象項目数、ai：項目毎の重み係数、

㪍㪇㩼☸ᓘ❑ᢿ࿑䋨㪍㪇ᐕ⚻ㆊ䋩㪈㪇㪇㪅㪇㪇

Xi：項目毎の健全度である。なお、項目毎の重み係数⸘▚ೋᦼᴡᐥឃ⍾䈭䈚䇭䋺ଏ⛎࿯⍾㊂⚂㪐ਁ㫄㪊䋨㪍㪇ᐕᓟ䋩ឃ⍾䈅䉍䋱䋺ଏ⛎࿯⍾㊂⚂㪈㪉ਁ㫄㪊䋨㪍㪇ᐕᓟ䋩

は河川毎に異なるため、各河川の特徴、周辺環境等をឃ⍾䈅䉍䋲䋺ଏ⛎࿯⍾㊂⚂㪈㪌ਁ㫄㪊䋨㪍㪇ᐕᓟ䋩㪈㪇㪅㪇㪇ᑪ⸳ᒰೋ䇭ᴡᐥ᧚ᢱ㪍㪇㩼☸ᓘ䋨㫄㫄䋩

踏まえた上で設定することが必要である。重み付け係㪈㪅㪇㪇

数の設定は、アンケートを活用したコンジョイント分㪇㪅㪈㪇析 3 などの方法により設定することが考えられる。

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4. まとめ〒㔌ᮡ䋨㫂㫄䋩

図-7 d60 縦断図

本稿では、ダム下流河川が必要とする土砂の量と質表-5 供給土砂量と健全度の関係

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を勘案したダムからの排砂量設定プロセスの基本的な

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考え方について整理した。
ダム下流における必要供給土砂量の設定にあたっては、先ず排砂による影響評価項目を抽出した上で目標と制約の両条件を設定し、排砂後の状況がこの範囲内にあることを確認することが必要であることを示した。範囲外の場合は排砂条件の変更や、目標・制約レ㪈㪅㪇㪇㪇㪅㪏㪇

一方、上記の流れによる検討では、設定した排砂ケーឃ⍾䈅䉍㽳䋨ଏ⛎࿯⍾㊂㪈㪌ਁ㫄㪊㪆ᐕ䋩㪇㪅㪎㪇ᜰᮡ୯

ベルの変更等のフィードバックが必要となる。

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スが最適か否かの判断が付かないことが課題となる。

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そこで、最適ケースの抽出を行うために、複数の排砂㪇㪅㪌㪇

ケースについて影響項目の健全度の指標化（数値化）、㪇㪅㪋㪇

項目毎の重み付け係数の設定を経て総合的な健全度を㪇㪅㪊㪇

評価することが必要であることを示した。総合的な健㪇㪅㪉㪇ឃ⍾䈭䈚䋨ଏ⛎࿯⍾㊂㪐ਁ㫄㪊㪆ᐕ䋩㪇㪅㪈㪇

全度が最大となるケースが最も妥当な排砂ケースとなឃ⍾䈅䉍㽲䋨ଏ⛎࿯⍾㊂㪈㪉ਁ㫄㪊 㪆ᐕ䋩る。

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現時点では、検討の前提となる望ましい河川像の設㪊ଏ⛎࿯⍾㊂䋨ਁ㫄 㪆ᐕ䋩

定や、影響評価項目の重み付けを踏まえた総合的な健図-8 供給土砂量と健全度(指標値)の関係

全度の評価等について具体的な検討のあり方を示すこ
なお、この試算では、目標設定をダム建設前の河床とが出来ておらず、今後更に検討していく必要がある。

材料に設定しているため、指標値（健全度）は極値をとっていない。

3

意思決定者（の集団）がある選択肢を選好する場合、それぞれの評価項目がどの程度それに影響を与えているかを知るための分析手法28

謝辞
本稿は、ダム水源地環境整備センターが調査研究のために設けた「ダム土砂マネジメント研究会（委員長角哲也 京都大学防災研究所教授）」で議論された研究会資料を基に構成したものです。研究会において貴重なご助言、ご指導を頂いた委員の皆様方、また研究会資料作成にあたりデータの整理等にご尽力頂いた株式会社建設技術研究所の高田氏、永谷氏に紙面を借りて御礼申し上げます。

参考文献
1）貯水池土砂管理ハンドブック 流域対策・流砂技術・下流河
川環境：技報堂, p.499, 20102）ダム水源地環境整備センター：平成 19 年度ダム水源地環境技術研究所 所報,p.30,2007
3）ダム水源地環境整備センター：ダムの堆砂対策技術ノート-ダム機能向上と環境改善に向けて-,2008
4）G.Merle：Some Environmental Aspects of Flushing,貯 水池土砂管理国際シンポジウム ワークショップ論文集, 富山,2000
5）N e w c o m b e & M a c d o n a l d ： E f f e c t s o f S u s p e n d e dSediments on Aquatic Ecosystems, North American
Journal of Fisheries Management,11,pp.72-82,1991
6）村岡敬子、角哲也：高濃度の濁りがアユに与える影響について 第 25 回土木学会,1998
7）国土技術政策総合研究所：日本におけるダムと下流河川の物理環境との関係についての整理・分析，国総研資料 第445 号, p.8, 200829