自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号 81 -92（2021 ）山地河川の橋梁閉塞に流木の曲がり幹形状が及ぼす影響
中谷 加奈1・長谷川 祐治2・海堀 正博3・里深 好文4

Study on woody debris curved trunk shape inﬂuence
on bridges blocking in mountainous rivers
Kana NAKATANI1, Yuji HASEGAWA2,
Masahiro KAIBORI3 and Yoshifumi SATOFUKA4
Abstract
When bridges in mountainous rivers are blocked with accumulated woody debris, a highflow depth leads to overflow and causes damage. Recent studies have focused on straighttrunk shape. However, woody debris showing shape with curved trunk have been reported,but the trunk shape inﬂuence is not clear. In this study, we conducted ﬁeld survey in HigashiHiroshima after 2018 disaster focusing on curved trunks woody debris, and proposed two
representative curved trunks; single wavelength and half wavelength with different curving
degree. We conducted laboratory experiments using woody debris model with straight trunk
and two types of curved trunk. We also changed the mixing ratio of curved and straight trunk.
From experiment results, curved trunk caused blocking in smaller woody debris comparing
with straight trunk in both shape and in all mixing ratio. We applied the experimental results
to examine the blocking possibility with logistic regression analysis. From the results, half
wavelength with large curving degree showed higher possibility of blocking comparing withsingle wavelength.
キーワード：流木，曲がり幹形状，橋梁閉塞，水理実験，ロジスティック解析
Key words:

woody debris, curved trunk shape, bridges blocking, laboratory experiments, logistic regression
analysis

1

2

3

京都大学大学院農学研究科
Graduate School of Agriculture, Kyoto University
広島大学大学院先進理工系科学研究科
Graduate School of Advanced Science and Engineering,
Hiroshima University

481

広島大学防災・減災研究センター
Resilience Research Center, Hiroshima University
立命館大学理工学部
Department of Civil Engineering, Ritsumeikan University

82

中谷・長谷川・海堀・里深：山地河川の橋梁閉塞に流木の曲がり幹形状が及ぼす影響

1 ．はじめに
近年，頻発する局所的な集中豪雨により土砂災
害の発生件数が増加傾向にある。これまでの土砂災害の発生事例を見ると，山間部から土砂だけでなく流木が流出して橋梁に閉塞することで被害が拡大する事例が見られる1）。流木に関する検討は多数実施され例えば2-5），近年では橋脚周辺の流木の三次元的な集積機構4）や，流木の沈下過程を考慮した橋梁閉塞5）が，実験から検討されている。一方で，既往検討の多くは常流の緩勾配の河川を対象として，急勾配の射流区間の山地河川を対象とした検討は少ない。山地河川を対象とした検討は，流下時の流木の投影面積に着目した橋梁閉塞の検討6）や，流木形状を考慮した流木捕捉工の捕捉効
果に関する検討7）などがある。筆者らは，橋脚 0本8）や 2 本9）で水理条件や流木条件による橋梁の
閉塞限界の差や，流木を含む土石流による河道閉塞について10），実験により検討している。

図1

平成30年 7 月豪雨により流木で閉塞した
総頭川の橋梁（2018年 7 月 8 日撮影）

山間部からの流木流出に関する検討は，日本で発生する大部分が針葉樹であることから11, 12），により，直線形状の幹と曲がった形状の幹による流木の幹を直線とすることが殆どである。

橋梁閉塞の差を検討した。曲がった形状の流木と丸太形状と根付形状に着目した検討は実施され，直線形状との混合割合についても検討を行い，直根付形状の方が構造物の閉塞が起こりやすいこと

線のみの場合との差を示すことを目指した。

例えば2-10）が示されている7, 10）ものの，幹形状は直線のみが対象とされる。
しかし，土砂災害では広葉樹による流木流出も

2 ．実災害で山間部から流出した流木
2. 1

対象地と調査の概要確認され ，広葉樹は針葉樹と比べて複雑な形状

図 2 に流木調査の対象地を示す。図中の左上がを持つことが知られる。平成30年 7 月豪雨により

八本松曾場ヶ城山，左下の黒瀬町本岳・前平山，広島県で発生した流木による橋梁閉塞では，直線右上の下三永本頭，この 3 箇所の直線で囲んだ範状だけでなく曲がった形状の幹の流木も確認され囲が調査対象である。2018年 7 月豪雨で崩壊や土た。洪水後に堆積した流木は，流下過程で変形し石流による土砂，並びに流木が山間部から発生したものも含まれる可能性がある。図 1 に広島県安た広島県東広島市内で2019年 7 − 9 月に調査を

芸郡坂町総頭川において流木で閉塞した橋梁を示行った。調査対象には，発災後から2019年 9 月ます。曲がり流木は直線状よりも流木同士が連結しで工事等による人為的影響が少なかった地点，並てジャム状になりやすくなると考えられるため，

びに人工林よりも自然状態に近い天然生林や，広少ない流木での閉塞が推測されるが，曲がった流葉樹が広く分布する地域を選定した。

13）

木に関する検討はほとんどない。

八本松曾場ヶ城山には林道（図 2 左上の破線部）

本研究では，平成30年 7 月豪雨により山間部かが存在し，林道の一部が崩壊して土砂移動現象がら流出した流木形状を調査して，代表的な曲がり発生した。小倉神社の北西から発生した図 2 左形状を検討した。本検討では幹が直線形状ではな

上の A，その下流から続く林道の北東に位置するいものを曲がり流木として扱った。次に水理実験

B，A に隣接する C を調査対象とした。広島県か83

自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号（2021 ）

図2

調査対象の東広島市内の 3 箇所（左上：八本松，左下：黒瀬町，右上：下三永，いずれも2018年災害後の地理院地図に加筆）と上空から撮影した流木の堆積状況（右下：曽場ヶ城山の B 下流）

ら提供された森林資源情報から，調査地では天然堆積した流木形状の分布を調べた。図 2 右下に，生林のアカマツやクヌギが主な樹種だが，A や C

八本松曽場ヶ城山 B 下流での流木堆積状況を示には隣接してクヌギ以外の広葉樹が，B には隣接す。図 3 のように写真を拡大すると流木形状が確して人工林のヒノキやスギも分布する。

認できる。ここでは曲がり流木を流木の両端を結

東広島市黒瀬町では，本岳と前平山の山頂近く

んだ直線の長さに対して流木長が1.1倍以上になの稜線付近から放射状に多数の崩壊や土石流などるものとした。対象区間において河道に堆積したの土砂移動が発生し，本岳では勾配が約15度から

流木を全て撮影して，直線形状を青色，曲がった発生していた。対象としたのは，本岳西側の最大形状を赤色で示し，目視で全ての流木形状を調べ

約100 m 幅での土砂移動が見られる斜面（図 2 左た。ただし，重なって堆積した流木は，上空から下の D），ならびに土砂が流入する被害が発生しの写真で判別できるもののみを対象とした。調べた広島国際大学東広島キャンパスの上流に位置た流木本数486本に対して，曲がり流木の混合割

する前平山の北側の斜面（図 2 左下の E）である。

合は約0.1の47本だった。

広島県の森林資源情報から，D や E も大部分は天然生林のアカマツだが，一部でクヌギ以外の広葉樹や，人工林のスギやヒノキが分布する。

2. 2

流木形状の検討

上空からの撮影写真を基に，形状全体が確認

下三永本頭では，土砂流出によって家屋の全壊できる12サンプルの曲がり形状の流木を選定しが 1 戸，半壊が 1 戸，死者 3 名の被害が発生してて，地上での現地調査を行った。デジタルカメラ

いる。森林資源情報から，このエリアは天然生林を用いて図 4 のように複数アングルから選定したのクヌギ以外の広葉樹が分布する。

サンプルの流木の撮影を行った。撮影した写真は調査では，対象地の上空からドローン（Mavic
2 PRO, DJI）で取得した撮影映像により，河道にAgisoft Metashape を用いて，図 5 のように三次元的な形状のデータを得た。

84

中谷・長谷川・海堀・里深：山地河川の橋梁閉塞に流木の曲がり幹形状が及ぼす影響

図3

上空から撮影した写真による流木の直線形状と曲がり形状の判別事例（青：直線形状，
赤：曲がり形状）

図4

本岳における流木サンプルの複数アングルからの撮影

図5

本岳における流木サンプルの三次元データ

85

自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号（2021 ）曲がった流木形状を検討するために，三次元

表 1 にサンプル番号，両端を結んだ長さ L（m），

データを基に側方（x-y），上空（x-z）方向の画像

両端を結んだ直線幅の平均値の直径 D（m），計から，流木の両端を結んだ直線を 4 等分にした 5

測点 2 〜 4 の相対長さ C をそれぞれ側方（x-y），点の位置を計測した。この際に x，y，z 方向がで上空（x-z）方向について示す。12サンプル中，半

きる限り最大長を取るような角度とした。両端を波長（以降，弓型）は x-y 方向では 8 サンプル，

結んだ長さを L（m），両端を結んだ直線の幅の平x-z 方向は10サンプル確認された。No.7は x-y 方

均値を直径 D（m）として，側方（x-y），上方（x-z）

向は直線で，x-z 方向のみ弓型を示した。一波長（以それぞれで計測した。x-y 方向を 4 等分した一つ

降，S 字型）は両端を結んだ直線に対して，曲がの事例を図 6 に示す。計測点 1 と 5 の両端を結んりが一方向のみではなかったため，負の値も示す

だ直線の長さが L，幅の平均値が直径 D である。

が，曲がりの大きさは相対長さ C の絶対値で表

図 6 に赤の長方形で示した両端を結んだ直線と，される。S 字型は x-y 方向では 3 サンプル，x-z 方

計測点 2 ， 3 ， 4 の流木端の間隔の求め方を矢印

向は 2 サンプル確認された。両方向とも S 字型をで示す。各計測点の間隔と直径 D の比を相対長示したのは 1 サンプル（No.9）で，他の 3 サンプ

さ C として無次元量で表し，本稿では相対長さル（No.3， 5 ，12）は一方向のみ S 字型でもう一C を曲がり形状の程度を表す指標とした。x-z 方

方は弓型だった。なお，今回計測した流木には一向でも同様に 5 点を計測して，各計測点での相対波長以上の曲がりを有する形状は確認されなかっ長さ C を得た。

た。相対長さ C は，弓型タイプの x-y 方向は1.00〜6.91，x-z 方向は1.06〜5.45の範囲に分布した。
S 字型タイプの x-y 方向は−3.04〜1.41，x-z 方向は−1.57〜1.56の範囲に分布した。
流木サンプルを基に代表的な曲がりの幹形状を提案するために，x-y 方向，x-z 方向について弓型と S 字型の形状を分けて，計測点毎に平均を求めて得た代表値を図 7 に示す。各計測点の C は，
弓型タイプは計測点 2 ， 3 ， 4 の順に x-y 方向に

図6

流木の相対長さ C を算出するための計測
点の設定

表1

流木サンプルの側方（x-y）方向，上空（x-z）方向からの長さ L，直径 D ならびに計測点 2 ， 3 ， 4 の相対長さ C

2.26，2.64，2.62 で，x-z 方 向 に 2.02，2.66，2.74

サンプル(x-y) direction

No.

L(m)

D(m)

C
(point2)C(point3)C(point4)

L(m)

D(m)

C
(point2)C(point3)C(point4)

1

2.06

0.12

1.00

1.36

2.06

1.93

0.10

2.16

2.81

2.58

2

1.77

0.15

4.84

6.34

6.91

1.43

0.12

2.10

2.18

1.66

3

2.27

0.11

−3.04

1.12

1.00

2.29

0.16

1.60

3.11

4.09

4

2.71

0.11

1.11

1.19

1.30

2.73

0.09

1.42

1.83

2.22

5

2.14

0.15

1.69

1.96

1.86

1.32

0.11

−1.17

−1.57

1.32

6

2.33

0.14

4.09

5.38

6.21

2.47

0.14

2.41

4.24

5.45

7

2.57

0.07

1.00

1.00

1.00

2.54

0.07

2.53

2.91

2.54

8

2.04

0.08

2.38

1.39

1.43

2.11

0.10

2.53

3.30

3.41

9

2.66

0.04

−1.15

1.22

1.41

2.58

0.05

1.03

−1.36

1.56

10

2.75

0.08

3.02

3.02

1.71

2.67

0.11

3.06

3.36

1.93

11

2.66

0.08

1.19

2.15

1.11

2.74

0.05

1.06

1.26

1.08

12

2.76

0.04

−1.71

0.95

1.33

2.50

0.10

1.37

1.66

2.41

(x-z) direction

86

中谷・長谷川・海堀・里深：山地河川の橋梁閉塞に流木の曲がり幹形状が及ぼす影響

図7

平均的な弓型（左）と S 字型（右）の相対長さ Cした既往検討と同様に橋脚 2 本の橋模型を採用した9）。橋脚間，並びに橋脚と水路側壁間は6.2 cmとした。橋桁の水路横断方向幅20 cm，縦断方向
幅 8 cm，厚さ 2 cm で製作し，水路下流端から50
図8提案した弓型（左）と S 字型（右）の流木
形状

cm 上流に橋桁上流が位置するよう設置した。図 9に実験概要を示す。

だった。S 字型タイプは計測点 2 ， 3 ， 4 の順に

3. 2

x-y 方向に−1.97，1.10，1.24で，x-z 方向に−1.07，

水路は勾配 2 度として，水路上流端から流量−1.47，1.44だった。各計測点の C の絶対値，す1.85 l/s を定常的に供給した。水深1.0 cm，平均

なわち曲がりの程度は，S 字型の方が弓型より小流速92.5 cm/s，フルード数2.95である。水面とさい。

橋桁下端の距離（余裕高）は2.5 cm とした。なお，

水理実験で用いる流木模型を作成するために，
直線形状の流木を対象とした既往研究の実験条件

水理条件と流木模型

勾配については，既往研究の実験9）を参考に同じ条件とした。

を参考に9），長さ10 cm（ここでは，両端を結んだ流木模型は直径0.5 cm，長さは10 cm（曲がり長さ），直径0.5 cm として，3D プリンターで流形状では，両端を結んだ長さが10 cm）である。

木模型を製作した。図 8 に弓型タイプと S 字型

流木模型の体積は，丸太形状を 1 とすると，弓型タイプの流木形状を示す。模型では各計測点の間で1.12倍，S 字型は1.10倍である。山地渓流からを滑らかな形状とした。

発生する流木の多くは，立木由来でも流下中に大部分で枝葉が剥がれ，幹と根の一部のみの形状と3 ．水理実験なることが報告されていることから12, 14），幹のみ

直線形状の幹と曲がり形状の幹の流木モデルをの形状を採用した。直線の流木は木製で，実験前用いて，山地河川を対象とした射流域における橋に十分水に浸けた状態として，このとき比重は約

梁閉塞について水理実験により検討した。

0.8である。曲がり形状の流木はいずれも ABS 樹
脂製で，比重は約0.9である。比重が 1 を超える

3. 1

実験概要

場合は，流木が水面から沈んで流下するため，比実験には，長さ400 cm，流路幅20 cm の直線矩重が異なると流木の沈む深さが変化して，水面下

形断面水路を使用した。直線形状の流木を対象とで流木が移動する層が異なり，橋梁への閉塞に影87

自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号（2021 ）

表2
曲がり
流木の
混合割合

曲がり
流木の
形状

投入
本数
（10本毎）

直線のみ

0.0

−

10〜80

直線と
曲がりの
混合

0.1

幹の
形状

図9

実験概要と橋梁模型

実験ケース

0.3, 0.5

曲がり
のみ

1.0

弓型，
S 字型
弓型，
S 字型

20〜60
10〜60
10〜60

型と S 字型の二種類を用いた。 1 回の試行では一種類の曲がり流木のみを用いた。
上流端から供給する流木は，条件により閉塞が生じやすい本数が異なったため，直線のみは10〜
80本，直線と曲がり流木を混合したケースでは混合割合0.1では20〜60本，混合割合0.3，0.5ならびに曲がり流木のみは10〜60本の範囲で10本ずつ本
数を変えて投入した。同じ流木条件について同じ
投入本数では，概ね10回実施した。実験条件を表2 に示す。 1 回の試行では流木投入から30秒間通図10

流木模型（上段：直線形状，中央・下段：
曲がり形状を上方・側方より撮影）

水して流木挙動を確認した。
2 台のカメラを用いて，橋上から橋梁直上流に到達する流木の挙動や時間的変化を，橋の側方か響することが推測される。一方で，比重が 1 よりら橋桁下面まで達する水位上昇と閉塞過程を記録

小さい場合は，水面を浮いて移動するために流木して実験後に映像を解析し，データ整理を行った。

が移動する層が変わらないことから，本実験で比条件によっては，数本の流木は橋上流に引っ掛か

重の違いの影響は小さいと考えられる。図10に流るが，水位上昇が発生しないケースが確認された。

木模型を示す。上流端から定常的に水を供給した

本検討では，橋の上流で水位上昇が発生した条件

状態で，流木模型を水路上流端30 cm 下流の位置を閉塞とみなした。周辺への氾濫や河床上昇が起から約 1 秒間で分散するように投入した。投入方

こり，被害拡大に繋がると考えたためである。ま法は橋への閉塞に影響を及ぼすが，本実験のようた，閉塞が発生した後に，通水した30秒間の途中に橋に到達した際の単位時間当たりの流木量（以で流木流出により閉塞状態でなくなる一時的な閉下，流木流量）で評価すれば投入方法の影響が小塞も見られたが，これらは非閉塞として扱った。

さくなる。また，同一条件を繰り返し試行することで，偶発的な影響をできるだけ取り除いた。

3. 4

流木流量

実験では水路上流から本数を変えて流木を供給
3. 3

実験条件と閉塞の定義

したが，同じ投入本数でも橋梁に到達する時点で現地調査では曲がり流木が全体の約0.1だった

流木の広がり方は異なることから，投入本数でが，本実験では幅広い条件で比較するため，曲がはなく，橋梁に到達した際の流木流量で評価しり流木の混合割合を0.0，0.1，0.3，0.5，1.0の条

た8, 9）。橋梁の上流端から20 cm 上流に基準線を設件で実施した。0.0は直線流木のみ，1.0は曲がり

け，先頭の流木が到達した時から最後尾の流木が流木のみの条件を示す。曲がり流木の形状は，弓通過し終わる時間を求め，投入量を時間で除すこ88

中谷・長谷川・海堀・里深：山地河川の橋梁閉塞に流木の曲がり幹形状が及ぼす影響

木が橋脚に衝突して，速度が遅くなった流木に後とで流木流量 QWD を式（ 1 ）で定義した。
QWD=N・V/(tl-tf )（1）

ここに，QWD：流木流量（cm3/s），N：投入本続の流木が衝突して，流木や橋桁，橋脚が支点となり閉塞が生じる。直線は形状的に流木同士が連結し難く，S 字型や弓型は連結しやすい状況が確

数，V：流木 1 本の体積（cm / 本），tl：最後尾の
3

流木の到達時刻（s），t：
先頭の流木の到達時刻（s）
fである。

4 ．結果と考察
4. 1

流木流量に対する橋梁の閉塞と非閉塞

図11に，流木流量 QWD を指標として閉塞（図中の×）と閉塞が発生しない非閉塞（図中の〇）の結果を示す。左から順に，直線のみ（0.0），直線と曲がりの混合（左から0.1，0.3，0.5），曲がりのみ（1.0）である。同じ混合割合では，左 S 字型，
右に弓型を載せている。図12に，流木流量 QWDが120 cm3/s の条件での直線のみ，S 字型のみ，
弓型のみで橋梁が閉塞した状況の写真を示す。堰
上げ水深はどれも橋桁下面までで，形状による大きな違いは見られない。どの形状においても，流

図12

図11

実験結果

Qwd＝120 cm3/s の閉塞状況（左上：直線のみ，右上：S 字型のみ，左下：弓型のみ）と弓型のみ Qwd＝85 cm3/s の閉塞状況（右下）

89

自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号（2021 ）

認できる。弓型は曲がりが大きいために，少ない

Logistic regression analysis を採用し，本研究で本数が連結した際，その流木塊が疎な状態でも占は，QWD を説明変数，閉塞発生の有無を目的変数

める空間は大きくなる。特に，曲がりが大きな弓として，ある説明変数の QWD で目的変数が 1 と型は橋脚をまたぎやすい形状で，少ない流木流量なる確率，すなわち閉塞が発生する確率を予測すでも閉塞が発生しやすい（図12右下）。

る。実験結果にロジスティック回帰分析を用いる

実際に流木による橋梁閉塞を評価する時には最小の流木流量，すなわち危険側の条件を知ること
で対策が検討される。そのため，流木流量が大きい条件で橋梁の閉塞発生，非発生が混在する領域
や閉塞のみが発生する領域は，後述する回帰分析と，目的変数の確率 P は，説明変数の流木流量
QWD を x として次式（ 2 ）で表される。
P=e(ax+b)/(e(ax+b)+1)（2）

ここに e は自然対数の底，a と b は係数である。

の評価で用いるが，ここでは閉塞する最小流木流

図13に直線と S 字型曲がり流木の混合0.5（S0.5）

量を考察した。

の実験結果について回帰分析した結果と，非閉塞，直線のみの結果では，閉塞する最小流木流量は非閉塞と閉塞が混在，閉塞の 3 領域に区分した対83 cm3/s で，それ以下の QWD は全て非閉塞であ応イメージを示す。混在する領域（黄色）の位置る。一方で曲がり流木の最小流木流量は混合割合と広がり方は，回帰曲線の位置と傾きで表現されが0.1では S 字型で38 cm3/s，弓型で41 cm3/s，0.3

る。閉塞確率50％の QWD が大きくなると，混在

で は S 字 型 で33 cm /s， 弓 型 で28 cm /s，0.5で領域は QWD の大きい側になる。混在領域の広さは，は S 字型で30 cm3/s，弓型で41 cm3/s，1.0では S

閉塞確率10〜90％の QWD の差が大きいほど広く字型で56 cm3/s，弓型で39 cm3/s で，それ以下のなる傾向にある。

3

3

QWD では非閉塞である。閉塞が生じる最小の QWD

図14には，上段に S 字型，下段に弓型のロジス

は，曲がり流木が混在する，あるいは曲がり流木

ティック解析の結果（回帰曲線のみ）を示す。併のみの全条件で，直線のみの最小値（83 cm3/s，

せて実験データの信頼性を確認して，全ての条件

図中に点線で示す）よりも明らかに小さい。S 字で P 値は0.05以下だった。P 値は弓が 1 割（Bow0.1）

型は混合割合が0.5の条件で，弓形は混合割合がの条件で最大で，0.025を示した。また，図15に0.3の条件で最も小さい QWD により閉塞が生じる。

は，直線形状と S 字型の全ケース，弓型の全ケー

一方，同じ形状の中で閉塞する最小の QWD が最スのロジスティック解析の結果（回帰曲線のみ）大になるのは，S 字型では混合割合1.0，弓形は混を示す。いずれも QWD の上昇に従い閉塞確率が合割合0.5で，S 字型は曲がり流木のみの1.0の条上昇することが示され，ある QWD での閉塞確率件で，閉塞するのに必要な流木流量が最大だった。

が推定できる。

しかし，曲がり流木を含む条件の中で形状や混合

続いて，図14に示した両曲がり形状について混割合の違いによる最小の QWD に大きな差はなく，明らかな傾向を示すものではなかった。
4. 2

ロジスティック回帰分析による統計評価

各条件での流木流量 QWD の増加による閉塞しやすさの違いの傾向は確認できたが，両者が混在する領域は，閉塞の発生しやすさや推移が分かり難く，試行回数にも左右される可能性がある。
また，ある QWD での閉塞発生，非発生の検討では，事象が二つに限られるため，確率分布は離散型の二項分布での検討が適切である15）。分析には

図13

S0.5の実験結果（左）とロジスティック解析結果（右）

90

中谷・長谷川・海堀・里深：山地河川の橋梁閉塞に流木の曲がり幹形状が及ぼす影響

す。S0.1と S0.3は閉塞確率が0.2より小さい領域では，
ほぼ同様の傾きや回帰曲線の立ち上がりを示す
が，閉塞確率が0.2より大きい領域では S0.3の方がS0.1より傾きが急になる。S0.5は閉塞確率が上昇し始める QWD が小さいが，回帰曲線の傾きは最も急で，非閉塞から閉塞の遷移幅が狭く，閉塞が急
激に進むことが示される。曲がり流木はその形状から流木同士が絡みやすく，小さい QWD でも閉塞確率が高くなる。S 字型では小さな QWD での閉
塞確率は混合割合による差が小さい。大きい QWD
では流木同士が接触する作用点が相対的に多くなることから，S 字型はより絡みやすくなると推測される。直線形状と混合した S0.1，S0.3，S0.5では，混合割合が大きくなるほど回帰曲線の傾きが急になり，閉塞が進む。一方，曲がり形状のみの S1.0
では，S0.1，S0.3，S0.5と比較して明らかに傾きが緩く，
非閉塞と閉塞を併せ持つ領域が広いことから，本図14

ロジスティック解析結果（上段：S 字型，下段：弓型）

検討で用いた S 字型の形状では，特に QWD が大きい条件で流木同士が連結しにくく，閉塞が進みにくいことが示された。これは曲がり部分を複数有する S 字型の形状そのものや，曲がりの程度が小さいために QWD が大きくなると連結し難くなったことや，実験観察より連結を保持し難い（一時的な閉塞の後に流出する）ことが影響したと推測される。S 字型は，直線と混合する方が連結しや
すく，安定した連結により閉塞が維持されたことも示される。

図15

ロジスティック解析結果（直線形状 Log，
S 字型全ケース，弓型全ケース）

図14下段の弓型では，閉塞確率が上昇し始める
QWD は S 字型よりも混合割合による違いが大きく，最も大きいのは混合割合0.1（Bow0.1），次に1.0

合割合毎に考察する。S 字型の結果（図14上段）（Bow1.0）である。Bow0.3と Bow0.5には大きな差はからは，実験で閉塞が発生して回帰曲線の閉塞確なく，閉塞確率が上昇し始める QWD は最も小さい。

率が上昇し始める最小の QWD は，混合割合の違閉塞確率が0.5になる QWD は，Bow0.1が最も小さく，

いによる大きな差はないが，最大は 1.0（S1.0）で，続いて Bow1.0と Bow0.3がほぼ同じで，Bow0.5が最最小は0.5（S0.5）だった。また，閉塞確率が0.5に大となる。回帰曲線の傾きは，Bow0.1が最も緩く，なる QWD は S0.5が最も小さく，続いて0.3（S0.3），0.1

非閉塞から閉塞の遷移の幅が広い。次に緩いのが（S0.1）で，1.0（S1.0）の曲がり形状のみが最大とな

Bow1.0で，閉塞確率が0.6より大きい領域では，曲る。S1.0では，回帰曲線の傾きが他の割合と比べ線が Bow0.1とほぼ同じになる。Bow0.3と Bow0.5は，て緩く，非閉塞から閉塞の遷移幅が広い。一般に立ち上がりは Bow0.3 の方が小さな QWD だが，曲緩い傾きは橋への引っ掛かり難さ（非閉塞）と引っ線の傾きは Bow0.3と Bow0.5で似た傾向を示し，非掛かり易さ（閉塞）を併せもつ領域が広い事を示

閉塞から閉塞への遷移幅が同様となる。弓型で

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自然災害科学 J. JSNDS 40 特別号（2021 ）は，S 字型と比較すると混合割合による回帰曲線

ことや，S 字型では曲がり流木のみのケースで閉の形状や傾きの差は小さく，特に Bow0.3と Bow0.5

塞し難かったことが影響したと推測される。一方，は似た形状を示す。Bow0.1は他の混合割合と比較

実験条件や試行回数によっては非閉塞のみや閉塞

して非閉塞から閉塞への遷移幅が大きく，閉塞がのみの領域が少なかった影響も考えられることか進行し難いが，閉塞確率が大きい領域では Bow0.1

ら，試行回数を増やして更なる検討を進める。

と Bow1.0は似た形状を示す。
弓型では，S 字型と比較して小さな QWD での閉

5 ．おわりに

塞確率は混合割合による差が大きい。図 7 ， 8 で本研究では，流木の幹形状が山地河川での橋梁示したように弓型は曲がりの程度 C が S 字型よ

閉塞に及ぼす影響を把握することを目的として実り大きいことが影響したと推測される。しかし，施した。まず，2018年 7 月豪雨で流出した流木を弓型では大きい QWD では混合割合による閉塞確

対象に，東広島市内で現地調査を実施した。ドロー

率の差が小さくなる。QWD が100 cm3/s より大きンで撮影したオルソ画像から，対象地では曲がっな領域では流木同士が接触する作用点が相対的にた形状の流木は約 1 割確認された。流木サンプル

多くなることから，流木同士の連結がどの割合での平均値から，S 字型と弓型の代表的な形状を求も同様に生じやすくなり，一度連結して閉塞する

めて，3D プリンターで曲がった形状の流木模型と再流出は起こりにくいことも推測される。大きを製作した。次に，曲がった形状の流木が直線形

い QWD では，混合割合0.3と0.5で，並びに0.1と1.0状と比べて橋梁閉塞に及ぼす影響を把握するためで閉塞確率や回帰曲線が近い傾向を示し，0.3とに，水理実験を実施した。

0.5の方が非閉塞から閉塞への遷移が急だった。

実験結果から，曲がった流木が含まれると直線

以上より，両曲がり形状で混合割合が大きい方形状と比べて少ない流木流量で橋梁が閉塞するこが必ずしも閉塞が起きやすい結果は得られなかっとや，閉塞が進みやすいこと，曲がった流木ではた。S 字型や弓型の混合割合が0.3と0.5では閉塞

弓型の方が S 字型よりも閉塞しやすい傾向を示し

確率0.5を示す QWD や回帰曲線の傾きが類似してた。これは，曲がった形状の場合，直線形状と比おり，一定以上の混合割合では差が小さくなるこ

べて流木が互いに絡みやすくジャム状になることとが推測される。

や，S 字型と弓型では曲がりの程度が大きな弓型

図15の直線形状と S 字型の全ケース，弓型の全の方がより絡まりやすかった影響と推測される。

ケースのロジスティック解析の結果からは，両曲混合割合は，S 字は0.5までは割合が大きい方ががり形状とも直線形状よりも傾きが急で，直線よ閉塞しやすくなるが，1.0では他の割合より閉塞

りも曲がりの方が小さい QWD から閉塞確率が上し難い。S 字型の形状そのものや，曲がりの程度

昇し，非閉塞から閉塞の遷移が進みやすいことがが影響したことが推測される。弓型では，混合割示される。直線は形状的に最も流木同士が連結し合0.3と0.5で閉塞の遷移が近く，0.1や1.0よりも閉難いため，閉塞が発生するには曲がりと比較して塞しやすいことを示し，曲がった流木が多い方が大きな流木塊となることが必要であり，閉塞確率

閉塞しやすいとは限らなかった。

が上昇する QWD が曲がり形状よりも大きい。さ今後は，実験の試行数を増やして，曲がりが同らに，直線で傾きが最も緩いのは，一時的に閉塞程度の場合や，S 字型の方が大きい場合についてしても再流出が最も起きやすい形状であることがも検討を行う。さらに，異なる水理条件や橋梁の影響する。また，曲がりの形状で比較すると，弓条件についても検討を進める。また，2019年以降

型の方が S 字型よりもわずかに急で，閉塞が起に土砂災害が発生した地域についても，山間部かこりやすいことが示される。一般には S 字型のら流出した流木の形状について調査を行い，各地方が，流木同士が絡みやすくなると考えられるが，域における代表的な流木の形状や，存在割合，地本検討では弓型の方が曲がりの程度が大きかった

域毎の特徴などを合わせて検討していく。

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中谷・長谷川・海堀・里深：山地河川の橋梁閉塞に流木の曲がり幹形状が及ぼす影響

謝辞
本研究の一部は，河川財団による河川基金，ならびに国立研究開発法人森林研究・整備機構森林総合研究所の「流木災害防止・被害軽減技術の開発」の研究助成を受けたものです。また，広島県
農林水産局林業課に樹種分布のデータ提供を頂いた。広島大学総合科学部の久世祐里奈氏には，現地調査やデータ整理，実験に協力頂いた。ここに記して感謝いたします。

参考文献
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10）長谷川祐治・中谷加奈・里深好文・水山高久：
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pp.10-22，2019．
14）Nakamura, F., Swanson, F. J.: Effects of coarse
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pp.43-61, 1993.
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（投 稿 受 理：令和 3 年 4 月 1 日
訂正稿受理：令和 3 年 7 月 2 日）

旨

山地河川で集積した流木により橋が閉塞すると，水位上昇により氾濫被害が拡大する。既往検討の多くは針葉樹を対象として直線形状の流木に着目している。2018年 7 月豪雨では広島で曲がった幹形状の流木が確認された。しかし，幹形状の違いによる橋への閉塞の影響は明らかにされていない。本研究では，現地調査により東広島市内の山間部から流出した流木について，
曲がり形状に着目して検討して，異なる曲がり度の S 字型と弓型の代表的な曲がり幹形状の流木を提案した。次に，水理実験を行い，直線形状の幹と二種類の曲がり幹形状について検討した。
曲がった幹形状の方が直線よりも小さな流木流量で閉塞が起こり，ロジスティック解析からも，曲がりの程度が大きな弓型の方が，S 字型よりも顕著に閉塞することを確認した。