Laguna (2023) 30: 11-22

ISSN 2185-2995

湖山池湖口における塩分フラックスの特性
森

1*

1

明寛 ・成岡朋弘 ・日置佳之

2Characteristics of the salinity flux at the mouth ofLake Koyama-ike
Akihiro Mori1*, Tomohiro Naruoka1, Yoshiyuki Hioki2
Abstract:

Seawater backflow from the Sea of Japan is controlled by operating the flood gate

on the Koyama River between the Sea of Japan and Lake Koyama-ike, a brackish lake in the
Sanin region. An attempt was made to evaluate the salinity flux at the mouth of Lake Koyama-

ike quantitatively, focusing on the effect of salinity on the ecosystem of the lake. The salinity andflow rates were monitored using electrical conductivity loggers and Doppler flow meter readings

obtained every 10 min at various depths from August 8, 2021 to October 21, 2021. Based on theobserved results, the salinity flux at the mouth of Lake Koyama-ike was estimated to be 0.09–5.82

kg/m2/s into the lake. When the salinity flux was high, the water level difference between the lake
and the downstream site of the flood gate was large, the opening of the flood gate was large, andthe salinity concentration was high at the downstream site of the flood gate. However, the results
suggest that when the salinity flux is small, the flood gate opening is small, salinity concentration at
the downstream site of the flood gate is low, and backflow time tends to be short.

Key words: Brackish water, Artificial modification, Flood gate, Lake Koyama-ike, Salinity flux

は

じ

め

負荷が流入し，潮汐の影響を受け外海との物質交換にが行われる（國井ほか，1993）．このような特性か

汽水湖は陸域から海域への移行部に存在するた

ら，汽水湖の湖口周辺などの海水流入部で人為改変

め，その環境は陸域および海域の双方から影響を受が行われる場合，湖内環境はその影響を強く受けやけやすい．陸域からは有機物や栄養塩類などの汚濁

すい．日本の汽水湖の多くは，20 世紀に水門や堤1

鳥取県衛生環境研究所・Tottori Prefectural Institute of Public Health and Environmental Science, 526-1 Minamidani, Yurihama, Touhaku, Tottori
682-0704, Japan2

鳥取大学農学部・Faculty of Agriculture, Tottori University, 4-101 Koyama-cho Minami, Tottori, Tottori 680-8533, Japan* Corresponding Author

受付日：2022 年 12 月 16 日，受理日：2023 年 3 月 13 日，WEB 掲載日：2023 年 4 月 19 日

11

森

明寛・成岡朋弘・日置佳之

防建設などの人間活動によって大きく改変されてきた (Nomura, 2003) ．かつて汽水湖であった霞ヶ浦，永松ほか，2014；鳥取県・鳥取市，2020）．このう
ち，カラスガイは 10 PSU 以上の塩分環境では生息

八郎潟などでは河口堰き止めにより現在では淡水化され（山室，2020；近藤，2020），一方，諫早湾でできず（伊藤ほか，2017），淡水性の水生植物では12 種のうち 10 種までは 10 PSU 以上では繁茂でき

は湾口部を堰き止めて一旦淡水化されたのち再び湾ないとされている（山室，2014）．このように湖山口部を開放し汽水環境に戻される事例（東・佐藤，
2020）など，日本各地の汽水湖で塩分環境が人為的

池では過剰な塩水遡上により湖内の生態系に大きなに変化した事例がある．

これらの生物の回復には至っていない（鳥取県・鳥ダメージが与えられたと考えられており，その後も鳥取県東部に位置する湖山池は，古来より漁業の場

取市，2020）．このような状況の中，湖山池の生態および農業用水の水源として利用されており，過去に幾度も人為改変されてきた (Nomura et al., 2009) ．湖内系を再生し，期待されるさまざまな生態系サービスの塩分環境に影響を与えたと考えられる人為改変を高め，過度な塩水遡上が起きないようにすることが整理すると，まず流出河川である湖山川への水門設
置が挙げられる．この水門は 1936 年に農業の塩害適応であると指摘されている（日置，2020）．その防止のために設置された（鳥取県・鳥取市，2020）．
この水門は 1963 年には木製から鋼鉄製の水門に更ることは重要な知見となる．

を享受できるようにするためには，湖水の流動性をためにも湖内へ遡上する塩分量やその特性を把握す
海域からの塩水遡上に関しては気象や水文などの新され，現在の形となった．さらに 1983 年には湖様々なプロセスが関与する．例えば，世界最大級の山川の河口部を千代川から切り離す河口付け替えに汽水域であるバルト海では秋に継続した東風の後により，湖山川は千代川を経由することなく直接日本

数十日にわたる強い西風によってカテガット海峡を通じて高塩分水塊が流入する（Stigebrandt, 1983）．

海と繋がることとなった．しかし，その直後に大量の海水が湖山池に流入し，農業への塩害が発生したため，その後の湖山池の塩化物イオン濃度は 330

また，ラムサール湿地のチリカ湖ではモンスーン中の海水の潮汐流入は陸域からの大量の淡水流入に

mg/L 以下となるように水門操作によって厳格に管よって阻止されるが，夏季に湖の水位が低くなるとベンガル湾からの塩水侵入が増加する（Sarkar et

理されることとなった（鳥取県・鳥取市，2020）．

al., 2012）．国内の事例では，宍道湖（Ishitobi et al.,ところが，
その後は長年にわたりアオコが顕在化し，

1999），小川原湖（西田・中辻，1999）での実測において，感潮域の流速は 2 地点の水位差すなわち水

さらにヒシの大繁茂や漁業不振などが生じた．こうした背景の中，汽水湖再生の機運も高まって，農業者との合意のもと，2012 年以降は水門の開度を上げ，塩化物イオン濃度 2,000 ~ 5,000 mg/L の範囲で面勾配によってほぼ決定されることが示されてい管理されることとなった（鳥取県・鳥取市，2020）．

算出した流量との相関があるとしている（Pracoyoる．同様に十三湖においても水位差と実測流速より

こうした海水流入部での人為改変は汽水域の塩分ほか，2010）．また，宍道湖に遡上する塩水の特徴

環境を変化させるが，塩分は浸透圧による直接的なとして，水位差が大きくなると同時に強い西風が継効果だけではなく，水質と種間相互作用を介した間

続することで塩分躍層の内部振動によって下流の中接的な効果を通じて汽水湖の生物相に大きな影響を

海から塩水遡上が発生しやすい傾向があるとして与えることが指摘されている（宮本，2004）．そのいる（森脇ほか，2003；福岡ほか，2004）．さらにため，汽水湖へ流入する海水の流動や塩分量を把握

網走湖では湖の水位と潮位との水位差と遡上する塩することは，汽水湖の生態系を理解する上で重要な分通過量に相関があることを報告している（池永ほ

視点となる．

か，1998）．ただし，これらの事例は水門等による湖山池では高塩分化を始めた 2012 年およびその水の流れが制御されない条件下での調査であり，現翌年は，目標とする塩化物イオン濃度を大きく上回
る 8,000 mg/L 程度（約 14.5 PSU に相当）まで上昇し，在水門操作によって流動が制御されている湖山池とは状況が異なる．湖山池ではこれまでの湖内の塩分

湖山池は過去 100 年で経験のない高塩分環境となっ分布に関する調査で，日本海の潮位が高くなる夏季

た（鳥取県・鳥取市，2020）．高塩分化の始まった2012 年には，淡水性のカラスガイ Cristaria plicata

を中心に湖山川を通じて湖内へ海水が流入し，湖内に流入した高塩分水塊は底層を這うように反時計回をはじめとするイシガイ科 Unionidae の二枚貝や淡りに湖内の最深部に到達する傾向があることがわ

水性の水生植物などが消失した（宮本ほか，2015；

かっている（湯原，1957；初田ほか，2012；森ほか，
12

湖山池河口部における塩分フラックスの特性

を通じて日本海へと繋がっている．その他に湖山池

C Observation Pointof lake mouth(L)

Study site

33.9m

●

および湖山川には千代川から導水した農業用水路が分岐して小さな水路として接続し，その一部は接続(R)部に樋門が設置されている．また，湖山川では河口

1.35m

D
■

部に水門が設置されて以降，日本海から遡上する海
水の流れが抑制されており，現在の湖山水門は川幅25 m に設置された 3 枚のゲートが独立に操作でき

18.4m

る構造となっている．その管理方法は，順流時は幅10.25 m の第 1 および第 2 樋門の一部と幅 4.5 m のSea of Japan

35°32'N

0

1

km
2

g
KoyamaRiver

Lake Koyama-ike■Bg

SendaiRiver

舟通水門の一部または全部を開放されている．一方，
逆流時は第 1 および第 2 樋門を全閉したうえで，舟通水門については湖山池と水門下流の水位差等に応●C

35°30'Na

じて水門上部を開度調整し，湖山川を遡上する海水■bc

134°8'E

A

が水門上部を通水する「上越通水」を基本操作として運用されている（鳥取県・鳥取市，2020）．なお，

d134°10'E

水門管理日報（鳥取県，未発表）によると，調査
期間中（2021 年 8 月 8 日～同年 10 月 21 日）の水

134°12'E

図1

調査地の位置図と観測地点．A 湖山池（青島地点），B 水門下流地点，C 観測地点，D ドップ

門の開閉状況は，順流時には概ね基本操作で運用され，水門の開口面積は最大で約 69 m2 であった．一

ラー流速計，g 水門，(L) 湖山川の左岸，(R) 湖山
b 長柄川，c 枝川，
d 三山口川．
川の右岸，a 福井川，方，逆流時の基本操作では，舟通水門は水門上部を30, 60 ,90, 130 cm と段階的に開ける「上越通水」な

Fig. 1 Location of the study site and the observation

どの細かな操作によって，水門の開口面積は概ね 0～ 13 m2 の範囲で調節されていた．ただし，8 月 29

point.

A Lake Koyama-ike (Aoshima site), B Downstream

日～ 9 月 29 日および 10 月 13, 18 日については，逆site of the flood gate, C Observation point of lakemouth, D Doppler flow meter, g flood gate, (L) The流時の舟通水門は概ね全開で操作され，開口面積は約 10 ～ 12 m2 であった．また，8 月 18 日～ 8 月 22

Koyama River, a Fukui River, b Nagara River, c Eda

日については豪雨後の一時的な操作として逆流時においても舟通水門の全開に加えて第 1，2 樋門が全left bank of Koyama River, (R) the right bank ofRiver, d Miyamaguchi River.

開で操作されていた．

方

2013）
．しかし，海水遡上量に関する実測データは無く，定量には至っていない．そのため，本研究で

法

湖山池湖口の流動および塩分濃度の連続観測

は汽水湖の生態系に大きな影響を及ぼす海水遡上に

湖山池湖口の流動および塩分濃度の変化を把握す注目して，水門で海水遡上の制御をしている湖山池

るため，日本海の潮位が高くなる夏季から秋季に注目し，2021 年 8 月 8 日から同年 10 月 21 日の期間を対象に，流速および塩分濃度の実測により湖口にに湖口の流速と塩分濃度を連続観測した．観測地
点（図 1, C 地点）は湖山池と湖山川の接続部からおける流動量および塩分フラックスの定量を試み，その特徴を明らかにすることを目的とした．

約 50 m 下流の川幅がほぼ変化しない湖山川の直線部分の地点（幅 33.9 m，観測期間中の平均水深 1.35

調査地概要m）とした（図 1）．流速観測には観測地点断面の湖山池は鳥取県東部に位置する湖岸延長 17.5 km，
湖面積 6.81 km2 ，平均水深 2.8 m，最大水深 6.5 m，最深部となる位置の河床に高さ 10 cm の架台を水平に設置し，その上に超音波ドップラー流速計（ザイレムジャパン社 SonTek-IQ plus）を固定した．厚さ

流域面積 38.91 km2 の潟湖である（図 1）．主要な流

3 cm の流速計の上端から水面まで深度 5 cm 毎の流入河川には，長柄川，福井川，枝川および三山口川

速を 10 分間隔で連続観測した．なお，流速計の上があり，池の湖口には唯一の流出河川である湖山川
13森

明寛・成岡朋弘・日置佳之

端から河床までの 13 cm については観測できないた
め，計測できる最下層となる機器上端から 5 cm 上して，海水遡上毎に池口を通過する塩分量を算出

部の区間の流速を適用した．また，本機は左右それ
ぞれ 60 度かつ鉛直軸より 60 度の方向にビームが照の継続時間で除して求めた．算出した塩分フラック

射されるものの調査地点の両岸までは届かないた

た単位面積あたりの平均的な塩分通過速度を表して

め，一般に抵抗を受けやすい両岸付近の流速についいる．なお，逆流については，湖口で観測した各層ては本調査では考慮されていない．併せて，設置しの流速から求めた平均断面流速が負値の状態を逆流た超音波ドップラー流速計の近傍に電気伝導率ロガー（HOBO 社 U24）を設置し，塩分濃度を 10 分として取り扱い，平均断面流速が連続して負値となる期間を 1 回の逆流時間とした．

し，湖口の水位から計算で求めた断面積および逆流
スは水位変化に応じた湖口の断面積の変化を反映し間隔で連続観測した．なお，電気伝導率ロガーは河床から 10 cm, 30 cm, 50 cm および 80 cm の位置に 4

結果および考 察

か所設置し，2021 年 8 月 8 日から同年 10 月 21 日まで深度別の塩分濃度を観測した．また，湖内およ

湖口の流動および塩分変化

観測期間中の湖山池湖口（図 1, C 地点）の流速，
深度別の塩分濃度，湖内（図 1, A 地点）と水門下

び湖山水門下流の水位データは「鳥取県防災情報・
河 川 情 報，http://tottori.bosai.info/tottori_water_index.
html（2021 年 12 月時点）」より取得した．

流（図 1, B 地点）の各水位および両地点の水位差の経時変化を図 2 に示す．湖山水門（図 1, g 地点）の下流地点（図 1, B 地点）は日本海と直接繋がっ

湖山池湖口における塩分フラックスの算出
まず，各観測時刻に湖口を通過した流量について，ているため，水門下流地点の水位は潮汐の影響を受各時刻における深度別に観測した流速に，観測深度
区分の断面積を乗じて深度別に通過する流量を算出

けた変動が見られると考えられる．一方，湖内（図1, A 地点）の水位も変動が見られるものの水門下流した．その流量は正値を順流量，負値を逆流量としほどの大きな変動は見られず，その水位差（（湖内て取り扱った．各深度の順流量を表層から底層まで合計した値について，各観測日の 0 時から 24 時ま水位）－（水門下流水位））は正値と負値を繰り返していた．図 2 より水門下流の水位変動は湖内の水で積算した値を日順流量とし，同様に各深度の逆流

位変化と比べて大きく変動していることから，潮位量の積算値を日逆流量とした．

の変動がこれらの水位差を生みだし，湖山池湖口で次に，各時刻の深度別の流量と各深度に対応するの流向を決めているものと考えられる．また，湖口

塩分濃度から，湖口における塩分の移動量を算出しでの流速はその水位差に対応した傾向が見られ，宍道湖（Ishitobi et al., 1999）や小川原湖（西田ほか，

た．電気伝導率ロガーの各設置深度に対して，河床よりそれぞれ 0 ~ 20 cm, 20 ~ 40 cm, 40 ~ 65 cm, 65

1999）などの湖沼での実測と同様の傾向が確認さcm ~ 表層までの 4 層に区分し，各層の塩分濃度はれた（図 3）．観測期間中の断面平均流速を見ると，
順流平均流速は 0.212 m/s（最大 0.585 m/s），逆流平均一であると仮定して，各観測時刻における深度別の流量に対応する深度区分の塩分濃度を乗じて，観均流速は -0.139 m/s（最大 -0.458 m/s）
であった
（図 4）
．

測地点を深度別に通過する塩分量として算出した．

逆流時に注目すると，小川原湖での実測事例（西田ほか，1999）では，逆流平均流速を -0.28 m/s（最大なお，塩分濃度の欠測がある場合は，欠測した深度-0.91 m/s），宍道湖の事例（Ishitobi et al., 1999）ではに一番近い深度のデータを適用して算出した．その塩分量は正値を日本海から湖山池への塩分遡上量と最大約 -0.6 m/s と報告されており，調査時の湖山池

し，負値を湖山池からの塩分流下量として取り扱っでは当時の小川原湖ほど海水遡上が見られず，宍道た．各時刻の深度別の塩分流下量を表層から底層まで合計した値について，各観測日の 0 時から 24 時

湖と同程度の海水遡上が生じていた可能性が考えられる．また，逆流時の流速から，逆流時に海水が水門から湖山池の湖口までの約 2.5 km の距離を到達まで積算した値を日塩分流下量とし，同様に各深度するまで平均で約 5 時間，最短でも 1.5 時間程度であることが推測された．図 2 より水門下流の水位がの塩分遡上量の積算値を日塩分遡上量とした．なお，
塩分濃度は 1 PSU を 1 g/kg として取り扱った．
さらに，逆流毎の湖口での海水遡上の強度を把握

湖内の水位を上回る状態が平均で約 5.8 時間継続すするため，逆流発生毎の湖口の塩分フラックスを算出した．塩分フラックスは 1 回の連続する逆流に対る場合において，湖口での塩分濃度の急上昇が見られ，20 PSU を超える状況も確認された．これらの
14

1
−1
1
Velocity (m/s)

120
60

0

0
40

-0.5

1-Aug

30

0.8m

21-Aug31-Aug11-Aug21-Aug31-Aug 100
5000Δh (cm)A
B
Δh11-Aug21-Aug31-Aug

180

1

120

0.5

No data

60
0
40

0
-0.5

1-Sep

30

11-Sep21-Sep1-Oct11-Sep21-Sep100
1-Octvelocity (m/s)

-50

-50

20
10
0
100

1-Sep

50

50

0

0

-50

Δh (cm)Level (cm)Salinity (PSU)
Water Level
T.P.+ (cm)

0.1m

-50

1-Sep

180

11-Sep21-Sep

1-Oct

1

120

0.5

60

0

0
40

-0.5

1-Oct

30

11-Oct21-Oct31-Oct11-Oct21-Oct31-Octvelocity (m/s)

Water level
T.P.+ (cm)

50

1-Aug

Level (cm)11-Aug0.3m

100Salinity (PSU)

0.5m

20

100
1-Aug

Water Level
T.P.+ (cm)0.5velocity (m/s)

180

20
10
0
100

1-Oct

100

50

50

0

0

-50

-50

1-Oct

11-Oct2021

21-Oct31-Oct図 2 湖山池の湖口における断面流速と塩分濃度および (A) 湖山池（青島地点），(B) 水門下流の水位の経時変化（2021 年 8 月 8 日 ~10 月 21 日）．
Δh は湖山池（青島地点）と水門下流地点との水位差を表す．
Fig. 2

Diurnal changes in cross-sectional flow velocity and salinity at the mouth ofLake Koyama-ike and water levels at (A) Lake Koyama-ike (Aoshima site) and (B)downstream site of the flood gate from August 8 to October 21, 2021.

Δh indicates the water level difference between Lake Koyama-ike (Aoshima site) anddownstream site of the flood gate.

Δh (cm)Salinity (PSU)

Level (cm)

図2 森明寛・成岡朋弘・日置佳之
湖山池河口部における塩分フラックスの特性

Current velocity (m/s)

森

明寛・成岡朋弘・日置佳之

0.8

いケースでは湖山池に入る直前まで強混合に近い状

0.6

態で海水が遡上してくる状態も確認されている．安図4 森明寛・成岡朋弘・日置佳之

0.4

査において，満潮後に湖山川を遡上する海水が強混

田ほか（2019）によると 2019 年 9 月 27 日の現地調合状態に近づいていたことが確認されており，海面0.2と湖内の水位差が大きくなる場合において，強混合0

状態に近づくケースが発生する可能性が考えられる．

-0.2

湖口に設置した超音波ドップラー流速計で観測し-0.4た流速と河川断面から算出した河川流量の日変化を
図 5 に示す．調査を開始した 8 月上旬から中旬にかけて日順流量が日逆流量を大きく上回り，8 月 15

-0.6
-60

-40

-20

0

20

40

60

日には逆流はなく，日順流量は観測期間で最大となる約 208 万 m3 に達していた．この期間にはまとまっ

Water level difference (cm)

図3

た降雨が継続し，近傍の気象台湖山観測所で 8 月
14 日には 128 mm の降雨量を観測し，翌 15 日には湖山池（青島地点）と水門下流の水位差と湖口の平均流速との関係
Fig. 3 Relationship between the water level

湖山池の水位は T.P.+91 cm まで上昇するとともに，湖内と水門下流との水位差は最大 48 cm を記録した

difference between Lake Koyama-ike (Aoshima

ことから極めて大きな日順流量になったと考えられ
る．8 月下旬から 9 月下旬は日逆流量の多い日が増site) and the downstream site of the flood gate andthe average current velocity at the mouth of the lake.

え，最大で約 77 万 m3 /day に達した．10 月になると日逆流量はやや小さくなり，最大でも約 46 万 m3

Observation Frequency (times)/day に留まった．月毎の日平均流量を算出すると，
forward flow

日平均順流量では 8 月は 55 万 m3 /day，9 月は 30 万
m3 /day，10 月は 28 万 m3/ day，日平均逆流量では 8back flow

800
600

月は 15 万 m3 /day，9 月は 29 万 m3 /day，10 月は 18
万 m3 /day となった．水量としては日平均順流量が400

卓越する傾向が見られるが，特に日平均逆流量が多かった 9 月では日平均順流量と日平均逆流量がほぼ200同量であった．

0

-0.6

-0.4

-0.2
0
0.2
Velocity (m/s)

0.4

湖口の塩分フラックス

0.6

湖山池の湖口を通過する日塩分量および鳥取県
が観測している湖内の青島地点（図 1, A 地点）の

図 4 観測期間中の湖山池の湖口の平均流速．
Fig. 4 Average flow velocity at the mouth of Lake

塩分濃度（「湖山池塩分濃度計測システム，http://
www.koyama-lake.info/index.html（2021 年 12 月 時

ことから，逆流が生じても継続時間が平均で 5 ~ 6

調査開始後，8 月中旬に湖内の塩分濃度に大きな低下が見られるが，8 月 13 日から 14 日にかけての大点）」）の変化を図 6 に示す．なお，本地点では湖底から 1 m 上部の中層の塩分濃度を観測している．

Koyama-ike during the survey period.

時間にも満たない短いケースにあっては，海水は湖
山池には到達しない，あるいは僅かしか到達せず，雨（図 5）が影響しているものと考えられる．その結果，湖口での流出水量の増大（図 5）に伴い，湖口から流下する塩分量が大きくなったものと考えられる（図 6）．その後，8 月下旬には日塩分遡上量が順流に転じた後に日本海へ流下する一方で，逆流時の継続時間が長いケースでは海水が湖内へ到達しや

日塩分流下量を大きく上回る状況が見られた．9 月になるとその傾向が顕著となり，1 日あたり 1 万ト

すい状況にあることが考えられる．
また，水深別に見ると河床に近いほど塩分が高い
傾向が見られたが，9 月 8 日のように濃度差が小さ

ンを超える塩分の遡上が 6 日間（9 月 8 日 , 17 日 ,16

湖山池河口部における塩分フラックスの特性
forward flow

back flow

rainfall0

図6 森明寛・成岡朋弘・日置佳之

2,000,000

100

1,500,000

200

1,000,000

300

500,000

400

0

500

-500,000

600-1,000,000
1-Aug

1-Sep

1-Oct

Rainfall (mm)Daily Flow Volume (m3/day)

2,500,000

700
1-Nov

2021

図 5 湖山池の湖口における流量の日変化（2021 年 8 月 8 日 ~10 月 21 日）．
Fig. 5 Daily change in flow volume at the mouth of Lake Koyama-ike from
August 8 to October 21, 2021.

forward flow

back flow

salinity

10

40,000,000

830,000,000
20,000,000

6

10,000,000

4

0-10,000,000

2

No data-20,000,000
1-Aug

1-Sep

Salinity (PSU)

Amount of Salinity Inflow (kg)50,000,000

1-Oct

0
1-Nov

2021

図 6 湖山池の湖口における塩分流入量の日変化（2021 年 8 月 8 日 ~10 月
21 日）．

折れ線グラフは青島地点の湖底から 1m上部の塩分濃度を示す．
Fig. 6 Daily variations in salinity inflow at the mouth of Lake Koyama-ike
from August 8 to October 21, 2021.

The line graph shows the salinity concentration 1m above the bottom of thelake at Aoshima site.

18 日 , 22 日 , 23 日 , 29 日）観測され，9 月 22 日にでは塩分躍層が形成されることから，湖内へ流入しは観測期間で最大となる約 2.2 万トンの塩分が湖内た大量の塩分は一旦深部に蓄積されるものの，その後の混合や拡散によって，湖内の観測地点（図 1, A

へ流入した．仮にこの塩分量が湖水で均一に混合された場合には，湖内の塩分濃度を約 1.15 PSU 上昇地点）の塩分濃度を上昇させた可能性が考えられる．

させるポテンシャルに相当し，湖内の塩分環境が急

また，試算した湖口における塩分フラックスは0.09 ~ 5.82 kg/m2/s と逆流毎の塩分フラックスに大きな違いが見られた．湖山川に設置された水門は 1 時

激に変化する可能性を示唆している．10 月も日塩分遡上量が上回る時が幾度か見られたが，日最大量は 10 月 15 日の約 1.1 万トンであった．通常，湖内間毎に人為的に開度を調整されていることから，逆
17

森

8

( a)

y = 0.049x + 0.721
R² = 0.245

6

4

2

0

R² = 0.600

6

4

2

0
0

10

20

30

40

50

60

70

80

0

10

8

( c)

8

y = -0.138x + 0.177
Salinity Flux (kg/m2/s)

R² = 0.132

6

20

30

40

Salinity (PSU)

Duration (h)Salinity Flux (kg/m2/s)

y = 0.138x - 1.256( b)
Salinity Flux (kg/m2/s)

Salinity Flux (kg/m2/s)

8

明寛・成岡朋弘・日置佳之

4

2

0

( d)

y = 0.024x + 1.114
R² = 0.081

6

4

2

0
-20

-10

0

0

Water level difference (cm)

10

20

30

40

50

60

70

Area (m2)

図 7 逆流時の諸条件と湖山池の湖口での塩分フラックスとの関係．(a) 逆流の持続時
間，(b) 水門下流の塩分濃度，(c) 湖山池と水門の水位差，(d) 水門の開口面積．

Fig. 7 Relationship between various conditions during backflow and the salinity flux atthe mouth of the Lake Koyama-ike. (a) Duration of backflow, (b) Salinity concentration at
downstream site of the flood gate, (c) Water level difference between Lake Koyama-ike andthe downstream site of the flood gate, (d) Opening area of the flood gate.

流時における水門の開口面積も湖口の塩分フラック

分析により塩分フラックスを類似度の近い３つのグループ（A ~ C）に分けた（図 8）．さらにこれらのスの大きさに影響を与えていることが考えられる．
そのため，海水遡上に関連する項目として，逆流時

グループ毎に平均水位差，逆流時間，水門下流の平均塩分濃度，水門の平均開口面積について図 9 ににおける湖内と水門下流の平均水位差，逆流時間，とりまとめた．なお，分析には統計ソフトウエア R
ver4.2.1（http://www.R-project.org/）を使い，分類感水門下流の平均塩分濃度に加えて水門の平均開口面積にも注目し，逆流時毎のこれらの条件と湖口での塩分フラックスとの関係を示した（図 7）．その結度が良いとされるウォード法を用い，試料間の距離

果，湖口の塩分フラックスは水門下流の塩分に弱いはユークリッド距離とした．塩分フラックスが大きなグループ C（4.27 ~ 5.82 kg/m2/s）では，水門下流

相関が見られたものの，その他の条件に対しては明瞭な関係が見られなかった．そこで塩分フラックスの塩分が 27.7 PSU 以上と非常に高く，通常の逆流の大きさによる特徴を把握するために，クラスター

時に操作される舟通水門は全開状態であった．また18

図9 森明寛・成岡朋弘・日置佳之

湖山池河口部における塩分フラックスの特性

Height

20
15

Group
C

10

Group B

Group A

5

20
18
19
21
22
25
26
23
24
27
28
1
2
3
6
4
5
9
7
8
16
17
15
13
14
12
10
11
47
45
46
41
42
43
44
37
38
39
40
34
35
36
32
33
29
30
31

0

( b)
40
Salinity (PSU)

Duration (h)

80
60
40
20
0

30
20
10
0

A B C
Group

( c)
0
-5
-10
-15
-20

Group

80
60
40
20
0

A B C

A B C

( d)
Opening area (m2)( a)Water level difference (cm)

図 8 クラスター解析によるデンドログラム．
Fig. 8 Dendrogram by cluster analysis.

Group

A B C
Group

図 9 塩分フラックスの各グループにおける逆流時の諸条件．
（グループ A: 0.09 ~ 1.17 kg/m2/s, グ
ループ B: 1.38 ~ 2.97 kg/m2/s, グループ C: 4.27 ~ 5.82 kg/m2/s）(a) 逆流の持続時間，(b) 水門下流の塩分濃度，(c) 湖山池（青島地点）と水門下流の水位差，(d) 水門の開口面積．
Fig. 9 Conditions during the backflow in each group of salinity fluxes. (Group A: 0.09–1.17 kg/m 2/

s, Group B: 1.38–2.97 kg/m 2/s, Group C: 4.27–5.82 kg/m 2/s) (a) Duration of backflow, (b) Salinity
concentration at downstream site of the flood gate, (c) Water level difference between Lake Koyamaike (Aoshima site) and the downstream site of the flood gate, (d) Opening area of the flood gate.

第 1, 2 樋門も開いている通常よりも開口面積が高い

ループ B（1.38 ~ 2.97 kg/m2/s）では，逆流時間は塩状態も含まれていた．さらに湖内と水門下流の平均水位差も -11.5cm と大きく，大量の塩分遡上が起こ

分フラックスが大きなグループと同程度またはそれりやすい状態であったことがわかった．一方，塩分
フラックスが小さなグループ A（0.09 ~ 1.17 kg/m2/

クスの小さなグループと同程度であり，かつ，水門したが，塩分フラックスの大きなグループと比べて水門下流の塩分濃度が低く，また，大部分のケースれた．3 つのグループを比較すると，図 7 および図9 で示したとおり水門下流の塩分濃度の大きさと湖において水門の開口面積が小さく制御され，逆流時

口の塩分フラックスとの関連が大きいことが示唆さ

間が短い特徴が見られた．このグループにも通常の逆流時では閉じている第 1, 2 樋門を全開するケース

れる．

が含まれていたが，いずれも水門下流の塩分濃度がよって，湖内の塩分濃度が大きく上昇し，過去に一低く，塩分フラックスへの寄与は小さかったものと部の淡水性生物の消滅または激減や，夏季を中心に考えられる．さらに，塩分フラックスが中間的なグ

底層の貧酸素化さらには大量の栄養塩類の溶出を招以上であったものの，水門の開口面積は塩分フラッ
下流の塩分は両グループの中間的な分布であった．
また，水位差は -18.8 ~ -5.5 cm と広い範囲で観測さs）では，水位差は -14.0 ~ -3.0 cm と広い範囲を示湖山池では大量の海水が湖内へ流入することに19

森

明寛・成岡朋弘・日置佳之

分濃度を適度に保つための水門管理をすることが重要であると考えられる．このうち逆流時の流量につSalinity Flux (kg/m2/s)

86

y = 0.017x - 0.171

いては水門の開度調整によって人為的に流量を制御

R² = 0.939

することが考えられるが，水門を閉鎖することで流動の低下が招く水質悪化には注意が必要である．そのうえで，第 1 に水門下流の塩分濃度の鉛直分布か

4

ら逆流時に表層の低塩分水塊を狙って水門上部を通過させることが有効であると考えられる．第 2 に例

2

えば農業用水路の淡水を活用するなど，直接または間接的に湖内の塩分濃度を下げる手法の検討も有効であると考えられる．

0
0

100

200

300

また，世界規模で起こっている気候変動について
は，「人間の影響が大気，海洋及び陸域を温暖化さ

Amount of Salinity (kg/s)

図 10

せてきたことには疑う余地がない」とし，「少なくとも 1971 年以降に観測された世界平均海面水位の水門を通過する塩分量と湖口での塩分フラックスとの関係．
Fig. 10 Relationship between the amount of salinity

上昇の主要な駆動要因は，人間の影響であった可能性が非常に高い．」と指摘されている（文部科学省・

passing through the flood gate and the salinity flux

気象庁，2022）．また，気象庁が公開している潮位

at the mouth of the lake.

デ ー タ（https://www.data.jma.go.jp/gmd/kaiyou/data/
shindan/a_1/sl_trend/sl.csv（2022 年 10 月 時 点 ）） によると近年の日本沿岸の海面水位は上昇傾向が見られており，特に 2021 年の海面水位は統計を開始しいたと考えられている（鳥取県・鳥取市，2020）．
そのため，湖山池の淡水性生物や水質の保全する観た 1906 年以降で最も高い値を記録している．特に点において，湖口での塩分流入が過大にならないこ

汽水湖では海面上昇に伴って湖内との水位差によるとが重要であると考えられる．そのためどれだけの海水遡上が起こりやすくなることから，汽水湖の環

塩分量が水門を通過し，さらに湖口を通じて湖内へ

境はより塩分濃度の高い状態に晒されることが考え到達するかが重要となる．そこで逆流毎に水門を通られる．また，湖内への塩水の侵入は塩分躍層の形

過する塩分量と湖口での塩分フラックスとの関係を
図 10 に示した．なお，水門を通過する流量は観測成を促し，底層の貧酸素化を招くとともに湖底からしていないため，湖山川に接続する小さな水路からのみならず汽水湖の生態系を維持する視点においての流れ込みの影響は小さく湖口における逆流水量とも気候変動に伴う海面上昇による湖内の塩分環境の水門での逆流水量が等量であると仮定し，逆流時に変化は重要な意味を持ってくる．塩分流入量や塩分水門を通過する塩分量について，逆流水量を逆流時

フラックスはその状態を表す重要な指標のひとつで間で除して求めた流量に水門下流の塩分濃度を乗じて推計した．図 10 より，水門を通過する塩分量があり，今後もその状態を把握するとともに湖内の生大きくなるほど湖口での塩分フラックスが増大する

たい．

栄養塩類の溶出等の現象が生じることから，湖山池

態系に変化が生じる懸念がないか明らかにしていき傾向があると考えられる．ただし，水門を通過する
塩分量については過大または過少評価の可能性があまることから，今後水門での流速を実測するなど詳細とめ

本研究では山陰の汽水湖である湖山池において，な検証が望まれる．

湖口の流速および塩分濃度を，2021 年の夏季から秋季にかけて連続観測し，湖口での流動量および塩湖山池の今後の塩分管理に向けて
湖山池の生態系の再生を考える上で，過去に生息

分フラックスを定量した．その結果，湖山池の湖口していた淡水性生物の保全と湖内の塩分濃度とのバでは湖内と水門下流の水位差に応じて流速が変化
し，観測期間の平均流速は順流方向には 0.212 m/s

ランスをとることが重要となる．これらの淡水性生（最大 0.585 m/s），逆流方向には 0.139 m/s（最大 0.458

物を保全するには過剰な塩水遡上を防ぎ，湖内の塩20

湖山池河口部における塩分フラックスの特性m/s）であった．湖口の河川流量は順流量が逆流量

Intrusion into a Coastal Lagoon, Lake Shinji, Japan.
Japanese Journal of Limnology, 60(4):439-452.

を卓越する傾向が見られるものの，日逆流量の多かった 9 月の日平均流量は日平均順流量と日平均逆

伊藤寿茂・柿野忠・河野裕美（2017）イ
シガイ科淡水二枚貝の成貝 6 種と幼生 2 種の塩分流量がほぼ同程度であった．湖口での塩分の移動量

亘・北野

耐性．陸水学雑誌，78:87-96.

については，8 月下旬以降は日塩分遡上量が日塩分
流下量を上回る状態が多く，特に 9 月はその傾向が近藤

顕著となり，9 月 22 日には湖内の塩分濃度を約 1.15
PSU 上昇させるポテンシャルに相当する日量約 2.2

正（2020）八郎湖の負荷収支からみた汚濁構

造と水質・水環境改善への課題．河北潟総合研究，
23:13-24.

万トンの塩分量が湖内へ流入したことがわかった．
また，逆流単位での湖口での塩分フラックスは 0.09

國井秀伸・高安克己・橋谷~ 5.82 kg/m2/ s と試算された．このうち，塩分フラッ（1993）汽水湖生態系の特性と日本における研究の現状．日本生態学会誌，43:195-209.

クスが大きくなる場合において，湖内と水門下流の宮本の塩分濃度が高い特徴がみられた．逆に塩分フラッ

宮本

クスが小さい場合には，水位差に特徴は見られな
低く，逆流時間が短い傾向があることが示唆された．

明寛・前田晃幼生と宿主魚類の関係に着目して．保全生態学研
究，20:59-69.

文部科学省・気象庁（2022）IPCC 第 6 次評価報告書
第 1 作業部会報告書気候変動 2021：自然科学的根辞

拠政策決定者向け要約（SPM）暫定訳（2022 年 5月 12 日版），https://www.data.jma.go.jp/cpdinfo/ipcc/

鳥取県栽培漁業センターの清家裕室長には超音波
ドップラー流速計の貸し出しおよび有益な助言をいただいた．また，査読者 2 名の方々には本稿に対し

ar6/IPCC_AR6_WG1_SPM_JP_20220512.pdf（2022
年 9 月時点）.

て大変有益な助言を頂いた．ここに記して厚くお礼を申し上げる．

森

明寛・初田亜希子・畠山恵介・宮本 康・九鬼
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