矢作川研究 No.６：151〜158，2002

2000年９月出水が矢作川古鼡地区周辺河道に与えたインパクト⎜⎜洪水時の地形変化ならびに洪水後の濁水⎜⎜
Impact of the flood on September 2000 on river geomorphology around Fusso
in the middle reach of the Yahagi River⎜⎜ Sediment deposition during the flood and muddy water after the flood ⎜⎜田代 喬・北村 忠紀・辻本 哲郎
Takashi TASHIRO, Tadanori KITAMURA and Tetsuro TSUJIMOTO

発し，ダム貯水池に多量の流木・土砂が流入し，下流河はじめに道では長時間濁水が続き，河岸には大量の土砂が堆積し矢作川流域では，2000 年９月 11 日未明から降り始めた．こうした河川の撹乱作用は，人間生活に大きな支障た雨は夜になって非常に激しくなり，12 日の朝まで続いをきたす一方で，河川の生物の生育・生息場に様々な影た．上流部の槍ヶ入観測所では，最大時間雨量 80mm，響を与え，場合によってはその形成・維持にとって重要累計雨量 595mm と強い降雨を記録した（建設省豊橋工となる場合もあると考えられる．

事事務所，2000）．また，12 日０時頃と３時頃の２つの時洪水時の矢作川古鼡地区におけるピーク流量（時間平刻にピークを持つ降雨であった．ピーク流量は岩津水位

均流量）も，12 日午前 10 時，既往最大級の 2,400m /s に観測所（河口から約 30km 地点）において約 4,300m /s達し（中部電力越戸ダム管理所提供，図１），周辺河道地と推定され，既往最大級の流量を記録した（建設省豊橋形を変化させた．本報では，１）現地調査ならびに数値

工事事務所，2000）．

解析による洪水流況の再現から洪水時の河道地形変化に矢作ダムへの流入量は 12 日２時から４時にかけて急関する考察を行うとともに，２）出水後の濁水継続状況激に増加し，ピーク時には計画高水流量 2,300m /s を大に関する現地調査結果について報告する．

きく上回る約 3,200m /s を記録し，異常洪水時の操作を行い（操作規定でいうところの但し書き放流），結果とし河道横断面形状の変化て，矢作ダムのピーク流量カットは約 800m /s であった
（建設省豊橋工事事務所，2000）．さらに，上流の矢作ダ

今回の洪水の後，古鼡地区周辺河道の状況（図２）は

沢ぬけ と呼ばれる谷部の土砂崩落が多それ以前から一変し，河岸に大量の砂が堆積し，中州の3000

Q＝2430m /s（AM 10:00）

2500
2000
流量Q（m /S）

ム集水域では

1500
1000
500
0
2000/9/110：00

2000/9/1112：00

2000/9/120：00

2000/9/1212：00

2000/9/130：00

日付・時刻

図１

洪水時の時間平均流量の変化

151

2000/9/1312：00

2000/9/140：00

田代 喬・北村 忠紀・辻本 哲郎

中州44km地点

水辺公園

水辺公園
0.5km

043km地点

中州
狭窄部，岩盤露出

42km地点
植生繁茂した砂州

植生繁茂した砂州

図２２次流路

古鼡周辺河道の状況（破線は図３の横断面の位置，矢印で示した区間は図５の範囲）

植生は破壊された．図３に，河口から 43.8km，44.0km，響は大きくないようである．このことから，河床のアー44.2km 地点における，洪水前後（洪水直後ならびにマー化が進行してしまっている現状では，たとえ既往最の河道横断地形の変化状況を示す．図中に1999 年 10 月）

大級の洪水が作用したとしても，河床形態自体をそれほは，1999 年の地形を用いた流量 20m /s に対する等流計ど大きく変えることはないといえる．

算によって得られた水位，洪水痕跡による洪水ピーク時の推定水位も付記した．なお，44.0km 地点の横断面にお瀬・淵構造の変化いて， 2000a ， 2000b とあるが，通常通り地表部分の標高をとった測量結果が前者で，洪水による堆積層の底矢作川古鼡地区周辺の河道は，河川形態で言うところ面をとった測量結果が後者である．堆積層の判断は，ポーの Bb 型に区分される（建設省河川局治水課，1995）．水ルを差し入れた際の感触によった．また，堆積した土砂

野・御勢（1993）によれば，河川形態は河川生態学の分の成分を調べるため，堆積土砂の表層のサンプリング（図野で使われる川の形態区分であり，Bb 型については，一３中にサンプリング地点を番号で表記）も併せて行った．

つの蛇行区間において瀬と淵が一つずつあり（Ｂ型），瀬表層土砂の粒度分布，強熱減量について，図４に示す．

から淵に落ち込む際に白波が立つ（ｂ型）とされる．こなお，強熱減量の測定は，地盤工学会（1991）の手法にのような瀬・淵の空間分布構造は，魚類を始め，様々なよって行った．

生物の生育・生息場として，重要な役割を担っている．

図３〜４を見ると，両岸の高水敷部分に顕著な堆積が現在は，当該地区では河床のアーマー化が進行してい認められる．特に，左岸側高水敷では，堆積層厚が 1m にるが，既往最大級という大規模洪水によって，どの程度達する場所もある．これは，周辺が植生に覆われており，の河床形態（瀬・淵構造）の改変がなされたかを把握すめざましい流速の低下が生じたためと推定される．このることは重要である．こうした認識に基づき，ここでは，堆積土砂の多くは粒径の小さい砂やシルトであり，標高洪水前（2000 年８月２日）と洪水後（2000 年 12 月 12 日）が高いほど細かい材料や有機物の占める割合が大きい．に行った調査の比較から，瀬・淵構造の分布の変化を把

本川の澪筋では河床が低下し，河岸寄りでは河床が上握する（図５）．なお，瀬・淵構造はその形態の性格上，昇しているが，変化は微量であり，多量の土砂堆積によっ流量，水位に依存するところが大きいので，調査時の流て一変した高水敷外観ほど，洪水が横断形状に与えた影量も付記した．
152

2000年９月出水が矢作川古鼡地区周辺河道に与えたインパクト46124411Q＝2430m /s（2000/9出水）

3

標高

42

6 75440

12 13

1415

10892000a

Q＝20m /s（平水）38

2000b36

1999

3446
Q＝2430m /s（2000/9出水）

44

標高42
40

Q＝20m /s（平水）

38

2000

36

1999

34

46
Q＝2430m /s（2000/9出水）

44

標高42
40

Q＝20m /s（平水）

38

2000

36

1999

34
040

80

120

160

200

240

横断距離（m）

図３

出水による河道横断面の変化（上：44.0km 地点，中：44.2km 地点，下：43.8km 地点）

図５を見ると，洪水前後では調査時の流量が若干違うて，考察を行った．

上，地形も変化しているが，瀬・淵分布についての基本

流れの基礎式は，非定常３次元流れの運動方程式，連的な構造は，大きく変化していない様子が分かる．しか続式を水深方向に積分することにより得られる平面２次し，洪水時に水衝部になったと思われる水制工や砂州域元流れの保存形で記述された基礎式を用いた．水平方向の周辺では，側岸部の侵食，砂州域縮小に伴い，瀬・淵の渦動粘性係数は，局所水深と摩擦速度に比例するモデ分布が変化し，その結果，洪水によって多様な流れ場がルによって与えた（比例定数は 0.1 とした）．植生が存在形成されたと考えられる．

する効果については，運動方程式中に形状抵抗項を付加することで表現した（例えば，北村，1997）．河川の境界に適合する境界適合格子上において，有限体積法によっ数値シミュレーションによる洪水時流況の再現と考察て基礎式を離散化した．離散化式は，次のアルゴリズムによって解かれるものとした．すなわち，１）運動量の２．で示したように，高水敷では砂やシルトの堆積が輸送方程式中の水面勾配項を除く項を時間積分して仮の生じ，それが植生の存在によって助長されていることが線流量を得て，２）これを連続式に代入して得られる水推定された．そこで，植生の存在も考慮できる平面２次位に関するポアッソン方程式を解くことにより水位を求

元流れの解析を行うことにより洪水時の流況を再現しめ，３）これをもとに線流量を補正した．これにより各153田代 喬・北村 忠紀・辻本 哲郎

No.1
No.2
No.3
No.4
No.5
No.6
No.7

P （％）

10090807060504030201000.01

0.111010090807060
50403020
1000.01

No.8
No.9
No.10
No.11
No.12
No.13
No.14
No.15

0.1d（mm)110d（mm)

1412
強熱減量

1086420123456789

101112131415

地点番号

図４

堆積土砂（表層）の粒度分布（上）と強熱減量（下）時間ステップで運動量の輸送方程式と連続式を同時に満

図６は，植生の存在を考慮した場合としない場合につたしながら時間発展させることにより解を得た．流れ場

いて，計算された流速ベクトル分布の違いを示したものの時間変化がほぼなくなった時点で定常解が得られたもである．植生の存在を考慮した場合，高水敷における流のとみなした．

速がめざましく低減されることが分かる．

計算は 42.0km 地点から 44.4km 地点間の 2.4km 区

図７は，計算された流速から移動限界となる砂礫粒径間にわたって行ったが，この区間の詳細な地形情報に関（それ以下の粒径の砂礫は移動可能）を計算して，44.

しては 1978 年当時の 200m ピッチの横断測量結果が存0km の横断面における分布を示したものである．図よ在するのみであり，ここでは便宜的にこれを使用した（国り，左岸側では，植生の存在によって砂が一方的に堆積

土交通省豊橋工事事務所提供）．なお，44.0km 地点におできる（砂の巻上げが生じない）環境であったことが理ける現時点での地形と当時の地形を比較してもそれほど解される．右岸側高水敷には植生が存在しないが，上流大きな違いが見られないため，特に水深が大きくなる大側の植生域の存在が影響して若干流速が低下し，そのた洪水時の流れにはそれほど大きな違いはないものと判断

め移動限界粒径も小さくなっている．しかし，それでもした．

実際に堆積した砂よりも大きいことから，この領域での植生に関しては，洪水時に流れに大きく影響を及ぼす砂の堆積を説明するには，例えば，洪水の低減期においと考えられる竹林及び広葉樹林帯の分布状況を，1995 年て一時的に砂の堆積量が巻き上げ量を上回るといういう

における航空写真ならびに洲崎（2001）による調査結果

ような，ここでは考慮しなかった非定常な流れの効果をを参考にして設定した．設定した植生域においては，直考慮する必要があると思われる．また，低水路において径 5cm の円柱が 1m において１本存在するのと等価なは，0.1m 程度の礫が移動可能であり，これは，2000 年９抵抗を与えた．なお，草本類に関しては今回は無視した．

月の出水において低水路の地形が若干変化したことと対河床粗度については，現状の河床状態を参考にして，応している．

等価砂粗度を低水路において 0.10m，高水敷において 0.
002m と仮定した．
境界条件として，流入部では最大流量 2,430m /s を与え，下流端では洪水痕跡を参考に水位を設定した．
154

2000年９月出水が矢作川古鼡地区周辺河道に与えたインパクト

43.6
44.3

43.7
43.8

42.2

43.9

4444.1

44.2

42.8

42.6

42.4

42

白波

図５

瀬

河床形態の区分図（上：2000/8/2，Q＝25m /s，下：2000/12/12，Q＝15m /s）

155

淵田代 喬・北村 忠紀・辻本 哲郎

44.4

44.4

（ ）

44.2

44.2

44.0
42.8
41.6
40.4
39.2

44.0

44.0

38.0
36.8
35.6

43.8

43.8

34.3

43.6

43.6

43.4

43.4（ /）

043.2

1020043.2

図６ 計算された洪水時流況
（左：植生の存在を考慮しない場合，右：植生の存在を考慮した場合）

１
竹林

移動限界粒径（ ）0.10.010.001

植生の存在を考慮した場合

0.0001

植生の存在を考慮しない場合
0.00001
050

100150左岸からの横断方向距離（ ）図７

移動限界粒径の横断方向分布（44.0km）

156200250

2000年９月出水が矢作川古鼡地区周辺河道に与えたインパクトに残留した粒子の重量を測定し，SS 濃度を算出，さら出水による 濁り が続いた河川水の分析とその考察に，測定後の濾紙の強熱減量を測定し，それらから POM濃度を算出した．

今回の洪水によって，上流における土砂災害が多発しまた，両枝橋では，西広瀬小学校の児童により，河川た結果，矢作川本川では，比較的長期にわたって濁水状水の透視度が計測されており（矢作新報社，2000），これ態が続いた．長期間濁水が生じると，日光が遮られ，付を図９にまとめる．計測は，透視度計を用いて行われ，着藻類の生育場や魚類，底生動物の生息場が脅かされる．

矢作川のそれは最高 100cm まで表示し得る．合田（1979 ）そこで，ここでは，洪水による濁水の実態を把握するこによれば，透視度は，SS を始めとする一般水質指標に対とを目的として，河川水中の浮遊物質（SS；suspendedし，感覚的指標とされ，知覚する人の主観に支配されるsediment）の分析を行った．

ところが大きいとされる．しかしながら，矢作川の透視河川水のサンプリングは，ダム貯水池による背水区間度は，洪水中にも間断なく測定されているので，洪水にを除き，矢作ダム上流から越戸ダム下流までの３地点でよる濁水の実態を把握する上で有用な情報であると判断行った．洪水発生以来，継続的に採水し，SS 濃度，POMし，SS，POM 濃度の変化と併せて，考察を行うこととし（particulate organic matter）濃度を測定した．ここでた．

は，Ａ：矢作ダム上流の大川橋（82km 地点），Ｅ：越戸

図８を見ると，SS 濃度の数値は，総じて上流の大川橋

ダム上流の両枝橋（50km 地点），Ｆ：越戸ダム下流の平で大きく，下流の両枝橋，平戸橋で小さいが，POM 濃度戸橋（44.8km 地点）として，それらの経時変化を図８にの数値については有意な差が見られない．このことは，示す．測定方法については，佐藤（1987）に従い，直接上流の大川橋と中流の両枝橋，平戸橋では，浮遊物質の法の 濾別 によった．すなわち，試水を濾過し，濾紙成分が異なることを示している．すなわち，上流部では
160.0

350.0
300.0
250.0
200.0140.0/）

大川橋
両枝橋
平戸橋

120.0
100.0
80.0

（（/）

500.0
450.0
400.0

60.0

100.0
150.0
50.0

40.0
20.0

0.0
9/11

10/11

11/1012/10
日付（2000/9〜2001/1）

図８0.09/111/910/1111/1012/10

1/9

日付（2000/9〜2001/1）

出水時の SS 濃度，POM 濃度の経時変化

洪水発生 (9/12)
100.0），透視度（（）透視度（01/1100透視度/）

100

3/14/30

6/29

8/28

10/27

0.0
9/1112/26

010/110/21

日付（2000〜2001）

図９11/1011/30

日付（2000〜2001）

両枝橋（Ｅ地点）における透視度の経時変化

157

12/201/9田代 喬・北村 忠紀・辻本 哲郎

無機質が大部分を占めるのに対し，中流部ではダム湖にて感謝申し上げます．

よる河川水の滞留，生活排水の流入などの影響により，有機質の割合が多くなっていると考えられる．

Summary

SS 濃度は，洪水発生後の高水準から低水準に落ち着くまでに２ヶ月ほど要しており，
図９と併せて考えると，

１）Changes in the river geomorphology around2000 年９月出水による 濁り の影響は，２ヶ月間継続

Fusso in the middle reach of the Yahagi Riverしたと考えられる．一方，その間の POM 濃度は，最下流

during the flood on September 2000,and the muddyの平戸橋以外は変動が激しく，出水後に低減されている

water after the flood were investigated.

様子が見られない．これはダム湖による出水時の河川水

２）Large amount of fine sand and silt deposited inの滞留，時季的な落葉から大量に供給された リター（植the flood plain with vegetation during the flood,物体破片） などによって，本来ならば SS 濃度とともにwhereas there was no significant changes in the

低減された筈の POM 濃度が高水準を保った結果と考え

geomorphology in the main channel.

られる．

３） Numerical simulation of the plane two-

図９の透視度の年間変動を見ると，2000 年９月出水当

dimensional flow during the flood clarified that the

時と同レベルの透視度を示している日があるが，いずれvegetation played a significant role for the sand andもその後の透視度数値の回復が早く，今回の出水による

silt to be deposited in the flood plain.

濁り の影響は甚大であると言える．また，同地点の４）The flow of muddy water continued for almost

SS，POM 濃度の測定結果を併せてみると，SS 濃度の低two months after the flood. The concentration of

下に伴って透視度が高くなっている様子が分かる．

suspended sediment was higher in the upper reachthan in the middle reach. However, there were no要

clear differences between the concentration of POM

約in the upper reach and that in the middle reach.

１）2000 年９月の既往最大級の出水による矢作川中流域古鼡地区周辺河道の地形変化ならびに，洪水後の参考文献

濁水状況を調べた．

北村忠紀（1997）河川植生が流れ及び河道変化に及ぼす影響に関す

２）植生の繁茂する高水敷に大量の砂が堆積したが，低る水理学的研究，京都大学学位論文．

水路の地形には大きな変化はなかった．

財団法人リバーフロント整備センター（1995）平成４年度河川水辺

３）洪水時の流況を平面２次元流れの数値解析により再の国勢調査年鑑‑魚介類調査編，山海堂，pp. 352‑363．

現し，植生の存在が大量の砂の堆積を促進したこと

建設省豊橋工事事務所（2000）平成 12年９月 11日〜12日におけるを確認した．

矢作川水文データ（速報値）．

４）洪水後の濁水は約２ヶ月間継続した．この間，上流

合田健（1979）水環境指標，思考社，pp. 144‑147．

域ほど濁度が高いものの，POM に関しては上流と佐藤敦久（1987）水環境工学

下流では差がなかった．

浮遊物質から見た環境保全，技報堂

出版，pp. 9‑15．
地盤工学会（1991）土の試験実習書（第二回改訂版），pp.91‑96．

謝辞

洲崎燈子（2001）矢作川中流域の堤外地における植生と土地利用の変遷．矢作川研究 No.5，pp. 13‑26．

国土交通省豊橋工事事務所，中部電力越戸ダム管理所

水野信彦・御勢久右衛門（1993），河川の生態学，増補・新装版，築には，貴重な河道横断面形状データ，流量データを提供

地書館．

していただいた．また，43.8km〜44.2km 地点の河道横矢作新報社（2000） 矢作川の見張り番 ．矢作新報（2000．1〜2001．

断面形状データの一部は 矢作川古鼡プロジェクト （代1）．

表：古川彰，関西学院大学）における調査によるもので⎧⎫⎜名古屋大学大学院工学研究科地圏環境工学環境システム工学⎜⎜⎜講座：〒 464‑8603 名古屋市千種区不老町⎩⎭ある．現地調査，分析にあたっては，名古屋大学大学院生伊藤壮志，同加藤万貴氏の協力を得た．ここに，記し158