関東森林研究

論 文71-1(2020)

平成 27 年９月関東・東北豪雨による栃木県の林道被害分析
松岡佑典 1・林崎美穂 1・有賀一広 1
１ 宇都宮大学農学部
要旨：平成 27 年９月関東・東北豪雨によって栃木県内の民有林林道 140 路線，195 箇所において被害が発生した。
本研究では排水施設の大きさや種類が林道被害へ与える影響を検討するため，林道排水施設設置基準(５)をもとに安全率を計算した。現地調査は大きな被害が確認された鹿沼市の横根線と日光市の赤井原線，西沢線の３路線を対象に行った。調査路線の被害箇所は横根線，赤井原線で２箇所，西沢線で７箇所，計 11 個所であった。そのうち西沢林道の１箇所を除く 10 箇所では流出した土石や丸太による排水施設の閉塞が原因であった。被災後に排水施設を変更した３箇所の安全率は暗渠で 4.17，開渠で 1.62，6.05 と基準を上回っており，他の排水施設も含めて基準を下回っている箇所は無かった。ただし，本解析では流出率に林地・浸透能中として 0.55 を用いたが，皆伐が行われた裸地と仮定して 1.00 を用いると，安全率が開渠の基準 1.2 未満が１箇所，暗渠の基準 2.0 未満が２箇所となった。今後，雨量の増加やそれに伴う土石流出量の増加，また，木材自給率 50％目指した木材生産量の増加による林地残材の増加により林道被害の増加が予測されるため，今後の森林整備等による林内環境の変化を見据えた排水施設の改良等の林道整備が重要となる。
キーワード：排水施設，閉塞，土石，丸太，安全率

Analysis on forest road damages in Tochigi prefecture caused by heavy rainfalls of Kanto and Tohoku
regions in September, 2015
Yusuke MATSUOKA1, Miho HAYASHIZAKI1, Kazuhiro ARUGA1
1 Fac. of Agric., Utsunomiya Univ., Utsunomiya 321-8505
Abstract: 195 damages in 140 forest roads occurred in private and communal forests of Tochigi prefecture due to heavy rainfalls ofKanto and Tohoku regions in September, 2015. In order to examine effects of sizes and materials of drainage facilities on forest roaddamages, safety factors were estimated based on forest road drainage facilities establishment standards (5). Site investigations wereconducted on three forest roads such as Yokone in Kanuma city, Akaibara and Nishizawa in Nikko city where big damages occurred.
Yokone and Akaibara had two damages, respectively whereas Nishizawa had seven damages, totaling 11 damages of which 10damages excluding a damage on Nishizawa were caused by drainage facilities chocked by debris flow such as mud, rock, and logs.
According to three drainage facilities changed after the damages, safety factors of an underground drain was 4.17 and those of two
open ditches were 1.62 and 6.05, respectively. Those safety factors and safety factors of other drainage facilities all met criteria. Inthe estimation, 0.55 was used as the runoff rate with the standard forest. However, safety factor of an open ditch was under 1.2 ofcriteria and safety factors of two underground drain was under 2.0 of criteria when 1.00 was used as bare lands after clearcutting. It
must be important to improve drainage facilities of forest roads according to forest environment changes by forest operations in thefuture when the increased forest road damages are projected because heavy rainfalls, subsequently debris flow increases and logging
residues increases due to increased log production to achieve the 50% self-sufficiency rate of timber.
Key-word: drainage facility, chock, mud and rock, log, safety factor

市観測所では，最大 60 分雨量は 60.5mm，９月８日から

Ⅰ はじめに平成 27 年９月関東・東北豪雨は 2015 年９月７日に発10 日の３日間の総雨量は 633.5mm を記録した(図-１)。

生した台風 18 号や前線の影響で記録的な大雨をもたら

平成 27 年９月関東・東北豪雨によって栃木県内の民有した。栃木県内で最も多くの雨量が観測された日光市今林林道 140 路線，195 箇所において被害が発生した(６)。

－157 －（受理日 2020 年 1 月 23 日）

林道被害が確認された市町において災害が発生した期間

Ⅱ 調査概要の日雨量は 100mm を越えていた(２)。

現地調査は栃木県県西環境森林事務所林道災害復旧事

被災路線数は鹿沼市が最も多く全体の 39.7%で 58 本，業資料（７）において大きな被害が確認された鹿沼市の次に日光市が 27.4%で 40 本と他の市町に比べ多くの路横根線と日光市の赤井原線，西沢線の３路線を対象に行線で被害が発生した(表-１)。一方，被害箇所は日光市がった。
現地調査では，林道における排水施設の位置を GPS

最も多く全体の 35.1%で 71 箇所，次に鹿沼市が 31.7%で特定しながら排水施設の大きさや種類を記録した。排で 64 箇所であった。また，日光市の被害総額が被害箇

水施設の大きさはポールとメジャーを用いて測定した。

所数に大きな差がない鹿沼市と比べて大きかった。鹿沼GPS より取得した排水施設の位置データを元に排水施設

市は森林組合などの自力復旧が主であった一方，日光市位置マップを作成し，国土地理院基盤地図情報の 5m メは林道災害復旧事業が多かったことから，被害総額が大ッシュ DEM データを用いて集水面積を GIS で算出した。

きかったことが分かる。

これらの情報から林道排水施設設置基準(５)を用いて，平成 27 年９月関東・東北豪雨による林道被害につい安全率を計算した。て栃木県庁への聞き取りにより，損壊した林道の主な要因として，山地から流出した土石が排水施設吞口を塞ぎ，そのまま土石や雨水が林道へ流入したことによる路体の損壊が挙げられた。そこで本研究では，排水施設の大きさや種類が林道被害へ与える影響を検討するため，林道

𝒇𝐬 =

𝑸𝐦𝐚𝐱
𝑸
𝟏×𝒇×𝒊×𝑨(２)

𝒗 = × 𝑹𝟐/𝟑 × 𝑰𝟏/𝟐

(３)

𝑸𝐦𝐚𝐱 = 𝒗 × 𝒂

(４)

𝑸=

𝟑𝟔𝟎
𝟏𝒏

排水施設設置基準(５)をもとに安全率を計算した。

(１)

Fs ：安全率，Qmax ：最大流量(m3/s)，Q ：計画流出量(m3/s)，f ：流出率，i ：降雨強度(mm/hr)，A ：集水面積(ha)，n ：粗度係数，R ：径深(m)，I ：勾配, a ：通水断面積(m2)安全率は開渠の場合は 1.2 以上，暗渠の場合は 2.0 以上が求められる。
粗度係数 n はコンクリート管を 0.015，コルゲートパイプを 0.030，流出率 f は集水域を林地・浸透能中として 0.55 に設定した。降雨強度 i は各林道
最寄観測所の平成 27 年９月関東・東北豪雨の最大１時
図-１. 雨量

間雨量を用いた(横根線－鹿沼観測所：54.5 mm/h，赤井Fig. 1 Rainfall

原線－今市観測所：60.5 mm/h，西沢線－五十里観測所：60.0 mm/h)。なお，林道の排水施設の設計においては降雨確率年は 10 年を標準とするが，アメダス確率降雨量

表-１. 林道被害計算プログラム（１）によると降雨継続 1 時間での 10Table. 1 Forest road damage
市町

路線箇所

額(千円)

年確率降雨量は鹿沼観測所：50.7mm/h，今市観測所：

日光4071453,300

52.2mm/h，五十里観測所：40.9mm/h である。

鹿沼586492,950

また，アジア航測(株)が”H20 年渡良瀬川流域及び鬼怒宇都宮

162360,000

川流域航空レーザ計測業務”で 2009/6/2～2010/3/20 の期

栃木6942,200間に計測した１m メッシュ DEM データと(株)パスコ

塩谷101538,450が”H23 鬼怒川流域レーザ計測業務“で 2011/10/29～

那須塩原

3312,600

2011/11/1 の期間に計測した１m メッシュデータが得ら

矢板6912,300れたため(３)，CS 立体図作成手順(４)を用いて被災前の

佐野

112,000

CS 立体図を作成した。西沢林道については(株)パスコが”合計

140195695,800

日光砂防災害協定航空レーザ計測”で 2015/10/14～
2015/10/27 の期間に計測した１m メッシュ DEM データが得られたため(３)，被災前後の地形の変化より流出－

158 －関東森林研究71-1(2020)した土石量を推計した。具体的には排水施設上流の谷に現在，集水桝，暗渠の土砂は取り除かれ，路体は復旧，GIS により 20m 間隔で横断面を作成し，被災前後の横盛土法面には種子散布工が施されている。

断面の差分を用いて平均断面法により流出した土石量を赤井原線被害の１箇所は沢の上流から流出した土石推計した。

が暗渠ごと路体を押し流したものである。φ800 のヒューム管が設置されていたが，被災後は H1100×B1100 のⅢ 結果と考察ボックスカルバートに変更され，呑口には山側をフトン

１．被害概要 調査路線の被害箇所は横根線，赤井原

篭擁壁，路体側をコンクリートブロック積みで構成され線で２箇所，西沢線で７箇所，計 11 個所であった(表-る集水桝が新設された。2 箇所目は H1400×B2000 と２)。また，排水施設は横根線で 14 箇所，赤井原線で９H3600×B1500 のボックスカルバートが設置され，上流箇所，西沢線で 14 箇所であった。そのうち，排水施設には谷止工が施されていたが，その上流において間伐やの損壊は横根線で０箇所，赤井原線で１箇所，西沢線で皆伐が行われていたため，土石とともに丸太が谷止工を２箇所確認された。また，損壊の原因となった排水施設

越えて流出，路体を 100m に渡り損壊させたものであるの閉塞は横根線では１箇所，赤井原線，西沢線では２箇(図-３)。暗渠の土石や丸太は取り除かれ，土石や丸太が所確認された。

路面に流れ込んだ箇所にはフトン篭が新設された。赤井表-２. 調査路線

原線被害の２箇所も暗渠への土石や丸太の流出，閉塞がTable. 2 Study road原因である。

損壊

排水排水施設排水施設箇所

施設

損壊箇所

閉塞箇所

横根線

21401

赤井原線

2912

西沢線

71422合計113735

名称

谷止工

路体損壊

暗渠閉塞

横根線被害の１箇所は上流に治山ダムが設置されている沢において(図-２)，治山ダムを越流した土石が45m3 の集水桝を埋め，φ1300 のヒューム管が閉塞，越流した土石が路面へ流出し，路体が損壊を受けたものである。さらに土砂は路面を流下し，下流のヘアピンカー
ブ下の路線の切土擁壁へ流れ込み，切土擁壁を押し出し

図-３. 赤井原林道

たものがもう１箇所の被害であった。したがって，横根Fig. 3 Akaibara forest road

線被害の２箇所は暗渠への土石流出，閉塞が原因である。
西沢線被害の１箇所目は，林道と並行して流れる沢が，屈曲部で水勢により直進し，路体を消失させたものであった。被災した箇所には護岸としてカゴ枠工が施工された。２，３箇所目はφ600 のハウエル管が暗渠として施
治山ダム設されていたが，土石により集水桝と暗渠が閉塞，越流集水桝

した土石が路体，盛土法面および下の路線の路体を損壊したものである。復旧後は H550×B500 の開渠が設置され，呑口には 133.2m3 の集水桝が新設された。ただし，被災前後の１m メッシュ DEM データより 11,418m3 の土砂が流出したと推計され，133.2m3 の集水桝もすでに残容量は 2.5m3 となっていた。
４，５箇所目はφ500 のハウエル管の設置場所が路体
図-２. 横根林道ごと崩壊した場所で，その土砂が下流の路線の集水桝，Fig. 2 Yokone forest road

暗渠を閉塞，路面に流れ込んだことにより損壊した(図-－159 －４)。4,474m3 の土砂が流出したと推計された。ハウエル

木材生産量の増加による林地残材の増加により，林道施管は H500×B400 の開渠に変更され，法面は修復され，設被害の増加が予測されるため，今後の森林整備等によ閉塞した集水桝と暗渠の土砂は取り除かれた。６，７箇

る林内環境の変化を見据えた排水施設の改良等の林道整所目は上流の集水桝と暗渠が閉塞したことによって土石備が重要となる。

が路面へ流入し，路面を長距離に渡って土砂が流れたこ

10.00とにより路体と盛土法面が損壊したものである。現在は２箇所とも復旧し，張芝工が施工されている。

暗渠開渠

8.00

安全率

暗渠損壊
暗渠閉塞

6.00

暗渠閉塞

4.00
2.00
0.00
0.00

1.00

2.00

断面積(m2)3.00

図-５. 通水断面積と安全率
暗渠流出

Fig. 5 Drainage area and safety factor
図-４. 西沢林道

本研究は平成 30 年度高橋産業経済研究財団の助成をFig. 4 Nishizawa forest road受けたものである。調査資料をご提供いただいた栃木県
環境森林部森林整備課および栃木県県西環境森林事務所

２．安全率 調査時において一部閉塞していたためにに感謝いたします。

排水施設の大きさを正確に計測できなかった 13 箇所を除いて計算した通水断面積と安全率の関係を図-５に示引用文献す。なお，安全率の低いところを示すため図-５の安全率（１）土木研究所：アメダス確率降雨量計算プログラム.

は 10 までを表示している。赤井原線１箇所目はφ800 のオンライン https://www.pwri.go.jp/jpn/results/offer/am

ヒューム管が H1100×B1100 のボックスカルバートに変edas /top.htm．(2019 年 12 月 25 日参照)

更され，安全率は 4.17 であった。西沢線２，３箇所目は(２) 気象庁：過去の気象データ.オンライン

φ600 のハウエル管が H550×B500 の開渠に変更され，

http://www.data.jma.go.jp/obd/stats/etrn/select/prefecture.php?

安全率は 2.29，４，５箇所目はφ500 のハウエル管が H500

prec_no=41&block_no=&year=&month=&day=&view=×B400 の開渠に変更され，安全率は 6.05 であった。変(2019 年 10 月 20 日参照)

更箇所は変更前の勾配等計測できないため，正確な安全(３) 国土交通省関東地方整備局.オンライン率を計算することができないが，現状，復旧した排水施

http://www.ktr.mlit.go.jp/river/index.html．(2019 年 10 月 20

設が適切に設置されていることが確認された。

日参照)

．

今回は流出率を林地・浸透能中として 0.55 を用いた

(４) 長野県森林整備加速化・林業再生協議会路網部会

が，今後，主伐期を迎えた森林において皆伐が行われる(2014)「長野県型立体地形図＝CS 立体図」を用いた林内と仮定して，流出率を裸地として 1.00 を用いると，安全路 網 の 路 網 配 置 検 討 手 順 . オ ン ラ イ ン

率が開渠の基準 1.2 未満が１箇所，暗渠の基準 2.0 未満

http://www.rincon.or.jp/sinrinseibikasokukaringyosaiseikyogik

が２箇所となった。また，昨今，100 年に１度と言われai/．(2019 年 10 月 20 日参照)

る豪雨災害が増えていることから（アメダス確率降雨量(５) 日本林道協会(2002)林道必携（技術編）．日本林道協計算プログラムによると降雨継続 1 時間での 100 年確率会, 東京, 136-143

降雨量は鹿沼観測所：79.0mm/h，今市観測所：83.3mm/h，(６) 栃木県環境森林部森林整備課(2015)被災林道一覧

五十里観測所：72.6mm/h），今後，雨量の増加やそれに(７) 栃木県県西環境森林事務所(2015)林道災害復旧事業

伴う土石流出量の増加，また，木材自給率 50％目指した

資料－

160 －