「自然をいかした川づくり」に関する研究報告

太田川放水路における河口干潟の生態工学研究－ 5年間の中間とりまとめと実証実験計画－
Ecological engineering study of estuary tidelands in the Ohta River Floodway- Interim report for five-year study and demonstration experiment planning研究第四部主任研究員 石井 正人

研究第四部

次研究第三部

研

研究第四部

部

長 内藤 正彦
究員 後藤 勝洋
長 前田諭

太田川放水路は人工の放水路であるが、整備後 40 年近く経る中で、河口に干潟が維持されている良好な汽水域の環境が成立している。今後の河川整備において、緊急用河川敷道路の整備と汽水域の環境保全の両立が求められている中で、太田川生態工学研究会では河川の自然環境を河川工学と生態学の両方の視点から総合的に研究を行ってきている。研究会の実施体制は 8 つの専門分野のワーキンググループで研究を進めてきており、さらに得られた成果をもとに、干潟環境の再生を行うための検証として実証実験を行うこととしており、そのためのワーキンググループを設け検討を進めてきている。本稿ではこれまで研究を行ってきた現況把握についての 5 年間のとりまとめと、実証実験計画案について報告を行うものである。
キーワード : 生態工学、干潟生態系、河口干潟、放水路、実証実験計画
The Ohta River Floodway, which is an artificial floodway constructed about 40 years ago, has formed afavorable brackish-water environment in which estuary tidelands have been conserved. As future riverdevelopment projects are expected to achieve a balance between the development of emergency riverbed roads
and environmental conservation of brackish-water regions, the Ohta River Ecological Engineering ResearchGroup has been conducting a comprehensive study on the natural environment in rivers from the perspective ofboth river engineering and ecology. The research group consists of 8 working groups which pursue research ineach specialized field. These working groups conduct demonstration experiments to verify, based on theirresearch results, whether research programs can be applied to restoration of the tideland environment, and toreview them. This paper aims to summarize existing conditions that have been studied for five years, and to
make a report on a draft plan of demonstration experiments.
Key words :	ecological engineering, tideland ecosystem, estuary tideland, floodway, demonstration
experiment planning－ 60 －リバーフロント研究所報告

1. はじめに

広島デルタとして知られる一級河川太田川の下流域

第20 号

2009 年 9 月

2. 研究会の目的と実施体制
2－1

研究会の目的には、治水対策としてすでに 40 年以上が経過してい研究会では次の 3 つを目的として設定している。

る太田川放水路が整備され（図－ 1）、現在は、干潮時①太田川放水路の環境や有する機能の実態把握に砂質干潟が多く見られ、アサリ漁やシジミ採りなど②治水事業等のインパクトを与えた時に生じるレスに利用されている。また、広島湾域では唯一まとまった塩生植物群落が残っているなど、良好な汽水域の環ポンスの把握③これらをまとめた河口域で河川事業を行う際の手境が拡がっている。

引書の作成

太田川の河川整備については、平成 19 年に河川整備基本方針が策定され、現在、今後 20 年～ 30 年の具体的な整備メニューを定める河川整備計画を策定しているところである。この方針の中で、太田川放水路では、災害被害軽減のための緊急用河川敷道路の整備と良好な汽水環境の保全の 2 つに取り組むこととしており、治水と環境が両立した河川整備をしていく予定としている。
これまでの河川の汽水域における調査・研究をみると、基礎的調査、人為的改変とレスポンスの連関及びその調査・分析手法について物理・化学的観点から体系的に整理された手引き書が作成されている。また、
河川汽水域の生物やその生息・生育基盤となる環境特

写真－ 1

2－2

河口干潟（上）と塩性植物群落（下）研究の実施体制および研究テーマ

性について、広く河川汽水域の管理・研究が行われて太田川放水路の汽水環境が把握できるよう、河川工いる。一方、検討事例として、東京湾を対象に河口干学、生態学など多分野の研究を推進するために、それ潟の保全・再生の方向性について工学、生物学の専門

ぞれの分野に精通している学識経験者からなる 8 つの家からなる検討はみられるものの、一つの河川においワーキンググループを構成し研究を実施した。て総合的に研究している事例はほとんどみられない研究会の構成員は、研究を実際に行う学識委員、学（汽水域の河川環境の捉え方に関する検討会、平成 16識委員の下で研究を支援する研究協力者に加えて、行年 10 月;河川環境管理財団偏、平成 18 年 12 月;東京湾政委員で構成した。

河口干潟保全検討会、平成 16 年 3 月）。

研究会の各ワーキンググループ（以下「WG」とい以上の背景から、太田川河川事務所では、生態学おう。）及び研究テーマは次のとおりである。

よび河川工学の観点から太田川の生物環境と物理環境の関係を理解するために、平成16 年に太田川生態工学研究会を設立し研究活動を行ってきた。本報告では、研究会における平成16 年から20 年にわたる研究活動の成果を取りまとめ中間報告として報告するものである。
5k

祗園水門

大芝水門

表－ 1 ワーキンググループ（WG）と研究テーマ
WG研究テーマ

物質収支

河口域での物質の輸送と河川干潟の変動・機能把握

物理環境

太田川における河口干潟の物理環境の形成■：広島県管理広島城

水質

平和記念公園（0k天満川

瀬元

旧太田川）

太放田
水川路

戸内

安川

京橋
川

干潟水質

猿候川

底生生物

海

太田川流域

図－ 1

太田川放水路の位置－ 61 －

水質浄化に果たす干潟の役割
流動場の変化に対する河口干潟生態系の応答とその持続性
河口域における底生生物群集の多様性および生産性機能

付着生物

マガキによる懸濁物の濾過能力の推測

水生植物

河口域における塩性湿地植物の保全生態学的研
究と河川水中の微細藻類の動態

陸生動物

塩生植物群落の陸生節足動物群集

「自然をいかした川づくり」に関する研究報告

3. 研究成果の概要

・直線 2 タイプ干潟の安定性の要因は、耐侵食性を付

これまでの 5 年間で太田川放水路の汽水環境につい与する粘着性の存在（静的安定）、洪水時の浮遊土砂て、実態把握を行ってきた。各WGにおいて明らかにの供給（動的安定 1）、平常時の潮汐による細流土砂された研究成果の概要を次に示す。の再堆積（動的安定 2）に区分された。

3－1

 口域での有機泥の挙動、物質の輸送と河河岸干潟の変動及び機能把握

物質収支WGの研究では、放水路内の水と物質の流3－3

水質浄化に果たす干潟の役割

水質WGの研究では、水質浄化に果たす干潟の役割について研究をすすめ、次の成果が得られた。

れと海のつながりに着目して研究をすすめ、次の成果 ・河 川水中DOの超過飽和現象は干潟の付着藻類によが得られた。

る酸素供給（光合成）が主要因であることがわかっ・新たに開発した次世代超音波流速計により、物質輸た。

送を考える上で必要不可欠な分派流量の連続自動観 ・干潟堆積物の窒素浄化能を捉えるため脱窒活性及び測が可能となり、同時に断面平均塩分も推定可能と硝化活性について検討し、特にタイドプールの存在なった。

する 1.8k地点で両活性が高いという知見を得た。

・平成 17 年の大洪水の際に観測された水面形の時間変 ・N O3 －N負荷は陸域からの流入に、NH4 －N及びPO4化を検証に用いて、洪水流と河床変動を一体的に扱－P負荷はむしろ河口付近の底泥からの溶出によるい、洪水時の水理量と河床の変動状況を求める方法ことが示唆された。

を開発した。
・汽水域の淡塩水の流動を予測するための三次元モデ3－4ルの開発を行った。

 動場の変化に対する河口干潟の生態系
流の応答とその持続性・長期にわたる多点連続観測から、塩水遡上、浮遊土

干潟水質WGの研究では、流動場の変化に対する河砂及び懸濁粒子の輸送の主な要因である、潮差、河口干潟生態系の応答とその持続性についての研究をす

川流量及び風の影響とそのメカニズムが明らかにすめ、次の成果が得られた。

なった。

・増水に伴い、干潟表層から土壌が流出すること、そ・浮遊土砂濃度が一定の周期で変動していること、浮の後回復し、ほぼ元通りになることが確認された。

遊土砂は水路中央で巻き上げられて河岸方向に輸送 ・出水に伴いマクロベントス生物量は著しく減少するされることなどを確認した。

が、その後回復することが確認された。

・放 水路の中流域では洪水時に最大 60cmを超える土 ・増水に伴うマクロベントスへの影響は、増水の規模砂堆積と最大 4 日間継続する河川水の淡水化などの撹乱を受けるが、1996 年の調査開始以降、安定したとパターンにより異なることがわかった。

・洪水により河川水が淡水化して低水路干潟地盤内の 口域における底生生物群集の多様性お河よび生産性機能

塩分が低下した場合に、低水護岸背面に形成された底生生物WGの研究では、河口域における底生生物潮だまり（タイドプール）やデルタ地盤が起源の地群集の多様性及び生産性機能について研究をすすめ、下水の流れによってその塩分が速やかに回復するこ次の成果が得られた。とが明らかになった。

・太田川放水路における底生生物の砂泥性及び岩礁性生物相が形成されていることがわかった。

3－23－5生物群集の多様性及び生産性は、塩分勾配の影響を河口干潟の物理環境の形成強く受け、両群集とも河口部から上流部にかけて低物理環境WGの研究では、干潟の形成と維持につい下傾向にあることがわかった。
・河口部付近での調査により、アサリの生残率と成長て研究をすすめ、次の成果が得られた。
・太田川放水路の干潟は 3 つ（直線 2 タイプ、直線 3 タ

速度の双方が相対的に大きい生息適地は中央粒径値が約 1mmで含泥率が 20%程度であることがわかっイプ、湾曲内岸タイプ）に類型化できた。
・直線 3 タイプ干潟は、塩生植物、ヨシ等の植生と標た。

高との相関が高いことがわかり、盛土による干潟の造成によって、塩生植物が繁茂する環境を創出できる可能性が考えられた。
－ 62 －

リバーフロント研究所報告

3－6

マガキによる懸濁物の濾過能力の推測

第20 号

2009 年 9 月

産のものがあり、これらは放水路内でしばらくは光付着生物WGの研究では、放水路の浄化機能に寄与するマガキについて懸濁物の濾過能力の推測に関する研究をすすめ、次の成果が得られた。

合成活性を維持していることがわかった。

3－8

塩性植物群落の陸生節足動物群集

・マガキを材料とした実験系を構築し、水温、塩分濃度、陸生動物WGの研究では、塩生植物群落に生息する酸素飽和度等の環境要因と濾過水量の関係を把握し節足動物群集について研究をすすめ、次の成果が得らた。

れた。

3－7

 口域における塩性湿地植物の保全生態
河学的研究と河川水中の微細藻類の動態

水生植物WGの研究では、河口域における塩性湿地植物の保全生態学的研究と河川水中の微細藻類の動態

・陸生節足動物群集の特徴として、植食者では咀嚼型口器の昆虫やハダニが種数・個体数ともに少なく、その捕食者のアリが少ないこと、双翅目昆虫（ハエ類）が多く、捕食者の造網性クモが少ないことなどがわかった。
・太田川放水路の塩生植物群落に生息する陸生節足動について研究をすすめ、次の成果が得られた。
・太田川放水路に見られる塩性湿地植物の分布特性（経物の動物相は他地域に比べて決して豊かではなく、年変化、環境条件と分布の関係など）が明らかになっその要因としては放水路周辺が市街化されたことにた。

より孤立していることが考えられた。

・遺伝子解析の結果、シオクグは河川の縦横断方向の遺伝的交流がなく、全体として遺伝的多様性が低下

以上から、太田川放水路の自然環境の現況把握と機能の評価の全体に関し、各WGで得られた成果の関連していることが確認された。
・太田川放水路で見られる微細藻類は、上流から流下を踏まえ図－ 2 に研究成果をとりまとめた。

してくる淡水由来のものと潮汐によって遡上する海図－ 2

太田川放水路の自然環境の現況把握と機能の評価に関わる研究成果－ 63 －

「自然をいかした川づくり」に関する研究報告4. 干潟再生実証実験に向けての取組み

第１回干潟実証実験ＷＧ(H20.8)

本研究会の設立時に掲げた治水事業等のインパクト

水生植物WGより補足意見を与えた時に生じるレスポンスを把握するという目的を果たすために、太田川放水路で実施が想定されるイ

第２回干潟実証実験ＷＧ(H20.11)

ンパクトとして、河川事業として計画されている「緊・試験区平面案の議論・調査計画案の議論

第10回太田川生態工学研究会(H20.12) ・実験コンセプト
・試験区箇所の提示
・調査計画平面・横断案の提示
・調査計画案の提示

急用河川敷道路の造成とそれに伴う干潟の再生」を設定して、小規模の実験サイトによる干潟再生実証実験（以下「実証実験」という）を行い検証することとした。

各ＷＧより補足意見
・各ＷＧ補足意見を踏まえ議論

第３回実証実験WG(H21.2)

4－1

・実験コンセプト、・試験区箇所の決定

実証実験の目的と基本方針

底生生物WG、干潟水質ＷＧ
より補足意見（1）実施目的

第11回太田川生態工学研究会(H21.3)

干潟再生実証実験の実施目的は次のとおりである。

図－ 3・太田川生態工学研究会で得られた、太田川放水路に成立している汽水域生態系の実態解明に関する知見について、干潟や浅場の保全・再生の視点から検証する。

4－3

・最終案の確認・議論

干潟再生実証実験 WG による検討フロー

実証実験における検証課題

これまでの研究成果をふまえ、表－ 2 に示す検証課

・実証実験は、太田川生態工学研究会の活動の一環と題を整理した。

して実施し、得られた知見は、河川改修に伴う汽水域生態系の適切な環境保全対策の技術指針の確立（手引書の作成）に役立てる。

WG（2）基本方針
実証実験の実施にあたっての基本方針は次のとおりである。
・段階的な実証実験とし、復元しやすいよう小規模な試験を行う。
・これまでの研究成果を検証する場とする。
・干潟の再生・創出に係るインパクトを想定し、そのレスポンスを検証する。
・検証では、まず生物の生息場となる物理環境、物質収支の変化を評価し、次に生息場に依存する生物の変化を評価する。
・メンテナンスフリーとなる維持管理を視野に入れる。

4－2

表－ 2 潟再生実証実験ワーキンググループ
干（WG）における検討

実証実験の検討にあたっては、既往研究での成果を整理し、実証実験区での検証事項について検討を行い、実証実験区のデザインおよび調査・研究からなる計画素案を作成した。さらにその計画素案については、試実証実験における検証課題

検証課題
・人工干潟における地下の水循環や懸濁物質輸送特性の把握
物質・流動予測モデルの精度アップ（各WGの検討を支援）
収支
・汽水生物の生息環境の形成に関わる河川構造物の生態工学的機能の詳細な把握
・人工干潟における形状安定に係る機構（粘着力、浮遊砂、物理人工構造物の存在等）の実態解明
環境・人工干潟の形状変化の追跡・人工干潟における窒素浄化能、付着藻類による酸素供水質給能及び水質浄化に果たすタイドプールの役割の把握
・人工干潟における、洪水（開門）時に生じるマクロベントス群集の変化の把握
干潟
・人工干潟造成における目標とする干潟生態系の創出に水質必要な干潟物理化学的特性の検討するため、調査地点を追加し、物理化学的・生物学的特性の蓄積を図る。
底生 ・主にアサリに着目した、人工干潟に成立する砂泥性底生物 生生物群集の特性把握
・懸濁物の影響ついて、種類及び濃度に関する実験によ付着 る、精度の高い修正値の把握
生物 ・マ ガキ以外の 2 枚貝について濾過能力把握のための室内実験の展開
水生 ・人工干潟における塩生植物の定着状況と標高、定着立
植物 地の傾斜との関係
・塩生植物群落が出来た場合に成立する陸生節足動物群
陸生集の特性把握
動物・人工干潟に成立するカニ類等の節足動物群集の把握

験区の場の整備が先にあることから、物理環境面からの検討が先に必要になると考え、物理環境関係の学識委員による干潟再生実証実験ワーキンググループ（以下「実証実験WG」という）を設け、検討を重ね計画の熟度を高めた。

－ 64 －

リバーフロント研究所報告

4－4

試験区において目標とする干潟と実施箇所

実証実験WGでの議論から、試験区の造成にあたり、第20 号

2009 年 9 月

動物が定着するようになると想定される。
一方で、捨石付近では節足動物、大型甲殻類等の動物も定着すると想定される。これらから、生物環境目標とする干潟を次のように定めた。
河岸寄りに捨石護岸構造がありタイドプールを有した良好な干潟（左岸 1k400 付近に現存する干潟を想定）を創出する。

として底生生物調査、水生植物調査（塩生植物群落）、陸生動物調査（節足動物等）の調査が考えられる。
また、出水による攪乱によるインパクトの評価についても同様な調査項目で評価する必要がある。

上記目標を設定しうる試験区として旭橋直下流部の左岸 0k0 付近を予定箇所とした。

試験区に係るインパクト把握する内容（調査項目）

レスポンス

生物環境

造成干潟環境

塩生植物群落試験区干潟の盛土施工

標高の増大

塩生植物の定着

節足動物の定着
節足動物等

試験区干潟盛土の出現

干潟材料（河床材料・底質）の変化
干潟地形の変化
河川流動場 の変化

砂泥性底生生物の定着

砂泥性底生動物の流出

干潟への堆砂タイドプールにおける河川水・湧水等の貯留

試験区干潟の捨石施工実証実験予定箇所を整理するため、まず、試験区に想定されるインパク

河川流動場の変化

トを次のように想定した。

図－ 4

4－6

水質・物質収支（流量・浮遊砂・地下水、河川水等）

岩礁性底生生物の定着

実証実験のインパクト－レスポンスの想定

試験区の造成と実証実験における検証課題との関係

干潟の水質・地下水質の変化
節足動物の定着

捨石の出現

4－5

物質輸送の変化

捨石環境

タイドプー
ルの出現

写真－ 2

底質
（粒度組成等、化学成分）

地形(干潟形状、砂面変動等）

干潟の洗掘
出水による攪乱

底生生物（砂泥性・岩礁性）

物質輸送の変化

物理環境

実証実験におけるインパクト－レスポンス図

試験区のデザインの検討

以上のインパクト－レスポンス、調査項目の整理と①盛土施工による試験区干潟盛土の出現

あわせ、試験区の平面形及び横断形のデザインの検討②捨石施工による捨石の出現とタイドプールの出現を行った。
実証実験では、「盛土により創出する干潟の変化を③出水による撹乱把握し、これまで得られてきた現象の検証を行う。
」
これら想定したインパクトに対し、検証課題を考慮ことを主眼としている。したがって、砂を盛土するこしレスポンスを想定した。さらに関連する調査項目をとにより干潟形状がどのように変化するかを検証する

抽出しインパクト－レスポンス図として図－ 4 にまと斜面区を中心とし、その他個別WGからの意見、これめた。

までの研究の成果を踏まえてデザインを行った。

試験区の造成により、干潟盛土、捨石、タイドプー

個別WGからいただいた意見のうち試験区デザイン

ルが出現し、まず基盤となる物理環境の変化が生じる。 案に採用したものは以下のとおりである。
これらの変化を把握するため、地形調査や底質調査が①塩生植物群落の観点必要となる。
基盤となる物理環境の変化から生物環境の変化として生物の定着が見られるようになり、干潟に定着する良好な塩生植物群落が成立する 1k200 付近で明らかになった知見をもとに以下の観点を考慮した。

砂泥性の底生生物、捨石に定着する岩礁性の底生生物、 ・標高: T.P. 0.4 ～ 1.3mの斜面部、T.P.1.3 ～ 1.5mの平盛土により定着可能となる塩生植物がみられると想定

坦部に植物群落が成立していることから高さを変えされる。さらに塩生植物にはこれまでの研究から節足た区を設定。

－ 65 －

「自然をいかした川づくり」に関する研究報告

・1k200 付近の塩生植物群落が生育する状況から勾配

表－ 3は 1:9 から 1:10 程度であること。

実証実験試験区の考え方

試験区

考え方
・捨 石護岸構造がある 1k400 付近左岸を模倣した形
・1k200 付近における調査結果より、平坦部の方が斜状を盛土により創出し、造成以降の自然状態の変
斜面区面部より芽生えは 1 桁、2 桁ぐらい高く発生し、平化を検証する区。造成時にタイドプール部は設置せず、自然の変化にまかせる。
坦部の方が種が流出しにくく波浪の影響があっても・塩 生植物群落の観点より、塩生植物群落が分布す残りやすいと想定されるため、斜面部だけではなく、平坦る 1.3mまでの斜面を整正し平坦部を設ける区。タ区1平平坦部も整備し、実験区は平坦部と、傾斜部をもつ
イドプール部は造成時に設置
坦・平 坦区 1 より平坦部を低くすることで緩傾斜とし2 つ以上の区を設けること。
区 平坦
平坦区 1 との比較を行う区。タイドプール部は造区2②底生生物の観点
成時に設置
底生生物の観点から、潮干狩りが行われアサリが生
底質・底生生物の観点から底質の改善のみ行うこととし、現処理息する右岸C3K0 付近が良好な干潟であるとして、そ干潟の盛土は行わず現況の地盤高を維持する区。
況区
高こで把握された底質の条件を検証するため次の観点を未処 ・底 質処理区の対照区として底質処理はせず、かつ区
理区 地盤高も変えない区。
考慮した。
緊急道路
・底質の改善について、現状の干潟高さを変えず、材・緊急道路の整備がすんでいる箇所で、比較を行う。
既設区料の改善だけでどの程度干潟改善効果があるかの検証を実施。
以上の観点を加味し、表－ 3 に示す試験区を設定した。試験区の平面・縦断図（案）を図－ 5 に示す。

標高1.5m
標高1.3m

標高1.3m
捨石護岸

捨石護岸

標高0.8m【平坦区１】【斜面区】

既存干潟の底質の改良

捨石護岸【緊急道路既設区】【平坦区２】

タイドプール

捨石護岸

タイドプール

流下方向
緩衝区間

40m50m
斜面区

40m

120m
タイドプール

20m
5m

平坦区１

タイドプール

既設の捨石

現況

20m 高区 10m
平坦区２5m5m
5m

40m
緩衝区間

緊急道路部分
緊急道路該当箇所
底質処理区
現況高を維持し、底質の入替を行う。

0k000
図－ 5

未処理区
現況高を維持し、底質は処理しない

干潟実証実験試験区の平面・縦断図（案）－ 66 －

既設の緊急道路

0k200

緊急道路
既設区

リバーフロント研究所報告表－ 44－7第20 号

2009 年 9 月

実証実験における事前・事後調査計画（案）

試験区の事前・事後調査計画案

をはじめとする事務所職員の皆様にご指導、ご助言を実証実験では表－ 3 に示した検証課題を検証するたいただいた。ここに深く感謝申し上げます。

めに試験区の施工前の事前調査および試験区造成後の事後調査を実施することとしている。調査計画案はイ< 参考文献 >ンパクト－レスポンスで整理した項目を中心とした表

1）太 田川生態工学研究会：太田川放水路における生態工学研究－太田川生態工学研究会－ 4 に示す内容である。

中間とりまとめ－，2009

5. おわりに2）汽 水域の河川環境の捉え方に関する検討会：汽水今後は試験区における実証実験を通じて検証を行

域の河川環境の捉え方に関する手引書－汽水域にい、今後の干潟再生の整備を行う上での物理環境、生おける人為的改変による物理・化学的変化の調査・物環境の条件を明確にして、技術的指針を取りまとめ

分析手法－，平成 16 年 5 月
3）（財） 河川環境管理財団偏：河川汽水域の水環境とることとする。

生物環境に関する研究，平成 18 年 12 月

最後に、本報告をまとめるにあたり、太田川生態工学研究会の代表である福岡捷二中央大学教授をはじめ4）東 京湾河口干潟保全再生検討会：東京湾河口干潟研究会メンバーの諸先生方には多大なご指導、ご助言をいただいた。また、太田川河川事務所の阿部徹所長－ 67 －

保全再生検討報告書，平成 16 年 3 月