京都大学防災研究所年報 第 59 号 B 平成 28 年 6 月
Annuals of Disas. Prev. Res. Inst., Kyoto Univ., No. 59 B, 2016

天竜川における副流路の湧水環境創出による
アユ産卵床の造成に関する研究
A Study on Restoration of Upwelling-Zone for Spawning Redds of Ayufish in the Tenryu River泉

公祐・竹門康弘・兵藤

誠 (1)・角哲也

Kousuke IZUMI, Yasuhiro TAKEMON, Makoto HYODO (1) and Tetsuya SUMI
(1) いであ株式会社(1) IDEA consultants, Inc.
Synopsis
Spawning redds of Ayufish (Plecoglossus altivelis) have been degraded by decrease in
sediment supply and increase in turbidity derived from reservoir sedimentation in thelower reaches of the Tenryu River, Japan. We conducted a series o f habitat surveys inthe two reaches of the Tenryu River to seek the spawning redds and suitable physicalconditions. Then, we found the spawning redds of the fish in the upwelling-zones ofhyporheic water in the secondary channels. Based on the results of habitat survey, we
conducted an experiment in the Tenryu River in order to create a new riffle connectedwith upwelling-zone of hyporheic water. The work resulted in successful creation of
upwelling zone and we found the spawning redds of Ayufish in the new riffle, whereas
no spawning redds were found in riffles in the main channel.

キーワード: アユ，湧水，産卵床，濁度
Keywords: Ayufish, up-welling zone, spawning redds, turbidity

1.

はじめに

シルトの堆積や藻類の異常繁殖，河道の樹林化などの問題が生じている．また，ダムの土砂捕捉効果で1.1 研究背景

堆砂が進行することにより，ダムの貯水容量が減少

日本全国には，約3000基のダムが存在する．日本

し洪水調節機能が低下するだけでなく，下流河道のは，雨が多く1000～3000m級の山脈が連なり河川が粗粒化や河床の低下も生じている．天竜川は，急峻

短く急勾配のため，降った雨はすぐ平野に流れ込みな地形と脆弱な地質のために，豪雨や洪水により大海に出てしまう．そのため，大雨が降れば洪水に，量の土砂が流出する．天竜川には15のダムが存在す

また雨が降らなければ渇水になりやすい．ダムは，るが，上流から多量の土砂供給があるため堆砂が進

これらの洪水，渇水による被害軽減のために大きな行しており，ダム湖の貯水容量の減少や治水安全度役割を担っている．特に，1970年代に，人口増加やの低下，ダムの土砂捕捉効果による海岸線の後退，工業用水，農業用水の需要の増加から，多くのダム

洪水時の濁水を溜め込むことによる濁水の長期化なが建設された．

どが深刻な問題となっている．濁水長期化が発生す一方で，ダムは下流の河川環境に大きな影響を与ると，アユの餌である付着藻類の上にシルトが堆積

える．洪水撹乱の規模や生起頻度が減少することにし，アユが十分に餌を食べることができなくなってより，下流河川の水質や水生生物の生息場が変化し，しまう．天竜川はアユの名産地であるが，近年漁獲― 542 ―

量は長期的に減少傾向にあり，天然アユをいかに増加させるかが課題となっている．
天竜川では，これらの問題を解決するために，「天
竜川ダム再編事業」が行われている．既設の利水専用ダムである佐久間ダムに排砂バイパスを建設し，恒久的な堆砂対策を施すものであり，治水容量と利水容量の確保による佐久間ダムの長寿命化，土砂供給の連続性の確保による海岸線後退の抑制，下流の河川環境の改善を目的としている．現状の計画では，
砂分を中心に土砂供給をすることが検討されているが，砂分中心の土砂供給は，新たに流出する砂が礫の隙間を埋めて，アユの卵が捕食されやすくなるな
ど，河床環境が逆に悪化してしまうのではないかという懸念がある．今後，このような物理環境の変化が生態系に与える影響をさらに検討していく必要がある．

1.2 研究目的・研究手順
天竜川の貴重な水産資源であるアユの産卵床は河床環境に大きく依存し，佐久間ダムを始めとする上流ダム群の建設の影響による，河床の粗粒化や硬化，
濁水長期化などにより，好適なアユの産卵環境が失われつつある．そこで，本研究では，河川環境の改善目標としてアユの産卵環境を指標にし，悪化した

Fig. 1 The research area in the Tenryu River Japan

河川環境を改善する手法を確立すること目的とした．
本研究ではまず，天竜川において河床材料，水質，

2013年度の現地調査は，2013年7月16日，8月30日，流速，河床軟度などの河床環境に関する現地調査を

10月3日，11月22・23日，12月1日，12月15日の計6行い，河川環境の現状の評価を行った．また，濁水回実施した．その間に，9月に4,900m3/s，10月に2,100

長期化が深刻な天竜川で，水質面でアユの好適な産

m3/sの500m3/sを超える出水があった．

卵床条件を満たす湧水環境の重要性に着目し，湧水

調査項目は，アユ産卵床調査，河床軟度調査，水の流れる流路を造成しアユの産卵床を創出する手法

質調査，河床材料調査である．調査方法の詳細を以を検討し， 2015年度に湧水河道掘削実験を現地で実下に示す．

施した．さらに，航空写真を用いて，湧水流路の空間分布特性の把握，湧水流路の変化の生じる撹乱規模の役割などについて検討を行い，湧水環境再生のために長期的に必要な対策を検討した．

2.1 アユ産卵床調査
2013年11月，12月調査では，天竜川漁業協同組合の協力を得てアユ産卵床の探索を行った．調査区間である天竜川16.5km周辺は，アユの主要な産卵場で

2.

現地調査

あったが，近年は縮小している．

調査地は，天竜川14km～18kmの約4kmの区間とし2.2 河床軟度調査た（Fig. 1）．この区間は16.3km地点にある中部電力

河床軟度調査は，シノと長谷川式土壌貫入計を用鉄塔上に設置したカメラから1時間ごとに撮影した

いて行った．シノとは，長さ30cm程度の先のとがっインターバル写真を用いて分析できるという利点がた鉄の棒に目盛りを刻んだものであり，河床に一定ある．調査ハビタットは，鉄塔上流側，下流側共に，の力で5回突き刺し，平均値をその貫入深(cm)として瀬，たまり，ワンドが最低1地点ずつ入るように設定記録するものである．簡便な方法であり，複数の地した．

点を計測することが可能である．産卵床の調査では，
多地点の情報から面的に河床軟度の分布を求めることが重要であるため，シノによる計測は有効である．
長谷川式土壌貫入計は，2kgの落錘を50cm落下させ，― 543 ―

そのエネルギーで先端の円錐コーンを土中に貫入させることで河床の硬さを計測するものである．初期値を記録した後，落錘を落下させるごとの貫入深さ(cm)を記録し，その値が変わらなくなった時点，値が変わり続ける場合は貫入深さが20cmを越えた時点
でその場所での計測は終了した．深さ100cmまでの河床の硬さを連続的に高い精度での計測が可能だが，計測に時間を要し多くの地点を計測することは困難
である．
シノは，瀬では上，中，下流それぞれ5ヶ所ずつ，その他のハビタットでは上，下流それぞれ2ヶ所ずつ計測した．長谷川式土壌貫入計は，上，中，下流そ
れぞれ川岸と流芯部の2ヶ所ずつで計測を行った．

2.3 水質調査
水質調査は，ポータブル水質計（HORIBA製

U-50

Multiparameter Water Quality Checker）を用いて，水温，DO濃度，PH，濁度（NTU），電気伝導度を計測した．水質調査は，表層水と間隙水について行った．間隙水は，シリコン採水管を河床表面から約20cm
鉄杭を打ち込んだところへ埋め込み，シリンジで吸Fig. 2 Habitat name of upstream and downstream of

い上げたものを用いた．アユは，河床の礫を動かし16.4km

河床から10数cmの範囲に産卵を行うため，産卵床としての好適性を評価するために，河床から20cmの間隙水を用いた．また，表層水に対しては，パックテ
スト（共立理化学研究所製）も行い，硝酸態窒素，

3.2 河床軟度調査結果
シノによる河床軟度の2013年11月調査結果をFig.
3に示す．

アンモニア態窒素，リン酸態リン，CODを測定した．
調査点は，表層水は各ハビタット1ヶ所，間隙水は瀬の上，中，下流の3箇所ずつで計測した．

2.4 河床材料調査
河床材料調査は，画像解析により行った．各ハビ
タットの川岸に25×25cmのコドラートを置き，50cm
上方から撮影した写真を用いて，面格子法により分析を行った．写真内のコドラートを縦横それぞれ5分割した格子を作成し，格子点上の礫のサイズを求めた．粒径は長軸と中間軸の平均値として算出した．

Fig. 3 Comparison of riverbed softness measured by
Shino (2013)3.

現地調査結果アユの産卵床が発見されたたまり瀬と，主流路の3.1 アユ産卵床調査結果

瀬で河床軟度の値の比較を行った．たまり瀬におい

本研究で行った現地調査の結果，上たまり瀬21とては，シノの貫入深がそれぞれ13.2cm，10.7cmであ下たまり瀬22の2ヶ所でアユの産卵床を発見するこったが，主流路の瀬では10cmに満たない地点が多かとができた．これらの地点は共に，湧水の湧出するった．たまり瀬は砂州下流部に位置しており，洪水

たまりから主流路に接続される流水環境で，洪水時時に土砂堆積が生じやすいために河床が軟らかくなに副流路となる地点であった．また，いずれも砂州ったと考えられる．アユの好適な産卵床には，礫が下流部に位置していた．このような湧水の湧出する

浮き石状に軟らかく堆積した状態が必要とされていたまりから流れ出る瀬を「たまり瀬」と呼んでいる．

ることから，たまり瀬はアユの好適な産卵床としてのポテンシャルが高かったと推察される．

― 544 ―

3.3 シノと長谷川式土壌貫入計の相関において，湧水の湧出するたまり瀬では，濁度が低

本研究では，シノによる河床軟度測定と合わせて，い湧水が流れていることが確認できた．実際に，主同じ地点で長谷川式土壌貫入計による河床軟度測定

流路の瀬では400NTU程度で濁度が高い地点が多かも行った．長谷川式土壌貫入計では，人的誤差が生ったのに対して，副流路のたまり瀬では100NTU程度

じにくく定量的に河床軟度が測定できるが，シノでで透明度が高かった．湧水は，砂州内を伏流する間は誤差が生じる可能性がある．しかし，シノは持ちにフィルタリングされ透明度が高くなると考えられ運びに便利で簡易に測定できることから，アユ産卵る．

床調査では広く用いられている．そこで，シノによる河床軟度と，長谷川式土壌貫入計による河床軟度

各ハビタットで1ヶ所計測した，表層水の溶存酸素濃度の調査結果をFig. 5に示す．

の間の相関関係を求め，シノによる河床軟度の定量性を評価した．長谷川式土壌貫入計の結果の内，アユの産卵床の環境条件となりうる15cmの深さまでの一回あたり平均貫入深度を用いた．シノの貫入深さは，5cm以上のデータのみを抽出して用いて，相関関係を算出した．なお，調査結果は，粟津(2013)と村井（2012）を引用し，5年分のデータをグラフに示した．

Fig. 5 Comparison of Dissolved Oxygen (DO) at surface(2013)
主流路の瀬，たまり瀬ともにDO濃度は100％を越えていた．湧水の湧出していた上たまり1ではややDO濃度が低いが，そこから接続されるアユ産卵床の発見された上たまり瀬21では，DO濃度はアユの生存
Fig. 4 Correlation of riverbed softness between Shinoに十分な量まで回復していた．
間隙水のDO濃度の調査結果をFig. 6に示す．間隙

and Hasegawa Riverbed Digging Instalment

水は，各瀬において瀬頭，中間，瀬尻の3地点ずつでFig. 4より，シノと長谷川式貫入試験機の河床軟度計測した，の間には，強い相関（R2=0.7487）が認められた．この結果から，シノにより河床軟度を定量的に評価可能と考えられる．シノは簡便であることから短時間で多地点の河床軟度が測定できる点でも，アユの産
卵床の河床軟度の評価方法として有効であるといえる．既往研究より，シノで10cm以上刺さる地点がア
ユの産卵に好適であることがわかっている．Fig. 4より，シノ10cm以上貫入する地点は長谷川式土壌貫入計で１回あたり1cm以上貫入する地点におおよそ対応している．このことから，シノで10cm以上貫入す
る，もしくは長谷川式土壌貫入計で1回あたり1cm以上貫入する地点を，アユの好適な産卵床条件としてFig. 6 Comparison of Dissolved Oxygen (DO) at

考えることが有効であると考えられる．

interstitial layer (2013)

3.4 水質調査結果

間隙水のDO濃度は，産卵床の発見されたたまり瀬

天竜川では濁水の長期化が深刻化しており，礫表

では，主流路の瀬と比べてやや低いがアユの産卵に面へのシルトの堆積による良好なアユの餌である付は十分な量であった．湧水が砂州中を浸透している

着藻類の減少が大きな問題となっている．現地調査

間にDO濃度は減少するが，たまり瀬に流れ込むまで― 545 ―

にはDO濃度は十分に回復すると考えられる．

多かった．天竜川では，佐久間ダムや船明ダム，秋葉ダムなどの上流ダム群の土砂補足効果による河床

3.5 河床材料調査結果の硬化と粗粒化で，好適なアユの産卵床が自然とは各ハビタットの川岸に25×25cmのコドラートを置形成されにくくなっていると考えられる．産卵床のき，50cm上方から撮影した写真を用いて，面格子法発見されたたまり瀬では，主流路と異なり河床軟度により河床材料の画像解析を行った．河床材料の画は高く，河床材料は20mm～50mmのアユの産卵に適像解析の結果をFig. 7に示す．河床材料は，好適なア

した粒径で構成されていた．これは，たまり瀬が砂

ユの産卵床形成に必要とされる，20mm～50mmの粒

州下流部に位置していたことが大きな要因であると径の礫，20mm以下の砂礫，50mm以上の礫，の3種類考えられる．アユがなぜ産卵床として主流路の瀬でに分類した．

はなくたまり瀬を選択したのかは，河床軟度，河床
材料とあわせて低濁度の流水の流れる環境であったことが大きな要因であったと考えられる．中央構造
体が南北に貫く脆弱な地質から，多量の土砂生産のある天竜川では，濁水の長期化が深刻である．湧水は，砂州中を伏流する間にフィルタリングされ，濁度は低くなる．濁度が低いことでアユの餌である藻類が育ちやすくなるため，アユの産卵に好適な環境となったと推察される．

4.
Fig. 7 Comparison of grain size classification among

湧水導水路掘削と瀬の造成実験

4.1 目的と概要
2013年度の現地調査では，主流路の瀬ではアユのhabitats of riffles

産卵床を発見することができず，湧水の流れる副流
主流路の瀬と産卵床の発見されたたまり瀬を比べ

路の瀬においてアユ産卵床が発見された．現状の天ると，主流路では，50mm以上の粒径の割合が高くな

竜川の主流路の瀬では濁水の長期化，河床の粗粒化，っている．このことから主流路では，ダムの土砂補硬化によりアユにとっての好適な産卵床が自然とは足効果によって上流からの土砂供給量が減少したこ形成されにくくなっていることがわかった．砂州下とで，河床の粗粒化が進んでいると考えられる．ま流部のたまり瀬の上流に湧水導水路を掘削し伏流水

た，たまり瀬では，アユの産卵に適した20mm～50mmの湧出環境を作り，下流部に産卵床となる瀬を造成の粒径の割合が高くなっている．砂州下流部に位置する対策を考えた．これにより，広域の伏流水を集するたまり瀬では土砂堆積が生じやすく，平水時のめることが可能となり，目詰まりを起こしにくくな

流量が少ないために粒度は維持されるためであるとると予想される．また，砂州は上流から侵食される考えられる．

ことから，砂州下流部の湧水導水路の存続時間は比較的長いと考えられる．さらに，たまり瀬部には掘3.6 考察削した土砂を置くことで，アユの産卵床にとって河現地調査を通じて，天竜川での河床環境の現状を知ることができた．天竜川では，ダム建設による土床材料，河床勾配等が好適な瀬を作りだすことが期待できる．

砂の補足効果が下流に徐々に伝わっており産卵場が2015年10月，天竜川15.2km砂州（Fig. 1）のFig. 8

減ってきている現状で，河床環境の改善策は必須のに示す位置で湧水導水路の掘削，湧水の流れる瀬の課題である．

造成を行った．Fig. 8中の既存ワンド，既存たまり共2013年度の現地調査では，アユの産卵床が主流路に，湧水の流れるハビタットである．この砂州は，の瀬ではなく，湧水の湧出するたまりから流路に接2013年度調査でアユの産卵床が発見されている，ア

続される環境で発見された．主流路の瀬では，シノユ産卵床のポテンシャルの高い地点である．この実の貫入深が10cm以下の地点が多く，河床材料は

験は主に二つの要素から構成される．１点目は，既50mm以上の土砂の構成割合が高かったことから，河存たまりから湧水導水路を掘削し砂州中を流れる地床の硬化と粗粒化が進んでいることがわかった．調

下水をワンドに集めて，湧水の流量を増加させるこ査を行った2013年度に4,900m3/sの規模の大きな出水とである．２点目は，湧水の流れるワンドの出口にが発生したにもかかわらず，河床軟度は低い地点が土砂を投入し，アユ産卵床に適した粒径，河床勾配― 546 ―

の瀬を創出することである．湧水導水路の掘削，なしの際には，下層に通水性の良くするために粒径のらびに湧水の流れる瀬の造成の詳細を次項に示す．

大きな礫を，砂利を受け止めるための藁を上部に，さらに砂州構成材料の砂利を敷き詰めた．

Fig. 10 Water supply canal are filled with gravel, straw
and sand
湧水導水路完成時の出口の景観をFig. 11に示す．
ワンドには，もともと上流端から湧水の流入があったところに，掘削した導水路からの湧水が加わる形となっている．

Fig. 8 Location of water supply canal and new riffle

4.2 湧水導水路の掘削

Fig. 11 Landscape of upstream of the Wando

既存たまりから既存ワンドの上流に接続する形で，長さ60m，幅2～3mの湧水導水路の掘削を行った．Fig.
9に示すように，導水路の掘削により砂州中を流れる

4.3 湧水の流れる瀬の造成
湧水ワンドの出口に，置き土による瀬の造成を行

湧水を集めてワンドに供給し，ワンドの湧水量を増った．Fig. 12に示すように，土砂を盛ることにより量することを目的としている．

水をせき止めることで湧水ワンドの水位をせきあげて，人工的に適切な河床材料を敷き，適度な河床勾配を作り出すことで，アユ産卵に好適な新たな瀬を造成することを目的としている．アユが産卵前に休息することができる淵があることを条件として，造成地点を選んだ．

Fig. 9 Dig water supply canal
湧水導水路を掘削し開水路となることで，湧水のFig. 12 Create new riffle by sediment replenishment

水温や水質の変化が発生する可能性がある．また，川辺に生息する他の生物への影響も考えられる．そまた盛り土後は，瀬の河床をアユの産卵に適したのため，掘削した導水路の機能を保ちつつ，導水路

環境に整形を行った．さらに，元のワンドの生息場の埋め戻しを行った．Fig. 10に示すように，埋め戻機能を維持できるように，瀬の横にエビや稚魚が遡― 547 ―

上できる魚道を両岸に作った．完成後の造成瀬の景
観写真をFig. 13に示す．

Fig. 13 Landscape of new riffle

Fig. 15 Habitat name in upsteam of the Wando

4.4 2015年度の現地調査日程と調査手法

調査項目は，アユ産卵床調査，シノと長谷川式土2015年10月19日～21日の工事で，湧水導水路なら壌貫入計による河床軟度調査，表層水と間隙水の水

びに造成瀬が完成した．調査日程は，事前調査とし質調査，河床材料調査，流量収支調査である．さらて2015年10月10～11日，工事時の経過観察として10に，ドローンで120m上空から撮影した写真を用いて，月19日と21日，完成後は2015年10月25日，11月5日，

地形の把握を行った．

11月12日の計6回現地調査を行った．調査ハビタット
は，Fig. 14のように選定した．瀬1，瀬3，瀬4は既存

5.

2015年度の現地調査結果の側流路の瀬であり，青線は，流量計測を行った地
点を表している．またワンド上流部には，ワンド上流砂州からの流入と導水路からの流入があるため，双方で流量計測を行っている．

5.1 湧水の濁度軽減効果
Fig. 14から，湧水の流れるワンド部と側流部で濁度が大きく異なることがわかる．湧水は砂州を伏流

掘削実施前の9月に2,300 m3/sの出水があったが，する間にフィルタリングされるため，濁度は低下す

施工後は1,000 m3/sを超える大きな出水は発生しなる．濁水の長期化が深刻な天竜川において，砂州のかった．

フィルタリング効果の影響は大きいことがわかる．
上流ダム群による土砂供給量の減少により，天竜川
10km～20km区間では，砂州の波長が長くなる傾向にある．砂州の波長が長くなることで，流水のフィル
タリング回数が減り，本来砂州の持つフィルタリン
グ機能が小さくなっていると考えられる．

5.2 アユ産卵床調査結果
2015年11月5日の現地調査の結果，今回創出した造成瀬の4ヶ所でアユの産卵床が発見された．各箇所の産 卵床では 一掬いの 砂利から 約 60卵が 見つかっ た（Fig. 16）．1産卵床の面積が1掬いの5倍と想定すると，4ヶ所の産卵総数は少なくとも千数百卵，埋まったものもあると考えると数千卵であると推定される．
また，同日の調査の結果，側流路の瀬，本流路の瀬，ならびに下流側の湧水の流れるワンドでは産卵床は発見されなかった．また，発見されたアユの産卵床
Fig. 14 Habitat name of 2015 field survey

は，いずれも瀬の上流部に位置していた（Fig. 17）．

― 548 ―

ているためであると考えられる．特に，側流路中流と側流路下流を比較すると流量は大きく減少しており，これは地形的に下流砂州へ浸透しやすいためであると考えられる．このように，天竜川のような網状流路を持つ河川では，砂州内への浸透が生じやす
く，調査地の湧水の流れるワンドのような湧水環境が自然と形成されやすいと考えられる．
もともとのワンドの湧水湧出量である砂州湧出流
量，ワンド総流量である湧出10m下の流量と比較して，導水路掘削による効果を検討する．導水路の掘削により砂州湧出量の1/2～1/3程度の流量を，ワンド
総流量の1/3～1/4程度を湧出させることができた．こFig. 16 Spawning eggs are found

れにより，湧水ワンドの総流量は，1.25倍～1.5倍に増加している．また，鹿島地点での流量は各調査日
で大きく変動しているが，湧水流量は大きな変動はない．このことから，現地の流量に大きな影響を受けず湧水量は安定していると推察される．

5.4 河床軟度調査結果
側流路の既存の瀬である瀬1，瀬2，瀬3と，今回造成した造成瀬におけるシノによる河床軟度の調査結果をFig. 18に示す．

Fig. 17 Four spawning redds were found

5.3 流量収支調査結果
流量収支調査は，Fig. 14，Fig. 15に青線で示した地点で行った．調査結果をTable 1に示す．
Table 1 Comparison of discharge measured on 10, 25
October and 5, 12 November
Q-upstream

10/10

10/25

11/5

19.65 m3 /s

6.89 m3 /s

5.26 m3 /s

3

3

11/12

Fig. 18 Comparison of riverbed softness measured by

3

Q-midstream

19.41 m /s

6.20 m /s

4.56 m /s

Q-downstream

16.03 m3 /s

4.11 m3 /s

3.43 m3 /sShino (2015)
側流路の瀬2においては，河床軟度は10cmより高From sand bar

30.104 m /s

From water

0.0545 m /s

0.0415 m /s

0.0626 m /s

かったにもかかわらずアユの産卵床は発見されなか

0.0153 m3 /s

0.0157 m3 /s

0.0369 m3 /s

った．これは，主流路，側流路では底質に濁質が沈0.0849 m3 /s

0.0858 m3 /s

0.125 m3 /s

は場所によって河床軟度は異なるがシノの貫入深さ

3が10cm以下の低い地点が多いのに対して，造成瀬で

3

3

3

着しているためであると考えられる．側流路の瀬でSupply canal
10m lower

0.122 m3 /s

3

New riffle

0.146 m /s

30.242 m /s

0.0255 m /s

は河床軟度は10cmを超えている．造成瀬では，置きKashima

202 m3 /s

119 m3 /s

89.5 m3 /s

246 m3 /s

土をした影響により河床軟度が高くなったと考えられる．また，10月25日と11月5日の造成瀬での河床軟側流路の流量に着目すると，すべての日程におい度の調査結果から，造成瀬では河床軟度が高い状態て側流路上流が最も高く，下流にいくにつれて低下が維持されることがわかった．これは，湧水ワンドしている．これは，流入流量の一部が砂州へ浸透しでは側流路や主流路と比べて流量が非常に少ないため，平水時の河床の硬化が生じにくいためであると― 549 ―

考えられる．このことから，主流路で河床の硬化が進む天竜川において，瀬の造成はアユの好適な産卵床を創出するための有効な手段といえる．

5.6 考察2015年度の現地調査では，既存の主流路の瀬ではアユの産卵床は発見されず，造成した瀬でのみアユの産卵床が発見された．2013年度の調査でも湧水環

5.5 水質調査結果

境でのみ産卵床が発見されたことから，天竜川にお11月5日調査で計測した，表層水のDO濃度の調査

けるアユの好適な産卵床に対しての湧水環境の重要結果をFig. 19に示す．砂州湧出と導水路湧出のDO濃性を改めて確認した．この実験は，1)湧水導水路の度を比較すると，砂州湧出の方が低い値を示した．

掘削と2)湧水の流れる瀬の造成の主に2つの要素か

これは，砂州湧出の湧水は導水路湧出と比べて，伏ら構成されている．それぞれの結果を以下にまとめ

流距離が長いためであると考えられる．湧水は湧出

る．

直後にはDO濃度が低くなるが，下流になるにつれてDO濃度が増加していく傾向にあるのが分かる．また

1) 湧水導水路の掘削により，湧水ワンドの流量を計測地点の位置関係から，湧出後DO濃度は急激に回1.25～1.5倍に増加させることができた．しかし，今復し，造成瀬ではアユの産卵に十分な量まで回復し回の湧水導水路掘削では，もともとのワンドの上流ていることがわかる．このことから，湧出後DO濃度の砂州からの湧水量の方が多かった．そのため，導は急激に回復するため，DO濃度の観点からも湧水環水路を掘削する場合は，より効率よく湧水を集めら

境はアユの産卵に好適な環境となることがわかった．

れる地点を検討してから行うことが必要である．しかし，湧水の流路は地上から確認することは困難であるため，湧水の分布を推測できる手法の確立が望まれる．具体的な手法として，植生分布を利用することが考えられる．植生の成長には水の存在が不可欠のため，植生は砂州下を流れる湧水分布に沿って成長する可能性がある．また，流路の時系列変化から湧水分布を推測できると考えられる．流路となっていた地点は，他地点より通水性が良く，洪水により地形変化が生じた後，砂州内で旧流路であった筋に沿って湧水の流れる可能性が考えられる．湧水分

Fig. 19 Comparison of Dissolved Oxygen (DO) at

布の予測手法の開発が今後の課題である．

surface (2015)

2) 今回造成した湧水の流れる瀬は，河床軟度は高い状 態が維持 されてお り，また アユの産 卵に適し た河床から20cmの間隙水のDO濃度の調査結果をFig.

20mm～50mmの粒径の土砂の割合が高かった．調査20に示す．造成瀬の間隙水は，表層水のDO濃度と同では，造成瀬でのみ産卵床が発見されたことから，程度に高いDO濃度を持つことが分かる．また造成瀬

河床の硬化と粗粒化の進む天竜川において，産卵床では上流，中流，下流の全地点でDO濃度は高い値との造成は有効な手段であり，今後継続して実施し造なっている．造成瀬では，DO濃度は表層水，間隙水成技術を高める必要がある．また，産卵床の造成地

ともにアユの産卵には好適な状態となっていること

点として，湧水の流れる環境を選択することが重要がわかった．

であると考える．天竜川では濁水の長期化が深刻で，2013年度調査，2015年度調査においてともに，湧水の流れる環境で，アユの産卵床が発見されている．
湧水の流れる環境に瀬が存在すれば，アユは産卵場として選択する傾向が天竜川では見られるため，湧水地点における産卵床の造成は有効である．
以上のことから，河床の硬化と粗粒化が進む天竜川においては，アユ産卵に好適な河床条件を創出す
る産卵床の造成が効果的であり，さらに造成地点として湧水流路を選択することで，水質条件でもアユ

Fig. 20 Comparison of Dissolved Oxygen (DO) at

産卵に好適な環境を創出できると推察される．また，interstitial layer (2015)

砂州内を流れる湧水分布をあらかじめ推測すること― 550 ―

が可能になれば，掘削によりより効率よく湧水量をまりb1”と呼ぶことにする．

増加させることが可能となる．そのため，航空写真
を用いて湧水流路の空間分布特性，湧水流路に変化の生じる撹乱規模などについて検討を行うことにした．

6.

航空写真分析

現地調査結果から，天竜川における湧水環境の重要性が示された．ここでは，航空写真を用いて，湧水流路の空間分布特性の把握，湧水流路の変化の生じる撹乱規模の役割を明らかにする．

6.1 湧水流路の空間分布特性
天竜川は網状流路をもつ河川であり，河道には交互砂州と複列砂州が存在する．Fig. 21に示すように，
9-18km区間に6つの交互砂州と2個の複列砂州，0-9km
区間に6つの交互砂州と１つの複列砂州が存在する．
砂州番号をFig. 21に示す．

Fig. 22 Spatial distribution of spring-fed channels in
2007, 2011 and 2012 (upper 9-18km and lower 0-9km)
航空写真が撮影されたのは，2007年8月，2011年12Fig. 21 Alternate bars and double row bars in Tenryu

月，2012年12月である．航空写真が撮影された2007

River 0-18km

年8月～2011年12月の間の年最大流量は，2008年の1,878m3/s，2009年の1,549m3/s，2010年の4,615m3/s，

湧水流路は濁度が低く，明度の違いにより航空写2011 年 の 7,520m3/s で あ る ． こ の 間 の 地 形 変 化 は真からも判別が可能である．そこで，2007年8月，2011

7,520m3/sによるものであると考える．また，2011年

年12月，2012年12月の航空写真から，湧水ワンド，

12 月 ～ 2012 年 12 月 の 間 は ， 2012 年 に 発 生 し た

湧水たまりのピックアップを行った．9-18kmにおけ

3,700m3/sの出水が最大流量である．

る航空写真の湧水の空間分布をFig. 22上に，0-9kmにFig. 22から，12の交互砂州のうち，河口付近など

おける航空写真での湧水の空間分布をFig. 22下に示の砂州を除いて10の砂州上に湧水環境が存在する．

す．この章では，9-18km砂州上にあるハビタットを

2007年，2011年，2012年のそれぞれに存在する湧水“たまりa1”と，0-9km砂州上にあるハビタットを“たワンド，湧水たまりの総数をTable 2に示す．

― 551 ―

Table 2 The number of spring-fed channels in 20017,

Table 4 The History of spring-fed channels (9-18km)

2011 and 2012

2007

200

2011

2012

Side pool

19

25

22

Wando

21

15

16

Total

40

40

38

湧水環境の総数は，各年度で大きな差は見られな
い．湧水環境は出水により消失するものと新たに生成されるものがあるためであると考えられる．
2015年度の実験で湧水導水路の掘削，ならびに湧水の流れる瀬を造成した地点はFig. 22にあるワンドa24であり，航空写真からは同様の砂州下流部に位置する湧水環境が多数存在することがわかる．ワンドa
24は水面面積が約2,000m2であり，これより大きい，
または同等の面積を持つワンドは，2012年航空写真で5つ（ワンドa 21，ワンドa 5，ワンドa 12 ，ワンド
b 21，ワンドb 22）存在する．2015年度の実験では，湧水環境の下流にアユが産卵期に休息することができる淵の存在する地点を選択したが，ワンドa-24以外の地点においてもアユの産卵に適した水理，水質条件をもつ湧水流路は存在すると考えられる．

6.2 湧水流路の時空間変化特性と撹乱の役割
Table 2より，各年で湧水環境の総数に大きな差は見られないが，消失，新たに形成されるものが存在する．ここでは，7,520m3/s，3,700m3/sそれぞれの撹乱の発生による，湧水環境の変化過程を明らかにす
る．0-9km区間の砂州上に存在する湧水環境の変遷をTable 3に，9-18km区間の砂州上に存在する湧水環境の変遷をTable 4にまとめた．2007年から2011年の変化はその間の最大流量の7,520m3/sの出水によるもの，2011年から2012年の変化は3,700m3/sの出水によるものとしている．

habitatSide pool a1
Side pool a2
Wando a1
Alternate bar a1
Side pool a21
Wando a2
Wando a21
Side pool a3
Wando a3
Side pool a4
Wando a4
Alternate bar a2
Wando a23
Side pool a22
Wando a22
Wando a31
Double row bar a1 Wando a32
Side pool a5
Side pool a6
Alternate bar a3 Wando a5
Wando a6
Side pool a23
Wando a7
Wando a8
Side pool a24
Alternate bar a4
Side pool a25
Side pool a26
Wando a24
Wando a9
Double row bar a2 Wando a25
Side pool a31
Side pool a7
Side pool a8
Side pool a9Side pool a10
Side pool a11
Side pool a13
Wando a10
Side pool a14
Side pool a12
Alternate bar a5
Wando a11
Side pool a29
Wando a12
Side pool a33
Side pool a27
Side pool a28
Wando a26
Side pool a32
Wando a272011
7520㎥/s

2012
3700㎥/s

●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
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●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●

6.3 湧水環境の形成過程に対する攪乱の役割
洪水攪乱の規模と湧水環境の変遷の比較により，7,520m3s，3,700m3sの攪乱が，湧水環境の形成，消失過程に与える影響を考える．なお，天竜川の年一回生起確率の洪水は，4,500m3/sである．まずは，7,520m3s，3,700m3sのそれぞれの攪乱による湧水環境の変化を，消失した，新たに生成された，形状が変化した，変化しなかったもの，の4種類に分類した．
分類結果をTable 5に示す．（）内の数字は変化した
湧水環境のうち，ワンドの数を表している．

Table 3 The History of spring-fed channels (0-9km)
2007
habitat
Wando b1
Alternate bar b1 Side pool b21
Wando b21
Side pool b1
Side pool b2
Alternate bar b2
Wando b2
Side pool b22
Wando b3
Wando b4
Side pool b23
Alternate bar b3
Side pool b24
Side pool b31
Wando b22
Side pool b3
Side pool b4
Wando b23
Side pool b5
Alternate bar b4 Wando b5
Wando b6
Wando b7
Side pool b25
Wando b24
Alternate bar b5 Wando b8
Double row bar b1 Wando b9

2011
7520㎥/s

2012
3700㎥/s●

Table 5 Change of the number of spring-fed channels by
flood

●

7,520m3/s

3,700m3/s

Disappear

17 (11)5 (1)Formed newly

18 (9)

3 (2)Deformation

8 (6)

5 (1)

No change

15 (4)

29 (12)

●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●

消失
7,520 m3/sと3,700 m3/sの洪水による変化を比較す

●
●
●
●

ると，7,520 m3/sの洪水発生時には3,700 m3/sの洪水発●●

生時の3倍以上の湧水環境が消失している．変化要因●― 552 ―

を見ると，7,500m3/sの洪水では，砂州形状の変化にる．13個の存在位置を見ると，砂州の中心部近くに伴うもの（ワンドa 2など）が半数以上の12個あり，存在するものが多い（たまりa 2など）．砂州の侵食

面積100m2未満の小さい湧水環境の消失（たまりa 5

や堆積は砂州の外淵から進むため，影響を受けにくなど）が5個あるのに対して，3,700m3/sの洪水では砂いからであると考えられる．

州形状の変化に伴う消失は1つも確認されなかった．
このことから，7,520 m3/sの洪水には砂州形状を変え

これらより7,520 m3/sと，3,700 m3/sの撹乱による影るほどの影響があるために湧水環境の消失に大きな響をまとめる．7,520 m3/sの洪水は砂州形状の変化を影響力を持つが，3,700 m3/sの洪水の影響は少ないこ

伴い，湧水環境の変化に大きな影響を与える．消失とがわかる．また，ワンドの消失が7,520

m3/s

では

した湧水環境のうち71%，新たに生成された湧水環多く見られるのに対して3,700 m3/sではほとんど見境のうち61％は，砂州形状の変化によるものである．

られない要因は，砂州形状の変化の有無と砂州下流

湧水環境の形状が変化した要因のうち，ワンドから部に位置するというワンドの空間分布特性が影響したまりに変化したものも砂州の形状変化によるものていると考えられる．

であることを考えると，7,520 m3/s規模の洪水は，主に砂州形状の変化により湧水環境の変化に影響を与新たに形成え ていると 考えるこ とができ る．これ に対して ，次に新たに生成された湧水環境について検討する．

3,700 m3/sの出水では，砂州内の湧水環境の小規模な

7,520 m3/sの洪水発生時には3,700 m3/sの洪水発生時

変化に限定される．しかし，旧副流路部への土砂堆

m3/sの積による新たなワンドの創出が2地点で見られたこ

洪水で形成された湧水環境は，洪水発生前は流路でとから，3,700m3/s規模の洪水でも，副流部にはアユあった地点に位置していたものが11あり，最も多かの産卵に好適な環境が形成されやすいといえる．

の6倍の湧水環境が新たに創出された．7,520

った（ワンドa 24など）．また，3,700 m3/sで創出しであった．7,520 m3/sの洪水による変化では，主流部

6.4 湧水環境の時系列 変化と好適な産卵床の条件が湧水環境へと変化しているが，3,700 m3/sの洪水で2015年度の調査でアユの産卵床を造成したのは，は主流部でなく副流部に新たな湧水環境が創出され

ワンドa-24である．また，2013年度現地調査でアユている．7,520 m3/sの洪水では，砂州下流部に土砂堆の産卵床が発見された地点は，ワンドa-31にあたる．

積が生じることで，砂州前縁部に新たな湧水環境がこれらの地点はともに，流路部に土砂堆積が生じ新生成されていると推察される．また，3,700m3/sの洪たに形成された，旧流路地点に存在しているワンド

水では砂州形状を変えるほどの変化は生じないが，である．前項より，出水により新たに形成された湧副流部へは土砂堆積により新たな湧水環境を創り出

水環境のうち，62％は出水前に流路だった地点であす能力があることがわかった．

る．ここでは，流路から湧水のワンドに変化した地

た3個の湧水環境のうち2つも旧流路に位置するもの

点に着目して分析を行う．
旧流路に位置する湧水環境の位置関係をFig. 23に

形状が変化
次に，洪水によりたまりからワンド，もしくはワ示す．

ンドからたまりに変化した湧水環境について検討を行う．7,520 m3/sの洪水により変化した湧水環境は8個あるが，そのうち半数以上の5個が洪水によりワンドからたまりへと変化している（ワンドa 1など）．
7,520 m3/sの洪水により砂州下流部へ土砂堆積が生じ，ワンド部が砂州内に取り込まれるためであると考えられる．3,700m3/sの洪水では，ワンドからたまりになるものは見られず，砂州内の湧水環境が，小規模で結合や分離するものに限られた．
変化なし
変化しなかった総数を比較すると，3,700 m3/sの洪水でも変化しなかったものが多くなっている．その中でも，2007年時点から存在し，3,700 m3/sと7,520
3m /sの洪水を乗り越えて存在し続けるものは13個あFig. 23 The location of spring-fed channels formed
newly by flood― 553 ―

Fig. 23に示すように，7,520 m3/sの洪水では主に主流部が，3,500 m3/sの洪水では副流部が，土砂堆積により埋まることで新たな湧水環境が創出されている．
湧水流路の中でも旧流路であった地点は，土砂が堆積してから比較的時間が経過していない．比較的最近土砂が堆積することがアユの好適な産卵環境を創り出すことから，旧流路から変化した湧水環境は，
河床軟度，河床材料がアユの産卵に好適な状態になりやすく，アユの産卵床としてのポテンシャルが高いと考えられる．そのため，2013年度調査や2015年
調査においてアユの産卵床の発見につながったのではないかと考えられる．
また，出水により新たに形成された湧水環境のうち，62％は出水前に流路だった地点であることから，旧流路である地点は湧水の流路になりやすいと考えられる．その要因としては，以下の2点が考えられる．
1点目は，旧流路の湧水環境では，出水により新しく土砂が堆積しており，流路内に新たに堆積した土砂は他地点と比べて河床材料の粒度が粗いことで通水性がよいのではないかと考えられる．2点目は，濁水の長期化が深刻な天竜川では，河床の礫を覆うように多量のシルトが付着している．このため，河床部
は，他地点と比べて透水性が低くなり伏流水の流路になりやすいのではないかと考えられる．これらの要因により旧流路部では湧水の流路となりやすいと

Fig. 24 Relationship between wavelength of sand bar and

推測されることから，地上からは見えない砂州内のchange of spring-fed channel by flood

湧水の分布を，過去の流路の変遷から予測すること
土砂が堆積することがアユの産卵床として好適な環が有効である．

境となることから新たな土砂堆積で形成された旧流6.5 砂州波長と湧水環境の時期列変化

路に位置する湧水環境が良いとすると，砂州波長が湧水環境の時系列変化に対する撹乱の役割は明らかになった．ここでは，湧水の存在する砂州の特性

短くなり砂州の総数が増えることで，アユの好適な産卵床の数は増えると考えられる．

が湧水環境の形成過程に与える影響を検討する．砂州の特性の中でも砂州の波長に着目し，砂州波長ごとの湧水環境の変化特性を検討することにした．

6.6 考察
本章では，航空写真より湧水流路の空間分布特性

砂州波長が最も長いのは交互砂州a5で3.2km，最もの把握，湧水流路の変化の生じる撹乱規模の役割，

短いのは交互砂州b3で0.6kmである．7,520m3/sの洪水

砂州の特性と湧水環境の時系列変化に関する検討をにより新たに形成された湧水環境・変化しなかった

行った．

湧水環境と砂州波長の関係をFig. 24にまとめた．

湧水環境は，天竜川0～18km区間において，河口

7,520m3/sの付近の一部の砂州を除いてほとんどの砂州に存在し出水時に新たに形成される湧水環境が減少することている．7,520 m3/s，3,700 m3/sのそれぞれの洪水によがわかる．これは，砂州形状の変化により新たに形る，湧水環境の変化をまとめると，7,520 m3/sの洪水成される湧水環境は砂州下流部に多く見られるため

では砂州形状に変化が見られるため，これに起因しであると考えられる．また，7,520 m3/sの出水時にもて多くの湧水環境が変化する．一方，3,700 m3/sの洪変化しなかった湧水環境は，砂州波長が長いほど多水では砂州形状に大きな変化は見られないため，砂くなる傾向にあることがわかった．これは，流路か州内の湧水環境が小規模で結合，分離するものに限ら遠い砂州中心部にある湧水環境は変化が生じにくられた．洪水により新たに形成された湧水環境の形

いためであると考えられる．産卵前の比較的最近に成要因を調べると，旧流路であった位置に土砂堆積

Fig. 24より，砂州波長が長くなるほどが生じ湧水環境となるものが全体の62％を占めた．

― 554 ―

7,520 m3/sの洪水では砂州形状の変化により主流部
3

ら，瀬の造成はアユの産卵に適した河床条件を作りに土砂堆積が，3,700 m /sの洪水では副流部に土砂堆出すのに有効である．湧水環境に瀬を造成すること積が生じることで新たな湧水環境が形成されていた．

が，河床環境改善のための短期的対策としては最も

2013年度，2015年度の現地調査でアユの産卵床が発有効であると考えられる．また，湧水環境はもとも見された地点は，いずれもこの旧流路であった地点と流路であった位置に形成されやすいことから，砂にできた湧水環境であったことから，アユの産卵に州内を流れる伏流水の流路を推測することが可能で好適な環境となりやすいことが推察される．これは，あり，瀬の造成に適した湧水環境の選択に活用でき旧流路である地点は比較的最近に土砂が堆積している．また，今後天竜川において湧水環境に瀬を造成るため，河床軟度，河床材料がともにアユの産卵にする事業を行う場合の候補地としては，Fig. 22に示

好適な状態になりやすいからであると考えられる．

すワンドa 21，ワンドa 24，ワンドb 21で行うことがまた，流路の位置の変化から砂州内の湧水の流路が効果的であると考える．この湧水ワンドはそれぞれ推測できることが示唆された．

天竜川17.6km，15km，8.2km地点に位置しており，

砂州波長ごとの特徴を検討した結果，砂州波長が2011年の7,520m3/sの洪水により新たに形成された湧長くなるほど出水時にも変化しない湧水環境が多く水環境である．また，もともと流路であった地点になり，新たに形成される湧水環境は少なくなること形成された湧水環境であるため，土砂が堆積してかがわかった．このため，砂州波長が短くなり砂州のら比較的時間が経過しておらず，河床軟度は高いこ総数が増加することが良質な湧水環境の増加につなとが期待できる．さらに，これらの地点は水面面積がると考えられる．天竜川では，1980年以降砂州波が1,000m2 以上あり規模の大きな産卵床の造成を 行

長が長くなる傾向にある．これは，上流ダム群の影

うことが期待できる．

響により土砂供給が減少していることに起因すると

航空写真分析より，出水により変化しない湧水環

考えられる．そのため，ダムから適切な土砂供給を

境は砂州波長が長くなるほど多くなる一方で，新た行い，砂州の蛇行度を増やす対策が有効である．まに形成される湧水環境は砂州波長が短くなるほど多た，上流から土砂供給を施し河床が動くようになる

くなる傾向があることがわかった．このことから，

ことで，3,700m3/s規模の洪水でも流路内に土砂堆積

砂州波長が短くなり砂州総数が増えることで，アユを生じさせ，良質な湧水環境を創出させることが可の産卵に適した水質条件を満たす湧水環境はより増能であると考えられる．適した土砂供給量を見つけえると考えられる．また既往の研究より，砂州波長ることが，必要な対策である．

が短くなることにより，アユの産卵に好適な瀬が増加することがわかっている．天竜川では上流ダム群

7．

結論による土砂供給量の減少により，砂州波長が長くなる傾向にある．適切な土砂供給を施し，砂州波長を本研究では，現地調査，2種類のアユ産卵床造成のための湧水環境の創出実験，航空写真を用いた湧水

短くすることが，アユの産卵に好適な環境を創出す
るために必要な長期的な対策である．

流路の分布特性の検討，数値計算による湧水環境再謝辞

生に必要な流況条件の検討を行った．
好適なアユの産卵床条件には，20-50mmの砂礫が多く存在することや，河床が浮き石上に軟らかく堆

本研究を進めるにあたり，国土交通省

浜松河川

積しているなどの河床条件と，低濁度の流水が流れ

国道事務所の方々には，流量データや横断測量デーていること，DO濃度が高いなどの水質条件の両方がタなど，データを提供していただきました．天竜川必要である．天竜川では上流ダム群建設による河床

漁業共同組合の皆様方には，現地調査にご同行いたの粗粒化や硬化，濁水の長期化により，好適な産卵

だき，協力いただきました． 中部電力

環境が失われつつあるため，河床環境の改善策は必

天竜川天然資源再生連絡会，シーテック浜松支店，

須の課題である．

いであ株式会社2013年度の現地調査では湧水環境でアユの産卵床が発見された．湧水は砂州内を伏流する間に濁質が建設統括本部

掛川電力所，

水圏事業部には，

現地調査にご協力をいただきました．ここに，深謝の意を表します．

フィルタリングされ，濁度が低くなる．そのため，

参考文献

湧水環境を利用することが水質面でアユの産卵に好適な環境を創り出すのに有効である．また2015年度の実験から，瀬の造成により高い河床軟度，適した

石田力三・一条エリ子（1990）：アユ産卵用人工河

河床材料の瀬を創出することができた．このことか川, Symposium on fishways― 555 ―

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土砂供給に伴うアユ産卵環境の変化予測に関する

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― 556 ―