防災科学技術総合研究報告第25号

1971年3月
627・157：551．3：551，468（521．42）

河川からの流出土砂量
土屋昭彦・星畑旧松・本問勝…
建設省土木研究所河川研究室

Estimation
AkihikoofSediment

DischargeThr◎ugh

RiversBy
Hoshihata and Katsuichi Homma

Tsuchiya，Kunimatsu

P舳・W・γん・Rε・θα・・パη舳舳，舳1・卿・戸C・れ舳・ll。べ。伽。

Abstract
T㎞s

paper

describes

thecalcu1atingriver

JoganjiandriverKurobethecauseAs
runoff

main

theof

coasta1erosion

withthedevelopment

Accordingtoana1ysis

predominant，whjch

Bed

loads

Ashidawhich

methodwhjchinof

thegminaretransportedarecarriedinworksand

f1ow

Toyamaofriversthroughsomeinisriverandtheform

river
theerosion

sediment1oad

for

the

recession

sediment

bed

areofcontro1．

coast，grains

ofcourses

of

Bay．

conside正ed

training

a1ong
theresu1ts

ToyamaBay

river

distributionintheintoofcoarse

materia1areloads．

ca1culated

by

the

Sato−Kikkawa−foエmu1a．

The mean annual sediment discharge is ca1cu1ated at1，000，000m3for the river Ku正obe andat about20，000m3for the riverJoganji．

次
1．

まえがき……・…・……・…………

・・35

2．流砂量の算定にっいて一一…・．．35

3、流砂量公式の選定一・・…・・…・…

．．36

4．常願寺川に拾ける流出土砂量…

．．．36

5．2

計算資料…………………

・・39．．36

5．3

計算の方法……・…・…一…39・・36

5，4

計算結果…・・………・…1

4．1

流域の概要…・…・・…

4．2

計算資料一．……川．

4．3

計算の方法…

1、…．．…

4，4

計算結果一・一………

．．

5．黒部川に拾ける流出土砂量…
5．1

．．37

まえがき

流域の概要・・・…

．．．38

一・38
・・38．

…39

6．結論と問題点…・一…………

…40

2．流出土砂量の算定について

富山湾海岸浸食の原因の一つとして，河川改修河川の流出土砂量を算定する方法として，1）

春よぴ砂防工事等の進展に伴う流入河川からの流出土砂量の滅少が考えられている．

現地での実測資料から算定する方法，2）計算により求める方法の二つが考えられる．

そこで本調査では，富山湾に流入する河川のう
ち・常願寺川，黒部川，庄川，小矢部川，神通川，

1）の実測資料としては，砂防ダムに拾ける堆砂量・河床変動量，高拾よび低水時に拾ける流砂量

早月川，片貝川，小川の8河川を調査対象河川との実測等がある．このうち，前2者の河床形状のして取り上げ，各河川からの流出土砂量を推定す変化から算定する方法が最も確実な方法と考えらるものである．

本中間報告書では，これれるが，測定誤差券よび砂利採取量のはあく等のまで調査の進んでいる

常願寺川，黒部川について調査方法拾よぴその結果について述ぺる．

問題がある．

2）は現在いくっかある流砂量公式のいずれかを用いて計算する方法である．しかし，この場合に一35一富山湾海岸浸食に関する研究（第1報） 防災科学技術総合研究報告

は混合粒径の流砂量をどのように算定するか，言た粒径の経年変化をどう計算に組み入れるか，あるいは河床の経年変化をどのように扱うかの問題がある．特に洪水時の流砂の中で大きな割合を占

第25号

1971

料の粒度特性から判断すると，特に浮遊砂が問題となるのは洪水時についてのみであり，平水時に拾いてはすべての土砂が掃流形式にあり輸送されるものと考えられる．また，河床砂中に拾いてもめるウォソユロード（wash1oad），河床砂よ浮遊砂への供給砂となるような粒径のものは少な

り細かい粒子よりなる流砂，についてぱ，砂防ダい．ゆえに，洪水時の浮遊砂としてはウォシュ

ム拾よび上流崩壊地の調査を行なって推定する以ロード的なものが多いと考えられ，ウォシュロードについては前に述べたようにその量と推定する外に方法がない．

流砂量を計算により求めようとする場合には以上のような問題が今後の課題として残されて拾り，現在のところ計算結果をみて，これが，この河川の流砂量であるとは言いがたい状況である．計算ことは困難である．

そこで今回の計算では浮遊砂は考慮しないものとして掃流砂のみを対象として流砂量を算定することにする．

結果と実績を比較し，実測資料を用いて公式を修正し計算値を実測値に近づけることがこの場合のくの実河川に適用されている（1）式に示したような解決法である．

掃流砂のみを扱った佐藤，吉川，芦田の公式を用以上が流砂量を算定する場合の方法と問題点でまた，流砂量公式としては，現在まで比較的多い計算することにする．

ある．

gB：

河川から海への流出土砂量は河口部の掃流力により定められ，本調査の目的も河口から海への流出土砂量を推定することにある．

甲・ア3

σ＊一…一一一（1〕（σ／ρ一1）9

ここに・g2：単位時間・単位幅当たり掃流砂量・しかし，河口部の土砂は上流より供給されるもσ，ρ：粒子拾よぴ水の密度，ダ：重力の加速度，のであるから河口部での流出土砂量を推定するに

乎：マニングの粗度係数πにより定一まる値，π≧当たり流砂量の縦断分布を調べて拾くことは大切

O025の場合には伊＝0，623，π≦0，025の場合になことである．

は乎＝0523（40π）

そのため調査の方法として，計算には前に述ぺたような問題はあるけれども，粒径拾よぴ河床はそれほど変化し在いものと仮定して，過去数年問の水文資料を用いて，まず計算により全川的凌流砂量の縦断分布を調ぺ，そのオーダーを押える．
次に実測資料をもとにして流砂量公式の修正を行ない河口部から海への流出土砂量を算定すること

亀5，ア：τ0／にょり定言る

値，σ＊：流れの摩擦速度．

C

次に流砂量公式の係数と現地への適応性の問題であるが，これについての検討は後ほど行なうことにして今回は公式の係数をそのまま用いて計算する〜＝とにする．

4．常願寺川の流出土砂■
41 流域の慨要にした．

13・0km）について調査の終わっている流砂量の縦常願寺川はその水源を北アルプスの立山連峰の浄土岳に発し，流路延長56km，流域面積368km2

断分布調査の結果を報告する．

（内平地部17．8km2）のわが国屈指の荒廃河川で今回は常願寺川（0D〜18−0km），黒部川（o℃〜ある．

3．流砂i公式の選定
流砂量計算を行在う場合，現在いくつかある流砂量公式のうちどの公式を用いるか，また，その河床こう配は全川平均で1／66，山間漢流部でユ／8〜1／60，18kmより下流の扇状地に拾いては1／110の急こう配の河川であり，流出土砂量も公式中の係数をそのまま現地に適用することが可能であるかの二つが問題となる・
最初のどの式を用いるかの問題については，その河川の土砂輸送が浮遊形式が支配的か，あるいは掃流形式が支配的かにより判断できる．今回の多く扇状地の末端付近では天井川を形成している．

調査河川についてこの問題を考えた場合，河床材

期間は昭和37年㌧昭和41年の5年問のものを

42

計算資料

（1）流量資料

流量資料としては河口より235kmの地点にある瓶岩自記量水標の流量を用いる．

一36一

河」llからの流出土砂量一土屋・星畑・本間

使用し，このうち昭和39年〜昭和41年の3年間（2）河床材料資料

については時刻水位旬表が整理されているので日常願寺川に歩いては昭和43年に河口より18．0km

流量200m3／s以上のものについては時問ごとの流量をH−Q曲線を用いて計算し，洪水時の流量までlkmピッチで河床材料調査を実施した．その結果ぱ図1のと拾りであり，計算にぱこの資料を波形を考慮した、用いた．
︵％00■■904o〔1︑へ1！川斗一一一1■↓＿一■、㌧。。

■・・柵
■50
■

：：

一一一

批

︑40一○カ105■5

一■3020
一．一1■■■10一一一一一・一
一十一一05

図143二毛20 n

常願寺川河床材料計算の方法のようになる．

（1）流量の取り扱い方

9・ア
ρ3＝＼・ρ・乞（1）式のσ＊と掃流力τo，水深ん，エネルギーこ（2〕？・（σ■一1）う配己の問には・τO＝〃＊2二ρ夕〃の関係がある．

また・鉛直方向の平均流速σとσ＊の比・〃／σ＊
ここにρB：単位時問当たり流砂量，ρ：流量，ゆ＝90とおき，乎，アの値が一つの断面に拾いて変 えに・流砂量を計算するためには，（2〕式よりエネ化しないと仮定し横断方向に積分すると（1）式は次

表1範囲

年従縞S．37

・一1・咲 15〜35

ルギーこう配・水深拾よぴ流量を知る必要のある

常願寺川流量分割表

35〜65

10m米

25m34

50

4

65〜150 150〜300 300〜800 1200〜1700
100㎡／。 200㎡／。 600m34 1500 ぺ

1，917．6

538．6

430．7

789．6

3839
40

41．8

2，400．0

1，260．3

402．6

316．8

69．6

3，146．4

485．4

556．8

336．6

121．6

1，996．8

1，261．9810．9

364．8298．5

412，846．4

1，401．3

1，064．6

356．1

25．7

27．3
26I9

0．8

4．9

単位は時問

一37一富山湾海岸浸食に関する研究（第1報）防災科学技術総合研究報告

第25号

1971

ことがわかる。このうち流量は縦断方向に変化しと在っている．今エネルギーこう配が河床こう配ないと考えて良いから，水深拾よぴエネルギーこに等しいと考えると流砂量は河床こう配に比例す

う配を各流量について求めて拾けぱ良いことになることにをる．すなわち，上，下流部での流砂量の差は河床こう配に基因していることがわかる．

る．

実際の河川では高水から低水まで流量は広範囲にわたって変化し，その各流量について不等流計算を実施して水深，エネルギーこう配を求めるには大変な労力を必要とする．そこで，計算にあたっ

1500ては流量のクラス分けを行ない代表流量を定めその代表流量について流砂量計算を行なう方法をとつた．表1は瓶岩に券ける流量をクラス分けして整／理したものである．
l12〕河床材料の取り扱い方
1000

流砂量計算を行なう場合，河床材料の梓度特性をどのように扱うかにより出てくる値も違ったものになる．粒径が大，小それほど変化のない河川では平均粒径を用いて流砂量計算を行なっても良いと考えられるが，常願寺川の場合には大きいものは300mm以上，小さいものはO．15㎜とその差が大きいことから平均粒径で取扱うことは困難

500であると考えられる．

そこで河床材料の取り扱い方としては，粒度分布を考慮して粒径別に流砂量を計算することにした．

（3〕水理量の計算方法

常願寺川の河床縦断を図示すれぱ図2のとおりである．これによれぱ㏄〜7」㎞言では約1450のこう配でそれより上流は約1／75のこう配であ0−05．0

面形の計算を行ない80〜18肌m

100

一ヰる．そこで0・0〜7．1km・までは不等流計算により水までは等流計算

図2ム15．0180＾

常願寺川河床縦断図

により水面形を求め水深，エネルギーこう配を計

常願寺川のように河口付近と上流部で流砂量に算した．なお，下流端の出発水位はO℃kmより海大き在差がある場合どの地点の流砂量をもって河川からの流出土砂量と考えるかは問題である．しへ5km離れた地点からの不等流計算により求めかし，河床こう配およぴ粒度分布とも6㎞付近をた．

44

計算結果

境にして異凌っておりそれが流砂量の差となって計算結果を図示すれぱ図3のと春りである．これによると河口から60km付近までは年問約2万m3の流砂量があり，上流部では約50万m3となって春おり，その量は下流部の約25倍である．それではなぜこのよらな差が生じたので李ろうか，この原因について考えてみる・（2〕式に釦いて乎・Fの現われている．

そこで，常願寺川の場合の河川からの流出±砂量としては0，0〜60km問ぐらいの流砂量の平均をももって流出土砂量とする考え方が妥当と思われる．
ゆえに，常願寺川の流出土砂量は年問約2万m3程度である．

値が上，下流でそれほど変わらないものとすると流量一定の場合砂量はエネルギーこう配に比例することがわかる．前に述べたように常願寺川の河5．黒部川の流出土砂i
51 流域の慨要

床こう配は下流部で約1／450，上流部で約1！5

黒部川は北アルプスの鷲羽岳に源を発し・途中

一38一河」11からの流出土砂量＿土屋・星畑・本間（2）河床材料の取り扱い方

lo

河床材料についても常願寺川と同様，平均粒径扱いは困難と考えられるので，代表粒径を定め計算は粒径別に行なうことにした・（3）水理量の計算方法
lO

グヘ／＼＿ 杉 F流
砂還（m3ノ年）〆・

黒部川の場合，河口から50㎞重では不等流計算で，またそれより上流13㎞までは等流計算により水面形を計算し，流砂量計算に必要在水理量を求めた．

V

図5は河床の縦断形状を示したものである．

lO．

！

54

S37年

一一38
一一一一一一一

39一一一401．0kmで少なくなっている．黒部川の場合河床こ

一一一一41lO

計算結果

計算結果は図6に示した。黒部川の場合，流砂量は全川平均して2年間約100万m3であり，0．0とぐ。r

う配は上，下流ともほとんど同じであるから，0．0・、ノと1．0㎞での流砂量の滅少はこう配の滅少によるものではなく，平水時の河口付近でのせき上げ背水の影響によるものである．

河述距雛（㎞〕
図3

黒部川の流出土砂量は，こう配，粒径ともに全常願寺川流砂量

川的にほとんど等しいことから，全川的な流砂量に支川を合流し山間部を流れ愛本に至り，そこかとしてとらえた方が妥当と考えられるので年問約ら黒部扇状地を流下して日本海に注ぐ流路延長100万m3程度と判断される．

85km，流域面積682km2の急流河川である．流

計算資料

黒部川に拾ける流量資料としては，河口より13kmの地点にある愛本に拾ける記録を用いる．

期間は昭和35年〜昭和41年童での7年間のものを用い，日流量200m3／s以上のものについては1時間ごとの流量を用いた．
（2）河床材料資料

黒部川に拾いても昭和43年0．0〜13．0kmの間を1kmピッチで河床材料調査を行なった．計算にはこの資料を用いることにし，図4はその結果で

53

計算方法

80

ω

5o

ω5mOu）流量の取扱い方
黒部川に拾いても常願寺川に巻けると同様，表2oo2．51︐2ある．

oo250

52

（1）流量資料

4α〕

0090807060504030201o

用ダムが建設されている．

︹︐域の岩質は花嵩岩類が多くまた，急峻で寒冷多湿のため岩石の風化が激しく崩壊地も多数あり流出土砂量の多い河川である．上流には数多くの発電O

2に示したように流量のクラス分けを行ない流砂量計算を行なうことにした．
図4一39一

黒部111河床材料k衙富山湾海岸浸食に関する研究（第1報） 防災科学技術総合研究報告

表2範囲薄S．35。〜。。咳

4，715．6 21412．9

1971

黒部川流量分割表

70〜150峨 。・。〜・。。咳 300〜800哨

50m％ 100m％

第25号。。。〜ユ。。磁

200m％

600m％

1ρ00mシ。

2．2

200〜1700者

1…〜嘆

1500mソ。 2C00款。

610．2

72．2

36

3，880．3

2，632．2

1，218．4278．7

37

4，876．7 2，306．8

645．6

73．9

38

4，47I．3

1，920．3

989．4

155．2

10．9

39

4，640．2 21267．3

681，2

443．7

16．4

41．7

0．8

40

4，049．8 2，044．1

1，324．O

278．8

36．4

9．3

1．0

41

4，420．6

1，526．2

85．4

8I6

2，796．8

24．2

5．8

6．9

2，84．3

単位は時問l07

100滅．次だ事戸10・7一・〉￥し一zω〕

窮流（mソ年〕｛一タ7一げノ4η

砂
最一i50

S35年

■■36

一一一一・37
一一10一一一38

H39

X一一×40△一一一＾41！

45日oo川

河逝距離｛k而〕

図6TPO．O

Q050

図5乙片刎

1α0

黒部川河床縦断図

黒部川流砂量6．結論と間題点
以上常願寺川拾よぴ黒部川について佐藤，吉川，芦田の公式を用い流砂量計算を行ない河川からの流出土砂量の推定を行なってきた・その結果常願寺川については年問約2万m3の流出土砂があり，一40一

河川からの流出土砂量一土屋・星畑・本問

黒部川に拾いてはその量は年間約100万m3であることがわかった．しかし，これらの値は流砂量公式をそのまま用い計算した値であるので，今後実測資料をもとにして公式を修正することによ∴1．＼

り若干変わることも考えられる．

、一一㌧．、ノ＼．／（㎜〕・ソ・、、＿

■

！
1o。

＼＼1、、．

＼！

次に調査を通じて明らかになった問題点につい■て述ぺる．図7は常願寺川6」〕km地点における河床砂の粒度分布と流量別の流砂の粒度分布を示し

q圓1m・／／たものである．図中の河床砂と流砂の粒度分布を比較すれば明らかなように，小流量の場合河床砂

1O■Iの約50％以上のものは流砂の中に含まれていないことがわかる．また，流量が大きい場合でも河床砂の全部が流砂中に含まれていないことがわか／る。このように，小さを粒子が大きな粒子によりしゃへいされているようなノ」・流量の場合の流砂量

lo⊥…

一をどのように取り扱うかが今後の大きな問題である．

010

図8は黒部川における小流量と大流量の場合の流砂量の縦断分布を示したものである．小流量の5乙（＾痂j

場合にぱ河口付近の流砂量は上流部に比ぺ常に少図8

黒部川に拾ける小流量と大流量の場合の流砂量の縦断分布＿流一幽並酬L100

枕通過ヂ面介率〃50・〃／粗径（㎝）
005

ασ42

図700850／730554

0707／4142449

314μ4．472

51479

6．928

4／4．μ2

常願寺川6−0km地点に拾ける河床砂拾よぴ流量別流砂の粒度分布

ない，これは前にも述ぺたようにせき上げ背水をうけていることによるものである・しかし，大流量の場合には河口付近に拾いても上流部と同程度はハイドログラフを考慮した河床変動計算を行な
い河床変化を考えた流砂量計算を行なう必要があの流砂量を示している．これは，大流量時は小流量の場合とは異なり低下背水となり流砂量が多く最後に・本調査を行なうに当たり水文，水理資
料およぴ河床変動実績等の資料を提供していただ

なるのである．このように洪水時には河口付近の流砂量も急激に増加する．今後は洪水時についていた富山工事事務所，黒部工事事務所に対し感謝るものと考えられる．の意を表します．

一41一