防災科学技術総合研究報告第20号1969年3月

千ばつ時における中小河111の水文学的研究
木下

建設省

Runofffrom

武雄

土木研究所

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By
T．Kinosita

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Four

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dam．

目
1．

2．
3．
4，

次目

的・60τ方法・一…

）60

8． 昭和42年の干ぱつ時の流量とその変動の当該月の降水量の平年に対する比一・・60

実態究明＿＿＿……一・・……・・………・・・・…64

蒸発散能……・………・・・・・……・…

．．

．

…63

5．

6．

月降水量の経年変化…・…一…一・……61

9．

月降水量の移動平均……・…・一・…

…63

10．

中小河川における雨量水位の現地観測66
中小河川に拾ける多目的ダムり管理…69

63

11．

まとめ………・・……・・………・・…………69

度数分布……・…・・…・・・・・…

一59一

西日本干害に関する特別研究防災科

学技術総合研究報告第20号1969

昭和42年6月及び9月に西日本を中心にしてであるから，この2つを量的に杷握するため中部地方以西90カ所に拾いて雨量データを収集した、おこった干害を総合的に研究してその実態を明ら（ii）中小河川に拾ける現地観測：これまでは建かにし，干害対策のための基礎とすることを目的

設省においては大河川を中心に現地観測網を完成とする．

させていた．しかし干ぱつは中小河川（大河川の支川も含む）に拾いて著しいので，中小河川の流出機構を調ぺる意味で，中小河川に雨量計と水位計とを設置して観測を開始した．

1．

目的

干害がなぜ紅こったかについての因果関係というものぱ，完全には実証できるわけではない．雨量，蒸発量が昭和42年には果して変動が大きか（m）昭和42年度の流量の変動の実態：現存すったか，その地域的分布はどうかという問題が第1に考えられる．干ぱつの影響をうけやすいのは大河川より中小河川であるが，次にそこに拾ける流出量がどのように滅小したか，そこでは何か法則性がなかったかを考えなけれぱいけない．第3にはそれを貯水池等で補給するためにはどのような考えで行なえぱよし（かが問題になる．さらにはるデーターによつて，昭和42年度の干ぱつの実態を究明した．

ろ．当該月の降水量の平年に対する比干ばつから干害へ発展する過程において≡平年（長期間の平均）に比べて，当該月の降水量がどれだけ少なかったが問題とたることが多い．その地下水，土壊水分として水がどのように挙動するかまで見極めなけれぱいけない．

ため当該月の降水量の平年に対する比をとつてみよう．

この研究では実施期間が短かかつたため，これら全部を究明することはできなかったが，上に述べたうちの前半に関してはある程度の成果をえた

rのでここに報告する。

2．方r法

ここでとられた研究の具体的方法は3つである．
（i）気象データの収集・解析：干ぱつの直接原
因は雨の降らなかったこと．蒸発が多かったこと

1｛
口あ一、、

1一帖

平年6月の月降水量g

昭和42年9月の月降水量
平年9月の月降水量

このようにして計算したr、，r、の地域分布を図＿1，図一2に示す．

、∠」。・宗熟∴

嵩山！

へ○勺

1

〆』

昭和42年6月の月降水量￠Q、！
ふτ＝σH。；も！

ト糊o□♂

図一1r。の分

一60一

布干ぱつ時における中小河11の水文学的研究一木下

瀬戸内を経て近畿地方の一部に・まで及んでいる．

r。は平年に対する比であるから普通でも雨の少ない北九州〜瀬戸内地方は降水量そのものも少なく，大きな痛手となった．同年6月の月降水量

つまりこの地域では平年の半分以下の雨しか降らの数例を下に示す．

3．1

6・月・の干ばつにっいて（i）r。＜0．5の地域が北九州から四国北部の広島158．Omm高松58．1mm松山79，8mm
福岡 67．6mm佐賀60．4mm熊本86．4mm

なかつた．これが6月干ぱつの中心域である．
（ii）中部地方，山陰地方，南九州〜南海道地方というように上記（i）の地域を取囲む地方はr。≒

3．2
（i）

1すなわち，若干の過不足はあってもほ㌧平年並みの降雨である．

9月の干ばつについてr。＜0．5の地域は広く九州から四国．中国・近畿重で及び，中部地方の一部も含重れてい（i1i）細かく見ると北九州地方でも平野部でr、は小さく山岳部で大きし（．つ・まり山岳部ではあまり干ぱつの影響を受けていない．たじしこれは一般論として言えるかどうかには疑問がある．今後調べるべき興味ある課題である．

る．r。＜O．5の地域が，6月に比べ9月に入ってから南と東とに広がったとも言えようか．r。＜

0．1すなわち昭和42年9月は平年の1割しか雨が降ら．なかった地域は図一1のr。＜O．5の地域と対応している．換言すれぱ，6月に平年の半分

寧q

κ糊い幻φ、深へ、、

〆o

皿仙。、，

い辮
図一2の分布r

以下だった地域が9月になつて平年の1害1」しか降量しかないことを示す．

水を見なかったと言うことである．9月にはいって干ぱつが再発し激化した様相がよくうかがえる．
（i1）山陰地方は9月は全般に雨が多い．中部地

方はr、の分布図が複雑であるが，全般にr、＜1と言える．山陰〜北近畿〜中部地方が干ぱつの限界とみられる．

（1ii）北九州の山岳部でもr、＞o．5の地域があるのは注目に値しょう．しかし範囲は狭い．

図中r。＝0，OOとは同年9月の降水量が1mm前後で比をとれぱ，平年のO．5％にも満たない雨

主要地の同年9月の月降水量を下に示す．

広島13．4mm高松27．4mm松山14．6mm
福岡23．6mm佐賀 0．2mm熊本 4．5mm
4．月降水量の経年変化
こんどの干ぱつは6月と9月とに起った．ゆえに6月と9月の月降水量の経年変化をみる．一般に6〜7月と9月は雨期である．その雨期に干ぱつが起こるということは日本の水資源の変動がいかに大きいかを端的に表わすものである上に，植物の生育期という意味でも重要な月に干ぱつが起

一61一

西日本干害に関する特別研究

学技術総合研究報告こったことは重大である．

防災科第20号1969（i1）昭和42年6月拾よぴ9月の降水量は過去50年ほどの間の最小かそれに近い順位にある．
（順位と分布とについては6、で述ぺる．）つまり昭和42年の干ぱつは顕著なものであった．
（m干ぱつの再来にあまり一般的な周期は見出

西日本における各地点の月降水量の経隼変化の傾向を概観すると次のようなことが言える．
（1）月降水量は変動の大きいものである．4〜5倍に増加することはしばしぱある．

（mm）350』〕500．
、■（福㌧岡）、〉

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250刀
戸一＾一。

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350．0

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（大・ぺ、分）1＾＼4lV，ハ、ノ1
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6月、ハ、200．O（松。ト、、＼、■山）＼g月＼㌧11150．0」、レヘ＼Z、1〕〉

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1・200．O〉＼150．O

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、一イ

雨量
年

図一3 雨量10年移動平均
一62一・

干ぱつ時における中小河川の水文学的研究一木下せない、．．．何隼を周期として干ぱつが来るとはこれ重で調べた限りでは言い切れない．

（M過去に拾いて6月拾よび9月が干ぱつだっ

度数
20

6月

（計55）

15

た年が何回かある．地域差はあるが，昭和にはいってからの40年間について昭和の年号を抜き書10

きしてみると（5隼），（9年），14年，（19年）、0（26年），33隼，42年などが目につく．

10020205u04050mg（計55）

5．月降水■の移動平均
月降水量が長年にわたって漸滅しているのではないかというような懸念が持たれる．それに関しては，移動平均をとってみて細かい変動を消して大きい傾向だけを残せぱよい．しかし移動平均の15

月

105

操作は奇妙凌現象を拾こす．6月拾よぴ9月の月
降水量の移動平均は図一3に4点の例を示す．
これらを見てわかることはあまり著しい長期傾向がないことである．ここにあげた例でも広島の010200500

4050m1

しかし一般的にみると隣りの月や隣りの地点で同一の傾向がみられるとは限らず，長期傾向がある

図一5 松山に拾ける月降水量度数分布
この分布を見ると，松山は割にかた・まっているが，佐賀は大きい値の方へ広がって分布している．
つまり，佐賀は松山に比ぺて大雨も干ぱつも覚悟しなくてはならない所だと言える．水利施設を作とは言い切れない場合が多い．ただ明治以来といるとき，佐賀の方が条件が悪い．

うような長い目でみると，長期傾向は見のがせない．例えぱ東京では，明治より昭和の方が年降水降水量が多い．これは西日本ではつゆと台風とは量は多くなっている．

重と言って6月．7月にくることが多し（からであ6．度数分布

る．東日本は9月に台風．秋雨前線などによる大雨の可能性を持っているのに対し，大きな特徴でように最近月降水量の漸滅をみるところもある．

佐賀と松山との6月およぴ9月の月降水量の度
数分布をとって，昭和42年の干ぱつが，どのような位置にくるかを調べた．（図一4，5参照）
同図中で黒くつぶしたのは昭和42年を示す．
いずれも，最少の欄にはいつている．42年の干ぱつは松山の6月降水量を除いてすぺて少い方から第1位である．つまり，5でも述べた通り，昭和42年の干ぱつは顕著であつた．

6月と9月とを比ぺると，全般に6月の方が月あろう．

分布関係の形は正規分布に近いともみられるが中央値付近では対数正規に近い形をしている．極値付近，特に降水量の少い方は分布形がきめにくい．正規分布を用いて100年確率がマイナスと在っても困るし，対数正規分布を用いて100年確率が1mmか2mmかを競っても仕方がないか
らここでは特に論じない．

駐以

7
畠月

（計〕

蒸発散能

干ぱつの期間は雨が降らないということのみならず，蒸発散がさかんになるのではないかと思われる．5mm降って5mm蒸発すれぱ差引ゼロである．ところが蒸発散はどうやって測れぱよいか．

蒸発計からの蒸発量は毎日気象官署で計られているが，夏は蒸発計内の水が「釦湯」になってし重うほどで，とても流域からの蒸発散量を代表しているとは思えない．

図一4

佐賀における月降水量度数分布

そこでここでは，蒸発散量ではなく蒸発散能を
一一63一

西日本干害に関する特別研究

学技術総合研究報告

ハーモン公式により推定した．同式は水理公式集にも引用されていて（P．39），単純な式であるる．

6月と9月とについて各地点の月蒸発散能を，が問題点も多い．

ここにE1948年以降について算出したが，ここには一2p＝11．40Do

EPt

p：日平均蒸発散能（m例として長崎に拾ける値を示す（図一6）．経年変化の傾向は各地点とも大同少異でありこれらをm／日）

Do：可照時間，地点の緯度と太陽赤緯によりきまる．12時聞／日を1，0と見る限りに拾いて，昭和42年の干ぱつは，蒸発散能の大きいことは事実であったとしても，異常して表わす．

P

防災科第20号1969に大きかったとは結論しきれない．つまり蒸発散t：日平均気温に対する飽和絶対湿度能から見る限りでは昭和42年のようなことは何9／m8度も起こりうる．

これでわかる通り，蒸発散に直接影響があると思われる日射，湿度，風速，地表条件などが考慮されていないので，ここででてくる値は気温のみにょる蒸発散能の成分とでも見るぺき概略値であな倉流域からの蒸発散を∫t2 ｛（降水量）一（流出量）｝dt＝Ertlという形で表わし，隼又は季節別に積分した値Erと上のハーモン公式によるEpとの関係は建設省
技術研究会（昭和41年）「利水計画における流況杷握の研究」のうちに論じられ，全国的に概観

1300

すると，

E

r／E

p＝0．04〜O．12程度の値と在っている．

8．昭和42年の干ばっ時の流量とその変動の実
1200

態究明

8，1

6月

中小河川流域から干ぼつ時1こ期待できる流出

干ぱつ時でも期待できる流出量は誰しも知りたい量である．しかし，ここに改めて言うまでもな
く，それはあくまで前の降雨の影響をうけるわけ
だし，地質地形の影響をうける．灌概などの取水のない地点というものは実際にはありえない．し1100

かしここでは，それらのことに・一切目を閉じて，北九州と中国の瀬戸内海側との中小河川について、l

トヘ 1！ い＼lv・1l．

，1， 1〕l〕

ムのみ◎で区別した．横軸に流域面積をとってプl 〕
l1l〕1ロットしたのが図一7，8である．このグラフでスケールアウトしたのは流出量く0．OO01となっ〕

た場合で，消してある．

〕）

い一、1一））

流域面積が増すと取水の影響があらわれると思ったのでこのようにブロットしたが，流域面積と840

1950

図一6（sec．km2）の単位であらわしてみた．河川の場合には表流水の流量から求められるが，ダムの水位上昇から求めた場合は地下水も含まれるので，ダ／＼ l ll l〕

900

6月と9月（一部10月）との最低流出量を㎡／〈rへ〉〔 へ1000

1955

1％O

l％5年

長崎の蒸発散能してのちがいはあまり明らかでない1
流量計測の誤差も考えられるのでこの図からは細かいことは言えないが一6月の干ぱつ時で流出
一64一

干ぱつ時に拾ける中小河11の水文学的研究一木下

量は0．O02〜O．02㎡／（sec．k㎡）となる．神流川・渡瀬に拾いて土木一研究所が観測していた期間の6月に拾ける最低流出量（㊥で示す）は昭1

和33年6月1日の0，O070m8／（sec．k㎡）てある．

出●

9月の干ぱつ時で向様のことを言

■

●

●●■o．

一■

えぱ，流出量はO．O01〜0．01㎡／（sec．k㎡）で，目視の平均はO．O04
i㎡／（sec．k㎡）程度である．上記・

渡瀬では昭和27年9月26日に，O．0100が最低である．このことから考えると，9月の干ぱつは6月！に比べて著しかったことが推定される．全国的にみて，比流量O．01㎡／（sec．k㎡）というのは凡その渇水の目やすであることを考えると，9月の干ぱつの実態の見当がつくであろう．たじしこれ以上細かく論ずる

■

流竣

1前

栖いm）

図一7 昭和42年6月最低流出量と流域面積の関係にはデーターの吟味からしてかからなけれぱならないと思われる．
なお・況亡肚土量…：O．O

04mg／（sec．

km一）ば浸透速度に直せぱ4x1O一7cm／s，日流出高に直せぱO．345mm／day となる．

一一一ト

8．2

流量低減率
これは建設省技術研究会でも議論された件である．

流域の流出モデルによつては流量低滅率は全く無意味になってしまう

1∵

が，今後雨が降らなかったら，10日後・20日後に流出量はどれくら＿＿＿L＿＿．皿．＿L．一

いに滅るかを知るための1つの目やすとしては有効であろう．

＿＿∵1刮

表一1には幾つかの例を示す．凡

その値はr（日流量で低減を表わし

図一8 昭和42年9月最低流出量と流域面積の関係

q（t）＝q（O）rtとしたときの公比）でみると0．97〜O．99の問にある．

建設省技術研究会で集められた資料の全国平均は0，90〜0，95であるから，ここの値は大きい値となっ

表一1

地点名 河川名
大中尾 神浦川
下大中尾 神浦川
萱 瀬 郡 川太田川
佐波川 佐波川
小瀬川 小瀬川
＿」

］］⊥

石

最低流出量

km2 嚇1柵）

8．5

16．9
18．9

121

88．4

135ている．流量が少なくなる程この値は大きくなる（低滅しにくくなる）＊kとはq（t）＝q（o）e

わけだから，この相違は妥当と言え

非灯とはq（t）二q（O）r

一65一流量低滅率の例

流域面積O．0089O．00630．0074
0．O0380．O049k＊r榊

O．O074
O．0231
O．03140．0149
O．0110O．O062

0，992
O．977
0．969
O．985
O．989
O，994

ktとしたときのkてある．（tは日単位）tとしたときのrてある．（tは日単位）

一西日本干害に関する特別研究

防災科学技衛総合研究報告第20号1969
よう．
｛H」1〕

流量低減の概形を知るために，2，3の例を図一9に示す．表一1の値はこれらから平均的な線Hlい1」）

05

兜

1Ilo■

人」帰を引いて求めたものである．

8．ろ 貯水池にょる干ぱつ地域への水の補給
貯水池の利水容量の中にある水資源を干ぱつ地域へ送るときには，優先順位，流出量（貯水池としては流入量）の予測等の複雑な要素がからむ．
これが実際にはどのように放流が規制されて行つ

ト大111尾たか．図一10にその1例萱瀬ダムを示す．9月

叫上旬から放流の規制が順次強化されて行ったことがよくあらわれている．10月へはいると，ほとんど流入量＝流出量として操作されている．貯水萱竈

位は197，2mに固定されている．非常用バルブの高さは196mである．
9。中小河川における雨■・水位の現地伺測

これ重で見て来たように，このような干ぱつは黒今後も起こる可能性があるので，それに備えて雨量・水位の現地観測網を充実させて行くことは重濤

川｛二5黄タ1ム）

玖島川｛渡之oグム）

要てある．また，8までに述ぺた結果はすぺて既存のデーターに頼つているので，精度で問題なしとは言えない．そのため，前述のデーターを確かめる意味でも雨量・流量の観測は重要である．

t百1着

竈川｛、ト竈川ダム〕

t4

それで，建設省土木研究所では表一2，図一11に示すように雨量・水位の観測を行なうこととなつた．

流域の選定については，遠隔の地である上に時間的にも切迫していたので十分の予備調査がなしえなかった．今後このような研究をするのならぱ，

太田川（王．泊ターム）

2．o太田川（立岩タム〕

皿5

佐渡川（佐液川ダム〕

十分の踏査を行なわなけれぱいけないことを痛感した．

雨量計は口径10cmの3ヵ月巻転倒ます式自記雨量計で，簡単な台の上にのせた・

各地点の流量変化

図一9

表一2 雨量計水位計設置状況一覧
河川名

彦山川

大鳴川

種地名

須

遠

佐田川

賀

流域面積，形状，流れの向さ

川

雨量

英彦山

西向斜面，崖の上

流域面積307k㎡

水位

赤池

高水敷が20mほどある．

南北に長く，北へ流れる．

雨i

山

口

小学校の裏

流域面積123k㎡

水位

宮田橋

横導水管は4mほど

筑隈上川設置状況

雨量

新水位

西隈上

雨量

角

水位

金丸橋

川

校

後

塊状で東へ流れる．
川

浅い谷底，南西斜面

流域面積84k㎡

橋脚ぞい，流心部

塊状で北へ流れる．

段丘，裏に山がある

流域面積92k㎡

単断面河川で提体に井戸しゃもじ状で南両へ流れる．

一66一

干ばつ時に歩ける中小河11の水文学的研究一木下

（幼ノS）

剛

貯水位

＼、、三．

＝；

＼、、＼＼ブ＼、仙v＼＿．一＝≡∵∴↓1。、岨∴凹引∴ざ、、五；；ぷ、、．∴∵、終∵、加伽

図一10＿1 萱瀬ダム操作実績（1）（・）11（〆■S）＼！
／、一一卿㌧ノ∫榊∴＼へ流入凸、一！
貯水位

碑、籔、川111m1柵沁

1︑一㎜o

プ

1；T

∴

〔1＼ハ、∴鮒蚊、，、□、一；∴m、，
1川！5■フ酊1，■一。角）5

準土苧

ヨ■In■コ1，1

図一10−2 萱瀬ダム操作実績（2）

、斎雀、

写真1

佐田川角枝雨量計

写真2 犬鳴川宮田橋雨量計

一67一四引細締告西日学技蕊 害に関す合研究報別研究

防災科第20号1969

炉
副犬η川痘根い＼）

／一．ノ、

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ノ．r一＼

彦ψ

』1

、

中元寺川

安毫川

＼

英彦山自記爾i饒測所〃毎貰所へ∴

令

べ、、／

〆、︒
配図
置所
狽観量
雨位
水11

図

一68一

木山

ノ！

、、−

干ぱつ時に抽ける中小河11の水文学的研究一木下

水倖計は水研62型の3ヵ月巻7ロート式である．これは既設の観測井を用いた．

害を受けた流域を事例にとって作成し，シミュレーションを行なう予定であったが，時間的な問題

雨量計と水位計とは各1台を組にして，遠賀川として完成しなかつた．

流域2組，筑後川流域2組の計4組を設置した．

11．

（表一2，図一11）

まとめ

昭和42年6月及ぴ9月に西日本を中心として設置状況の写真は各1例を掲げる．
期間が短いのでまだ十分な資料がえられてないために，結論としてとりまとめられてはいない．

拾こった干害の特別研究のうち，干ぱつ時に拾ける中小河川の水文学的研究を行なった．
一まず気象データーとして雨量，気温を解析した

10．中小河川における多目的ダムの管理
すでに8．3に拾いて見たように，貯水池では昭和42年干ぱつ時に拾いて大へん苦労して極めて合理的な管理運営を行なった．多目的ダムに拾いては利水と治水とがその管理．運営面で競合することが多いので，今重でにもその問題が指摘さ結果，たしかに今回の干ぱつはひどかったが，類似の程度の干ぱつは過去にもおこっていることがれて来たところである．今後は大河川だけでなく，k㎡）である．勿論上流で取水の影響をうける所

中小河川に拾いても多目的ダムが建設されるわけはゼロになっている所もある．水は大切に使用すで，そこに拾ける上記の問題は今後，一層深刻にべきである．

なると思われる．

今後の干ぱつに備えて水文観測網の充実と，多目的ダムの管理運用のンミュレーンヨン等を行な

そこで，電算機である程度のシミュレーショ1■を行なって拾けぱ，それらあ問題は事前に明らかにされ，計画の段階から，対策が⊥てられるわけである．そのためのプログラムの作成を，今回干明らかになった．よって，今後ともあらゆる方面でこのような現象に対する対策を立てて紅く必要性が強調される．

河川の低水流出のオーダーは約0．O04m8／（sec．

い．被害を最小限にくい止めるよう調査を行なうべきであろう．

一69一