第64回(2020年度)

北海道開発技術研究発表会論文

常呂川水系河川整備計画の変更について―気候変動の影響を踏まえて―
網走開発建設部 治水課○大塚 康平村田 陽子
今村 雄一

常呂川では、平成21年2月に策定した河川整備計画に基づき堤防整備や河道掘削を進めているが、平成28年8月の北海道豪雨災害で既往最高水位を上回る水位を記録し、本川で4箇所の越水が発生するなど記録的な大雨となった。気候変動による水害の激甚化・頻発化への備えを早急に進めるため、適応策を盛り込んだ河川整備計画の変更や流域治水への取組の概要を報告する。
キーワード：河川整備計画、気候変動、流域治水

1. はじめに河川管理者は、その管理する河川について、地域の意見を反映した河川整備を推進するため、河川整備の基本となる事項を河川整備基本方針として定め、これに基づき、概ね20年から30年後の治水・利水・環境の目標とその具体的な内容を明らかにした河川整備計画を作成し、整備を行っている。しかし、昨今の大雨の頻度増加（図-1）は気候変動によるものとされ、河川整備計画で定めた治水目標の安全度を年々低下させることとなってきている。日本における気候変動への取組は、平成9年（1997年）の京都で開催された気候変動枠組条約第3回締約国会議（COP3）での京都議定書の採択を受け、翌年の平成10年（1998年）に「地球温暖化対策の推進に関する法律」が成立し、この法整備のもと温室効果ガスの削減に対する「緩和策」が本格的に開始された。その後も気候変動枠組条約の締約国会議（COP）において、「緩和策」とともに、気候変動による悪影響に備える「適応策」を実施することの重要性が指摘され、諸外国等においては国としての「適応計画」を策定し、総合的

1976-1985年
平均年間発生約 226回

1.4倍

2010-2019年
平均年間発生約 327回

出典：気象庁 HP

図-1 1 時間降雨水量 50mm 以上の年間発生回数

かつ計画的な取組が実施されつつある。
我が国においても政府全体の「適応計画」策定に向け、中央環境審議会より2015年3月に意見が示され、その中で国土交通分野でも様々な分野で気候変動の影響が発生するとされ、その影響は幅広く、重大性は極めて高いことから、同年11月に、国土交通大臣を本部長とする「国土交通省気候変動適応計画」がとりまとめられた。同計画の「適応策の基本的な考え方」に、次の７つが示されている。(1) 不確実性を踏まえた順応的なマネジメント、(2) 現在現れている事象への対処、(3) 将来への影響の考慮、(4) ハード・ソフト両面からの総合的な対策、(5) 各種事業計画等における気候変動への配慮、(6) 自然との共生及び環境との調和、(7) 地域特性の考慮、各層の取組推進（地方公共団体、事業者、住民等）。また、これ
らの7つの考え方を踏まえた自然災害分野においては、「比較的発生頻度の高い外力に対する防災対策」と、「施設の能力を上回る外力に対する減災対策」についてきめ細かに「適応に関する施策」が示された。
本論で報告する常呂川水系河川整備計画の変更は、上記の考え方や後述する「平成28年8月北海道大雨激甚災害を踏まえた水防災対策検討委員会」の「行動計画」を受けて検討を進めている。また、気候変動の影響による甚大な災害が頻発している状況を鑑み、令和2年（2020年）1月に国土交通大臣を本部長とする「国土交通省防災・減災対策本部」が設置され、「総力戦で挑む防災・減災プロジェクト～いのちとくらしをまもる防災減災～」が開始された。このプロジェクトを強力かつ総合的に推進するため、常呂川水系においても「流域治水協議会」を同年8月に設立し、関係機関と協議を開始した。
本論は、以上のような背景で整備計画の見直し検討を行っている常呂川水系の取組について、整備計画の見直しの必要性を2章に、流域治水の取組を3章に述べる。

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り方について」諮問がされ、社会資本整備審議会河川分科会の「気候変動を踏まえた水災害対策検討小委員会」（令和元年11月設立）（以後、小委員会）にて議論が進められ、令和2年7月に「気候変動を踏まえた水災害対策のあり方について ～あらゆる関係者が流域全体で行う持続可能な「流域治水」への転換～」2)が答申として示された。主なポイントは、「計画・基準類の見直し」と「「流域治水」への転換」であり、現行の常呂川水系河写真-1 平成 28 年 8 月の常呂川の出水状況
川整備計画については、こうした様々な議論を踏まえながら見直しに向けた検討を進めている。
先の小委員会において「気候変動の予測精度等の不確
2. 平成28年8月洪水と整備計画見直しの必要性
実性が存在するが、現在の科学的知見を最大限活用した現行の常呂川水系河川整備計画（平成21年2月策定）
できる限り定量的な影響の評価を用いて、治水計画の立は、戦後最大洪水である平成18年8月の降雨により発生案にあたり、実績の降雨を活用した手法から、気候変動した洪水流量（以後、目標流量）を支川の整備状況を考により予測される将来の降雨を活用する方法に転換」と慮し、安全に流すことを目標としていた。しかし、平成いった「治水計画の考え方」が提言・議論され、答申の28年8月、北海道・東北地方に複数の台風が短期間に襲「計画・基準類の見直し」の「河川整備計画の目標流量来した。最初の台風第7号が8月17日に、2つ目の第11号の見直し」に「今後、20～30年程度の当面の河川整備のは8月21日に、3つ目の第9号は8月23日に北海道に上陸、内容を定める河川整備計画を策定する場合には、その目そして4つ目の第10号は北海道に上陸はしなかったもの
標とする期間内に気温が2℃上昇することとなるため、の8月30日から31日にかけ北海道にも接近した。これら
目標とする治水安全度を確保するためには、気候変動にの台風は北海道・東北各地に大量の雨をもたらし、常呂よる降雨量の増加を考慮した目標流量に見直す必要があ
川流域においては、基準点の北見地点において戦後最大る」と示された。さらに、前述した「中間とりまとめ」
流量を記録する洪水が発生（写真-1）し、支川の堤防決においては「気候予測アンサンブルデータを導入した新壊や主要道路の冠水によるインフラ機能の途絶が起きた。 たな降雨評価と評価手法」が示された。
特に収穫期前の農作物被害は全国の野菜価格の上昇をも次の(1) 節に、小委員会で示された降雨量変化倍率をたらした。
用いた治水計画立案手法について、(2) 節に北海道検討
このような1週間という短期間に台風が連続して同じ会の気候予測アンサンブルデータを用いた検討手法の概地域に上陸するといった現象は、気象庁の観測史上初の要を紹介する。
記録となった。これを受け、北海道開発局と北海道は共同で「平成28年8月北海道大雨激甚災害を踏まえた水防(1) 降雨量変化倍率を用いた治水計画立案の手法災対策検討委員会」を平成28年10月に設置し、平成29年気候変動の予測精度等は「不確実性が存在する」もの3月に行動計画2)をとりまとめ、次の7つの水防災対策がではあるが、令和 2 年 7 月の小委員会による答申におい示された。(1) 気候変動を考慮した治水対策、(2) ハードて、「降雨量変化倍率」について「現時点では、外力の対策とソフト対策の総動員、(3) 避難の強化と避難体制変化として全国的かつ定量的に評価できる」とされた。の充実、(4) 支川や上流部等の治水対策、(5) 既存施設の「降雨量変化倍率」を表-1 に示す。なお、IPCC 第 5 次評価及び有効活用、(6) 許可工作物等への対応、(7) 生産評価報告書において、気候変動予測の 4 つの RCP シナ空間の保全。さらに、「北海道地方における気候変動予リオいずれもにおいて 2040 年から 2050 年には産業革命測（水分野）技術検討委員会」（平成29年7月から平成（1850 年）前と比べ気温が 2℃上昇することとなってい30年3月）や「北海道地方における気候変動を踏まえた治水対策技術検討会（以後、北海道検討会）」（令和元
表-1 地域区分毎の降雨量変化倍率
年7月設立）において、平成28年8月洪水で被害の大きかった十勝川流域と常呂川流域を例に「気候変動を踏まえた適応策（水害リスクの低減）について【中間とりまとめ】」1)（以後、中間とりまとめ）が令和2年5月に公表された。
また、国土交通省の「気候変動を踏まえた治水計画に係る技術検討会（以後、治水計画検討会）」（平成30年※ ４℃上昇の降雨量変化倍率のうち、短時間とは、降雨継続時間が３時間4月設立）や令和元年10月の国土交通大臣より社会資本以上 12 時間未満のこと
整備審議会に対し「気候変動を踏まえた水災害対策のあOHTSUKA Kouhei, MURATA Yoko, IMAMURA Yuichi－ 266 －

表-2 気候予測アンサンブルデータの具体的活用例
アンサンブルデータで可能となること

24時間雨量

1時間雨量

検討結果の活用例

・降雨の時空間分布の把握（過去の観測データのみではデータ数に限りがある）
・過去の実績には無い、未経験かつ危険な気象現象や降雨分布を把握
・降雨の時空間分布が気候変動の影響でどのように変化するか把握
・様々な降雨イベントに対して、本川支川一体的に浸水リスク（死者数、経済被害等）を確率的に表現
・様々な降雨イベントによる氾濫流の流速、洪水到達時間を把握

・ハード・ソフト等の適応策
・まちづくり・水害保険
・企業のBCP 等

・様々な降雨イベントに対して適応策の効果を定量的に表現
・様々な降雨イベントに対して貯留施設の運用を検討
・気候変動の進行に対応した時間軸の中で、最適な適応策の組合せを検討 等

常呂川小流域図_GEV 降雨継続時間_24時間 d4PDF中央値倍率

る。これを踏まえ、今後の当面の治水安全度を確保するために、表-1 に示す降雨量の増加を考慮した目標流量の見直し検討が必要とされている。

- 1.351.36 - 1.40
1.41 – 1.45

1.46 – 1.50
1.51 – 1.55
1.56 – 1.60

1.61 – 1.65
1.66 – 1.70
1.71 – 1.75

1.76 – 1.80
1.81 – 1.85
1.86 – 1.90

1.91 –※GEV 分布による 1/100 雨量中央値の降雨量の変化倍率（バイアス補正無し）※降雨量の倍率については、以下により算出。
① 将来実験（d4PDF）及び過去実験について、それぞれ各流域における降雨の確率評価（GEV 分布）を行う。
② 確率評価により 1/100 確率となる降雨群に対して、中央値を算出する。
③ ②の中央値について、将来実験と過去実験の値を各流域ごとに比較する。

(2) 気候予測アンサンブルデータを用いた検討
気候変動の予測については、文部科学省、気象庁、環図-3 常呂川流域の 4℃上昇時における降雨変化
境省、及び各大学等により様々な予測計算が行われ、その予測データについては、文部科学省の地域環境情報プ行うための工夫をあらかじめ行っておくか、外力の増加
ラットフォームDIAS等を通じて公表されており、現在が明確化した段階で改築するのか等について、あらかじもなお、気候変動予測モデルの開発など、将来の状況をめ方針を定めておくことが望ましい」と示されている。
解明するための技術開発が急速に進展している。中でも
気候予測アンサンブルデータを用いたことで、流域の各北海道と九州地方においては、4℃上昇相当の解像度地点における4℃上昇時、2℃上昇時の降雨や流量の規模20kmの気候予測アンサンブルデータを5kmの高解像度にとともに、時空間分布の変化を分析・評価できることかダウンスケーリングした予測データ（以後、5kmDSデー
ら、河川整備を推進するうえで時間軸を考えた手戻りのタ）が整備された。北海道検討会においては、十勝川流少ない整備手順や適応策検討が可能となった。北海道検域と常呂川流域をモデル地域として、この5kmDSデータ討会の中間とりまとめに示された「適応策検討のプロセを用いた過去実験（3,000ケース）、2℃上昇実験（3,240ス」を図-2に示す。
ケース、以後、d2PDF）及び4℃上昇実験（5,400ケース、a) ハザードの変化分析
以後、d4PDF）について検討・評価が進められ、同デー常呂川流域の各小流域において、計画規模（1/100確タの具体的活用例が示された（表-2）。同データの導入率）の降雨に対して、気候予測アンサンブルデータのは、将来予測の降雨量・流量について、時空間分布が表4℃上昇時の時空間分布について、変化倍率を算定した現されるため、気候予測のハザード分析・リスク評価をものを図-3に示す。気候変動後の降雨量の変化倍率は、可能とした点が大きい。
24時間雨量では流域の南西部（流域上流部）ほど大きな先述した答申に「将来の外力の変化予測には不確実性値をとるものが多い。また、24時間雨量の変化倍率と比が含まれていることを踏まえ、さらなる外力の増加
較して、1時間雨量の変化倍率の方が流域全体で1.5倍以（4℃上昇相当のケース）への対応として、できるだけ上と変化が大きいことが予測された。
手戻りのないよう、外力が増加した場合の改築を容易に
また、さらに気候変動に伴う降雨の時空間分布の変化を把握するため、常呂川北見地点における過去実験および将来実験（d2PDF及びd4PDF）の年最大雨量を対象に、降雨の空間分布に偏りを持つ3つの降雨パターン（クラスター1、2、3）に分類した（図-4）。発生頻度は、クラスター2が多い傾向となった。一方、将来実験では過去実験と比較して、流域北東部（常呂川流域下流部）に降雨が集中するクラスター3の発生割合が増加する傾向となった。
b) リスク変化の評価
気候変動の影響により降雨量がさらに増大し、頻発・激甚化することが懸念される水害に対し、リスクの変化を把握するため、堤防の決壊が想定される全ての地点で氾濫シミュレーションを実施し、最大包絡の浸水域及び図-2 適応策検討のプロセス
OHTSUKA Kouhei, MURATA Yoko, IMAMURA Yuichi－ 267 －クラスター1

クラスター2クラスター3

常呂川小流域図 流域平均24時間雨量- 30
31 - 35

36 – 40
41 – 45

46 – 50
51 – 5580%

66 – 70
71 – 75

過去実験
2℃上昇実験
4℃上昇実験

70%
60%
出現頻度

56 – 60
61 – 6550%
40%

76 – 80
81 – 85

86 – 90
91 – 95

96 -・分析手法：ウォード法
・類似度判定：ユークリッド距離・次式の各単流域の総雨量に対する寄与率を用いて、類似度を判定

xi

Ri Ain

Ri Ai

30%
i 1

20%
10%
クラスター3クラスター2クラスター10%

ここに，
x：流域総雨量に対する寄与率，R：流域平均3日雨量(mm)，2
A：流域面積(km )，
添字i：流域番号，n：小流域数(42流域)

図-4 常呂川流域の降雨パターン分析結果

過去実験

2℃上昇実験

4℃上昇実験

図-5 常呂川流域の 1m 以上の浸水深となる確率変化
表-3 検討の対象とするリスク浸水深を算定した。図-5に1m以上の浸水深となる確率の変化を示す。浸水面積、同一地点の浸水深、及び浸水確率が増大傾向となることが分かる。このような算定結果
を用いて表-3にある項目のリスク評価を行い、適応策の検討を行う必要がある。
c) 当面の適応策の方向性
常呂川流域の主な産業は、農産業と水産業で、流域の土地利用は、約80％が山林で約17%が農地である。
「適応策」は2℃上昇時だけでなく、4℃上昇時のハザードやリスクも見据えつつ、常呂川流域の地域活動が持続可能となるように取り組むことが重要である。常呂川の直轄区間におけるハード整備については、前述した
2℃上昇時の目標流量を確保するための対策としては、手戻りのない整備メニューを検討している。リスク分析
において想定死者数や想定被害額が大きいところばかりでなく、4℃上昇時に氾濫到達時間が短い地域をハイリスク地域として捉えるなど、「逃げ遅れゼロ」の視点で適応策としての整備を行うことが重要である。

3.

気候変動を踏まえた適応策と「流域治水」

今回の整備計画の変更で目標流量の設定を見直し、河道掘削等のハード整備を推進するものの、「施設の能力には限界があり、施設では防ぎきれない大洪水は必ず発生するもの」との考えの下、社会全体でハード・ソフトが一体となった防災・減災対策に取り組む「水防災意識社会の再構築ビジョン」を推進してきた。
今後、この取組をさらに一歩進め、気候変動の影響や社会状況の変化などを踏まえながら整備を推進するには、あらゆる関係者が協働して流域全体で対応する「流域治水」への転換が重要とされている。流域全体で「ためる」対策、「ながす」対策、「氾濫水を減らす」対策、及び「浸水範囲を限定する」対策を組み合わせて整備することが重要で、常呂川水系整備計画の見直し検討においても、「流域治水」は不可欠であり、流域における効果的な取り組みを進めている。
(1) 流域治水協議会の設立
常呂川流域の水防災に係る取組としては、上述した「水防災意識社会の再構築ビジョン」で関係機関と「常呂川減災対策協議会」を平成28年4月に設立し、「逃げ遅れゼロ」を目指し、「施設能力を上回る事象が発生するなかで、人命を守る取組」、「社会経済被害の最小化や被災時の復旧・復興を迅速化する取組」、「気候変動等による豪雨の増加や広域災害に対応する取組」、「技術研究開発の推進」といった4つの項目について加速化することで、これまで6回の協議会を開催しながら取り組みを進めている。効果が高いハード・ソフトが一体となった実効性のある事前防災対策をより加速していくために、国、地方公共団体、企業、地域住民等と当面の目標を共有したうえで、連携を図って実施することが有効かつ重要で、そのため、具体な取組をより分かりやすくすることも目的とした「常呂川水系流域治水協議会」を令和2年8月に設立した。現在、関係機関が取組む具体な施策を共有し、プロジェクトの見える化についても検討しており、令和3年末頃を目処にプロジェクトの策定・公表を予定している。今後は、気候変動の不確実性を含む社会の事象に対し、適期フォローアップしながら、順応的に効果的な対策を進める予定である。

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写真-2 河道掘削土砂の農地流用

図-6 常呂川水系流域治水プロジェクト(中間とりまとめ)

写真-4 住民参加によるタイムライン検討状況（令和元年度及び 2 年度 日吉・福山地区）

写真-3 河道掘削土砂の土地嵩上げ流用

約した複合型施設の建設計画が北見市において進められている（写真-3）。
c) 被害の軽減、早期復旧・復興のための対策
上述した常呂川減災対策協議会において、令和元年より平成28年8月の洪水被害の大きかった日吉地区及び福山地区を対象に、コミュニティータイムラインの作成に向け、懇話会やワークショップを専門家も交えながら進めている（写真-4）。参加した住民が災害はいつ来るか分からないといった認識を「我が事」として捉え、地区住民が想定するリスクを共有しながら取組んでおり、このワークショップを通じて地区リーダの育成にも取り組んでいる。
また、平成30年度より全国的に危機管理型水位計及び簡易監視型カメラの設置が進められ、常呂川流域においても既に画像の提供をしている従来型のCCTV カメラ16箇所に加え、61箇所にこれらの水位計及びカメラを設置しており、情報提供を開始している。

(2) 常呂川水系流域治水プロジェクト
常呂川流域の当面のプロジェクトについての中間とりまとめ（令和2年9月公表）を図-6に示す。
4. おわりにa) 氾濫をできるだけ防ぐ・減らすための対策
気候変動を踏まえた治水目標を設定するにあたっては、国と北海道が実施するハード整備の推進においては、将来の気候変動の予測以外にも、気候変動の結果生じる関係機関との調整が必要不可欠であり、これまでと同様地域社会の経済状況など、不確実性な事象を一定の仮定あるいはそれ以上に調整・連携を図りながら効果的な推を前提として検討をせざるを得ない。
進に努める。具体には、沿川農地への河道掘削土砂の活
令和元年及び令和2年は気候変動ばかりではなく、新用である。浸水しやすい畑地を掘削土砂で嵩上げするこ型コロナウイルス（COVID-19）に対する防災・減災対とで浸水リスクの低減を図り、早期回復にも期待できる。
応も余儀なくされる状況となり、これは世界的な社会経実際、平成28年8月洪水においても同様な対策を行った済活動において予測し得なかった事象であった。こうし（写真-2）。翌年以降、農作物の実りが向上したといった予測し得ない事象から考えさせられた経験も治水対策た農業者からの声があった。このような対策は流域の経に活かし、あらゆる機関がもつ知見・情報を縦横断的に済活動に即した「適応策」であり、常呂川流域の営農活動の保全は温室効果ガスの削減の「緩和策」ともいえる。 活用しつつ、強靭で持続可能な社会の形成を図るためにハード・ソフトが一体となった事前防災を今後も加速化
また、整備計画の見直しにおいては、既存の4箇所の霞堤について、その機能保全を図ることを検討している。 するあらゆる機関による「流域治水」に取り組んでいくことはますます重要である。
b) 被害対象を減少させるための対策
特に浸水が実際に発生している、または発生頻度が高参考文献
く予想される氾濫原の対策が急務である。平成に入って
1) 気候変動を踏まえた適応策（水害リスクの低減）についてからも幾度となく被災し、平成28年8月洪水でも被害の【中間とりまとめ】（令和 2 年 5 月 北海道地方における気あった日吉地区（北見市）においては、平成29年度より候変動を踏まえた治水対策技術検討会）
同地区の将来の適応策を考えた施設整備が始まっている。 2) 気候変動を踏まえた 水災害対策のあり方について ～あら具体には、令和元年に小学校跡地に河道掘削土砂を活用
ゆる関係者が 流域全体で行う持続可能な「流域治水」への転換～答申（令和 2年 7 月 社会資本整備審議会）
した嵩上げ盛土を実施し、そこに同地区の公共施設を集OHTSUKA Kouhei, MURATA Yoko, IMAMURA Yuichi－ 269 －