普天間飛行場基地跡地計画における緑地計画に関する提案型研究- 広域の水収支モデルの作成と地下水需給構造の解明による流域別緑地配分の提案 琉球大学工学部環境建設工学科
1. 研究の背景と目的､方法

小野研究室

榮野川優也

2. 宜野湾市の地質と表流水及び地下水流域分類
中間とりまとめ

研究フロー

研究の背景
平成 8 年に米軍普天間飛行場の全面返還が合意された。

目的

2. 宜野湾市の地質と表流水及び地下水流域分類
宜野湾市の地質は､島尻層群を基盤に琉球石灰岩が覆っているため､地下水の涵養が行われる ( 図 1)｡
表流水及び地下水流域は､分水嶺､不透水基盤､下水道により 5 つに区分 (A〜E 流域 (1620ha)) される｡
このうち普天間に関わる流域は C ～ E 流域 (480ha) である ( 図 2)｡

大規模緑地の創出
旧集落•並松街道の復元

実測値の推定返還合意を受け、沖縄県及び宜野湾市では「中間とりまとめ」を策定し、跡地内に大規模緑地 (100ha) の創出と残存する基地内の緑地･文化財や地下水の保全の方針がまとめられた｡

重要植生の保全

理論値の推定地下水脈の保全

流域別水収支モデルの作成
現行案の検証しかし、平成 27 年 8 月時点まで跡地計画において大規模緑地の量的根拠及び水収支については調査がなされてなく、基本計画策定にあたり早急に実態を把握する必要があった。

計画提案
緑地計画

緑地量の検討3. 既存の湧水量調査 (N₁) 及び独自の追加調査 (N₂) による母湧水量の区間推定

図 1 宜野湾市の地形及び地層断面図

図 2 宜野湾市の地質と表流水及び地下水流域分類図

4. 現況の流域別湧水量の理論値推計と流出係数及び水収支モデルの妥当性の検討【独自で実施した湧水量調査地点】

主な湧水地点における既存の流量調査は､宜野湾市自然環境調査において行われた (N1)｡
既存の流量調査の課題点①観測日が月 1 回程度より降水量を考慮できていない。
②調査年度により計測方法が異なるなどデータが不統一。

容積法⑶ﾒﾝﾀﾞｶﾘﾋｰｶﾞｰ⑹ｱﾗﾅｷｶﾞｰ⑺ﾔﾏﾁﾁﾞｬｶﾞｰ⑾ふんしん川⒀ｳﾌｶﾞｰ

H27.9.14〜H28.1.30 に計 62 回の流量調査を独自に実施 (N2)｡

流速法⑻ｳｰｼﾇﾊﾅｶﾞｰ⑼ﾋｬｰｶｰｶﾞｰ

水収支式は , 一般に次式で表される｡

P=E+D+G(P: 降水量､E: 蒸発散量､D: 地表流出量､G: 地下浸透量及び湧水量 )開発前の理論上の流域別湧水量の推計を行うにあたり､土地利用別で流域別に面積を計測｡
年間降水量 P：沖縄気象台の過去 30 年のデータ
より 2,114 ㎜とする｡
容積法

流速法

写真 1 流量調査容積法

写真 2 流量調査流速法

蒸発散量

E：既存研究より 50％とする｡【ﾋｬｰｶｰｶﾞｰの降雨前後における流量の様子】

地表流出量 D：土地利用別に各地表面の面積に流出係数を乗じて算出する｡

独自調査については､湧水量と直前降雨量との相関関係を分析｡(8)ｳｰｼﾇﾊﾅｶﾞｰ
0.6 以上の高い相関関係がある地点 (9)ﾋｬｰｶｰｶﾞｰ( 表 1､2 図 2)2 地点については回帰分析を行い、母湧水量の推計を行った｡

降雨前

降雨直後

写真 3

写真 4 降雨直後の様子

降雨前の様子その他の湧水については､正規分布又は t 分布により母湧水量を推計｡
表 1 ｳｰｼﾇﾊﾅｶﾞｰの散布図と線形近似

以上より流域別年間湧水量の理論値はC 流域 (μ^C =134.3 万㎥ )､D 流域 (μ^D =441.7 万㎥ )､E 流域 (μ^E =220.0 万㎥ ) となる｡

関係図 1 流域別母湧水量実測値と現況土地利用における湧水量理論値の関係

実測値

理論値

実測値

C 流域 (119.3 万㎥≦ μ^C =134.3 万㎥ ≦153.4 万㎥ )D 流域 (239.8 万㎥≦ μ^D =441.7 万㎥ ≦652.9 万㎥ )表 2 ﾋｬｰｶｰｶﾞｰの散布図と線形近似

その結果､流域別の年間湧水量はC 流域 (119.3 万㎥≦μC ≦153.4 万㎥ )､D 流域 (239.8 万㎥≦μD ≦652.9 万㎥ )､E 流域 (62.7 万㎥≦μE ≦86.1 万㎥ ) となる｡

関係図１より C 及び D 流域において、流域別母湧水量区間内に水収支モデルの流域別湧水量の理論値が含まれることが実証された。

5. 地下水・湧水の利用及び現況需要量と負荷

6. 現行案の課題と水需給構造を踏まえた提案

5-1 家庭用・産業用における地下水・湧水の需要量

6-1. ｢中間とりまとめ｣における水収支モデル

土地利用用途別の流出係数及び水収支モデルの妥当性が証明された｡

宜野湾市の地下水・湧水利用はヒアリングより､家庭用 ( 伊佐､喜友名自治区がそれぞれ 80 世帯､160 世帯使用 )､産業用 ( 大山水田､ｺﾝｸﾘｰﾄ業 A 社､ｺﾝｸﾘｰﾄ業 B 社､温泉業 C 社 ) で年間約 270 万㎥の需要が確認された ( 表 4)｡
表 3 地下水利用の取水湧水口及び流域分類
コンクリート業 A 社及び B 社の地下水利用①ｺﾝｸﾘｰﾄの練り混ぜ水。
②ｺﾝｸﾘｰﾄの材料である海砂の除塩 ( 写真 5) を行う際の洗浄水。
③構内清掃に地下水・湧水を利用している。

温泉業 C 社の地下水利用•地下水•湧水を逆浸透膜 ( 写真 6) により浄化し使用。
施設内でｼｬﾜｰ、清掃、散水、ﾚｽﾄﾗﾝで飲料水、調理に利用。
•使用量については、水道ﾒｰﾀｰ( 写真 7) により管理。

｢中間とりまとめ｣の土地利用計画が実施された場合の地下水への影響の分析を行った｡
更に､各湧水口別で比較すると流域別の供給量に対する割合は、C 流域にある⑶ﾒﾝﾀﾞｶﾘﾋｰｶﾞｰ 123％
C 流域 83％( 図 5 中間とりまとめ水収支 )⑹ｱﾗﾅｷｶﾞｰ108％( 図 5 )開発後､緑被率が減少したことにより湧水量が減少。
需要量が供給量を上回る結果となった｡
開発後の産業継続のためには､C 流域において地下水を担保する緑地量及び緑地配置の再検討が必要｡

6-2. 流域別の湧水量を担保する緑地配置の提案
開発後 C 流域の水需要量を考慮して､流出係数が低く地下浸透に有利な緑地を配置する計画検討すると､湧水量の豊富な D 流域より C 流域及び CD 地下水流域への緑地量の再配分が必要である｡再配分緑地
配置の移動が可能な広場的利用を想定した緑地量の中から再配分量と配置を検討し 28.3ha を再配分した ( 図 5 本研究室提案 )｡表 4 宜野湾市の家庭用、産業用における地下水•湧水年間使用量

7．本研究のアクションリサーチによる経緯・沖縄県及び市、地権者と意見交換を行いながら、STEP1 〜 STEP9 のプロセスで研究を進めた ( 図 6)。
写真 5 除塩の様子 (A 社 )写真 7 水道メｰタｰ(C 社 )写真 6 逆浸透膜 (C 社 )5−2. 地下水・湧水の供給量と需要量の関係
3 章で行った母湧水量推定の実測値 ( 供給量 ) と 5-1 の水需要量との関係について考察を行った｡
更に､各湧水口別で比較すると､流域別の供給量に対する割合は､C 流域にある⑶ﾒﾝﾀﾞｶﾘﾋｰｶﾞｰ 91％
C 流域 62％､⑹ｱﾗﾅｷｶﾞｰ80％( 図 4)
D 流域 40％､
E 流域 5％となる｡( 図 3)
これより、供給量と需要量に差がない事が明らかになった。
C 流域

D 流域
134.3 万㎥

441.7 万㎥

175.4 万㎥

83.0 万㎥

62％⑶メンダカリヒ―ガ― ⑹アラナキガ―

E 流域⑿フルチンガ―⒀ウフガー⒂チュンナーガー

凡例
湧水供給量
湧水需要量

220.0 万㎥
10.0 万㎥40％

図 3 流域別水需給構造図

5％

91％

80％

42％

23％

13％

内は供給量に対する割合

図 4 各湧水口別水需給構造図

STEP8

平成 27 年度普天間飛行場跡地利用計画策定有識者検討会議では､水収支結果から流域別の緑地量の検討及び緑地量の再配分の必要性について主張し､正式な委員会参考資料として分析結果の提供を行い、委員会の場でも審議として取り上げられた｡

STEP9

その結果､今後の跡地計画の検討事項として水収支から見た流域別の緑地量及び緑地配置の検討の方針が文言として明記された｡
本研究のアクションリサーチとしての成果は､行政の跡地利用計画の基本構想の段階で、土地利用計画に対して水収支の観点から開発前後の土地利用変化による影響を示せたこと｡
また､市及び県と関係を保ちながら､調査結果を還元することにより､公的な計画方針の中に位置づけることができたことである。
水収支モデル検討プロセス
研究調査

研究室

県

市

自治会

地主会

NBM

｢中間とりまとめ｣策定

H27.8.12

H27.9.15

NBMとの意見交換

既存研究・基礎調査の整理

H27.6.16

既存調査の整理現在の地下水･湧水の需要量調査について共同調査依頼。

H27.10.29

H27.11.10

H27.12.1
H27.12.25

地下水･湧水の需要量の把握の必要性については理解を得た｡
しかし、市としては動けない。

NBMとの意見交換

STEP2
NBMとの意見交換

独自調査実施⑴湧水量実測調査⑵ヒヤリング(需要)
地下水・湧水の水需要実測調査ヒヤリング 喜( 友名・伊佐自治区 企業３社 大山水田
主な湧水地点における湧水量調査 ９月 日～１月 日 計

H27.10.21

市との協議 協議結果 1：

作業

H27.9.25
H27.9.28

STEP1
協議結果 1

速報

供給量に対して需要量の比率が予想以上に高かったため調査結果を速報値で還元｡

協議結果 2

STEP4 第1回

委員会

水需要の算出結果の共有

協議結果 :
基地跡地利用計画自然環境部
会の委員会での指摘によって水需要への認識を共有。

協議結果 3

若手の会
意見交換

作業

専業農家の方に栽培方法･土地の乾湿状況･取水口のヒヤリングを実施｡

STEP5

協議結果 3：大山水田の水需要については、※₁
さらに細かな場合分けを行い算出する必要がある

市との協議Mail 依頼

STEP6

流域毎､各湧水口の水需要の算出し､流域によってはかなり供給に対する需要が高いことがわかり緊急な協議が求められた｡(H27.12.25)
協議結果 4

県･市との協議回)

水収支モデル作成 検･討)

62

STEP3
若手の会
意見交換

水需要から見た緑地量の妥当性を検証する必要性の提案｡

1430

喜友名
伊佐
大山自治会
調査協力

協議結果 4：
調査の重要性に対する理解が理解が得られた。

作業

水収支モデルを作成し､それを活用した土地利用計画別地下水･湧水への影響を試算｡

H28.1.15

流域別必要緑地量の算出と提言

協議結果 5

勉強会(県･市･コンサルタント) STEP7 〈コンサルタントの水収支モデル〉

H28.1.20

水収支モデル
実測値と理論値の整合性が高いことから流出係数も妥当｡

協議結果 5：・需要量及び水収支モデル
・流出係数の妥当性の検討

・住宅地及び振興ゾーンの流出係数が小さい｡

STEP8 第2回

委員会 ※₂ ※₂研究室の資料を参考資料として提供し､採用された｡

STEP9 跡地計画の検討事項として水収支からみた流域別緑地配置の検討の方針が文言として明記された｡

図 5 現況の土地利用及び中間とりまとめ、本研究室提案における緑地配置と水収支から見た水需給構造図

図 6 水収支モデル検討プロセス

8. 本研究の成果と今後の課題
本研究の成果は以下の点である｡①独自調査により､湧水量と降雨量の関係が明らかになった事②水収支モデル作成により､土地利用計画と連動して開発後の湧水量変化の分析する事が可能となった事③過去の調査でなされていなかった水需要量についてヒアリングを行い､流域別の水収支結果より特に C流域において開発後の湧水量減少により現在の産業利用に与える影響を示す事ができた事④研究の成果が委員会資料として文言で明記され検討事項に組み込まれた事である｡

今後の課題として､①立ち入りが困難な米軍基地キャンプ瑞慶覧内 (E 流域 ) の水収支モデルの妥当性の検討の必要性｡②また､本研究では大山水田の水需要量については､専業農家を中心にヒアリングを行ったが更に実測値に近い水需要を算出するためには､兼業農家を含めて行うことが今後の課題である｡
資源である湧水の保全や今後の地域産業の継続の可能性を広げる事ができた事は､研究を通して得られた成果である｡