Pb-46
那智川流域における地下水位観測について －荒廃渓流内の地下水位と降雨、流出の応答－
国際航業株式会社○笠原拓造・島田 徹・堀 大一郎
国土交通省近畿地方整備局大規模土砂災害対策技術センター
吉村元吾・今森直紀 ※ 1 ・田中健貴
国立研究開発法人土木研究所
木下篤彦 ※2※3
和歌山県土砂災害啓発センター
西岡恒志・筒井和男 ・福田和寿 ※ 3＊1＊2（ 現 関東地方整備局
現 国土技術政策総合研究所 ＊3 現 和歌山県）
1．はじめに和歌山県那智勝浦町に位置する那智川流域（図-1）では，平成23 年 9 月の台風第 12 号に伴い多数の崩壊が発生し，甚大な被害が発生した。崩壊地の多くは，難透水性の泥岩を主体とする熊野層群と亀裂が多く透水性の高い熊野酸性岩類の地質境界付近に位置しており，主要な崩壊地については，大規模土砂災害対策技術セン
ターにより，崩壊の発生機構解明を主目的にボーリング調査及び，ボーリング孔を利用した地下水の観測が継続的に行われている。
今回の報告は，平成 23 年に那智川流域で最も規模の大きな崩壊が発生した金山谷川上流を対象に，地下水の観測が始まった平成
27 年 4 月からの約 2 ヵ年の記録を用いて，地下水位の変動と降雨や崩壊発生状況等の関係について整理したものである。
2．崩壊地の概要及び観測の概要
対象とする崩壊は，幅約 120m，長さ約 100m，崩壊土砂量は約9 万 m3 と推定される（図-2）。春先の降雨や梅雨・台風期の豪雨に伴い，崩壊頭部の斜面で土砂量数百～数千 m3 規模の小崩壊が繰り返し発生し，斜面が後退してきている。その他の崩壊斜面では大きな変状はみられなく，徐々に植生が回復してきている。
ボーリング孔は，滑落崖の上部斜面と崩壊地中腹の 2 箇所に，浅孔と深孔の 2 本隣接して掘られ，浅層の地下水と地質境界面上の深層の地下水を観測している（図-2，図-3）。

図-１ 那智川流域支流金山谷川の位置図
2015.7.17 0:00
拡大崩壊箇所KB-2KB-33．観測結果
2 ヵ年の水位変化をみると，KB-2’（滑落崖の上部斜面の浅孔）が約 2m，KB-3’（中腹の浅孔）と KB-2，KB-3（深孔）が約 4mの幅で変化する（図-4）。KB-2 と KB-3 は水位標高がほぼ同じで，図-2 拡大崩壊の発生状況及びボーリング孔位置図
変動の推移も類似していることから同一の地下水面を観測していると考えられる。以下，拡大崩壊が発生した降雨で，観測開始以降で最も雨の大きかった平成 27 年 7 月の台風第 11号を事例として，地下水位の変動と降水量や拡大崩壊のタイミング，渓流の流量と比較した。
3.1 地下水位（表土層）の変化と拡大崩壊の関係
拡大崩壊は，別途，濁度等の観測成果より 7 月 17 日 0:00 時頃に発生したと推定される。拡大崩壊近傍の KB-2’（浅層）の地下水位は 16 日 21:00 から急激に上昇を始め 17 日 0:00 に頭打ちとなっている（図-5b）。KB-2’孔の深さは 15mで，この時の水位は GL-12.3m，普段の水位 GL-14.5m から約 2.2m 上昇した。地表から 2m まではケーシングが入っており，掘削時には GL-2.8m に水位があったことが確認されている。雨水は水位上昇の始まる 16 日 21:00（累加雨量161mm）まで表層 2m（ケーシング分）を浸透し，その後，孔内水位を 22:00 に 1.73m，23:00 に 0.4ｍ，0:00 に 0.07m上昇させ，以降，降雨強度に関係なく一定量の水をボーリング孔に供給している。表土層では 21:00～0:00（累加雨量は 233mm）にかけて浸透過程から飽和状態へ移行したと考えられ，拡大崩壊はその最終段階のタイミングで発生した。
3.2 地下水位（基岩）の変化と侵食の関係
崩壊地中腹の KB-3’（浅孔）は，深さ 16m で地表から 6m の強風化層の区間はケーシングで覆われ，その下部の基岩（中風化花崗斑岩）の地下水位を観測している。また，KB-2（深孔）と KB-3（深孔）は，難透水性の熊野層群（砂岩・泥岩）の上の地下水位の観測を目的に，全ケーシングで最深部の熊野層群から地質境界間の 3～5m と地質境界上部の 4～5m 間がストレーナー処理されている。
KB-2 は掘削中に GL-60ｍ（標高 400m）付近に地下水位が確認されており，KB-3’の水位（普段は GL-8m，標高 387m付近）はその延長上である可能性がある（図-3）。KB-3’の水位上昇は約 4m（図-5c）で，この 2 ヵ年の傾向（図-4）と同様に頭打ちの傾向を示す。崩壊地では標高 380～400m 付近が緩斜面となっており，同じ花崗斑岩でも硬さや脆さ等の違いでこの標高帯が境界となり地下水層が形成されたものと考えられる。台風第 11 号の際にはこの境界付近から下部にかけて表流水による侵食がみられる（図-2）。KB-3’の水位上昇のタイミングは 16 日 16:00 頃（累加雨量 95mm）で KB-2’（浅孔）よりも早い。16 日 19:00～20:00 には中腹の KB-3 の孔内水位計が落石により破損しており，基岩中- 694 -の間隙水圧の変化が落石の発生に影響した可能性も考えられる。
地質境界上の水位変化は緩慢で，降雨ピークから約 2 日遅れてピークとなっている（図-5d）。これまで 2 ヵ年の記録から，変動幅や変化の波形は１～2 ヶ月以上の長期間の降雨状況が影響しているとみられ，変動の特性を把握するためには,強雨期間と無降雨期間を含むより長期間の観測が必要と考えられる。
3.3 地下水位と渓流流量の関係
金山谷川上流では，崩壊地のある左支流と荒廃の少ない右支流で水文観測を行っている（図-1）。台風第 11 号における流量（図-5e）をみると，崩壊地のある左支流では，雨の強さに対応して流量の変化が生じるのに対し，右支流の流量変化は，雨量に応じて徐々に増加し，降雨ピークからやや遅れてピークをむかえ，降雨後も長期間にわたって流量が維持される。この右支流の流量変化は，初期の上昇開始からピーク後 3 日目の 7 月 20 日までは KB-3’の水位変化と似ており，それ以降は KB-3’では下降の度合いが大きくなるのに対し，流量の下降の度合いは小さく，KB-2 や KB-3 の水位変化と似てくる。また，流量の観測精度に課題はあるが，降雨流出率を試算すると，地表面の流域界に降った雨の総量に対し，流出した渓流の総流量が上回る結果となった（図-6）。
金山谷川崩壊地縦断図〔KB‐2，KB‐3〕

標高(m)

KB‐2（深）460360360左支流

地質境界

図-3 ボーリング孔の縦断模式図

2016/8/13

右岸

距離(m)

2016/5/5

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300

左岸

2016/1/26

2015/4/1熊野層群(泥岩・砂岩)
0

地質境界

320

2015/10/18

340

KB-2・KB-3 深層

同じ水位・挙動を示す

340

2015/7/10

標高(m)KB-3’浅層

380

380

320

頭打ちの傾向がみられる

400

?

400

2015.7
台風第 11 号

420

KB-3 〔L=65m〕
KB-3’〔L=16m〕

熊野酸性岩類(花崗斑岩)

地質境界

KB‐3'（浅）KB-2’浅層

440

440
420

KB‐3KB‐2'（浅）460

2017/3/1

480

崩壊地ボーリング孔の水位変化 〔2015.4～2017.3〕

480

KB-2 〔L=135m〕
KB-2’〔L=15m〕

2016/11/21500

図-4 孔内水位の変化
7/17 0：:00 拡大崩壊発生(a)降雨

累加雨量：453mm

頭打ちの傾向がみられる

累加雨量：161mm(b)地下水位（浅層）

降雨後すみやかに水位は低下する
累加雨量：95mm

頭打ちの傾向がみられる(c)地下水位（浅層）

降雨後数日，高水位が維持される(d)地下水位（深層）7/16 19:00KB-3 落石により破損・欠測

累加雨量：233mm

降雨後長期間，高水位が維持される

降雨のピークより 2 日遅れ(e)支流の流量

右支流（非荒廃）では，降雨後も長期継続して流量が多い
左支流（崩壊地有）では，降雨と共に流量は低下する
7/13

7/14

7/15

7/16

7/17

7/18

7/19

7/20

7/21

7/12
7/13
7/14
7/15
7/16
7/17
7/18
7/19
7/20
7/21
7/22
7/23
7/24
7/25
7/26
7/27
7/28
7/29
7/30
7/31

10分間雨量(mm)

総雨量・総流出量(m3)

図-5 降雨-孔内水位-渓流流量の変化（2015 年 7 月台風第 11 号)
4．まとめ
350,0000.0
那智高原公園
雨量計300,000
金山谷川崩壊地の観測データにおいて，崩壊発生や渓流の流5.0
総流出量250,000(右支川）
10.0
量と地下水の挙動に関連性があることがわかった。一方，地層境界200,000
流域内総雨量150,000
15.0(右支川)付近の地下水の挙動は，地表面の見かけの流域界にとらわれない
100,000
総流出量
20.0
広範の地下水の変動を捉えている可能性があることや，その地下水(左支川）
50,000
流域内総雨量025.0
は渓流の流量に影響している可能性がある等の崩壊発生や土砂流(左支川)出の機構解明に関する新たな課題もわかってきた。那智川流域に
平成27年(2015）台風第11号の流出率
平成27年(2015）の年間流出率（7月12日～7月31日：20日間）（4月8日～12月31日）
は平成23年の土砂災害以降も不安定な地形や崩壊残土等が残り，豪雨や地震に伴う土砂移動が懸念される。今後，土砂移動の機構
600
4,032
69,83970,553101469,650
288,68361
解明や警戒避難への活用等に役立つよう，他支流の観測成果や地185,049
290,820157
1,244,411 1,113,856
90
盤物性等の調査成果等を踏まえ検討を進めていきたい。
図-6 降雨流出率の試算結果
流域

総雨量

流域内に降った総水量

流出量
（観測）

降雨流出率

総雨量

流域内に降った総水量

流出量
（観測）

降雨流出率

(mm)

(m )

3(m )

3（％）

(mm)

(m )

3(m )

3（％）

左支川

右支川

- 695 -

(那智高原公園雨量計)(那智高原公園雨量計)