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令和４年度砂防学会研究発表会概要集

複数時期の航空レーザ計測データから見た高原川上流域の土砂変動状況について
北陸地方整備局

神通川水系砂防事務所 石井 陽，宮本 憲治，星野 康弘，四十谷 朋子
アジア航測株式会社 船越 和也，○南 優希，梶原 あずさ，木場 啓太，
吉野 弘祐， 坂口 宏，浜多 俊匡

1. はじめに土砂流出が活発な流域では，流域全体の土砂移動特性を適切に把握し，継続的に土砂移動状況をモニタリングすることが重要である。土砂移動状況を効率的に把握する手法として，高精度かつ迅速に面的データが取得できる利点から，航空レーザ計測による 2 時期の差分解析が広く活用されている。
本検討で対象とする高原川流域では，陸上だけでなく水面下の地形計測も可能な航空レーザ測深（以下，ALB 計測）がH30～R3 年の期間に 4 回実施されている。今回，これらデータを用いた複数時期の差分解析を実施することにより，水面下も含む経年的な土砂移動状況を把握した。本稿では，これらの調査結果について報告する。

2. 対象地域の概要と調査方法
2.1.対象地域の概要:流域界:ALB 計測範囲:雨量観測所

図 1 検討対象地域（高原川流域）

対象地域は図 1 に示す岐阜県飛騨市，高山市に位置する神通川水系の高原川直轄砂防流域（流域面積：761km2，平均河床勾配：1/20）である。本流域は日本有数の急流河川であり，北アルプスの造山運動や断層などにより脆弱で崩れやすい地質構造を呈している。特に上流部は焼岳を中心とした急峻な崩壊多発地帯であり，多雨・多雪地帯という気象状況も加わることで，下流に大量の土砂が流出しやすい流域特性を持つ。

2.2.調査方法と ALB 計測期間内の気象状況
表 1 使用データ
データ
H30ALB
R2出水前ALB
R2出水後ALB
R3ALB
高原川流域では表 1 に示す 4 時期で河道部を対象とした
計測日 2018/11/27～12/11
2020/5/28
2020/8/5～8/9
2021/10/24～10/28
RALB 計測が実施されている。ここで用いた計測機材
2蒲田川
●
●
●
●
年
7平湯川
●
●
●
（ChiropteraⅡ）は，近赤外レーザと水中を透過する緑色レー
月双六川
●
●
●
豪雨
ザを同時に発射し，地表面や水底から反射したレーザ光から水跡津川
●
●
●
高原川
●
●
●
中・陸上の三次元データを高密度で取得することができる。
計測期間中には令和 2 年 7 月豪雨（以下，R2 出水）により，平湯川・蒲田川流域及び高原川本川沿いにおいて土砂・流木流出や道路路肩崩壊が複数箇所で確認されている。特に多数の被害が報告された平湯川流域での計測期間中の降雨状況（平湯観測所）をみると，R2 出水時の最大日雨量は 176.0mm/dayと期間中でも 2 番目であり，顕著な特徴はみられない（図2）。一方で，連続雨量は 634.0mm（R2/7/3～R2/7/12）と近年
図 2 計測期間内の降雨状況（平湯観測所）
でも突出して大きく，長雨であったことがわかっている。
本検討では，ALB 計測データごとに前後 2 時期（蒲田川：H30-R2 出水前，R2 出水前-R2 出水後，R2 出水後-R3，その他河川：H30-R2 出水後，R2 出水後-R3）の差分解析を実施することで，河道部の経年的な地形変化を面的に把握した。

3. 調査結果
3.1 経年的な土砂流出状況
図 1 に示す差分実施範囲を，高原川本川と支川 4 流域（蒲田川，平湯川，双六川，跡津川）に分け，流域別に距離標ごとの土砂変動量を比較し，経年的な土砂移動状況を整理した。各流域の変動状況を以下に示す。

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蒲田川：H30-R2 出水前までは，足洗谷流域において顕著な土砂移動がみとめられるものの，その他の河道部では大きな変動は確認されない。R2 出水前後をみると流域全体で変動が大きく，上流部は侵食傾向，足洗谷合流点より下流では堆積傾向を示しており，出水により上流から流れ出た土砂が下流の砂防堰堤に堆積している様子が確認された。その後の R2 出水後-R3 期間では工事改変が大半であり，顕著な土砂変動は見られなかった。さらに蒲田川流域最下流に位置する道観松砂防堰堤における堆砂状況の変化（図3）をみると，R2 出水により約31,700m3 の土砂が計画堆砂勾配程度まで堆積した後に，R3 年までの通常出水等により徐々に堆積土砂が流出している状況が確認された。
図 3 道観松砂防堰堤における堆砂状況の経年変化
平湯川：H30-R2 出水後をみると，
R2 出水により河道部や側岸の侵食・崩壊が多数みとめられ，流出した土砂が砂防堰堤により捕捉されている。特に堆積傾向が顕著であった貝塩砂防堰堤堆砂敷区間では約 42,200m3 の堆積が確認された。また平湯川支川の白谷・岩坪谷では顕著な土砂流出がみられ，本川下流の平湯川砂防樹林帯では樹林の一部が流出している。R2 出水後から R3 年までは R2 出水による被害復旧のための工事改変の影響が大きく，顕著な変動は確認されない。
双六川・跡津川：H30-R2 出水後，R2 出水後-R3 ともに顕著な変動は確認されなかった。
高原川本川：H30-R2 出水後及び R2 出水後-R3 の変動状況（図 4）をみると，3 時期ともに浅井田ダムより上流区間では土砂変動が大きく，ダム下流では変動が小さい傾向がみられ↑
H30-R2 出水後浅井田ダム（電力）た。H30-R2 出水後の浅井田ダム上流区間では，R2 出水により河道内の土砂変動域が大幅に拡大するとともに河道部全体が大きく変動している。浅井田ダム下流区間では河道部内の変動は小さく，全体的に堆積傾向であった。R2 出水後-R3 で↑
R2 出水後-R3
浅井田ダム（電力）は河道部内の澪筋が徐々に中央に集中してきている様子が確認され，R2 堆積土砂の流出により侵食傾向を示す区間が多い。浅井田ダム下流もやや侵食傾向となっている。
図 4 高原川本川の区間毎土砂変動量
土砂変動量(m3)40,000

堆積土砂量

侵食土砂量

土砂変動量

堆積土砂量

侵食土砂量

土砂変動量

20,0000‐20,000‐40,000

土砂変動量(m3)40,00020,0000‐20,000

猪NO.20
猪NO.24
猪NO.28
NO.1
NO.5
NO.9
NO.13
NO.17
NO.21
NO.25
NO.29
NO.33
NO.37
NO.41
NO.45
NO.49
NO.53
NO.57
NO.61
NO.65
NO.69
NO.73
NO.77
NO.81
NO.85
NO.89
NO.93
NO.97
NO.101
NO.105
NO.109NO.113
NO.117
NO.121
NO.125
NO.129NO.133
NO.137
NO.141
NO.145
NO.149NO.153
NO.157
NO.161
NO.165‐40,000:R2 出水時降雨:R3 出水時降雨50504040302010200400600

20108000400600800600

800

連続雨量（mm）

双六観測所

殿観測所

5050404030201000200

連続雨量（mm）

最大時間雨量（mm）

最大時間雨量（mm）

30000:H21～R1 出水時降雨
平湯観測所

中尾観測所

最大時間雨量（mm）

最大時間雨量（mm）

3.2 期間内の降雨状況と土砂流出の関係
上流域
計測期間中の降雨状況を把握するため，高原川流域内の 21 観測所を対象に直近 10 年間程度の雨量データを収集し，年最大連続雨量を示す
期間を出水時と仮定し，その期間中の連続雨量と最大時間雨量との関係を整理した（図 5）。土砂流出が多数発生した R2 出水時降雨をみると，土砂移動の激しい上流域では，最大時間雨量は例年と差が見られない一方で，連続雨量は例年より格段に大きいことが確認された。顕下流域
著な土砂変動がみられなかった高原川下流域における R2 出水時の連続雨量は，近年のなかでは高いものの，同程度の降雨も確認された。このことから R2 出水による被害は短期的な降雨によるものではなく，長期的な降雨に起因するものである可能性が示唆された。

3020100200400

連続雨量（mm）

6008000200400

連続雨量（mm）

図 5 年最大連続雨量と期間中の最大時間雨量の関係

4. おわりに

本検討では，複数時期の ALB 計測による河道地形の差分解析結果から，高原川流域においては，①河床勾配が相対的に急となる上流域では R2 出水時に顕著な土砂移動が発生し，各砂防施設では出水直後に土砂捕捉とその後の土砂調節（緩やかな流出）が確認されるとともに河床変動が著しいこと，②相対的に河床勾配が緩くなる下流域
では上流域と比較して河床変動の経年変化が少ないこと，③河床変動が少ない下流域においては、土砂移動の大きい期間はやや堆積傾向を示し，土砂変動の少ない期間はやや侵食傾向に変化していることが確認された。このような流域全体の土砂生産とその後の土砂動態について経年変化を定量的に把握していくためには，継続的な ALB 計測を実施していくことが有効である。

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