細流土砂が河川環境に与える影響に着目した水系環境の評価と対応に関する研究
Research on evaluation and the correspondence of the water environment in consideration of the finesediment influence on river environment（研究期間 平成 21～22 年度）

環境研究部
河川環境研究室
River Environment Division
Environment Department

室長
Head
主任研究官
Senior Researcher
研究官
Researcher
研究官
Researcher

天野 邦彦
Kunihiko AMANO
原野 崇
Takashi HARANO遠藤 希実
Maremi ENDO
伊藤 嘉奈子Kanako ITO

In this research, for evaluation of the impact of dams on the environments of the rivers downstream from thedams, We have conducted field survey to investigate the change in river bed and invertebrate features which may
be found between upstream and downstream of 79 dams. From these results, Riverbed material seems coarser
at any immediately downstream sites due to the trap of sediment behind dams; however show the difference ofthe recovery trend from armoring phenomenon by basin characteristics. So then we apply the statistical analysis
to evaluation of the recovery speed and classify 18 dams under four groups.の区間）に区分し、ダム管理者が 2009 年度に実施し［研究目的及び経緯］
ダムが下流の河川環境に与える影響は、ダム建設にた現地調査成果を GIS にてとりまとめ、以下のデータ

よる周辺地形の直接的改変だけではなく、貯水池創出分析を行った。

による水質や水温の変化、洪水調節等による流況の変(1)ダム上下流に作用する摩擦速度の縦断変化
27 ダムを対象に等流計算を行い、平均年最大流量時化、また土砂扞止による河床材料の変化など多岐に亘る。そのため、環境影響の発現はそれらの要因が複合にダム上下流河道に作用する摩擦速度的に作用するとともに、ダム建設前の河川環境に関すによる移動限界粒径る統一的な調査資料が少ないこともあり、影響因子の移動傾向を把握した。なお、平均年最大流量の算定に抽出が困難であった。そこで本研究では国土交通省に用いた統計期間は 1999～2008 年であり、ダム地点にて管理する 79 ダムにて実施した現地調査成果〈地形おける比流量を求めた。各調査地点の流量は GIS にて測量、河床材料調査（主に面格子法による）、底生動物算出したダム集水面積に対する各調査地点の流域面積調査等〉を基に、ダム上下流における物理・生物生息比を乗じて与えた。

環境の現状把握を行うとともに、縦断的な河床材料及(2)河床材料の縦断変化と粗粒化状態の評価

び底生動物の変化特性について解析し、その評価方法の提案を行うことを目的とした。

及び岩垣式を縦断的に算出し、河床材料の18 ダムを対象に河床材料の縦断変化を整理するとともに砂礫の粒径区分毎の個数百分率を指標とした統計解析による粗粒化状態の評価を試みた。統計解析を［研究内容］行うにあたり、ダム上下流データの正規性を検定した

ダム上下流の縦断的な河川環境の変化を把握するたところ、各ダムの粒径、区間によって有意差にばらつめ、ダム周辺環境をダム上流区間（貯水池上流端からきが認 めら れ、正 規性 が担保 でき なかっ たた め、上流部の概ね 5km）、ダム直下区間（ダム堤体から下Mann・Whitney の U 検定(U-test)にて行うこととした。

流部の概ね 5km）、ダム下流区間（ダム直下区間下流

なお、U-test はダム上流区間のデータを母集団としてで流域面積がダム集水面積の概ね 2 倍となる地点まで取扱い、ダム下流（直下及び下流区間）は河床材料の－ 83 －空間的な不均一性を考慮し、検定対象となる調査地点

ム下流にてすぐに本川と合流し、小粒径の個数百分率から下流 3 地点までのデータを 1 つの母集団とした。

が回復するダムの 4 つに区分された。
粗粒化状態からの回復が早い②グループに共通する(3)ダム上流及びダム直下区間での底生動物の変化
17 ダムを対象にダム上流及び直下区間における特徴として、ダム上流区間の河床材料に砂の個数百分

EPT 指数と多様度指数を算出し、Wilcoxon 検定を行っ率が多いことが挙げられた。このようなダムでは残流た。また、シマトビケラ科、マダラカゲロウ科等の出域からも砂礫の供給が多いために河床の粗粒化が短い

現状況と河床材料の粒径について整理した。

距離で緩和されていることが示唆された。また、粗粒化状態からの回復が遅い③グループは支川等残流域か［研究結果］

ら供給される砂礫が少ない、またはダム下流河道に作(1)ダム上下流における平均粒径と移動限界粒径

用する摩擦速度が大きく、砂礫等の小粒径が河道内に貯留されないことが考えられた。

図-1 はダム上流区間及び下流における平均粒径の平均値と平均年最大流量時の摩擦速度

表-1の平均値U*を整理したものであり、図中の矢印はダム上流区グループ間から下流のプロットへの向きを示している。また、
図中の曲線は移動限界粒径②回復が早いダム≧49mm）となっており、中礫以下の粒③回復が遅いダム径は恒常的に移動していると考えられた。また、D は概ね年当たり比堆有意差が無く評価粒径
砂量なる流域面(mm)(m3/km2/年)
積比
豊平峡、美利河、四十四田、湯田、鳴子、二瀬、蓮、新豊根、野村、竜門

ダム名

供用年

御所
石手川

1981
1973

284350

2
2

1.01
1.06

大渡
忠別

1987
2006

273544281.40
1.45<

大雪
十勝九頭竜

1978
1984
1968

172283533

4432

1.98<
1.482.96

釜房1970500

22.03①有意差が無いダムである。

ダム上下流河道に作用する平均的な摩擦速度はU *≧20cm/s（

粗粒化状態の統計解析結果よりも小さいことから、ダム上下流において何④本川に合流するダムらかの形で河床への土砂供給が存在しており、出水後前述(1)及び(2)の結果からダム上下流における土砂の河床に移動限界粒径より細かい粒径の河床材料が堆の移動性は上下流区間ともに高く、小粒径の土砂供給積していることが示唆された。

量により粗粒化状態の回復傾向が異なることが示唆された。また、洪水調節効果が大きいダムの下流河道ではピーク流量の低減に伴い掃流力が減少し、土砂の移動性が低下するため、粗粒化状態からの回復が早まると想定したが、18 ダムの結果からは関連性がみられず、洪水履歴や残流域の土砂供給量、河道特性などの詳細検討が必要であると考えられた。
(3)ダム上流及び直下区間における底生動物の変化
多様度指数、EPT 指数について Wilcoxon 検定を行ったところ、EPT 指数がダム上流で有意に大きく(1％有意)、これは下流におけるカワゲラ目種数の減少に起因していた。また、河床材料の粒径と底生動物出現種に大まかな関連性が見受けられ、底生動物の棲み分け

図-1を利用したダム下流河川環境に関する影響評価の可能

ダム上下流の平均粒径D と摩擦速度U*性が示唆された。

（2）河床材料の粗粒化状態の評価
各粒径における個数百分率の縦断変化を整理したと
ころ、ダム上流区間に比べて下流において砂礫が減少［成果の発表］土木学会等にて発表する予定である。

する傾向が確認された。そこで各ダムの上流区間に全体的に存在する小粒径を指標として U-test を行い、ダム上流区間との有意差が無くなる調査地点の流域面積［成果の活用］
河床材料の小粒径に着目した粗粒化状態の統計解析

比（調査地点の流域面積/ダム流域面積）を求めることは、各ダムの河床材料特性に応じた評価が可能である。

でダムによる土砂扞止の影響を分類した。
U-test の結果、小粒径を指標としたダムの影響は①

また、小粒径の存在は、底生動物の生物生息環境に与有意差の無いダム、②僅かな流域面積比の増加で小粒える影響も大きく、ダム下流の河川環境を評価するう径の個数百分率が回復するダム、③流域面積比が増加えで有用であると考えられる。今後は本研究成果をふしても小粒径の個数百分率が回復しにくいダム、④ダまえ、全国ダムの環境影響について解析を進めていく。

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