土木学会論文集, Vol. 80, No. 16, 23-16059, 2024.

多摩川中流部における船底形河道の形成と植生生育
場・魚類避難場に関する研究
後藤 勝洋 1・瀬尾
1 正会員

敬介 2・後藤岳久 3・福岡捷二 4

中央大学研究開発機構（〒112-8551 東京都文京区春日 1-13-27）
E-mail: gotou-k@tamacc.chuo-u.ac.jp (Corresponding Author)

2 非会員 国土交通省 関東地方整備局 京浜河川事務所（〒230-0051 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央 2-18-1）
3 正会員

中央大学研究開発機構（〒112-8551 東京都文京区春日 1-13-27）
E-mail: goto510.21p@g.chuo-u.ac.jp

4 フェロー

中央大学研究開発機構（〒112-8551 東京都文京区春日 1-13-27）
E-mail: sfuku@tamacc.chuo-u.ac.jp

多摩川中流部河道は，経年的な河川改修により低水路河床高が維持され洪水流量に応じて低水路幅が拡大することで，自然河川に見られる動的に安定な河道形状である船底形河道へ変化している．本稿では，
多摩川中流部に形成された船底形河道について，洪水流・河床変動解析結果を用いた水理的・環境的評価を行った．船底形河道では，砂州の比高差に応じて適度な洪水攪乱が生じることで，草本植物の生育場が保たれ，樹木管理のし易い河道となっている．また，船底形河道では，流量の増加に応じて水面幅が広がるため，底面流速の増加が緩やかであり，洪水時の魚類の避難場所となり得る低流速域が連続的に形成され易い．このように船底形河道は多様な生物のハビタットの保全に寄与し，その河道検討にあたり高精度の解析結果は重要な情報を与える．

Key Words: ship-bottom-shaped channel, stabilization of river channel, river vegetation, refuge for fish,
quasi-3D flow and bed variation analysis
3

45.0k

1. 研究の背景と目的

44.0k

八
高
線

つ河川環境にも配慮した維持管理のし易い河道形状の検

43.0k

42.0k

多
摩
大
橋

JR

洪水流を河道で安全に流し，河道の安定性を高め，か

日
野
用
水
堰

JR

1974 年 9 月洪水(3,486m /s)

中
央
線

41.0k

40.0k

日
野
橋

(a) 1974 年 12 月(1974 年 9 月洪水後)
3

1982 年 8 月洪水(3,345m /s)

討は，河川管理上最も本質的な課題である 1)．これまで

44.0kの安定な河道形状に関する研究例えば 2), 3)では，断面形状や

43.0k

42.0k
41.0k

45.0k

40.0k

流砂量が縦断的に変化しない理想的な直線河道に対して，河床・河岸を静的平衡状態，あるいは，動的平衡状態と(b) 1999 年 33 月(1999 年 8 月洪水前)

して仮定した安定河道の理論式を提示しているが，それ3

1999 年 8 月洪水(2,353m /s) 2001 年 9 月洪水(2,165m /s)
3
3
2007 年 9 月洪水(3,440m /s) 2019 年 10 月洪水(約 5,100m /s)

らを土砂移動が著しく非平衡流砂運動を伴う実河川に適用するには課題が多い．さらに，現在の河川管理の基本

45.0k

は治水と河川環境の調和に基づくものであり，河道の安

44.0k

43.0k

2014～2016 年
河床埋戻し
帯工設置・河道掘削

定性を含む治水と河川環境の両面に望ましい河道形状に

42.0k

41.0k

40.0k

2015 年
帯工設置(c) 2019 年 11 月(2019 年 10 月洪水後)
図-1 多摩川中流部(45.2～39.8km 区間)の河道の経年変化

ついて明らかにすることが求められている．
それに対して，福岡 4)は，実河川の河道形成流量と安定河道形状の力学関係に着目した新たなアプローチとし(福岡の式)を導いた．そして，自然河川の河道形状に見て，国内外の沖積地河川のデータを用い，次元解析手法

られる低水路と砂州を含む高水敷が緩やかに連続したに基づき，河道の無次元流量と無次元断面諸量の関係式「船底形断面形」4)を基本に福岡の式を満足する断面形

1

1999

八
高
線

2019,
2019

2017,
2018

2008
帯
工

多
摩
大
橋

帯
工
群

2019 年洪水

構造物高堰・護床工敷高

2020

2018

JR

標高(A.P.m)

1974

日
野
用
水
堰

JR

84
82
80
78
76
74
72
70
68
66
64
62
60
58
56

土木学会論文集, Vol. 80, No. 16, 23-16059, 2024.

1999 年洪水2001 年洪水2007 年洪水1974 年洪水1982 年洪水

中
央
線

日
野
橋

四
谷
本
宿
堰

堰・護床工敷高をつないだ河床高
45

44.5

44

43.5

43

42.5

42
41.5
縦断距離(km)

41

40.5

40

39.5

39

38.5

2017,
2018
2018

2019,
2019
2020

38

河道全幅(2019)

多
摩
大
橋

八
高
線

44.6

44.2

43.8

1979

1999

43.4

2008
日
野
橋

中
央
線

四
谷
本
宿
堰

1999 年以降，高水敷化した砂州河岸の洗掘が顕著

河川改修(2014-2016 年)区間
45

JR

600
550
500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0

JR

横断幅(m)

図-2 低水路平均河床高縦断分布の経年変化

43

42.6

42.2

41.8

41.4

41

40.6

40.2

39.8

39.4

39

38.6

38.2

縦断距離(km)
図-3 低水路幅の経年変化

が，治水と河川環境の調和した望ましい河道形状である

生物調査も困難であり，洪水中の流況やそれに対する魚として，河道設計の新しい考え方を示している．以降，類等の挙動が十分に把握されていないためと考えられる．

各地で船底形河道に基づく河道設計の実践的な検討が進

これに対して 2000 年頃から，魚類に発信機を付けたテ

例えば 5), 6)

められている．

レメトリー調査が実用化され，実河川での洪水時の魚類

多摩川中流部(図-1)は，高度経済成長期の大量の砂利の挙動がある程度明らかとなってきた例えば 10)．観測・解採取や固定堰の建設によって土砂移動量が減少したこと析技術の発展とともに，洪水時の流況が高精度に解析でで低水路の河床低下が進行し，河道の二極化に伴い砂州きるようになり，それらの解析結果に基づく詳細な流れ

河道の特徴は失われた．これに対して，低水路河床の安場の情報が得られることによって，洪水時の河道と生物定化を図るため，横断構造物の計画的な設置・改築，砂のハビタットの関係の評価が可能になりつつある．
本稿では先ず，既報 7),8)で示した，多摩川中流部(図-1)

礫による河床の埋戻し，高水敷化した砂州の掘削等によ6)る船底形河道への改修が行われた ．著者ら

7),8)

は，多摩

川中流部における洪水や河川改修に対する河道の長期的における低水路河床高の安定化と船底形河道の形成の機構について説明する．その上で，2019 年 10 月洪水を対変化から，低水路河床高の維持と洪水流量に応じた低水象とした準三次元洪水流・河床変動解析結果 8)を用いて，路幅の拡大，それに伴う船底形河道化による河道の安定「多摩大橋周辺」(44.8～43.4km)及び「JR 中央線上下流

機構を明らかにしている．一方で，船底形河道は，環境区間」(42.2～40.2km)に形成された船底形河道が多様な植面でも望ましく，生物の生育・生息・繁殖場(ハビタッ

生の生育場と洪水時の魚類の避難場所の形成に寄与する

ト)の形成と密接に関係すると考えられるが，その実証ことを明らかにする．

的な研究は行われていない．
河道における生物のハビタットなどの河川環境の評価

2. 多摩川中流部の低水路河床高の安定化と船底形河道の形成については，国内外で様々な手法が提案され，河川環境整備の評価や目標設定など，河川管理にも実用されつつある例えば 9)．しかし，これらの評価手法は，主に平水時の流況やある時期の植生・物理環境場の評価に留まって

図-2 は対象区間の低水路平均河床高縦断分布の経年変

いる．河道をハビタットとする生物にとっては洪水の影化，図-3は低水路幅の経年変化，図-4は横断形状(43.8km,

響は大きいと考えられるが，洪水時の流況や河道の変化

40.4km)の経年変化を示す．多摩川中流部では，1950～

に対するハビタットへの影響の評価やそれらに配慮した

1960 年代の大量の砂利採取や固定堰の建設により，図-2，

川づくりの検討はほとんど行われていない．その最大の図-3，図-4 に示すとおり，低水路の河床低下が進行し，要因は，洪水時の観測データが限られており，洪水時の砂州が高水敷化したことで低水路幅が狭まり，特徴的な

2

1974

1999

2019 年洪水

2018

2019

高水敷化した砂州河岸

標高(A.P.m)

改修後の河岸低水路平均河床との比高差
3.0m(1999 年)

河道掘削(2015 年)

0

50

100

150

200 250 300
横断距離(m)

350

400

無次元水深

無次元河幅

(a) 43.8km (多摩大橋上流)
1.0E+05
1.0E+0440.4km(2019年洪水前)

1.0E+02

450

500

1974

1999

2017

高水敷化した砂州河岸

2020
2019 年洪水後の河岸

低水路平均河床との比
高差 2.0m(2020 年)

050

図-4 横断形状の経年変化

40.4km(2019年洪水後)

100

150

200
250
横断距離(m)

300

350

400

450

(b) 40.4km(JR 中央線下流)

多年生草本群落(オギ原)・木本群落

上限式
平均式
下限式

無次元河幅

1.0E+03

比高差2.0m(2019 年)

73
72
71
70
69
68
67
66
65
64
63

標高(A.P.m)

85
84
83
82
81
80
79
78
77
76
75

土木学会論文集, Vol. 80, No. 16, 23-16059, 2024.

1999 年洪水2001 年洪水2007 年洪水1974 年洪水1982 年洪水

多摩大橋

2,000m3/s

上限式
平均式

無次元水深

1.0E+01
1.0E+07

自然裸地・一年生草本群落

𝑄

無次元流量

𝑔𝐼𝑑

1.0E+082017 年撮影

図-5 福岡の式による 2019 年 10 月洪水前後河道の無次元流量と無次元河幅，無次元水深の関係(40.4km 断面)

図-6 多摩大橋周辺の船底形河道(43.6km 付近)

砂州河道は失われた(図-1(b))．しかし近年，当該区間の水路と高水敷(砂州)が滑らかに連続するような断面形が低水路河床高は，橋脚の護床工や床止め工に改築した堰， 生じたものと考察し，船底形河道は河道幅が堤防に規定帯工群などの横断構造物の敷高(図-2 の黒い点線)に規定されている中で，洪水流量に応じて低水路幅を変化させされほぼ維持されるようになった．これにより，1999年て洪水流を安全に流下させることができる動的に安定し以降の大規模洪水に伴う河道の変化が低水路幅の変化

た河道形状であることを示している．

(図-3)に顕われるようになり，高水敷化した砂州河岸の洗掘が促され，低水路幅の拡大とともに砂州河道が回復

3. 準三次元洪水流・河床変動解析による船底形
河道と生物のハビタットの形成の関係しつつある(図-1(c))．計画洪水規模であった 2019 年 10 月
洪水では，JR 中央線上下流区間で顕著な砂州河岸の洗掘が生じ，図-3，図-4(b)より，河道が二極化する前の1960年代の低水路幅に近付くように変化した結果，河道多摩大橋周辺の船底形河道は，図-6 の現地写真に示す

断面形が低水路河床と高水敷(砂州)が緩やかに連続する

ように，低水路河床と連続した砂州上で一年生草本群落，

船底形河道に変化している．
図-5 は，2019 年 10 月洪水前後の河道における 40.4km

多年生草本群落(オギ原)，樹木群落の棲み分けがなされており，多摩大橋の下流砂州を中心に多摩川の代表的な植生であるオギ原が 2019 年 10 月洪水後も維持されてい断面に対して，各流量時の解析結果から求めた福岡の式
4)による無次元流量と無次元河幅・水深の関係を示す．
図-5 より，2019 年 10 月洪水前の二極化していた複断面る．また，低水路幅を拡幅し河床を礫で埋め戻したこと
で 1960 年代の砂州河道が回復しつつあり，平水時には

河道(青線)では，2,000m3/s に相当する無次元流量を超えると，高水敷 (砂州)が冠水し始めるため，無次元河幅が澪筋が緩やかに蛇行し早瀬やワンドが形成される多様な

急増し，上限式付近にプロットされていた．これが船底水域のハビタットが見られる．本章では，広い範囲の洪水流量に対する流況の分析が可能な 2019 年 10 月洪水を形河道(ピンク線)になると，上限式と下限式の間の安定

対象に，既報 8)で実施した詳細な河道地形を考慮した準な低水路幅の領域に収まり，無次元流量の増加に応じて三次元洪水流・河床変動解析結果を用いて，船底形河道

無次元河幅，無次元水深ともに福岡の式にほぼ平行してが多様な植生の生育場と洪水時の魚類の避難場所の形成

連続的に変化するようになり，流量の変化に対応して安に寄与することを明らかにする．

定河道の関係を満足している．
著者ら 8)は，複断面河道から船底形河道への変化につ(1) 解析方法

いて，洪水エネルギーが河道全体で適切に分担されるよ洪水流解析法については，水深積分の枠組みで非静水

うに河床の不連続部(高低差)が洗掘され，その結果，低圧分布の三次元流れを再現できる竹村ら 11)による準三次

3土木学会論文集, Vol. 80, No. 16, 23-16059, 2024.
10/12 14:00解析水位

10/12 15:00解析水位

10/12 22:00解析水位

平均河床高(洪水前・観測)

平均河床高(洪水後・解析)

平均河床高(洪水後・観測)

観測水位
10/12 14:00
10/12
14:00

観測水位
10/1210/12
15:0015:00

10/12
10/1222:00
22:00観測水位

痕跡水位
( (左岸
) )

痕跡水位
(
)(右岸)

HWL

88

JR

82

中
央
線

78

JR

標高(A.P.m)

80
76

八
高
線

72

多
摩
大
橋

70

43.8km

83
日
野橋

水位(A.P.m)

84

74

HWL

43.8km86

観測水位(43.8km)
解析水位(43.8km)

82
81
80
79

68

78

66

9:00 12:0015:0018:0021:00 0:00 3:00 6:00

64
45 44.8 44.6 44.4 44.2 44 43.8 43.6 43.4 43.2 43 42.8 42.6 42.4 42.2 42 41.8 41.6 41.4 41.2 41 40.8 40.6 40.4 40.2 40 39.8
縦断距離(km)

10/12 時刻 10/13(b) 43.8km 地点(a) 水面形縦断分布
図-7 2019 年 10 月洪水の観測水位と解析水位の比較
44km 43.8km

元洪水流解析法(Q3D-FEBS 法)を用い，河床変動解析法

43km

42km

40.4km

41km

40km

12)

は，長谷部ら による非平衡流砂運動を考慮した掃流砂
JR(a) 1999 年
広大なオギ原

川横断構造物の設計図面を用いて，1～5m 程度の空間解 線
像度で河道地形を詳細に再現した．また，河床材料の粒

JR

多
摩
大
43.8km橋と浮遊砂の一体解析法を用いた．解析格子は，2019年10月洪水前に実施された ALB 測量及び横断測量結果，河 八高日野
40.4km 橋

中央線

船底形河道に改修

度分布は，低水路には対象区間の平均的な粒度分布を初 (2014～2016 年)
自然裸地期値として与えた．砂州・高水敷には，経年的に堆積し低木群落た細粒土層を考慮するため，砂州河岸部で実施された調査結果を踏まえ，低水路の粒度分布の 1mm 以下の割合(b) 2020 年
一年生草本群落
多年生草本群落
高木群落
ハリエンジュ群落
人工地

図-8 植生の経年変化

4000

冠水流量

冠水流量

を 2 倍にした粒度分布を設定した 8)．
本解析法を 2019 年 10 月洪水に適用した結果，実測の洪水水面形の時間変化(図-7)，流量ハイドログラフ，河床の洗掘・堆積傾向を十分説明できることを確認した 8)．

3流量(m流量/s)(洪水の発生確率)(1/30年)

3500(1/20年)

3000(1/12年)

2500(1/8年)

2000

樹木群落(1/3年)

1000(1/2年)
500(1/1年)(2) 船底形河道における多様な植生の生育場の形成
多摩川中流部の JR 八高線～日野橋区間を対象に，船【植生の生育範囲(比高差)】(1/5年)

1500

多年生草本群落(オギ群落)
一年生草本群落

00

底形河道と植生の生育場の関係について分析を行った．

0.5

1

1.5

2
2.5
比高差(m)

33.5

4

図-9 砂州の比高差と冠水流量，植生の生育範囲の関係

図-8 は当該区間における植生の経年変化を示す．この植

高差2.0m程度以下の砂州では，図-9より，流量 2,000m3/s

生図は，植生区分を一年生草本，多年生草本，低木，高程度(発生確率1/5年)の洪水で砂州が冠水し撹乱が生じる

木群落で分類し，樹林化の主要因となっているハリエン

ことから，樹木群落の拡大が抑制され，一年生・多年生

ジュ群落を赤の網掛けで表示している．図-9 は，解析結草本群落の生育場が消長しながらも保たれている．2020

果より低水路平均河床高と砂州の比高差の範囲毎に求め

年植生図(図-8(b))より，多摩大橋周辺及びその下流ではた平均的な冠水流量とその流量に対応した洪水の発生頻

砂州の比高差に応じて，自然裸地，一年生草本群落，多度(日野橋観測所の観測流量(1974～2019 年)より算定)，2020年植生図と 2019年 10月洪水後の測量データ(JR八高

年生草本群落(オギ原)に遷移するエコトーンが形成されており，樹木の生育範囲も河床高の高い高水敷上にほぼ線～JR 中央線区間)から求めた各植生区分の生育箇所の限定されている．
2019 年 10 月洪水によって船底形河道に変化した

比高差の範囲の関係を示す．
多摩大橋周辺は，河道の二極化が顕著であった 1999

40.4km 付近(図-4(b)の赤線)では，比高差 2.0m 以下の連続

年河道(図-4(a)の青線)における高水敷化した砂州の比高差が 3.0m 以上に達しており，砂州全体が樹林化していした砂州河床が形成され，2019 年 10 月洪水後(図-8(b) )は一年生草本群落に遷移している．今後，元々の植生であた(図-8(a))．図-9 より，当該区間では砂州の比高差が3.0m を超えると，流量 3,000m3/s 程度(発生確率 1/12 年)以ったオギ原に遷移することが期待される．
以上のことから，多摩川中流部に形成された船底形河
道は，低水路河床との比高差が 2.0m 程度以下の連続し上の洪水でないと砂州河床がほとんど冠水せず植生が撹
乱を受けないため，砂州が経年的に樹林化し易い状態であった．それが 2019 年河道(図-4(a)の赤線)では，船底形た砂州河床が維持されているため，洪水による撹乱に応じた多様な草本群落の生育場が保全され，樹木の生育範

河道に改修され，切下げられた砂州の比高差は 2.0m 程
度以下で 2019 年 10 月洪水後も概ね維持されている．比

囲が高水敷上にほぼ限定された樹木管理のしやすい河道4土木学会論文集, Vol. 80, No. 16, 23-16059, 2024.
アユの遊泳可能流速であることを示唆している．なお，本分析結果は，船底形河道への改修以降，2019 年 10 月洪水後までの限られ船底形河道に改修された区間流速(m/s)43.4km

たデータに基づくものであるため，今後の中小規模洪水
を含む洪水に対する砂州・植生の応答を継続的にモニタ八高線(3) 船底形河道による洪水時の魚類の避難場所となり得

せせらぎ水路

JR

多
摩
大
橋

JR

リングし，データを蓄積・評価していく必要がある．

谷地川(a) 1,000m3/s 時

中央線

43.4kmる低流速域の形成
次に，洪水流・河床変動解析結果を用いて，船底形河道と洪水時の魚類の避難場所となり得る低流速域の形成の関係について分析を行う．既往の調査研究例えば 10)より，(b) 2,000m3/s 時

洪水時に魚類が河岸や底面付近の流速の低い領域に退避

43.4km

し，遊泳速度を超える高流速に反応して避難行動をとっていることが明らかとなっている．それらの知見を踏まえ本稿では，準三次元洪水流解析から求まる「底面流速」を指標として，底面流速が魚類の遊泳速度を下回る領域(c) 4,500m3/s 時
図-10 解析結果による底面流速分布の時間変化（JR 八高線～JR 中
央線区間）

する．対象魚種は，当該区間周辺の河川水辺の国勢調査において確認個体数の多い「アユ」を代表魚種として選1000m3/s

定した．アユの遊泳速度は，魚道の設計に用いられてい横断面(洪水前・実測)

4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0

結果によるアユの平均体長に対する遊泳速度を算定し，これを遊泳可能流速の上限値の目安(1.5m/s 程度)とした．
図-10 は JR 八高線～JR 中央線区間における底面流速3000m3/s分布の解析結果，図-11 は船底形河道に改修された
43.4km 断面，2019 年 10 月洪水で二極化していた河道が

0

50

100

船底形河道に変化した 40.4km 断面(2019 年 10 月洪水前後

4000m3/s

横断面(洪水ピーク時・解析)

流速(m/s)る体長と遊泳速度(突進速度)の関係 13)を適用して，調査

2000m3/s

150
200
250
横断距離(m)

300

83
82
81
80
79
78
底面流速 1.5m3/s
77
76
75
74
350
400

標高(A.P.m)

を洪水時の避難空間となり得る「低流速域」として評価(a) 43.4km(船底形河道)河道)における各流量時の横断面内の底面流速分布の解

73
72
71
70
69
68
67
66
65
64

3

流速(m/s)析結果を示す．平均年最大流量に相当する流量 1,000m /s

標高(A.P.m)

4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0

時 (図-10(a))には，船底形河道に改修された多摩大橋周辺の右岸砂州や JR 中央線上流の右岸砂州上の 1960 年代の複列砂州(図-1(a))の旧流路跡に広大な低流速域が形成されている．図-11(a)に示す 1,000m3/s 時(青線)の流速分

0布より，船底形河道の 43.4km 断面では，低水路河床と

50

100

150

200
250
横断距離(m)

300

350

400

(b) 40.4km(二極化した河道)

右岸砂州が横断的に緩やかに連続しているため，底面流速 1.5m/s 以下の低流速域も連続的に形成されている．一流速(m/s)方，河道が二極化していた 40.4km 断面(図-11(b))では，

73
72
71
70
69
68
67
66
65
64

標高(A.P.m)

4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0

低水路幅が狭く洪水流が集中するため，流速の増加が速く，1,000m3/s 時には低流速域は高水敷化した砂州河岸付
近の限定的な範囲となっている．
さらに流量が 2,000m3/s(図-10(b))に達すると，多摩大橋

0

周辺では高水敷が冠水し始める．この段階では，右岸砂

50

100

150

200
250
横断距離(m)

300

350

400

(c) 40.4km(2019 年 10 月洪水後の船底形河道)
図-11 解析結果による各流量時の底面流速の横断分布

州と高水敷上に整備された堤外水路(せせらぎ水路)の水面が横断的につながるとともに，せせらぎ水路と下流のンジ線)の流量の増加に応じて，水面幅が広がっていく

JR 中央線上流右岸砂州上の旧流路跡及び支川の谷地川が縦断的につながることで，縦横断断的に連続した低流ため，底面流速の増加が緩やかであり，低流速域が時空速域が形成されるようになる．図-11(a)より，船底形河間的に連続している．一方，河道が二極化していた
40.4km 断面(図-11(b))では，流量が 2,000m3/s(黄緑線)程度

道の 43.4km 断面では，1,000m3/s(青線)から 3,000m3/s(オレ5土木学会論文集, Vol. 80, No. 16, 23-16059, 2024.
オギが倒伏しない水深
水深(m)に達すると高水敷化した砂州が一気に冠水し始め，低流JR

速域が不連続となっている．その後，既往最大洪水規模に相当する流量 4,500m3/s (図-10(c))に達しても，高水敷上のせせらぎ水路周辺では低流速域が形成されている．
2019 年 10 月洪水前後に実施された魚類調査によると，

44km

せせらぎ水路で捕獲された魚類の個体数は洪水後に 2.5

多
摩
大
橋

中
央
線
43km

42km

オギ・ヨシ群落(2020 年植生図)

広大なオギ原図-12 解析結果による 3,000m3/s 時の水深分布(多摩大橋周辺)倍に増加していたことから，せせらぎ水路が洪水時の魚類の避難場所として機能していることを示唆している．

4. まとめ2019 年 10 月洪水によって船底形河道に変化した
40.4km 断面について，同洪水のハイドログラフを通水した場合の底面流速分布(図-11(c))を見ると，低水路の河積

多摩川中流部では，低水路河床高の縦断形が維持されが増大し水面幅が拡がったことで，澪筋への流れの集中るようになったことで，近年の大規模洪水によって高水が緩和された幅の広い流速分布を呈するようになってい敷化した砂州河岸の洗掘が促され，河道が二極化する前る．これにより，洪水前の二極化していた同断面(図-の 1960 年代の低水路幅に戻りつつあり，それに伴い，

11(b))と比べて，流量の増加に対する底面流速の増加が河道形状が船底形河道に近付くように変化している．本

緩やかになっており，流量が 3,000m /s(オレンジ線)に達

稿では，詳細な河道地形を考慮した準三次元洪水流・河しても底面流速 1.5m/s 以下の低流速域が連続的に形成さ床変動解析結果を用いて，多摩川中流部の船底形河道とれる．当該断面では，局所的に砂州高が高くなっている

生物のハビタットの形成の関係について評価した．船底箇所(横断 320m 付近)があり，これが水面や低流速域の形河道では，砂州の比高差に応じて，植生の棲み分けが横断的な広がりを妨げている．しかし，黒の点線の洪水なされ，洪水による撹乱が適度な頻度で発生することで，ピーク時の横断形状が示すように，この砂州の高低差を樹木群落の拡大が抑制され，オギ原等の草本群落の生育解消するように河岸部の洗掘が生じ，より自然な河道形場が保たれている．また，船底形河道では，流量の増加

状に変化していく船底形河道の特徴が顕われている．

に応じて水面幅が広がることで，底面流速の増加が緩や3かであり，それにより低流速域が時空間的に連続して形成されるため，洪水時の魚類の避難場所・経路となる可(4) オギ原による洪水時の魚類の避難場所となり得る低能性がある．

流速域の形成さらに，多摩大橋周辺に生育する広大なオギ原(図-このように，高精度の準三次元洪水流・河床変動解析

8(b))に着目し，オギ原による低流速域の形成について考法による詳細な流れ場の情報は，生物のハビタットに関による現地調査・実験より，オギやする知見と組み合わせて分析することでより多角的な河ヨシなどの高茎草本類は，洪水流によって倒伏されてい川環境評価に活用できるとともに，船底形河道を基本形ない状態では，群落内部の底面付近で死水域や流速がとした治水と環境の調和した河道設計・管理に資する重0.2～0.4m/s 程度に収まる低流速域が形成されることが示

要な情報を与える．

察する．福岡ら

1), 14)されている．多摩川大橋周辺のオギ原について，洪水流によって倒伏する際の草丈水深比と水面勾配の関係 14)を

REFERENCES

適用すると，流量 2,000～4,500m3/s 時の水面勾配 1/270～

1)

1/260 程度(解析結果)に対して，オギが倒伏する草丈水深
比は 0.75 程度となる．オギの草丈を 2.0m 程度と仮定す

2)

ると，水深 1.5m 程度が当該区間のオギの倒伏の目安となる．図-12 に示すように，流量 3,000m3/s 時のオギ原周辺の水深は 1.0m 程度以下となっていることから，倒伏3)

していないオギ原が船底形河道と高水敷上の低流速域を接続する魚類の避難経路となる可能性を示唆している．
以上のことから，船底形河道は，流量の増加に応じて水面幅が広がることで，底面流速の増加が緩やかであり，それにより低流速域が時空間的に連続して形成されるこ

4)とに加え，比高差に応じて広範囲に生育するオギ原による低流速域が高水敷と接続することで，洪水時の魚類の避難場所・経路となる可能性があることを示した．

6

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5)

6)

7)

8)

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STUDY ON THE FORMATION OF SHIP-BOTTOMED RIVER CHANNEL,
VEGETATION AREA AND FISH REFUGE IN THE MIDDLE REACH OF TAMA RIVER
Katsuhiro GOTOH, Keisuke SEO, Takahisa GOTOH and Shoji FUKUOKA
In the middle reach of Tama River, the low channel bed height has been controlled by continuous river
improvements, and the river channel has been transformed into the ship-bottom-shaped channel as the low
channel width has been increased in response to flood flow. In this study, we evaluated the hydraulic andenvironmental characteristics of the ship-bottom-shaped channel by flood flow and river bed variation
analysis. In the ship-bottom-shaped channel, sandbar bed is moderately disturbed by floods according to
the height of sandbar, which dynamically maintains the habitat for herbaceous vegetation and facilitatestree management. In addition, the water surface width widens as the flow rate increases and the increase inbottom velocity becomes slow, resulting in creating continuous low velocity area that can provide refuge
for fish during flooding. Thus, the ship-bottom-shaped channel contributes to the conservation of diverse
habitats. And the results of this highly accurate analysis provide important information for design andmanagement of the channel in harmony with flood control and river environment.

7