リバーフロント研究所報告 第 24 号 2013 年 9 月

木曽川水系における水循環構造に関する研究
Study on water cycle structure in the Kiso river system
水循環・まちづくりグループ 研

究 員 後藤勝洋

水循環・まちづくりグループ グループ長 柏木才助

水循環・まちづくりグループ 研

究 員 石徹白伸也

水循環・まちづくりグループ 研

究 員 山西聡

１．はじめに
近年の小雨化傾向や地球温暖化に伴う気候の激化等、３．期別の水循環構造の変化の検証
３−１ 集中豪雨時の流出特性

これまで前提と考えてきた気象、水理状況の変化によ

木曽川流域で発生した代表的な 4 洪水（昭和 51 年 9り、治水、水利用に新たな問題が顕在化しており、治月、平成 2 年 9 月、平成 14 年 7 月、平成 16 年 10 月）

水、利水、河川環境の保全のバランスの取れた適正なを対象とした再現解析を行い、集中豪雨（１時間雨量

水資源管理が求められている。そのためには、従来ので 70mm 以上、2 時間雨量で 100mm 以上を抽出）が発生

表流水を中心とした水資源管理から、地下水も含めたした観測所のある、流域面積 200km2 以下の中小河川（支水循環の一体的な管理を視野に入れた水管理の検討が川流域）の洪水ピーク比流量（計算結果）と短時間雨必要となる。

量（観測結果）の関係について、前期降雨の有無を踏

本研究は、木曽川水系における健全な水循環系の構まえ整理した（図−2：１時間雨量の整理結果を例示）。

築に向けた検討に資するため、過年度検討で構築した

これにより、前期降雨のあった状態で集中豪雨が生

水循環解析モデルにより、平水時・洪水時・渇水時のじた場合（図中、赤枠内）、比流量 8〜18m3/s/km2 程度

再現計算を行い、時期の違いによる表流水、地下水のの流出が想定される。これは、流量観測所のない中小水循環構造を検証するものである。

河川において、計算結果を活用して降雨状況から大体の洪水規模を予見できる可能性を示すものである。

２．水循環解析モデルの改良

20.00

過年度検討で構築した水循環解析モデル（詳細は、一山降雨（前期降雨有り）
二山降雨（ピーク1：前期降雨無し）「木曽川水系における水循環構造に関する研究、リバ

16.00

二山降雨（ピーク2：前期降雨有り）

ーフロント研究所報告 第 23 号、平成 24 年 9 月」を参14.00

照）の水理パラメータ（透水係数、有効間隙率、二相流パラメータ）の一部を調整することで、モデルの再現性を改善することができ、洪水期、渇水期のいずれに対しても同一のパラメータを適用することで良好な再現結果が得られた（図−1：洪水計算の検証結果を例

比流量(㎥/s/k㎡)

18.00

H14上大須(P2)H2多良

H14黒津(P2)12.00

S51上大須(P2)10.00
H14関ヶ原(P2)
H2中切

H14関ヶ原(P2)8.00

H14下山(P2)S51上大須(P1)
H14上大須(P1)

6.00
4.00

H14関ヶ原(P1)

H14黒津(P1)

2.00

H14下山(P1)
H14多良(P1)

0.00020示）。

406080100120

1時間雨量(mm)犬山

降水量（流域平均）

観測流量

図−2 短時間雨量（1 時間雨量）と比流量（計算計算流量

12500

010000207500405000

60

2500

80

降水量（mm/h）

流量（m3/s）結果）の関係３−２

渇水時の瀬切れの発生要因分析

木曽川流域で発生した代表的な 4 渇水（昭和 62 年、平成 6 年、平成 7 年、平成 17 年）を対象とした再現解析を行い、渇水時に減水区間（瀬切れ）の発生が問題視されている揖斐川水系根尾川及び木曽川南派川の河川流量と河床伏没・湧出量の関係から、瀬切れの発生0要因を分析した。

100
10/24 0:00
10/23 18:00
10/23 12:00
10/23 6:00
10/23 0:00
10/22 18:0010/22 12:00
10/22 6:00
10/22 0:00
10/21 18:00
10/21 12:00
10/21 6:00
10/21 0:00
10/20 18:00
10/20 12:00
10/20 6:00
10/20 0:00
10/19 18:00
10/19 12:00
10/19 6:00
10/19 0:00
10/18 18:00
10/18 12:00
10/18 6:00
10/18 0:00

根尾川の河川流量分布（図−3：既往最大渇水である

図−1 河川流量の再現結果（H16.10 洪水、犬山）−55−

平成 6 年 8 月 8 日の計算結果を例示）を見ると、合流

持続可能で活力のある流域社会の形成に向けた研究報告

点より 5ｋの付近で流量 0.01m3/s 以下となる箇所が生３−３

期別の水循環構造の変化じている。また、河床伏没量分布を見ると、6ｋ〜11

平水時・洪水時・渇水時の水循環解析結果に基づき、ｋ区間の伏没が顕著であり、12k の山口地点の流量と 6時期の違いによる表流水、地下水の水循環構造の変化

ｋ〜11ｋ区間の河床伏没量の積分値は同程度であった。

について、流域〜河川の空間スケール、融雪出水期（3よって、根尾川における瀬切れの要因は、低水時に卓〜4 月）〜取水ピーク期（5〜6 月）〜出水期（7〜10越する河床への伏没が流量の低減を更に助長すること月）〜非出水期（11〜2 月）の時間スケールの観点かによると考えられる。

ら検証を行った。以下に、主な検証結果を示す。

一方、木曽川南派川は（図−4：平成 6 年 8 月 17 日

・濃尾平野の水収支は、非洪水期に、山間部で一旦地の計算結果を例示）、合流点より 1ｋ〜3ｋ区間で流量下水として貯留されていた部分の流出割合が増える

30.5m /s 以下の連続した減水区域が生じており、全川傾向があり、融雪出水期に、降雨量に対する直接流を通じて河床で伏没が生じているものの、流量に対し出の流出比率が大きくなる傾向がある。平水年と渇て水枯れを及ぼすほどではない。よって、木曽川南派水年で、各諸量の収支割合は概ね同じである。

川の減水発生の主たる要因は、分派点の河道形状の変・濃尾平野の流線は、期別の全体的な流動パターンに化から渇水時の流量低減により木曽川南派川への分派流量が大きく減少することによると考えられる。

大きな違いは見られない。
・濃尾平野の伏没・湧出分布は、期別の全体的な伏没・湧出パターンに大きな違いは見られない。扇状地部は、低平地部に比べて地下水の湧出・伏没量が大き伏没量

流量

く、低平地部では、河道沿いを中心に湧出量が大きい傾向がある。
・木曽三川のそれぞれで、伏没・湧出量の縦断的な大小関係に期別の違いはほとんど見られない。
・河川流量と湧出・伏没量の関係として、流量の低減期に特に流量が著しく低減すると、河床からの水の出入りが伏没の方向へ変化する傾向がある（図−5：万石地点における計算結果を例示）。

3流量 (m /s)
根尾川

10.0

揖斐川

木曽川
南派川

河床伏没・湧出量(m3/s)量の分布（渇水ピーク：平成 6 年 8 月 8 日）

伏没 ※万石〜上野区間の積算値
湧出

図−3 根尾川における各計算格子の流量と河床伏没流量S60(流量低減時期)
H6(流量低減時期)
H7(流量低減時期)
H17(流量低減時期)
H18(流量低減時期)

8.0
6.0
4.0
2.0

平均値：-0.1ｍ3/s

0.0‐2.0‐4.0‐6.0‐8.0

渇水流量 20ｍ3/s

‐10.0
110

流量 (m3/s)

100

河川流量(m3/s)

図−5 河川流量と河床湧出・伏没量の応答関係（揖斐川−万石地点：流量低減期）

４．おわりに伏没量

本報告は、「平成 24 年度 木曽川水系水循環解析検討業務、国土交通省 中部地方整備局 木曽川上流河川事務所発注」の成果よりとりまとめたものである。
今後は、人為的な水利用に伴う河川流量や地下水位の変化による水循環や周辺環境への影響に着目した検図−4 木曽川南派川における各計算格子の流量と河証を行い、健全な水循環系のあるべき姿を検討してい床伏没量の分布（渇水ピーク：平成 6 年 8 月 17 日）

く上での基礎資料となるものである。

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