T4-006
1 出水により満砂した不透過型砂防堰堤の堆砂土層の粒度組成
株式会社シン技術コンサル 〇宮崎知与・澤田雅代・片桐碧衣・紙本和尚
北海道帯広建設管理部
梅津亮平・甲斐郊丞
北海道大学大学院農学研究院（現：国立研究開発法人 土木研究所）
林真一郎
北海道大学大学院農学研究院（現：政策研究大学院大学）
小山内信智
1. はじめに平成 28 年（2016 年）
8 月 28 日～31 日の豪雨
により、北海道十勝地方では大規模な土砂災害が発生した。本発表
では、十勝清水町を流れるペケレベツ川にお現流路ける既設砂防堰堤の堆元流路
砂実態を把握するとと
図－1 ペケレベツ川 2 号砂防堰堤堆砂域における調査位置
もに、不透過型砂防堰5～10 cm の礫を含むことから、孔径 116 mm のボ堤の機能を確認することを目的とする。
なお、土砂災害については小山内ら（2017）、ペケーリング調査を行った。
レベツ川の土砂移動実態については宮崎ら（2018）4. 調査結果に詳しく述べられているので、そちらの文献を参照
4.1 土質区分別の粒度組成されたい。
1 出水で堆砂した堆積物のため明確な堆砂層理は
2. 土砂移動の概要
認められないが、ボーリングコアの観察により、土十勝川水系ペケレベツ川は、清水町の南部を流下層の硬さ、粒度組成や粘土分の多い、少ない、色調して佐幌川に合流する流域面積 46.6 km2、流路延長などをもとに、H28 堆砂土を 5 つの土層に区分した15.6 km の一級河川である。河床勾配は、1/66～1/2（図－3）。分類した土層別に粒度試験を行った結果と急勾配である。流域の主な地質は、先新第三系日を図－2 に示す。図中には、土層区分に対応する表高累層群の花崗岩及び花崗閃緑岩である。
層の河床材料調査結果を重ね合わせた。これによる流域内に 2 基の不透過型砂防堰堤とその下流にと、土層別の粒度試験結果と表層の河床材料調査結渓流保全工 2 km の砂防施設が配置されている。平果は、ほぼ、同様な粒度組成を示しており、φ116 mm
成 28 年出水により発生した土石流は、上流にある 1口径でのボーリング調査により、堆積土層中の粒度号砂防堰堤に到達し、衝撃により堰堤袖部が破損し分布調査の妥当性を示している。表層の河床材料調た。土石流は 1 号砂防堰堤下流で停止した後、掃流査結果と土層別の粒度試験結果の違いとして着目すの土砂移動となった。2 基の砂防堰堤は，出水前にべきは、0.075 mm 未満のシルト、粘土分の含有量で合計約 40 万 m3 の空き容量があったが，出水後にある。表層の河床材料のシルト、粘土分は、0.2～2.4％満砂した（小山内ら, 2017）。
であるのに対して、堆砂土層のシルト、粘土分は、0.3～15.3％と多い。通常、河床材料にシルト、粘土3. 調査方法
分は、ほとんど含まれないことは、洪水中に浮遊し上流の 1 号砂防堰堤の堆砂は、土石流の堆積でて堆積せず、より下流へ流出するためと考えられてあり、堆砂地表面には 1 m を超える巨礫が多数確おり、堆砂土層に多くのシルト、粘土分が含まれる認され、未満砂の堰堤が土石流を捕捉した状況が100
Br-No.2の第3層
Br-No.3の第3層通過質量百分率 （％）

確認できる。一方、下流の 2 号砂防堰堤の堆砂地の表層の粒径は、礫質から砂質へと流下方向に徐々に細かくなっていることが確認され（宮崎ら,2018）、不透過型砂防堰堤による粒径の分級作用が働いていることが示唆された。この分級作用の実態を把握するため、土質ボーリングによる堆砂土層の粒径調査を実施した。図－1 にボーリング調査位置を示すとともに、前年度（H29）に実施した堆砂地表層 0.2～0.5 m の深さの河床材料調査位置も示す。ボーリング調査は、通常、孔径 66 mm
によって行っているが、表層の河床材料の粒径に- 53 -80

Br-No.5の第2層SP2740の河床材

6040

2000.001 粘土分 0.01 シルト分 0.1

砂 分粒

1礫 分 10径 （mm）

図－2 礫質土層(Ag)の粒度組成

100

石 分 1000

ことは、流速の緩い状態での堆砂現象を示している。

4.3 粗粒・細粒別の堆砂量
4.2 土層縦・横断図
平成 28 年の土砂移動調査（宮崎ら, 2018）により、3調査の結果、Br-No.1, Br-No.3, Br-No.5, Br-No.6 に2 号砂防堰堤に約 51 万 m の土砂が堆積しているこより土層縦断図、Br-No.2, Br-No.3, Br-No.4 により土とが判明している。土層縦・横断図をもとに土層区層横断図を作成した（図－3）。
分別の堆砂量を算出すると、砂質土層 As1, As2, As3
土層縦断図に示される 2 mm 以上の礫分の分布は、 は、それぞれ、76,600 m3(15.0 %)、150,500 m3(29.6 %)、Br-No.3 の元河床上 3 m に認められ、Br-No.1 にほと129,500 m3(25.4 %)である。礫質土層 Ag は 64,000
んど存在しない。Br-No.5 から Br-No.6 へと上流へ向m3(12.6 %)、第 1 玉石層 Ab1 は 88,500 m3(17.4 %)でかうにつれて多くなる。また、Br-No.3 の礫質土層ある。さらに、2 mm 以上の粗粒及び 2 mm 未満の細Ag 層上面の高さは 276.82 m であり、水通し天端高粒別の土砂量を算出した結果、2 mm 以下の細粒分が274.5 m より 2.32 m 高い位置となっている。Br-No.1
約 40 万 m3 と 79%占めていると算出される。に礫分が少ない原因は、洪水時に水通し天端以上に5. まとめ洪水位が上昇し、流下方向に流速が減じたため礫の以上より、掃流区間における不透過型砂防堰堤のほとんどが沈降あるいは移動停止し、堆積したため堆砂域では、掃流運搬現象とは別に、沈降堆積現象と考えられる。現地の堆砂面の粒径は下流から上流が働いていることがわかった。沈降堆積現象は、不に向かって徐々に粗くなっていること （宮崎ら,
透過型堰堤の水通しによる洪水の堰上げに起因する2018）、縦断形の段差は認められないことから、明ことが想定でき、多目的ダムの「ダム堆砂」のモデ
確な堆砂肩は確認できないものの、粒度の大きい玉ル（芦田ら, 1983）に近い分級作用が働いていると考石層は主に堆砂域上流に、粒度の小さい砂質土層はえられる。また、不透過型砂防堰堤を越流した土砂
主に堰堤の直上流部に堆積しており、不透過型砂防は、主に 2 mm 未満の細粒土砂であったと推定され堰堤の堆砂地において分級作用があることが分かる。 ること、未満砂の不透過型堰堤は 2 mm 以上の粗粒土層横断図では、礫質土層 Ag 及び第 1 玉石層 Ab1分のみならず 2 mm 未満の細粒分を止める機能があは、横断方向にほぼ水平に堆積している。第 3 砂質り、下流への粗粒土砂の流出を防ぐとともに土砂混
土層 As3 は、右岸側の Br-No.2 において表層に分布入率を低下させる効果があったと判断される。
しているが、河道中央 Br-No.3、 左岸側 Br-No.4 の引用・参考文献
表層は第 2 砂質土層 As2 となっている。横断線をみ芦田和男・高橋保・道上正規（1983）：河川の土砂災害とると元の流路は右岸側の Br-No.2 付近にあり、堆砂対策, 森北出版, 260pp.
地盤が左岸側と比較して 1～2 m 高くなっている。ま宮崎知与ほか 9 名（2018）：周氷河斜面の崩壊・侵食に起た、流木が水通しの右岸側直上流の堆砂地に大量に因する大規模な土砂移動の実態－2016 年台風 10 号によ堆積しており、洪水時の流心は元の流路に沿っているペケレベツ川を例に－, 砂防学会誌, Vol.71, No.2,p.22-33.
たものと思われる（図－1）。よって、As2 及び As3小山内信智ほか
23 名（2017）：平成 28 年台風 10 号豪雨にの分布の原因は、洪水時の流心となった右岸側におより北海道十勝地方で発生した土砂流出, 砂防学会誌,
いて As3 の堆積により満砂状態となり、後続流によVol.69, No.6, P.80-91.
り左岸側上部に As2 が堆積したためと考えられる。
SP2740SP2400SP2100
地質時代

第 完

地層

土層・岩層名 記号
As1

第2砂質土層As2

暗灰色を呈す緩い細砂
1～4（真砂土）主体で部分的(2.7)に細礫混入。

第3砂質土層As3

暗灰色を呈す緩い粗砂
0～24（真砂土）主体で非常に(10.5)
不均一な土層。

礫質土層

Ag

暗灰色を呈す不均一な砂26～50
礫主体でφ75～100mmの(38.0)
玉石（花崗岩）を混入。

第1玉石層

Ab1

暗灰色を呈す不均一な玉9～50石（φ75～120mm、花崗(39.8)岩）主体で礫分混入。

腐植土層

Aps

黒褐色を呈す粗砂（真砂4土）主体で腐植物多量混(4.0)
入、腐木片点在。

第2玉石層

Ab2

灰白色を呈す不均一な玉50石（φ75～150mm、花崗(50.0)岩）主体。

洪積礫質土層

Dg）

新堆
砂層

四（）

紀
更新世

図－3

2 号砂防堰堤堆砂域における土層縦・横断図- 54 -

幕
別層事

第1砂質土層
沖積堆積物

沖旧積
世 堆堆
砂
積層物

記

淡褐～暗褐色を呈す非常
3に緩い細砂（真砂土）主(3.0)
体で粒径均一の土層。

（新N値
(平均)

－

黄褐～暗褐色を呈す締まった砂礫主体で火山灰多量混入。