大林組技術研究所所報

No.84

2020

グリーンインフラとしての都市樹木の樹冠通過雨量評価
長 野

龍

平

十 河

潔

司

杉

本

英

夫

Evaluation of Throughfall for Twenty Tree Spices in Urban Area
Ryohei Nagano

Hideo Sugimoto

Kiyoshi Sogo
Abstract
For a quantitative evaluation of the rainfall interception rate of urban trees，twenty tree species throughfall
are measured at two sites in central (Shinagawa Central Garden) and suburban (Obayashi Corporation TechnicalResearch Institute: TRI) Tokyo. The throughfall rates of measurement trees in Shinagawa CG and TRI are 0.46–
0.81 and 0.17–1, respectively. The throughfall rates of Photinia × fraseri, Rhododendron kaempferi, andJuniperus chinensis are relatively low, whereas those of Cerasus × yedoensis. and Ligustrum japonicum are
relatively high. It is discovered that the throughfall exhibits a weak but positive correlation with openness, but
not with the leaf area index. This suggests that the direct rainfall rate can significantly affect the throughfall rate.
概要

降雨遮断効果を考慮した緑地設計を行うためには，都市樹木の降雨遮断率を把握する必要があるが，既往研究例は著しく少ない。そこで，品川セントラルガーデン及び大林組技術研究所において 12 種の樹冠通過雨率の測定を行った。総降雨量に対する総樹冠通過雨量から樹冠通過雨率を求めたところ，品川セントラルガーデンの
測定樹木の樹冠通過雨率は 0.46～0.81，大林組技術研究所の測定樹木の樹冠通過雨率は 0.17～1 であった。樹種
別では，レッドロビン，ヤマツツジ，カイヅカイブキの樹冠通過雨率は小さく，ソメイヨシノ，ネズミモチの樹
冠通過雨率は大きかった。樹冠通過雨量と開空率との間には正の相関が認められ，直達雨率が樹冠通過雨率に影響を与えたと推測された。

1.

はじめに

森林水文学や水循環の気候・気象学の研究から，樹木は一定の降雨遮断効果を有すとされている(Fig. 1)。つま

主に夏から秋にかけて集中豪雨が多発しており，そのり，降った雨の一部は樹冠で遮断され，地面に達するこ

数は年々増加傾向にある 1)。2019 年度の記録的短時間大とができないということである。その機構の詳細には未

雨情報(数年に一度しか発生しないような短時間降雨)発解明の部分があるものの，降雨中の樹冠からの蒸発，及

表数は 96 件であり，地域の偏りなく全国各地の気象台

び降雨中に枝葉や幹表面に保水された雨水の降水終了後から発表されている。都市部や都市近郊では水田や畑地の蒸発によるとされている 3)。近藤ら 4)によれば国内のの宅地化，地表面の舗装化，地下街の開発，合流式下水

森林の年間降水のうちのおよそ 2 割以上が降雨遮断によ道の整備等により，地面の雨水貯留・浸透・排水能力がり大気中に蒸発している。つまり，樹木の降雨遮断効果低下しており，冠水や浸水等の内水氾濫が頻繁に起こっは実質的に地面に落下する雨量を減少させる。
そのため，ている 2)。2014 年には「水循環基本法」や「雨水の利用

例えば建物の風上側等の雨量が多い箇所に降雨遮断効果

促進に関する法律」が施行され，2016 年には「下水道法」

が大きい樹種を配植することにより，下水道への雨水流の一部改正が行われ，平時の雨水浸透や雨水利用の積極

入量を減少させ，冠水や溢水等のリスク低減につなげる的な推進により下水道への流入量を減らすことが求めらことが可能である。
樹木の降雨遮断量 I は式(1)から算出できる。

れている。内水氾濫が発生すると，例えばショッピング
センターでは集客力が低下し，データセンター等では事

I=𝑃 − 𝑇 +𝑆

業存続に影響が及ぶリスクがある。そのため，建設業で(1)はハード対策(例えば，大型の雨水貯留槽の建設，雨水浸

ここで，𝑃 ，降雨量(林外雨量)；𝑇 ，樹冠通過雨量；𝑆 ，透桝の設置，調整池の整備等)やソフト対策(例えば，シ

樹幹流量である。樹冠通過雨量は，枝葉の間隙を通過しミュレーションによる浸水予測，設計時の想定降雨量のて直接地面に到達する雨量(直達雨量)と，枝葉に一旦捕引き上げ等)への適用技術の開発を行ってきた。
しかしな

捉された後に地面に滴下する雨量(滴下雨量)との合計量

がら，想定以上の豪雨に十分に対応できているとは言えである。樹幹流量は，幹の表面を伝って地面に流下するない。

雨量である。

1

大林組技術研究所所報

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グリーンインフラとしての都市樹木の樹冠通過雨量評価

降雨遮断量の測定は，スギ(Cryptomeria japonica)やヒ

降雨

ノキ(Chamaecyparis obtuse)を主体とした針葉樹において数多く行われている 5), 6), 7)。一方で，都市の建物外構で多用される広葉樹の降雨遮断量は数例 8), 9)しかない。
本研究では，降雨遮断効果を考慮した緑地設計実現のた

樹冠長

降雨遮断

めの第 1 段階として，品川セントラルガーデン及び大林組技術研究所において，都市の外構植栽に多用される広葉樹 10 樹種および針葉樹 2 種を対象に樹冠通過雨量の測定を行った。本報では，その結果について報告する。

2.

樹冠通過雨

胸高直径
樹冠投影面積グリーンインフラと Eco－DRR
樹幹流

台風・氾濫・土砂崩れ等の激甚化する自然災害，人口減少や高齢化，地方の過疎化，既存インフラの老朽化，Fig. 1

樹冠内の水移動と測定した樹木情報

緑地の減少，耕作放棄地の増加等，近年，地域・社会のWater Dynamics in Tree

持続性に関わる課題が顕在化している。これらの課題に対応する手段の一つとしてグリーンインフラ(Green

Table 1

Infrastructure，以下，GI)の概念が注目されている 10)。

GI や Eco-DRR の概念に合致した豪雨対策例

Examples of GI and/or Eco-DRR in Urban CityGI とは，自然の機能を賢く活用することで，上記に挙げたような課題の解決に向けての多面的な効果が期待

要素

機能

具体例

できるインフラである。GI は特に欧米で推進され，欧州

樹木

蒸発・降雨遮断効果を考慮した緑地設計では生態系サービス(生物や生態系が人に与える恩恵)
舗装

貯水・貯水性舗装浸透・透水性舗装貯水・雨水プランター

温上昇の抑制，災害発生時の被害の軽減等，社会や地域

浸透

・雨庭

の課題を広く解決することを目的としている。2014 年以

蒸発・バイオスウェイルの維持・形成を目的として，あるいは，米国では雨水管理や洪水対策を目的として活用されている。一方国内でランドスケープ

は，生物の生息・生育の場の提供，良好な景観形成，気降の社会資本整備や国土管理分野における行政計画(国(低湿地)

土強靭化計画，国土形成計画，社会資本整備重点計画，

・屋上緑化

国土強靭化アクションプラン 2016 等)に GI の利用推進が記載され，アカデミック分野や民間企業から注目が集あった。しかし，想定以上の自然災害が増加している昨まっている。

今においては，人工物インフラの代替やそれと相補的な米国ポートランド市では，それまでの下水道管のサイ関係を有するインフラが求められており，その中でも生ズ拡張や修繕による豪雨マネジメント計画から，雨水流態系インフラへの期待が高まっている。また，近年はパ出量の抑制や時間遅れを目的とした雨水プランター，雨リ協定や ESG 投資に代表されるように企業活動におけ

庭等の設置による，グリーンストリートを活用する計画

る環境配慮が重要視されてきており，多機能性や低環境に変更したところ，下水道への流出量が平均 86%減に，負荷等のメリット(Table 2)を有する点においても生態費用も約 40%減になったことが報告されている11)。ま系インフラに期待する声は大きい。

た，神田川上流域において，10 年に一度の豪雨を想定しGI や Eco-DRR の概念は国内に急速に広まっており，た浸水シミュレーションを行ったところ，緑地を創出す

利用促進が期待されている。しかし，各要素技術の効果ることにより，浸水割合は約 2%減に，被害額は約 50 億が未だほとんど定量化されておらず，費用対効果が明確減になることが報告されている 12)。これらの例は，GI にに分かっていないことから導入が進んでいないのが現よる豪雨対策(Table 1)が有用であることを示す例であ状である。樹木の降雨遮断効果を活用し，集中豪雨の被る。

害軽減を目指す本研究は，GI や Eco-DRR の概念に合致しており，社会実装のための定量的な効果を提示するもGI の類似概念の一つに，Eco-DRR(Ecosystem-basedのである。

Disaster Risk Reduction)がある。Eco-DRR とは，生態系を活用した防災・減災技術(＝生態系インフラ)であり，豊3. 方法

かな生態系の恵みと災害リスク低減の両立を目指した
考え方である 13)。従来の国土強靭化の手法は，計画段階

3.1で想定した範囲内であれば単一機能を確実に発揮する，

品川セントラルガーデンでの降雨量及び樹冠通
過雨量測定

コンクリート構造物のような人工物インフラが主流で
2

大林組技術研究所所報

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グリーンインフラとしての都市樹木の樹冠通過雨量評価

生態系インフラの特徴 13)

Table 2品川セントラルガーデン(以下，品川 CG)は東京都港区と品川区にまたがる，幅 45 m，長さ 400 m，東西を高Characteristics of Ecosystem Infrastructure

さ約 150m のビル群に囲まれている都市公園である。
機能測定樹木はカツラ(Cerc-idiphyllum japonicum)，シラカ
シ (Quercus myrsinaefolia) ， ソ メ イ ヨ シ ノ (Cerasus ×

単一機能の確実な発揮

yedoensis)各 2 本である。各樹木の樹高，胸高直径(高さ

人工物

生態系

インフラ

インフラ

◎

△

△

◎

×

〇

×

◎

◎

△

△

〇

(目的とする機能とその水準の確実性)

1.2m の幹の直径)，樹冠投影面積(樹冠を地表面から真上多機能性に投影した面積)，雨樋上の樹冠長を Table 3 に示す。測(多くの生態系サービスの同時発揮)

定は 2017 年 4 月 27 日～2017 年 12 月 10 日に行った。

不確実性への順応的な対処

降雨量(林外降雨量)測定のため，可能な限り開けた場(計画時に予測できない事態への対処

所に雨量計を設置した。なお，本実験で使用した雨量計の容易さ)

はすべて 1 転倒 0.5 mm の転倒マス式雨量計であった。

環境負荷の回避

樹冠通過雨量測定のため，Photo 1 に示すように，幅(材料供給地や周囲の生態系への負荷

9.5cm，長さ 3.5m の雨樋 2 本を V 字型に設置した。雨樋の少なさ)の下流端に穴を開け，穴の下にホースが付いた漏斗を設

短期的雇用創出・地域への経済効置した。雨樋には 2～4°の勾配が付いており，雨樋に落果

下した雨は穴からホースを通り，雨量計に導水された。

長期的な雇用創出・地域への経済

幹近くや樹縁部の樹冠通過雨も捕捉できるよう，雨樋の効果

V 字角度を大きくし，また，雨樋の先端が樹縁部より 0.5(注) 代表的な例として防潮堤築造と沿岸生態系の緩衝空間とし～1m 内側に入るように設置することで，樹冠を通過せず樹冠下の脇から直接雨樋に降り込む雨の量を低減さての保全・再生を想定して対比せた。転倒マス式雨量計で測定した量を雨樋面積で除し，◎大きな利点，〇利点，△どちらかといえば欠点，×欠点

雨量計の集水面積を乗じることで樹冠通過雨量を水高

Table 3換算した。
3.2

品川 CG の樹種の基本情報

Properties of the Measurement Trees in Shinagawa CG

大林組技術研究所での降雨量及び樹冠通過雨量

樹種名

樹高

測定

(m)

大林組技術研究所(以下，技研)は東京都清瀬市に位置

胸高直径
(cm)

樹冠投影

樹冠長

2

面積(m )

m)

カツラ 1

12.8

32.9

50.5

8.0

カツラ 2

9.1

26.6

35.3

6.1

シラカシ 1

10.5

27.5

35.3

6.7

シラカシ 2

10.1

27.3

26.8

6.7

jamasakura)，サンゴジュ(Viburnum odoratissimum)，アカ

ソメイヨシノ 1

8.8

38.1

83.8

5.5

マ ツ (Pinus densiflora) ， ヤ マ ツ ツ ジ (Rhododendron

ソメイヨシノ 2

10.5

35.5

89.2

5.1

している。測定樹種は，アセビ(Pieris japonica)，クスノキ(Cinnamomum camphora)，レッドロビン(Photinia ×
fraseri)，ネズミモチ(Ligustrum japonicum)，カイヅカイ
ブキ(Juniperus chinensis)，シラカシ，ヤマザクラ(Cerasus

kaempferi)の 10 種であり，クスノキとサンゴジュは各 2
本，それ以外は各 1 本で測定を行った。各樹木の樹高，胸高直径，樹冠投影面積，ボトル数(後述)を Table 4 に示す。測定は 2017 年 5 月 8 日～2017 年 12 月 30 日に行った。
樹冠通過雨量測定のため，5L のボトルの蓋に直径15cm の漏斗を挿し，接続部を止水した後，各樹木の下
雨樋に複数個設置した(Fig. 2，Photo 2(a), (b))。また，周囲に建物や樹木がない複数の開けた場所に同じ形のボトル

0.5～1.0mを設置し，降雨終了後にボトルの貯水量を測定し，林外
0.5～1.0m

雨量とした。なお，降雨量が少ない降雨イベントや休暇中の降雨イベントについては，複数回分をまとめて測定した。7 月 27 日に転倒マス式雨量計を設置し，時系列の降雨量データを取得した。ボトル内の貯水量を漏斗の受集水タンク

水面積で除し，水高換算した。
Photo 1

樹冠通過雨測定(品川 CG)

Measurement of Throughfall in Shinagawa CG3

クスノキ1

クスノキ2

ネズミモチ

カイヅカイブキ

シラカシ
0

2m

幹
ボトル

サンゴジュ1(左)サンゴジュ2(右)

ヤマザクラ

アカマツ

0 2 4m※ヤマザクラのみ
縮尺が異なる

Fig. 2

樹冠投影図とボトルの設置位置

Canopy Projections and Locations of Throughfall Collectors

アセビ

クスノキ 1

クスノキ２

レッドロビン

ネズミモチ

カイヅカイブキPhoto 2(a)

樹冠通過雨測定(技研)Measurement of Throughfall in TRI

大林組技術研究所所報

No.84

2020

グリーンインフラとしての都市樹木の樹冠通過雨量評価

サンゴジュ

ヤマザクラ

シラカシ

アカマツ
Photo 2(b)ヤマツツジ
樹冠通過雨測定(技研)Measurement of Throughfall in TRI
3.3

樹冠通過雨測定

Table 4

樹冠通過雨は空間的な不均一性が高いため 8), 14)，受

技研の樹種の基本情報

Properties of the Measurement Trees in TRI

水面積が大きい雨樋を用いる方法とボトルを多数配置する方法が多く用いられる。どちらの方法を用いても

樹種名

樹冠通過雨量が変わることはないが，目的や設置場所に応じて測定方法を選択する必要がある。

樹高

胸高直径

樹冠投影

ボトル数

(m)

(cm)

面積(m2)(本)

雨樋を用いる方法はボトルほど多数配置する必要は

アセビ

0.6

ʷ

ʷ

1

ないため，作業性が高い利点を持つ。一方で，樹冠通過

クスノキ 1

5.4

12.5

10.2

7

雨の空間的なばらつきは測定できない。ボトルを用い

クスノキ 2

9.3

43

14.4

8

る方法は，安価に樹冠通過雨量の空間的なばらつきを

レッドロビン

2.3

4.1

ʷ

1

測定できる利点がある。欠点は，多数配置したボトル一

ネズミモチ

2.3

9.1

5.1

4

つ一つの貯水量を測定する必要があるため，作業性にカイヅカイブキ

4.4

23

3.7

2

シラカシ

4.9

9.7

3.6

3

劣る点である。また，雨樋より数が多い点で強風時に飛散リスクが大きい。品川セントラルガーデンでは，測定地付近を多くの歩行者が通行しており，また付近に建物のガラスもあるため，ボトルの飛散による接触や破損リスクを考慮し，雨樋を用いる方法を採用した。技研
ではボトルを用いた測定を行った。
ボトルを用いた測定では，できるだけボトルを多点

ヤマザクラ

11.3

69.1

139.2

12

サンゴジュ 1

2.7

10.6

2.8

2

サンゴジュ 2

3.2

14.8

3.2

2

アカマツ

10

34.6

16.4

2

ヤマツツジ

0.5

ʷ

ʷ

2

に配置することが望ましいとされている。しかし，ボトルの集水面積，形状，配置方法，個数に関しては決めら

開空率および葉面積指数(Leaf Area Index，以下，れた手法がないのが現状である 15)。広葉樹は滴下点とLAI)の測定のため，デジタルカメラに魚眼レンズを装なる葉先の数が針葉樹より少ないため，樹冠通過雨量

着し，品川 CG では各雨樋の中央において，技研では各のばらつきが大きくなりやすい。そのため，ボトル設置

ボトルの中央において樹冠を撮影した。撮影は，入射光位置や設置数の重要性は針葉樹より高い。

線の散乱による影響を防ぐため，曇天時もしくは夕方に行った。品川 CG の撮影は 2017 年 9 月 13 日及び 113.4

開空率及び葉面積指数測定

月 10 日に行い，技研の撮影は 2017 年 10 月 27 日及び5大林組技術研究所所報

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グリーンインフラとしての都市樹木の樹冠通過雨量評価

11 月 28 日に行った。撮影した全天写真を用いて開空率

Table 59 月と 11 月の開空率と LAI(品川 CG)と LAI を算出した。ここで開空率とは，全天写真に写

Canopy Openness and LAI of Each Trees in September andった枝，幹，葉以外の空の割合であり，LAI とは，単位November in Shinagawa CG

面積の上方にある全ての葉の片側の総面積を単位面積
樹種名

び LAI は，撮影した樹冠写真をそれぞれ全天写真解析
プログラム 16), 17)に取り込み算出した。

4.

LAI

開空率

に対する比率として表した無次元量である。開空率及結果及び考察2017/9/13

2017/11/10

2017/9/13

2017/11/10

撮影

撮影

撮影

撮影

カツラ 1

22.5

36.2

2.3

1.1

カツラ 2

31.5

57.2

1.8

0.6

シラカシ 1

20.1

32.4

2.1

1.4

シラカシ 2

28.3

34.2

2.1

1.3

6 時間以上の無降水期間に挟まれた期間に発生した

ソメイヨシノ 1

23.3

46.9

1.5

0.9

降雨を 1 降雨イベントとして抽出した。品川 CG の降雨

ソメイヨシノ 2

24

45.7

1.4

0.7

降雨量(林外降雨量)

イベント数は 59 回であり，イベント平均降雨量は 18.3

定義する「やや強い雨」までの観測であった。
技研では，雨量計を設置した 7 月 27 日以降の降雨イ
ベント数は 34 回であり，イベント平均降雨量は 28.6

150
100
50

100
50
0

0

降雨量の最大は 64.5mm であり，「非常に激しい雨」が

50
100
150
200
イベント降雨量(mm)

シラカシ1

200
樹冠通過雨量(mm)観測された。また，1 時間降雨量 20～30mm の「強い雨」
も 2 回観測された。測定期間中のボトル回収回数は 29回であった。
品川セントラルガーデンの樹冠通過雨量

100
50

R² = 0.96 (剪定前)
R² = 0.99 (剪定後)

0
0

50

ソメイヨシノは 11 月頃から落葉を開始したため，11 月
以降のデータは除外した。また，雨量計の目詰まり等による欠測データも除外した。

150
100
50

100
50

0

樹冠通過雨量との関係を示す。3 樹種とも降雨量と樹冠

0

50
100
150
200
イベント降雨量(mm)

ソメイヨシノ2
R² = 0.99

150
100
50

50
100 150
200
イベント降雨量(mm)Fig. 3

通過雨量に強い正の相関が認められ，降雨量が多いほR² = 0.96 (剪定前)
R² = 1.00 (剪定後)00Fig. 3 に，1 降雨イベントにおける降雨量と各樹種のシラカシ 2200

R² = 1.00

50
100
150
200
イベント降雨量(mm)

剪定前
剪定後

150

200

樹冠通過雨量(mm)

樹冠通過雨量(mm)たため(Table 5)，剪定前後を分けて評価した。カツラと150

ソメイヨシノ1

200た。剪定後にシラカシの開空率が増加し，LAI が減少し

100

0
200

剪定前
剪定後

150

測定期間中の 10 月 6 日にシラカシの剪定が行われ

R² = 0.98

150

0mm，イベント最大降雨量は 333 mm であった。1 時間

カツラ2

200

R² = 0.97
樹冠通過雨量(mm)

樹冠通過雨量(mm)中の 1 時間降雨量の最大は 19.5 mm であり，気象庁が

4.2

カツラ1

200

mm，イベント最大降雨量は 189mm であった。測定期間

樹冠通過雨量(mm)

4.1

0
0

50
100
150
200
イベント降雨量(mm)

降雨量と樹冠通過雨量の関係(品川 CG)(実線は各樹木の，破線は剪定前の，一点鎖線は剪定

ど樹冠通過雨量が多くなった。各樹種の樹冠通過雨率

後の回帰線を示す)(測定期間中の総降雨量に対する総樹冠通過雨量)はRelationships Between Gross Precipitation and Throughfall

0.46～0.81 であり(Table 6)，剪定後のシラカシとソメイ

in Each Event in Shinagawa CG

ヨシノが最大で，剪定前のシラカシが最小だった。ソメ
イヨシノは LAI や樹冠の厚さが他種より小さいため樹

Table 6

冠で保水できる雨量が少なく，樹冠通過雨量が多くな

樹冠通過雨率 (品川 CG)

Throughfall ratio in Shinagawa CGったと考えられた。シラカシは LAI が大きいため樹冠
樹種

での保水量や蒸発量が多く，樹冠通過雨量が少なくなったと推測された。

樹冠通過雨率

カツラ 1

－

0.49

カツラ 2

－

0.50

シラカシ 1

剪定前

0.51

8 月 2～5 日にかけて，レッドロビン，ネズミモチ，

〃

剪定後

0.81

シラカシの剪定が行われたため，剪定前後を分けて評価

シラカシ 2剪定前

0.46

した。なお，剪定前に開空率と LAI の測定を行えておら

〃

剪定後

0.67

ソメイヨシノ 1－

0.71

ソメイヨシノ 2

－

0.81

4.3

技研の樹冠通過雨量

ず，剪定量を評価することはできなかった。
ボトルを用いた雨量計測による樹冠通過雨量の計測
6

大林組技術研究所所報

No.84

2020

グリーンインフラとしての都市樹木の樹冠通過雨量評価

誤差 ε は Student の t 値を用いると，式(2)で表される 18)。
𝑡ε=19%程度の誤差を含んでいる可能性があることを示唆

𝐶𝑉，

ことは，測定した樹冠通過雨量にそれぞれ 1～3%，10～

(2)

√𝑛

している。後者の値は，本研究と同様の方法で樹冠通過雨量を測定した研究で報告された誤差 6) と同程度の値

ここで，n，ボトル数；CV，変動係数；𝑡( ,

) ，信頼

であった。

度α，自由度 n-1 における Student の t 値である。信頼度

Fig. 4 に，1 降雨イベントにおける各降雨量と各樹種を 0.05 として樹冠通過雨量の計測誤差を算出したとこの樹冠通過雨量の関係を示す。全ての樹種において降雨

ろ，クスノキ，シラカシ，ヤマザクラは 1～3%，サンゴ量と樹冠通過雨量の強い正の相関が認められ，降雨量がジュ，アカマツ，ヤマツツジは 10～19%であった。この多いほど樹冠通過雨量が多くなった。また，降雨量が増

200
100

300
200
100

100

200

300

R² =0.84 (剪定前)
R² = 0.78 (剪定後)

200
100

100

200

0

300

100
0
0

0

100

100

200

200
100
0

100
200
300
イベント降雨量(mm)

200
100

100

200

300

ヤマツツジ
R² = 0.68

300
200
100
0

0

Fig. 4300

R² = 0.93

0R² = 0.94

300

0

200

0

300

樹冠通過雨量(mm)

樹冠通過雨量(mm)

200

100

300

アカマツ

R² = 0.66

0R² = 0.91

サンゴジュ1

100

0

300

200

300

200

300

200

R² = 0.99

サンゴジュ2300

200

樹冠通過雨量(mm)

樹冠通過雨量(mm)R² = 0.87 (剪定前)
R² = 1.00 (剪定後)
200

100

100

300

ヤマザクラ

100

100

0

カイヅカイブキR² = 0.90 (剪定前)
R² = 0.97 (剪定後)

0

200

0

300

100

シラカシ

0

200

200

300

剪定前
剪定後

300

100

剪定前
剪定後

300

0
0

最小値

100

ネズミモチ

剪定前
剪定後

樹冠通過雨量(mm)

樹冠通過雨量(mm)レッドロビン

樹冠通過雨量(mm)

平均値

0
0

300

最大値

200

樹冠通過雨量(mm)0R² = 0.99

300

0

0

樹冠通過雨量(mm)

クスノキ2

R² = 0.99
樹冠通過雨量(mm)

300

クスノキ1

400

R² = 0.99
樹冠通過雨量(mm)

樹冠通過雨量(mm)

アセビ

100
200
300
イベント降雨量(mm)

0

100
200
300
イベント降雨量(mm)

降雨量と樹冠通過雨量の関係(技研)(実線は各樹木の，破線は剪定前の，一点鎖線は剪定後の回帰線を示す)
Relationships Between Gross Precipitation and Throughfall in Each Event in TRI
7

大林組技術研究所所報

No.84

2020

グリーンインフラとしての都市樹木の樹冠通過雨量評価

加するとボトル間の貯留量のばらつきが大きくなり，特Table 7定のボトルの貯留量が増加した。

樹冠通過雨率 (技研)

Throughfall ratio in TRI

各樹種の樹冠通過雨率は 0.17～1 であり(Table 7)，樹樹種

種により大きく異なった。測定樹木のうち，レッドロビ

樹冠通過雨率ン，ヤマツツジ，カイヅカイブキの樹冠通過雨率は 0.17

アセビ

－

0.62

～0.34 と小さく，ヤマザクラ，アカマツの樹冠通過雨率

クスノキ 1－0.73

クスノキ 2－0.67

ヤマツツジやカイヅカイブキは開空率が低く(データレッドロビン剪定前

0.17

未掲載)，樹冠内で枝葉が密になっているため，飛沫蒸

〃

剪定後

0.24

発量(雨滴が枝葉にぶつかった衝撃で蒸発する量)が多

ネズミモチ

剪定前

1.02

かったことが考えられた。また，地面に設置したボトル

〃

剪定後

1.14

より低い位置まで樹冠が広がっており，雨滴が枝葉を伝カイヅカイブキ－

0.34

わって樹冠内移動したためボトルに流入した雨量が少

シラカシ

剪定前

0.74

なくなったことも要因として考えられた。シラカシの樹

〃

剪定後

0.74

冠通過雨率は品川 CG の個体よりも大きかったが，技研

ヤマザクラ

－

0.82

のシラカシは若齢で開空率及び LAI が小さいため，品サンゴジュ 1－0.50

川 CG の個体より直達雨率(枝葉で捕捉されずに直接地

サンゴジュ 2－0.70

面に到達した雨の割合)が高かったためなのではないか

アカマツ

－

0.81

と推測された。なお，直達雨率は 1mm 以下等の微小降

ヤマツツジ

－

0.30

は約 0.80 と大きかった。

雨時の降雨量と樹冠通過雨量の回帰直線から求められるが 14), 19)，技研においては，微小降雨イベントを複数の葉面は他種より硬く，葉の撥水性が高いことが降雨

回まとめて測定したため，直達雨率を求めることはでき中に観察された。葉の撥水性が高いほど雨滴が樹冠表なかった。ネズミモチの樹冠通過雨率は剪定前後に因ら面を滑り落ちやすく，樹縁部を通って地面に落下する

ず 1 を超えていた。2 つのボトルの上部に枝の節や折れ雨が多くなり，結果的に樹冠通過雨量が小さくなった

曲がりがあり，これが雨滴の集中滴下雨点となって樹冠と推測された。多くの都市樹木のように樹冠が連続し

通過雨量が多くなったと考えられた。

ていない場合，樹縁部の雨量を考慮する必要があるだ
ろう。

4.4

森林樹木の樹冠通過雨率との比較

森林水文学の分野では，山全体の水収支を正確に把4.5

樹冠通過雨率に影響を与える要素

握するため，様々な樹種の樹冠通過雨量を測定した研

任意の樹種における降雨遮断率(降雨に対する降雨遮究例が多くある。世界各地の森林で測定された樹冠通断量の割合)を観測せずに推定できるようになれば，降過雨量をレビューした Ikawa et al.20)の結果を整理する

雨遮断効果を考慮した緑地設計が可能になる。既往研究と，樹冠通過雨率はおよそ 0.7～0.8 であった。本測定

では，降雨量の他，LAI23), 24)，風速 18)，樹冠構造 25)，立

結果をそれらと比較すると，品川 CG のカツラ及びシ

木密度 23)等が降雨遮断率に影響を与えることが報告さ

ラカシの樹冠通過雨率は山の樹種より約 0.2～0.3，技研

れている。式(1)のうち，一般的に樹冠通過雨率は樹幹流のアセビ，サンゴジュは約 0.1～0.2，レッドロビン，ヤ率よりはるかに大きいため，樹冠通過雨率も上記の要素

マツツジ，カイヅカイブキは約 0.4～0.5 小さかった。

に影響を受けることが予想される。

複層林(樹高が異なる樹木で構成され，樹冠が何層もあFig. 5 に 12 樹種の樹冠通過雨率と平均開空率，平均るもの)の樹冠通過雨率が 0.5 以下だったことを報告し

LAI の関係を示す。Fig. 5 から，樹冠通過雨率と開空率ている研究 9), 15)はあるが，本研究のような単層林におとの間には弱い相関が認められたが(R2=0.27)，LAI とのける樹冠通過雨率の計測例では最小でも約 0.6 であり，間に相関は認められなかった(R2=0.02)。

本結果で得られた樹冠通過雨率はかなり小さい。樹冠

樹冠通過雨は，滴下・直達・飛沫の 3 成分から構成さ

通過雨率が既往研究より非常に小さい理由として，次れる 26)。本研究では各成分の配分比を測定できていなのようなことが考えられる。

いが，開空率と樹冠通過雨率に相関が認められたこと，

本研究で測定した樹木の多くは単木で植栽されてい直達雨率は開空率の影響を受ける 8)ことから，直達成分る。そのため，隣接木と樹冠が連続している森林の樹木の割合が高かったことが推測される。都市部の樹木は見より，樹冠の表面を滑り樹縁部に落下した雨量が多か栄えの良さや維持管理のしやすさが重視されるため，樹ったことが予想される。既往研究でも，単木の樹冠通過

高が低く，樹冠の厚さが小さく，枝葉が密になっていな

雨量は樹縁部で多くなることが報告されており 21), 22)，い場合が多い。そのため，森林に多い樹冠が厚く枝葉がその場合，樹冠下のボトルで測定した樹冠通過雨量は多い樹木と比較し，樹冠内の水移動が少なかったと予想

過小評価されることになる。シラカシとレッドロビン

される。品川 CG と技研の樹木も適宜剪定され，樹冠が8

大林組技術研究所所報

No.84

2020

グリーンインフラとしての都市樹木の樹冠通過雨量評価

すっきりとしている状態を保っているため，直達雨率が1.2

樹冠通過雨率に影響を与えたと考えられた。
樹冠通過雨率5.

まとめ

グリーンインフラや Eco-DRR の概念に合致した新た

0.8

0.6

0.6

0.4

0.4

0.2

0.2

0
0

デンと大林組技術研究所で広葉樹 10 種および針葉樹 210種の樹冠通過雨率を測定した。得られた結果を以下に示

20 30 40
開空率(%)

Fig. 5す。

R² = 0.02

10.8

な集中豪雨対策への適用を目指し，品川セントラルガー

1)

1.2

R² = 0.27

1

50

0
0

2
LAI

4

樹冠通過雨率と開空率，LAI の関係

品川セントラルガーデンで測定したカツラ，シラRelationships between throughfall and openness(left)，

カシ，ソメイヨシノの 3 樹種の樹冠通過雨率はLAI(right)

0.46～0.81 であり，剪定前のシラカシが最小で，天気，vol.39，No. 3，pp. 51-59，1992.3

ソメイヨシノが最大であった。
2)
3)

5)

品川セントラルガーデンで測定したシラカシは，
剪定により樹冠通過雨率が 20-30%増加した。

canopy evaporation in Japanese cypress(Hinoki)and

大林組技術研究所で測定した 10 樹種の樹冠通過

Japanese cedar(Sugi)plantation，Journal of Hydrology，

雨率は 0.17～1 であった。樹冠通過雨率が小さい

Vol. 507，pp. 287-299，2013
6)

樹種はレッドロビン，ヤマツツジ，カイヅカイブ

59，2010

すべての樹種でイベント降雨量と樹冠通過雨率7)に強い正の相関があった。
5)

篠原慶規，他：管理放棄されたヒノキ人工林における降雨遮断量の計測，日本林学会誌，Vol. 92，pp. 54-

キであった。
4)

Saito et al.： Forest canopy interception loss exceed wet

田中延亮，他：袋山沢試験流域のスギ・ヒノキ壮齢

樹冠通過雨率と LAI に相関は認められなかった林における樹冠通過雨量，樹幹流下量，降雨遮断量，が，開空率との間に弱い相関が認められた。直達

東京大学農学部演習林報告，Vol. 113，No. 197-240，

雨率が樹冠通過雨率に影響を与えたことが推測

20058) 佐藤嘉展，他：樹冠構造の違いが樹冠通過雨の分布特された。
樹縁部の樹冠通過雨量評価や，ボトルの位置や数が性に及ぼす影響－スギ林とマテバシイ林における樹冠通過雨量に与える影響評価等を今後検討する必要

樹冠通過雨特性の比較－，水文・水資源学会誌，Vol.
16，No. 6，pp. 605-617，2013

があるが，本報の結果を基礎データとして，集中豪雨

9) 吉田葵，他：都市緑地における種組成の差異が雨水涵

被害を軽減する緑地設計の実現を目指していきたい。

養機能に与える影響に関する研究－新宿区立おとめ山公園を対象として－，日本都市計画学会都市計

謝辞

画論文集，Vol. 48，No. 3，pp. 1011-1016，2013
10)

本測定にあたり，品川インターシティマネジメント株

国交省，“【導入編】なぜ，今グリーンインフラなの

式会社および品川インターシティ防災センターにご協か”， https://www.mlit.go.jp/sogoseisaku/environment/

力を頂きました。また，測定や解析にあたり，国立研究sosei_environment_fr_000143.html ， ( 参 照 2020-04-

開発法人森林研究・整備機構 森林総合研究所の南光一

23)
11)

樹主任研究員にご指導頂きました。ここに記して感謝のUchiyama et al. ： From Dreams to Reality ： The
Evolution of Portland’s Green Infrastructure Strategy，

意を表します。

日本緑化工学会都市緑化技術研究部会シンポジウ
ム「グリーンインフラを活用した豪雨対策の潮流」

参考文献

資料，20141)12) 日本政策投資銀行：都市の骨格を創りかえるグリー

気象庁，“大雨や猛暑日など（極端現象）のこれまで

ンインフラ―緑地への投資効果を探る―，2017の変化”， https://www.data.jma.go.jp/cpdinfo/extreme/2)

extreme_p.html，(参照 2020-04-23)

13) 日本学術会議 統合生物学委員会・環境学委員会合

国土交通省，“水害統計調査” ，

同 自然環境保全再生分科会：提言 復興・国土強靭

https://www.mlit.go.jp/river/toukei_chousa/kasen/suigai

化における生態系インフラストラクチャー活用のすすめ， 2014

toukei/，(参照 2020-04-23)
3)4)14) 服部重昭，他：ヒノキ林における降雨遮断測定とそ

村上茂樹：降雨遮断のメカニズムと森林の増雨効果，
水利科学，No. 124，pp. 82-98，2012の微気象学的解析，林業試験場研究報告，No. 318，

近藤純正，他：森林における遮断蒸発のモデル計算，

pp. 79-102，1982
9大林組技術研究所所報

No.84

2020

グリーンインフラとしての都市樹木の樹冠通過雨量評価

15) 田中延亮，他：ヒノキ壮齢林の下層樹木の樹冠下に21) Baptista, M et al.： Terrestrial Laser Scanning to Predict

おける樹冠通過雨量の空間分布特性，東京大学農学

Canopy Area Metrics，Water Storage Capacity ，and

部演習林報告，Vol. 113，pp. 133-154，2005

Throughfall Redistribution in Small Trees ， Remote16) 竹中明夫，“全天写真 CanopOn 2” ，http://takenaka-Sensing，Vol. 10，No. 12，2018

akio.org/etc/canopon2/，(参照 2020-04-23)

22) 伊藤茜，他：ヒノキ樹冠通過雨の空間分布に関する

17) 山本一清，“LAI for Win32” ， https://www.agr.nagoya.
ac.jp/~shinkan/LIA32/，(参照

実験的研究，水文・水資源学会誌，Vol. 21，No. 4，

2020-04-23)

pp. 273–284，2008

18) K. M. Kostelnik et al.： Sample size requirements for23) 小松光：日本の針葉樹人工林における立木密度と遮

estimation of throughfall chemistry beneath a mixed

断率の関係，日本森林学会誌，Vol. 89，3，pp. 217-

hardwood forest, Journal of Environmental Quality, Vol.

220，2007

3, No. 3, pp. 274-280, 1989

24) 延廣竜彦，他：茨城県北部のヒノキ林における間伐

19) Ruter et al.： A predictive model of rainfall interceptionに伴う林分構造と樹冠通過雨量の変化，水利科学，

in forests，1. Derivation of model from observations in aVol. 60，No. 2，pp. 1-11，2016

plantation of Corsican pine，Agricultural Meteorology，

25) 佐藤嘉展：森林水文学，森林水文学編集委員会編，Vol. 9，pp. 367-384，1971

森北出版 pp. 14-39，200720) Ikawa et al.： Literature review of streamflow generation

26) Nanko et al.： Evaluating the influence of canopy species

and chemical characteristics in Japanese forests，Journaland meteorological factors on throughfall drop sizeof Japanese Association of Hydrological Sciences，Vol.

distribution，Journal of Hydrology，Vol. 329，pp. 422-

37，No. 4，pp. 187-200，2007

431，2006

10