研究報告（学位論文概要）

土砂管理に配慮した多自然川づくり髙比良
1. はじめに

光治 ＊しかし，河川管理上重要な土砂管理と水生生物の福岡県内の多くの河川は，流域が崩壊し易い花崗生息場の保全について併せて研究した事例はほとん岩で形成されており，流域で生産された多くの砂がどない。そこで，本報告では，福岡県で問題の大き出水のたびに河道内に流下・堆積する。そのため，

い砂河川における土砂堆積の軽減・遅延対策方法と土砂の堆積や河床洗掘が河川の維持管理上の大きなして澪筋の有効性を調査・評価した研究と 1），多自問題となっており，特に土砂の浚渫費用は財政を圧

然川づくりの要素技術として低水路拡幅，水際の無迫している。

固定，低水路内の巨石在置の有効性等を評価した研一方，河川環境に目を向けると，治水事業による究 2） の 2 つの事例を紹介するとともに，その結果河道の直線化や護岸工事が進み，農業用の取水堰もを基に土砂管理に配慮した多自然川づくりについて多く設置されたことで，瀬・淵の少ない，また水際考察・提案する。

形状の単調なものが多い。その影響からか，河川淡なお，本報告は筆者の博士論文「中小河川におけ

水域では魚類，河川感潮域では水際に生息する昆虫

る土砂管理及び水生生物に配慮した水際処理方法の類や甲殻類などの底生動物で絶滅の危機に瀕してい研究（2013.1 月）」から抜粋し，加筆・修正したもる種が多くみられている。のである。また，主たる内容は，土木学会河川技術

全国的にはこれら脆弱した河川環境の回復のた論文集第 16 号，17 号で発表済みである。

め，多自然型川づくり（2006 年の見直しで「型」にはめない川づくりの必要性から「多自然川づくり」

2. 砂河川における水際処理方法と河川管理に改名された）が 1990 年頃から始まり，福岡県内

2-1. 調査対象区間でも優れた工事が幾つか行われてきた。しかし，国

西郷川は，福岡県福津市を流れて玄界灘に注ぐ長の補助のない小さな災害復旧や通常の維持管理でさ 10km，流域面積約 25km2 の 2 級河川である。本は，緊急性や財政難から，これまで同様に治水を優

川には農業用の取水堰または床固めが合わせて 56先させた護岸工事や浚渫工事となり，河川環境の改基設置され，堤防のほとんどはコンクリートブロッ善が図られることはほとんどない。

クで護岸されている。

この要因の一つとして，治水と環境を両立した川河床材料は，全川にわたって砂が主体である。西づくりの研究がまだ始まったばかりで，維持管理ま

郷川では出水にともなう土砂の堆積が著しく，市街でを含めた効果的・効率的技術が未だ確立していな化された下流域では，氾濫防止のため河道掘削が毎いことが挙げられる。すなわち，長期的にみて，維年のように実施されている。

持管理の少ない，しかも生物の生息にも配慮した河川改修法の確立が求められるところである。
＊

一般財団法人九州環境管理協会

本研究の対象区間は，図 1 に示す澪筋区および平坦河床区の 2 区間とした。両区間ともに河床勾配

環境部― 24 ―

約 500 分の１，d60（60% 通過粒径）約 1.3mm で 3），を明らかにするため，期間中の掃流砂量と浮遊砂量

セグメント区分 5）の 2-2 に相当する。計画高水流を計算した。流砂量式は芦田・道上の式 6），7） を使量（降雨確率 1/30）は 215m3/s である 3）。澪筋区お用し，水位，流速，摩擦速度などの水理諸量は，日よび平坦河床区の造成工事は，2007 年の 1 ～ 3 月

ピーク流量から Manning の平均流速公式 6） で求めに福岡県が実施した。掘削直後の河川状況，掘削前た。

後の横断形状を図 2 に示す。
2-3. 調査結果
澪筋区の河川敷は，2009 年 11 月現在掘削直後の2-2. 調査方法
各年の出水による土砂の堆積および浸食量を把2007 年 6 月とほぼ同じ形状が維持され，土砂の堆握するために，掘削直後の 2007 年 6 月から 2009 年

積はほとんどない。低水路では，左岸側に土砂が堆11 月の期間に 4 回 , 図 1 に示した澪筋区および平積して中洲が徐々に形成され，右岸側では河床が低坦河床区のそれぞれ 4 側線で横断測量を実施した。
調査時期と出水との関係を図 3 に示す。ここで流量は，増水による河床変動を対象とするため，気象庁が公表する近傍の宗像観測所降雨量データから合理式 5）により求めたピーク流出量とした。
横断測量の結果を基に，河道掘削直後の 2007 年
6 月時点を基準にして単位河道長あたりの土砂堆積量（m3/m）を算出した。
初期断面形状の違いによる土砂流送量との関係

図1

図2

西郷川の位置と研究対象河川区間

図3

河道掘削形状― 25 ―

調査対象区間の流量の推移と調査時期した。その主体は中砂であった。その後，礫が徐々に増加した。水中部も陸上部と同様に，2007 年 10月は中砂が主体であったが，粗砂・礫の割合が徐々に増加した。澪筋区の土砂堆積速度は，平坦河床区に比べて緩やかであった。平坦河床区では，調査前の出水流量が約 64m3/s と少なかった 2009 年 1 月に堆積量が大幅に増加したが，過去 20 年間で第 2 位となる 144 m3/s の出水があった 2009 年 7 月後の 11月には逆に洗掘によって堆積量が減少した。なお，降水量から算出した過去 20 年間の平均年最大流量は 90 m3/s，最大は 166m3/s，最小は 46 m3/s である。
流砂量は，両区とも低水路が河川敷に比べて多かった。また，流砂形態は，ほとんどが掃流砂で，浮遊砂は少なかった。流砂量の区別合計は，澪筋区

図4が平坦河床区の約 1.3 倍と多かった（図 7）。

河床横断形状の経年変化下した（図 4）。
平坦河床区の河川敷は，2007 年 7 月の出水により地盤高が上昇したが，同年 10 月以降は大きな変化はみられなかった。一方，低水路では，2008 年の出水で堆積が起こり地盤高が上昇した後，2009
年 7 月の出水で逆に河床が洗掘された。この洗掘によって河川敷と低水路の河床高の差が 1m 以上とな

図6

り，明瞭な澪筋が形成された。ただし，低水路幅は土砂堆積量の経年変化ほとんど変化していない。
河床材料は，澪筋区では陸上部が粘土・シルトまたは細砂などの細粒土が主体で，経年変化は小さい。
水中部では中砂が主体であり，陸上部と同様に経年変化は小さい（図 5）。平坦河床区では，2007 年 10
月時にはその前の出水で河川敷に多量の土砂が堆積

図7

観測期間中の流砂量（計算値）

2-4. 考察
観測期間において，澪筋区は河川敷の地形が維持
河川敷
比高＝ 0.9 ～ 1.2mされ，土砂の流送は主として低水路で行われたと考えられる。一方，平坦河床区では河川敷の地形が小出水時に大きく変化し，低水路と同じ河床材料の堆

図5

河床材料の経年変化積がみられた。このことから，平坦河床区では河川― 26 ―

敷が土砂の流送に大きく関わり，堆積もより速い段階で起こったものと考えられる。
以上の結果から，砂河川における土砂の堆積を軽減・遅延させる方法として澪筋の造成が有効であり，維持管理コストの低減が図れるものと推察される。
ただし，澪筋の幅は各河川の流量に併せて検討する必要がある。

3. 水際処理方法と魚類の分布特性
3-1. 調査対象地区の概要

図8

研究対象地区は，板櫃川の河口から約 5km に位研究対象河川及び対象地区の位置置する高見地区である（図 8）。この地区に改修方法別に A ～ D 区の４調査区間を設定した（図 9）。

年に高水敷を含めた工事が概ね終了した。本研究最上流の A 区は，整備後 50 年以上が経過しており，で，低水路拡幅と巨石在置の効果を評価する区間で低水路内には巨石が在置されていた。護岸は，低水ある。

路との間に巨石が配置され草が生える自然な緩傾斜

C 区間は，調査を開始した 2005 年の 2 年前に既護岸となっていた。低水路内には巨石が在置されてに改修を終えており，改修工事の際に河道内から出いた。てきた巨石はすべて取り除かれ，低水護岸として利その下流の B 区と C 区は，改修前は二面張りの用された。

護岸で水辺に近づくことができなかったため，自然最下流の D 区は，2005 年には改修から 50 年以上を生かした川づくりを目指した河川整備が進められ経ち，土砂が堆積し，草木が生い茂り，河道も自然た。

な形で蛇行し，水深や流速も多様であることが目でB 区は調査開始当初の 2005 年は低水路の改修直みてわかる区間であった。しかし，2008 年の調査後で，低水路幅が広く巨石が点在していた。2007

時には，それまでの出水で調査区間の下流側の澪筋

図9

調査対象区間― 27 ―

が左岸側に寄っていた。2009 年には，遊歩道工事のため，調査区間のほぼ全域の澪筋が左岸側護岸の護床ブロック沿いに寄せられていた。
3-2. 調査方法
各区に瀬・淵を含む 3 ～ 4 のリーチ（1 リーチ：縦断方向の長さ 10 ～ 20m，以下「地点」と記す）を調査範囲として設定し，物理環境調査及び魚類調図10

魚類の調査区別分布査を実施した。
物理環境調査では，各地点に 2m 間隔の横断測線

魚類の平均個体数は，2005 年には改修直後の Bを設け，さらに測線上の流水部を横断的に均等に分区と改修後 50 年以上経過した D 区は同程度で，改割して，その中央部に測点を設定した。各測線では

修 2 年後の C 区に比べて多かった。そのため，B水面幅，設定した 5 ～ 10 の測点の水深，流速，河区は改修工事直後に速やかに魚類生息場としての環床材料を調査した。流速は，各測点の 6 割水深部境が回復したと考えられる。その後，各区ともに減を電磁流速計で測定した 3 回の平均値とした。河少傾向を示した。特に個体数の多かった B 区と D

床材料は各測点上の礫の長径を砂（<0.2cm），小礫区で，オイカワ・カワムツ・ヨシノボリが減少した。

（0.2 ～ 1.6cm）， 中 礫（1.7 ～ 6.4cm）， 大 礫（6.5 ～（2）魚類の分布と物理環境との関係

25.6cm），巨礫（>25.7cm），岩盤に分類し，その出2005 年は図 12 に示すようにオイカワ大，カワ現割合を各測線の粒度分布（％）とした。また，各ムツの大・小，ムギツク，ギンブナ，イトモロコ，地点内の長径 50cm 以上の巨石を計数した。植生は，ドンコと平均水深との相関が高く（r=0.69 以上），各測線の水際水中部と水際陸上部で有無を目視で確認し，各地点での確認割合をそれぞれの植被率（%）とした。
魚類は電気ショッカーを用いて地点ごとに採捕し，種類別に全長を測定した後，採捕地点に放流した。
物理環境及び魚類調査の時期は，2005 年 10 ～ 11月，2008 年 12 月，2009 年 12 月である。2009 年には，

図11 オイカワ・カワムツのサイズ別分布の比較

調査前の 7 月に中国・九州北部豪雨が発生し，A 区
では下流部の遊歩道の被災，B 区では澪筋や瀬淵の位置や大きさの変化，C 区では一部河床低下などが見てとれた。
3-3. 調査結果（1）魚類の分布
低水路幅を広げ，巨石を在置した B 区の種数は，
図 10 に示すように改修直後の 2005 年から他区と差がなく，2009 年には最上流の A 区とともに調査区間の中では最も多かった。
― 28 ―

図12

魚類の平均個体数と物理環境との関係（2005年）

図13

巨石と水深及び水際水中植生との関係（2005年）

2005 年の魚類分布は巨石と相関の高い水深に大きく依存していたと考えられる。このうち，ムギツク・ドンコは岩盤とも負の相関が高く，岩盤が多く水深

図14が他区に比べて有意に浅かった C 区で少なくなったと考えられる。

西郷川の流速・水深の実測値と低水路幅からの流速計算値

このほかに図 11 に示したように 2005 年に C 区でカワムツ大が殆ど出現しなかったのも水深が浅かった影響と考えられる。巨石は水深，特に図 13に示すように最大水深と正の相関が高かった。これは巨石の存在によってその周辺が掘れて深くなる R型の淵のでき方 8） で説明できる。また，巨石は水際水中の植生被度とも相関があり，水際植生の回復

図15

板櫃川の魚類の分布と流速・水深との関係に効果があるものと推察される。

4. 土砂管理に配慮した多自然川づくり
河川における土砂堆積の遅延・軽減手法として，
澪筋区の設置を提案する。
澪筋を確保するため低水路幅を狭めると計算上は流速が増加し（図 14），魚類の生息が難しくなる。
板櫃川では平均流速 20cm/s 以下が魚類の生息密度の高い場所であった（図 15）。しかし，実際に西郷川で澪筋を作っても瀬・淵の形成に伴い水深・流速が多様になり，流速 20cm/s 以下の場所も出現している（図 14）。このほか，オイカワ小（当歳魚）図16は水深 10 ～ 20cm の浅い場所を好み（図 15），コイ，フナ等は産卵付着基盤として水際植生が必要で土砂管理に配慮した多自然川づくりのイメージある。したがって，土砂の堆積を遅延・軽減させる置が効果的である。また，巨石は淵と同時に瀬の形方法として澪筋の確保は有効であるが，同時に瀬・成を誘導させることができる。浅場は，川幅を広げ淵，浅場，水際植生の形成にも配慮する必要がある。

ると土砂が堆積することで形成される。また，搬入淵，水際植生の形成には，前述のように巨石の配路を設けると堆積した土砂の効率的な排出が可能と― 29 ―なる。以上の考え方を基本に，土砂管理に配慮したからは貴重な資料を提供していただいた。心より感

多自然川づくりのイメージを図 16 に示す。すなわ

謝申し上げます。最後になりましたが，小野勇一九

ち，土砂の堆積しにくい低水路幅を狭めた澪筋区間

州大学名誉教授ご夫妻には，ご指導・励ましのお言と土砂の堆積しやすい低水路拡幅区間を適宜配置す

葉を度々いただき，本研究を続けることができましるものである。この図では，瀬・淵ができやすいよた。ここに記して感謝の意を表します。

うに巨石の配置に配慮している。長期的には澪筋の位置が変化する。特に，川幅を広げた区間は土砂が参考文献

堆積し易いため，いずれ水面幅が狭まるとことが予

1） 高比良光治，萱場祐一，島谷幸宏，中森健一，想される。この際も魚類の生息場としての価値が低

内田唯史：福岡県内の砂河川における掘削形状

下しないように，各所に巨石を配置し，その周りにの違いによる土砂堆積の軽減・遅延効果，河川深みができるように考えた。

技術論文集，第 16 巻，pp.95-100，2010．
2） 高比良光治，島谷幸宏，久岡夏樹，河口洋一，

5. おわりに佐藤辰郎，池松伸也：板櫃川で実施された多自然川づくりの魚類生息環境からみた評価，河川

本報告では，砂河川における土砂管理と多自然川づくりを両立させる手法について提案した。今後，技術論文集，第 17 巻，pp.395-400，2011．

実際の河川でこの提案が採用され実証されること，

3） 福岡県宗像土木事務所，八千代エンジニアリン

人と生物が活き活きとする環境が多くの河川で復活

グ株式会社：西郷川浸水想定区域図作成業務委することを期待したい。

託報告書，2008．
4） 山本晃一：構造沖積河川学，山海堂，2004．

謝辞5） 川合茂，和田清，神田佳一，鈴木正人：河川工学，コロナ社，2002．

本研究を行うにあたり，指導教官で共同研究者の九州大学大学院島谷幸宏教授，共同研究者の土木研

6） 土木学会水理委員会：水理公式集，第 2 編「河川編」土木学会，1999．

究所自然共生センターの萱場祐一センター長，徳島大学大学院河口洋一准教授，福岡県土整備部の中森

7） 芦田和男，高橋保，道上正規：河川の土砂災害と対策，pp.40-42，森北出版，1983．

健一氏（当時），福岡県保健環境研究所中島淳博士，オクト環境株式会社奥田哲也氏ほか多数の方々にご8） 水野信彦・御勢久右衛門，河川の生態学，築地助言，ご指導をいただいた。また，福岡県北九州県
土整備事務所，北九州市建設局下水道河川部計画課― 30 ―

書館，1972．