RIVER FRONT Vol.92

近年の研究紹介③木津川

伝統的河川工法を用いた木津川の河床地形管理手法に関する研究
京都大学防災研究所水資源環境研究センター

１．はじめに竹門康弘

地形を維持させる実験を行った（図２）。その結果、淀川水系の木津川は、砂河川の代表として河川生設置当年は出水後にたまりが形成されたものの、翌

態学術研究会の３番目の対象地となり、1998 年か年の出水時には土砂で埋まってしまった（井上ほら 2006 年の間、砂州、河原、たまりやワンド、河床か，2003）。その後、砂州上でオブジェと化したた間隙水域などの水理・水質・生物相に関する調査め、４年後に重機を用いて撤去された。また、12kp

研究が行なわれた。それまで交流の薄かった生態学

砂州では水路で本川と繋がったワンドを人工的にと工学分野間の共同研究によって、河川の生息場を掘削したが、一回の出水で水路は埋まり、ワンド自測定するさまざまな方法が試行され、木津川生態系体も植生が繁茂して１年で湿地と化した。の特性である裸地砂州を維持するための撹乱の重要性が示された（河川生態学術研究会木津川研究グループ，2003; 2009）。
しかし、木津川下流域ではその後も土砂供給の減少による河床低下と河道の二極化が進行し，河川環境の改善対策の必要性が高まっている（図１）。本

図 2．初期の河川生態学術研究会木津川研究グループが行った人工たまり実験。1999 年にたまりを掘削し、洗掘促すための布団籠を設置したが、1 年後には土砂堆積でたまりは消滅した。

研究では、河床地形を目的変数として土砂動態を管理する「河床地形管理」の考え方に基づいて，木津川 15k 右岸砂州に試験地を設け、伝統河川工法による河川環境の改善手法を追究している。

図 3．2018 年に設置して1年後の第2中聖牛群（手前）、下流奥手は 2017 年に設置した第 1中聖牛群。

図 1．木津川調査地の景観（ドローン撮影：2020 年 4月11日）。左岸側 15kp 砂州は 1998-2006 年には裸地だったが、現在樹林化が進行している。右岸砂州には本事業で設置した聖牛群の一部が見えている。

これらの試みが失敗に終わった原因として、場の侵食堆積傾向を読みきれなかった点や、たまりやワンドそのものを人為的に形成しようとした点が挙げられる。本研究では、これらの教訓を受けて、河２．伝統的河川工法の導入経緯
初期の河川生態学術研究会木津川研究グルー

川環境の保全対策として、目標地形を人為的に形成

プでは、たまりやワンドを保全する手立てとして維持する発想から増水時における土砂の浸食堆積11kp の砂州を掘り下げて人工的にたまりを形成し作用を制御することによって自然の力で目標地形た上で、不透過型布団籠（鉄格子に割栗石を入れたを形成する発想への転換を図った。
日本の伝統的河川工法である聖牛（せいぎゅう，構造物）を併設し出水時の局所洗掘によってたまり16

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ひじりうし）（図３）は透過型水制の一種であり，主中聖牛・竹蛇籠水制周辺域における河床地形変化に水刎ねと土砂堆積を促進することによって河岸について，水路実験と二次元河床変動計算による予侵食を防ぐこと目的とした治水対策に用いられて測評価，摂南大学理工学部の石田裕子准教授と力塾きた（田住ほか，2018）．聖牛等の牛類は透過型のの小川力也氏は魚類と底生動物の生息場利用調査

立体構造により水刎ね効果とともに堰上げ効果やを、奈良女大学の片野泉准教授はたまりの底生動物

水裏への土砂堆積効果などが期待できるので、土群集の時空間変動を、同大学の田中亜季研究員は、砂動態の管理手段として有用と考えられる。また、砂州内の間隙生物の時空間変動を、そして甲虫学会

竹、丸太、石を材料としているため、耐久性は 5‑10の稲畑憲昭氏は甲虫目や半翅目などの昆虫相調査

年程度で朽ちて自然にもどること（図４）も動的なを分担している（図５左側）。

河川地形の管理にとっては利点となる。しかし、聖牛が河床地形、生息場，生物群集に及ぼす効果に関する知見は乏しかったことから，本研究では聖牛を砂州頭、砂州中、砂州尻に設置して地形と生息場の変化をモニタリング調査することによって、浸食堆積傾向の異なる場における聖牛の地形改変効果を明らかにすることを主目的として、研究プロジェク
トを立ち上げた．

図 5．研究実施体制図。左の研究組織と右の聖牛制作設置活動組織により実践的な研究を行う。

図 4．2018 年に設置した第 2 聖牛群は 2019 年の増水で棟木が折れて変形した。
３．事業の実施体制
本事業は，淀川河川事務所の支援の下で、京都大学防災研究所・摂南大学理工学部都市環境工学科・奈良女子大学自然科学系研究院・奈良女子大学共生科学研究センターが共同して調査研究活動（図５左側）を行い、木津川の流域住民が主体と

図 6．竹蛇籠作りと中聖牛の設置組み立て作業は、市民参加型のイベントとして実施された。

なった NPO 法人やましろ里山の会や複数の漁業協同組合員が主体となった NGO 京の川の恵みを本研究事業では、竹の伐採，竹蛇籠製作，聖牛の活かす会ならびに淀川河川レンジャーなどの団体組立て，設置，竹蛇籠への石詰め作業などを，全て（図５右側）とが連携して実施する事業である．
中聖牛・竹蛇籠水制の設置前後における水理・やましろ里山の会が主体となって市民参加型のイ地形・生態環境調査における解析・予測・評価のベントとして実施している（図６）。聖牛の制作は、部分については，京大防災研究所・摂南大学・奈良静岡県の原小組の指導によっていたが、やましろ里女子大学の分担によって実施している。このうち，

山の会の通算５年間の経験によって、これらの全工

京大防災研究所の角 哲也教授は主に木津川におけ程を自力で完了できるようになったことは、伝統的る伝統河川工法の適用条件としての土砂移動量の河川工法の伝承と普及を実現する上で大きな成果

現状と将来予測を，同研究所の竹林洋史准教授は，と言える。

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図 8．第 1 ～第 4 中聖牛群の設置に伴う 2017 ～ 2020年の澪筋の変化。
図 7．2021 年時点の木津川調査地における中聖牛群の設置状況。

図９のような模式図にまとめることができた。すな

４．聖牛群設置による地形と生息場変化への土砂堆積より侵食効果が大きいために大きくわち、侵食卓越する砂州頭においては、中聖牛近傍

木津川 15‑6kp の玉水橋下流の右岸砂州上におい深いたまりやワンドが形成されることがわかった。て、侵食堆積傾向の異なる砂州頭１地点、砂州中２これらの砂州上の地形変化は、竹林洋史准教授の地点、砂州尻２地点の４箇所に、毎年 11‑12 月に３水路実験によって、増水時の局所洗掘により聖牛自基ずつ聖牛群を設置し、現時点で計 12 基の聖牛群体が沈降し、かつ前のめりに傾くことと対応していが並んでいる（図７）。撹乱規模の異なる増水前後ることがわかった（図 10）。すなわち、平均河床位において、各地点の侵食堆積傾向と対応した河床地が変化しない場及び平均河床位が低下傾向の場で形・水理環境・水生動物群集の変化を調査するこは，聖牛上流端付近が大きく洗掘され、聖牛下流端とによって，中聖牛設置が河床の生息場や生物群集付近には土砂が堆積する結果、聖牛が前方に傾いたの多様性保全に与える効果を体系的に評価すること状態となりやすく、平均河床位が上昇傾向の場でができると期待される。具体的には、１）増水時には，聖牛上流端付近の洗掘が起こらず、聖牛はほぼおける聖牛群の水刎ね効果によって対岸砂州河岸の浸食を促す効果、２）聖牛群の堰上げによって右岸植生内に存在する高水敷たまりの冠水頻度を高める効果、３）聖牛群の下流で流速を低下させることによって、本流河道の右岸堤防の水衝部の流速を低下させる効果、そして４）聖牛近傍の局所洗掘によって、たまりを形成する効果、が期待されている（図７右側）。このうち、１）〜３）の効果については、現時点では明確な地形変化には至っていないものの、図８のような澪筋の変化を生じており、2020 年

図 9．出水時における砂州上の流砂の動きと中聖牛の侵食堆積促進機能との関係模式図。砂州の位置の違いが、聖牛近傍に形成されるたまりやワンドの形状の違いを生み出すと考えられる。に初めて４中聖牛群が勢ぞろいしたことによって、2021 年の出水で生じる地形変化に期待している。
一方、４）の聖牛近傍の局所洗掘によって、形成されるたまりについては、砂州頭〜砂州尻の間に多数の一時的たまりが連続的に、しかも様々な存続時間で存在する場が形成された。これらのたまりは、砂州頭で大きく、ときに本河道と接続してワンドとなるのに対して、砂州中では、中くらいのサイズのたまりとなり、砂州中の下流側では小さなたまり

図 10．水路実験に用いた聖牛模型（左）と平衡流砂条
件における聖牛周辺の河床変動。

ないしは湿地が形成された。これらの対応関係は、

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水平状態を維持することがわかった．この結果を、現場の地形や生息場変化と照合すると、図 11 のようにまとめることができる。

図 13．今後の研究課題：たまりの日齢と底生動物群集の応答解明成されてからの時間で変動している可能性が示唆されており、今後は図 13 の仮説に沿った検証研究を行う予定である。
【参考文献】

図 11．中聖牛の侵食堆積傾向への応答と生息場形成機能のまとめ。侵食卓越場から堆積卓越場へかけての侵食堆積傾向に応じて流路内の深場→わんど→大深たまり→小浅たまり→小湿地を形成すると考えられる。

井上泰江・竹門康弘・谷田一三・安佛かおり・三田村緒佐武（2003）木津川砂州上のタマリ動物群集の動態̶自然タマリと人工タマリにおける増水前後の比較ー．河川生態学術研究会木津川研究グループ編．木津川の総合研究．pp.337‑367.

５．生物群集の応答と今後の研究方針
中聖牛近傍に形成されるたまりと砂州上に形成

河川生態学術研究会木津川研究グループ編、2003,

された自然たまりの形状や環境条件ならびに水生木津川の総合研究〜京田辺地区を中心として動物相を比較した結果、中聖牛近傍の局所洗掘に〜 .666pp.
河川生態学術研究会木津川研究グループ編、2009,

よって形成されるたまりは、水面面積に比べて水深木津川の総合研究 II. 443pp.

が大きい特徴があり、底生動物群集の種多様性は必ずしも高くないものの、ゲンゴロウ類・ガムシ類な田住真史・角 哲也・竹門康弘、2018、伝統的河川

どの甲虫目とチビミズムシなどの半翅目の多様性

工法「聖牛」に関する知見の整理と木津川におけが高いことがわかった（図 12）（田住ほか，2019）。

る試験施工．京都大学防災研究所年報 61B: 748‑

とくにハイイロゲンゴロウについては、中聖牛近傍755.
田住真史・竹門康弘・小林草平・角に形成された一番深いたまりに集団で生息してい哲也（2019）

る場合があった。出水前後の頻繁な調査によって、木津川の河床地形管理における伝統的河川工法

このような分布の偏りは、撹乱によってたまりが形「聖牛」の活用．京都大学防災研究所年報 62B:734‑765.

図 12．中聖牛の近傍に形成されたたまりには甲虫目や半翅目の分類群数が多いことがわかった。とくにハイイロゲンゴロウが中聖牛たまりに特異的に多いみられた。

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