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阿武隈川における土砂供給源調査について
国土交通省福島河川国道事務所 佐藤 要，手代木 裕司，毛利 陽司(株)地圏総合コンサルタント ○鴨志田 毅，山下 伸太郎，高橋 健太
宮城県

広瀬川

１．はじめに ～調査の背景～
阿武隈川では、総合土砂管理の一環として流砂系調査を実施している（図１：流域の位置および概略地質構成）。
現在は、流域内の土砂動態を把握するために、阿武隈川本川での流砂観測（流砂捕捉ポンプ：宮城県側は稼働中、福島県側は設計中）、主要直轄支川での流砂観測（音響式掃流砂計等）、本川・支川での出水時の浮遊砂の同時観測（多地点バケツ採水）等を実施している。本発表では、地形や費用等の制約条件によりこれらの手法が適用できない区間においても、出水後の堆積砂を用いて支川から本川への土砂供給実態を出水イベント毎に推定可能な簡便的な調査手法（以下、「土砂供給源調査」とする）を紹介するとともに同手法の現状における課題等について報告する。

摺上川
松川
荒川

福島市
信夫ダム

２．土砂供給源調査の手法(1)手法の特徴
本手法は、出水後の堆積砂に含まれる岩片等の量比に着目して土砂供給源（「どの支川」の「どの地質区分」から
図１ 阿武隈川流域の位置及び概略地質図の土砂が主体か）や各支川の供給土砂量＜右の円グラフ＞
内側：流域面積比を相対量比で推定する手法として立案
外側：出水後の岩片量比
した。
流域
土砂供給
地質区分
岩片量比
面積比の寄与率(2)基本的な考え方
地質A
50200.40
地質B
30401.33
堆積砂の採取地質C
20402.00
基本的な考え方を図２、図３に示す。
→この場合、土砂供給の寄与率（活発さ）はＣ＞Ｂ＞Ａ
まず出水により渓岸に堆積した砂（試図２ 土砂供給源調査の基本的考え方(1)料）を採取する。採取地点は、主たる１Ｅ
本川①地点
支川②のＤ流域の本川代表地点上流及びＡ
地質面積率 Ｄ
地質面積率
支川合流地点を基準として、例えば図３ 支川流域の地質区分別面積率の整理
Ａ
本川①
支川②
ＣＢの下段に示す概念図のように、支川合流
Ｃ
地質
地質
Ｂ
岩片の岩種と地質区分との対応整理
前の本川①、支川②、支川合流後の本川
地質Ａ → 岩片a 、地質Ｂ → 岩片b 、地質Ｃ → 岩片c ・・・
ｅｅ③の３地点を１組として設定する。
本川①の
支川②のｄ
各地点の岩片の鑑定結果から地質区
岩片量比
ａ 岩片量比ｄａｃ
本川①
支川②
採取した試料を乾燥して径２mm 以下 分と対応した岩片量比を整理
ｃｂ
岩片
岩片ｂにフルイ分けを行い、樹脂封入後に薄片例えば、支川②では地質Bの面積率に対して岩片bのを作成する。この薄片の鉱物・岩片鑑定 地質区分面積率と岩片量比から地質区別の土砂供給の寄与率を分析
量比が多く、地質Cの面積率に対して岩片cの量比が少ないとすると、土砂供給の寄与率は 地質B＞地質Ｃを行いモード測定（目安として粒子 100点以上）により岩片や鉱物片の量比を算 本川(支川合流後)の岩片量比が、本岩片量比が本川①＋支川②＝本川③となるための川(支川合流前)と支川の各岩片量比土砂供給の倍率 本川①：支川②＝1：Ｘ出する（図４）。そして、これらの採取 を合成した岩片量比と一致する本・支川の土砂供給の倍率を計算
支川②
本川③の岩片量比
地点毎に上流域の地質区分別の面積率
本川③ｅ
(合流後)
ｄを整理し、モード測定により得られる採 土砂供給の倍率が大きい流域内の供
ｃａ
本川①
本川③
取試料の鉱物や岩片の量比と対比させ 給寄与率が多い地質区分を主たる土
本川砂供給源と推定ｂ
岩片ることで、各支川内における地質区分毎(1) 各地質区分からは同じ割合で土砂（岩片・鉱物片）が生産されると考える。
支川合流後の本川③地点でみると、(2) 生産された土砂（岩片・鉱物片）は出水時にはの土砂供給の寄与率や、各支川から本川支川②内の地質Ｂが主たる土砂供給源同じタイミングで流出すると考える。
への土砂供給倍率を算出する。
図３ 土砂供給源調査の基本的考え方(2)
地質A

地質C

地質C

内側：流域面積比
地質A
外側：
岩片量比

地質B

地質B

地質Ｅ

地質Ｄ

地質Ｄ

本川①

地質Ａ

地質Ａ

支川②

地質Ｃ

地質Ｂ

地質Ｃ

地質Ｂ

岩片e

岩片e

岩片d

岩片a

岩片d

岩片c

本川①

岩片a

支川②

岩片c

岩片b

岩片b

岩片e

岩片d

岩片b

岩片a

本川③岩片b仮定条件- 358 -

その後、［各支川毎に供給寄与率が高い地質区分］×［その地質区分の岩片量比］×［支川／本川の土砂供給倍率］により各支川の本川に対する土砂供給量比を求める。
なお、試料採取に際しては、同一出水による堆積砂でも採取位置（横断方向、深度方向）によって試料成分に無視できないばらつきが生じることが既往の調査において判明しているため、試料採取は各地点で近似した条件（例えば、平常時の水際に近い箇所）かつ、出水毎に常に同じ地点（採取地点誤差２ｍ程度以内）で行うこととして、試料採取時におけるばらつきを最小限に抑えるなどの工夫も必要である。

ANANAN

図４ 堆積砂の薄片例(代表凡例：AN 安山岩,GR 花崗岩,TF 凝灰岩)

３．調査解析事例および現状における課題
阿武隈川
上述した考え方を用いて、阿武隈川中流域における土砂供● 丸森
給源調査を実施した。本流域は比較的単純な主要地質構成主要支川宮城県（図１：本川右岸域は花崗岩類主体、同左岸域は火山岩類主県境狭窄部福島県体）であるため、土砂供給源調査を実施する上でも供給源が79.8把握しやすいことが特徴である。調査解析の対象は、平成 22● 八幡
年 12 月 22 日の降雨による出水とした。この降雨は気象庁の広瀬川
福島観測地点での 24 時間降雨量 55mm(1901 年の観測以降 1279.8
3.8月の降水量として第 3 位)を記録した。この降雨後に中流域● 伏黒の本川７地点、支川６地点で出水による堆積砂を採取して鉱3.8物・岩片鑑定を行い、土砂供給源について解析した。なお、
摺上川
摺上川ダム
薄片のモード測定は 13 試料中最少 35 粒子、最多 195 粒子、3.0
平均 122 粒子について測定を行った。
3.0
松川
● 福島
このモード測定結果や地質区分面積率等をもとに解析し荒川た結果、今回の出水では広瀬川からの土砂供給量比が最も大2.3きく、次いで摺上川、松川、荒川の順になった（図５）。
● 黒岩
なお、同出水中に本川・支川での時系列的なバケツ採水を 信夫ダム
2.3実施した結果と対比すると、バケツ採水においても中流域の 蓬莱ダム
支川のうち広瀬川が最も本川に対して土砂供給量が多い傾向がみられた（広瀬川と他支川の浮遊砂量比：対荒川 3.4 倍、● 二本松対松川 1.2 倍、対摺上川 14.8 倍）。しかし、供給源の解析で● 水位・流量観測所
凡例
算出された広瀬川および摺上川の阿武隈川本川への供給量
2.3 本川を１としたと花崗岩類（花崗岩質岩）
き支川からの土砂
第四紀火山岩類（崖錐堆積物含む）
供給量比
第四紀火山岩類など（変質岩）
比がバケツ採水より大きいこと（広瀬川は本川河道部に大量
新第三紀～第四紀火山岩類（流紋岩・玄武岩類）
新第三紀火山岩類（凝灰岩・溶結凝灰岩）に堆積している花崗岩質砂の再移動など別の要因の影響、摺新第三紀堆積岩類
上川は出水による堆積砂が微量で出水前の成分が混入した
図５ H22.12.22 出水における中流域の調査結果可能性）など解析上の課題も明らかになった。
広瀬川合流後広瀬川

摺上川合流後

松川合流後

荒川合流後

信夫ダム下流

摺上川

松川

荒 川

４．まとめと今後の展開
阿武隈川流砂系における土砂供給源調査として、主たる土砂供給源（支川や地質区分）を出水毎に相対量比で推定する手法を立案した。実際の出水での解析結果はバケツ採水結果と調和的であったが、量比については現地の出水条件等に起因する課題も明らかになった。また、本調査は各地質区分毎の土砂の生産割合や供給タイミングなどを一定と仮定しており、これらの仮定条件を実現象に整合させていくことも課題として挙げられる。
今後はこれらの課題を踏まえながら、出水時の調査を継続・蓄積して解析精度の向上を図るとともに、本川・支川での流砂観測と併せて仮説の実証をすすめ、阿武隈川流砂系における平常時及び出水時の土砂移動特性（上・下流域を含めた土砂収支や海岸域への影響）を明らかにしていく予定である。

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