2. 石狩川の治水事業石狩川における治水事業は北海道第一期拓殖計画をスタートして現行計画に至るまでに捷水路事業河道掘削堤防整備洪水調節施設整備等が行われてきた捷水路事業は石狩川が洪水時に河岸侵食を起こして流路が定まらないまま石狩原野を縫流していたことから平常時洪水時の水位低下を目

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みひなこしの
5 years ago
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石狩川流域の仮想水による治水事業の効果に関する検討石狩川開発建設部計画課植村繁生時岡真治三浦敦禎石狩川の計画的な改修事業は明治 43 年から始まり間もなく 1 年を迎えようとしている石狩低平地は泥炭性の湿地環境から我が国を代表する穀倉地帯へと大きく変貌し捷水路事業をはじめとする治水事業はこの発展に大きく貢献した本検討は石狩川流域におけるが異なる年代等を比較対象として過去 1

1 石狩川流域の仮想水による治水事業の効果に関する検討石狩川開発建設部計画課植村繁生時岡真治三浦敦禎石狩川の計画的な改修事業は明治 43 年から始まり間もなく 1 年を迎えようとしている石狩低平地は泥炭性の湿地環境から我が国を代表する穀倉地帯へと大きく変貌し捷水路事業をはじめとする治水事業はこの発展に大きく貢献した本検討は石狩川流域におけるが異なる年代等を比較対象として過去 1 年にわたる治水事業の効果および地域発展への効果を定量的に評価検証するために仮想水を指標として石狩川における治水事業の効果を考察するものであるキーワード : 仮想水治水事業効果河川の水位土地利用状況洪水氾濫面積 1. 背景石狩川の計画的な改修事業は明治 43 年に石狩川治水事務所が設置され北海道第一期拓殖計画がスタートしたことから始まる ( 図 -1 参照 ) 石狩川の治水対策は安全な地域社会の形成を目指し洪水被害を軽減するために河川の水位を低下させることを目的として行われてきたまた食料増産を目的として泥炭地の湿地環境が広く分布していた石狩低平地において農地開発の促進に寄与することも目的の一つとして行われてきたその結果石狩川流域は我が国を代表する穀倉地帯へと変貌を遂げた一方我が国の食料自給率は 39%( 農林水産省平成 18 年カロリーベース ) 1) と低く農作物を輸入に頼っているのが現状であるそれに対して北海道の食料自給率は 195% であり全国の中で最も農作物を生産している食料基地として大きな役割を担っているその農作物を生産する過程においては多量の水資源が使われており国際的な穀物の輸出入等はあたかもバーチャルウォーター ( 仮想水 ) を輸出入していると考えられている 2) 東京大学沖教授らによると海外から日本に輸入されたは 25 年で約 8 億 m3(835.8 億 m3) と推計されている ( 図 -2 参照 ) 3) こうした背景から石狩川治水事業の目的の一つでもあった農地開発によりが増大したことに着目して石狩川流域におけるが異なる年代等を比較対象とし農作物の統計データおよび ( ある製品の単位量を生産するのに必要な水量 ) 2) に基づき消費地域 ( 本検討においては石狩川流域外 ) において消費 ( 輸入 ) した農作物を作るのに本来必要であった水量として定義される仮想水について石狩川流域の生産量と消費量を推定しこの ( 生産量と消費量の差 ) から石狩川における治水事業の効果を考察するものである図年仮想水輸入量出典 : 平成 18 年度アジア太平洋地域における水と衛生に関するデータ収集整理等検討業務報告書日本水フォーラム環境省 M3 計画事業備考 M4 T1 T1 S1 S1 S2 S3 S5 S6 H1 H1 H15 H17 H18 H19 H2 M42 計画流量 8,35m 3 /s( 対雁 ) 基本方針策定 M43 ( 石狩川治水計画調査報文 ) 基本高水流量 9,3m /s ( 石狩大橋 ) 夕張川千歳川河川整備計画 S2 S21 S28 S39 S57 H17.4 幾春別川河川整備計画第 1 期拓殖計画第 2 期拓殖計画石狩川改修全体計画工事実施基本計画策定 H18.3 S57 基本高水流量 18,m 3 /s( 石狩大橋 ) 豊平川河川整備計画 H18.9 工事実施基本計画改定空知川河川整備計画 H18.12 雨竜川河川整備計画 H19.5 石狩川上流下流河川整備計画 H19.9 M43 本格的な治水工事着手築堤掘削 T7 石狩川捷水路工事 (29 箇所 ) S44 M43 石狩川治水事務所創設 S26 北海道開発局発足 S39 新河川法施行 S56 8 月上旬に大洪水既往最大 H13 9 月に洪水 M37 7 月に大洪水 T11 8 月に大洪水 S37 8 月に大洪水 S5 8 月に大洪水 H9 河川法改正図 -1 石狩川治水の沿革

2 2. 石狩川の治水事業石狩川における治水事業は北海道第一期拓殖計画をスタートして現行計画に至るまでに捷水路事業河道掘削堤防整備洪水調節施設整備等が行われてきた捷水路事業は石狩川が洪水時に河岸侵食を起こして流路が定まらないまま石狩原野を縫流していたことから平常時洪水時の水位低下を目的として大正 7 年の生振捷水路から工事が始まり砂川捷水路を昭和 44 年に通水して完了した 4) これら 29 箇所の捷水路によって石狩川は約 5 年間で約 6km が短くなった河道掘削は石狩川 KP2~54 区間において昭和 32 年から始まり平成 18 年までに洪水を安全に流下させることを目的として行われ完成断面を目指し整備を継続して進めている図 -3 のとおり昭和 41 年と平成 15 年の河積を比較すると明らかに河積は増大しているそうした河道掘削の河積確保により流下能力を向上させている石狩川本川の堤防整備は洪水氾濫防御を目的として滝川市街築堤整備 ( 大正 14 年完成 ) を皮切りに捷水路事業の発生土が活用された捷水路事業箇所周辺では堤防整備が進められたが断続的であり堤防機能としては不十分であった昭和 28 年石狩川改修全体計画においては捷水路事業による洪水疎通能力が一定のレベルに達したことから堤防整備計画が明記された堤防は連続して初めて機能を発揮するためその計画にお河積 (m 2 ) 豊平川合流点千歳川合流点夕張川合流点幾春別川合流点昭和 41 年測量平成 15 年測量 KP 図 -3 河積縦断図標準図掘削いては連続堤防の早期完成を重点事項として暫定堤防整備を優先しているその結果昭和 4 年代で連続堤防が概成したが昭和 5 56 年洪水 5),6) では破堤や越水による浸水被害が発生しているそのため現在においても河川整備計画に基づき完成堤防の整備を継続して進めている洪水調節施設整備は昭和 26 年にダム事業に着手してから現在に至るまで 8 つのダムと 1 つの遊水地が完成しているそれらの洪水調節施設は 223,4 千 m3 の洪水調節容量を有し ( 図 -4 参照 ) 洪水氾濫防御に大きく寄与している 3. 治水事業の効果捷水路事業河道掘削堤防整備洪水調節施設整備等が行われてきたことにより治水事業の効果がどの程度あるのかを検証するために河川の水位土地利用状況および洪水氾濫面積について整理したなお治水効果を比較する年代については後述する仮想水算出の年代と統一するため昭和 3 年代と現在とを比較することとする河川の水位について経年変化を検証するため図 -5 に石狩大橋地点 ( 石狩川 KP26 付近 ) における昭和 3 年代と現在の水位と流量の関係を表した同じ流量に対して水位が低下していることを示しており水位差の大きいところでは約 3m 低下しているこの図から捷水路事業や河道掘削等の治水事業が河川の水位低減をもたらしたと考えられる土地利用状況について昭和 3 年頃と現在を比較すると ( 図 -6) 現在においては土地利用の高度化が進みは昭和 3 年頃に比べて約 13km2 増加しているこれは河川の水位が低下したことが結果として地下水位の低減に寄与していると想定されるさらに年代を遡り明治 3 年頃と比べるとは約 1,km2 も増えている計画的な改修事業が明治 43 年から始まったことからの増加は捷水路事業等による治水事業の効果として考えられるなおは石狩川下流域における面積である総治水容量 S22 S25 S28 金山ダム豊平峡ダム大雪ダム漁川ダム定山渓ダム砂川遊水地 S31 桂沢ダム S34 S37 S43 S46 S49 S52 S55 S58 S61 H1 H4 H7 図 -4 洪水調節容量滝里ダム H1 H13 忠別ダム H19 H(m) 石狩大橋 H-Q 式 1 9 S3 年代約 7m m 低下 S29~S39 2 ~S49 S5~S59 1 S6~H6 現在約 4m H7~ H17~H18-1 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1, 11, 12, Q(m3/s) 図 -5 石狩大橋地点の水位と流量の関係

現在3年代昭和% 2% 4% 6% 8% 1% 昭和 3 年頃の土地利用状況 979km 2 1,111km 2 現在の土地利用状況 132km 2 拡大凡例市街地水田湿地図 -6 土地利用の高度化

年洪水氾濫実績図氾濫面積 38km 2 外水 1km 2 内水 37km 2 凡例外水氾濫内水氾濫図 -7 S37 洪水と H13 洪水の氾濫面積表 -1 S37 および H13 洪水の雨量と流量

年洪水 8) を比較すると ( 図 -7) H13 洪水においては洪水氾濫面積が S37 洪水に比べて約 62km2 も減少した H13 洪水の 3 日雨量と流量ともに S37

3 現在3年代昭和% 2% 4% 6% 8% 1% 昭和 3 年頃の土地利用状況 979km 2 1,111km 2 現在の土地利用状況 132km 2 拡大凡例市街地水田湿地図 -6 土地利用の高度化昭和 37 年洪水氾濫実績図氾濫面積 661km 2 外水 224km 2 内水 437km 2 氾濫面積 623km 2 減少外水 223km 2 減少内水 4km 2 減少平成 13 年洪水氾濫実績図氾濫面積 38km 2 外水 1km 2 内水 37km 2 凡例外水氾濫内水氾濫図 -7 S37 洪水と H13 洪水の氾濫面積表 -1 S37 および H13 洪水の雨量と流量 ( 石狩大橋地点 ) 年次雨量 (mm/3 日 ) 流量 (m3) 昭和 37 年 14 4,41 平成 13 年 171 6,6 96% 洪水氾濫面積について昭和 37 年洪水 7) と平成 13 年洪水 8) を比較すると ( 図 -7) H13 洪水においては洪水氾濫面積が S37 洪水に比べて約 62km2 も減少した H13 洪水の 3 日雨量と流量ともに S37 洪水のそれらより大きいにも係らず ( 表 -1 参照 ) 洪水氾濫面積が大幅に減少したのは堤防整備等による治水事業の効果として考えられるその理由は図 -8 に示すグラフで説明できるこの図 19% 77% 増図 -8 石狩川下流の堤防整備延長

4 は石狩川下流域の昭和 3 年代 ( 築堤工事台帳 ) および平成 2 年 ( 築堤現況調書 ) までにそれぞれ整備された堤防延長の整備率であるここで言う整備率は計画堤防延長に対する完成堤あるいは暫定堤の整備延長の割合である昭和 37 年の整備率は約 19% であるのに対して現在においては約 96% とほぼ概成しており堤防整備は洪水氾濫面積の減少に大きく寄与しているまた前述したとおり昭和 4 年代までに堤防は暫定堤による連続化整備が行われたが昭和 5 56 年洪水では破堤や越水による甚大な被害が発生した昭和 5 年以降現在も進めている完成堤の整備により平成 13 年洪水では破堤や越水の被害をなくし洪水氾濫面積を軽減したもちろん堤防のみならず洪水調節施設整備によるダムや遊水地の効果は大きい 4. の算出の算出にあたっては畜産物や工業製品も対象であるが石狩川治水事業の効果は農業に大きく寄与していることから本検討では農作物を対象とするまた石狩川流域において生産されている農作物作付面積は北海道農林水産統計年報 ( 総合編 ) 平成 18 年 ~ 平成 19 年 9) によると 13 品種がある ( 図 -9 参照 ) が本検討では作付面積の割合が多い米小麦大豆を対象とするこれら 3 品種の生産量および消費量は昭和 35 年度主要農作物市町村別作付面積並びに収穫高 1) および平成 19 年度食料需給表 11) に掲載されているため昭和 35 年と平成 18 年のを算出することとしたなおこの二年代の数値によって算出されたは治水事業の効果と関連付けることが可能となる生産に係わるの算出方法は以下のとおりである米小麦および大豆のそれぞれについて生産量は北海道農林水産統計年報 ( 総合編 ) 平成 18 年 ~ 平成 19 年 9) による石狩川流域 46 市町村の合計値としたこのばれいしょ 2.7% たまねぎ 3.% てんさい 3.2% 大豆 8.3% とうもろこし 1.8% その他 5.6% 小麦 22.4% 石狩川流域農作物作付面積 ( 平成 18 年 ) 千 ha 米 53.% 図 -9 石狩川流域の農作物作付面積 (H18) 合計値に沖教授らによって算出されている ( ある製品の単位量を生産するのに必要な水量 ) 2) を乗じることにより平成 18 年の農作物に係わる生産のを表 -2にそれぞれ算出した同様に昭和 35 年度主要農作物市町村別作付面積並びに収穫高 1) による生産量およびから昭和 35 年の農作物に係わる生産のを表 -3にそれぞれ算出した消費に係わるの算出方法は以下のとおりである平成 19 年度食料需給表 1) は消費量が用途別に飼料用種子用加工用粗食用などに分類されているが飼料用と加工用はそれぞれ畜産物工業製品の算出時に計上されるため本検討においては種子用と粗食用を対象とするなお平成 19 年度食料需給表 1) は全国値としてまとめられているため石狩川流域における数値 ( 消費量 ) に変換する必要があり変換方法は表 -4のとおりである上記の方法により平成 19 年度表 -2 農作物の生産に係わる (H18) 石狩川流域農作物生産量 ( 千 t) * 米 ,3 1,54,44 小麦 ,1 243,81 大豆 ,5 8,75 計 ,865, 表 -3 農作物の生産に係わる (S35) 石狩川流域農作物生産量 ( 千 t) * 米 ,3 1,77,45 大豆 7. 2,1 14,7 小麦 2.7 2,5 6,75 計 ,791,9 表 -4 石狩川流域における消費量への変換方法用途種子用粗食用変換方法全国の農作物生産量に対する石狩川流域での生産割合から石狩川流域の消費量を算出全国人口に対する石狩川流域の人口割合から石狩川流域の消費量を算出表 -5 農作物の消費に係わる (H18) 石狩川流域農作物消費量 ( 千 t) * 米 ,3 69,3 小麦 ,1 267,96 大豆 ,5 54,5 計 ,12,49 表 -6 農作物の消費に係わる (S35) 石狩川流域農作物消費量 ( 千 t) * 米 ,3 831,27 小麦 ,1 137,97 大豆 ,5 28, 計 ,24

5 年次表 -7 農作物のの年次比較生産量の 852,51 千 m 3 (H18) 食料需給表 ( 平成 18 年値 ) 1) から消費量を算出しこれにを乗じて平成 18 年の農作物に係わる消費のを表 -5 にそれぞれ算出した同様に平成 19 年度食料需給表 ( 昭和 35 年値 ) 1) による消費量およびから昭和 35 年の農作物に係わる消費のを表 -6 にそれぞれ算出した上記で算出した生産および消費のの収支は表 -7 のとおりで石狩川流域において農作物 3 品種の仮想水は各年代とも生産量が消費量を上回っているそのは平成 18 年において 852,51 千 m3 であるこれは図 -1 のように農作物を流域外に出荷することによりあたかもバーチャルウォーター ( 仮想水 ) 852,51 千 m3 を出荷していると考えられるあるいは 852,51 千 m3 の仮想水が流域外で消費されたと言える参考までに 852,51 千 m3 というボリュームは札幌ドーム (1,58 千 m3) 12) の約 54 杯分である 5. まとめと考察消費量の昭和 35 年 a 1,791,9 997,24 794,66 平成 18 年 b 1,865, 1,12,49 852,51 差 b-a 73,1 15,25 57,85 石狩川流域図 -1 石狩川流域の概念図単位 : 千 m3 収支 - 本検討では石狩川流域におけるが異なる昭和 3 年代と現在を比較対象として過去 1 年にわたる治水事業の効果および流域発展への効果を定量的に評価検証するために仮想水を指標として治水事業の効果について考察した治水事業については捷水路事業河道掘削堤防整備洪水調整施設整備等が進められて河川の水位土地利用状況および洪水氾濫面積について検証し以下のことが確認できた河川の水位は昭和 3 年代から現在に至るまでに石狩大橋地点において約 3m 低下していることがわかった昭和 3 年頃に比べて現在においては土地利用の高度化が進みは約 13m2 増えた洪水氾濫面積は平成 13 年洪水の 3 日雨量と流量ともに昭和 37 年洪水のそれらより大きいにも係らず洪水氾濫面積は平成 13 年洪水の方が小さく約 62km2 も減少させたこのような治水効果が発現されている昭和 3 年代から現在において農作物 3 品種について 57,85 千 m3 の仮想水が流域外に出荷されたこととなるこれは治水事業効果の一つと考えられ地域発展の観点からは土地利用の高度化に大きく寄与し我が国の水資源供給に貢献していると考えられる間接的には流域内人口の増加農業生産高の増加工業生産高の増加にも寄与していることが想定される以上のように本検討では石狩川流域における仮想水を治水事業効果の指標とした考察を行った今後は仮想水と治水事業効果の因果関係をより強く結び付けるために治水事業の効果を表現する指標を増やしたり水位低減や氾濫面積などの治水効果量について精度を向上させることが重要となるそして石狩川 ( 下流 ) 整備計画に記載されているとおり次世代に引き継ぐことができる安全で活力に満ちた地域社会を形成することを基本理念として今後の石狩川流域における治水事業の実施にあたっての基礎資料とする必要がある参考文献 1) 農林水産省 : 平成 18 年 ( 確定値 ) の都道府県別食料需給率 2) 東京大学沖大幹 : 世界の水危機日本の水問題 ) 日本水フォーラム環境省 : 平成 18 年度アジア太平洋地域における水と衛生に関するデータ収集整理等検討業務報告書 4) 山口甲品川守, 関博之 : 捷水路 5) 財団法人北海道開発協会 : 昭和 5 年洪水報告書 6) 財団法人北海道開発協会 : 昭和 56 年洪水報告書 7) 石狩川治水事務所 : 昭和 37 年洪水報告書 8) 北海道開発局 : 平成 13 年洪水報告書 9) 農林水産省北海道農政事務所統計部 : 北海道農林水産統計年報 ( 総合編 ) 平成 18 年 ~19 年 1) 農林省札幌統計調査事務所 : 昭和 35 年度主要農産物市町村別作付面積並びに収穫高 11) 平成 19 年度食料需給表 ( 農林水産省大臣官房食料安全保障課 ) 12) 札幌市 : 札幌ドームの容積 ( 株式会社札幌ドーム )

東日本大震災における施設の被災 3 東北地方太平洋沖地震の浸水範囲とハザードマップの比較 4

資料 -6 低頻度大水害ハザードマップ検討会資料対象とする水害の規模について平成 23 年 11 月 22 日国土交通省北海道開発局 1 東日本大震災の被害状況阿武隈川河口 ( 宮城県岩沼市亘理町 ) 名取川河口 ( 宮城県仙台市名取市 ) 2 東日本大震災における施設の被災 3 東北地方太平洋沖地震の浸水範囲とハザードマップの比較 4 中央防災会議東北地方太平洋沖地震を教訓とした地震