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1 1 美 和 ダムにおける 流 入 土 砂 量 の 支 配 要 因 に 関 する 研 究 信 州 大 学 工 学 部 社 会 開 発 工 学 科 環 境 都 市 コース 富 所 研 究 室 学 籍 番 号 T321C 氏 名 原 宏 則 平 成 16 年 2 月

2 2 美 和 ダムにおける 流 入 土 砂 量 の 支 配 要 因 に 関 する 研 究 平 成 16 年 2 月 原 宏 則 要 旨 目 的 近 年, 堆 砂 によって 貯 水 容 量 が 減 少 し, 本 来 の 機 能 を 果 たせなくなっているダム が 多 く 存 在 する.このようなダム 堆 砂 による 問 題 を 繰 り 返 さないために, 土 砂 流 出 の 要 因 を 明 らかにし,それらによる 影 響 を 正 しく 評 価 することが 必 要 である. 本 研 究 では, 土 砂 流 出 の 主 な 要 因 とされる 降 雨 に 注 目 し,その 特 性 を 分 析 する. 方 法 長 野 県 の 天 竜 川 水 系 美 和 ダムにおける, 昭 和 39 年 から 平 成 11 年 の 流 域 内 8 ヵ 所 の 雨 量 観 測 所 雨 量 データと,ダムへの 年 間 流 入 土 砂 量 データを 用 いて, 相 関 関 係 を 調 べた.さらに, 得 られた 相 関 関 係 から, 地 形 的 要 因 について 考 察 を 行 った. 特 徴 総 雨 量 雨 量 強 度 降 雨 継 続 時 間 の 三 つの 基 準 による 雨 量 と 流 入 土 砂 量 の 相 関 を 調 べた. 特 に, 雨 量 強 度 降 雨 継 続 時 間 については 詳 細 に 分 類 し, 流 入 土 砂 量 と 相 関 の 強 い 降 雨 特 性 を 調 べた. 結 論 土 砂 の 流 出 は, 総 雨 量 ではなく, 集 中 的 連 続 的 な 雨 の 規 模 や 頻 度 に 関 係 してい る.しかし, 観 測 所 によって, 流 入 土 砂 量 と 相 関 の 強 い 降 雨 特 性 が 異 なる.また, 各 観 測 所 の 相 関 係 数 を 比 べると,その 値 に 差 があった.これらの 理 由 として, 小 流 域 ごとに 地 形 的 要 因 が 異 なることが 考 えられる.したがって,ダムへの 流 入 土 砂 量 の 推 定 を 行 うときは, 小 流 域 ごとに 検 討 することが 必 要 である. 指 導 教 官 富 所 五 郎 教 授

3 3 目 次 第 1 章 序 論 1 第 2 章 ダム 堆 砂 の 現 状 2-1 日 本 のダム 堆 砂 の 現 状 美 和 ダムの 堆 砂 の 現 状 ダムの 堆 砂 による 問 題 4 第 3 章 土 砂 流 出 の 支 配 因 子 3-1 地 形 的 要 因 起 伏 量 について 崩 壊 地 について 水 文 学 的 要 因 11 第 4 章 降 雨 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 4-1 雨 量 観 測 所 別 の 各 種 雨 量 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 総 雨 量 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 雨 量 強 度 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 降 雨 継 続 時 間 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 雨 量 強 度 と 降 雨 継 続 時 間 についての 具 体 的 考 察 流 域 平 均 雨 量 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 流 域 平 均 雨 量 を 用 いた 総 雨 量 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 流 域 平 均 雨 量 を 用 いた 雨 量 強 度 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 流 域 平 均 雨 量 を 用 いた 降 雨 継 続 時 間 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 19 第 5 章 結 論 34 謝 辞 35 参 考 文 献 36

4 1 第 1 章 序 論 ダムは 治 水 利 水 の 面 から, 日 本 の 高 度 成 長 を 支 えてきた.ところが,ダム 建 設 当 時 で は 考 えられなかった 問 題 が 生 じている.ダムの 堆 砂 である. 中 部 地 方 をはじめ, 全 国 各 地 には 堆 砂 により 貯 水 能 力 が 減 少 し, 水 資 源 の 確 保, 洪 水 調 節 といった 本 来 の 機 能 が 果 たせ なくなっているダムが 存 在 する.ダム 下 流 域 では, 流 出 土 砂 の 減 少 により, 河 床 の 低 下 や 海 岸 線 の 後 退 といった 問 題 を 引 き 起 こすとともに, 生 態 系 にも 影 響 を 及 ぼすなど, 堆 砂 に よる 弊 害 が 指 摘 されている. 近 年 では, 巨 額 の 資 金 をかけ, 掘 削, 排 砂 トンネル, 排 砂 ゲ ート, 貯 砂 ダムなどの 排 砂 対 策 が 行 われている.しかし, 排 砂 によって 腐 敗 した 土 砂 が 流 され, 河 口 の 漁 業 に 被 害 が 発 生 した 例 も 報 告 されている.これらの 被 害 を 防 ぐためには, 土 砂 流 出 の 要 因 を 明 らかにし, 土 砂 流 出 に 対 する 効 果 的 計 画 的 な 対 策 を 行 うことが 必 要 である. 土 砂 流 出 には, 地 質 や 起 伏 量, 植 生 などの 素 因 と, 降 雨 や 洪 水 等 の 誘 因 が 複 雑 に 関 係 し ている. 特 に 降 雨 は, 土 砂 流 出 の 主 な 要 因 のひとつである.しかも, 雨 量 データは 多 くの 観 測 点 で 比 較 的 長 期 にわたり 存 在 する.ダム 流 域 はさまざまな 小 流 域 の 集 まりであり, 各 小 流 域 からはその 特 性 に 応 じた 土 砂 供 給 がなされると 考 えられる.これらの 点 から, 降 雨 による 土 砂 流 出 を 解 明 することは 有 用 である. そこで 本 研 究 では, 天 竜 川 水 系 美 和 ダムを 対 象 とし, 昭 和 39 年 から 平 成 11 年 における ダムの 堆 砂 量, 流 域 内 8 ヶ 所 における 雨 量 観 測 所 の 降 雨 量 データを 用 い, 堆 砂 に 影 響 のあ る 降 雨 特 性 と 地 形 的 特 性 について 考 察 する.さらに 流 域 平 均 雨 量 を 求 め, 観 測 所 別 に 求 め たものと 比 較 する. 最 後 に, 本 論 文 の 構 成 について 説 明 する. 第 2 章 では, 日 本 におけるダム 堆 砂 の 現 状 と 美 和 ダムの 堆 砂 の 現 状,ダムの 堆 砂 による 問 題 をまとめ, 堆 砂 問 題 の 重 要 性 を 述 べる. 第 3 章 では, 土 砂 の 流 出 を 支 配 する 因 子 につ いて 説 明 する. 第 4 章 では, 支 配 因 子 の 中 の 降 雨 に 注 目 し, 各 雨 量 観 測 所 における 降 雨 量 とダムへの 流 入 土 砂 量 の 関 係 を 調 べる.さらに, 流 域 平 均 降 雨 量 とダムの 流 入 土 砂 量 の 関 係 を 調 べ, 観 測 所 別 に 求 めた 降 雨 量 とダムへの 流 入 土 砂 量 の 関 係 との 比 較 を 行 う. 第 5 章 では, 結 論 および 今 後 の 課 題 を 述 べる.

5 2 第 2 章 ダム 堆 砂 の 現 状 2-1 日 本 のダム 堆 砂 の 現 状 1)2)3)4) 日 本 の 国 土 は,3 分 の 2 が 標 高 1m 以 上 であり,さらに 急 流 河 川 であるため, 洪 水 に よる 土 砂 の 流 出 は 非 常 に 多 い. 地 質 的 にみると, 日 本 の 地 質 は 新 しいものが 多 く, 新 生 代 ( 第 三 紀, 第 四 紀 )がその 大 部 分 を 占 め,これに 新 生 代 に 噴 出 した 新 火 山 岩 類 を 加 えると,その 総 面 積 は 日 本 の 国 土 の 約 6 割 に 達 する.また, 中 央 構 造 線 や 糸 魚 川 - 静 岡 構 造 線 のように 大 きな 断 層 や,その 他 にも 多 くの 断 層 があり, 地 盤 が 不 安 定 な 地 域 が 多 い. ダムの 堆 砂 率 は, 地 域 によって 差 がある. 表 2-1 は, 全 国 のダム 758 ヶ 所 について 堆 砂 状 況 を 地 方 別 に 見 たものであり, 最 下 段 に 本 研 究 で 対 象 とする 天 竜 川 水 系 の 値 もあわせて 示 している.なお,この 表 での 総 貯 水 容 量 と 堆 砂 量 は, 地 方 ごとのダムの 値 を 足 し 合 わせ たものである. これをみると, 堆 砂 率 は 地 域 差 が 大 きく,その 中 でも 中 部 地 方 におけるダムの 堆 砂 率 は 21.2%で 高 い 値 を 示 している. 特 に, 中 部 地 方 にある 天 竜 川 水 系 では 堆 砂 率 が 31.8%と 非 常 に 高 い 値 となっている. 図 2-1 は, 全 国 のダム 782 ヶ 所 における, 実 績 比 堆 砂 量 の 地 方 別 平 均 値 を 示 している. 実 績 比 堆 砂 量 (m 3 / 年 /km 2 )とは, 堆 砂 量 (m 3 )を 経 過 年 数 ( 年 ) 流 域 面 積 (km 2 )で 割 った 値 であ る.これは,1 年 間 の 1 km 2 当 たりからの 流 出 土 砂 量 を 表 すので, 堆 砂 速 度 の 比 較 を 行 う ために 用 いられる. ここでも 中 部 地 方 の 値 が 大 きくなっており, 次 いで 北 陸 地 方, 関 東 地 方, 近 畿 地 方 の 順 になっている. 表 2-2 は, 平 成 8 年 に 旧 建 設 省 地 方 整 備 局 ごとにまとめた 各 ダムの 実 績 比 堆 砂 量 である. 表 2-3 5) は,2 年 度 国 土 交 通 省 調 べによる, 全 国 各 地 における 堆 砂 率 の 高 いダムをま とめたものである. 表 2-2, 表 2-3 をみても, 中 部 地 方 のダムの 堆 砂 が 著 しいことがわかる. 特 に, 中 部 地 方 の 天 竜 川 水 系, 大 井 川 水 系 で 大 きな 値 を 示 している. 表 2-4 は, 実 績 堆 砂 の 有 効 貯 水 容 量 内 および 有 効 貯 水 容 量 外 への 分 布 状 況 を 示 している. 有 効 貯 水 容 量 とは, 総 貯 水 容 量 から 堆 砂 容 量 を 除 いたもので, 利 水 や 治 水 に 利 用 される 水 の 容 量 のことであり, 本 来 のダム 計 画 の 時 点 では, 土 砂 が 堆 積 しないとされている 部 分 で

6 3 ある. しかし, 全 国 的 に 見 て, 堆 砂 の 約 4 割 が 有 効 貯 水 容 量 内 に 堆 積 していることがわかる. このことは, 当 初 の 予 想 を 上 回 る 土 砂 が 貯 水 池 内 に 流 入 したということである.このよう なダムでは, 治 水 利 水 といったダムとしての 機 能 が 低 下 している. これまで 地 方 別 に 各 ダムを 比 較 してきたが,ダムの 堆 砂 は 地 方 によって 非 常 に 大 きな 差 があることがわかった.このことから,ダムの 堆 砂 には 地 形 や 地 質, 起 伏 量, 崩 壊 率 など の 流 域 特 性 的 要 因 と, 降 雨 量, 洪 水 流 量 などの 水 文 学 的 要 因 が 複 雑 に 絡 み 合 っており, 地 域 的 特 性 が 大 きく 関 係 することが 確 認 された. 2-2 美 和 ダムの 堆 砂 の 現 状 6) 美 和 ダムは, 長 野 県 の 天 竜 川 水 系 三 峰 川 に 昭 和 34 年 に 完 成 した 重 力 式 コンクリートダ ムで, 洪 水 調 節, 流 水 の 正 常 な 機 能 の 維 持 と 増 進, 灌 漑 用 水 の 確 保, 発 電 を 目 的 とした 多 目 的 ダムである. 三 峰 川 の 上 流 域 は, 南 アルプスの 西 斜 面 であり, 仙 丈 ケ 岳, 駒 ケ 岳 など,3m 級 の 山 々 が 連 なる.これらの 山 岳 地 帯 は, 大 規 模 な 崩 壊 地 も 多 く,きわめて 流 出 土 砂 量 が 多 いのが 特 徴 であり, 砂 防 事 業 も 数 多 く 実 施 されている. 美 和 ダムにおける 堆 砂 の 経 年 変 化 を 図 2-2 に 示 す. 美 和 ダムでは, 完 成 から 昭 和 36 年 までのわずか 3 年 間 で, 建 設 当 時 の 計 画 堆 砂 量 66 万 m 3 (4 年 間 分 )を 上 回 る 68 万 m 3 の 土 砂 が 堆 積 した. 特 に, 昭 和 36 年,47 年,57 年, 58 年 の 大 洪 水 により, 貯 水 池 内 に 大 量 の 土 砂 が 堆 積 し,ダムの 機 能 に 支 障 をきたす 状 況 と なっている. 完 成 からこれまでに 2 万 m 3 余 りの 土 砂 が 流 入 した. 次 に, 美 和 ダム 貯 水 池 の 縦 断 面 図 を 図 2-3 に 示 す. この 図 から, 年 々 堆 砂 が 進 んでいることがわかる. 特 に,ダム 本 体 近 くの 堆 砂 が 著 しい 様 子 がうかがえる. 美 和 ダムにおける 堆 砂 の 特 徴 は, 堆 積 土 砂 が 細 粒 分 を 多 く 含 んでいるということである. 全 堆 砂 量 のうち, 粒 径 74μm 以 下 のシルトおよび 粘 土 が 約 75%を 占 めている. 粗 い 粒 径 のものは,コンクリート 材 料 などに 利 用 できるが, 細 かいものは, 掘 削 しても 有 効 利 用 で きない.そこで, 現 在, 美 和 ダムにおいて 恒 久 堆 砂 対 策 が 行 われている. 恒 久 堆 砂 対 策 の 概 要 について, 図 2-4 に 示 す.

7 4 美 和 ダムに 流 入 する 土 砂 の 多 くは, 粒 径 が 細 かいものである.そこで,これらの 土 砂 を, 分 派 堰 と 洪 水 バイパストンネルによって, 洪 水 とともにダム 湖 を 迂 回 させてダム 下 流 に 流 すものである. 分 派 堰 と 上 流 の 貯 砂 ダムで 堰 き 止 めた 粗 い 土 砂 は, 運 び 出 してコンクリー ト 材 料 などに 利 用 する. 2-3 ダムの 堆 砂 による 問 題 5) 堆 砂 による 被 害 が 多 く 指 摘 されている.ダムの 堆 砂 による 主 な 被 害 として 1 堆 砂 による 貯 水 容 量 の 低 下 治 水 利 水 機 能 の 低 下 による 洪 水 被 害, 用 水 減 少 2 ダム 下 流 域 への 土 砂 流 出 量, 栄 養 塩 の 減 少 河 床 低 下, 砂 浜 の 減 少, 生 態 系 への 影 響 3 排 砂 ゲートによる 堆 積 土 の 排 砂 腐 敗 土 砂 の 流 出 による 下 流 域 の 生 態 系 への 影 響, 漁 業 被 害 が 挙 げられる.ダムの 堆 砂 が 特 に 著 しいのが, 中 部 山 岳 地 帯 の 天 竜, 大 井, 黒 部 川 水 系 で ある.これらの 水 系 での 現 状 を 説 明 しながら, 上 に 挙 げたダム 堆 砂 問 題 について 述 べる. 諏 訪 湖 から 河 口 の 遠 州 灘 までの 天 竜 川 の 本 流 213km の 間 には,1~2km ごとに 泰 阜, 平 岡, 佐 久 間, 秋 葉, 船 明 ダムの 五 つの 発 電 用 ダムがある. 泰 阜 ダム, 平 岡 ダムでは 総 貯 水 容 量 の 8 割 以 上 が 土 砂 で 埋 まっている. 佐 久 間 ダムは 総 貯 水 容 量 3 億 2 万 トンの 34.7%が 埋 まり, 堆 砂 量 は 日 本 最 大 である. 河 口 の 静 岡 県 竜 洋 町 などでは, 海 岸 線 が 後 退 し, 消 波 ブロックが 積 まれている.こうした 現 象 は, 大 井 川, 黒 部 川 でも 同 様 である.こ の 3 水 系 は, 地 質 的 に 見 ると 中 央 構 造 線 が 通 り, 侵 食 に 弱 い 花 こう 岩 地 帯 が 広 がるため, 土 砂 が 生 産 されやすいと 思 われる. ダムの 堆 砂 が 進 むと, 貯 水 容 量 の 減 少 により, 洪 水 流 量 の 調 節 が 効 かなくなる.さらに ダム 上 流 部 の 河 床 も 上 昇 し,バックウォーターと 呼 ばれる, 洪 水 時 にダムの 後 背 地 に 氾 濫 する 現 象 が 起 きる. 実 際, 長 野 県 飯 田 市 周 辺 は, 泰 阜 ダムが 完 成 して 以 来, 水 害 に 悩 まさ れている. そこで, 堆 積 土 砂 の 排 砂 も 行 われている. 富 山 県 の 黒 部 川 にある 出 し 平 ダムは, 排 砂 ゲ ートを 備 え 付 けたダムで,1985 年 に 完 成 した.しかし,1991 年 12 月 に 初 めて 排 砂 ゲー

8 5 トを 上 げて, 堆 積 土 砂 4 万 トン 余 りを 流 したところ, 腐 敗 土 砂 が 流 出 し, 下 流 の 富 山 湾 の 漁 業 に 被 害 が 出 た.また, 堆 積 土 砂 の 排 砂 には, 掘 削, 貯 砂 ダム, 排 砂 トンネルなどの 方 法 もあるが,これらの 事 業 には 巨 額 の 費 用 が 必 要 である. このように, 堆 砂 による 被 害 は 大 きく,その 対 策 に 対 する 費 用 も 甚 大 である. 堆 砂 問 題 を 繰 り 返 さないためにも, 土 砂 流 出 の 要 因 や 特 性 を 明 らかにし,ダムを 造 るべきか 否 かを 含 めた 検 討 が 必 要 である. 表 2-1 地 方 別 堆 砂 状 況 地 方 名 ダム 数 A. 総 貯 水 容 量 ( 百 万 m 3 ) B. 堆 砂 量 ( 百 万 m 3 ) B/A. 堆 砂 率 (%) 北 海 道 東 北 北 陸 関 東 中 部 近 畿 中 国 四 国 九 州 沖 縄 全 国 天 竜 川 水 系

9 6 実 績 比 堆 砂 量 (m 3 / 年 /km 2 ) 北 海 道 東 北 北 陸 関 東 中 部 近 畿 中 国 四 国 九 州 図 2-1 地 方 別 の 実 績 比 堆 砂 量 表 2-2 各 ダムの 実 績 比 堆 砂 量 地 方 名 ダム 名 実 績 比 堆 砂 量 実 績 比 堆 砂 量 (m 3 / 年 /km 2 地 方 名 ダム 名 ) (m 3 / 年 /km 2 ) 北 海 道 桂 沢 324 関 東 矢 木 沢 39 金 山 48 二 瀬 749 東 北 木 地 山 238 中 部 矢 作 562 釜 房 735 宮 川 584 皆 瀬 21 美 和 1214 萩 形 311 小 渋 1672 森 吉 459 近 畿 真 名 川 15 湯 田 349 笹 生 川 855 花 山 221 中 国 厚 東 川 26 鳴 子 746 管 沢 159 岩 淵 47 小 瀬 川 58 田 瀬 45 河 本 184 四 十 四 311 四 国 野 村 215 北 陸 笠 堀 121 石 手 川 478 我 谷 437 九 州 松 原 258 犀 川 712 渡 川 145 裾 花 523 日 向 神 221 関 東 相 俣 271 立 花 427 品 木 1313 緑 川 442 藤 原 518 市 房 494

10 7 表 2-3 各 ダムの 堆 砂 率 (2 年 度 国 土 交 通 省 調 べ) 地 方 名 道 県 ダム 名 水 系 堆 砂 率 (%) 地 方 名 道 県 ダム 名 水 系 堆 砂 率 (%) 北 海 道 北 海 道 春 別 静 内 川 89.2 関 東 山 梨 雨 畑 富 士 川 8.8 岩 知 志 沙 流 川 8.7 栃 木 中 岩 利 根 川 76.5 芦 別 石 狩 川 79.8 群 馬 品 木 利 根 川 75.8 清 水 沢 石 狩 川 64.7 中 部 静 岡 千 頭 大 井 川 97.7 岩 松 十 勝 川 61.3 静 岡 大 間 大 井 川 88.8 東 北 山 形 梵 字 川 赤 川 94.5 長 野 平 岡 天 竜 川 84.5 山 形 赤 芝 荒 川 67.7 長 野 泰 阜 天 竜 川 78.9 福 島 旭 阿 賀 野 川 56.9 岐 阜 大 井 木 曽 川 74.7 北 陸 富 山 小 屋 平 黒 部 川 95. 長 野 山 口 木 曽 川 68.5 新 潟 黒 又 信 濃 川 89.3 岐 阜 新 猪 谷 神 通 川 63.4 福 井 雲 川 九 頭 竜 川 88.7 近 畿 奈 良 川 迫 新 宮 川 67.7 富 山 利 賀 庄 川 7.1 奈 良 丸 尾 新 宮 川 5. 新 潟 薮 神 信 濃 川 66.9 中 国 島 根 三 成 斐 伊 川 58.8 富 山 小 原 庄 川 63.7 九 州 宮 崎 戸 崎 小 丸 川 6.3 関 東 山 梨 西 山 富 士 川 88.6 宮 崎 岩 屋 戸 耳 川 54.7 栃 木 黒 部 利 根 川 81.7 宮 崎 川 原 小 丸 川 48.6 表 2-4 堆 砂 の 有 効 容 量 内 外 分 布 状 況 ( 平 成 8 年 ) 地 方 平 成 8 年 現 在 堆 砂 量 ( 千 m 3 ) 有 効 容 量 内 / 全 堆 砂 有 効 容 量 内 有 効 容 量 外 合 計 量 対 象 ダム 数 北 海 道 26, 53,81 79, 東 北 23,35 5,36 73, 北 陸 43,765 38,431 82, 関 東 52,32 14,21 192, 中 部 128,683 24, , 近 畿 3,111 47,97 78, 中 国 13,945 14,99 28, 四 国 42,852 4,541 83, 九 州 41,251 71, , 沖 縄 , 全 国 42, ,44 1,1,

11 8 5, 25, 4,5 年 間 流 入 土 砂 量 年 間 流 入 土 砂 量 (m 3 / 年 ) 年 最 大 流 入 量 (m 3 /s) 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 年 最 大 流 入 量 堆 砂 量 堆 砂 量 + 掘 削 除 去 2, 15, 1, 堆 砂 量 ( 千 m 3 ) 1, 5, 5 図 2-2 美 和 ダムにおける 堆 砂 の 経 年 変 化 S.33 S.35 S.37 S.39 S.41 S.43 S.45 S.47 S.49 S.51 S.53 S.55 S.57 S.59 S.61 S.63 H. 2 H. 4 H. 6 H. 8 H. 1 図 2-2 美 和 ダムにおける 最 大 流 入 量 と 堆 砂 の 経 年 変 化 標 高 (m) 平 均 河 床 高 S31 測 量 S36.7 測 量 S52.11 測 量 S57.11 測 量 H1.11 測 量 1, 2, 3, 4, 5, 6, 美 和 ダムからの 距 離 (m) 図 2-3 美 和 ダム 貯 水 池 の 縦 断 面 図

12 図 2-4 美 和 ダムにおける 恒 久 堆 砂 対 策 の 概 要 9

13 1 第 3 章 土 砂 流 出 の 支 配 因 子 土 砂 の 流 出 には 多 くの 要 因 が 複 雑 に 関 係 している. 要 因 を 大 きく 分 けると, 流 域 の 地 質, 地 形, 植 生, 崩 壊 地 面 積, 河 床 勾 配 といった 地 形 的 要 因 と, 降 雨 量 や 洪 水 流 量 などの 水 文 学 的 要 因 に 分 けられる.この 二 つの 関 係 は, 素 因 と 誘 因 の 関 係 でもある.これらの 要 因 と 土 砂 流 出 の 関 係 について, 今 まで 多 くの 研 究 がなされてきた.しかし, 各 要 因 と 土 砂 流 出 の 関 係 は 認 められるが, 関 係 が 非 常 に 複 雑 であるため, 適 正 な 把 握 はできていない. 本 章 では, 既 存 の 研 究 結 果 から, 土 砂 の 流 出 に 特 に 影 響 していることがわかっている 主 な 因 子 について 説 明 する. 3-1 地 形 的 要 因 1) 起 伏 量 について 起 伏 量 は, 山 地 形 の 起 伏 を 表 す 指 標 としてよく 用 いられる. 起 伏 量 が 大 きいということ は, 勾 配 がきつく 急 峻 な 地 形 が 広 がっていることを 意 味 する. 起 伏 量 の 定 義 として, (ⅰ) およそ 4km 2 から 16km 2 内 の 最 高 点 と 最 低 点 の 高 度 差 (ⅱ) 隣 接 する 二 つの 地 形 要 素 間 の 高 度 差 (ⅲ) 切 峰 面 と 切 谷 面 の 高 度 差 の 三 つが 挙 げられている.このうち(ⅰ)は, 山 地 形 の 研 究 で 最 も 広 く 利 用 されている.(ⅱ) は, 段 丘 地 形 の 研 究 でしばしば 利 用 されているが, 山 地 形 の 研 究 ではあまり 利 用 されてい ない.(ⅲ) は,それぞれ 仮 定 の 地 形 面 を 復 元 して 求 められるものであるので, 手 間 がかか り,あまり 利 用 されていない.よって,ここでは(ⅰ)を 起 伏 量 の 定 義 として 説 明 する.ま ず, 対 象 流 域 を 図 3-1 のように 一 辺 2km~4km のメッシュに 区 切 り, 最 高 点 と 最 低 点 の 高 度 差 をもとめる. 流 域 内 の 起 伏 量 は, 各 メッシュにおける 高 度 差 X1-X2 の 合 計 をメッ シュ 数 で 割 ったものである. この 方 法 を 用 いて 各 ダム 流 域 内 の 起 伏 量 を 求 め,その 地 方 別 平 均 値 を 示 したのが 図 3-2 である.この 図 には, 実 績 比 堆 砂 量 もあわせて 示 してある. この 図 から, 急 峻 な 高 山 地 帯 を 持 つ 中 部, 関 東, 北 陸 地 方 は 起 伏 量 が 大 きく, 緩 やかな 隆 起 準 平 原 が 広 く 発 達 している 中 国 地 方 は, 起 伏 量 が 小 さいことがわかる.さらに 実 績 比 堆 砂 量 の 地 方 別 平 均 値 に 注 目 すると, 起 伏 量 の 大 きい 地 方 は 実 績 比 堆 砂 量 も 多 く, 起 伏 量

14 の 小 さい 地 方 は 実 績 比 堆 砂 量 も 少 ない 傾 向 が 見 られる.よって, 起 伏 量 と 土 砂 の 流 出 には, 関 係 があると 言 える 崩 壊 地 について 崩 壊 地 は 主 な 土 砂 供 給 源 であり,その 面 積 が 流 出 土 砂 量 に 影 響 を 及 ぼす. 図 3-3 は, 崩 壊 地 面 積 を 流 域 面 積 で 割 った 値 ( 崩 壊 率 )と 実 績 比 堆 砂 量 の 地 方 別 平 均 値 である. この 図 から, 崩 壊 率 の 一 番 大 きい 地 方 が 関 東 地 方 であり, 次 に 中 部, 北 陸 地 方 の 順 とな っていることがわかる. 逆 に, 崩 壊 率 の 一 番 小 さい 地 方 が 北 海 道 地 方 であり, 以 下 近 畿, 四 国, 中 国 地 方 となっている. 実 績 比 堆 砂 量 の 地 方 別 平 均 値 と 比 較 すると, 崩 壊 率 の 大 き い 関 東, 中 部 地 方 は 実 績 比 堆 砂 量 も 多 く, 崩 壊 率 の 小 さい 中 国, 北 海 道 地 方 は 実 績 比 堆 砂 量 が 少 ない 傾 向 が 見 られる.しかし, 関 東 地 方 と 中 部 地 方 を 比 較 してみると, 関 東 地 方 は 中 部 地 方 より 崩 壊 率 が 大 きいが, 実 績 比 堆 砂 量 は 中 部 地 方 より 少 ない. 同 様 のことが 東 北 地 方 と 近 畿 地 方 を 比 較 しても 言 える.よって, 崩 壊 率 と 流 出 土 砂 量 には 関 係 があると 考 え られるが,そのばらつきは 大 きい.その 原 因 の 一 つとして, 崩 壊 地 面 積 を 求 めたデータ( 地 形 図, 航 空 写 真 等 )において 崩 壊 地 と 示 されていても,ダム 建 設 前 に 崩 壊 土 砂 が 流 出 して しまい, 崩 壊 地 が 存 在 しても 土 砂 の 流 出 しない 場 所 もあるということが 考 えられる. 3-2 水 文 学 的 要 因 降 雨 によって 流 域 の 山 地 崩 壊 や 土 砂 浸 食 が 発 生 し,それらによって 土 砂 が 流 出 すること を 考 えると, 降 雨 は 土 砂 の 流 出 を 引 き 起 こす 原 因 であるといえる.ある 流 域 において, 流 出 土 砂 量 に 影 響 を 及 ぼす 他 の 因 子 ( 起 伏 量, 崩 壊 地 面 積, 地 質, 植 生 など)が 土 砂 を 多 く 流 出 させる 特 性 を 持 っているとしても,その 流 域 にある 程 度 の 集 中 的 な 豪 雨 がなければ, ほとんど 土 砂 が 流 出 することはない.このことから, 降 雨 は 土 砂 流 出 の 誘 因 であり, 他 の 支 配 因 子 と 流 出 土 砂 量 の 関 係 をも 支 配 する, 特 に 重 要 な 土 砂 流 出 の 支 配 因 子 であると 考 え られる. ここで, 前 出 の 図 2-2 における 美 和 ダムの 実 績 堆 砂 量 と 年 最 大 流 入 量 の 関 係 を 見 ると, 年 最 大 流 量 の 値 が 大 きい 年 は, 堆 砂 量 も 大 きくなっていることがわかる. 年 最 大 流 量 の 値 が 大 きい 年 は, 集 中 的 な 豪 雨 が 発 生 した 年 でもある.これまで, 降 雨 と 土 砂 流 出 の 関 係 に ついて 多 くの 研 究 がなされており,それらによると, 一 般 に 降 雨 の 総 量 よりも 集 中 的 な 雨

15 12 量 のほうが, 土 砂 の 流 出 に 影 響 を 及 ぼすと 判 断 されている. このように, 土 砂 の 流 出 量 は 年 ごとの 変 動 がかなり 大 きい.また, 流 域 の 地 形 の 違 いに よって, 土 砂 が 流 出 しやすい 降 雨 特 性 が 異 なるはずである.そこで, 次 章 では, 美 和 ダム において 土 砂 が 流 出 しやすい 降 雨 特 性 を 解 明 していくことにする.

16 13 2km~4km 最 高 点 高 度 X 1 最 低 点 高 度 X 2 2km~4km 図 3-1 起 伏 量 の 求 め 方 起 伏 量 (m) 起 伏 量 (2km 2km) 起 伏 量 (4km 4km) 実 績 比 堆 砂 量 実 績 比 堆 砂 量 (m 3 / 年 /km 2 ) 北 海 道 東 北 北 陸 関 東 中 部 近 畿 中 国 四 国 九 州 図 3-2 起 伏 量 の 地 方 別 平 均 値 と 実 績 比 堆 砂 量 の 関 係 実 績 比 堆 砂 量 (m 3 / 年 /km 2 ) 実 績 比 堆 砂 量 崩 壊 率 崩 壊 率 ( 1-4 ) 北 海 道 東 北 北 陸 関 東 中 部 近 畿 中 国 四 国 九 州 図 3-3 崩 壊 率 の 地 方 別 平 均 値 と 実 績 比 堆 砂 量 の 関 係

17 14 第 4 章 降 雨 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 これまで 述 べてきたように, 降 雨 は 土 砂 の 生 産 を 促 す 非 常 に 重 要 な 要 因 である.ダム 流 域 は,さまざまな 小 流 域 が 集 まって 成 り 立 っており, 小 流 域 ごとに 降 雨 特 性 や 地 形, 地 質 が 異 なっている.したがって,ダムにおけるより 正 確 な 土 砂 流 入 量 を 推 定 するには, 小 流 域 ごとの 検 討 が 必 要 である.そこで 本 章 では, 美 和 ダム 流 域 内 にある 雨 量 観 測 所 8 ヶ 所 の 雨 量 データを 用 い, 各 観 測 所 における 総 雨 量, 雨 量 強 度, 降 雨 継 続 時 間 とダムの 流 入 土 砂 量 の 相 関 関 係 を 調 べる.また, 流 域 平 均 雨 量 を 求 めて 同 様 の 検 討 を 行 う. 両 方 を 比 較 する ことで,どちらが 流 出 土 砂 の 特 性 を 表 すのに 適 切 かを 考 察 する. 流 域 内 の 雨 量 観 測 所 の 位 置 を 図 4-1 に 示 す.なお, 雨 量 データは 昭 和 39 年 から 平 成 11 年 の 36 年 間 ( 小 黒 観 測 所 は 昭 和 5 年 から 平 成 11 年 の 25 年 間 ),4 月 から 11 月 の 日 雨 量 年 表 7) を 用 いる. 流 入 土 砂 量 データは, 美 和 ダムにおける 昭 和 39 年 から 平 成 11 年 の 36 年 間 の 年 間 流 入 土 砂 量 データ を 用 いる.なお, 雨 量 データにおいては, 機 械 の 故 障 による 欠 測 や, 雨 量 の 観 測 開 始 日 終 了 日 が 観 測 所 によって 違 うことによる 誤 差, 流 入 土 砂 量 には 測 量 誤 差 が 含 まれることを 考 慮 していただきたい. 4-1 雨 量 観 測 所 別 の 各 種 雨 量 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 8)9) 総 雨 量 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 本 項 では, 美 和 ダムにおける 年 間 総 雨 量 と 年 間 流 入 土 砂 量 の 関 係 を 調 べる. 表 4-1 は, 各 観 測 所 における 年 間 総 雨 量 とダムへの 年 間 流 入 土 砂 量 の 経 年 変 化 データである.このデ ータを 用 いて 相 関 を 調 べた. 求 めた 相 関 係 数 を 表 4-2 に 示 す. 表 4-2 より, 年 間 総 雨 量 と 年 間 流 入 土 砂 量 の 間 にはあまり 相 関 がないことがわかる. 以 下,このことを 少 し 詳 しく 見 てみる. 図 4-2 は, 北 沢 観 測 所 の 年 間 総 雨 量 とダムの 年 間 流 入 土 砂 量 の 経 年 変 化 を 表 したグラフである.ここで, 雨 量 観 測 データの 欠 測 がない 年 間 総 雨 量 がほぼ 等 しいが, 年 間 流 入 土 砂 量 に 差 がある 年 比 較 する 年 の 間 隔 が 近 い という 条 件 を 満 たす, 昭 和 47 年,51 年,55 年 を 例 にとって 比 較 する.なお, 比 較 する 年 の 間 隔 を 近 くした 理 由 は, 土 地 利 用 状 況, 地 形 状 況 の 変 化 による 影 響 を 少 なくするためで ある.この 図 から, 年 間 総 雨 量 はほぼ 等 しいが, 年 間 流 入 土 砂 量 に 差 があることがわかる.

18 15 このことについては,4-1-4 で 詳 しく 考 察 する.また, 地 点 によって 相 関 係 数 の 値 にばら つきがある. 大 きく 分 けると, 非 持, 伊 那 里 観 測 所 は 相 関 が 弱 く,それ 以 外 の 観 測 所 は 前 述 の 観 測 所 より 相 関 が 強 い. 理 由 として, 非 持, 伊 那 里 観 測 所 付 近 は 三 峰 川 本 流 に 近 く, 住 宅 や 農 地 が 広 がっているので, 降 雨 があったとしても 流 出 土 砂 が 少 なく,ダムの 流 入 土 砂 量 にあまり 関 係 がないことが 考 えられる.また,それ 以 外 の 観 測 所 は, 山 岳 地 帯 に 設 置 されており, 起 伏 量 が 大 きく, 崩 壊 地 も 多 い.そのため,これらの 地 域 に 降 雨 があると 土 砂 が 流 出 しやすく,ダムの 流 入 土 砂 量 に 関 係 があると 考 えられる 雨 量 強 度 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 前 項 で, 総 雨 量 と 流 入 土 砂 量 の 相 関 は 弱 いことが 示 された.したがって, 土 砂 の 流 出 量 は 集 中 的 降 雨 の 規 模 と 頻 度 に 左 右 されると 思 われる.しかし, 流 域 の 地 形 や 地 質 等 によっ て, 土 砂 が 流 出 しやすい 降 雨 の 規 模, 継 続 時 間 は 異 なるはずである.したがって, 本 項 で は 雨 量 強 度 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 について 調 べる.その 方 法 として, 各 年 における 日 雨 量 が 1(mm/ 日 ) 以 上 である 降 雨 の 雨 量 を 合 計 し, 観 測 所 ごとに 年 間 流 入 土 砂 量 との 相 関 を 調 べ ることとする. 以 下,2(mm/ 日 ) 以 上 合 計 から 1mmおきに 12(mm/ 日 ) 以 上 合 計 までを 同 様 に 調 べる. 表 4-3, 図 4-3 にその 結 果 を 示 す.なお, 表 4-3 の 上 段 は 相 関 係 数, 下 段 の 数 は(その 降 雨 が 観 測 された 年 数 / 観 測 年 数 )である. 表 4-3, 図 4-3 より, 雨 量 強 度 が 大 きくなるにつれて 相 関 が 強 くなる 傾 向 が 見 られる. しかし, 雨 量 強 度 が 大 きくなるほど,その 降 雨 の 頻 度 は 少 なくなる. 表 4-3 からもわかる ように, 例 えば 12(mm/ 日 )という 雨 は 数 年 に 一 回 程 度 であり,データ 数 が 少 ない.よっ て,このような 大 きな 降 雨 に 対 して, 相 関 関 係 があるかどうかの 正 確 な 判 断 はできないた め,ある 程 度 データ 数 がある 降 雨 強 度 までを 参 考 にしたほうがよいと 思 われる 降 雨 継 続 時 間 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 本 項 では, 降 雨 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 を 時 間 的 側 面 から 調 べる. 方 法 として, 年 最 大 日 雨 量 と 年 間 流 入 土 砂 量 の 相 関, 年 1 位 2 位 合 計 日 雨 量 と 年 間 流 入 土 砂 量 の 相 関, 以 下 年 1 位 から 3 位 合 計,1 位 から 4 位 合 計,1 位 から 5 位 合 計 日 雨 量 において, 流 入 土 砂 量 との 相 関 を 調 べることとする.また,2 日 雨 量,3 日 雨 量 においても 同 様 の 検 討 を 行 う.この 方 法 を 用 いた 理 由 は, 土 砂 の 流 出 には 強 い 降 雨 が 影 響 すること,そして, 年 2 位 以 下 までを 含 めることによって,その 年 に 大 きな 洪 水 が 何 度 かあっても,それらを 考 慮 できるからで

19 16 ある. 表 4-4 に 求 めた 相 関 係 数 を 示 す. 表 4-4 で, 各 観 測 所 において, 一 番 相 関 の 高 かったものをあげると 非 持 :3 日 雨 量 年 1 位 2 位 合 計 伊 那 里 :3 日 雨 量 年 1 位 2 位 合 計 屋 敷 沢 :2 日 雨 量 年 1 位 2 位 合 計 塩 平 :3 日 雨 量 年 1 位 2 位 合 計 北 沢 :3 日 雨 量 年 1 位 2 位 合 計 小 瀬 戸 湯 :3 日 雨 量 年 1 位 2 位 合 計 小 黒 :2 日 雨 量 年 1 位 2 位 合 計 荒 川 :2 日 雨 量 年 1 位 2 位 合 計 となった.これらの 関 係 を 表 した 図 を 図 4-4 に 示 す. 観 測 所 によって 2 日 雨 量 または 3 日 雨 量 の 違 いがある. 既 存 の 研 究 では, 経 験 的 に 年 最 大 日 雨 量 や 年 最 大 2 日 雨 量 を 用 いるも のが 多 かった.しかし,この 結 果 から, 流 域 によって 土 砂 流 出 に 関 係 のある 降 雨 時 間 は 異 なることがわかった.また,すべての 観 測 所 において, 年 最 大 雨 量 よりも, 年 1 位 2 位 を 合 計 した 雨 量 の 方 の 相 関 が 強 かった. これまでの 結 果 をまとめると, 土 砂 の 流 出 には 総 雨 量 よりも, 雨 量 強 度, 降 雨 継 続 時 間 が 関 係 している. 雨 量 強 度 は, 強 度 が 大 きくなるほど 土 砂 の 流 出 との 相 関 が 高 くなる 傾 向 がある. 降 雨 継 続 時 間 は, 観 測 所 によって 相 関 の 高 い 時 間 が 異 なる.また, 総 雨 量, 雨 量 強 度, 降 雨 継 続 時 間 のそれぞれにおいて, 各 観 測 所 における 相 関 係 数 の 値 に 差 があった. これらの 理 由 として, 地 形 的 要 因 が 大 きく 関 与 していることが 考 えられる.したがって, 同 じダム 流 域 であっても, 小 流 域 ごとに 土 砂 の 流 出 特 性 を 把 握 することが 必 要 であると 思 われる 雨 量 強 度 と 降 雨 継 続 時 間 についての 具 体 的 考 察 前 項 までで, 土 砂 の 流 出 には 総 雨 量 ではなく, 雨 量 強 度 と 降 雨 継 続 時 間 が 関 係 している ことが 示 された. 本 項 では,そのことについて 詳 しく 分 析 する.そこで, 総 雨 量 はほぼ 等 しいが, 流 入 土 砂 量 に 大 きな 違 いがある 年 について, 雨 量 強 度, 降 雨 継 続 時 間 を 比 較 する. 雨 量 強 度 に 関 しては, 各 観 測 所 の 各 年 における 雨 量 強 度 別 の 合 計 雨 量 と 頻 度 を 比 較 し, 降 雨 継 続 時 間 に 関 しては, 日 雨 量,2 日 雨 量,3 日 雨 量 の 年 1 位 から3 位 までの 雨 量 の 大 き さを 比 較 する. 用 いるデータは, 北 沢, 塩 平, 荒 川 観 測 所 における 昭 和 47 年, 昭 和 51 年, 昭 和 55 年 の 雨 量 データとダムの 年 間 流 入 土 砂 量 である.このデータを 用 いる 理 由 として, 上 記 三 つの 観 測 所 の 雨 量 は, 前 項 までの 考 察 において 流 入 土 砂 量 との 相 関 が 強 い 雨 量 データの 欠 測 がない

20 17 比 較 する 年 の 間 隔 が 近 い 土 地 利 用 状 況, 地 形 状 況 の 変 化 を 避 けるため 昭 和 51 年 と 昭 和 55 年 は, 年 間 総 雨 量 も 年 間 流 入 土 砂 量 もほぼ 等 しい 雨 量 強 度, 降 雨 継 続 時 間 の 影 響 を 正 しく 評 価 するため, 同 じ 総 雨 量, 流 入 土 砂 量 である 年 において, 雨 量 強 度 と 降 雨 継 続 時 間 の 比 較 が 必 要 であるため である. 以 下 に 結 果 を 示 す. A. 雨 量 強 度 別 の 合 計 雨 量 と 頻 度 各 年 の 雨 量 を (mm/ 日 )より 大 きく 2(mm/ 日 ) 未 満,2 (mm/ 日 ) 以 上 4(mm/ 日 ) 未 満, 4(mm/ 日 ) 以 上 6(mm/ 日 ) 未 満,6 (mm/ 日 ) 以 上 8(mm/ 日 ) 未 満,8(mm/ 日 ) 以 上 1(mm/ 日 ) 未 満,1(mm/ 日 ) 以 上 と 分 類 し,それぞれの 規 模 における 雨 量 を 足 し 合 わせる.それ をまとめたものを 表 4-5 に 示 す. 表 4-6 は,それぞれの 規 模 における 雨 量 の 観 測 回 数 を 足 し 合 わせたものである.これらの 表 から 得 られるグラフを 図 4-5 に 示 す. 図 4-5 より, 各 年 の 強 度 別 の 雨 量, 頻 度 の 明 確 な 違 いは 得 られなかった. 原 因 として, 土 砂 の 流 出 は 集 中 的 連 続 的 な 豪 雨 が 影 響 すると 考 えられるが,この 方 法 は 雨 の 強 さを 考 慮 しているだけであり, 雨 の 連 続 性, 不 連 続 性 は 考 慮 していないためと 思 われる. B. 連 続 降 雨 の 影 響 と 強 度 集 中 的 連 続 的 な 雨 の 影 響 を 比 較 するため, 各 年 における 日 雨 量,2 日 雨 量,3 日 雨 量 の 年 1 位 から 3 位 の 値 を 比 較 してみる. 結 果 を 表 4-7, 図 4-7, 図 4-8, 図 4-9 に 示 す. 図 4-7, 図 4-8, 図 4-9 より, 各 観 測 所 において, 年 間 流 入 土 砂 量 の 多 かった 昭 和 47 年 は, 日 雨 量,2 日 雨 量,3 日 雨 量 の 1 位 から 3 位 の 値 も 大 きいことがわかる. 特 に, 日 雨 量 よりも 2 日 雨 量,3 日 雨 量 の 方 が, 年 間 流 入 土 砂 量 に 対 する 影 響 がよく 表 れている. また, 観 測 所 別 にみると, 荒 川 における 各 日 雨 量 が, 流 入 土 砂 量 と 関 係 がよく, 次 いで 塩 平, 北 沢 の 順 に 関 係 がよい. 観 測 所 によって,このような 違 いが 表 れる 原 因 について 少 し 考 察 する. この 三 つの 観 測 所 は, 三 峰 川 沿 いにある 荒 川 観 測 所, 塩 平 観 測 所 と, 戸 台 川 (のちに 黒 川 ) 沿 いにある 北 沢 観 測 所 に 分 けられる( 図 4-1 参 照 ). 三 峰 川 は 仙 丈 ヶ 岳 の 西 側 斜 面 に 端 を 発 し, 東 側 に 伊 那 荒 倉 岳, 黒 槍 山 などの 高 山 が 連 なるところを 南 にいったん 流 れる.そして 荒 川 観 測 所 付 近 を 通 過 後, 北 に 流 れを 変 え, 蛇 行 を 繰 り 返 しながら 美 和 ダムへと 流 れる. 源 流 から 美 和 ダムまでの 距 離 は, 戸 台 川 に 比 べ 非 常 に 長 い. 一 方, 戸 台 川 は 仙 丈 ヶ 岳 の 北

21 18 側 斜 面 に 端 を 発 し, 美 和 ダムまでの 距 離 は 短 く, 河 床 勾 配 も 急 であり, 直 線 的 に 流 れる. 川 は 土 砂 を 運 ぶ 道 であり, 川 の 形 状 や 流 域 の 状 況 が,ダムへの 流 入 土 砂 量 に 影 響 すると 思 われる.さらに, 地 質, 崩 壊 地 面 積, 起 伏 量 などを 含 めた 地 形 的 要 因 の 違 いにより, 雨 量 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 が, 観 測 地 によって 異 なる 原 因 になっていると 思 われる. 4-2 流 域 平 均 雨 量 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 本 節 では, 流 域 平 均 雨 量 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 を 調 べ,4-1 の 雨 量 観 測 所 別 に 求 めたもの と 比 較 する.なお, 小 黒 観 測 所 の 雨 量 データが 昭 和 5 年 以 降 のため, 用 いる 雨 量 データ と 流 入 土 砂 量 データは, 昭 和 5 年 から 平 成 11 年 のものとする. 流 域 平 均 雨 量 は,ティー セン 法 を 用 いて 求 めた. 表 4-8 に 各 観 測 所 の 支 配 面 積 と 重 みを 示 す 流 域 平 均 雨 量 を 用 いた 総 雨 量 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 と 同 様 に, 総 雨 量 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 を 調 べる. 表 4-9 に 流 域 平 均 雨 量 を 用 いた 年 間 総 雨 量 と 年 間 流 入 土 砂 量 の 経 年 変 化 を 示 す.また, 総 雨 量 と 流 入 土 砂 量 の 散 布 図 を 図 4-1 に 示 す. 図 4-1 より, 相 関 係 数 R=.442 となった.この 値 は, 各 観 測 所 の 相 関 係 数 ( 表 4-2 参 照 ) よりも 大 きい 値 である.その 理 由 として, 流 域 平 均 雨 量 は, 流 域 全 体 を 代 表 する 値 であり, ダムへの 流 入 土 砂 量 は, 流 域 全 体 からの 流 入 土 砂 量 である.つまり, 流 域 全 体 の 雨 量 と 流 域 全 体 からの 流 入 土 砂 量 の 比 較 ができ, 良 い 相 関 が 得 られたと 思 われる.それに 対 して, 各 雨 量 観 測 所 の 雨 量 データとダムの 流 入 土 砂 量 の 関 係 は 部 分 の 雨 量 と 流 域 全 体 の 流 入 土 砂 量 の 比 較 であり, 部 分 の 雨 量 と 部 分 の 流 出 土 砂 量 の 比 較 ができてい ないため, 相 関 関 係 にずれが 生 じてしまったためと 考 えられる 流 域 平 均 雨 量 を 用 いた 雨 量 強 度 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 と 同 様 に, 雨 量 強 度 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 を 調 べる. 表 4-1 に 流 域 平 均 雨 量 を 用 い た 雨 量 強 度 と 流 入 土 砂 量 の 相 関 係 数 を 示 す. 表 4-1 より,4-1-1 同 様, 雨 量 強 度 が 上 がるにつれて 相 関 が 強 くなる 傾 向 がわかる. 相 関 係 数 の 値 を 表 4-3 の 値 と 比 較 すると, 流 域 平 均 雨 量 による 相 関 は, 強 い 方 に 位 置 する. 理 由 としては,4-2-1 の 場 合 と 同 じことが 考 えられる.

22 流 域 平 均 雨 量 を 用 いた 降 雨 継 続 時 間 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 と 同 様 に, 降 雨 継 続 時 間 と 流 入 土 砂 量 の 関 係 を 調 べる. 表 4-11 に 降 雨 継 続 時 間 と 年 間 流 入 土 砂 量 の 相 関 を 示 す. 表 4-11 より, 流 域 全 体 としては,2 日 雨 量 または 3 日 雨 量 の 年 1 位 2 位 合 計 と 相 関 がよ いと 判 断 できる.また, 表 4-4 の 値 と 比 べて, 流 域 平 均 雨 量 による 相 関 は 比 較 的 強 い. 理 由 として, 前 述 のように, 流 域 全 体 の 平 均 雨 量 と 流 域 全 体 からの 流 入 土 砂 量 で 相 関 をとる ことができているためと 思 われる. このように, 流 域 平 均 雨 量 による 相 関 では, 比 較 的 良 い 相 関 が 得 られた.しかし,4-1 の 各 結 果 からもわかるように, 観 測 所 によって 相 関 に 大 きな 差 がある.それは,ダムの 流 域 内 であっても, 降 雨 特 性 をはじめ, 起 伏 量, 崩 壊 地 面 積, 植 生, 地 質 などの 地 形 的 要 因 が 大 きく 異 なるためと 思 われる.したがって, 土 砂 流 出 の 要 因 を 詳 細 に 明 らかにする 場 合, これらの 支 配 因 子 を 流 域 平 均 として 扱 うことには 疑 問 が 残 る. 第 4 章 では, 降 雨 と 堆 砂 の 関 係 を 時 空 間 的 に 考 察 してきた. 降 雨 土 砂 の 生 産 河 道 へ の 流 出 流 下 ダムの 堆 砂 というダム 堆 砂 の 一 連 の 流 れを 考 えると, 多 くの 要 因 が 複 雑 に 絡 み 合 ってダムの 堆 砂 に 結 びついていることがわかる.さらに,ダム 流 域 はさまざまな 特 性 を 持 った 小 流 域 の 集 まりである. 本 章 においても, 各 雨 量 観 測 所 によって 土 砂 流 出 に 相 関 がある 降 雨 特 性 は 異 なった.また, 各 観 測 所 の 相 関 係 数 を 比 べると, 相 関 の 強 い 観 測 所, 弱 い 観 測 所 があることがわかった.よって,ダム 計 画 を 始 め, 土 砂 の 流 出 が 影 響 する 計 画 を 立 案 する 際, 流 域 にどのような 地 形 が 広 がり,どのような 降 雨 特 性 が 土 砂 流 出 に 影 響 を 及 ぼすのか,どの 小 流 域 がダムの 堆 砂 に 影 響 を 及 ぼしているのか 検 討 することが 必 要 であ ると 思 われる.そのためには, 各 観 測 所 の 支 配 流 域 から 流 出 する 土 砂 量 の 観 測 が 必 要 であ ると 考 えられる.

23 2 小 黒 非持(美和 ダム 非持 美和ダム 美和ダム) 美和ダム位置 小黒川 屋敷沢 北緯 35 度 48 分 秒 東経 138 度 4 分 54.9 秒 黒 川 戸台川 線内 美和ダム流域 北 沢 伊那里 塩 平 三峰川 小瀬戸湯 荒 川 N 5km 図 4-1 雨量観測所の位置

24 表 4-1 各 観 測 所 の 年 間 総 雨 量 と 美 和 ダムの 年 間 流 入 土 砂 量 年 間 総 雨 量 (mm) 年 間 流 入 土 砂 量 非 持 屋 敷 沢 北 沢 小 黒 伊 那 里 塩 平 小 瀬 戸 湯 荒 川 ( 千 m 3 / 年 ) S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S S H H H H H H H H H H H 表 4-2 年 間 総 雨 量 と 年 間 流 入 土 砂 量 の 相 関 係 数 観 測 所 名 相 関 係 数 非 持.218 屋 敷 沢.33 北 沢.435 小 黒.388 伊 那 里.28 塩 平.378 小 瀬 戸 湯.275 荒 川.46

25 22 5, 4, 年 間 流 入 土 砂 量 年 間 総 雨 量 3 25 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) 3, 2, 1, -1, S39 S41 S43 S45 S47 S49 S51 S53 S55 S57 S59 S61 S63 H2 H4 H6 H8 H 年 間 降 雨 量 (mm) 図 4-2 北 沢 観 測 所 における 総 雨 量 と 流 入 土 砂 量 の 経 年 変 化

26 23 表 4-3 雨 量 強 度 と 年 間 流 入 土 砂 量 の 相 関 係 数 観 測 所 1mm 以 上 合 計 2mm 以 上 合 計 3mm 以 上 合 計 4mm 以 上 合 計 5mm 以 上 合 計 6mm 以 上 合 計 非 持 屋 敷 沢 北 沢 小 黒 伊 那 里 塩 平 小 瀬 戸 湯 荒 川 /25 25/25 25/25 34/36 25/25 32/36 34/36 25/25 34/36 29/36 28/36 22/25 32/36 35/36 観 測 所 7mm 以 上 合 計 8mm 以 上 合 計 9mm 以 上 合 計 1mm 以 上 合 計 11mm 以 上 合 計 12mm 以 上 合 計 非 持 屋 敷 沢 北 沢 小 黒 伊 那 里 塩 平 小 瀬 戸 湯 荒 川 /36 24/36 21/25 21/36 29/36 34/36 33/36 18/36 18/36 35/36 16/25 2/36 23/36 31/36 3/36 13/36 13/36 32/36 12/25 12/36 2/36 29/36 26/36 6/36 1/36 32/36 12/2 5 9/36 14/36 19/36 18/36 4/36 6/36 31/36 8/25 5/36 5/36 15/36 12/36 4/36 5/36 25/36 6/25 4/36 4/36 1/36 8/36 ( 上 段 : 相 関 係 数 下 段 :その 降 雨 が 観 測 された 年 数 / 観 測 年 数 ).9.8 相 関 係 数 R 非 持 屋 敷 沢 北 沢 小 黒 伊 那 里 塩 平 小 瀬 戸 湯 荒 川 雨 量 [(mm/ 日 ) 以 上 合 計 ] 図 4-3 雨 量 強 度 と 年 間 流 入 土 砂 量 の 相 関

27 24 表 4-4 降 雨 継 続 時 間 と 年 間 流 入 土 砂 量 の 相 関 係 数 R 観 測 所 日 数 年 1 位 雨 量 1 位 2 位 合 計 1 位 ~3 位 合 計 1 位 ~4 位 合 計 1 位 ~5 位 合 計 日 雨 量 非 持 2 日 雨 量 日 雨 量 日 雨 量 屋 敷 沢 2 日 雨 量 日 雨 量 日 雨 量 北 沢 2 日 雨 量 日 雨 量 日 雨 量 小 黒 2 日 雨 量 日 雨 量 日 雨 量 伊 那 里 2 日 雨 量 日 雨 量 日 雨 量 塩 平 2 日 雨 量 日 雨 量 日 雨 量 小 瀬 戸 湯 2 日 雨 量 日 雨 量 日 雨 量 荒 川 2 日 雨 量 日 雨 量

28 25 5, 5, 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) 4, 3, y = x , R 2 =.287 1, , 3 日 雨 量 年 1 位 2 位 合 計 (mm) 非 持 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) 4, 3, 2, 1, -1, 伊 那 里 y = 6.73x R 2 = 日 雨 量 1 位 2 位 合 計 (mm) 5, 5, 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) 4, 3, 2, 1, -1, 屋 敷 沢 y = x R 2 = 日 雨 量 年 1 位 2 位 合 計 (mm) 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) 4, 3, y = 8.41x R 2 = , 1, , 3 日 雨 量 1 位 2 位 合 計 (mm) 塩 平 5, 5, 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) 4, 3, y = x R 2 = , 1, , 3 日 雨 量 1 位 2 位 合 計 (mm) 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) 4, 3, 2, 1, -1, y = x R 2 = 日 雨 量 1 位 2 位 合 計 (mm) 北 沢 小 瀬 戸 湯 5, 5, 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) 4, 3, 2, 1, -1, y = x R 2 = 日 雨 量 1 位 2 位 合 計 (mm) 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) 4, 3, y = x R 2 = , 1, , 2 日 雨 量 年 1 位 2 位 合 計 (mm) 小 黒 荒 川 図 4-4 各 雨 量 観 測 所 における 最 も 相 関 が 強 かった 雨 量 と 流 入 土 砂 量 の 関 係

29 26 表 4-5 強 度 別 の 雨 量 の 合 計 観 測 所 年 合 計 雨 量 (mm) -2mm 2-4mm 4-6mm 6-8mm 8-1mm 1mm 以 上 S 北 沢 S S S 塩 平 S S S 荒 川 S S 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) 表 4-6 強 度 別 の 雨 量 の 発 生 回 数 合 計 回 数 ( 回 ) 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) 観 測 所 年 -2mm 2-4mm 4-6mm 6-8mm 8-1mm 1mm 以 上 S 北 沢 S S S 塩 平 S S S 荒 川 S S

30 合 計 雨 量 (mm) mm 2-4mm 4-6mm 6-8mm 8-1mm 1mm 以 上 年 間 流 入 土 砂 量 合 計 回 数 ( 回 ) mm 2-4mm 4-6mm 6-8mm 8-1mm 1mm 以 上 年 間 流 入 土 砂 量 S47 S51 S55 S47 S51 S55 北 沢 合 計 雨 量 (mm) mm 2-4mm 4-6mm 6-8mm 8-1mm 1mm 以 上 年 間 流 入 土 砂 量 合 計 回 数 ( 回 ) mm 2-4mm 4-6mm 6-8mm 8-1mm 1mm 以 上 年 間 流 入 土 砂 量 S47 S51 S55 S47 S51 S55 塩 平 合 計 雨 量 (mm) mm 2-4mm 4-6mm 6-8mm 8-1mm 1mm 以 上 年 間 流 入 土 砂 量 合 計 回 数 ( 回 ) mm 2-4mm 4-6mm 6-8mm 8-1mm 1mm 以 上 年 間 流 入 土 砂 量 S47 S51 S55 S47 S51 S55 荒 川 図 4-5 強 度 別 雨 量 の 合 計 と 年 間 流 入 土 砂 量 ( 左 図 : 合 計 雨 量 右 図 : 合 計 回 数 )

31 28 表 4-7 連 続 日 数 別 雨 量 の 1 位 から 3 位 と 年 間 流 入 土 砂 量 観 測 所 年 日 雨 量 (mm) 2 日 雨 量 (mm) 3 日 雨 量 (mm) 1 位 2 位 3 位 1 位 2 位 3 位 1 位 2 位 3 位 S 北 沢 S S S 塩 平 S S S 荒 川 S S 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 )

32 29 雨 量 (mm) S47 S51 S 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) 日 雨 量 3 位 日 雨 量 2 位 日 雨 量 1 位 年 間 流 入 土 砂 量 北 沢 雨 量 (mm) 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) 日 雨 量 3 位 日 雨 量 2 位 日 雨 量 1 位 年 間 流 入 土 砂 量 S47 S51 S55 塩 平 雨 量 (mm) 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) 日 雨 量 3 位 日 雨 量 2 位 日 雨 量 1 位 年 間 流 入 土 砂 量 S47 S51 S55 荒 川 図 4-6 日 雨 量 1 位 から 3 位 と 年 間 流 入 土 砂 量

33 雨 量 (mm) 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) 2 日 雨 量 3 位 2 日 雨 量 2 位 2 日 雨 量 1 位 年 間 流 入 土 砂 量 S47 S51 S55 北 沢 雨 量 (mm) 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) 2 日 雨 量 3 位 2 日 雨 量 2 位 2 日 雨 量 1 位 年 間 流 入 土 砂 量 S47 S51 S55 塩 平 雨 量 (mm) S47 S51 S 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) 2 日 雨 量 3 位 2 日 雨 量 2 位 2 日 雨 量 1 位 年 間 流 入 土 砂 量 荒 川 図 日 雨 量 1 位 から 3 位 と 年 間 流 入 土 砂 量

34 雨 量 (mm) 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) 3 日 雨 量 3 位 3 日 雨 量 2 位 3 日 雨 量 1 位 年 間 流 入 土 砂 量 S47 S51 S55 北 沢 雨 量 (mm) S47 S51 S 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) 3 日 雨 量 3 位 3 日 雨 量 2 位 3 日 雨 量 1 位 年 間 流 入 土 砂 量 塩 平 雨 量 (mm) S47 S51 S 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) 3 日 雨 量 3 位 3 日 雨 量 2 位 3 日 雨 量 1 位 年 間 流 入 土 砂 量 荒 川 図 日 雨 量 1 位 から 3 位 と 年 間 流 入 土 砂 量

35 32 表 4-8 各 観 測 所 の 支 配 面 積 と 重 み 観 測 所 支 配 面 積 (km 2 ) 重 み 非 持 屋 敷 沢 北 沢 小 黒 伊 那 里 塩 平 小 瀬 戸 湯 荒 川 合 計 表 4-9 流 域 平 均 年 間 総 雨 量 と 年 間 流 入 土 砂 量 の 経 年 変 化 年 数 流 域 平 均 総 雨 量 (mm) 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) 年 数 流 域 平 均 総 雨 量 (mm) 年 間 流 入 土 砂 量 ( 千 m 3 / 年 ) S S S H S H S H S H S H S H S H S H S H S H S H S , 年 間 流 入 土 砂 量 (m 3 / 年 ) 4, 3, 2, 1, -1, y = x R 2 = 年 間 総 雨 量 (mm) 図 4-9 流 域 平 均 総 雨 量 と 年 間 流 入 土 砂 量 の 関 係

36 33 表 4-1 流 域 平 均 雨 量 における 雨 量 強 度 と 流 入 土 砂 量 の 相 関 相 関 係 数 R 雨 量 が 観 測 された 年 数 / 観 測 年 数 1mm 以 上 合 計 /25 2mm 以 上 合 計 /25 3mm 以 上 合 計 /25 4mm 以 上 合 計.46 25/25 5mm 以 上 合 計 /25 6mm 以 上 合 計 /25 7mm 以 上 合 計.69 21/25 8mm 以 上 合 計.66 16/25 9mm 以 上 合 計 /2 5 1mm 以 上 合 計 /2 5 11mm 以 上 合 計.82 6/2 5 12mm 以 上 合 計.825 4/2 5 表 4-11 流 域 平 均 雨 量 を 用 いた 場 合 の 降 雨 継 続 時 間 と 流 入 土 砂 量 の 相 関 日 数 年 1 位 雨 量 1 位 2 位 合 計 1 位 ~3 位 合 計 1 位 ~4 位 合 計 1 位 ~5 位 合 計 日 雨 量 日 雨 量 日 雨 量

37 34 第 5 章 結 論 本 研 究 ではまず, 長 野 県 の 天 竜 川 水 系 三 峰 川 における 美 和 ダムのデータを 用 いて, 土 砂 の 流 出 に 関 係 のある 降 雨 特 性 を 調 べた. 次 に,ダム 流 域 内 に 8 ヶ 所 の 雨 量 観 測 所 があるこ とから,それぞれにおける 雨 量 データとダムの 流 入 土 砂 量 の 関 係 を 調 べた.さらに, 流 域 内 平 均 雨 量 とダムの 流 入 土 砂 量 の 関 係 を 調 べ, 観 測 所 別 に 調 べたものと 比 較 した. 以 下 に 本 研 究 の 結 論 を 示 す. 土 砂 の 流 出 には, 総 雨 量 よりも 強 い 雨 の 規 模 や 頻 度, 集 中 的 連 続 的 な 降 雨 の 規 模 や 頻 度 が 関 係 している.また,ダム 流 域 内 の 雨 量 観 測 所 ごとに, 相 関 の 強 い 雨 量 強 度, 降 雨 継 続 時 間 が 異 なる. 特 に 降 雨 継 続 時 間 において, 既 存 の 研 究 では 経 験 的 に 年 最 大 日 雨 量, 年 最 大 2 日 雨 量 と 土 砂 の 流 出 に 相 関 があるとされ, 流 出 土 砂 量 の 推 定 などが 行 われてきた.しかし, 本 研 究 ではいずれの 観 測 点 においても 2 日,3 日 雨 量 の,しかも 1 位 2 位 合 計 雨 量 の 相 関 が 良 かった. 各 種 雨 量 と 流 入 土 砂 量 の 相 関 を 調 べた 結 果, 相 関 の 強 い 観 測 所, 弱 い 観 測 所 がある ことがわかった. 降 雨 土 砂 の 生 産 河 道 への 土 砂 の 流 入 土 砂 の 流 下 堆 積 とい うダム 堆 砂 のプロセスを 考 えると, 降 雨 特 性 を 始 め, 流 域 の 地 質 や 地 形, 植 生 など の 地 形 的 要 因 が 観 測 所 によって 異 なるため, 相 関 の 差 が 表 れたと 思 われる. 流 域 平 均 雨 量 と 流 入 土 砂 量 の 相 関 は, 総 雨 量, 雨 量 強 度, 降 雨 継 続 時 間 とも 観 測 所 別 にもとめた 相 関 に 比 べて, 比 較 的 相 関 がよかった. 理 由 として, 流 域 平 均 雨 量 は 流 域 全 体 を 代 表 する 雨 量 であり, 流 域 全 体 からの 流 入 土 砂 量 であるダムへの 流 入 土 砂 量 に 対 応 した 相 関 であることが 考 えられる. 次 に, 今 後 の 課 題 を 示 す. 起 伏 量, 崩 壊 地 面 積, 地 質, 植 生 などの 地 形 状 況 を 調 べ, 降 雨 特 性 と 関 連 付 けなが ら,それらによる 影 響 を 評 価 する. 降 雨 や 洪 水 による 流 出 土 砂 の 量 や 粒 径 の 観 測 を 小 流 域 ごとに 行 う. 多 くのダムについて, 流 入 土 砂 の 支 配 要 因 についての 分 析 を 行 い, 影 響 の 評 価 の 精 度 を 上 げる.

38 35 謝 辞 本 研 究 を 進 めるにあたり, 終 始 適 切 なご 指 導,ご 助 言 を 賜 りました 富 所 五 郎 教 授 に 心 よ り 感 謝 します.そして, 研 究 に 限 らず, 常 に 親 身 になって 相 談 に 応 じてくれた 豊 田 政 史 助 手 には, 感 謝 の 気 持 ちでいっぱいです. また, 本 研 究 におけるさまざまな 資 料 を 提 供 してくださいました, 国 土 交 通 省 中 部 地 方 整 備 局 天 竜 川 ダム 統 合 管 理 事 務 所 美 和 ダム 管 理 支 所 の 北 原 久 人 氏, 本 研 究 に 取 り 入 れた 統 計 分 析 に 助 言 を 頂 いた 藤 井 良 夫 助 教 授 に 深 く 感 謝 の 意 を 表 します. 最 後 に,1 年 間 という 短 い 期 間 でしたが, 勉 学 に 限 らず,いろいろな 面 で 適 切 なアドバ イスを 下 さった 富 所 研 究 室 の 先 輩 方,そして 苦 楽 を 共 にした 同 学 年 の 浅 野 誠 一 郎 君, 岩 佐 隆 広 君 には 大 変 お 世 話 になりました. ここに 書 いた 方 々なしでは,この 論 文 は 出 来 上 がらなかったでしょう. 本 当 に 有 り 難 うございました. 平 成 16 年 2 月 原 宏 則

39 36 参 考 文 献 1) 竹 村 公 太 郎 鈴 木 徳 行 : 流 出 土 砂 量 の 要 因 と 予 測 に 関 する 研 究, 土 木 学 会 論 文 集, NO.621/Ⅱ-47,pp.11-19, ) 鈴 木 徳 行 : 日 本 の 貯 水 池 土 砂 管 理 の 現 状 について, 貯 水 池 土 砂 管 理 国 際 シンポジウム 講 演 集,pp5-8,2. 3) 高 野 安 二 : 多 目 的 ダム 再 開 発 における 洪 水 ( 排 砂 )バイパストンネルの 新 設 計 画, 貯 水 池 土 砂 管 理 国 際 シンポジウム 講 演 集,p.73,2. 4) 柏 井 条 介 :ダムの 堆 砂 と 排 砂,21 年 度 ( 第 37 回 ) 水 工 学 に 関 する 夏 期 研 修 会 講 義 集, A-5,pp.1-17,21. 5) asahi.com ホームページ( 6) 宮 本 高 行 尾 中 宗 久 : 美 和 ダム 再 開 発 事 業 の 概 要,ダム 技 術,No.18,pp.35-43, ) 国 土 交 通 省 中 部 地 方 整 備 局 天 竜 川 ダム 統 合 管 理 事 務 所 美 和 ダム 管 理 支 所 : 美 和 ダム 流 域 雨 量 観 測 所 日 雨 量 年 表 8) 須 賀 堯 三 : 河 川 工 学, 土 木 工 学 ライブラリー,pp.11-14,pp.18-21,pp35-37,pp , 21. 9) 宮 崎 洋 三 大 西 外 明 : 堆 砂 と 降 雨 の 関 係 についての 考 察, 土 木 学 会 論 文 集,NO.533/ Ⅱ-34,pp31-4,1996.