丸亀平野における地下水流動の調査と数値解析

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きよたつあかさか
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第 48 巻第 10 号 2006 17 丸亀平野における地下水流動の調査と数値解析 * 濱崎修 ** 河原能久 1.

1 第 48 巻第 10 号丸亀平野における地下水流動の調査と数値解析 * 濱崎修 ** 河原能久 1. はじめに丸亀平野は, 瀬戸内気候区に位置し, 自己流域の降水量が少ないため, しばしば渇水被害を受けてきた近年でも1994 年の渇水以降平 6 渇水と略記は厳しく, 甚大な被害を与えたこのため, 丸亀平野では, 満濃池などの溜池の造成に代表されるように水の確保に苦心するとともに, 水利用について種々の工夫を凝らしてきた 1974 年に香川用水吉野川流域からの導水の運用が開始され, 農業用水及び都市用水の取水形態は大きく変貌したまた, 流域の社会経済情勢の変遷に伴う灌漑面積の減少や都市用水排水量の増大等により, 流域の水循環系も大きく変化してきた国土地理院の水準測量結果 1991 年によれば, 近年, 丸亀平野では海岸部での地盤沈下地下水塩水化が認められているまた, 平野部においても, 水源の変更不圧地下水から被圧地下水に変更による被圧地下水位の低下がみられるこのような状況に対応するため, 現在, 地下水利用者等が香川中央地域地下水利用対策協議会を組織し, 自主規制を行っている 1 また, 香川県が地下水利用を推進するための調査を行っているが 2, 地下水流動の実態は十分には明らかにされていない丸亀平野においても, 限られた水資源を有効に利用するとともに, 流域の健全な水循環系を構築していくことが急務である本研究では, 丸亀平野の適正な水管理システムの構築を目標として, 水循環において重要な役割を果たしている地下水や農業用水の実態を調査するとともにMIKE-SHEモデルによる水循環系の解析を行ったここでは, 地下水流動に関して得られた成果を中心に報告する 2. 丸亀平野の概要 2.1 対象領域本研究の対象流域である丸亀平野は, 瀬戸内海に面し, 讃岐平野の中央に位置する平野である地形的には平野上流部の山地とその下方に発達する段丘台地および中下流域に分布する沖積扇状地から成る丸亀平野流域丸亀平野とその涵養域を包括する流域の面積は約 320km 2 である平野中央部には, 一級河川の土器川と二級河川の大束川, 金倉川, 弘田川の合計 4 河川が並行して流れている図 -1 参照大束川弘田川金倉川土器川図 1 丸亀平野と観測地点丸亀平野の土地利用については,1976 年以降, 減反や農作物転換により, 水田面積が減少し, 宅地化が急速に進展している現在, 流域内の土地利用は, 山林が約 43%, 水田が約 28%, 畑が約 8%, 宅地市街地が約 10%, その他が約 11% となっている本研究に関連する観測項目および観測地点を表 -1に示す * はまざきおさむ国土交通省香川河川国道事務所 ** かわはらよしひさ広島大学大学院工学研究科

2 18 地下水技術観測項目河川流量不圧地下水位被圧地下水位 2.2 水理地質 1 帯水層表 -1 観測所観測所丸亀橋, 祓川橋, 常包橋丸亀 No.2, 丸亀 No.4, 丸亀 No.5, 丸亀浅井戸, 左岸 6.8k, 右岸 9.6k, 坂出川津, 西坂元丸亀深井戸, 豊原小学校, 高憧神社既往の地質調査資料を総合的に分析して丸亀平野の水文地質構造図図 -2 を作成した丸亀平野の水文地質構造は4 層に大別できる最上位の沖積層 A 層は, 砂礫質主体で約 10~20m 層厚で不圧地下水が分布し, その下位には粘土シルト主体の難透水層の段丘堆積層 B 層が約 20~40m 分布し, 更にその下位には被圧地下水が分布する砂泥互層の三豊層群 C 層が約 40 ~80m 現れ, 平野部の基盤は領家花崗岩類で構成される 2 透水係数及び比貯留係数既往の現場透水試験資料に基づいて各帯水層の透水係数を一次設定した A 層の透水係数は ~10-5 m/s であり, 砂礫主体の層に帯水すると考えられる B 層の透水係数は ~ 10-9 m/s で粘性土が主体の不透水層である C 層の透水係数は, 透水試験資料がないため, 深井戸の揚水実績資料から計算により求めた C 層の透水係数は m/s で砂泥互層中の砂層中に帯水すると考えられる比貯留係数については, 既往の揚水試験結果不圧帯水層 : に基づき設定したこのような透水係数及び比貯留係数の値は, 後述するシミュレーション結果と観測結果との比較を通して, 調整された最終的に設定した係数の値は後述の表 -3, 表 -4に示されている各層の透水係数の分布を図 -3に示す A 層の透水係数は土器川下流の沿川付近で最も高い B 層の透水係数は各河川沿いで高い値を示すのに対して,C 層の透水係数は丸亀平野下流域一帯で大きい 3. 丸亀平野における水循環系の実態調査 3.1 地下水位の経年変化 1 不圧地下水位図 -4は, 図 -1に示す観測地点, 丸亀 No.4, 丸亀 No.5, 丸亀浅井戸, 左岸 6.8k, 西坂元, 右岸 9.6k 地点における地下水位の経年変化を表している図より, 各地点での地下水位の変動特性として, 以下のことが挙げられる図 -2 丸亀平野の水文地質構造

3 第 48 巻第 10 号 a A 層 a 丸亀 No.4, 丸亀 No.5 b B 層 b 丸亀浅井戸, 左岸 6.8k C C 層図 -3 各層の透水係数 c 右岸 6.8k, 右岸 9.6k 図 -4 不圧地下水位の経年変化

20 地下水技術 1 丸亀 No.4は土器川河口部の堤内側の砂州上にあり, 地下水位は夏期に約 0.5m~0.7m 上昇する平 6 渇水の影響を受けて水位はやや低下したが, その後ゆるやかに回復した 2 丸亀 No.5は丸亀平野下流部の河川沿いの砂州上に位置する地下水位はやや大きく, 夏期に約 1~2m 上昇する平 6 渇水の影響は最低水位の顕著な低下という形で表れた 3 左岸 3.

4 20 地下水技術 1 丸亀 No.4は土器川河口部の堤内側の砂州上にあり, 地下水位は夏期に約 0.5m~0.7m 上昇する平 6 渇水の影響を受けて水位はやや低下したが, その後ゆるやかに回復した 2 丸亀 No.5は丸亀平野下流部の河川沿いの砂州上に位置する地下水位はやや大きく, 夏期に約 1~2m 上昇する平 6 渇水の影響は最低水位の顕著な低下という形で表れた 3 左岸 3.8k 地点に位置する丸亀浅井戸は丸亀平野下流部の砂州上に位置し, 周辺には旧河道の痕跡がみられる地下水位は, 夏期に約 1.0m~1.5m 水位上昇する経年的にみると, 観測開始時点より水位は低下傾向にある最低水位は, 平 6 渇水時とその後に低下し, 回復が鈍い 4 左岸 6.8kは土器川河川沿いの氾濫源にあり, 地下水位は夏期に約 2m 水位上昇する経年的な傾向は丸亀浅井戸と類似している 5 右岸 6.8k 地点に位置する西坂元は扇状地に位置し, 地下水位は夏期に1~2m 水位上昇する平 6 渇水の影響は限定的であり, 長期的な変動傾向は認められない 6 右岸 9.6kは土器川河川沿いの氾濫源に位置し, 地下水位は夏期に1~2m 上昇する平 6 渇水の影響は少なく, 長期的な変動はみられない以上の観測結果と地形分類図から推察すると, 土器川の左岸側にある丸亀浅井戸及び左岸 6.8kは土器川沿いの丸亀平野の地下水盆のほぼ中央部に位置する図 -5の不圧地下水面の深度や旧河道等の情報図 -5の作成については後述から知られるように, 当該地点は地下水脈 2の影響下にあり, 地下水脈 1 及び3に比べて, 地下水涵養量は少ないものと推察される一方, 右岸側 6.8k にある西坂元は, 基盤岩が浅く地下水盆の縁に位置しており, 周辺には旧河道の痕跡がみられる当該地点は土器川左岸側から右岸側を流れる地下水脈 1の影響を受けて, 地下水涵養がなされているものと推察される右岸 9.6kの地点は, 土器川沿いの氾濫原内に位置するが, 沖積層が薄い岡田台地に隣接しているという, 他の観測地点とは異なる特徴を有している当該地点は, 土器川の伏流水が左岸側から右岸側に流れる地域に位置し, 地下水涵養がなされているものと推察される図 -5 不圧地下水面の地表面からの深度 2 被圧地下水位丸亀深井戸, 高憧神社, 豊原小学校における被圧地下水の経年変化を図 -6に示す図より次の特徴を指摘することができる地下水位 T.P. m 地下水位 T.P.m 丸亀深井戸丸亀浅井戸 S S S S S S S S S S S S S H H H H H H H H H H H H H H H 豊原小学校 50 年度 55 年度 60 年度 2 年度 6 年度高憧神社 7 年度 8 年度 9 年度 10 年度 11 年度 12 年度図 -6 被圧地下水の経年変化 13 年度 14 年度 15 年度 16 年度 17 年度 1 丸亀深井戸では大きな水位変化が記録されている詳細に検討すると,1977 年 ~1979 年の水位低下は, 灌漑期に発生しており, 農業用水の揚水に起因すると推測される一方, 1985 年 ~1987 年の水位低下は, 非灌漑期であ

第 48 巻第 10 号 2006 21 り, 上水道の揚水によるものと考えられる 1988 年 ~1993 年において, 水位がほぼ安定しており, この期間中の揚水量が, この地域における安定揚水量であると考えられる 1994 年の渇水平 6 渇水では, 深層地下水位は過剰な汲み上げにより著しく低下した 1996 年から2001 年にかけて3m 程度の回復が見られるが,

5 第 48 巻第 10 号り, 上水道の揚水によるものと考えられる 1988 年 ~1993 年において, 水位がほぼ安定しており, この期間中の揚水量が, この地域における安定揚水量であると考えられる 1994 年の渇水平 6 渇水では, 深層地下水位は過剰な汲み上げにより著しく低下した 1996 年から2001 年にかけて3m 程度の回復が見られるが, これは揚水量の減少によると推測されているこの地域の被圧地下水は, 周辺での揚水の影響を強く受けるが, 汲み上げが停止すれば水位は比較的早く回復する 2 高憧神社は丸亀平野下流のほぼ中央に位置し, 旧河道の痕跡に近接している地下水位は 1980 年をピークに, その後低下し, 平 6 渇水の影響を受けて最低水位に達した水位は2001 年平成 13 年まで徐々に回復したが,2002 年の冬期渇水以降, 低下し続けている 3 豊原小学校は丸亀平野下流の金倉川左岸に位置し, 旧河道の痕跡がみられるところにある水位は,1980 年のピーク後に低下したが, 高憧神社に比べて低下量は小さい平 6 渇水の影響も顕著ではなく,1999 年平成 11 年まで水位はほぼ横這いで推移したその後若干の上昇傾向を示していたが,2002 年の冬期渇水を経て, 水位は低下を続けている水位の変化は, 平 6 渇水を除けば, 高憧神社のそれと類似している 3.2 地下水位の平面分布と地下水の流動丸亀平野における地下水位の平面分布と地下水流動状況を把握するため, 平成 15 年から17 年の灌漑期と非灌漑期に地下水調査を実施した浅井戸 105 箇所, 深井戸 22 箇所浅層地下水面の地表面からの深度を前述の図 -5に, 浅層および深層地下水の水位の等高線を図 -7に示す丸亀平野では, これまでに旧河道とその周囲の透水性の高い氾濫原が確認されている今回, 丸亀平野で実施されている地質調査ボーリング資料 1,160 本を分析することにより旧河道と氾濫源の痕跡を整理した図 -5にはその結果を不圧地下水面の地表面からの深さとともに示しているその結果,3 系統の水脈, すなわち, 土器川の伏流水が左岸側から右岸側へ流動する水脈図中の1, 平野中央部を流れ再び土器川下流に環流する水脈図中の2, 金倉川方向へ多く流れ旧河道沿いを流下する水脈図中の 3 の存在が推測された図 -7 地下水位の等高線標高表記浅層地下水位は, 概ね地表の地形に沿った分布であるが, 平野の東西に位置する氾濫原では, 地表面から地下水位までの深度が平野中央部に比べ2~3m 深いまた, 土器川の瀬切れ発生区間と氾濫原や旧河道の位置が一致していることから, 河川水と浅層地下水は, 密接に関連していると考えられる図 -7より, 灌漑期と非灌漑期の浅層地下水を比較すると, 地下水位の標高 15~20m,20~25m の範囲において約 1.0~1.5mの変動幅がみられる一方, 深層地下水は, 浅層地下水に比較して地下水位の勾配が緩く, 地表の地形に沿った分布となっている 3.3 出水の流出量調査丸亀平野の農業用水の特徴的な取水形態として, 出水ですいと呼ばれる地下水取水がある土器川下流の沿川で約 60 箇所ポンプまたは自然流下の出水があり, その中から自然流下で送水している出水 28 箇所について, 流出量の観測 2003 年 9 月を行ったそのうち, 土器川左岸 6k/380に位置する竜王出水について, 流出量と前 10 日間降雨量の間の関係を図 -8に示すバラツキはあるものの, 両者に相関が認められる

6 22 地下水技術前 10 日間降雨量 mm 出水流出量 m3/s 図 -8 出水流出量と前 10 日間降雨量の関係竜王出水 3.4 農業用排水系統丸亀平野においては, 灌漑期における水田からの地下水涵養が重要となることから, 本研究では, 対象流域における灌漑実態を明確にするため, 現地において農業用排水系統を調査するとともに, 関係市町並びに土地改良区にヒアリングアンケート調査を実施した丸亀平野における用排水系統を図 -9に示す対象流域では, 香川用水, 河川水, 溜池満濃池含む, 出水湧水, 井戸浅井戸深井戸が農業用水の水源として利用されている土器川等の4 河川に対し, 香川用水が横断しており, 香川用水の導水路と約 80 箇所の溜池がネットワーク化された複雑な水利用形態となっている 4. 水循環解析モデルによる解析 4.1 水循環解析モデルの概要本研究では, 対象流域における水循環系を定量的に把握するため, 水循環素過程を物理式で表現し, 表流水と地下水を連動して解析できる MIKE-SHEモデルを適用した MIKE-SHEモデルは, デンマーク水理研究所 DHI 等で開発されたグリッド型の水循環解析モデルであり,1 遮断蒸発散,2 表面流河道流,3 不飽和流,4 飽和流,5 帯水層と河川との水交換,6 融雪の6つの部分から構成されている図 -10にMIKE-SHEモデルの基礎式を示す表面流と河道流は,St. Venant 方程式を簡略化したdiffusive waveモデル河道流には dynamic waveモデルも適用可と連続の式により解析され, 表面流は2 次元モデル, 河道流は1 次元モデルで表現されている土壌層における不飽和流には1 次元 Richards 方程式を用い, 飽和海海海多度津幸町多度津桜川多度津青木多度津青木海聖池天満池柳池西汐入川長太夫池北鴨幹線道福寺幹線庄幹線青木幹線弘田川金倉川大束川飯野幹線水路源田池土器川道池金丸池上池八丈池中原池宮池菱池丸亀市中府町新池前池藤高池蓮池山崎池下池大林池馬池庄之池宮池大池籠池北原池先代池田村池大井池新池中池伊予勢池水附池蓮池瓢池平池道池前池白方池海古子川宮池滝川幹線村上池金倉寺幹線蓮池幹線丸亀幹線金倉幹線宝憧寺幹線上池図 -9 丸亀平野における農業用排水系統皿池上池宮池菰池新池上池千代池新池要池買地池清水川丸亀市丸亀市配水池善通寺市多度津町綾歌町西山受水池丸亀市宇多津町坂出市新池買田池牛池綾川宮後池新池藤波池常磐池水橋池仁池岡池導水路為久導水路岡 1~4 号為久池上水工水大窪池宝憧寺幹線川西支線矢野池新池宝憧寺池桝池買田池土路池椎尾池仁池導水路天神池大窪導水路熊ヶ池瓢箪池竜社池中部浄水場豊原幹線満賀池西池金倉川左岸幹線水橋池仁池天神池大窪池西池飯野幹線宝憧寺幹線丸亀幹線中部上工水金倉川畑地かんがい施設善通寺善通寺弘田町金倉支線真野上井水路買田幹線管池香川用水小津森打越池左岸地区小津森池今滝池小津森導水路吉野方面羽間導水路羽間池吉野幹線打越導水路大川頭首工満濃池亀越池備中地池天川頭首工満濃池導水路財田川流域野口ダム凡例出水香川用水分水地点

7 第 48 巻第 10 号降雨降雪蒸発散樹冠遮断モデル遮断降雨から土壌水面から根系層から有効降雨融雪モデル人工取水と涵養表面流出浸透 2 次元表面流河道流モデル水面昇降湖沼貯水池根系層 1 次元不飽和流モデル浸潤面を通しての水移動 3 次元飽和流地下水モデル境界条件を通しての水移動地下水位 i 層 i+1 層河川潤辺 w 河川水位地下水位図 -10 MIKE-SHE モデル中の基礎式流はダルシー式と連続式に基づく3 次元モデルにより解析されるまた, 不飽和層底部の土壌水分と地下水位の変動が連成解析される帯水層と河川の水交換は, ダルシー則を用いて算定され, 河川水位に対して地下水位が高い場合には河川へ流出し, 地下水位が低い場合には河川水は地下へ涵養される解析手法の詳細については文献 3-5 を参照されたい 4.2 水循環解析モデルの構築地形条件の再現性及び計算時間を考慮して, 計算格子の大きさを 250 mの正方形とし, 対象流域を5,518グリッドに分割した表層モデルの作成にあたっては, 数値地図 50mメッシュ標高を抽出し, グリッド毎に平均化してグリッド標高を設定した地下水層のモデル化にあたっては, 図 -2に示すA 層を不圧帯水層,B 層を難透水層,C 層を被圧帯水層とし, 既存のボーリング柱状図 1,160 箇所をもとに内挿法によりグリッド毎の各層の基底標高を設定したまた, 河道縦横断図から横断形状を設定し, 河道モデルを作成した測量成果が存在しない区間については国土数値情報の河道位置, 河道長, 河床高を取得し, 矩形断面幅 5m 深さ2 m を設定した河川流量の再現性向上を図るために, 再現期間中, 降雨によらず地下水が常時飽和状態になることを避けるため, 河川基底流量の計算にドレーンモジュールを適用した 4.3 水田のモデル化の方法水田は, 人為的な灌漑により水位水量がコントロールされ, また, その構造上, 大きな貯留効果を持つなど, 自然地とは異なった特性を有するさらに一般的に, 農業用排水の系統が複雑であり, 灌漑の実態が不明であるため, 農業用排水の流動に対する物理的なモデルの構築は容易ではない本研究では, 灌漑による水循環系を可能な限り定量化するため, 下記に示すように, 降雨, 蒸発散, 灌漑, 浸透等を表現する水田モデルの開発を試みた水田の水管理状況をモデル化するため, 水田の減水深蒸発散浸透に一致するように, 不飽和浸透の特性を設定した灌漑区域毎の水源位置香川用水, 溜池, 出水, 井戸, 用排水系統の調査結果をもとに取水地点, 供給区域を設定した対象流域では灌漑区域毎に複数の水源を有しているため, 各灌漑区域の取水地点を設定するにあたって, 使用水源タイプ別に区分し, 水源の優先順位を設定した減水深法により減水深, 田面降水量等から単位面積あたりの必要水量を算定し, 各グリッドの

24 地下水技術灌漑面積を乗じて, 農業用水使用量を推定したグリッド毎の必要水量に対して, 実績取水量が既知の水源からの供給量を差し引き, 残分については地下水取水量をパラメータとして地下水位を再現するように,

4 境界条件初期条件の設定境界条件として, 表 -2に示す条件を各モデルに設定した各グリッドの生活用水, 工業用水の人工系の水量を定量化するにあたっては, 各種統計書および関連市町へのヒアリング等から水源別の取水量を整理し,

深層地下水位の面的な分布を各グリッドに与えた表 -2 境界条件の設定を実施し, 河川流量及び地下水位の実測値と計算値を比較して, 各種パラメータの同定を実施した表層モデルでは, 土地利用分類国土数値情報 1/10

不飽和浸透特性を設定した不飽和浸透特性としては, 不飽和透水係数と水分特性曲線が必要であり, これらについては, 西垣ら 9 により整理されたvan Genuchten 式への適用結果を参考にパラメータを設定した地下水層モデルでは,

8 24 地下水技術灌漑面積を乗じて, 農業用水使用量を推定したグリッド毎の必要水量に対して, 実績取水量が既知の水源からの供給量を差し引き, 残分については地下水取水量をパラメータとして地下水位を再現するように, 表流水と地下水の供給量を配分した 4.4 境界条件初期条件の設定境界条件として, 表 -2に示す条件を各モデルに設定した各グリッドの生活用水, 工業用水の人工系の水量を定量化するにあたっては, 各種統計書および関連市町へのヒアリング等から水源別の取水量を整理し, 境界条件として設定した 6 また, 本研究ではPenman 式を用いて可能蒸発散量を算定し, 古藤田による補正係数 7 を乗じて実蒸発散量を推定した初期条件として, 非灌漑期 1 月の地下水一斉観測より得られた浅層深層地下水位の面的な分布を各グリッドに与えた表 -2 境界条件の設定を実施し, 河川流量及び地下水位の実測値と計算値を比較して, 各種パラメータの同定を実施した表層モデルでは, 土地利用分類国土数値情報 1/10 細分区画土地利用分類データから抽出等により各グリッドを分類し, 等価粗度係数および窪地貯留量を設定した不飽和層モデルでは, 土壌分類国土数値情報土壌分類データから抽出や土地利用分類等により各グリッドを浸透度別 8 に分類し, 不飽和浸透特性を設定した不飽和浸透特性としては, 不飽和透水係数と水分特性曲線が必要であり, これらについては, 西垣ら 9 により整理されたvan Genuchten 式への適用結果を参考にパラメータを設定した地下水層モデルでは, 前述のように, 各層の透水係数については, 現場で行われた透水試験結果を基に一次設定し, 再現計算により最適値を求めた表 -3, 表 -4に最終結果を示す比貯留係数に表 -3 A 層のパラメータ表 -4 B 層,C 層のパラメータ 5. 数値解析結果 5.1 モデルパラメ-タの設定と同定近年の渇水年平水年豊水年を含むよう, シミュレーション期間を1994 年 1 月 1 日 ~1998 年 12 月 31 日の5 年間とした日単位のシミュレーション表 -5 河道モデルのパラメータ

9 第 48 巻第 10 号ついては, 文献 10 による一般的な値を適用したまた, 地下水取水量農業用水をパラメータとして, 地下水位を再現するように設定した河道モデルに必要な粗度係数及び漏水係数の値は, 河川流量の再現計算により同定した最終的に設定した値を表 -5に示す 5.2 水循環解析の検証設定したモデルパラメータを用いで, 河川流量, 不圧地下水, 被圧地下水の水位を計算し, 解析モデルやパラメータの妥当性を検討した河川流量日流量の計算結果を図 -11に示す丸亀橋と祓川橋の両地点において, 平常時の流量については概ね実測値を再現できているが, やや規模の大きな出水に対しては改善の余地がある図 -12に不圧地下水位の計算結果を示す浅層地下水位については, 長期的な再現性は概ね良好であるが, 日変動については実績水位との間に若干の乖離がみられる図 -13では被圧地下水位について, 計算結果と観測結果の比較を行っている丸亀深井戸及び高憧神社では, 取水の影響による水位の低下現象がみられるが, 低下の度合いも精度良く再現できている豊原小学校については, 他観測所でみられるような取水の影響を受けた水位低下部の実績値がなく, 水位低下の評価ができないが, 欠測を除いた実績値に対する再現性は概ね良好であるいずれの地下水も長期的な傾向を概ね再現できており, 設定した透水係数及び比貯留係数の値が妥当であることを示しているハイエトグラフ丸亀降雨量 mm/ 日降雨量ハイドログラフ丸亀橋河川流量 m3/s 実測値計算値 a 丸亀橋地点ハイエトグラフ祓川橋 mm/ 日降雨量降雨量ハイドログラフ祓川橋河川流量 m3/s 実測値計算値 b 祓川橋地点図 -11 日流量に関する計算結果と観測結果の比較

10 26 地下水技術 a 丸亀 No.4 b 丸亀 No.5 c 左岸 6.8k d 坂出川津 e 右岸 9.6k f 西坂元図 -12 不圧地下水位の検証

第 48 巻第 10 号 2006 27 a 丸亀深井戸 b 豊原小学校 c 高憧神社図 -13 被圧地下水位の検証図 -14に非灌漑期における不圧地下水位の等高線を示す 1994 年 12 月と1998

地下水位は回復傾向にあり,1998 年豊水年においてようやく2004 年平水年の実績値と同程度まで地下水位が回復しているなお, 計算水位は沿岸部の旧河道に沿って実測水位とやや異なっているが,

11 第 48 巻第 10 号 a 丸亀深井戸 b 豊原小学校 c 高憧神社図 -13 被圧地下水位の検証図 -14に非灌漑期における不圧地下水位の等高線を示す 1994 年 12 月と1998 年 12 月における計算水位実線と一斉観測結果破線,2004 年 1 月を併記している詳細に見ると,1994 年渇水年では, 実績水位に比べ, 平野部全体の地下水が低下しているその後, 地下水位は回復傾向にあり,1998 年豊水年においてようやく2004 年平水年の実績値と同程度まで地下水位が回復しているなお, 計算水位は沿岸部の旧河道に沿って実測水位とやや異なっているが, 面的な再現性は比較的良好であるその旧河道沿いの地下水位の差違は, その地域の透水係数を過大評価しているためかと推測している a 1994 年 12 月渇水年 b 1998 年 12 月豊水年図 -14 不圧地下水の水位分布

12 28 地下水技術以上のように,MIKE-SHEモデルを用いて丸亀平野の水循環系の大略は把握できるようになった結果を図示しないが, このモデルを用いて, 現在, 丸亀平野における地下水涵養域の特定や水収支等を検討している例えば,1996 年において, 年間降水量 969mmのうち, 約 56% が蒸発蒸発散で大気に戻り, 残りの地表面に到達した水量のうち約 62% が流出し, 約 38% が地下に降下浸透したことが明らかとなったまた, 人工系の使用水量の内訳は, 河川水 : 香川用水 : 地下水 = 約 1.0:1.2:1.5であり, 丸亀平野では香川用水と地下水に大きく依存していることが確認されている 6. おわりに本研究では, 丸亀平野における水循環系の実態を明らかにするために, 旧河道の特定, 地下水や農業用水の現地調査を行うとともに, 水循環解析モデル MIKE-SHE を用いた数値解析を行ったその結果, 透水係数等のモデル定数値を適切に評価することによって, モデルが不圧被圧地下水や河川の日流量を良好に算出することを確認した今後, モデルの精度の向上をはかるとともに, 流域の水循環に関する課題を取り上げ, そのメカニズムの解明と対応策の検討を進める予定である謝辞 : 用排水系統調査に御協力下さり, 貴重な資料を提供して頂いた関係県市町並びに満濃池土地改良区, 土器川右岸土地改良区連合に感謝の意を表します参考文献 1 吉野文雄 : 香川中央地域の地下水, 香川中央地域地下水利用対策協議会, 香川県企画部水資源対策課 : 平成 10 年度香川県地下水利用推進調査総括報告書, Singh, V. P.: Computer Models of Watershed Hydrology, Water Resources Publications, Abbott, M. B. et al: An Introduction to the European Hydrological System - Systeme Hydrologique Europeen SHE 1: History and philosophy of a physically based distributed modelling system, Journal of Hydrology, Vol.87, pp.45-59, Abbott, M. B. et al: An Introduction to the European Hydrological System - Systeme Hydrologique Europeen SHE 2: Structure of a physically based distributed modelling system, Journal of Hydrology, Vol.87, pp.61-77, 安陪和雄, 大八木豊 : 分布型流出モデルの広域的適用, 水工学論文集,Vol.46,pp , 古藤田一雄 :Estimation of River Basin Evapotranspiration, Environmental Research Center Papers, No.8, pp.1-66, 中野秀章 : 森林水文学, 共立出版, 西垣誠, 竹下祐二 : 室内及び原位置における不飽和透水特性の試験及び調査法に関する研究, 岡山大学土木工学科,pp.30-95, Anderson, M.P. and Woessner, W.W.: Applied Groundwater Model Simulation of Flow and Advective Transport, Academic Press, p.41, 1992.

熊本地域の水循環機構の検討

熊本地域の水循環機構の検討熊本地域の水循環機構の解明と白川の定常流量の検討熊本河川国道事務所調査第一課中元道男萩原健介北嶋清 1. はじめに熊本地域 (11 市町村約 100 万人 ) は菊池川流域坪井川流域白川流域緑川流域から構成され ( 図 1) 生活用水のほぼ 100% を地下水に依存しており地下水による供給人口としては日本最大規模の地域であるまた農業用水や工業用水としても地下水が広く利用されており