5. 地質菊池川流域の西側から北側の筑肥山地では 筑後変成岩や花崗岩類を基盤として鮮新世から更新世の火山岩類が覆い 山地間にある標高 200m 前後の低平な丘陵は主として阿蘇火砕流堆積物 ( 阿蘇 1~ 阿蘇 -4) から成っている 阿蘇火砕流堆積物は 阿蘇カルデラが有している阿蘇火山中央火口丘群が今から 27 万年前くらい前の 4 回 ( 阿蘇 -1~ 阿蘇 -4) の大噴火により生じたものである 阿蘇外輪山で標高の高い鞍岳は安山岩質の溶岩及び凝灰角礫岩から成り 阿蘇カルデラ形成以前に活動した火山に由来している 菊池台地は 阿蘇火砕流堆積物 ( 阿蘇 -4) を覆って 託麻砂礫層及び褐色ローム層 黒ボク層が重なっている 菊鹿盆地は砂 礫 粘土から成る沖積層が分布し 菊鹿盆地下流部では有明海の海退等により形成された沖積平野 ( 玉野平野 ) が広がっている また 海岸付近の沖積層は 埋立 干拓により形成されている 地質については 地下水の賦存など水収支と密接に関係し SWAT モデルで解析した後の評価に必要となることから 以下に示すサイト等から地質図を収集した 名称 : 表層地質図発行元 : 国土交通省国土政策局国土情報課入手先 : 国土交通省ホームページ> 土地分類調査 水調査 > GIS データのダウンロード> 表層地質図 > 熊本ホームページアドレス : http://nrb-www.mlit.go.jp/kokjo/inspect/landclassification/download/index.html また 地質構造などが把握された流域では 流出モデルによる解析の精度を向上させることが可能となるため 菊池川流域の地質構造や地下水流動に詳しい熊本大学の嶋田純名誉教授にヒアリングを実施し 以下の地質資料を紹介して頂き 地質構造把握の参考とした なお 収集した表層地質図と熊本県地質図 (10 万分の 1) は完全に対比していないため 凡例対応表を作成し対比した 名称 : 熊本県地質図 (10 万分の 1) 発行元 : 社団法人熊本県地質調査業協会 名称 : 熊本地域の地質断面図 発行元 : 熊本地盤研究会 67
図 Ⅵ-5-1 表層地質図 ss ms Hyg gb Yh A4 ms gk cc vs a t2 t1 ta K1 K2 A13 a kd kbm A4 図 Ⅵ-5-2 熊本県地質図 (10 万分の 1) 68
図 Ⅵ-5-3(1) 熊本県地質図 (10 万分の 1) 凡例 69
図 Ⅵ-5-3(2) 熊本県地質図 (10 万分の 1) 凡例 70
図 Ⅵ-5-3(3) 熊本県地質図 (10 万分の 1) 凡例 表 Ⅵ-5-1 凡例対応表 表層地質図凡例 熊本県地質図 (10 万分の 1) 凡例 砂 礫 粘土 a 沖積層 礫 砂 t1 低位段丘堆積物 t2 中位段丘堆積物 ローム A4 阿蘇 -4 火砕流堆積物 熔結凝灰岩 ( 新期阿蘇溶岩 ) A4 阿蘇 -4 火砕流堆積物 熔結凝灰岩 ( 旧期阿蘇溶岩 ) A13 阿蘇 -1~3 火砕流堆積物 安山岩 Yh 八方ヶ岳安山岩 K1 鞍岳安山岩 Ⅰ K2 鞍岳安山岩 Ⅱ Kd 金峰火山北麓岩屑堆積物 Kbm 金峰火山中期噴出物 石灰岩 lc 結晶質石灰岩 三郡変成岩類 黒色片岩 ms 主として泥質岩 緑色片岩 vs 緑色片岩 変斑レイ岩 gb 変はんれい岩 蛇紋岩 gb 変はんれい岩 花崗岩 gk 花崗岩類 流紋岩 gk 花崗岩類 礫岩 Fd 不動岩礫岩 砂岩 Hk 鉾ノ甲層 71
(1) 砂 礫 粘土熊本県地質図 (10 万分の 1) の沖積層 (a) に相当すると考えられる 一般に低地を構成する堆積物には次ぎの3 通りがある 玉名平野の沖積層はアに属し 菊鹿盆地の沖積層はイに属すると考えられる ア新しい地質時代に海水面の上昇による海進で形成された海成ないしは河口の氾濫原堆積物 イ山間の開けた場所に緩やかな河川勾配によってできた河川成堆積物 ウ海岸や河口の周辺などに人工的につくられた埋め立て地 (2) 礫 砂熊本県地質図 (10 万分の 1) の低位段丘堆積物 (t1) 中位段丘堆積物(t2) に相当すると考えられる 1) 低位段丘堆積物 (t1) 菊池台地の標高 20m 内外の台地面を構成する. 安山岩の円礫を大量に含む砂礫層 2) 中位丘堆積物 (t2) 菊池台地にみられる標高 70~30m の平坦面を構成する. 安山岩の巨大な円礫を含む砂礫層で託麻砂礫層に相当する層である (3) ローム 熔結凝灰岩 ( 新期阿蘇溶岩 ) 熊本県地質図 (10 万分の 1) の阿蘇火砕流堆積物 (A4) に相当すると考えられる 阿蘇カルデラ縁からほぼ全方向域の台地や斜面を構成して普遍的に分布する火砕流堆積物である (4) 熔結凝灰岩 ( 新期阿蘇溶岩 ) 熊本県地質図 (10 万分の 1) の阿蘇火砕流堆積物 (A1~3) に相当すると考えられる 阿蘇 -1, 阿蘇 -2, 阿蘇 -3 火砕流堆積物を一括したものである 阿蘇 -1 火砕流堆積物は 阿蘇カルデラの西壁から熊本市東部にかけての広い範囲に分布する 堆積物のほとんどは強く溶結し, 非常に堅固な溶結凝灰岩となっている 阿蘇 -2 火砕流堆積物は, 阿蘇 -2R,2A,-2B の3つのサブユニットからなる 2R は 強溶結の溶岩様の 2 次流動した堆積物である 2A は強溶結凝灰岩で -2B は大部分が発泡のよい無斑晶質のスコリア流からなる非溶結 弱溶結の火砕流堆積物である 本質岩塊の岩質は安山岩質であり 噴出年代は約 14 万年前である 阿蘇 -3 火砕流堆積物の岩相は変化に富み 本質物質として 白色の軽石 発泡の 72
悪いスコリアや黒曜石岩塊を含む非溶結の堆積物 全体が強く溶結している溶結凝 灰岩, 発泡の悪い多斑晶のスコリアからなる非溶結 弱溶結の火砕流堆積物である. 本質岩塊の岩質はデイサイト ( 石英安山岩 ) 質から安山岩質まで幅がある (6) 安山岩菊池川流域北側に分布する八方ヶ岳安山岩 (Yh) 鞍岳周辺に分布する鞍岳安山岩 Ⅰ(K1) 鞍岳安山岩 Ⅱ(K2) 金峰山周辺に分布する金峰火山北麓岩屑堆積物(Kd) 金峰火山中期噴出物 (Kbm) に相当すると考えられる 1) 八方ヶ岳安山岩 (Yh) 菊池市北方の県境付近に広く分布する安山岩類である 2) 鞍岳安山岩 Ⅰ(K1) 鞍岳北西斜面および矢護山付近に分布する 角閃石安山岩溶岩および火砕岩である 鞍岳火山を構成する古い成層火山の残骸である 3) 鞍岳安山岩 Ⅱ(K2) 鞍岳山体の主に南部を構成する輝石安山岩溶岩および火砕岩である 4) 金峰火山北麓岩屑堆積物 (Kd) 金峰火山の外輪部の北麓に広く分布する火砕岩類である 5) 金峰火山中期噴出物 (Kbm) 金峰火山の外輪部の北 ~ 北西部の主に三ノ岳を構成する溶岩および火砕岩である. 岩石は輝石安山岩 輝石玄武岩質安山岩 角閃石安山岩など多様である (7) 三郡変成岩類熊本県北部の玉名付近から山鹿北方の福岡県境にかけて 高圧低温型の変成作用を受けた三郡結晶片岩類が分布する この変成岩類は白亜紀花崗岩類に貫入され 新第三紀 ~ 第四紀の火山岩類に不整合に覆われる 三郡帯の変成岩類は 花崗岩類や火山岩類の分布によって途切れながらも熊本県北部から福岡県北部まで露出する 1) 石灰岩石灰岩は結晶質石灰岩 ( 三郡変成岩類 )(lc) に相当すると考えられる 玉名東方の木の葉山に大きな結晶質石灰岩体 (lc) が見られる 2) 黒色片岩 緑色片岩黒色片岩は主として泥質岩 ( 三郡変成岩類 )(ms) 緑色片岩(vs) に相当すると考えられる 熊本県内の三郡結晶片岩類の中で最も多く見られるのは泥質岩起源の黒色片岩 73
(ms) であり 苦鉄質火山岩類 ( 緑色片岩 )(vs) も比較的多い (8) 変斑レイ岩 熊本県北縁部から福岡県境を越え その北側にかけて広く変はんれい岩が分布す る (9) 蛇紋岩 蛇紋岩は 熊本県地質図 (10 万分の 1) の変はんれい岩の分布域にあることから 本調査では変はんれい岩 (gb) として区分した (10) 花崗岩類三郡帯の花崗岩類は 熊本県北部玉名 - 南関 - 菊池にかけて 筒ケ岳 ( 小岱山 ) を中心に 県北西部に大略東西方向に分布する 花崗岩類は三郡変成岩類に貫入している (11) 流紋岩流紋岩は 熊本県地質図 (10 万分の 1) の花崗岩の分布域にあることと 火山岩の一種で花崗岩に対応する成分の火山岩であることから 本調査では花崗岩類 (gk) として区分した (12) 礫岩不動岩礫岩 (Fd) は山鹿市東部の三玉地域に分布する 厚い赤紫色の礫岩層からなり 粗粒砂岩の薄層を挟在する 礫岩層は亜円礫から円礫を主とし 大 中礫が多く見られる 礫の淘汰度はあまりよくない 礫種は 変はんれい岩 結晶片岩類が大部分でまれに花崗岩がある (13) 砂岩 菊池市北部の鉾の甲, 観音岳付近に分布している礫岩, 砂岩, 泥岩からなる地層 で分布は広くない 74
6. 透水係数透水係数は 地層の透水性の程度を示す係数 水温 15 単位動水勾配(1:1) のとき 単位断面積を単位時間に通過する水量と定義されている 透水係数は一般に粒径のそろった粗粒な地層ほど大きく 細粒で混合粒径の地層ほど小さい 透水係数は SWAT モデルのデフォルト値として与えられているが 調査地の地質や土質に適した値を採用することが必要であるため 以下のデータを収集し参考にすることとした 浸水係数 cm/sec 土砂の種類 表 Ⅵ-6-1 透水係数 10 3 10 2 10 0 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 きれいな砂利きれいな砂きれいな砂と砂利の混合 非常に細かい砂, シルトなど 出典 : 改訂地下水ハンドブック ( 建設産業調査会 ) 平成 10 年 8 月 1 日 不透水性の土 粘土など 表 Ⅵ-6-2 地層の間げき率 n(%) 比浸出量 Sy(%) と透水係数 (Linsley ほかによる ) 物質 n Sy 透水係数 m/ 秒 m/ 日 粘土 45 3 5 10-7 0.04 砂 35 25 4 10-4 34.5 礫 25 22 2.5 10-3 216 砂礫 20 16 1.0 10-3 86 砂岩 15 8 3.5 10-4 30 石炭岩 頁岩 10 2 5 10-7 0.04 チャート 花こう岩 5 0.5 5 10-8 0.004 出典 : 地下水源 環境論 - その理論と実践 1993 年 1 月 25 日 表 Ⅵ-6-3 土の浸水性 浸水係数 cm/sec 10 1 10 0 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 浸水性 良好 わずか 実用的に不浸水性 土の型 きれいな礫 きれいな砂, きれいな砂と礫の混合物 非常に細かい砂, 有機物質および無機質シルト, 砂シルト, 粘土の混合物 不浸水性の土 浸水係数の直接的決定法 現場浸水試験 : かなりの経験を必要とするが適切に行えば信頼性は大きい 風土の結果できた不浸水性の土 浸水係数の間接的決定法 定水位浸水試験機による判定変水位型透水試同左 : この間では信頼験機による測定性はかなり落ちるきれいな砂および礫にたいして粒度分布から Hazen の公式により計算しうる 出典 : 地学ハンドブック 1992 年 4 月 1 日 変水位型透水試験機による測定圧密試験の結果より計算 75
7. 河川 (1) 流量 ( 水位 ) 1) データの入手先流量 ( 水位 ) データは SWAT モデルの検証に必要となることから 以下に示す国土交通省のサイトから収集した 名称 : 流量 ( 水位 ) データ発行元 : 国土交通省入手先 : 国土交通省 > 水文水質データベースホームページアドレス :http://www1.river.go.jp/ 2) 流量 ( 水位 ) データの収集 整理流量 ( 水位 ) データは 以下に示す 18 観測所の 2007 年 ~2015 年の 9 年間のデータを収集し ( 但し 水位データは 2007 年 ~2016 年の 10 年間 ) 表形式に整理して巻末資料に示した また 収集したデータはファイル形式として DVD に格納した 3) 流量 ( 水位 ) の概要 18 の観測所のうち 玉名観測所 ( 菊池川下流域 ) 菰田観測所 山鹿観測所 ( 菊池 川中流 ) 広瀬観測所 ( 菊池川上流 ) の 4 観測所の流量の概要を示した 76
表 Ⅵ-6-1 流量 ( 水位 ) 観測所一覧 番号観測所名観測開始時期所在地流域面積零点高 1 滑石 ( なめいし ) 1952 年 10 月 1 日玉名市滑石 995.00km2-0.284m 2 玉名 ( たまな ) 1960 年 4 月 1 日 玉名市大字西迫間字川端 906.00km2 2.798m 3 菰田 ( こもだ ) 1992 年 5 月 15 日玉名郡和水町菰田 767.10km2 6.000m 4 山鹿 ( やまが ) 1941 年 6 月 16 日山鹿市山鹿 586.00km2 15.808m 5 分田 ( ぶんだ ) 1952 年 5 月 1 日山鹿市鹿本町下分田 554.00km2 19.000m 6 芦原 ( あしはら ) 1964 年 5 月 8 日鹿本郡植木町大字芦原 203.80km2 23.255m 7 中富 ( なかとみ ) 1941 年 6 月 17 日山鹿市大字中川 331.70km2 21.710m 8 広瀬 ( ひろせ ) 1955 年 3 月 31 日菊池市大字広瀬 152.00km2 34.649m 9 築地堰 NO1( ついじぜき ) 2000 年 3 月 1 日菊池市亘 10 築地堰 NO2( ついじぜき ) 2000 年 3 月 1 日菊池市亘 11 城 ( じょう ) 1941 年 6 月 16 日山鹿市城 109.80km2 20.000m 菊池市泗水町南田島字 12 佐野 ( さの ) 1954 年 3 月 20 日 156.00km2 32.011m 佐野 13 袋田 ( ふくろだ ) 1965 年 4 月 1 日山鹿市鹿本町袋田 87.90km2 23.093m 14 高田 ( 廃止 )( たかだ ) 1997 年 3 月 4 日菊池郡七城町大字高田 69.40km2 25.048m 15 隈府 ( わいふ ) 1941 年 6 月 16 日菊池市玉祥寺 44.00km2 57.946m 16 穴川 ( あなかわ ) 1997 年 3 月 3 日菊池市班蛇口 9.60km2 304.336m 17 岩崎 ( いわさき ) 1953 年 2 月 28 日玉名市大字岩崎 18.20km2 6.110m 18 鳳来 ( ほうぎ ) 1997 年 3 月 3 日菊池市班蛇口 6.20km2 290.403m 図 Ⅵ-6-1 流量 ( 水位 ) 観測所 77
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ア玉名観測所 ( 菊池川下流 ) 玉名観測所の 2007 年 ~2015 年の月平均流量の合計は 360.87m 3 /s~556.80 m 3 /s (2013~2015 年は欠測 ) 平均年流量は 453.39m 3 /sm である 年間の変動としては 梅雨期で降雨が集中する 6 ~7 月に増加する傾向が認められる なお 下流部は有明海特有の大きな干満差による潮位変動の影響が白石堰まで及んでいるため 玉名観測所は潮汐の影響を受けている 表 Ⅵ-6-3(1) 月平均流量 ( 玉名観測所 ) 単位 :m 3 /s 年 / 月 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合計 2007 17.03 17.78 19.73 16.80 19.83 14.58 161.31 28.53 11.38 25.04 14.65 14.21 360.87 2008 20.11 15.40 15.33 20.41 25.77 124.63 31.40 34.80 28.95 36.72 22.22 23.64 399.38 2009 15.81 24.13 31.39 16.58 12.85 84.72 151.17 27.44 10.65 22.27 18.32 16.01 431.33 2010 14.40 19.67 24.52 44.11 70.73 59.33 109.12 20.63 19.65 21.97 16.85 17.73 438.70 2011 14.31 13.65 13.67 12.89 25.90 197.92 115.11 46.17 19.26 25.34 29.61 19.40 533.24 2012 15.80 23.58 40.49 26.55 13.84 97.20 223.77 32.53 18.04 22.89 22.24 19.89 556.80 2013 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 2014 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 2015 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 欠測 平均 16.24 19.04 24.19 22.89 28.15 96.40 131.98 31.68 17.99 25.70 20.65 18.48 453.39 最少 14.31 13.65 13.67 12.89 12.85 14.58 31.40 20.63 10.65 21.97 14.65 14.21 360.87 最大 20.11 24.13 40.49 44.11 70.73 197.92 223.77 46.17 28.95 36.72 29.61 23.64 556.80 出典 : 国土交通省 : 水文水質データベース 図 Ⅵ-6-2(1) 月平均流量 ( 玉名観測所 ) 80
イ菰田観測所 ( 菊池川中流 ) 菰田観測所の 2007 年 ~2015 年の月平均流量の合計は 328.80m 3 /s~517.99 m 3 /s (2014 年は欠測期間があるため除外 ) 平均年流量は 389.36 m 3 /sm である 年間の変動としては 梅雨期で降雨が集中する 6 ~7 月に増加する傾向が認められる 表 Ⅵ-6-3(2) 月平均流量 ( 菰田観測所 ) 単位 :m 3 /s 年 / 月 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合計 2007 14.07 15.31 17.46 15.41 21.82 20.71 128.19 30.14 17.57 23.46 12.76 11.90 328.80 2008 16.72 13.70 13.49 19.01 25.17 99.65 29.87 33.39 29.10 31.82 17.44 19.47 348.82 2009 15.94 22.16 27.65 17.82 15.96 68.95 102.89 28.81 15.07 20.34 16.59 13.79 365.97 2010 12.28 18.69 24.46 36.98 56.31 48.81 85.97 24.07 23.60 22.01 15.93 16.93 386.05 2011 13.33 13.13 14.33 13.31 24.20 159.32 98.40 43.49 25.96 25.26 27.89 19.96 478.57 2012 15.23 22.31 35.94 23.99 16.06 85.52 196.10 36.22 25.14 22.93 20.72 17.83 517.99 2013 15.46 24.83 26.35 24.00 17.06 32.89 32.33 59.03 57.69 24.77 18.01 16.52 348.93 2014 14.37 欠測 欠測 欠測 欠測 29.96 72.72 55.18 29.89 21.22 15.40 15.13 253.87 2015 15.01 12.71 27.60 33.33 22.17 88.09 110.66 46.45 46.96 27.86 23.30 21.05 475.20 平均 14.71 17.86 23.41 22.98 24.84 70.43 95.24 39.64 30.11 24.41 18.67 16.95 389.36 最少 12.28 12.71 13.49 13.31 15.96 20.71 29.87 24.07 15.07 20.34 12.76 11.90 328.80 最大 16.72 24.83 35.94 36.98 56.31 159.32 196.10 59.03 57.69 31.82 27.89 21.05 517.99 出典 : 国土交通省 : 水文水質データベース 図 Ⅵ-6-2(2) 月平均流量 ( 菰田観測所 ) 81
ウ山鹿観測所 ( 菊池川中流 ) 山鹿観測所の 2007 年 ~2015 年の月平均流量の合計は 328.80m 3 /s~517.99 m 3 /s (2014 年は欠測期間があるため除外 ) 平均年流量は 326.21 m 3 /sm である 年間の変動としては 梅雨期で降雨が集中する 6 ~7 月に増加する傾向が認められる 表 Ⅵ-6-3(3) 月平均流量 ( 山鹿観測所 ) 単位 :m 3 /s 年 / 月 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合計 2007 13.26 13.80 15.16 14.68 18.04 17.88 96.46 26.07 15.45 22.30 12.16 11.33 276.57 2008 15.68 12.94 12.30 16.94 17.96 74.40 25.99 28.11 27.13 29.81 16.48 19.30 297.06 2009 14.39 19.49 25.94 16.35 13.24 50.41 76.32 27.00 15.58 21.92 15.56 14.37 310.58 2010 11.57 16.95 18.92 29.12 43.57 42.75 64.34 18.51 22.96 22.05 15.10 13.60 319.44 2011 13.03 11.59 12.54 12.86 19.37 115.32 73.75 35.58 22.07 22.88 24.62 18.08 381.70 2012 15.36 20.13 29.81 20.99 15.01 64.43 158.65 29.56 21.97 21.09 18.46 17.45 432.92 2013 15.98 20.01 20.08 15.99 11.20 17.97 21.02 51.98 45.19 19.69 16.71 15.71 271.52 2014 13.20 13.87 18.27 16.70 14.22 17.01 60.74 37.92 23.49 16.84 13.48 13.98 259.74 2015 13.32 11.69 22.96 25.31 18.85 72.80 90.31 34.09 34.37 23.35 19.88 19.42 386.35 平均 13.98 15.61 19.55 18.77 19.05 52.55 74.18 32.09 25.36 22.21 16.94 15.92 326.21 最少 11.57 11.59 12.30 12.86 11.20 17.01 21.02 18.51 15.45 16.84 12.16 11.33 259.74 最大 15.98 20.13 29.81 29.12 43.57 115.32 158.65 51.98 45.19 29.81 24.62 19.42 432.92 出典 : 国土交通省 : 水文水質データベース 図 Ⅵ-6-2(3) 月平均流量 ( 山鹿観測所 ) 82
エ広瀬観測所 ( 菊池川上流 ) 広瀬観測所の 2007 年 ~2015 年の月平均流量の合計は 84.28m 3 /s~165.42 m 3 /s(2014 年は欠測期間があるため除外 ) 平均年流量は 117.73m 3 /sm である 年間の変動としては 梅雨期で降雨が集中する 6 ~7 月に増加する傾向が認められる 表 Ⅵ-6-3(4) 月平均流量 ( 広瀬観測所 ) 単位 :m 3 /s 年 / 月 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 合計 2007 2.85 3.47 4.30 3.71 5.18 5.64 39.44 9.53 2.85 5.17 3.69 3.32 89.16 2008 4.48 3.90 3.28 3.84 4.55 38.50 9.46 7.91 7.99 9.57 5.00 5.25 103.73 2009 3.74 5.59 8.67 4.94 3.05 18.56 43.94 12.99 2.60 4.98 3.96 3.41 116.44 2010 3.14 4.47 5.00 12.21 18.15 15.94 37.59 4.14 3.70 5.39 4.12 4.04 117.87 2011 2.98 2.43 2.86 2.30 4.88 67.30 41.77 14.48 6.20 6.47 8.42 5.34 165.42 2012 3.71 5.30 13.40 6.80 3.32 26.77 74.91 9.42 5.30 4.97 4.31 3.78 161.97 2013 3.40 4.84 7.04 5.61 3.02 6.97 9.76 17.18 15.20 6.57 4.42 3.84 87.85 2014 3.75 3.73 6.11 6.87 4.30 4.82 24.09 11.01 7.25 4.61 3.91 3.84 84.28 2015 3.77 2.96 7.64 8.54 3.71 29.92 38.03 10.07 10.77 6.02 5.36 6.07 132.86 平均 3.53 4.08 6.48 6.09 5.57 23.82 35.44 10.75 6.87 5.97 4.80 4.32 117.73 最少 2.85 2.43 2.86 2.30 3.02 4.82 9.46 4.14 2.60 4.61 3.69 3.32 84.28 最大 4.48 5.59 13.40 12.21 18.15 67.30 74.91 17.18 15.20 9.57 8.42 6.07 165.42 出典 : 国土交通省 : 水文水質データベース 図 Ⅵ-6-2(3) 月平均流量 ( 広瀬観測所 ) 83
(2) 水質 ( 窒素 リン SS) 1) データの入手先水質 ( 窒素 リン SS) データは SWAT モデルの検証に必要となることから 以下に示す国土交通省のサイトから収集した 名称 : 水質 ( 窒素 リン SS) データ発行元 : 国土交通省入手先 : 国土交通省 > 水文水質データベースホームページアドレス :http://www1.river.go.jp/ 2) 水質 ( 窒素 リン SS) データの収集 整理水質 ( 窒素 リン SS) データは 以下に示す 19 箇所の 2007 年 ~2015 年の 9 年間のデータを収集し 表形式に整理して巻末資料に示した また 収集したデータはファイル形式として DVD に格納した 84
表 Ⅵ-6-4 水質分析箇所一覧 番号 観測場所名 観測開始時期 所在地 水質自動採水水質観測観測 1 高瀬 ( たかせ ) 1968 年 5 月 1 日玉名市小島地先 - 2 永徳寺 ( えいとくじ ) 1971 年 3 月 1 日玉名市永徳寺地先 - 3 白石 ( しらいし ) 1971 年 4 月 1 日玉名市月田地先 - 4 八幡 ( やはた ) 1971 年 8 月 1 日山鹿市石地先 - 5 山鹿 ( やまが ) 1968 年 5 月 1 日山鹿市志々岐地先 - 6 芦原 ( あしわら ) 1971 年 8 月 1 日本市北区田底地先 - 7 中富 ( なかとみ ) 1972 年 4 月 1 日山鹿市中川地先 - 8 高田橋 ( たかだばし ) 1983 年 4 月 1 日菊池市高田地先 - 9 広瀬 ( ひろせ ) 1971 年 8 月 1 日菊池市村田地先 - 10 西迫間 ( にしはざま ) 1997 年 4 月 14 日菊池市西迫間地先 - 11 市野瀬橋 ( いちのせばし ) 2000 年 4 月 11 日 - 12 分水槽 ( ぶんすいそう ) 1997 年 4 月 14 日菊池市竜門地先 - 13 中片川合流後 2000 年 4 月 11 日 - 14 貯水池基準地点 1997 年 4 月 14 日菊池市竜門地先 - 15 貯水池基準副地点 1997 年 4 月 14 日菊池市班蛇口地先 - 16 穴川 ( あなかわ ) 1997 年 4 月 14 日菊池市班蛇口地先 - 17 津江注水口 2008 年 4 月 15 日 - 18 鳳来 ( ほうぎ ) 1997 年 4 月 14 日菊池市班蛇口地先 - 19 立門 ( たてかど ) 1997 年 4 月 14 日菊池市立門地先 - 図 Ⅵ-6-3 水質分析箇所 85
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3) 水質データの概要 19 の観測所のうち 最下流の高瀬 ( 菊池川下流域 ) の水質概要を示した ア窒素 窒素は 0.92~2.62 mg /L の値で変動しており 窒素濃度と水位との相関関数 R 2 は 0.047 であることから相関関係は認められない イリン リンは 0.072~0.167 mg /L の値で変動しており リン濃度と水位との相関関数 R 2 は 0.1537 であることから相関関係は認められない ウ SS SS は 2~28 mg /L の値で変動しており SS と水位との相関関数 R 2 は 0.0183 である ことから相関関係は認められない 表 Ⅵ-6-6 水質分析結果 ( 高瀬 ) 年月日 時分 採水位置 ph BOD COD 総窒素 総リン SS mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 2007/1/10 18:30 流心 8 0.6 1.5 - - 6 2007/2/7 18:00 流心 7.9 0.7 2.6 2.493 0.129 11 2007/3/7 16:40 流心 7.8 1 3 - - 16 2007/4/26 11:30 流心 7.6 0.7 3.2 - - 11 2007/5/17 15:25 流心 7.9 0.9 3.6 1.9 0.137 21 2007/6/13 13:35 流心 7.9 2.1 4.1 - - 20 2007/7/24 9:35 流心 7.7 0.6 2.1 - - 5 2007/8/1 16:30 流心 8.4 2 4.5 1.38 0.135 13 2007/9/11 14:50 流心 7.8 0.7 2.9 - - 15 2007/10/16 17:00 流心 7.8 <0.5 1.7 - - 10 2007/11/13 16:30 流心 7.9 <0.5 2.1 2.21 0.138 16 2007/12/4 11:00 流心 7.8 0.7 2.4 - - 8 2008/1/8 15:25 流心 7.9 0.6 1.8 - - 12 2008/2/7 15:55 流心 7.8 <0.5 2 2.35 0.132 9 2008/3/7 15:30 流心 7.8 0.8 2.8 - - 14 2008/4/15 12:00 流心 7.8 0.8 1.9 - - 12 2008/5/7 16:30 流心 7.8 1.1 3 1.85 0.149 23 2008/6/4 15:10 流心 7.7 0.8 3.1 - - 24 2008/7/16 14:00 流心 8.1 1.6 4.6 - - 11 2008/8/25 9:00 流心 7.6 0.5 2.5 1.76 0.107 16 2008/9/8 7:00 流心 7.5 <0.5 2.6 - - 12 2008/10/15 15:40 流心 7.8 <0.5 1.7 - - 12 2008/11/5 6:27 流心 7.6 <0.5 2 2.25 0.114 6 2008/12/3 6:30 流心 7.8 <0.5 1.7 - - 6 2009/1/7 11:15 流心 7.8 <0.5 1.6 - - 4 2009/2/9 15:00 流心 7.8 0.7 2.5 2.35 0.13 11 2009/3/4 7:06 流心 7.6 <0.5 2.2 - - 9 2009/4/15 17:55 流心 7.8 0.5 3 - - 12 2009/5/7 14:10 流心 7.8 0.8 3.4 1.98 0.153 18 2009/6/7 14:40 流心 7.6 0.8 3.7 - - 21 2009/7/8 15:40 流心 7.5 0.7 2.8 - - 8 2009/8/5 15:00 流心 7.6 1.1 3.1 2 0.131 14 2009/9/2 13:50 流心 8 1.7 4.8 - - 22 2009/10/7 16:40 流心 7.6 <0.5 3.1 - - 28 2009/11/4 15:50 流心 7.9 <0.5 3.6 2.34 0.143 25 2009/12/2 15:00 流心 7.8 <0.5 2.2 - - 15 89
年月日 時分 採水位置 ph BOD COD 総窒素 総リン SS mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 2010/1/6 7:00 流心 7.7 <0.5 2.1 - - 7 2010/2/3 17:30 流心 7.5 0.8 3.9 2.32 0.159 18 2010/3/3 16:40 流心 7.5 0.6 3.7 - - 18 2010/4/28 14:40 流心 7.5 0.7 3.4 - - 14 2010/5/12 14:00 流心 7.6 0.8 2.6 1.94 0.126 12 2010/6/10 13:30 流心 7.7 0.7 2 - - 6 2010/7/7 11:19 流心 7.4 <0.5 2.4 - - 12 2010/8/10 15:05 流心 7.8 2.4 4.2 1.79 0.138 8 2010/9/15 7:00 流心 7.5 <0.5 3.6 - - 11 2010/10/20 13:30 流心 7.6 <0.5 2.3 - - 7 2010/11/10 17:10 流心 7.8 0.6 2.1 2.29 0.123 13 2010/12/8 16:30 流心 7.7 <0.5 2.1 - - 10 2011/1/20 16:00 流心 7.8 0.6 2.3 - - 8 2011/2/2 15:00 流心 7.7 0.6 2.2 2.57 0.117 4 2011/3/3 14:25 流心 7.7 0.6 2.9 - - 10 2011/5/19 16:05 流心 7.7 1.3 2.4 1.8 0.131 17 2011/8/3 17:30 流心 8.1 1.5 3.9 1.48 0.149 11 2011/11/2 7:30 流心 7.6 0.6 3.1 2.19 0.131 10 2012/2/1 8:30 流心 7.7 0.6 2 2.44 0.105 2 2012/5/8 14:15 流心 7.7 1 2.3 2.62 0.155 24 2012/8/24 7:30 流心 7.7 1.5 3.8 1.62 0.072 6 2012/11/14 15:00 流心 7.7 0.8 2.7 2.07 0.167 23 2013/2/12 17:30 流心 7.7 0.8 2.2 2.31 0.116 14 2013/5/16 7:20 流心 7.7 1 2.8 1.87 0.115 13 2013/8/19 13:34 流心 7.8 3.2 4.2 0.92 0.136 21 2013/11/6 16:30 流心 7.8 0.5 3.1 2.31 0.127 22 2014/2/5 6:25 流心 7.7 0.9 3.3 2.45 0.121 9 2014/5/8 9:22 流心 7.6 0.5 2.2 1.8 0.11 5 2014/8/28 16:23 流心 7.8 0.5 2.4 1.7 0.11 8 2014/11/5 13:50 流心 7.8 <0.5 2.1 2.4 0.11 10 2015/2/4 15:25 流心 7.9 <0.5 2.1 2.6 0.1 6 2015/5/7 17:20 流心 7.8 0.9 2.9 1.9 0.12 12 2015/8/19 17:40 流心 7.5 0.9 2.8 1.7 0.09 9 2015/11/4 9:00 流心 7.7 <0.5 1.9 2.2 0.087 7 最少 7.4 <0.5 1.5 0.92 0.072 2 最大 8.4 3.2 4.8 2.62 0.167 28 90
図 Ⅵ-6-4(1) 窒素濃度の変化 ( 高瀬 ) 図 Ⅵ-6-4(2) 窒素濃度と水位の相関関係 ( 高瀬 ) 91
図 Ⅵ-6-5(1) リン濃度の変化 ( 高瀬 ) 図 Ⅵ-6-5(2) リン濃度と水位の相関関係 ( 高瀬 ) 92
図 Ⅵ-6-6(1) SS 濃度の変化 ( 高瀬 ) 図 Ⅵ-6-6(2) SS 濃度と水位の相関関係 ( 高瀬 ) 93
8. 地下水及び湧水菊池川流域は 生活用水のほぼ 100% を地下水に依存している 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いる 菊池台地一帯では 主に阿蘇火砕流堆積物から採水し 農業用水としての利用が進んでいる 菊池台地北部の菊池市旭志から菊池市泗水町 旧植木町にかけては地下水位が周りに比べて高い 地下水分水帯 が見られ この付近から北の菊鹿盆地方向と南部の熊本平野方向に分かれて流動している 出典 : 熊本地域地下水保全対策調査報告書 ( 平成 17 年 2 月 : 熊本県 熊本市 ) 図 Ⅵ-8-1 地下水流動 94
(1) 地下水位 1) データの入手先地下水位は 降雨が地下へ浸透する量の指標となり SWAT モデルで解析した後の評価に必要となることから 熊本県から地下水連続観測記録を収集した 名称 : 地下水位連続観測記録 収集先 : 熊本県環境立県推進課 地下水流動などが把握された流域では 流出モデルによる解析の精度を向上させることが可能となるため 菊池川流域の地下水流動や湧水に詳しい熊本大学の嶋田純名誉教授にヒアリングを実施し 以下の資料を紹介して頂き 地下水流動把握や湧水機構把握の参考とした 名称 : 平成 14 年度熊本の水資源 発行元 : 熊本県 2) 地下水位データの収集 整理地下水位データは 6 箇所の地下水観測井の 2007 年 ~2015 年の 9 年間のデータを収集し 表形式に整理して巻末資料に示した また 収集したデータはファイル形式として DVD に格納した 3) 地下水位データの概要 6 箇所の地下水観測井の熊本第 2 号 ( 合志 ) 熊本第 11 号 ( 菊池 ) の 2 箇所の地下 水観測井の水位の概要を示した 95
番号 1 2 3 4 5 6 観測井戸名 表 Ⅵ-8-1 熊本県所管地下水位観測井諸元一覧表 設置場所 熊本第 2 号菊池郡合志町上庄字宮前 35-2 ( 合志 ) ( 町民グラウンド ) 熊本第 3 号菊池郡西合志町野々島 4393-1 ( 西合志 ) ( 西合志中学校 ) 熊本第 7 号鹿本郡植木町大和地内 ( 植木 ) ( 田原坂ニュータウン萩公園 ) 熊本第 9 号菊池郡泗水町吉富 250 ( 泗水 ) ( 菊池農業高校 ) 熊本第 11 号菊池市大字西寺字西前田 1369 ( 菊池 ) ( 菊之池児童公園 ) 玉名有明第 6 号玉名市大浜町 1765-8 ( 大浜 ) ( 有明中学校 ) 井戸構造 基準点管頂 (m) 観測開始 地盤 (m) 年月日 300 120.0 81.5~98.0 77.04 102.5~114.5 76.599 S55.1.1 300 81.5 43.0~70.5 74.114 73.814 S55.4.1 300 95.0 50.0~90.0 64.880 64.680 S60.4.1 300 115.0 88.0~110.0 82.210 81.810 S62.4.1 300 96.3 70.8~90.8 40.820 40.220 S63.4.1 300 71.0 51.0~71.0 3.45 2.95 H2.4.1 口径mm深度 m ストレーナー位置 図 Ⅵ-8-2 熊本県所管地下水位観測井 96
ア熊本第 2 号 ( 合志 ) 熊本第 2 号の地下水位は 30.02m~36.75mと約 7mの変動幅を持っており 地下水位は降雨が増加する 6 月から上昇を開始し その後 10 月を最高として その後降雨の減少に伴い低下している 表 Ⅵ-8-2(1) 月平均水位 ( 熊本第 2 号合志 ) 2015 年度 月平均水位 月最高水位 月最低水位 4 月 30.31 30.45 30.19 5 月 30.08 30.18 30.02 6 月 30.72 31.60 30.04 7 月 32.93 33.90 31.70 8 月 34.88 35.72 33.94 9 月 36.05 36.26 35.75 10 月 36.63 36.75 36.28 11 月 36.23 36.67 35.77 12 月 35.27 35.73 34.80 1 月 34.37 34.79 33.91 2 月 33.55 33.90 33.22 3 月 32.87 33.17 32.57 年処理 年平均水位 年最高水位 年最低水位 ( 単位 m) 33.66 36.75 30.02 図 Ⅵ-8-3(1) 地下水位観測記録 ( 熊本第 2 号合志 ) 97
イ熊本第 11 号 ( 菊池 ) 熊本第 11 号の地下水位は 33.99m~36.42mと約 2.5mの変動幅で熊本第 2 号 ( 合志 ) と比較すると小さい 地下水位は降雨が増加する 6 月から上昇を開始し その後 10 月を最高として その後降雨の減少に伴い低下している 表 Ⅵ-8-2(2) 月平均水位 ( 熊本第 11 号菊池 ) 2015 年度 月平均水位 月最高水位 月最低水位 4 月 34.15 34.27 34.02 5 月 34.23 34.34 33.99 6 月 35.15 35.52 34.30 7 月 35.84 36.04 35.71 8 月 36.04 36.19 35.88 9 月 36.19 36.24 36.13 10 月 35.69 36.16 35.39 11 月 35.26 35.38 35.20 12 月 35.08 35.18 34.94 1 月 34.78 34.95 34.43 2 月 34.42 34.72 34.32 3 月 34.22 34.34 34.10 年処理 年平均水位 年最高水位 年最低水位 ( 単位 m) 35.09 36.24 33.99 図 Ⅵ-8-3(2) 地下水位観測記録 ( 熊本第 11 号菊池 ) 98
(2) 湧水分布 1) データの入手先湧水は 地下水と密接な関係があり 流域内の水収支を検討する上で湧水についても把握する必要がある そのため 熊本大学の嶋田純名誉教授に紹介して頂いた以下の資料を収集して 湧水機構把握の参考とした 名称 : 水は伝える熊本の湧泉 発行元 : 熊本の湧泉研究会 2) 湧水の分布 水は伝える熊本の湧泉 によると 菊池川流域では 荒尾 玉名地域 鹿本 地域 菊池地域の 3 地域の湧水の分布に整理されている 図 Ⅵ-8-4 菊池川流域の湧水の分布 99
9. 林相菊地川流域の林相を林種別に確認すると 北部から東部にかけて人工林が多く分布していることがわかる 逆に 南部から西部は天然林が多く 市街地にも近いことから里山として維持されている森林が多いと考えられる 流域の中央部は都市や農業地のため森林はほとんど分布していない 林相データはSWATモデル構築や森林小流域の選定に必要となることから 熊本県に 地域森林計画関係図簿交付申請書 を提出し 対象地域の森林簿 森林計画図を入手した また 国有林についても該当地域の森林調査簿を入手した 名称 : 森林簿 ( 民有林 ) 発行元 : 熊本県 入手先 : 熊本県 名称 : 森林調査簿 ( 国有林 ) 発行元 : 九州森林管理局 入手先 : 九州森林管理局 図 Ⅵ-9-1 菊池川流域の林種分布図 100
10. 竜門ダム (1) 堆砂量 国土交通省菊池川河川事務所より以下に示す竜門ダムの堆砂量データを収集した 表 Ⅵ-10-1 竜門ダムの堆砂量データ 観測年度堆砂量 ( 千 m 3 ) 備考 2006 年度 189 平成 19 年 1 月観測 2007 年度 30 平成 20 年 1 月観測 2008 年度 35 平成 21 年 2 月観測 2009 年度 38 平成 22 年 1 月観測 2010 年度 78 平成 23 年 1 月観測 2011 年度 113 平成 24 年 2 月観測 2012 年度 158 平成 25 年 1 月観測 2013 年度 122 平成 26 年 1 月観測 2014 年度 206 平成 27 年 1 月観測 2015 年度 282 平成 28 年 1 月観測 堆砂量は観測時点の総堆砂量を表す 堆砂量の減少は測量手法 算出手法の違いによる (2) 塵芥量 国土交通省菊池川河川事務所より以下に示す竜門ダムの塵芥量データを収集した 表 Ⅵ-10-2 竜門ダムの塵芥量データ 観測年度収集量 (m 3 ) 備考 2006 年度 441 塵芥収集量であり流木以外のゴミ等もカウント 2007 年度 400 2008 年度 271 2009 年度 412 2010 年度 421 2011 年度 376 2012 年度 445 2013 年度 504 2014 年度 579 2015 年度 182 集計については 年度 で計測 塵芥処理工事 ( 請負工事 ) により収集した塵芥量を記載 101