付属資料
資料 01 検討委員会討議資料
目次 平成 27 年度流域山地災害等対策調査 ( 流木災害対策手法検討調査 ) 委託事業 第 1 回検討委員会討議資料 平成 27 年 10 月 20 日 1. 調査の概要 (P3~11) 2. 平成 26 年度調査結果と課題の整理 (P12~34) 3. 森林の土砂崩壊防止機能の判定の精度向上 (P3~43) 4. 倒木や渓床内の堆積木 ( 危険木 ) の推定手法の検討 (P44~0). モデル地区の選定 (P1~6) 6. 今後の予定 (P7~8) 議事 (1) 1. 調査の概要 1.1 調査の背景 背景 近年 流木を伴った土石流等の流下により 下流域に甚大な被害を及ぼす 流木災害 が顕在化し 大きな問題となっている 気候変動による集中豪雨の頻度増加等が予想される中 森林資源の量的な充実に伴い 今後これまで以上に流木災害の発生リスクが高まるおそれがある 治山事業においては 事前防災 減災の観点から また森林の保全 管理の面からも 流木の発生源対策に重点を置いた対応を検討する必要性が高まっている 3 ( 出典 : 気候変動レポート 2013) 80 mm / 以上の集中豪雨が増加傾向 ( 出典 : 平成 26 年度森林林業白書 ) 人工林を中心に蓄積量が増加傾向 崩壊 土石流による流木災害の発生リスクが増大 1.2 調査の目的 目的 本事業では 流木災害を未然に防止するために 航空レーザ測量の成果等を有効に活用し 森林の土砂崩壊防止機能 流木の下流域への流出危険性等を科学的に評価する手法及び流木対策の優先度評価手法を検討し 流木災害対策が必要な森林を効率的に把握できる手法を開発する これにより 流木災害対策として効果的な保安林整備及び治山施設整備の推進に資することを目的とする 検討委員会の設置 本事業の実施にあたって幅広い検討を行うため 有識者 名からなる 流木災害対策手法に関する検討委員会 を設置する 氏名 阿部和時 平成 27 年度検討委員会委員名簿 ( 敬称略五十音順 ) 所属 日本大学生物資源科学部森林資源科学科教授 1.3 平成 27 年度調査の内容 平成 27 年度調査の内容 平成 26 年度の調査では 航空レーザ測量成果等を活用した流木災害対策手法を開発するため 森林の土砂崩壊防止機能 流木の下流域への流出危険性等に係る評価手法や 流木の氾濫範囲の予測手法等を検討し 流木災害対策が必要な森林を抽出する手法手引書 ( 素案 ) を作成した 本年度は 手引書 ( 素案 ) の内容の精度向上を図るため 主に以下の項目について検討する 平成 27 年度調査の検討項目 1 森林の土砂崩壊防止機能の判定の精度向上現地 3 箇所を選定し 航空レーザ測量の成果から森林の土砂崩壊防止機能を判定した結果と現地を比較検証し 評価点の算出方法を検討する 石川芳治岡田康彦権田豊櫻井正明 東京農工大学大学院農学研究院自然環境保全学部門教授国立研究開発法人森林総合研究所水土保全研究領域危険度評価担当チーム長新潟大学農学部生産環境科学科准教授 ( 株 ) 山地防災研究所代表取締役アドバイザー : 北原曜元信州大学教授 2 流木量の推定手法の精度向上倒木や渓床内の堆積木 ( 危険木 ) の数量を推定するために 現地調査と航空レーザ測量の成果から推定する手法を検討する 1 1
1.4 平成 26 年度調査からの流れ 平成 26 年度調査 航空レーザ測量成果等を活用した流木災害対策手法の開発 1. モデル地区の選定 ( 南木曽 広島 ) ( 山地災害危険地区を複数含む 面積 30km 2 以上 ) 2. モデル地区における地形特性 森林状況の把握 レーザ測量データ解析による 地形的素因の解析 樹高 立木密度 胸高直径 材積等の森林情報解析 3. モデル地区の地質等の把握 4. 流木災害の事例分析 ( 研究成果 現地調査報告 ) 流木発生源と被害状況との関係に着目. 森林の崩壊脆弱性 流木の下流への流出危険性等の評価手法の検討 崩壊及び渓床の危険箇所の把握 発生量 流出量の推定 6. 氾濫範囲の予測手法の検討 流木特有の挙動を踏まえた解析 平成 27 年度調査 流木災害対策の必要な森林を抽出する手法 手引書 ( 素案 ) の精度向上 1. 平成 26 度調査の課題の整理 2. モデル地区の選定 ( 表層崩壊 流木災害履歴のある流域 3 カ所以上 ) 第 1 回検討委員会開催 3. モデル地区における地形特性 森林状況の把握航空レーザ測量データ解析及びオルソ写真判読による斜面 渓床の地形解析及び樹種 樹高 密度 直径 材積等の森林情報解析 現地検証 4. 森林の土砂崩壊防止機能の判定 検証評価点の算出方法の検討 崩壊防止機能判定の精度向上. 倒木及び渓床内の堆積木 ( 危険木 ) の推定発生箇所 流木量の推定手法の検討 推定流木量の精度向上 1. 本調査で対象とする流木の形態 H26 検討 検討 H27 検討 検討 ( 出典 : 砂防基本計画策定指針 ( 土石流 流木対策編 ) 及び同解説 P28) 7. 流木災害対策を講ずべき森林を抽出する手法の開発 広域な森林地域からの絞り込み 8. 森林整備や治山施設の配置 工種についての留意事項の検討 6. 流木量の推定 第 2 回検討委員会開催 9. 予測手法の検証 流木災害対策の必要な森林を抽出する手法 ( 兵庫県丹波市市島地区 ) の手引書 ( 案 ) の作成 平成 26 年度調査では航空レーザ測量により確実に把握できる 立木 由来 得られた知見を治山事業で積極活用 都道府県及び森林管理局等の技術者向けの手引書の流木を検討対象にした 平成 27 年度調査では それに加え 倒木や堆 流木災害対策の必要な森林を抽出する手法 第 3 回検討委員会開催の手引書 ( 素案 ) の作成積木の推定手法を検討する 報告書取りまとめ ( 伐木 用材の流出等人為の加わったものは 発生流木量には含めない ) 1.6 平成 27 年度追加検討 1 森林の土砂崩壊防止機能の判定の精度向上 平成 26 年度調査では 樹種 立木密度 胸高直径を評価因子として 樹木根系の引き抜き抵抗力に関する既存の研究成果をもとに各因子に点数付けを行い 掛けわせることにより土砂崩壊防止機能を総合的に評価した 森林の土砂崩壊防止機能区分点数表 議事 3 で検討 1.6 平成 27 年度追加検討 2 倒木や渓床内の堆積木 ( 危険木 ) の推定 風倒木地や渓流内に不安定な状態でまとまって堆積し 次期豪雨等により流出するおそれが大きい流木堆積を危険木として扱い 現地調査及び航空レーザ測量成果から分布や数量を推定する手法を検討する 議事 4 で検討 樹種 (P1) 立木密度 (P2) 胸高直径 (P3) 種別 点数 本数密度 ( 本 /ha) 点数 胸高直径 ( cm ) 点数 スギ 1.0 400~600 0. 10~1 0.2 ヒノキ 0.9 600~800 0.8 1~20 0. アカマツ 0. 800~1600 1.0 20~2 1.0 カラマツ 0.4 1600~1800 0.7 2~30 1.9 広葉樹二次林 0.8 1800~2000 0.4 30~3 3.0 針葉樹天然生林 1. 3~40 4.4 広葉樹天然生林 1.7 森林の土砂崩壊点 P 色区分防止機能区分 a ~0.3 b 0.3~0.8 c 0.8~1.3 d 1.3 以上森林の土砂崩壊防止機能 P=P1 P2 P3 渓岸の風倒木地 平成 27 年度調査では 評価点の見直し 現地の比較検証を行い 判定の精度向上を図る 渓流の危険木のイメージ 渓床の流木堆積地 森林の土砂崩壊防止機能判定図 1.7 平成 27 年度調査を組み入れた調査 解析の流れ 議事 (2) 2. 平成 26 年度調査結果と課題の整理 2 2
航空レーザ測量で得た地形データを活用し 広域の山腹崩壊危険度を山地災害危険地区調査要領に基づき GIS 上で解析する 山地災害危険地区調査要領 ( 林野庁 2006) 山腹崩壊危険度点数表 2.2. 山腹崩壊危険度の判定 傾斜 :10mDEM の傾斜度から求める 縦断面形 土砂崩壊防止機能が高い森林とは 信州大学北原曜教授らの研究成果から 次のように考えられている 1 根系の引き抜き抵抗力が大きい樹種からなる森林 2 立木密度が 1,000~1,200 本 /ha 程度の森林 3 胸高直径が大きい樹木からなる森林 横断面形凹地形 (11~210 ) (~10 ) 凸地形 (211 ~) 各メッシュについて 周囲メッシュの標高データから縦断曲率 横断曲率を算出し 曲率に基づき縦断面形 横断面形を区分する 平成 26 年度調査では 樹種 立木密度 胸高直径を評価因子として 樹木根系の引き抜き抵抗力に関する既存の研究成果をもとに各因子に点数付けを行い 掛けわせることにより土砂崩壊防止機能を総合的に評価した 根系の引き抜き抵抗力 :T(N : または kn) T=aD b ここで D: : 根系断面直径 ( mm ) a b: : 係数 土層深 : 傾斜と横断面形から 土層深を推定した結果を活用 樹種 : オルソ写真 レーザー林相図 ( 後述 ) から判読 齢級 : 森林簿 調査要領に準じて 100m メッシュで解析する 山腹崩壊危険度点数表 山腹崩壊危険度区分 A B C D 点数 180 以上 140~180 100~140 ~100 色区分 単位面積当たりの根系の引き抜き抵抗力の総和 : 崩壊防止力 (kn/ ( m2 ) C=kΣyi Ni ここで C: : 根系の崩壊防止力 k: : 根系の引き抜き方向に関する補正値 ( 1) ( ) yi: : 直径階別引き抜き抵抗力 Ni: : 直径階別根系本数 評価因子 1: 樹種オルソ写真判読のほか レーザの反射強度データが取得されている場合は 樹冠高データ 樹冠形状 レーザの反射強度をもとに林相を明瞭に識別できる レーザー林相図 ( 特許 928 号 ) を作成し樹種を区分し林相図を作成する ( 一つの林小班 ) 森林簿情報では 各樹種が林小班内にどのように空間分布しているかわからない ( 割合表記のみ ) 評価因子となる森林の情報を精度高く推定するために 航空レーザ測量データの解析成果を活用する スギ オルソ写真とレーザ林相図ヒノキ 樹種 材積等の情報 ( 空間分布 ) を正確に把握するため 正確な林相図を作成する レーザー林相図を作成することで オルソ写真では影になる部分など識別可能となる 評価因子 1: 樹種 樹種別の根系引き抜き抵抗力 北原 (2010) 森林根系の崩壊防止機能 水利科学 No.311 樹種別の評価は 根系の引き抜き抵抗力により 樹種別に点数区分する スギの引き抜き抵抗力の平均値 (1006N) を 1.0 として 樹種別に平均値を算出し 相対評価する 樹種別に P1 として点数付けする 多様な樹種 径級からなる広葉樹林の場合は 二次林を想定し すべての測定値の平均値 (81N) から評価する 樹種 直径 10mmの引き抜き抵抗力 (N) 引き抜き抵抗力 :T=aD b D: 根系断面直径 ( mm ) a b: 係数 点 P1 スギ 1006 1.0 ヒノキ 896 0.9 アカマツ 496 0. カラマツ 37 0.4 広葉樹二次林 81 0.8 スギは主要な人工林樹種で 測定データも多いことから 樹種はスギを基準 :1.0 とした 評価因子 1: 樹種 針葉樹天然生林 ( モミ ツガ等 ) については 引き抜き抵抗力を測定した事例がないため 針葉樹 ( スギ ) の最大値 (124N) より P1=1. 点とする 広葉樹天然生林 ( ナラ カシ類主体の良好な森林 ) については 既往の知見をもとに以下のように想定する 評価因子 2: 立木密度幹材積が大きな針葉樹が流木化した場合 多量の流木が発生する そこで 針葉樹を対象に 航空レーザ計測データを活用して樹頂点を抽出 ( 樹頂点抽出解析 ( 特許 4279894 号 ) ) し 樹高情報を持つ単木の位置情報を基に一定区域内の立木本数を把握する ( 照射密度 4 点 / m2の場合 ) 立木間隔 3.2m(1,000 本 /ha) のときの C は ミズナラ :y=80.77 x-1.44 より C=1.1kN コナラ :y=1.12 x-0.3 より C=27.6kN 両種平均 : C=21.4kN 針葉樹人工林立木間隔 3.2m のときの C(=12.76kN/ m2 ) を 1.0 として P1=1.7 点とする DCSM 樹冠形状の再現 樹高データグリッド DEM 地上開度 地下開度の算出 樹冠形状指数を算出するための地上開度 地下開度の算出 樹頂点抽出 動的閾値による樹冠部の抽出 樹冠部画像 樹冠部域毎に 含まれる樹冠形状指数の中から最高値を求め その点を樹頂点とする スギ ミズナラとコナラの立木間隔と C ここ C: : で崩壊防止力 : 単位面積当たりの根系の引き抜き抵抗力の総和 C=kΣyi Ni (kn/ m2 ) k: 補正値 =1.0 yi: 直径階別に記抜き抵抗力 Ni: 直径階別本数 広葉樹天然生林の評価点 林種 C(kN/ m2 ) 点 P1 針葉樹人工林 12.8 1.0 広葉樹天然生林 21.4 1.7 矢下 北原 小野 ミズナラ コナラ天然広葉樹林における崩壊防止機能の評価 中森研 No.9 論文 2011 樹冠形状指数の算出ガウシアンフィルタ処理 樹冠形状指数画像 樹頂点が隣接する場合 樹冠形状指数の大小関係をもとに隣接する樹頂点を除去する 樹頂点抽出 照射密度 1 点 / m2の場合及び広葉樹については現地プロット調査の平均樹高と立木密度の相関式を用いて 樹冠高データから立木密度を推定する ヒノキ 3 3
評価因子 2: 立木密度 北原らが行った 様々な立木密度のカラマツ人工林における崩壊防止力と立木密度の関係についての研究成果から 立木密度に応じて 段階に点数区分する 立木密度 1,000 本 /ha のときの崩壊防止力 C=12.76kN/ m2を 1.0 として 相対評価する 立木密度に応じて階級区分し 平均値を P2 として点数付けする 間伐を行い立木密度を最終的に 1,000 本 /ha 程度とすることが崩壊防止力を考えた上では最適な立木密度であることから 1,000 本 /ha: C=12.76kN/ m2を基準 :1.0 とした 伴 北原 小野 (2011) カラマツ根系の崩壊防止力と立木密度の関係 中森研 No.9 論文 2011 立木密度 ( 本 /ha) C (kn/ m2 ) 比率 400 4.21 0.33 立木密度区分 ( 本 /ha) 点 P2 00 6.39 0.0 400~600 0. 99 8.2 0.6 600 8.26 0.6 700 9.84 0.77 600~800 0.8 799 11.10 0.87 800 11.11 0.87 900 12.09 0.9 1000 12.76 1.00 1100 13.14 1.03 1200 13.21 1.04 800~1600 1.0 1300 12.98 1.02 1400 12.46 0.98 100 11.63 0.91 199 10.2 0.82 1600 10.1 0.82 1700 9.08 0.71 1600~1800 0.7 1799 7.38 0.8 1800 7.36 0.8 1900.33 0.42 1800~2000 0.4 2000 3.01 0.24 カラマツのみの評価であるため 今後は立木間に侵入した広葉樹の評価を合わせて行うことで 林分全体の評価をすることが重要 ( 論文より ) 評価因子 3: 胸高直径針葉樹を対象に 現地調査で得た各プロットの平均胸高直径と樹冠高データ (DCHM) から得た樹冠サイズ ( 樹冠投影面積 樹冠表面積 樹冠体積 ) との相関式を求め 単木ごとの胸高直径を推定する ( 照射密度 4 点 / m2の場合 ) 樹冠投影面積樹冠表面積樹冠体積 樹頂点と樹冠形状指数画像を用いて 画像分割解析により樹冠ポリゴンを作成 相関式 照射密度 1 点 / m2の場合及び広葉樹については現地プロット調査の平均樹高と平均胸高直径の相関式を用いて 樹冠高データから胸高直径を推定する 現地胸高直径 0 ) 40 ( c m 径直高 30 胸均 t 平 lo P 20 査調地 10 現 0 y = 7.422x 0. 34 R = 0.9208 0 10 20 30 Plot 平均樹冠投影面積 (m 2 ) 現地胸高直径とレーザ解析による樹冠投影面積の相関式の例 評価因子 3: 胸高直径 北原らが行った胸高直径と崩壊防止力に関する研究成果から 直径階に応じて6 段階に点数区分する 森林の崩壊防止力がもっとも小さい場所は 胸高直径が等しい森林では立木間中央である 崩壊は 根系の崩壊防止力 ( C) が最小の点を結んだ箇所で発生する 立木からこの最弱部までの C 分布は以下のように表される 針葉樹 ( ヒノキ ) : C=(0.0033D 2.77 )X-2.8 *1 広葉樹 ( 全般 ): C=0.00198(D /X) 2.8 *2 ここで D は胸高直径 ( cm ) X は立木間中央からの距離 (m) 立木密度 1000 本 /ha(3.2m 間隔 ) 胸高直径 22 cm ( スギ ヒノキ人工林では Ry=0.6~0.7 の最適な密度状態のときの胸高直径 ) を基準 :1.0 として 相対評価する 胸高直径 cm刻みで階級区分し 平均値を P3 として点数付けする *1 阿辻 北原 小野 林分における崩壊防止力二次元分布図の構築 中森研 No.61 論文 2013 *2 阿辻 北原 小野 広葉樹天然林における根系による崩壊防止力分布 中森研 No.62 論文 2014 胸高直径 胸高直径 針 C 広 C 比率 点 P3 (cm) (kn/ m2 ) (kn/ m2 ) 区分 (cm) 10.0 0.2 0.34 0.11 11.0 0.68 0.44 0.1 12.0 0.86 0.6 0.18 10~1 0.2 13.0 1.08 0.70 0.23 14.0 1.32 0.86 0.28 14.9 1.7 1.02 0.34 1.0 1.60 1.04 0.34 16.0 1.92 1.2 0.41 17.0 2.27 1.48 0.49 1~20 0. 18.0 2.66 1.74 0.7 19.0 3.08 2.02 0.66 19.9 3.1 2.30 0.76 20.0 3. 2.33 0.77 21.0 4.07 2.68 0.88 22.0 4.63 3.0 1.00 20~2 1.0 23.0.24 3.4 1.13 24.0.89 3.89 1.27 24.9 6.2 4.31 1.41 2.0 6.60 4.36 1.43 26.0 7.3 4.86 1.9 27.0 8.16.41 1.77 2~30 1.9 28.0 9.03.99 1.96 29.0 9.9 6.60 2.16 29.9 10.83 7.19 2.3 30.0 10.93 7.26 2.37 31.0 11.97 7.96 2.60 32.0 13.07 8.70 2.84 30~3 3.0 33.0 14.23 9.48 3.09 34.0 1.46 10.31 3.36 34.9 16.62 11.09 3.62 3.0 16.7 11.18 3.64 36.0 18.11 12.10 3.94 37.0 19.4 13.06 4.2 3~40 4.4 38.0 21.04 14.08 4.8 39.0 22.61 1.14 4.93 39.9 24.08 16.14.2 総合評価 既往の研究から 表層崩壊の発生面積率は 林齢 20~2 年生以下の森林で大きいことが示されている 崩壊防止力 C でみると おおむね C=10kN/ m2以下の森林に相当する 林齢別崩壊面積 ( 沼本 鈴木 佐倉 太田 森林斜面における表層崩壊と林齢の関係 ) www.jsece.or.jp/event/conf/abstruct/2000/pdf/2000o009.pdf 林齢と C の関係 ( 出典 : 永田 小野 北原 若齢ヒノキ林における崩壊防止機能の力学的評価 中森研 No.8 論文 2010) 立木密度 1,000 本 /ha のときの崩壊防止力 C=12.76kN/ m2を基準値 1.0 としたから C=10k N/ m2のときの相対値 0.8 未満を a,b(: 崩壊防止機能が相対的に低い森林 ) として区分した 立木密度 (P2) 樹種 (P1) 胸高直径 (P3) 種別 胸高直径 ( cm ) 点数 点数 本数密度 ( 本 /ha) 点数 スギ 1.0 400~600 0. 10~1 0.2 ヒノキ 0.9 600~800 0.8 1~2 0 0. アカマツ 0. 800~1600 1.0 20~2 1.0 カラマツ 0.4 1600~1800 0.7 2~3 0 1.9 広葉樹二次林 0.8 1800~2000 0.4 30~3 3.0 針葉樹天然生林 1. 3~4 0 4.4 広葉樹天然生林 1.7 森林の土砂崩壊防止機能 P=P1( 樹種 ) P2( 立木密度 ) P3( 胸高直径 ) 森林の土砂崩壊防止機能区分 点 P a ~0.3 b c d 0.3~0.8 0.8~1.3 1.3 以上 色区分 2.4. 流木発生危険斜面の抽出クロス評価 地形的に崩壊危険度が高くかつ森林の土砂崩壊防止機能が低い区域を 流木発生危険斜面として抽出 良好な林分 2. 渓流の流木発生危険箇所の抽出 渓流では土石流の流下幅の範囲内に生育する立木が流木化すると考え 土石流の流下幅を概略推定することにより 流木が発生する危険がある箇所を抽出する なお 本検討では 1 次谷以上の渓流で土石流が発生すると仮定する 不良な林分 土石流流下幅 森林の土砂崩壊防止機能の低いメッシュ (20m) 危険度高 危険度低 評価点クロス図 山腹崩壊危険度 A のメッシュ ( 要領に基づき 100m) 流木発生危険斜面抽出のイメージ図 森林の土砂崩壊防止機能の高いメッシュ (20m) 機能低 機能高 森林の土砂崩壊防止機能 ~0.3 0.3~0.8 0.8~1.3 1.3 以上 山腹崩壊危険度 a b c d 180 以上 A Ac Ad Aa Ab 140~180 B Bb Bc Bd Ba 100~140 C Ca Cb Cc Cd ~100 D Da Db Dc Dd : 流木発生危険斜面 A-a A-b B-a の組合せのメッシュを抽出 流木発生危険斜面の抽出例 ( 山腹の流木発生危険箇所 ) 渓流の流木発生危険箇所のイメージ 渓流の流木発生危険箇所の抽出フロー 流域界渓流の流木発生危険箇所 渓流の流木発生危箇所の抽出例 流木発生危険箇所分布図作成例 山腹の流木発生危険箇所 4 4
) 3,00 3,000 2,00 2,000 1,00 1,000 00 0 6 6 17 1 7 2 7 7 3 3 8 9 8 4 12 1 2 9 0 10 20 30 40 0 60 20 1 10 0 1. 単木法 2.6 流木量の推定 1 材積の算出 樹頂点抽出により得られた樹高 (h) と樹冠投影面積 樹冠表面積などから推定した胸高直径 (d) を立木幹材積式に代入し 単木単位の材積 (v) を算出する ( 針葉樹 照射密度 4 点 / m2の場合 ) スギ立木幹材積式の例 2.6 流木量の推定 2 流木量の算定範囲 3 流木量の算出と検証 流木量の算定範囲渓床に接続する流木発生危険斜面及び渓流の流木発生危険箇所とする 流木発生危険斜面のメッシュ 2. 総体積法現地プロット調査の材積量と樹冠高データから求めた総体積から相関式を求めて 総体積法と呼ばれている手法により推定する ( 針葉樹 照射密度 1 点 / m2の場合及び広葉樹 ) 流木算定範囲のイメージ図 ( 土石流 流木対策の手引き P12 図 2に加筆 ) 注 ) 流木発生潜在量を評価するために 最も流木量の多い渓流だけでなく 流木発生危険箇所のある渓流を算定範囲とする 流木量の算出と検証 山腹の新規崩壊山腹の新規崩壊に伴い発生が予想される流木量の算出イメージ 流木量の算出は 渓流の最下流部を算定基準点として それより上流域を対象に 土石流 流木対策の手引き ( 林野庁,2012) に示されている算定式を用いて算出する T( 流木量 )=t (T1+T2+T3) 推定材積 流木発生危険斜面のメッシュ 20m メッシュごとに材積を算出し 流木発生危険箇所から発生し得る流木量を算出する T1: 対象渓流の渓畔林の立木量 または渓床 渓岸付近に堆積している倒木の量 T2: 新規崩壊発生 土石流の渓岸侵食に伴い発生が予測される流木の量 T3: 既崩壊地内の倒木の量 t: 流出率 ( 施設あり 0. 程度 施設なし 0.7 程度 ) 議事 4 で再検討 過去の流木災害実態調査の結果と照合して 算出した流木量が妥当かどうかを確認する 2.7 氾濫範囲の予測 流木の氾濫範囲は 既往事例調査 (196 年以降 39 事例 ) では 特殊な事例 (H2 熊本一宮災害 ) を除き 横断方向 00m 下流方向 2km の範囲に含まれた モデル地区 ( 南木曽 広島 ) で行ったシミュレーションでは 橋梁の閉塞により横断方向へ氾濫範囲が広がる傾向がみられたが この範囲内に収まった 2.8 流木対策優先流域の選定 複数の調査対象流域の中から 特に流木防止対策を講ずべき流域を選定するためには 流木の発生危険性と保全対象の重要性の両面から優先度を評価する必要がある 平成 26 年度調査では 保全対象の数量を軸として 流木発生危険箇所面積率 (%) と流木量 ( ) から 流木災害対策優先流域を選定した 氾濫範囲は 最大で横断方向 00m 下流方向 2km 程度の範囲とする 分散角は 既往の土石流扇状地の地形調査結果より 60 度 ( 片側 30 度 ) が妥当であると考えられる ただし 地形条件 ( 例えば本川への合流 比高差が高い地形等 ) を勘案して 流木 ( 土石流 ) が到達しない範囲を考慮した上 適宜範囲を修正する 橋梁等の閉塞により氾濫範囲の拡大が懸念される場合は 氾濫シミュレーションを参考に氾濫範囲を設定してもよい 分散角 60 度 最大 00m 最大 2km ( 量木流出流 2 4 保全対象人家 ( 戸 ) 流出流木量 ( ) ) % ( 率積面所箇険危生発木流 流木発生危険箇所面積率 (%) 流域流域面積流木発生危険危険箇所 1 危険箇所流出 2 流出流木量総合順位点人家流木災害対策 No (ha) 箇所面積 (ha) 面積率 (%) 面積率順位点流木量 ( ) 順位点 (1+2) 戸数優先順位 1 18.22 4.82 26.4 939 0 2 49.9.77 11.6 667 10 2 4 6 3 8 9 13 3 7.90 1.19 1.1 1 106 8 1 4 4 31.29 3.04 9.7 3 63 1 6 0 1 24.78 14.66.8 3,321 6 12 10 7 6 73.49 4.00.4 6 618 3 10 12 6 7 12.92 6.3.2 7 1,33 10 18 14 9 8 13.10 0.62 4.7 8 76 9 19 14 10 9 1.23 0.48 3.2 10 8 10 7.48 0.19 2. 21 3 11 1.83 1.12 7.1 163 7 12 167.31 11.48 6.9 1,704 20 4 2 6 2 13 14.39 12.6 8.1 2,613 14 12.22 1.13 9.3 248 1 1 9.83 0.48 4.9 139 3 16 9.21 4.04 6.8 899 17 2.46 0.88 3. 30 10 9 7 16 8 流木災害対策優先流域の抽出 ( 南木曽の例 ) 本川 全国における土石流の分散角の分布 ( 水山 下東 (198)) 氾濫範囲設定イメージ 2.4 2.9 山腹崩壊危険度判定での課題課題と対応 1 山腹崩壊危険度の判定における齢級は 森林簿データを使用している 課題 例えば広島モデル地区 ( 安佐南区 ) の植生は現地踏査 林相判読では広葉樹となっているものの 森林簿上では高齢級の針葉樹 ( マツ ) の箇所が多い 樹種 齢級ともに現況に合わない箇所がある 2.9 課題と対応 2 山地災害危険地区調査要領の見直しについて 4 レーザ解析による樹高区分 1 森林簿による樹種区分 対応案 2 判読による樹種区分 3 森林簿による齢級区分 現況が樹高の低い広葉樹林は アカマツ衰退後の二次林であると想定し 災害前のレーザ測量実施時 平成 21 年時点で 4 齢級を与えた 本年度調査においても 必要に応じて 実情に合わせ修正をする方針 齢級区分修正 < 山地災害危険地区調査要領見直しの方針 > < 見直しの方針 > 出典 : 流域山地災害等対策調査 < 山地防災力調査 ) 事業第 1 回検討委員会資料 (1) 樹種 ( 林相 ) は説明要因から除く 齢級は実用化に向けた検証を行う 多雨地域 非多雨地域に分ける ( データを補足する ) 第四紀層 ( 地質区分第 1 類 ) は火山堆積物と水成堆積物に分ける見直し結果を 本手引書 ( 案 ) に反映させる
課題 2.9 課題と対応 3 森林の土砂崩壊防止機能 - 樹種別の評価点 1. 樹種により測定データ数が様々であり データのない林種は想定値を設定しており それについては具体的な根拠に乏しい 2. 樹種で 1.0 未満の評価点をかけると 総合点が低くなり崩壊防止機能が低く ( 危険度が過大に ) でる傾向がある 3. 広葉樹では単純に引き抜き抵抗力の総和の平均をとった そのため 数値の大きなケヤキの有無が大きく影響したり 逆に数値の低い樹種を加えると評価点が下がることになる 4. 北原らの研究によれば 引き抜き抵抗力に関して樹種による差は明確にあるが ケヤキが群を抜いて強いほかは 針葉樹と広葉樹では大きな差はないといわれている 対応案 1. 針葉樹と広葉樹という区分では大差ないことから 各樹種の引き抜き抵抗力を一つの目安として 3 段階程度のグループ分けをすることを検討 2. 森林が成立しているところは 崩壊防止機能は発揮されているので グループには崩壊防止力に関して閾値とした 0.8 以上の相対値を与えて評価することを検討 2.9 課題と対応 3 森林の土砂崩壊防止機能 - 立木密度 胸高直径の評価点の算定 課題 樹種 (P1) 立木密度 (P2) 胸高直径 (P3) 種別点数本数密度 ( 本 /ha) 点数胸高直径 ( cm ) 点数 ~400 0. ~10 0.2 スギ 1.0 400~600 0. 10~1 0.2 ヒノキ 0.9 600~800 0.8 1~20 0. アカマツ 0. 800~1600 1.0 20~2 1.0 カラマツ 0.4 1600~1800 0.7 2~30 1.9 広葉樹二次林 0.8 1800~2000 0.4 30~3 3.0 針葉樹天然生林 1. 2000~ 0.4 3~40 4.4 広葉樹天然生林 1.7 40~ 4.4 1. 付点範囲外については 至近の階級の点数を与えた 2. 流木の発生斜面とならないような きわめて疎な林分や胸高直径 0~10cmの林分が 土砂崩壊防止機能の低い森林として多く抽出される傾向にある 対応案 1. 立木密度 0~400 本 /ha と胸高直径 0~10 cmの林分は 流木発生源となりうる森林を呈さないものとして 評価対象外とする 議事 3 で検討 議事 3 で検討 新規崩壊発生に伴う流木量 = 渓床に接続する斜面の新規崩壊発生に伴う流木発生量 ( 土石流 流木対策の手引き P13~P17) 流木発生危険斜面のメッシュ 2.9 課題と対応 4 流木量の算定範囲 流木発生危険斜面のメッシュ 山腹の新規崩壊山腹の新規崩壊に伴い発生が予想される流木量の算出イメージ 土石流 流木対策の手引き では 特に推定手法が示されていないため 本調査で設定 0 次谷については 流木発生危険斜面のメッシュから下流 1 次谷までの間の 谷のラインに接する 20m メッシュの立木材積量とする ここでは 豪雨により流木発生危険斜面が崩壊した場合は その下方 1 次谷までの間の立木を巻き込み土砂が流下することが想定されるため 危険メッシュより下流にある流木発生危険斜面に該当しないメッシュの立木材積も加算することとする 課題 0 次谷の流下幅が土石流流下幅より大きくなる場合や 土石流の流下区間の流木量に比して 0 次谷での発生量が非常に多くなる場合が発生 対応案 流木発生危険斜面のメッシュから下流 1 次谷までの間の 1 次谷の土石流流下幅に相当する範囲内の材積を算出することを検討 流域 No 流域面積 (ha) 流木発生危険箇所面積 (ha) 危険箇所面積率 (%) 1 危険箇所面積率順位点 流出流木量 ( ) 2 流出流木量順位点 総合順位点 (1+2) 1 18.22 4.82 26.4 939 0 2 49.9.77 11.6 667 10 2 4 6 3 8 9 13 3 7.90 1.19 1.1 1 106 8 1 4 4 31.29 3.04 9.7 3 63 1 6 0 1 24.78 14.66.8 3,321 6 12 10 7 6 73.49 4.00.4 6 618 3 10 12 6 7 12.92 6.3.2 7 1,33 10 18 14 9 8 13.10 0.62 4.7 8 76 10 9 1.23 0.48 3.2 8 9 19 10 14 10 7.48 0.19 2. 21 3 11 1.83 1.12 7.1 163 7 12 167.31 11.48 6.9 1,704 20 4 2 6 2 13 14.39 12.6 8.1 2,613 14 12.22 1.13 9.3 248 1 1 9.83 0.48 4.9 139 3 16 9.21 4.04 6.8 899 17 2.46 0.88 3. 30 10 9 7 16 8 流域 No 流域面積 (ha) 流木発生危険箇所面積 (ha) 危険箇所面積率 (%) 1 危険箇所面積率順位点 流出流木量 ( ) 2 流出流木量順位点 流木災害対策優先流域の抽出見直し案 人家 戸数 人家 戸数 流木災害対策優先順位 1 18.22 4.82 26.4 939 0 2 49.9.77 11.6 667 10 7 13 4 B 2 4 3 7.90 1.19 1.1 1 106 8 13 14 B 4 31.29 3.04 9.7 3 63 1 3 11 3 A 24.78 14.66.8 3,321 1 0 1 7 1 A 6 73.49 4.00.4 6 618 6 10 6 18 7 C 7 12.92 6.3.2 7 1,33 3 12 6 16 6 B 14 4 22 8 C 8 13.10 0.62 4.7 8 76 10 9 14 4 23 9 C 9 1.23 0.48 3.2 10 8 21 3 10 7.48 0.19 2. 11 1.83 1.12 7.1 163 7 12 167.31 11.48 6.9 1,704 20 2 8 2 A 4 2 13 14.39 12.6 8.1 2,613 14 12.22 1.13 9.3 248 1 1 9.83 0.48 4.9 139 3 2.9 課題と対応 対策優先流域の選定 3 保全対象総合順位点順位点 (1+2+3) 流木災害対策優先順位 16 9.21 4.04 6.8 899 17 2.46 0.88 3. 30 10 10 C 9 7 7 23 1. 山地災害危険地区の危険度が A となり得る 公共施設又は人家 10 戸以上 (a2) 人家 戸以上 10 戸未満 (b2) の流域のみを評価対象とした 2. 流木発生危険箇所面積率の順位点と流出流木量の順位点を合計して 合計値の小さな流域から順に総合順位 (1.2.3 ) を付け 合計値が同じ流域については 人家数が多い流域を優先とし 上位につけた 課題 1. 事業を実施することを考えれば 優先度については幅を持たせた方がよい 2. 流木発生危険箇所面積率の順位点と流出流木量の順位点が同じ場合だけ 保全対象の数量が反映されている 対応案 1. 人家数についても順位点を付ける 2. 順位点の小さい流域から 3 グループに分けることを検討 ( 総合順位点が同じ場合は保全対象数量が多い流域を優先 ) 議事 (3) 3. 森林の土砂崩壊防止機能の判定の精度向上 3.1 樹種別評価点数の見直し < 見直しの作業 > 1. 最近の引き抜き抵抗力の測定値を追加 平成 24 年度 災害に強い森林づくり のための森林施業方法に関する調査委託事業 林野庁 兵庫県森林林業技術センターの実施した測定値 測定値のない常緑広葉樹 ( カシ類 ) については 引張強度試験の結果との相関式から推定 樹種 引張強度 σ max (kn/ ) シラカシ 3.24 アラカシ 2.67 マテバシイ 3.68 モチノキ 3.7 樹種別の生根の引張強度の比較 ( 若杉 2012) 引張強度と引き抜き抵抗力の関係 ( 松下 2009) 2. 航空レーザ計測で樹冠高を把握できる上層木や主林木となりうる樹種を選定し 引き抜き抵抗力の平均値を算出する 3. 広葉樹の平均値を算出する際 極端に大きな値をとるケヤキを除く 6 6
3.1 樹種別評価点数の見直し < 見直しの作業 > 根直径 10mmの 区分 樹種 引き抜き抵抗力 出典 備考 (N) 針葉樹 スギ 688 1 スギ ヒノキ スギ 1,274 1 ( ) スギ 1,24 1 スギ 772 1 スギ 772 1 スギ 1,012 2 スギ 94 3 平均 998 ヒノキ 776 1 ヒノキ 763 3 ヒノキ 1,101 1 ヒノキ 810 1 平均 863 針葉樹トドマツ 440 1 ( マツ ) アカマツ 496 1 N=36 4 カラマツ 37 1 平均 431 落葉広葉樹 ケヤキ 2,2 1 N=243 260 コナラ 1,021 1 N=1010 1031 イヌシデ 1,089 3 ブナ 1,040 4 クヌギ 761 1 ミズナラ 721 1,4 N=72 690 720 クリ 671 1,4 N=62 690 ミズキ 877 1 ケヤキ除く平均 = 平均 1,091 883 常緑広葉樹シラカシ 649 アラカシ 2 引張抵抗力から マテバシイ 723 推定 モチノキ 704 平均 67 広葉樹平均 927 ケヤキ除く平均 = 796 出典 1: 北原 (2010): 森林根系の崩壊防止機能 水利科学 No.311 2: 山瀬ほか (201): 低木樹種 2 種の根系による崩壊防止力の検討 日緑工誌 Vol.41 No.1 3: 木下ほか (2013): スギ ヒノキ林における水平根が発揮する抵抗力の検討 砂防学会誌 Vol6 No. 4: 林野庁 (2013): 災害に強い森林づくり のための森林施業方法に関する調査委託事業報告書 : 松下ほか (2009): 林床に進入する広葉樹根系の引き抜き抵抗力と単根引張強度の関係 中部森林研究 No.7 : 若杉ほか (2012): 常緑広葉樹を主とする生根の引張強度試験 中部森林研究 No.60 1 根直径 10mmの引き抜き抵抗力の平均値がおおむね1000N 以上の樹種をまとめる T=1,000N 以上の広葉樹 + スギ ( ケヤキ除く ) コナラ 1,021 イヌシデ 1,089 ブナ 1,040 スギ平均 998 平均 1,037 2 根直径 10mmの引き抜き抵抗力の平均値がおおむね00~1000N の樹種をまとめる T=00~1,000N の広葉樹 + ヒノキクヌギ 761 ミズナラ 721 クリ 671 ミズキ 877 シラカシ 649 アラカシ 2 マテバシイ 723 モチノキ 704 ヒノキ平均 863 平均 724 3 根直径 10mmの引き抜き抵抗力の平均値がおおむね00N 未満の樹種をまとめる T=~00Nのマツ類トドマツ 440 アカマツ 496 カラマツ 37 平均 431 グループ A 3.1 樹種別評価点数の見直し < 見直しの作業 > 立木密度 (P2) 樹種 (P1) 胸高直径 (P3) 種別 胸高直径 ( cm ) 点数 点数 本数密度 ( 本 /ha) 点数 スギ 1.0 400~600 0. 10~1 0.2 ヒノキ 0.9 600~800 0.8 1~20 0. アカマツ 0. 800~1600 1.0 20~2 1.0 カラマツ 0.4 1600~1800 0.7 2~30 1.9 広葉樹二次林 0.8 1800~2000 0.4 30~3 3.0 針葉樹天然生林 1. 3~40 4.4 広葉樹天然生林 1.7 参考樹種 スギ その他天然生針葉樹 広葉樹ケヤキ コナラ ブナ シデ類等広葉樹 見直し前 : 適正な立木密度のカラマツ林が b ランク ( 崩壊防止機能小 ) になる 直径 10mmの引き抜き抵抗力 (N) 測定値平均 階級区分 樹種グループ点数 1037 1,000~ 1.9 B ヒノキ その他広葉樹 724 00~1,000 1.3 C マツ類 ( アカマツ クロマツ カラマツ等 ) 431 300~00 0.8 見直し後 : 適正な立木密度のカラマツ林が c ランク ( 崩壊防止機能の閾値相当 ) になる マツ類の引き抜き抵抗力は 他の樹種に比べて低い値であるが 森林として土砂崩壊防止機能は発揮している C グループ ( マツ類 ) に森林の土砂崩壊防止機能判定の閾値とした 0.8 を与え A B グループを相対的に評価をする 立木密度及び胸高直径の評価点は 1,000 本 /ha のときの崩壊防止力を基準としている 樹種別グループの評価は 各樹種の引き抜き抵抗力の平均値を相対的に評価したものであるから 係数としてかけあわせるイメージ 3.2 立木密度 胸高直径評価点算定の見直し < 見直しの作業 > 樹種 (P1) 立木密度 (P2) 胸高直径 (P3) 種別 本数密度 ( 本 /ha) 点数 胸高直径 ( cm ) 点数 点数 ~400 0. ~10 0.2 スギ 1.0 400~600 0. 10~1 0.2 ヒノキ 0.9 600~800 0.8 1~20 0. アカマツ 0. 800~1600 1.0 20~2 1.0 カラマツ 0.4 1600~1800 0.7 2~30 1.9 広葉樹二次林 0.8 1800~2000 0.4 30~3 3.0 針葉樹天然生林 1. 2000~ 0.4 3~40 4.4 広葉樹天然生林 1.7 40~ 4.4 計算上はマイナス値が発生 下方値 付点範囲外の扱いについて 平成 26 年度調査では 立木密度 0~ 400 本 /ha に 0. 点 胸高直径 0~10 cmに 0.2 点を与えた 見直し 極めて疎林な箇所や 灌木地等は流木発生斜面となりうる森林を呈しないとして点数を与えない ( 評価対象外 ) 上方値 平成 26 年度調査では 立木密度 2000 本 /ha 以上 胸高直径 40 cm以上には 至近の階級の評価点 0.2 点及び 4.4 点を与えた 現行のままとする 樹種グループ点数の見直し 立木密度 胸高直径の範囲外の値の扱い方の変更 3.3 評価点及び算定の見直しのまとめ 変更前 樹種ごとに評価点を付ける 立木密度 : 400 本 /ha 未満 0. 2,000 本 /ha 以上 0.4 胸高直径 : 10cm 未満 0.2 40cm 以上 4.4 変更後 樹種をいくつかのグループに分け グループごとに評価点を付ける (AG=1.9 BG=1.3 CG=0.8) 立木密度 : 400 本 /ha 未満 評価対象外 2,000 本 /ha 以上 0.4 胸高直径 : 10cm 未満 評価対象外 40cm 以上 4.4 立木密度が 400 本 /ha 未満 胸高直径が 10cm 未満 の場合は 流木発生斜面となりうる森林の姿を呈しないとして 点数を与えない ( 評価対象外 ) とすることを検討 3.4 見直し結果の確認 ( 広島の例 ) 流域のほぼ全域が a 判定 森林の土砂崩壊防止機能が小 となる流域がみられる 災害が発生しなかった区域でも赤いメッシュが集中して分布する ( 例 : 安佐北区東部 ) 3.4 見直し結果の確認 ( 広島の例 ) 災害が発生しなかった区域 ( 安佐北区東部 ) の赤いメッシュが低減 災害が発生した区域 ( 安佐南区 ) の南東では赤いメッシュのエリアが絞られている 安佐北区 安佐北区 安佐南区 -0.3 0.3-0.8 0.8-1.3 1.3- 安佐南区 -0.3 0.3-0.8 0.8-1.3 1.3- 見直し前 見直し後 7 7
< 山腹崩壊危険度判定 > < 森林の土砂崩壊防止機能判定 > 3. 現地の比較検証 流木発生危険斜面分布図 と 崩壊地分布図 により検証する 的中率 捕捉率 ( カバー率 ) を確認する 崩壊の発生したメッシュ数 的中率 = 危険メッシュ数 危険メッシュで発生した崩壊数 捕捉率 = 全崩壊数 危険メッシュ以外で発生した崩壊数 見逃し率 = 全崩壊数 議事 (4) 4. 倒木や渓床内の堆積木 ( 危険木 ) の推定手法の検討 空振り < 流木発生危険斜面分布図 > < 崩壊地分布図 > 的中 捕捉 見逃し 危険箇所の一部分に崩壊地がかかっていれば一致したとみなす 4.1 流木量の推定手法の精度向上 平成 26 年度調査では 流木量の推定は立木のみを対象とした 流木量の算出式では 渓床 渓岸付近に堆積している倒木の量や既崩壊地内の倒木の量も算定対象となっている 平成 27 年度調査では 現地調査と航空レーザ測量の成果から 倒木や渓床内の堆積木 ( 危険木 ) を推定する手法を検討し 精度向上を図る 4.2 危険木の定義付けの方向性 渓岸部の倒木や渓流内の適度な流木堆積は 渓流生態系の維持 豊かな渓流環境の創出に必要なものであるが 流木ダムを形成する等 不安定な状態でまとまって堆積している場合は 防災上緊急性が高い箇所では 流木発生源となる危険木として扱い治山計画に反映する必要がある 治山事業計画において危険木として扱う倒木や渓床内の堆積木の定義づけをした上で 航空レーザ測量の成果を使用して抽出 数量の推定を行うことを検討 危険木となる倒木の定義案 危険木となる堆積木の定義案 T( 流木量 )=t (T1+T2+T3) T1: 対象渓流の渓畔林の立木量 または渓床 渓岸付近に堆積している倒木の量 T2: 新規崩壊発生 土石流の渓岸侵食に伴い発生が予測される流木の量 T3: 既崩壊地内の倒木の量 t: 流出率 ( 施設あり0. 程度 施設なし0.7 程度 ) ( 林野庁 (2012) 土石流 流木対策の手引き (p17)) 天然林の倒木 人工林の風倒木 ( 危険木 ) 渓床の小規模な流木堆積 土石流により運ばれた流木の堆積 ( 危険木 ) 原因風倒 雪折等の気象害 顕著な渓岸侵食原因過去の土砂流出位置 規模渓床に接続する斜面 渓岸から 20m 程度位置 規模渓床勾配 10~20 度以上の渓床 堆積の延長 30m 以上 ( 参考 : 荒廃渓流調査 治山技術基準 P94) 樹種スギ ヒノキ カラマツ等人工林樹種すべての樹種 幹長 4~m 以上状況面的に倒木が発生している ( スリット型治山ダムの部材間隔を考慮 ) 状況流木群が土砂を塞き止める 流路を閉塞している あるいはその可能性が高い 4.3 危険木の推定フロー 航空レーザ測量データ 4.4 危険木地の判読 1 オルソ画像により危険木地 危険木の判読単木の判読が可能な場合は数量の推定も可能 斜面 渓床 オルソ写真 赤色立体地図判読 地形解析 現地調査 危険木地の分布 面積を把握 危険木の定義に則り 危険木分布地を抽出 斜面危険木の図上計測 危険木地周囲の森林情報解析結果 倒伏前の情報等から 斜面に倒伏する危険木量を推定 渓床危険木の図上計測 危険木地の地形差分により把握する堆積塊と空隙率等から渓床に堆積する危険木量を推定 航空レーザ測量の成果から 危険木の数量を推定 崩壊地内部のまとまった倒木群 渓床にまとまって流木が堆積する箇所 参考 流域の危険木の分布面積 材積の推定 概ね 8% 出典 : 森田ほか 岐阜県の土石流災害における流木について 平成 14 年度砂防学会研究発表会概要集 P36 8 8