河道法線の修正

提供: 河川生態ナレッジデータベース

河川事業のインパクト・レスポンスに関する情報


目次

概要

背景

 中小河川河川改修では、河道を直線化する例が多い。多自然型川づくりの通達以降、護岸緑化等構造物の工夫は見られるが、定規断面で画一的に整備するという(引用:多自然川づくり研究会 2007)考え方はあまり変わっていない。川は、流路蛇行したり、広いところや狭いところがあり、など起伏に富んだ複雑な地形構造(引用:多自然川づくり研究会 2007)が自然で望ましい。従来の河川改修は、均一で単調な川の姿に変えてしまったという問題がある。今後の川づくりでは、その川らしさを尊重し、川の営みを生かすということに力を注ぐ(引用:多自然川づくり研究会 2007)必要があり、多自然川づくりの思想を踏まえ、現場に即した河道法線の設定が必要である。

方法

 河道法線の修正は、主に河道湾曲部での洪水の集中や流下能力が不足した線形を直線化するなど、河道形状の整備を行うものである。その際、川が本来有している自然環境保全創出することを基本とし、過度の整正やショートカットを避けることが肝要である。
 直轄管理の大河川にあっては、低水路の中でみお筋が自由に変化できる空間が確保されている場合が多く、河道計画においては低水路のあり方が課題となり、そのような観点で河川防技術基準に々の解説がなされている。一方、中小河川にあっては、周辺の土地利用等の制約を受けることが多いため、川幅が狭く護岸が直接平常時の流路を拘束している場合が多い。

インパクト・レスポンスフローで扱う対象
 これらを踏まえ、ここでは、中小河川を対象として、平成20年3月31日付けで通知された「中小河川に関する河道計画の技術基準について」に準拠し、以下の方針で実施する河道法線の修正を対象として検討する。



引用文献



河道法線の修正におけるインパクト・レスポンス

整理対象区域


 IRフローとして整理すべき区域は、河道法線の修正により川幅の拡幅等が行われる区間に加え、その影響が及ぶと想定される複数のリーチスケールを含む上下流の区間(数百メートルを想定)を対象区域とし、以下の2つ区域に分割して整理した。

区域-1:河道の新たな拡幅区域
区域-2:元の河道区域

【IR検討区域のイメージ】

インパクト・レスポンスの概要




IRフロー(河道法線の修正)



 川幅の拡幅による河道法線の修正における物理環境の変化については、河川横断方向に概ね2つに分けた区域で、その要因とプロセスが異なると考えられる。
 1つは、川幅の拡幅に伴い開削された河道区域である。この区域は、現況の流路の脇に出現した新たな河道内の環境であり、出水に伴い土砂堆積しやすい区域であるため、川の営みに応じて、自然に寄州等が形成されることとなる。もう1つは、拡幅前も河道であった区域であり、川幅の拡幅に伴う河積の増加により、横断方向の掃流力の変化や土砂フラックスの変化が生じ、多様な水深・流速環境が出現する。
 これらの物理環境の変化に応じて形成される、水際部の自然な変化や河床の構造は動植物の生息環境として機能する。物理環境の変化と動植物の生息・生育状況との関連性については、自然共生研究センター等で詳細な調査・実験・研究が行われているとともに、地方自治体の管轄する中小河川における多自然川づくりの追跡調査等での事例報告が確認されている。
 なお、河積の増加に伴う河床材料の変化も生じると考えられたが、モニタリング等による知見は現時点では得られなかった。

物理環境のレスポンス



 以下に、フロールートにおける現象を解説した。

kado_physics

IRフロー:物理環境のレスポンス(河道法線の修正)



1) 区域-1

川幅の拡幅→出水河川水の流下
 流下能力確保のため川幅を拡幅することにより、これまで河川範囲外であった陸域部分が開削され、河道に含まれることとなる。この区域は、河床幅(筋)が現況に維持された場合、平常時は出水時の水位上昇に伴い河川水が流下する。

出水河川水の流下→河岸砂州の形成
 河道拡幅部においては、出水時に河川水が流下することにより、土砂が供給される一方で、水深が発生し河床に掃流力が生じる。しかしながら、水深はそれほど大きくならず、掃流される土砂量に対して流入する土砂量が多くなり、土砂堆積する傾向となる。これにより、河岸部に砂州が形成されることとなる。 黒目川では、内岸側に堆積し、自然な砂州が形成したほか(引用:多自然川づくり研究会 2011)、鞍流川でも水際部に土砂堆積し、砂州の形成が見られた(引用:愛知県建設部河川課 2009)。

引用文献


2) 区域-2

川幅の拡幅→河積の増加
 流下能力を増大させることを目的として、河道を水平方向に拡幅することにより、計画高水位以下の河川流水断面積(河積)が増加する。
 中小河川においては、改修前の流量と改修後の計画流量との比(Q1/Q0)をもとに、改修後の流速が改修前よりもあまり大きくならないような川幅を検討する。すなわち、ここでは流量が2倍になれば、川幅もおおむね2倍として検討する。ただし、河積の確保という点では、流量が2倍であれば川幅も2倍で良いが、径深が若干小さくなるため、流速は若干速くなることに留意する必要がある。(引用:多自然川づくり研究会編 2008)

引用文献


④河積の増加→河道形状(水深)の多様化及び流速の多様化
 川幅の拡幅で河積が増加することにより、出水時における河川断面の水深は低下する。河道の内岸側では、外岸側と比較して元河床が高いため、水深の減少幅は大きくなり、掃流力の低下も大きく低下する。一方で、出水時の河川流水断面が増加することにより、流速が減少し流入土砂フラックスが減少するものの、流出土砂量の減少の影響が大きく、内岸側で土砂堆積し河床高が上昇する。河道の外岸側では、元河床が低いため、出水時の水深の減少幅は小さく、掃流力の低下も小さくなる。さらに、流入土砂フラックスが減少するため、土砂収支は大きく変わらず、外岸側の河床高は維持される。これらのことから、内岸側では水深が減少し、外岸側では相対的に水深が増加することとなり、横断方向の河道形状・水深の変化が大きくなるとともに、流速の変化も生まれる。
 自然共生研究センターの調査では、川幅水深比が増加するに従い、水深・流速の分布域が拡大する傾向が確認されている(引用:多自然川づくり研究会 2011)。また、元町川、土谷川、黒目川、境川、鞍流川では、川幅を広くしたことによって、川の営みにより自然にが見られる多様な河道形状の形成や流速の変化が確認されている(引用:岩手県盛岡地方振興局 2009;岩手県葛巻町 2009;埼玉県;愛知県建設部河川課 2009)。

引用文献

  • 1)多自然川づくり研究会編(2011)多自然川づくりポイントブックⅢ
  • 2)岩手県盛岡地方振興局土木部岩手出張所(2009)いわての川づくりシンポジウム2009現地調査資料~元町川現況写真~
  • 3)岩手県葛巻町建設水道課(2009)次世代に昔懐かしい川を残したい「清流を未来に誓う土谷川」いわての川づくりシンポジウム2009事例紹介論文
  • 4)埼玉県 多自然川づくり 黒目川-東武東上線~黒目橋-
  • 5)愛知県建設部河川課(2009)多自然川づくりアドバイスブック


生物環境のレスポンス


 以下に、フロールートにおける現象を解説した。

(1) 魚類のレスポンス

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IRフロー:魚類のレスポンス(河道法線の修正)



1) 区域-1

河岸砂州の形成→魚類相の変化
 河岸前面に堆積域が形成され、水際部の入り組んだ凹部の水域流速が小さく、また、堆積する環境となるため、魚類等の水生生物が多く確認できる(引用:多自然川づくり研究会 2011)。
 土木研究所による実験河川での調査結果によると、水際部の入り組みが大きくなるほど、魚類の生息量が大きくなることが確認された(引用:独立行政法人土木研究所 2010)。また、実際の河川においても、牧田川の調査において、複雑な水際構造ほど、幅広い、水深・流速の分布を有し、確認魚類個体数も多いことが確認されている。特に、流速が小さい環境魚類の生息場として重要であることが示唆されており、遊泳仔稚魚の生息に顕著なものであると考えられる(引用:多自然川づくり研究会 2011)。

引用文献


2) 区域-2

河道形状(水深)の多様化及び流速の多様化→魚類相の変化
 川がつくる複雑な地形構造(水深や流速の変化等)は魚類の生息環境として重要である。自然共生研究センターの実験河川での調査結果によると、のある区間では、魚類数、湿重量ともに、平坦・単調区間より多いことが確認されている引用:多自然川づくり研究会 2011)。
 土谷川では、川幅の拡幅により、がバランスよく形成され、魚類(特にウグイの群れやイワナ)が確認されたほか(引用:岩手県葛巻町 2009)、黒目川でもメダカアユなどの色々な類の魚が増えた(引用:埼玉県)。

引用文献

  • 1)多自然川づくり研究会編(2011)多自然川づくりポイントブックⅢ
  • 2)岩手県葛巻町建設水道課(2009)次世代に昔懐かしい川を残したい「清流を未来に誓う土谷川」いわての川づくりシンポジウム2009事例紹介論文
  • 3)埼玉県 多自然川づくり 黒目川-東武東上線~黒目橋-



(2) 底生動物のレスポンス

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IRフロー:底生動物のレスポンス(河道法線の修正)



1) 区域-1

河岸砂州の形成→底生動物相の変化
 標津川の調査では、物理環境の多様度を示す水深の変動係数と底生動物のタクサ数との間には正の相関が見られたが(引用:中野ほか 2005)、横断線上のタクサのほとんどが、水深が浅く、水流の緩やかな水際領域で見つかった。水際領域で底生動物の生息密度やタクサ数が高かったのは、平常時における河床安定度が高いためと考えられている。この実験から、沖積低地河川の末端部では、水際領域が底生動物群集の生息場所として重要であることが示唆され、蛇行湾曲部に形成される寄州は、特に安定した水際領域を生じさせることから、底生動物にとって重要な生息環境であることが示唆された。(引用:河口ほか 2005)

引用文献


2) 区域-2

河道形状(水深)の多様化及び流速の多様化→底生動物相の変化
 河床の撹乱・更新の助長によるの規模の拡大と河床材料の変化は、に生息する底生動物や多様性を増加させる(引用:角ほか 2009)。
 土谷川では、川幅の拡幅により、がバランスよく形成され、水生生物トビケラ・ヒラタカゲロウ等)の繁殖が非常に顕著であることが確認された(引用:岩手県葛巻町 2009)。

引用文献

  • 1)角哲也ほか  (2009) 下流河川への土砂還元の現状と課題, 河川技術論文集,第15巻,pp.459-464
  • 2)岩手県葛巻町建設水道課(2009)次世代に昔懐かしい川を残したい「清流を未来に誓う土谷川」いわての川づくりシンポジウム2009事例紹介論文



(3)植物のレスポンス

IRフロー:植物のレスポンス(河道法線の修正)



1) 区域-1

河岸砂州の形成→水際植生の生長・拡大
 河岸部に砂州が形成されることにより、水際部に植物の生育基盤となる土砂堆積が確保され、水際植生の生長・拡大が促進される。 鞍流川では、川幅の拡幅により河岸土砂堆積し、水際部に連続的に植生が形成された。ただし、ヨシ群落は、カナムグラやヤブガラシ等のつる性草本により被圧されて小規模であった。(引用:愛知県建設部河川課 2009)

引用文献



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