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図-5.5 濁度と「水のきれいさjの関係
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BOD
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NI-l4(mgll)
図5.6(1) BODと「水のきれいさ」の関係 図5.6(2) NH4と「水のきれいさ」の関係、
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水質指標
図-5.3 水質指標と「水のきれいさJとの相関係数
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透視度
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5. 6. 2 r水のきれいさjに関与している要因
1) r水のきれいさjと他の心理量との関係
80 100
水質のよさを代表すると考えられる「水のきれいさJど他の心理量の関係をみてみる。
「水のきれいさ」と「水質がよしリ「水の色のきれいさjの相関は相関係数r=O.99と極めて 強くと、 ほぼ同じ意味の評価語であることがわかる。 続いて「水の透明感Jr) 11底のきれい さ」である。 このうち「水の透明感」は視覚刺激と直接関連づけることが可能な一次レベ ルのイメージと考えられる。 そこで詳細にその関係をみてみる。 図5.7に「水のきれいさJ と「水の透明感jの散布図を示した。 ほぼ直線状に並ぶが、 鬼怒川、 潤沼J 11、 洞峰公園池、
利根川の4河川が大きく外れている。 鬼怒川、 澗沼川は当日、 出水で、濁っていた。 そのた め「透明感」に比して「水がきれしリの評価値は高くなっている。 人がその時の出水の状 態も加味し水質を判断していることが分かる。 洞峰公園池は茶系で汚濁という感じがしな いためと考えられる。 一方、 利根川は「水の透明感Jに比して「水のきれいさJ が高くな っている。J水の透明感jは浅い水際域で評価し透明さが感じられたが、 透明さだけで水の きれいさを判断していないことが分かる。
なお、 今回の調査では[水が透明」で「河床が汚しリ河川がなかったので、 そのような はずれ値はみられなかったが、 筆者らが行った既往研究3)では、 水が透明でも河床に水わ たなど生えている場合には水質の評価値は下がるという結果が得られている。
視度Jのみで「水の透明感Jを説明することは難しい。 そこで、 「水の透明感jが「透視度j に比例すると仮定し、 これにはずれている河川|から、 「透視度jの他の要因を検討してみる。
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那珂川 g
• •
西谷回川 Â •
A Â
4 � 松見公園池
•
1固沼前川 企 4‘ 凡例
• )11底がみえる a 川底が少しみえる . 川底がみえない
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「笥忘閣」
西田川 5
飯沼川
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•
• • 2 - 澗沼川
• • 小里子) 11 ・ ・
・ 東谷田川
-•
- 綾瀬川
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o 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
透視度(cm)
図-5.8 透視度と「水の透明感」の関係
綾瀬川、 東谷田川|、 小野川、 酒沼川のように、 透視度に比して、 「水の透明感j の評価値 が低いAグ、ループと、 松見公園池、 西谷田川、j国沼前川|のように透視度に比して、「水の透 明感」が高いBグ‘ループ。に大きく分けられる。「水の透明感jに関与する「透視度」以外の 要因を考えてみる。
Aグ‘ループは、4河川|とも)11底がみえない深い河川であり、 Bグ、ループの潤沼前J11、 西谷 田川は川|底が少しみえる浅い河川であり、 松見公園池は底がみえないものの、 水を通して コイの泳ぐ姿がみられたため、 透明感を感じることができたものと考えられる。 すなわち 人は、「水の透明感」を評価する時、 川底がみえるかどうかを判断基準のーっとしているこ とが推察される。 また、 飯沼川については川底はみえないが水深が浅いこと、 那珂川につ いては視点場が河岸であったことから、 水際の浅い水深のところの河床がよく見えるとこ ろで評価がなされたことが要因として考えられる。
以上から、 「水の透明感J(物理的な水の透明さ)とともに、 「深さJやr) 11底のみえ方」
が関係していることがわかる。 透視度に比して浅く「川底がよくみえる」場合は、 より「透 明Jにみえ、 深く「川底がよくみえなしリ場合は同じ透視度であっても「より透明にみえ ないJことを示している。 水深が深くなると、 水に含まれる様々な物質が光を吸収し、 水 の色も変わり濁ったようにみえると考えられる。 したがってrJ 11底のみえ方(みえるかど うか)Jも「透視度Jと「水深jの関数と考えられる。
-•
•
利根川
「透明感」
図-5.7 r透明感Jと「水のきれいさJの関係、
次に、 「水のきれいさjを目的変数に、「水の色のきれいさJr水質のきれいさJを除く他 の心理量を説明変数として重回帰分析を行ったところ、「水の透明感J(Xl)、 り11底のきれい さJ(X:Jが採択された。
Y=0.66Xt+0.35X2 、 r=0.99， F(2， 19)二61 25， Pく0.01
「水のきれいさJはほぼこの2者で説明でき、 その他の評価項目の関与は小さい。
2) r水の透明感Jに関与する物理量
「水のきれいさ」を9割以上説明している「水の透明感」に関与する物理量として、 透 視度があげられる。 図5.8は透視度と「水の透明感」の関係を示したものである。 「水の透 明感」と「透視度」の相関係数はr=0.85であり、 かなり相関がある。 しかしながら、「透
そこで、 「水の透明感」を目的変数σ)とし、 「透視度J (XI)、 り11底のみえ方J (X2)を説 明変数として、 重回帰分析を行ったところ、
Y=0.60X，+0.40Xz ， I・2=0.91， F(2，19;0.01)く43.3
となり、 「水の透明感Jは「透視度」とり11底のみえ方Jでよく説明できる。
トンが増えてくると緑色(ß中腐水性)になり、 さらに栄養塩が増えてくると黄緑色、 茶 色(α中腐水性)、 黒色(強腐水性)となる1)ためであると考えられる。
図・5.10は、 「水の色のきれいさJとf水のきれいさJ の関係に更に「水の色jを示した ものである。
5 5 。
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浅川 • ••
• •
西谷田川 • x
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× × 鬼怒川
× ×
x 澗沼川
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"\ 凡例「水の色」
茶系(薄)透明:0 :β
茶系(濁) :企
モスグリーン系:口 茶緑系(茶〉緑) :・
緑茶系(緑〉茶) :園 黒灰緑、 灰緑系:・
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凡例
・ )11底がみえる文は少し見える
× 川底がみえない 2
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x •
×
2 3 4 5
r) 11底のきれいさJ
図-5.9 í )11底のきれいさjと「水のきれいさ」の関係
2 3 4 5
「水の色のきれいさj
図-5.10 í水の色のきれいさ」と「水のきれいさ」との関係
「水の色jは、 調査時に実際に見えている「水の色Jをマンセル値で伊llJ色したが、 水に は透明感があるため測色は難しく、 誤差が大きいと考えられた。 そこで、 ここでは対象河 川の水自体の色を、 ①透明、 ②茶系(薄)、 ③茶系(濁)、 ④モスグリーン、 ③茶緑系(茶>
緑)、 ⑤緑茶系(緑>茶)、 ⑦黒灰緑系、 灰緑系に区分し、 「水の色」と「水のきれいさJの 関係をみてみる。 「黒系」く「緑茶系Jí茶緑系Jí茶系(濁) く 「茶系(薄)Jく「モスグ
リーン系Jく「透明Jの順に「水のきれいさJの評価は高くなる傾向にある。
なお、 対象河川|の「水の色Jを水質と関連づけると、 茶色系は土粒子によるもの、 茶緑 系は土粒子と植物プランクトン、 緑茶系は植物プランクトンによるもの、 黒灰系は嫌気化
した粒子によるもの、 モスグリーンは水深によるものと考えられる。
3) 円111まのきれいさJに関与する要因
図-5.9に「水のきれいさjとí) 11底のきれいさJの関係を示した。 これに川|底がみえる かどうかをフ。ロットした。 川底がみえない場合でもり11底のきれいさJを判断しているこ とが分かる。 恐らく川岸の状況や水質の状況から河床の様子を推測しているものと思われ る。 また、 河床がみえる場合、 「水のきれいさJの評価が高い河川ではり11底のきれいさj も高い。 一般的に水質の悪い河川は底質も悪く、 水質と底質は正の相関があるためにこの ような結果になったものと考えられる。 河床の状況とí) 11底のきれいさJについては、 今 回対象とした河川においては河床の付着物はほとんどなく、 明瞭な関係を得ることはでき なかった。
5. 7 景観からみた河川水質管理にむけて
4) r水の色のきれいさjに関与する要因
前述したように「水の色Jは「水のきれいさJí水質のよさ」と同じ判断基準で評価され ている。 これは、 「水の色jは水質を反映して着色されている、 例えば、 植物プランクトン が発生していないときの水の色は無色(貧腐水性) であるが、 栄養塩が入り植物プランク
前節で「水のきれいさjは「水の透明感jと極めて関係が深く、 しかも「水深Jが重要 な要素であることが明らかになった。 浅い方が「水がきれしリに見えるわけであるが、 河 川管理上および景観という観点からも水量感の結果と相反し、 景観から見た水質のために
En=log(1onlIrn)
FO ，，az、
水深を浅くすることは、 局所的な場所を除いて不可能である。 したがって景観の観点から
「水をきれしリにするには「透視度」を向上させることが 重要であることが明らかとなった。 En:波長nの吸光度
Ion:波長nの照射光の強度 Irn:波長nの反射光の強度
反射吸光度法の場合、 ろ過した物質がろ紙上に残り、 その物質の吸光特性を把握するもの
「透視度j は30cm文は50cm計で測定する場合が多く、 最大でも100cmまで測定する のが限度である。 一方、 水質が向上してくると100cm以上の透視度が重要である。 例えば 四万十川では近年潜った時に護岸が見える距離が短くなったといわれているが、 その透視
である。 水中の物質とろ紙上の物質では特に散乱特性に違いが出る可能性があるが、 本法 の特徴はろ過することによって水中の懸濁物をろ紙上に濃縮できるのが特徴である。 一般 度は2mを越え、それを求める方法は十分に確立されていない。そこでここではろ紙吸光法
による透視度の推定法9) 10)について述べる。
的な反射吸光度曲線は左上がりで、波長が小さくなると吸光度が上がる。 また藻類が発生し ている場合には670nm付近にピークが生じることにより簡単にクロロフィルa が推定でき る9)。
ここでは、 透視度と吸光度の関係をみてみる。
吸光度→Oの時 透視度→∞
吸光度→大の時 透視度→O 透視度は
でこし、105 で反射吸光度を
ろ紙吸光法とは
ろ紙吸光法は、河川水をろ過し、 ろ紙上に残った物質の吸光度を測定し、 水質を記述す る方法である。 今回は採水した200mlの水をろ紙 (Whatman GFfB 1μm)
"""'1100Cで2時間乾燥させ、 自記分光光度計 (島津製作所uv・2400P C ) 5nmピッチで220nm"""'850nm問で測定した。
1 5. 7.
2)
表5.4 に示した22河川|を対象 に、式(5. 2)に基づき a，bを変数としてn を220nmから 850nm 問で5nmごとに、22河川の実測の透視度と最も相関が高くなるように推定式を求 めた。それぞれの波長の相関係数を比べると、610nmが最も相関がよく、相関係数r=O.95 、 重相関係数�=O.89 となる。
そこで推定透視度として以下の式を提案する。
(5.
より
透視度=a/ Enb と仮定する。
飯沼川(14)