多摩川における露出土丹高さの経年変化
中央大学大学院 学生会員 ○忠津 哲也 国土交通省関東地方整備局京浜河川事務所 正会員 鈴木 研司 中央大学研究開発機構 正会員 内田 龍彦 中央大学研究開発機構 フェロー会員 福岡 捷二
１．序論
多摩川の中流域やその支川の浅川では，近年，河道管理において問題となっている土丹層が河床に露出している．土丹 層の露出は河床低下を促進させ，特に構造物周りや水衝部で顕著に低下するため，構造物の安全性が低下すると考えられ
る
1),2)
．本研究では，多摩川における土丹層の露出を示し，横断測量データを用いて洪水流による土丹河床の侵食量を検討することを目的にしている．
２．土丹層の露出とそれによる問題
図-1に多摩川の中流域における平成 11 年，16 年，20 年の最深河床高と多摩川地質縦断図により得られた土丹層の推 定高さの縦断図を示す．図-1には平成 18 年調査により土丹層の露出が確認された範囲も示している．土丹層の露出が確 認されている 40.0km～48.0km において最深河床高は土丹層の高さよりも低く，経年的に低下傾向にある．また，図-2に 平成 18 年調査による土丹層の露出箇所と航空写真を示す．図-2より土丹層の露出が顕著な 40.0km～45.0km では河川横 断構造物が設置されており，低水路は蛇行により蛇行頂部で堤防に接近している．また，土丹露出範囲の最上流部に固定 堰である昭和用水堰(47.8km)が設置されている．図-1 より堰上流では河床が上昇しているため，堰上流で土砂堆積，下 流で供給土砂の減少による河床低下や土丹層の露出が顕著になっていると考えられる．
ここで，土丹層が露出することの問題点を考察する．土丹層の表面は滑 らかなため，洪水時に上流から運ばれてくる砂礫は留まることが困難とな る．また，礫などの衝突や摩擦により侵食されやすく，流水により溶け出 しやすい．さらに，土丹層は粒径の小さい材料が固結してできているため，
一度削られると元の状態に戻ることができない．そのため，一旦土丹層が 露出すると河床高は図-1 のように経年的に低下する．構造物周りでは河 床低下により構造物の安全性が低下すると考えられるため，土丹層の露出 箇所と土丹河床の侵食量を把握することが重要となる．
３．土丹層が露出している河床の侵食量
図-3に示すように，左右岸の堤防際で測られた土丹層高さの縦断推定線 と航空写真を参考に，横断面内における土丹層の露出範囲を定める．土丹 層の露出範囲内で経年的に河床が大きく低下している範囲を土丹洗掘幅 とし，横断測量データから土丹河床の侵食量を算定する．土丹層の露出範
キーワード 土丹層 河床低下 土丹河床の侵食量
連絡先 〒112-8551 東京都文京区春日
1-13-27-31214 中央大学研究開発機構 TEL 03-3817-1611
図-1 土丹層の高さと最深河床高の縦断図
40 50 60 70 80 90 100 110
35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
土丹層の高さ 左岸 土丹層の高さ 右岸 最深河床高 H11 最深河床高 H16 最深河床高 H20
日野用水堰
平成18年調査による土丹層露出範囲
護床工 四谷本宿堰 護床工 浅川合流 護床工
護床工 秋川合流
昭和用水堰
1/300
平成17年度に河道整正
図-2 土丹層の露出箇所の航空写真（平成
19
年10
月）46.0km
44.0km 43.0km
42.0km 41.0km 40.0km
護床工日野用水堰 ：平成18年度調査により土丹層の露出が確認された箇所 護床工
護床工 日野橋観測所
45.0km 47.0km
48.0km
昭和用水堰土木学会第64回年次学術講演会(平成21年9月)
‑15‑
Ⅱ‑008
囲内での洪水による河床高の変化の要因は，①土丹層の侵食，②土砂堆積，
③堆積土砂の洗掘，④堆積土砂の洗掘と土丹層の侵食に分類できる．これら を土丹洗掘幅内の平均河床高差H
m
（洪水前の平均河床高H m1
－洪水後の平 均河床高H m2
）で評価すると，Hm
＞0
で①，③，④のいずれか，Hm
＜0
で②の現象が起きることになる．①，③，④の区別を以下に示す．ある検討期 間内において②となり，次の検討期間内でH
m
＞0であれば③，④のいずれ かとなり，さらに，その時点までで最も低くなった平均河床高H m0
よりH m2
が小さければ④となる．逆に，ある検討期間内で②，③とならず，次の検討 期間内でH
m
＞0
であれば①となる．実際の洪水中では，他の現象も考えら れるが，洪水後の河床形状からはこれ以上の分類は困難である．本研究では，洪水による土丹河床の侵食量を①と堆積土砂の洗掘分を除いた④とし，②，
③のときは
0
とする．低水路法線形や構造物周りなどの河道の条件が特徴的な断面において，横 断測量データより土丹層が露出し経年的に河床が低下している
43.0km
，43.2km
，44.0km
，44.6km
，45.0km
の測量横断を検討断面として，土丹河床 の侵食量を比較・検討する．表-1に各検討断面の河道の条件を示す．用いた 横断測量データは平成10
年，11
年，12
年～20
年の隔年である．図-4に日野橋観測所
(39.8km)
における平成10
年以降の主要な洪水での最大水位と最大流量を示す．図-5は横軸に検討期間，縦軸に平均河床高差H
m
を，図-6は縦軸 に土丹河床の侵食量を示している．ここで，洪水と土丹河床の侵食量の関係 を見る．平成10年以降において洪水の規模が最も大きかった平成19年9月洪 水を含む検討期間（H18
－H20
）では侵食量が他の検討期間と比べて大きく，43.2km，44.0km，45.0kmで0.5ⅿ程度である．また，低水路が堤防に接近し
ている43.0km
で侵食量が0.77
ⅿと著しく大きい．一方，平成19
年9
月洪水の次に洪水規模の大きかった平成
11
年8
月洪水や平成13
年9
月洪水を含む検討期間（H11
－H12
，H12
－H14
）では，侵食量が 最大でも0.25ⅿ程度と小さく，侵食量が0ⅿとなっている横断面が多い．これは図-5から両検討区間において洪水による 土砂堆積のために，土丹層が覆われたためである．また，平成19年9月洪水時において河道の条件が43.0kmと同様である が顕著に侵食されなかった43.2kmについても同様に考えられる．よって，土丹層を覆う堆積土砂は土丹河床の侵食量を減 少させる．４．結論
河床に露出した土丹層は大規模な洪水により大きな侵食を受けやすく，特に，湾曲外岸部のような洪水流が集中 しやすい場所で大きな侵食となる危険性が高い．しかし，土丹層の侵食量はそれを覆う土砂によって減少するため，
土丹層の侵食量を検討する際には，洪水による流れに加えて，土砂移動も含めた検討を行う必要がある．
参考文献
1)米沢拓繁，福岡捷二，鈴木重隆：水衝部の河床表層材料と河川洗掘の関係の調査，河川技術論文集，第 13 巻，
2007,pp.345-350 2)第 13 回多摩川水系河道計画検討委員会資料，国土交通省京浜河川事務所，2008
図-4 日野橋観測所
(39.8km)
における 近年の主要な洪水0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
最大水位 最大流量
水位計読み値[m] 流量[m3/s]
：横断測量データ
・日野橋観測所 計画高水流量：4700 [m3/s]
計画高水位：4.71[A.P.m]
零点高：65.2[A.P.m]
図-3 横断面における土丹層の露出範囲
左岸側土丹層高さ
右岸側土丹層高さ 右岸 左岸
航空写真より得られた 土丹層の露出箇所
土丹洗掘幅 土丹層の露出範囲 河床低下
：洪水前河床形状
：洪水後河床形状
図-5 各検討期間における平均河床高差
：④土丹層の侵食と堆積土砂の洗掘
：③堆積土砂の洗掘
：②土砂堆積
：①土丹層の侵食
‐0.8
‐0.6
‐0.4
‐0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8
H10 ‐H11 H11 ‐H12 H12 ‐H14 H14 ‐H16 H16 ‐H18 H18 ‐H20 45.0km 44.6km 44.0km 43.2km 43.0km
平均河床高差
[m ]
検討期間
：土丹層の侵食
：洪水前において河床に土砂が堆積
図-6 各検討期間における土丹河床の侵食量
0 0.2 0.4 0.6 0.8
H10 ‐H11 H11 ‐H12 H12 ‐H14 H14 ‐H16 H16 ‐H18 H18 ‐H20 45.0km 44.6km 44.0km 43.2km 43.0km
土丹河床の侵食量
[m ]
検討期間
距離標 河道の条件
43.0km 43.2km
44.0km 低水路中央部に砂州の形成 44.6km 護床工(44.8km）の下流 45.0km 護床工(44.8km)の上流
低水路蛇行頂部
（低水路が堤防に接近している）
表-1 検討断面の河道の条件
土木学会第64回年次学術講演会(平成21年9月)
