植生による斜面安定効果の地盤工学的研究
稲垣 秀輝（(株)環境地質）
1. はじめに 我が国に発生する斜面崩壊の55％は表土の崩壊であり、崩積土や段丘堆積物，強風化岩などを入れる と斜面崩壊の約90％がこれら表層崩壊で占められる。このため、斜面を保全するためにはこれらの表層 崩壊を未然に防止することは重要なことである。ところで、表層崩壊は樹木の根が分布する深さ程度の 土層が、地震や豪雨により地表に沿って滑落し急激に崩れるものである。したがって、植生の有無や植 生の種類、その管理状況がこれらの表層崩壊に大きくかかわることが推測される。 つまり、植生による斜面安定効果として、降雨の分散や地表の侵食防止、根系による表層の緊縛効果、 杭効果が考えられ、植生根系による斜面安定手法を確立していくことは、我が国の数多くの斜面や法面 の保全や地域の生態系の保護のためにも大いに役立つとともに、もっとも経済的な対策方法と考えられ る。地表の植生がいかに斜面の安定に関係しているか、生態系を考慮した植生根系による斜面安定手法 について研究を行い、植生による斜面安定性の評価と地盤工学的な考察を行った。 2. 本研究の視点 植生とその根系が斜面安定に与える影響については、まず大きな見地で斜面全体の自然環境保全効果 が考えられる。この効果は、近年森林の公益的機能として広く論じられるようになってきた。具体的に は斜面の表層崩壊の防止，土壌の育成や侵食防止，降雨の一時貯留およびその水質の改善，あるいは大 気の浄化など地域の生態系全体を保全する主な役割を果たしており、人々の暮らしに豊かさを与えてい るとともに安全な暮らしを確保している。 このように、これらの植生やその根系が表層崩壊の防止など、斜面安定に大きく貢献している。ここ ではこれらの研究全般を未固結地盤と岩石地盤に分けて検証し、植生が斜面安定に与える影響を示し、 その具体的な効果や問題点の現状を明らかにしたうえで今後の課題について述べる。特に、植生による 斜面安定効果が発揮し難い根系層崩壊という地盤特性を明らかにし、植生指標崩壊度（表-1 参照）とい う基準を利用することによって表層崩壊の長期的な予測が可能であることを示す。その上で植生根系に よる工学的取扱い手法である粘着力合算法を提案する。さらに、具体的な斜面安定対策を立案するうえ で必要となる地盤と植生との有機的なつながりを評価する手法として地生態断面調査法を提案する。 表-1 植生復帰を指標とした植生指標崩壊度の定義 Ⅳ 崩壊後間もない裸地 Ⅲ 崩壊地に草本の侵入 Ⅱ 崩壊地に木本の侵入 Ⅰ 木本の定着 3. 植生による斜面安定効果 関連した研究は、①植生が斜面安定に効果的であるという定性的な研究。②植生が斜面安定に効果が ない、あるいは斜面を不安定にしているという定性的な研究。③植生の斜面安定効果を定量的に評価し ようとする研究。の 3 つの観点のものがある。 本研究は植生を考慮した定量的な斜面安定手法を提案することにより、斜面安定に対する植生による 正の効果を積極的にとり入れ、植生による負の効果の軽減をはかることを着眼点としている。 4. 植生による斜面安定効果があった事例 3 事例を研究した。 １） 未固結地盤からなる室戸半島の段丘堆積物の海食崖の事例：図-1 に調査位置図を示し、海食 崖の斜面概念を図-2 に示した。代表的な表層崩壊ヶ所である②地点の調査結果を図-3 に示した。 また、図-4 に、時代の異なる空中写真判読による植生指標崩壊度の経時変化を示した。これによると段丘面が農地となる①、②、③、⑥、⑦地点では表層崩壊が繰り返えされている。④、 ⑤地点のように段丘面が森林植生の地域では表層崩壊が少なく、段丘面が農地となりその流末 が未整備の斜面で約 20 年間隔の表層崩壊が発生していることがわかった。 図-1 調査位置図 段丘堆積物 (未固結砂礫) 四万十帯 (砂岩泥岩互層) 図-2 海食崖斜面の概念図 図-3 ②地点と崩壊地形態と動的貫入試験結果 ２） もう 1 つの未固結砂地盤からなる北海道根釧 台地の河食崖の事例。図-5 に調査位置を示し、 図-6 に空中判読による崩壊地の拡大状況を調 べ、図-7 は崩壊の進行状況をまとめ、その崩壊 深さを図示したのが図-8 である。これらの結果 から台地面が全体的に放牧地に改変されており、 表層崩壊が平均 3.6 年で発生し、その侵食速度 は平均 0.7m/毎とかなり速いことがわかった。 これらの 2 例とも、未固結層斜面やその上部平 坦面での森林植生が斜面安定に大きく貢献して いることを示している。 図4 植生指標崩壊度の時間変化
崩壊の進行状況 調査地域 凡例 明瞭な侵食前線 不明瞭な侵食前線 崩壊 崩壊跡 地すべり的崩壊地形 湧水 表流水 0 500m 80m 70m 60m 50m 40m トライベ ツ川 ト ラ イ ベ ツ 川 図-5 現地調査結果 0 500m 80m 70m 60m 50m 40m ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ 空中写真判読で経時変化を調べた崩壊地 （図示された崩壊地形は1996年の現地調査結果） 図-6 空中写真判読図で経時変化を調べた崩壊地 0 100 200 300 400 1 9 65 1 9 70 1 975 1 980 1 985 1 990 1 9 95 0 20 40 60 80 降 計 累 毎 月 雨 量 (mm) 崩 計 累 さ 壊 深 (ΣD m) ① 降 計 累 毎 月 雨 量 (mm) 0 100 200 300 400 1 9 65 1 9 70 1 975 1 980 1 985 1 990 1 9 95 0 20 40 60 80 降 計 累 毎 月 雨 量 (mm) 崩 計 累 さ 壊 深 (ΣD m) 0 100 200 300 400 1 965 1 9 70 1 9 75 1 9 80 1 9 85 1 990 1 995 0 20 40 60 80 降 計 累 毎 月 雨 量 (mm) 崩 計 累 さ 壊 深 (ΣD m) 0 100 200 300 400 19 65 19 70 19 7 5 1 9 8 0 1 9 8 5 1 9 9 0 19 95 0 20 40 60 80 降 計 累 毎 月 雨 量 (mm) 崩 計 累 さ 壊 深 (ΣD m) 0 100 200 300 400 1 96 5 197 0 197 5 198 0 1 9 8 5 1 99 0 1 99 5 0 20 40 60 80 降 計 累 毎 月 雨 量 (mm) 崩 計 累 さ 壊 深 (ΣD m) 0 100 200 300 400 1 9 65 1 9 70 1 975 1 980 1 985 1 990 1 9 95 0 20 40 60 80 降 計 累 毎 月 雨 量 (mm) 崩 計 累 さ 壊 深 (ΣD m) 0 100 200 300 400 1 965 1 9 70 1 9 75 1 9 80 1 9 85 1 990 1 995 0 20 40 60 80 降 計 累 毎 月 雨 量 (mm) 崩 計 累 さ 壊 深 (ΣD m) 0 100 200 300 400 196 5 197 0 197 5 1 98 0 1 98 5 1 99 0 199 5 0 20 40 60 80 降 計 累 毎 月 雨 量 (mm) 崩 計 累 さ 壊 深 (ΣD m) 0 100 200 300 400 1 9 6 5 19 70 19 75 19 80 1 9 85 1 9 9 0 1 9 9 5 0 20 40 60 80 降 計 累 毎 月 雨 量 (mm) 崩 計 累 さ 壊 深 (ΣD m) 0 100 200 300 400 1 965 1 9 70 1 9 75 1 9 80 1 9 85 1 990 1 995 0 20 40 60 80 降 計 累 毎 月 雨 量 (mm) 崩 計 累 さ 壊 深 (ΣD m) 図-8 崩壊の経時変化
３） 岩盤斜面での植生の斜面安定効果として岐阜県七宗町の例をあげた。図-9 に調査位置を示し た。1998 年の台風 7 号及び 8 号が本地域の近くを通過した。図-10 は A 地点の風倒木と斜面崩 壊を示し、樹種ごとの樹木倒伏や斜面崩壊のちがいを表-2 にまとめた。ここでは、風倒被害や 斜面崩壊が幼令な針葉樹植林斜面で多いこと。さらに、表-3 に A 地点のヒノキ倒木の計測と倒 木・未倒木のヒノキの植林間隔を比較した。その結果、未間伐の植林での崩壊が多いことを示 した。つまり、岩盤斜面でも森林植生が斜面の安定性に寄与していることを明らかにしたが、 斜面の安定性は森林があるだけでなく、樹種や森林の手入れの仕方にも影響されることがわか った。ここで、倒伏したスギやヒノキの根鉢に注目すると図-11 に示したように、根鉢の幅に 問題はないが、根鉢の深さが浅いことがわかる。このため、倒伏した木と倒伏しない木の地盤 を調べてみたのが、図-12 である。図-12 によると、倒伏したヒノキの表層が浅くかなり緩いん でいることがわかる。そして、やわらかい薄い表土から急に岩盤に至ることがわかる。それに 対して、倒伏していないヒノキでは表層が厚く、根が十分に発達していることを示している。 これらのことは、次章で述べる根系層崩壊の可能性を示唆するものといえる。 図-9 岐阜県七宗町の調査位置 図-10 A 地区の風倒木と斜面崩壊 表-2 樹種による風倒木被害及び斜面崩壊のちがい 風倒木 斜面崩壊 地区名 針葉樹 調査面積（㎡） 面積（㎡） （％） 面積（㎡） （％） 広葉樹 12050 24 2 0 0 Ａ 針葉樹 9100 5550 60 2100 23 広葉樹 39400 995 1 0 0 Ｂ 針葉樹 24100 9450 39 4180 17 表-3 A 地区のヒノキ倒木の計算結果と未倒木のヒノキの植林間隔との比較 No 胸高直径 （㎝） 根鉢の深さ （m） 根鉢の直径 （m） No. 倒木林 未倒木林 １ 27 1.0 1.5 １ 1.3 2.1 ２ 19 0.6 1.8 ２ 1.6 2.5 ３ 14 0.65 1.4 ３ 1.3 2.2 ４ 12 0.45 1.1 ４ 1.4 2.5 ５ 20 0.75 1.2 ５ 1.4 2.8 ６ 18 0.6 1.0 ６ 1.2 2.3 ７ 23 0.7 1.8 ７ 1.9 2.6 ８ 22 0.8 1.8 ８ 1.5 2.6 ９ 18 0.9 1.4 ９ 1.8 2.3 １０ 24 0.9 1.9 １０ 2.4 2.0 平 均 19.7 0.74 1.49 平 均 1.58 2.39 標準偏差値 4.55 0.17 0.32 標準偏差値 0.36 0.25
図-11 A・Ｂ地区での倒伏スギ・ヒノキの根鉢の発達状況 図-12 A 地区での 動的貫入試験結果 5. 植生が斜面安定に寄与しない地盤 植生が斜面安定に寄与しない地盤として根系層崩壊が発生する地盤特性を明らかにした。 「根系層崩 壊」とは、①崩壊厚さが 1m 未満ときわめて薄いこと，②斜面傾斜が 40゜前後と急であること，③表流 水や地下水が集まりやすい地形・地質で生じること，④根系のある表層の直下に岩盤が分布し、Nc 値が 2 以下から 50 以上に急変すること，⑤表層直下の岩盤に根系が入り込む割れ目がないこと，⑥崩土内の 立木が立ったままで崩土全体が速い速度で流下すること等を特徴としている。 また、根系層崩壊は a～e の地盤で発生することが明らかになった。つまり、a 低溶結火砕流堆積物， b 風化花崗岩，c 第三紀層泥岩，d その他塊状の砂岩など割れ目の少ない一枚岩（流れ盤に多い），e 植生 工の施工された切土法面などのように人工的に堅岩の直上に薄い表土がある地盤である。
a については、白河地区で研究を行った。図-13 に表層崩壊の状況を示した。表-4 には崩壊と植生の 関係を示した。また、図-14 に示した崩壊の形状にもとづく崩壊の一覧を表-5 に示した。この崩壊は形 状としてたいへん興味深く、割れ目のない岩盤の直上に薄い表土が分布するのみで、植生の根茎は表土 内で横に広がるのみであった。そのようすを図-15 と写真-1.2 に示した。また、図-15 に示した地質状 況を図-16 にまとめた。それに対して、崩壊の発生しなかった林地で地盤状況を調べると図-17 となる。 また、図-18 には根茎の根鉢の発達状況を示した。これによると、地盤状況のちがいが根茎の発達しか たに影響を与えておりその結果として、表層崩壊の有無ができたものと考えられる。図-19 は崩壊の幅 と厚さとの関係を調べたもので、根系層崩壊が通常の崩壊と比較して、深さが制限されていることがわ かる。 b については滋賀県南部で研究を行った。図-20 に調査位置図を示し、図-21 に根系崩壊を発生させて いる鈴鹿山脈の崩壊平面図を示した。表-6 には、鈴鹿山脈 A 地区の崩壊形態をまとめた。また、代表的 な崩壊地の平面図を図-22 に示すとともに、代表的地質状況を図-23 にまとめた。さらに、図-24 には倒 壊したヒノキの根鉢の状況を示し、崩壊幅と崩壊深さの関係を図-25 に示した。ともに、白河地区の地 盤状況や根鉢状況に類似している。これは、根系層崩壊の共通の地盤状況といえる。 次に、同じ風化花崗岩地域でも根系層崩壊の発生していない太神山の地盤と植生状況を調査した。調 査ヶ所は、図-26 のとおりである。現地の状況を比較するために根系層崩壊を発生させている鈴鹿山脈 の事例を写真-3 に示し、根茎層崩壊のない太神山の事例を写真-4 に示した。宗教上の理由から室町時代 以降原生林となっている太神山では図-27 の地盤状況で明らかなように表層土壌は厚く、豊かであるこ とがわかる。それに応じて地表の植生も表-7 および図-28 のとおり、根鉢が深いことがわかる。さらに、 鈴鹿山脈と太神山の林地内でトレンチを行ない、根茎のスケッチを行なったものを図-29 に示した。つ まり、表層崩壊を繰り返し発生させやすい根系層崩壊地盤を概念的に示すと図-30 のようになる。これ らのことから根系層発生地盤では植生根系による斜面安定効果は制限されるため、一度でも良好な表層 土壌が消失すると繰り返し根系層崩壊が発生し、その対策が容易でないといえる。 図-13 1998 年台風 4 号による白河真船地区の表層崩壊状況 表-4 1998 年 8 月台風 4 号による崩壊と植生との関係 植生 A:面積（㎡） B:崩壊面積（㎡） B/A×100（％） 広葉樹（ｺﾅﾗ主体） 313100 5500 1.8 針葉樹（ｽｷﾞ主体） 113600 10300 9.0
図-14 1998 年台風 4 号による白河真船地区の表層崩壊状況
図-14 ①地点崩壊状況 表-5 根系層崩壊一覧表
写真-1 ①、②地点の根系層崩壊の状況 崩土の植生は立木のまますべり平地に達している 写真-2 ①地点の崩壊面に露出する低溶結火砕流堆積物。割れ目は ほとんどなく根系は全く認められない 図-16 ①地点での動的簡易貫入試験 図-17 根系層崩壊がなかった地点での動的簡易貫入試験結果 図-18 各種根系型の樹木の胸高直径と根鉢の直径と深さ
図-19 崩壊の幅と厚さとの関係
図-20 調査位置図 図-21 崩壊状況平面図
表-6 A 地区崩壊地形態一覧表
10
図-23 崩壊①地点での動的簡易貫入試験結果
図-24 各種根系型の樹木の胸高直径と根鉢の直径と深
写真-3 鈴鹿山脈 A 地区⑩地点でのﾋﾉｷ の植林地での根系層崩壊 写真-4 太神山 B 地区でのｽｷﾞ、ｼﾗｶｼ、ﾋﾉｷ の原生林と安定した斜面 図-27 崩壊発生していない B 地区太神山での動的簡易貫入試験結果 表-7 太神山原生林（B 地区）での植生状況 （斜面傾斜 40°） 図-28 A 地区、B 地区での植生状況の比較
Ⅳ 崩壊後、間もない裸地 Ⅲ 崩壊地に草本侵入 Ⅱ 崩壊跡地に木本侵入 Ⅰ 崩壊跡地に木本定着 図-31 調査地域の崩壊状況 （1999 年 4 月） 図-29 滋賀県南西部での風化花崗岩での根系の発達状況。上が根 系層崩壊斜面で、下が根系層崩壊のない斜面 図-30 根系層崩壊概念図 6. 植生を指標とした崩壊度判定と長期的崩壊予測 「植生指標崩壊度」として以下の指標を提案し た。Ⅳ：崩壊後間もない裸地、Ⅲ：崩壊地に草本 侵入、Ⅱ：崩壊跡地に木本侵入、Ⅰ：崩壊跡地に 木本定着。この指標は崩壊面が植生復帰する度合 を示しており、崩壊後の植生復帰状況を時系的に 追跡すると表層崩壊の繰り返し性や免疫性が明ら かになり、地域全体の斜面での長期的な崩壊予測 が可能となる。事例としては先に述べた滋賀県南 部の表層崩壊斜面と室戸半島の海食崖の例で実証 できた。 つまり、滋賀県南部の鈴鹿山脈で説明すると次 のようになる。表-8 の植生指標崩壊度を用い、空 中写真により 1963，1970，1975，1982，1985，1990， 1995 年の計 7 ヶ所の計 7 時期の植生の経時変化を みる。また、図-31 には 1999 年の現地調査結果を 示した。これらを統合し、表-9 および図-32 の崩 壊地での植生の時系列変化を示した。 これより以下の結果が得られ、根系層崩壊は一 表-8 植生指標崩壊度
年
月日
①
②
③ ④ ⑪
⑫ ⑬ ⑭
1963
11月
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅱ
1970
5/10
Ⅱ
Ⅱ
Ⅳ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
1975 10/21
Ⅳ
Ⅲ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅰ
1982 10/27
Ⅳ
Ⅳ
Ⅳ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅰ
1985
4/28
Ⅳ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
Ⅰ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅰ
1990
5/12
Ⅲ
Ⅳ
Ⅳ
Ⅳ
Ⅰ
Ⅳ
Ⅲ
Ⅰ
1995
6/01
Ⅳ
Ⅳ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅰ
1999
4月
Ⅳ
Ⅳ
Ⅳ
Ⅳ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
空中撮影日
各崩壊の崩壊度
月 降水量 植生 指標 崩壊 度 度崩壊が発生すると崩壊を繰り返し、十分に斜面が安定化し ないことを示している。 ● 崩壊した裸地（Ⅳ）→やや復帰（Ⅲ～Ⅱ）→崩壊した 裸地（Ⅳ）という繰り返しのみられる崩壊地は①，②， ③，④，⑫，⑬である。 ● 裸地（Ⅳ）→復帰（Ⅲ→Ⅱ→Ⅰ）の確認できる崩壊地 は⑪，⑭である。 ● 裸地（Ⅳ）から草本侵入（Ⅲ）までの復帰は２～３年， 裸地から木本侵入（Ⅱ）までの復帰は７～９年，崩壊 後アカマツなど木本定着までおよそ 20 年以上かかる。 ● 一度崩壊すると植生指標崩壊度Ⅳ～Ⅲ，あるいはⅣ～ Ⅱの間で崩壊を繰り返し、その周期は７～９年である。 ● 崩壊から草本侵入までは急速に復帰するが（復帰勾配 が急）、斜面は不安定で、軽微なイベント（降雨や地震） で崩壊しているようである。 ● 木本侵入（Ⅱ）から木本定着（Ⅰ）まで、およそ 10～ 20 年以上かかる。 7. 植生根系の工学的な取扱い 植生根系の工学的な取扱いとして(A)式に示した「粘着力合 算法」を提案した。提案式は以下のとおりである。 C3（根系を含む地盤の強度）＝C1（根系による粘着力の増加） +C2（土質の強度で、粘性土を主体とする表土を対象としてい るので粘着力で評価）…(A) 図-33 に粘着力合算法による地盤による根系の崩壊防止効 果の概念を示した。根系崩壊を発生させる白河地区の計算例 を図-34、表-10 に示した。また、同様に根系層崩壊を崩壊さ せる鈴鹿地区と根系層崩壊を発生さない太神山地区の計算結 果を図-35 および図-36 に示した。この粘着力合算法によると、 根系を含む地盤全体の強度を根系のスケッチ（図-37 参照） と動的簡易貫入試験から求めることができ、経済的で簡単な 表層の工学的斜面安定評価手法である。この手法を白河地区 と滋賀県南部の現地調査で確かめることができた。また、室 内大型一面せん断試験機を用いて、根茎の異方性を考慮した 実験を行なった。実験装置は、図-38 のとおりである。また、 試験概要は図-39 および表-11 のとおりである。 また、土質試料や根茎のサンプリング箇所は根系層崩壊を 発生させている松山市近郊の花崗岩地帯とした。サンプリン 表-9 各崩壊の植生指標崩壊度 図-32 各崩壊の植生指標崩壊度 図-33 地盤による根系の崩壊防止効 果概要深度 （㎝） 含根率 （％） 含根率から 求めた粘着力 C1(KN/㎡) NC値 NC値から 求めたN 値 N値から求 めた粘着力 C2(KN/㎡) 総合粘着力 (C3＝C1+C2) (KN/㎡) 5 2.9 17.86 0 1.7 9.81 27.47 10 2.7 16.68 1 2.0 11.77 28.45 15 2.8 17.66 0 1.7 9.81 27.47 20 3.2 18.64 0 1.7 9.81 28.45 25 3.1 18.64 1 2.0 11.77 30.41 30 2.9 17.66 0 1.7 9.81 27.47 35 2.6 16.68 1 2.0 11.77 28.45 40 2.5 15.68 1 2.0 11.77 27.45 45 2.0 13.73 0 1.7 9.81 23.54 50 0.8 9.81 1 2.0 11.77 21.58 55 0.5 8.83 5 3.3 19.82 28.45 60 0.0 0.00 50 25.0 147.15 147.15 グ地点の地盤状況は図-40 のとおりである。ここでは、地 表から 10cm ごとに土質資料を採取し発光分析による元素 濃度を測定している。その結果は、図-41 のとおり、N 値が 急増する深度 40cm 付近で水に溶けにくい Si や Al が相対的 に濃集していることがわかる。つまり、この N 値急増箇所 である表土と岩盤の境界（根系層崩壊のすべり面）で地下 水が流動していることを示しているものと考えている。試 験結果は表-12 に示したとおりとなり、粘着力合算法を検 証する良好な結果を得た。 表-10 根系を考慮した地盤強度一覧表 （白河地区の根系層崩壊地点） 図-36 土壌の発達の良い原生林地区（根系層 崩壊なし）での根系を考慮した地盤 強度図（太神山地区） 図-37 滋賀県南部での風化花崗岩地盤での 植生とその根系の発達のちがい 図-34 根系を考慮した地盤強度図 （白河地区の根系層崩壊地点） 図-35 土壌の発達の悪い根系層崩壊の発 生した地区での根系を考慮し た地盤強度図 （鈴鹿山脈地区）
図-38 大型一面せん断試験概要 (a) (b) (c) 図-39 根系の異方性に着目した室内一面せん断試験の結果概要 （根系層崩壊の発生機構の検証） 打撃数-貫入量図 0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 70.0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Nc：打撃数n(回) 貫入 量 S (cm ) 地点① 地点② 地点③ 地点④ 地点⑤ 図-40 調査地地盤の動的簡易貫入試験結 項目 根茎がすべり面と平行(a) 根茎なし(b) 根茎がすべり面と垂直(c) 根の配置 すべり面の上面内 に長さ20㎝、直径 約1～2.5㎜の根茎 をせん断方向に12 本並べた 根茎はなし すべり面に垂直方向 ですべり面に杭を 打ったように長さ20 ㎝、直径1～3㎜程度 の根茎を縦6本横6本 計36本配置 平 均 根 茎 直 径（㎜） 1.52 0 1.57 す べ り 面 の 含 根 率 （％） 0.456 0 0.174 土 粒 子 の 密 度（g/㎝3） 2.74 2.74 2.74 土質 砂質土 砂質土 砂質土 含 水 比 （％） 8 8 8 上 層 の ρ ｔ （g/㎝3） 1.5 1.5 1.5 下 層 の ρ ｔ （g/㎝3） 1.7 1.7 1.7 せ ん 断 面 積 （㎝2） 400 400 400 せ ん 断 速 度 （㎜/min） 0.2 0.2 0.2 備考 根系層崩壊を想定 根 系 を 無 視 した場合 根系の杭効果を期待 した場合 表 面せん断試験概要表 表-11 一面せん断試験概要図
図-42 調査位置図 表-13 生態系調査の概要 図-41 発光分析による深度ごとの元素濃度一覧図 表-12 根系の異方性を考慮した一面せん断試験結果一覧表 項目 根茎がすべり面に平行 根茎なし 根茎がすべり面に垂直 φ（°） 32.0 30.4 38.0 ｃ（kN/m2） 11.8 13.8 17.6 備考 根系層崩壊を想定 根系を無視した場合 根系の杭効果を期待した場合 8. 植生と地盤との関連調査評価法 植生を考慮した斜面安定手法を具体的な対策工とするた めには、自然生態系を含めより広範囲に地盤と植生との関 連を斜面内で有機的にとらえる必要がある。このため、① ～⑥に示した「地生態断面調査法」という手法を提案した。 ①斜面の生態系が把握できる断面を選定し、その測線沿い に地表踏査によるルートマップを作成し測線沿いの地表地 質断面図を作成する。この時、地質だけでなく、微地形や 土壌の種類・厚さ、湧水や表流水、湿地などの地表の水理 条件も合わせて記載する。②同断面沿いの植生調査をベル トトランセクト法により行い、測線沿いの植物種、樹高、 胸高直径などを記載する。③同断面沿いの動物調査をライ ンセンサス法により記載する。④現地調査の際には土木地 質技術者、植物研究者、動物研究者などが共に作業を行い、 調査中にお互いに意見を交換しながら地生態の関連を見つ けだし、現地でのその回答を見つけていく。⑤成果は地生 態断面図にまとめ地域の生態系を作り出している地形・地 質・土壌・水理・植物・動物関連 が一目でわかるようにする。⑥利 点としては従来の労力がかかる面 的な地表踏査や点の情報であるが 労力のかかるコドラート調査に比 較して簡便で経済的・実用的な生 態系の調査方法であり、斜面での 安定性と自然環境との関連を調べ る新しい調査方法といえる。 たとえば、図-42 に示した四国 表5 5 1 生態系調査の概要 面積また は距離 個数 面積または 距離 個数 地形・地質調査 9.8km2 1 8.9km2 1 現地踏査 現存植生調査 98km2 1 8.9km2 1 現地踏査、空中写真判読 土壌断面調査 - 1 - 1 現地調査 湧水・表流水調査 - 1 - 1 現地踏査 地生態断面調査 - 2 - 2 現地踏査 植生コドラート調査 100ｍ2 3 100ｍ2 2 現地調査 水生昆虫の コドラート調査 500～ 10,000 ｃｍ2 2 500～ 10,000 ｃｍ2 1 現地調査 昆虫調査 （ラインセンサス） 約1.5km 1 約1.5km 1 現地調査（ルッキング、ビー ディング、スウィ－ピングを 行い、観察・採集） 調査方法 生態系調査 調査内容 八畝地区 笹越地区
の八畝地区（地すべり地）と笹越地区（非地すべり地）で表-13 に示した生態系調査を行なった。図-43 はその結果であり、良好な結論を得た。さらに、地すべり地区のほうが、図-44 のとおり、植生の多様 性が高い興味深い結果を得た。その理由は、表-14 および図-45 に示したとおり、地すべり地内の微地形 や水環境の多様性のためと考えられる。 ls 八畝地区（地すべり地） 笹越地区（非地すべり地） 図-43 四国御荷鉾地帯のルートマップと地生態断面図 多様度指数はShannon‐Wiener関数を用いた。値が大きいと多様度が高い。 値は地生態断面図を用い，植生単位の各出現延長から算出した。 2.67 3.20 3.66 1.25 2.38 2.63 0 1 2 3 4 縦断 横断 全延長 植 生 多 様 度 地すべり 非地すべり 図-44 地すべり地と非地すべり地の植生多様度のちがい 図-45 地すべり地内の微地形・水環境の多様性
区分 種名 斜面下部 傾斜地 凹地 平坦地 ギャップ スギ ● ● ● ● ● フユイチゴ ● ● ● ● アラカシ ● ● ● イロハモミジ ● ● ● ケチヂミザサ ● ● ● コアカソ ● ● ● サルトリイバラ ● ● ● シロダモ ● ● ● ツリバナ ● ● ● トチバニンジン ● ● ● ナガバジャノヒゲ ● ● ● ハエドクソウ ● ● ● ハナイカダ ● ● ● フタリシズカ ● ● ● ヤマグワ ● ● ● アオキ ● ● アブラチャン ● ● アマチャヅル ● ● イヌガヤ ● ● オオマルバノテンニンソウ ● ● クラマゴケ ● ● ケクロモジ ● ● ゼンマイ ● ● ニワトコ ● ● ヒメユズリハ ● ● ヘクソカズラ ● ● マメヅタ ● ● ミゾシダ ● ● ヤブムラサキ ● ● テンナンショウ属sp. ● ● ウワミズザクラ ● エノキ ● オオツヅラフジ ● カヤ ● クマワラビ ● ケヤキ ● コシアブラ ● コジイ ● コナラ ● サイゴクイノデ ● シキミ ● イワヘゴ ● シャガ ● シュロ ● タラノキ ● チャノキ ● イヌホオズキ ● ナンテン ● ニガキ ● ヒイラギ ● ヒカゲイノコヅチ ● ベニシダ ● ホソバイヌワラビ ● ホドイモ ● ムラサキニガナ ● ヤブツバキ ● ヤブマオ ● ヤブソテツ ● アオツヅラフジ ● ウラサキシキブ ● クマシデ ● コバノガマズミ ● シシガシラ ● ツクバネウツギ ● ノブドウ ● ヒサカキ ● マルバウツギ ● ミツバアケビ ● ヤマアジサイ ● アオイスミレ ● アオダモ ● イワガラミ ● クマノミズキ ● ササユリ ● ナベワリソウ ● ハネミイヌエンジュ ● マユミ ● ムクノキ ● ヤマムグラ ● アケビ ● オニドコロ ● ガクウツギ ● クサアジサイ ● ヌスビトハギ ● ヤマコウバシ ● ヤマブキショウマ ● アオカモメヅル ● イタドリ ● ウバユリ ● キランソウ ● クサイチゴ ● クサギ ● コウヤボウキ ● サンショウ ● ショウジョウバカマ ● スズタケ ● タチツボスミレ ● チゴユリ ● ナガバモミジイチゴ ● マタタビ ● マツカゼソウ ● ミツマタ ● ヤマウルシ ● オオハンゲ ● 林内 10. まとめ 植生には多様な斜面安定機能があり、斜面安定機能が高い植 生は地域の生態系の保全にも大いに役立っていることがわかっ てきた。ただし、表層崩壊は植生のみで安定化できるものでは なく、根系層崩壊の発生などのように地形・地質などの地盤特 性を十分に知っておくことも重要である。本研究では、これら の地盤特性を考慮した上で植生を組み入れて斜面安定を図る工 学的な検討法や地盤と植生を有機的に評価する手法について提 案を行った。実際、岐阜県や愛媛県の治山事業においてこれら の地盤状況を考察した事業計画を提案している。 最後に、国土の大半を占める山地の全ての斜面崩壊を人的に 構造物により防止することは、技術的にも経済的にも不可能で ある。したがって、表-15 に示したとおり、今回提案した植生 を考慮した斜面安定手法により、広域に斜面の安定性を評価し た上で、多面的に環境保全効果の大きい植生の整備によって地 域全体での斜面の安定を図り、その効果の及ばない危険な箇所、 社会的に重要な箇所に限り人工構造物などによる対策を施すこ とが経済的にも、自然環境保全の面からも重要であると考えて いる。 表-15 森林植生と人口構造物との斜面安定特性のちがいと対応 参考文献 1）稲垣秀輝：地質工学者のための地形・地質情報の活用法入門｣ 地形・地質情報の活用例（その３）－表層地質（地層分布）－, 土と基礎,Vol.44，No.4，pp.63～68，1996 2）稲垣秀輝：植生の違いによる風倒木の発生と斜面崩壊,応用 地質，Vol.40，No.4，pp.196～206，1999 3）稲垣秀輝：1998 年台風４号による福島県白河地方での表層 崩壊の特徴,応用地質，Vol.40，No.5，pp.306～315，1999 4）H.Inagaki， T.Yunohara：An estimation of slope failures based on erosion front and weathering front, IS Shikoku'99， ISSMGE， pp.1269～1274， 1999 5）稲垣秀輝：滋賀県南西部に分布する風化花崗岩の表層崩壊の 特徴,応用地質，Vol.41，No.2，pp.103～112，2000 表-14 地すべり地の微地形に対 応した多様な植物出現種 項目 森林植生 人工構造物 安全確実性 低い 高い 機能 多面的な機能 機能は限定 影響範囲 広域面的である せまく局所的である コスト 安い 高い 恒久性 自己保存機能があり、生態系を形成し持続性がある 耐用年数が限られており、劣化に伴うメンテナンスコストがかかる リスク 一般に許容範囲が広い 設計値を越えた外力に弱い 設計基準 現状ではなし あり 環境影響 優れている 劣る 対応 広域で重要でない箇所 重要な箇所
6）稲垣秀輝：活断層による地すべりの活動時期の推定，土と基礎，Vol.48,No.2,pp.31～33,2000 7）稲垣秀輝：生態系を考慮した植生根系による斜面安定手法の提案,第 4 回環境地盤工学シンポジウム 発表論文集，地盤工学会，pp.191～196，2001 8）稲垣秀輝：植生とその根系が斜面安定に与える影響，豪雨時の斜面崩壊のメカニズムと予測に関する シンポジウム論文集，地盤工学会，pp.37～46，2001 9）稲垣秀輝：メコン河沿いの開発と地盤環境問題の現状視察報告，土と基礎，Vol.49，No.9，p.57，2001 10）H.Inagaki， N.Hirata：Slope erosion rate and the Features of slope failure around diluvial plateau in Japan, Proceedings of International Symposium on Geotechnical and Environmental Challenges in Mountainous Terrains，pp.286～291，2001
11）稲垣秀輝：神津島の地形・地質的特徴と 2000 年 7 月火山性地震による被災状況，土と基礎,Vol.49， No.4，pp.27～29，2001
12）稲垣秀輝・小坂英輝：火山地域の地形・地質の特徴と自然災害に対するリスクマネージメントによ る土地利用－那須火山地域を例として－，応用地質，Vol.42，No.3，pp.149～162，2001
13）稲垣秀輝：暮らしとその安全のための応用地質，応用地質，Vol.42，No.5，pp. 314～318，2001 14）Ikuo TOHNO・Hideki INAGAKI・Hroshi IMAI・Toshitaka KATADA:Report of Emergency Survey Group
of Usu Eruption Activity on March 31.2000， Civil Engineering， JSCE，Vol.39，pp.37～37， July， 2001
15）稲垣秀輝・平田夏実：植生を考慮した表層崩壊の特徴と崩壊予測，土と基礎，Vol.50，No.1，pp.22 ～24，2002
16）稲垣秀輝：根系層崩壊，土と基礎，Vol.50，No.5，pp.5～7，2002
17）Hideki. INAGAKI・Nathumi.HIRATA： Features of surface failures in vegetated slopes in Japan and their prediction， Proceedings The Xth ICFL 2002 Poland， pp.77～86，2002
18）佐々木寧・稲垣秀輝・藤原靖・大野博之：タイ・メコン河沿いの地盤環境，土と基礎，Vol.50，No.11， pp.22～24，2002 19）稲垣秀輝・平田夏実：北海道釧路地方の洪積台地周縁斜面の侵食速度と崩壊特性，地すべり，Vol.39， No.4，pp.101～105，2003 20）稲垣秀輝：豪雨斜面災害を予測する－応用地形フォーラム－，応用地質，Vol.44，No.5，pp.316～ 321，2003 21）稲垣秀輝・大久保拓郎：呉市街地の斜面崩壊と訴訟対応，地すべり，Vol.40，No.5，pp.74～77，2004 22）稲垣秀輝・小坂英輝：破砕帯御荷鉾地すべりの地形・地質と土地利用，土と基礎，Vol.52，No.7， pp.8～10，2004 23）稲垣秀輝・小坂英輝・平田夏実・草加速太・稲田敏昭：四国御荷鉾地すべりの多様な生態系，地す べり，Vol.41，No.3，pp.217～226，2004 24）稲垣秀輝・平田夏実・日浦啓全：四国室戸半島の海食崖における崩壊特性，地すべり，Vol.41，No.5， pp.492～495，2005 25）稲垣秀輝・大久保拓郎・長谷川修一・矢田部龍一：古期地すべりの安定性，土と基礎，Vol.53，No.7， 2005 26）稲垣秀輝・柴田拓・鈴木浩二・外山康彦：航空レーダー測量による斜面のハザードマップ．地すべ り，Vol.42，No.4，pp.38～43，2005 27）稲垣秀輝.佐々木清人：応用地生態学による自然環境の保全，応用地質，Vol.47，No.5，pp.297～309，
2006 28）矢田部龍一・稲垣秀輝・岡村未対・Netra P.Bhandary：自然斜面の安定性問題における土の強度試 験活用の現状と課題，土と基礎，Vol.54，No.10，pp.12～14，2006 29）稲垣秀輝・小坂英輝・大久保拓郎：四国，中央構造線沿いの地すべりの発生と安定化，地すべり， Vol.43，No.6，pp.376～383，2007 30）稲垣秀輝・Netra P.Bhandary・長谷川修一・矢田部龍一：ネパール最重要道路のハザードマップと リスク管理，地すべり，Vol.43，No.6，pp.376～383，2007 31）稲垣秀輝・大野博之：災害に起因する環境破壊の軽減，応用地質，Vol.48，No.5，pp.265～272，2007 32）大野博之・稲垣秀輝・大久保拓郎・宋琳晶：人工衛星 DEM データと光学データを用いた地すべり地 形の評価，地すべり，Vol.45，No.2，pp.147～151，2008 33）稲垣秀輝：災害による環境破壊とその保全，生活と環境，Vol.53，No.10，pp.66～75，2008 34）稲垣秀輝：植生による自然災害の減災効果，生活と環境，Vol.53，No.11，pp.90～98，2008 35）下河敏彦・稲垣秀輝・大久保拓郎：都市の安心・安全な斜面維持の取り組み，地すべり，Vol.46， No.2，pp.90～96，2009 36）下河敏彦・稲垣秀輝・大久保拓郎：市民社会にとっての地質技術とアウトリーチ，応用地質，Vol.46， No.5，pp.265～272，2010
