カンガイ用貯水池相に関する研究滞砂による貯水池形態の変移-香川大学学術情報リポジトリ

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カンガイ用貯水池相に関する研究

滞砂による貯水池形態の変移

前川忠夫，脇谷武

Ⅰ 緒貯水池ほ建設後時日の経過と共に流入土砂，池岸侵食などによ′つてその形態はぜんじ変移しそれに伴って貯水能も

変化するい貯水池滞砂の大部分は地表水の流入紅よって■浮流あるいは掃流のかたちで搬入されるが，その他の給源は

波浪による旭岸侵食，風による飛砂，貯水池4物の追体などが考えられるすでに湖沼学でほ湖底滞積物に関する菜絞（1∼5）はかなり発表され，また貯水池でも土木工学的紅貯水池の排砂機構，維持管理などに関連してある程度の調査（8∼10）が行われ，さらに滞砂池泥の土壌肥料学的には客土用土としての研究が行われている．しかしこれらの研究は発電用その他相当規模の大なる特定貯水池な対象としており，瀬戸内地祥の在来貯水池の滞妙についての調査研究ははとんどみられない‖本学吉良（12）のここ数年来の研究は滞砂機構の基礎的研究であり，また本学玉置（11）の研究は客土用土としての池泥の肥効質を明らかにしたものであり，さらに流域の地！乱土性と精妙との関連性を対象とする本学斉藤（1＄）の研究などは著者身辺の研究として好参考資料である貯水池の水面形状の変移ほ池岸周辺に．おこる侵食に．よる拡大と，流入口付近に掃流土砂によつておこるDeltaの干陸などがみられるが，瀬戸内地帯の在来貯水池では人為的埋立などの特例な除けば，その変化ほ全水面形軋対して佳少である‖ 滞砂による貯水油の鉛由形態の変移については現形態と滞砂分布の実測から，建設当時の原形儲を推定し，現形態第1表滞砂実測貯水池環境山地茄

排砂状況

貯水池名亀越弛新地石神池平均野間池皿1 地池地蔵旭塩井池平均所在地仲多度郡観音寺摘大川郡大川郡綾歌郡仲多度郡普通寺摘観音寺市俳に採泥（昭20以後）なし約20cm厚採泥（昭25）綱・部約20cm厚採泥（昭17∼19）約20cm厚採泥（昭22∼25）少二級採泥侮年櫻に探泥櫻に．採泥（昭20以前）永禄永文文数昆15年（1る10）寛文慶長18年（1占15）高松市高松市観音寺市丸亀苗丸亀市丸亀市善通寺市丸亀苗る8，005 25，占25 81，104 1占5，870 17占，540 8る，090 9，8る0 55，480 80，572

72，42011

l500

金平均

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香川大学農学部学術報告 74 と原形態とを比較する方法を試みた一．ここに問題となるのは貯水池建設後の経過年数と，その間に・おける排砂量の2 点である1．しかるに瀬戸内地帯の在来貯水池の多くは．，この経過年数およびその間の排砂状況は不確実であり不明である．．そこで滞砂の実測貯水池選定に当つて：は，この2点について大きい誤りをおかさないために経過年数のかなり信頼に足るもの，また人為排砂鼠が仝滞砂鼠に対しで比較的に小さいと考えられる，云いかえると規模の相当大なる貯水池な選定した‖ こ．の条件のもとに滞1表に示すごとく香川県内で環境別（14−16）に山地3個，麓池5イ臥野馳8個計ユ6個の貯水池な選び，その滞砂を実測した（第1表）‖ 実測は出来る限り水位の低下した11月∼12月頃に方眼点における滞砂深を掘さくあるいはポーリングパイプによつて測定し，滞砂の等深線図を作成し，所要数値を辞定したい山池はど選定個数が少いのほ実測酷遇した山地が少いことと水位の低下ががいして＼少く，水深大で滞砂実測が困難であったためである…実測貯水池の経過年数のうら叔長は野間他の宝徳年間で約450年，最短は新池および地蔵池の享和年間の約］60年で，金平均経過年数は300年である（罪 1表）いなお節1図は滞砂実測貯水池の山地代表例であり，また節2図ほ仝上貯水池の環境別縦横断事例である．新地（山地）原形態横断図（タテ：ヨコ＝10：1）山池（新池）藤池（菅池）現形態野池（先代油）縦断図（タテ：ヨコ＝ち0：1）山地（新旭）麓地（菅池）滞砂形態野弛（先代弛）第2図滞砂貯水池断面図（代表例）欝1図貯水池滞砂形態周（山地）

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Ⅱ 滞妙による容積係数，窪庶の変化貯水池建設当時の原形態が示した満水面積（Ao），最大水深（Ho）および貯水盈（Vo）が，それぞれの年数を経過した現形態のそれなA，軋 Ⅴとする（罪2衷）界2衷原形態と現形態の容積係数（Ⅹ）および窪皮（C）最大水深（H）全平均」 0い5占 −0．Od1 0，048 0．0121 d．O1 4一．引 −1．5 AoとAは前述のように大差ないものとみなされるが，Ho→H，Vo一斗Ⅴの変化はかなり大きい他を示した．すなわち最大水深の変化（Ho−→H）は，山地で12・1m一ヰ93mに．，茂池で5．．7m・→3…9mに．，野他で4Om−→3．1m把，それぞれ滞妙に・よつて2ハ8m，18m，0・9mの減少を来しているh これに．伴い貯水畏の変化（Vo−→Ⅴ）率も山地229％，麓弛20．7％，野池15，．9％とそれぞれ減少している．各貯水池について容敲係数（14）の変化（Ko−→Ⅸ）をみると，山地0．41−→＝3に，麓他0．55−→0．．61に．，野池0．．64一一 0一・70に，それぞれ0・02，0・06，0小㈹の増加を示している．すなわち滞妙によって何れもその鈴鹿形態の偏平化を示し，とくに野池，麓他にその傾向が大きい．つぎに窪皮の（14）変化（Co−→C）でほ，山地0・078−→＝62，麓池0．056−→0．040，野弛0031一札024に，それぞれ 0．016，0．016，0．007の減少を示しているいこの窪度の減少皮は野弛で叔も小さいい容積係数（K＝Ⅴ／AH）はⅤとHの変化に伴って変化するが，程度（C＝Ⅰ…）はHの変化にのみ支配されるから（714），最大水深（H）の変化の小さい野馳で窪皮の変化もまた小さい佃を示すのは当然であるい以上貯水能と関連する園子である容砧係数（K），窪度（C）および最大水深（H）が平均経過年数約300年間に（ただしその間に排砂，排泥がどの程度に・行われたか不明であるが）示した変化であつて，香川県下の在来貯水池の滞妙による形態の変移（貯水能の変移）牲後述する発電用貯水池など紅較べると著るしく綬況である，

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76 香川大学農学部学術報告 Ⅱ 滞妙による池岸傾斜度の変移滞砂前後紅池岸傾斜度がいかに変化するかな滞砂実測貯水池16偶について，貯水池の最深部を通る縦横断面図上から，満水億の場合の平均池岸傾斜度を求めたいここ．に磯断コウ配ほ左岸および右岸の傾斜度を求め，さら紅その平均値を討幕した（第3表）．第 5 表原形態および現形態の縦横断勾配

呂．呂ま2呂二3ま；

新地川原油土井之池先代池関村池上地新池法憧寺上地平均 0…0047 00071 0．．0022 0…0017 0い0024 0り0018 O 0072 0…0019 0り005る

0・092lo呵 0・025

金平均lo“Glる9lon叫0‖On57lo・102lo可 0い叫

その結果，縦断コク配でほ原形態（Io）は貯水池建設当時の地盤（河床）コク配を示すもので，山地では0い0347 であったものが，滞拍〉紅よって周．形態（Ⅰ）で0一．0255，すなわち約260年間に0用0粥だけ綬紅なっている懲池では約304年間に．0′′0184からO D142，すなわらOuOn67だけ，また野池ほ約314年間に0・0093カゝら0‖0056，すなわら0．0036だけ，それぞれ滞砂によつて綬となっている‖ 山地はど原河床コウ配ほその環境からみて−・般に急コウ配であるため，その縦断コク配は．Io，Ⅰとも紅急であり，その変化の割合も大である．これに対しで班池から野池に至るにしたがって：Io，Ⅰともに綬であり，その変化の割合もぜんじ小さくなっている．横断コウ配は対称，非対称があるので左岸右岸の平均コク配でみると，Io→Ⅰの変化ほ，山地0221が0・179紅，番地0076が0り056に．，野馳0…054がOl・036にそれぞれ，0．042，0．020，0・・018だけ何れも滞妙によつて綬となつている（軍2図）．山池ほその環境から一般紅広い集水面椒と多星の流入水のため，締流紅よる粒径大なる土砂の流入多く，流入ロから沈積してDeltaを形成するのに反して，葉池からさらに野池に．至ると，流入土砂はほとんど微細なる浮流物質として流入し貯水池全体に．亘って拡散沈私するため，滞砂而コウ配はさらに緩コウ配化することを示すものである．なお参考まで濫．全国主要発電用貯水池36個について本学吉良の調査紅よると，原河床コウ配当Z均0‖0181に対して現滞砂而コウ配平均0‖0120で00061だけ綬にな一つているが，これら貯水池ははとんど山地であり，その規模も著るしく大で，建設後の経過年数も10∼30年，その滞砂率は年約2％にも達する貯水池である，この原形憩および環形皆のコ

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ク配ならびにその変化の値札たまたま香川の在来貯水池の麓地平均値とはぼ一・致するが，滞砂の面からほ．全く隔絶した性格の貯水池とみるべきであろう Ⅳ 滞砂面および滞砂深年間の水位変化著るしい瀬戸内地帯の在来貯水池は満水棲以下上層水位付近の池岸は滞砂よりも，むしろ侵食なおこしている‖ したがって滞砂両横ほ瀾水面廣に比して−縮少しているしたがって侵食と滞積の境界線は何れの貯水池でも明瞭濫認められる．ただし流入口付近のみは掃流滞砂のために満水位まで達し，さらにそれ以上の上流催まで及ぶ場合もみられる第 4 表滞砂深，滞砂面率（As／A）

金平均 i

l．5 この滞砂面積（As）の満水面硫（A）に対する比率を求めてみると，環境別で山地73．3％，藤池77．7％，野池 860％で，山池はど小さく野池に向って漸増する．これは貯水池の鉛歯形態によるもので，水位低下に．伴う水面硫の変化が，水位の上層部耽おいてほ山地は大で，野池はど小であることと関連して理解しうる‖ すなわち滞砂ほ山池ほど中央部に集り，野池はど満水位近くまで地底紅広く滞鎖するいつぎに溺砂の最大深の位置は，一般に最大水深部すなわち，底樋管香口付近にみられるただし呑ロイ弓近の直前部ほ土砂l吐の効果に．よつて深くえぐられているので，詳しく云えは谷口部から数米の両側付近．紅みられるのが普通である．しかし規模相当大なる山池などでは∴掃流滞砂のDeltaの先端がまだ最大水深部に到達しない場合に．ほそのDelta の先端部付近に最大滞砂深がみられる場合がある（第1図）、この最大滞砂深を環境別にみると山地2・8m，愈池1・8m，野弛0・9mで，山池はど深く滞砧している．この最大滞砂深部からその深度をぜんじ減少して滞砂面の沿辺に達し深度客となる（第4表）いさらに平均滞砂深を求めると，山地1り34m，弦池0＝朗m，野池0．45mでやはり山池はど大である．つぎに名貯水池の経過年数から年間平均滞砂深を求めると，山地5・2mm∴醍池2一・9mm，野弛1．4mmを示す

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香川大学曲学部学術報告 78 Ⅴ 溝妙による貯水能の変移滞砂実測貯水池16個は香川でほかなり規模の大なる貯水池で，その平均現貯水塩（Ⅴ）ほ188，482m＄，平均滞砂嵐（Vs）ほ50，172m8，したがって蓮設当時の平均原貯水嵐（Vo）は238，654m＄であったわけである小したがつて：平均滞砂率（Vs／Vo）は18．5％となる．雌か16個の貯水池から即断ほ許されないが，在来貯水池の滞砂率と貯水能の変化の傾向を示しているものと云えよう．解 5 表滞砂嵐，滞砂率現貯水嵐 Ⅴ（m＄）滞砂率（％）年滞砂率（％）原貯水嵐 Vo（m8）滞砂嵐 Vs（m8）貯水池名金平均 258，る541188，4821 50，172 D．．Dるる】 5DO この滞砂率を環境別に求めると，山地22．9％，麓池207％，野他15．9％で山地から野池濫l匂って漸減する傾向がみられる．．叔大は山池である亀越他の31．1％，最小は‖野池である上他の8u6％である．これと各貯水池の経過年数から年渾砂率を求め環境別に平均すると，山地0．092％，鹿地0．07d％，野池0．051％，金平均0い066％である（常5表）“ 山口県下の考朽溜池調査（昭和27年）に．よると，そのうち滞妙によるもの66個，その滞砂率ヰ均ほ19．．2％で，前記香川の実測貯水池の平均18、・5％とはば」激する‖ ただし経過年数不明のため年滞砂率の計算ほ不可能である一，日本発竃用高堰凝114個の平均年滞砂率ほ2．1％，全国主要貯水池256個について本学護良の計弾でほ1．89％であり，これら貯水池の経過年数は数年ないし数十年で平均約18年である．これに．対して平均約300年を経過せる香川の貯水池に．みられる年滞砂率0．．066％（山地でも0092％）ほ約30分の1に過ぎない．したがってこの発電および全国的代表貯水池はその年滞砂率2％からみて約50年で塩没することとなるが，香川その他瀬戸内地帯の在来貯水池の寿命は 1，000∼1，500年に．及ぶ引算となる。．しかし1，250年前紅建設されたと伝えられる満猥池を初め数百年を経過せる多数の貯水池が，その間ある程度の排砂を行ったと考えても現在なお議要なる用水源としてその大部分が利用されていることからみても，大河川を締切る近代的貯水池軋比して，その流入澤妙による貯水誌の減退ほ甚だ小率であることを示すものである．以上滞妙によっ■て，貯水池はその水深，池岸傾斜度，容積係数，窪皮など貯水池形態を変移し，その結果は貯水袋の減少を来たし，貯水能に大きいえいきょうを及ぼしていることが理解出来る1

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Ⅵ 摘要以上カンガイ用貯水池の代表として環境別に選んだ16個の貯水池について，その滞砂を実測した結果から滞砂深，滞砂面率，滞砂率を求め，また貯水池形態の変移および貯水能などに．ついで検討したが，その要点は次のように摘記しうる．（1）滞妙による最大水深の変化（Ho■→H）は山地で12．．1m→9．3m，悪池5．7m→3．9m，野池4Om→3一・1mを示し，それぞれ2．8m，1．8m，0．9mの減少を来している．山地から野池に向って漸減する傾向がある、（2）これに伴い貯水鼠の変化（Vo・→Ⅴ）率も，山地22小9％，鹿池207％，野池159％と山地から野池に向つて，それぞれ減少している、（3）容積係数の変化（Ko−ヰⅩ）でほ山地0凋1→0．43に，麓池0．55・→061に．，野池0牒4→0．．70に．，それぞれ002， 0．06，0．06の増加を示す‖ （4）窪皮の変化（Co一斗C）では山地0．078一寸0062，麓池0．056→0040，野油0．0凱ト→0024と，それぞれ0016， 01016，0・・007の減少を示し，この減少度は野池で巌も小さい他を示す．（5）池岸傾斜度のうら，縦断コク配の変化（Io−すⅠ）は，山地0．0347→01．0255，藤池01・0184→0け0067，野地0㊥UO93 →0い0056を示し，それぞれ0小0093，0．0067，0い0036だけ滞妙に．よって綬になつている” （6）横断コク配の変化（Io一すⅠ）は，山地0‖221ヰ0．179，麓池0．076−す0．056，野池0い054→0・・036で，それぞれ 0・042，0．020，0．018だけ何れも滞妙によって授になっているり（7）池岸傾斜度は縦横コク配とも，山地から野池に向つて漸減するが，山地ほその環境から一般軋広い流域と多鼠の流入水のため，掃流紅よる粒径大なる土砂の流入が多く，流入ロから沈積してDeltaな形成するのに㌧反して，麓油から野他に至ると流入土砂ほはとんど微細なる浮流物質−として貯水池全体紅拡散沈砧するため，滞砂コウ配はさらに綬コク配になる巾（8）滞砂面率（As／A）ほ環境別平均で山地73．3％，藤池77．7％，野池86．0％をそれぞれ示し，山池はど小さく野池に向つて漸増する．（9）盛大滞砂深を環境別にみると山地2．8m，食油1“81n，野池0い9mで，山池はど深く滞積する傾向がある．（10）平均滞砂深でも山地1月4m，麓池0．84m，野池0、45mと，山池はど大きい偲を示す．皿各貯水池の経過年数から年間平均の滞砂探を求めると山地5．2mm，麗池2。9mm，野池1．4mmとなり，やはり山池はど深く滞鎖している小（12）調査貯水池の平均滞砂率（Vs／Vo）ほ18．5％であり，これな環境別にみると山地22．9％，憩池20．7％，野旭 15．9％で，山地から野池に向って：漸減するい個貯水池の経過年数から年締砂率を求め，環境別に平均すると山地￣0092％，麗池0074％，野池0．．051％，金平均0．066％である．仏側日本の代表的貯水池の年滞砂率が約2％であることと対比して，瀬戸内地祐の在来かんがい用貯水池の滞砂率は非常に少い．参考文献（1）吉村信吾：湖沼学，爽涼，三省堂，426（1942）．（2）WELCH，P．S小：Limnology，NewYoIk，Mcgraw 一法ill（1952）． 13）閏刺呵歌麿：級訪湖の研究，東京，新潮社，226 （1918）．（4）西条八東：湖沼調査法，東京，古今書院，310 （1956）い

く5）州

：湖底堆宥i物の研究，地理学評論，2即胤 2712），2914），29（8），（1953∼1956）．（6）竹内常行：港漑施設としての筑後川下流平野の溜掘紅ついて，経済地理学年報，2（1955）ハ（7）石橋盟：溜池の最大水深と平均水深との相閑々係について，農柴土木研究，15「4），（1943）“ （8）田中治雄：貯水池の唯砂昆と集水機能の地形及び地質の関係について，（1），土木学会誌，36（4），（1951）い（9）MARTIN，H．M。and CARLSON，EⅠ：Model

Studies of sediment controIstructures of DiveIS・ ion dams，ProcいM．Ⅰ…H．C．，109∼122（1953）． 11α 牧隆泰：日本水利施設進展の研究，東京，土木雑誌

社，400（1959）い

帥玉置鷹彦：池泥の研究，（工∼Ⅳ），香川大学農学部学術報告，5（2），6（2），8（2），（1953∼1957）．

(8)

80

仏領ま良八郎：かんがい用貯水池の堆砂匿関する研究，（工∼Ⅴ），香川大学農学部学術報告，7（1），8（1）， 11（1），（1955∼1959ト（1謝斉藤芙：かんがい用貯水池に．おける堆砂分布紅ついて，香川大学農学部学術報普，11（1），（1959）（川前川忠夫：かんがい用貯水池相に関する研究（貯水池の規模および形態について），農発土木学会中四国香川大学農学部学術報舎支部研究報告，r9），（1956）（15）−：仝上（序報），香川大学農学部学術報告， 8（1），（1956）．（16）−：仝上（貯水池の環境濫ついて：），仝上， 8（1），（1956）椚）−−一山：仝上（堆砂の肥効凰に．ついて）．仝上！ 9（2），（1957）．

Studies on the phase ofirrigationalreservoirs

Changesin shape aI】d capacity ofreservoirs by silt deposition

Tadao MAEEAWA，TakeshiWAKIYA

Summary Observations were made on changesinshape and capacity of reservoirs by silt deposition as

regards some representativeirigation reservoirsin Eagawa prefecture．By silt deposition the reseIVOir・S

have been changedin shape and reduced the storage capacity

On the basis of environmentalconditions theIeSerVOirsinvestigated may be classifiedinto three g工OuPS；

mountain reservoirs，hilユsidereservoir・S andfield reservoirs・

Degrees of changeinshape and capacity ofIeSerVOiIS，mOreOVer，We工e Shown by such severalindices as the decIeaSe Of the maximum water depth，the maximum depthof sediments，the mean depth of sed− iments，the annua卜meandepthof sediments，the totalIate Of silt deposition andlthe annualmean rate of

silt deposition．

Allthreeindices obtained werelargestin the mountain reservoirs，mediumin the hillside reservoirs and

smallestin the field reservoirs，aS Shownin tables

It may be concludedthatthe annualmean rate of silt depositioninir工igation rese工VOiISin the distri

ctswashedbytheInlandSea of Setowas considerabIy sma11comparedwith the rate of silt deposition of

2per Centinthe工epreSentative reseIVOiISinJapan・

Increasesin the capacityindex by silt deposition were O．02，0．06，and O．06and decreasesin the hollow degIeeWe工eO．．016，0・・O16andOl007，inmountain−，hiZIs室derandfield−reSerVOir’S，reSPeCtively，

From theseIeSultsit willbe recognizedthat the shape of reservoirs has been flattenedby silt depbsi−

tion

Both thelongitudinaland the transversalbed＄lopes of r’eservOirs have been appreciably 畠moothed by