治水と環境の両立を図る"霞堤遊水地"の提案と機能の検証

• Project/Area Number: 22K04387
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 22060:Environmental systems for civil engineering-related
• Research Institution: Public Works Research Institute
• Principal Investigator: 森 照貴 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(つくば中央研究所), 主任研究員 (50600095)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 東川 航 国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 研究員 (70896521)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 河川 / 遊水地 / 霞堤 / 避難場所 / 洪水 / レフュージア / 濁水

Outline of Research at the Start

洪水の頻発化・激甚化により、治水対策として「遊水地」の整備が進められている。しかし、現状の遊水地が持つ構造では、土砂の堆積による貯水量の減少が将来的に起こることに加え、洪水から魚類が避難できる機会を奪っている可能性が高い。また、大洪水の時にのみ河川水が急激に流入するため、生物多様性にとって重要な陸域と水域のつながりがほとんど形成されない。そこで、本研究では霞堤遊水地を提案するとともに、その効果について検証を行う。小規模遊水地を整備し、流量や濁水濃度に加え、越流堤等の位置を操作した実験を行う。本研究により、遊水地に求められる条件が明らかとなり、改良や設計の見直しへとつながることが期待される。

Outline of Annual Research Achievements

今年度は土木研究所の実験河川にて小規模な遊水地を模したシステムを整備し、夏から秋にかけて予備実験を行った。具体的には、実験河川にて人工的な出水を発生させ、小規模遊水地に河川水が流入するタイミングと継続時間、出水中に発生する河川での流速や水深に関するデータの取得を行った。
この結果に基づき、小規模遊水地における越流堤を模した角落し部分について、検証可能な高さの設定を行った。わずかな増水でも遊水地に河川水が流入する高さから、操作可能な最大出水時にのみ流入する高さまでの３段階を操作できるように、高さの調整を行った。実際に高さを３段階に設定し予備実験を数回行うことで、出水により魚類が小規模遊水地に移動することが確認された。これまでの実験結果では、角落しを高くするほど、小規模遊水地に移動してくる淡水魚の個体数は少なくなっていた。一方、種数については高さに応じた明確な違いは見られなかった。
出水を起こす前に、小規模遊水地に生息している魚種の除去を行っていたが、全ての個体を取り除くことは難しいことがわかり、移動してきた個体のみを捕獲できるような対応が必要であることが判明した。そこで、魚の捕獲方法に関する改善点を検討し、既存の網では対応が難しいと考え、新たに大型の捕獲網の自作を行った。これにより、出水前から小規模遊水地に生息している魚類に関係なく、出水により小規模遊水地に避難してきた魚類のみを捕獲できるようになった。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度は予定通り、小規模遊水地の整備を行い、予備実験も行ったことで次年度以降の準備を整えることができた。予備実験により、魚類の採取方法を改善する必要があることがわかり、今年度の後半に捕獲網の改良を行った。これにより、次年度からの実験を滞りなく実施できるものと考えられる。

Strategy for Future Research Activity

今後、出水が起きることで遊水地に魚類が避難するかどうかを検討するため、本年度に整備した実験河川と小規模遊水地での実験を継続する予定である。出水により濁水を発生させることは可能であるが、小規模遊水地での土砂堆積は量が少ないため検出が困難であることがわかった。そこで、一時的に貯水される濁水の濃度と水量を計ることで、潜在的に堆積する可能性のある土砂量を算出する方法を考えている。３年目から実施予定の、魚類が陸生の餌資源を利用するか否かについて、２年目から胃内容物の確認を進める予定である。３年目からはDNAを用いた分類群の特定を予定しているが、その前段階として顕微鏡での同定が必要であり、特に大型のコイ科魚類に注目して胃内容物の状況を確認する。