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佐賀導水路の計画,設計から施工まで

建設省 佐賀河川総合開発工事事務所長
宮 原  諄

建設省 佐賀河川総合開発工事事務所
工務課長
久 胡 元 忠

建設省 佐賀河川総合開発工事事務所
工務課事業調整係長
岡 田 一 俊

1 まえがき
佐賀導水路は,筑後川から城原川を経て嘉瀬川までの佐賀平野を流れる中小河川を東西に連絡する,いわゆる流況調整河川を建設するものである。導水路の建設により,低平地河川の洪水調節と内水排除を行い,さらに,既得用水の安定取水を図るとともに,流況を調整することにより,新たに都市用水の取水を可能とする。
昭和61年度から本格的な工事が進められ,現在までに,導水路および排水機場の一部が完成している。
本報では,事業計画の概要と,主要施設である導水路,巨勢川調整池,およびポンプ場の施設計画について述べ,合わせて,現在工事が進行している区間について,その近況を紹介する。

2 佐賀導水事業計画
(1) 計画の概要
導水路は,図ー1に示すように筑後川から,寒水川,田手川,城原川,巨勢川等を横断して嘉瀬川に至る延長23kmの区間に建設する。
佐賀平野は,我が国有数の低平地帯でしかも有明海の潮汐が大きいため,中小洪水でも佐賀市街地まで氾濫する状況にある。

そこで,佐賀市街地に最も近い巨勢川の沿川で,藩政時代よりその自然遊水機能により佐賀市を洪水氾濫から守ってきた東渕地区に,堀込式の調整池を設けて洪水の一部を貯留し,同時にポンプにより嘉瀬川へ排水する。また,内水被害の常襲地区である通瀬川をはじめ7河川には内水排除ポンプを設置し,導水路を通して筑後川,城原川または嘉瀬川へ排水する。
一方,佐賀市周辺地域では,人口の集中,資産の集積等,都市化が進んでおり,都市用水の需要が増大するとともに,流域内の汚濁負荷量の増大をもたらし,市内河川の水質は年々悪化している。そこで,既存の水利用に支障を及ぼさない範囲で筑後川,城原川および嘉瀬川の流況を相互に調整し,渇水時における城原川または嘉瀬川の既得用水の安定取水を図るとともに,佐賀市内を流れる多布施川へ河川水質浄化用水を導水し,さらに,嘉瀬川において新たに開発した水道用水を佐賀西部地域に対し供給する。
総事業費は574億円で,昭和69年度完成を目指している。

(2)内水排除計画
a 対象河川
筑後川から嘉瀬川間の内水被害常襲地区である主要10河川(図ー1)のうち,表ー1に示す7河川を対象とした。
b 排水計画
通瀬川,切通川,井柳川,三本松川,馬場川では,各河川に流入施設を設置し,洪水の一部を上流で取込み,ポンプで筑後川または城原川に排水して,下流の内水氾濫の軽減を図るものとした。一方,中地江川および焼原川では,湛水区域内に開水路方式の導水路を通過させ,内水を導水路に取り込み,ポンプで城原川または嘉瀬川に排水して,内水被害の軽減を図るものとした。ポンプ規模は超過便益を考慮した方法により検討し,表ー1のとおり決定した。

c 内水排除効果
導水路とポンプの設置により,確率1/10相当の洪水に対しては一部の地区を除き床上浸水を防止し,全体の浸水面積1,770haのうち約300haを低減することが出来る。

(3)巨勢川の洪水調節計画
佐賀江川の治水対策の一環として,巨勢川の中流部に位置する東渕地点に容量2,200千m3の「巨勢川調整池」と排水機場を建設し,導水路により嘉瀬川へ最大26m3/sを排水する。これにより,巨勢川の基本高水流量200m3/sのうち130m3/s を調節し,巨勢川下流の佐賀市街地周辺および佐賀江川下流域の洪水被害を軽減し,合わせて調整池周辺の内水被害を軽減する。調整池計画の諸元は表ー2に示すとおりであり,図ー3に計画高水流量配分,図ー4に洪水調節のハイドログラフを示した。

(4)流水の正常な機能の維持
a 不特定用水補給計画
城原川の河道維持流量0.5m3/sを日出来地点において確保するため,嘉瀬川および筑後川から最大0.1m3/sを導水補給する。また,嘉瀬川の河道維持流量1.5m3/sを鍋島地点において確保するため,城原川および筑後川から最大0.3m3/sを導水補給する。

b 佐賀市内河川浄化用水補給計画
水質改善の目標値は,多布施川下流部の佐賀市街地でBOD値3ppm以下,その他の市内河川水域で5~10ppm以下とし,これを達成するために嘉瀬川,城原川および筑後川から多布施川ヘ,最大1.2m3/sの浄化用水を導水補給する。

(5)都市用水開発計画
嘉瀬川,城原川および筑後川の既計画に影響を及ぼさない範囲で流況を調整し,佐賀西部広域水道企業団に対して,嘉瀬川において新たに0.65m3/sを開発供給するもので,基準渇水年は昭和35年とし,補給の順位は,①嘉瀬川②城原川③筑後川の順とした。

3 巨勢川調整池施設計画
調整池は,築堤と堀込み(水田)により2,200千m3の容量を確保し,下流端の越流堰と周囲の流入水門又は堰により,巨勢川,黒川および内水域の洪水を調節するものとした。調整池の施設諸元と形状は表ー3,図ー5,6に示すとおりである。

4 導水路施設計画
(1)導水路ルート
城原川以東(城原川から筑後川間)の導水路ルートとしては,山地部を通る案と水田部を通る案が考えられたが,山地部案の場合,導水路延長が長いこと,トンネル区間が多いことなどから経済的に不利なことが判明し,水資源開発公団の佐賀東部導水路との合併施工を前提として水田部を通る案を採用した。
また,城原川以西(城原川から嘉瀬川間)の導水路のうち,城原川から調整池間は内水取水の効果を高めるため,周辺地盤が最も低いところを通るルートとし,調整池から嘉瀬川間は家屋等の障害物を避け,最短距離になるようなルートとするために,工業団地と住宅密集地域のほぼ中間を通るルートとした。

(2)施設概要
導水路の断面等は,主として洪水処理流量で定まる。筑後川から城原川間は,切通川,通瀬川の洪水の一部を筑後川へ,また,井柳川,三本松川,馬場川の洪水の一部を城原川へそれぞれ圧送することとし,管路構造とした。
嘉瀬川から城原川間については,嘉瀬川から調整池までが調整池から圧送することとして管路構造とし,調整池から城原川までは,内水排除の取水を氾濫域より行うことから開水路構造とした。
主要施設の概要は,表ー4に示すとおりであり,導水路延長が約23km,揚排水施設9ケ所,取水堰2ケ所となっている。

(3)導水路施設計画
城原川から巨勢川調整池に至る約5.4kmの内水地区は自然流下方式で開水路構造としたが,それ以外は圧送方式であることから管路構造とし,材質については比較検討の結果「鋼管」を採用することとした。
以下に,導水路の縦断形状,および横断形状について述べる(図ー7および図ー8を参照)。
a 筑後川から城原川間導水路
筑後川から城原川間は,全区間が圧送方式であり,縦断形状は,管径,管厚,および浮力に対する必要土被りとの関係を考慮して最も経済的な最適土被りを基本として決定した。
管径は,導水路の損失水頭,すなわちポンプ場の所要動力に影響を与えるが,比較検討の結果,管内流速2.0m/s程度の場合が最も経済的となり,計画流量15m3/sの区間は管径3.0m,10m3/sの区間は2.4mと決定した。なお,計画流量2.25~5.0m3/sの区間については,導水路内の維持管理を考慮し,最小管径として1.9mと決定した。また田手川と三本松川間の山地部については,文化財等も多数あり,シールド工法を採用した。

b 嘉瀬川から巨勢川調整池間導水路
嘉瀬川から調整池間の導水路は,計画流量が30m3/sで筑後川から城原川間の導水路と同様,圧送区間であり,比較検討の結果,管径3.0mの2連を最適断面として決定した。
c 調整池から城原川間
調整池から城原川間は開水路構造であるが,水路勾配は,調整池から小松川間が1/5,000,洪水時と平常時で流向が異なる小松川から城原川間はLEVELとした。断面については構造型式を含めて比較検討を行った結果,1割勾配の三面張護岸構造とし水路底幅3.1m,天端で10m程度の幅とした。

5 ポンプ場施設計画
佐賀導水路ポンプ場は,利水用2ケ所,排水用7ケ所が計画されており,特に,筑後川から城原川間における排水機場の場合,同一管路に複数の排水機場が連結された形状となることから,一般的な排水機場と異なる点として,①冷却方式の合理化,②吐出水槽の隔壁方式,③水の追従性確保のための調整池等があげられる。
以下,三本松川機場(排水容量5m3/s)を例にとって,施設の概要について示すと表ー5および図ー9のとおりである。

6 導水路およびポンプ場の施工
(1)鋼管埋設工事
佐賀導水事業のうち,筑後川から城原川間は,水資源開発公団が農水省より継承して施工する佐賀東部導水事業とほぼ同じルートとなることから水資源開発公団に委託して施工している。
昭和59年度より佐賀県神埼郡神埼町大字鶴地先において,試験施工で直径3.5mの鋼管約470mを施工した。この試験施工では,超大口径鋼管の埋設工事において,管およびその周辺地盤の挙動把握等について試験を行い,次の事項について検討を加えた。
①仮設鋼矢板引抜時の周辺地盤のゆるみによって生じる鋼管のたわみ急増メカニズム。
②鋼管のたわみ急増を防止するための補強対策工法。
③並列して埋設する異径の超大口径鋼管の挙動および鋼管に作用する土圧等の経時変化。
以上の試験結果を基礎資料として,昭和62年度までに約4,600m(管路計画の35%)を施工し,昭和63年度も約1,400mの実施を計画している。

(2)開水路工事
調整池から城原川間は,開水路の計画であるが昭和62年度は佐賀県神埼郡神埼町大字横武地先において約900mの開水路を施工した。この地点は,内水被害の常襲地域で,佐賀県の中小河川改修事業において12m3/sの中地江川機場と開水路1,600mが完成しており,昭和62年より稼動しているが,関係者はもとより,地域住民の高い信頼を得ている。

(3)排水機場工事
昭和62年度は内水排除施設7機場のうち,三本松川機場に着手し,土木工事をほぼ完成させ,今年度からは,機械,電気および建築工事に着手する予定である。さらに隣接する、馬場川機場,城原川吐出樋管の工事に着手し,昭和65年からの洪水に対処すべく建設工事を推進している。
この2機場が完成すれば,三本松および馬場川流域で10m3/s,中地江川機場12m3/sと併せて合計22m3/sの内水排除が可能となる計画である。

7 あとがき
佐賀導水事業は,昭和61年10月に事業計画の認可を受け,現在,その完成に向けて鋭意実施中であるが,今後も関係各位の御理解と御協力を切にお願いする次第である。

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