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菊池川水系合志川における九州北部豪雨対応について
~ 多自然川づくりによる課題解決 ~
田脇康信

キーワード:多自然川づくり、二極化対策、分散型落差工、水制

1.はじめに
平成24年7月の九州北部豪雨では、停滞した梅雨前線によりこれまで経験したことがないような記録的な豪雨となり、菊池川支川合志川においては観測史上最高の水位を記録し、河川からの溢水により温泉街が浸水するなど甚大な被害に見舞われた。
このため、菊池川河川事務所では、被災後ただちに堤防損傷箇所の緊急的応急対策工事を実施するとともに、再度災害防止対策として洪水時の河川水位を低減するための河道掘削に着手した。この河道掘削では、従来の河川環境を大きく改変せざるを得ないことから、治水と環境の両立を目指し、瀬・淵、砂州など多様な河川環境を再生・保全する多自然川づくりを行っている。
本稿では、合志川における出水直後の対応から現在の施工状況について報告するものである。

2.出水の概要
①降雨の状況
菊池川流域では、上流域の南部で記録的な大雨となり、7月11日から14日までに、阿蘇市の大鶴雨量観測所で総雨量が800㎜を超え、最大1時間雨量102㎜を記録した。合志川流域に位置する合志、平真城雨量観測所でも最大1 時間雨量で80㎜を超える雨量を観測するなど、複数の観測所で観測史上最多の雨量を記録した。

②水位の状況
菊池川の山鹿観測所では7月12日3時50分にはん濫注意水位に、5時50分には避難判断水位に達し、6時50分には計画高水位を超過した。
合志川の佐野観測所においても避難判断水位、計画高水位を超過し、12日6時20分には観測史上最高水位を更新するT.P4.92mに達した。

③被害の状況
(一般被害)
菊池川や合志川では、長時間にわたってはん濫危険水位以上の非常に高い水位が続き、特に合志川では、舟島橋から高江橋の約5km の区間にわたって、河川から溢水が生じ、熊本市(旧植木町)、菊池市(旧泗水町)では河川からのはん濫により、床上浸水76戸、床下浸水27 戸、浸水面積232haの甚大な被害となった。

菊池川流域の熊本市、菊池市、山鹿市、合志市の4市では、避難勧告・避難指示が出され、合志川沿川の熊本市北区では31世帯、96人(7月12日19:00時点)の方々が避難する状況であった。
菊池川河川事務所では、市町村長が行う避難勧告等の参考になる河川水位に関する情報を河川管理者から直接首長へ伝達するためのホットラインを実施した。7月12日~14日にかけて、菊池川流域の菊池市、山鹿市、玉名市、和水町、熊本市に対し、延べ25回のホットラインを発信している。

(河川管理施設等の被害)
今回の出水による河川管理施設の被害は、菊池川で河岸崩壊、法面崩れ等が3箇所、上内田川で河岸崩壊が1箇所、合志川で堤防損傷が8箇所に及んだ。なかでも、合志川右岸5k300付近(熊本市北区植木町舟島地区)では、堤防裏部が延長300mにわたって崩壊し、堤防が損傷する大きな被災を受けた。

3.応急対策工事の実施

合志川右岸5k300付近の堤防損傷箇所では、ブルーシート、大型土のう等による緊急的応急対策工事を実施した。応急対策工事は13日に着手し、96時間の連続作業により17日には被災前の堤防断面を確保する作業を完了することが出来た。

4.再度災害防止に向けた取り組み
合志川における災害を受け、平成24年10月には洪水時の河川水位を低減し、住民の安全を確保することを目的とした災害対策等緊急事業推進費1,200百万円(事業費ベース)を執行し、緊急に河道掘削を実施した。

5.多自然川づくりの検討について

合志川では流下能力を確保するための河道掘削の実施を前提条件として、合志川が抱える課題を整理したうえで、その課題を解消しえる河道掘削後の河床の形状及び対策工を検討した。
合志川の課題、及び課題解決のために設定したコンセプトは以下のとおりである。

(課題1:流下能力の確保)
 再度災害の防止対策が急がれる状況にあり、河道掘削にて河積の確保を行う必要がある。

(課題2:河床の二極化の抑制)
 河川内の土砂堆積による砂州の発達とみお筋の深掘れによる局所洗掘により河床の二極化が進行し、洪水の際には流下能力の不足や河岸崩壊等の発生要因となっている。
 また、合志川は単断面の河道であるため、流れの変化を及ぼす瀬・淵に乏しく単調な流れとなっている。

(課題3:スレーキング現象の解消)
 スレーキング現象は、沖積堆積層が侵食されて下層の粘性岩や軟岩が露出した現場に発生する岩盤の侵食・崩壊現象である。軟岩が露出した場合、地盤が不安定になり、さらなる河床低下が発生することとなり、この軟岩上に構築されている既設の構造物の安全性に大きく影響を及ぼすことが想定される。合志川においても、河床にてスレーキング現象が確認されている。

(合志川における川づくりのコンセプト)
上記の課題を踏まえ、川づくりの検討にあたって、コンセプトを下図のように設定した。

このコンセプトに基づき、低水路を川の成り立ちに応じて自然の蛇行に近づけ、その低水路の蛇行と瀬、淵、砂州の構造を合志川本来の形状や自然状態に近づけていけるように形成することを目指し、洪水時に想定される侵食・堆積箇所から形成される瀬・淵、砂州の位置と形状を定め、分散型落差工、水制工、根固工等の配置計画を決定した。下図は各工種の配置及び形状のイメージである。

なお、自然に近い河床の構造を復元するため、分散型落差工を応用した構造を採用し、合志川の分散型落差工の構造は、沖積砂礫河川の淵の淵頭~瀬肩~瀬頭の位置と高さを自然に近く復元する、大小礫の混合粒径を安定させるマウンドタイプとした。

全体配置計画に基づく、合志川における川づくりの完成イメージは下図のとおり。

6.地域との合意形成
合志川の工事着手にあたって、地元住民代表者(関係区長)、漁協、堰管理者、関係自治体、施工業者の関係者参加の下、工事完成後のイメージや施工時の配慮事項等を共有するとともに、施工後のモニタリング状況等について、定期的な情報共有及び意見交換を行うための勉強会を設置・開催した。

勉強会では、設計図面だけでなく、模型を使用し、参加者全員のイメージの共有に努めた。
また、施工中においては、地域住民の方々に対して、工事内容や施工状況等を詳しくお知らせする広報紙を作成、関係自治会で回覧を実施し、現場の見える化を図った。なお、広報紙では専門的な解説も伝えた。

7.工事の実施状況
今回、合志川における河道掘削区間4/325~10/400のうち、5/900~7/250 区間における川づくりを施工(平成26年10月~平成27年5月)した。
なお、工事で使用する石材は、九州北部豪雨災害関連の河川工事で発生した自然石を事前にストックし、選別しながら利用することとした。

また、今回工事は河床全体で面的な作業となることから、半川締切方式で河川の切り回しを行いながら施工を進めた。

本工事では、瀬の造成等において面的に微妙なアンジュレーションが求められる。このため、施工管理にあたっては、自動視準システムの構築により1名での測量作業を可能とする測量システムを導入し、きめ細かな管理に努めた。

以下では、各工種に期待する効果、及び各工種の施工中の状況等について報告する。

(瀬造成工(瀬造りタイプの分散型落差工))
置き石を円弧状に配置することで、流れを川の中心に誘導させること、砂礫を堆積させる効果を期待している。これにより、自然の状態に近い河床を復元・維持する。

瀬造成工は、洪水で流されない大径の力石(φ0.50m)、環石(φ0.40m) と言う置石を1m置きに据え付けたうえで、小径の礫(φ0.15~0.20m)を周辺に捨石した構造となっている。
なお、石組みには専門的知識を要することから施工業者は事前に専門家からの現地指導を受けて施工にあたった。

(水制工)
水制工では先端部において早い流れを川の中心に誘導し、河岸の防御と淵を創出する効果を期待している。河岸部では緩やかな流れの空間をつくることで、深掘れ防止するとともに砂礫の堆積を促し、多様な環境を創出する。

水制頭部の構造は、合志川ではスレーキング対策として全て、河床・河岸を極力攪乱しないように流れに対して抵抗の少ない丸角構造とした。

(根固工)
根固工により、水の流れを川の中心に誘導することで、河岸を保護する効果とともに、河岸への砂礫の堆積を促す効果を期待している。
これにより、洪水時に護岸を守り、生物の生育・生息環境を創出する。

根固工縦断方向では、円弧状に配置し、凸部(10m間隔に力石を配置)と凹部の境界は、緩やかに擦り付ける形状とし、横断方向では混合粒径により河床・河岸と緩やかな接続を図った。

(完成直後の状況)
工事着手前では単調だった川の流れは、完成後には自然に近い河床の構造が復元され、自然の川を感じさせる流れに変化している。

完成直後からサギ類の飛来も多く見られ、魚類も戻ってきていることが確認できる。

8.おわりに
今回、合志川において治水と環境の両立を目指し、河積の確保とともに川成から考えられる本来あるべき姿を再生・保全する川づくりを行った。
今後、完成区間については、実洪水後の河道変化をモニタリングしながら、川づくりの効果を検証し、必要に応じて今後の施工に反映していく必要がある。
今回の合志川での川づくりの経験・実例が全国の多自然川づくりの質の向上につながっていくことを期待する。
最後に、今回の執筆にあたり、貴重な資料や情報を頂いた設計コンサルタントの㈱西日本科学技術研究所、厳しい施工条件の中で苦労頂いた施工業者の㈱緒方建設、㈱髙喜工業の皆様に感謝の意を表す。

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