河川環境研究室
●平成11年度に実施した調査・試験・研究の成果概要
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河川環境研究室
●平成11年度に実施した調査・試験・研究の成果概要
研究期間： 平11〜平14
担当者 ： 島谷幸宏、皆川朋子
本研究は、河川における人為的なインパクトによる物理環境の変化と生物相の変化を把握し、自然環境と共生した河川の管理手法に資することを目的としている。平成11年度は、大橋川改修による宍道湖の魚類相の変化と共生過程について考察を行った。
宍道湖は面積日本第６位、ヤマトシジミの生産量日本１位を誇る日本を代表する汽水湖であるが、元々汽水湖であったわけではなく縄文期は海水湖であり、その後、斐伊川による埋積、流路の変遷により江戸時代初期に一旦淡水化し、佐陀川の開削（江戸中期）、大橋川改修（大正末期から昭和初期）により汽水化したことはよく知られている。ここでは大正末から昭和初期にかけての大橋川の改修による宍道湖の魚介類相の変化、宍道湖汽水化に伴う塩害その後の住民の環境変化への順応の過程を新聞等の資料から、大規模な環境変化に地域住民がどのように共生していくのかを考察した。
研究期間： 平10〜平13
担当者 ： 島谷幸宏、傳田正利
10年度は千曲川のワンド・タマリの冠水頻度を算定することにより、水域ネットワーク形成形態の予測と水域ネットワークが魚類群集に与える影響について考察した。11年度は水域ネットワーク形成形態の検証を行った。また、水域ネットワークが形成された後、ワンド・タマリの魚類調査を行い魚類群集の変化を調査した。その結果、10年度に予測した水域ネットワークの形成形態は概ね実際の冠水と合致した。また、水域ネットワーク形成中、本川生息魚類のワンド・タマリへの移動が確認できた。また、本川からワンドへ移動しているギンブナの産卵が確認できた。このことからギンブナ等の魚類は出水時に移動しワンド等の空間を産卵場に利用している可能性が示唆された。
研究期間： 平10〜
担当者 ： 島谷幸宏、萱場祐一
ダム周辺水域における生態系の変化は十分な調査方法が確立していないため、供用前後における生態系の変化を定量的に把握することが難しい状況にある。本研究では、ダム供用に伴う環境変化として、ダム上下流におけるハビタットと生物相の変化を捉え、今後の環境影響評価手法の向上に資する。平成１１年度はダム下流の底質に着目し、表層粒度に基づく底質状況の把握と微細な底質構造について、ダム直下流及び第１支川流入点下流で調査した。この結果、ダム直下流は表層から比較的深い層まで粗粒化が進んでいること、また、これは通常言われている表層のみの粗粒化現象とは異なることが明らかになった。また、第１支川流入後は比較的底質状況が改善されるが、流域面積比及び地質の状況により回復程度が異なることが予想された。
研究期間： 平10〜平12
担当者 ： 島谷幸宏、萱場祐一、林田寿文
10年度は全国における堰、頭首工等に設置されている魚道について遡上実態調査事例を収集し、魚道タイプによる魚類の遡上傾向の違いを、各魚道の遡上総数の算出により比較分析した。11年度は様々な魚道が設置されている中から階段式魚道をピックアップし、遊泳魚、底生魚を用いて遊泳行動の観察を行った。その結果、階段式魚道内におけるウグイとヨシノボリの定位と遊泳行動が把握できた。また、今まで、経験論でしか言われてなかった勾配の変化やプール水深・プール延長の変化が遊泳行動、遡上率に影響を与えることがわかった。これらの結果を平成10年度の階段式魚道の結果と照らし合わせることにより、現場での階段式魚道をより効果的に魚類を遡上させることが出来る。
研究期間： 平11〜平14
担当者 ： 島谷幸宏、薗田顕彦
東京湾に流入する一級河川下流域の底質中ダイオキシン類濃度（コプラナＰＣＢを含む）を詳細に測定した。その結果、大河川であるＡ川下流域のダイオキシン類濃度は10〜30pg-TEQ/gと比較的低濃度であり、地点間の差も小さかった。有機汚濁の進行した３中小河川（Ｂ川、Ｃ川、Ｄ川）においては、Ｂ川が4〜40pg-TEQ/g、Ｃ川が1〜80pg-TEQ/g、Ｄ川が30〜130pg-TEQ/gで、比較的高濃度の地点が散見され、地点間の差も極めて大きかった。この地点間の濃度差は底質中の粘土含有率と相関関係があり、さらにダイオキシン類濃度と有機物含有量との間の相関係数は、４河川全体でｒ＝0.78、河川別に見るとｒ＝0.9前後であった。
研究期間： 平10〜平11
担当者 ： 島谷幸宏、萱場祐一
中小河川改修における従来型の改修では、河道の直線化等により単調なハビタットを呈することが多く、今後ハビタットの多様性を向上するような復元手法が必要となる。本研究では、この手法を(1)堆積を促進する手法、(2)洗掘を促進・維持する手法、(3)流向・流速を制御する手法、の3つに分類し、これを効率良く組み合わせることで単調化した河川の復元を試みることを目的とした。平成11年度は自然河岸形成研究ゾーン（自然共生研究センター）で試験的な復元工法の導入を行った。、(1)としてマウンド、木杭、水制、(2)として丸太杭、ベーン工、縮流の利用、(3)として水制、トライアングル水制、等を設置した。今後、生物相のモニタリングを行い、事前・事後における水理量、生物相の状況を把握する。
研究期間： 平９〜平12
担当者 ： 島谷幸宏、中村圭吾
本研究は、水環境技術として近年多用されている人工浮島などを用いて湖沼の自然回復と水質浄化を同時に成し遂げることを目標としている。11年度は、霞ヶ浦に流入する川尻川の河口に湖内湖と名づけた人工ラグーンを設置し、出水時に流入する河川からの汚濁の除去および湖岸生態系の回復を試みた。調査の結果、出水時にはSS（浮遊物質）の60％、全リンの40%程度を除去していることが分かった。また、平時は河川の流量が少ないため湖沼の水を湖内湖に取りこみ、汚濁物を取りこんでから湖内に戻すといった直接湖沼浄化に役立っていることが現地の観測から確認されている。
研究期間： 平11〜平14
担当者 ： 島谷幸宏、田中伸治、萱場祐一、皆川朋子
近年都市化が進行した地域では、河川改修に伴い、土や岩などの天然材料で構成された河岸やそれに付随する河畔林が減少・消失している。これら天然河岸は河川周辺に生息・生育する生態系にとって重要な役割を果たしている。本研究は、天然河岸の持つ機能を明らかにすると共にその保全のための手法を研究・開発することを目的とする。
平成11年度は神奈川県を対象地域とし、地質図・地形分類図等既存の資料を用いて県内の地勢を整理し、空中写真を利用して天然河岸の分布を把握する方法を検討した。また、境川をケーススタディ河川として、天然河岸が残されている区間における地質・植生・生物種等を把握し、天然河岸の形状について分析を行った。
研究期間： 平11〜平13
担当者 ： 島谷幸宏、田中伸治、皆川朋子
河川改修、圃場整備等は流域という地理的な観点においても生物生息空間の分断・縮小化を招いており、今後このような状況が進めば、数多くの種が絶滅することも考えられる。そこで本研究では、こうした人為的インパクトによる生物生息空間の分断・縮小化の変遷を把握してその要因を分析することにより、生物生息空間の保全復元手法を提言し、生物多様性の保全に資するものである。
平成11年度は歴史史料から開発等の人為的インパクトを整理すると共に、土地利用及び水路網の現状とその変遷を把握し、地理情報システムのベースデータ作りに着手した。また、環境要素として湧水に着目し、その分布を文献及び航空観測により把握した。
研究期間： 平10〜平11
担当者 ： 島谷幸宏、薗田顕彦、皆川朋子
自然共生研究センター実験河川Ｂ・Ｃの下流部、河岸開発研究ゾーンには、8種類の侵食防止シートが設置されている。これらのシートの材質はプラスチック及び化学繊維であり、一部には環境ホルモン物質と疑われている物質が含まれており、それが河川水やシート上の土壌に溶出してくる可能性が考えられる。
11年度は、河岸開発研究ゾーンを挟む上・下流地点で環境ホルモンの水質調査を行うとともに、シート直上の土壌分析を行った。その結果、水質・土壌のいずれにおいても、シートからの環境ホルモン溶出は全く認められなかった。
研究期間： 平９〜平12
担当者 ： 島谷幸宏、皆川朋子
本研究は変動を加味した正常流量のための基礎的知見を得ることを目的としている。
平成11年度は、自然共生研究センターの実験河川において、出水流量規模と河床付着物の剥離に関する定量的把握を行った。対象とした出水は、ピーク流量0.5、1.0、1.5､2.0、3.0m3/s（ピーク継続時間20分）で、出水前後の河床付着物の現存量等を測定した。その結果、現存量（Chl-a量）は、ピーク流量1.0m3/s以上（平常時流量の10倍）で有意に減少し、40〜60mg/m2程度まで剥離することが確認された。また、出水前の付着藻類の現存量がある程度大きくないと検討が困難であることが示唆されため、今後、現存量が大きい条件下での出水量0.5m3/s以下での検討を行う予定である。
研究期間： 平10〜
担当者 ： 島谷幸宏、萱場祐一
本調査では、自然共生実験施設を用い、河川の自然環境を保全する際に必要となる、河川の形状及び流量と生物との関係、そして、植物や形状の変化が水理量に及ぼす影響を明らかにする。平成11年度は平成10年11月下旬から平成12年１月上旬までおよそ１年間の通水を実施し、各実験河川における(1)物理量の把握、(2)水質、生物相の把握、を実施した。(1)物理量は植生の繁茂しない冬期と繁茂する夏期で縦断水位の時間変化が大きく異なった。また、実験河川ＡとＢ及びＣでもこれが異なり、植生による水位上昇及び帯水層に伴う河道内貯留が水位に大きく影響することが明らかになった。また、(2)では、実験河川内で明確な自浄作用が確認された他、魚類の生息がハビタットにより明瞭に規定されること、これらが季節により大きく異なることが明らかになった。
研究期間： 平７〜
担当者 ： 島谷幸宏、萱場祐一、依田憲彦、林田寿文
近年ハビタットの語は、無機的環境条件を含んだ微地形の単位として示されることが多い。本文でもその定義に沿って河川のハビタットを論ずる。11年度は、最も一般的な分類として魚類を対象にした河川における平常時のハビタット分類を行い、その分類例を作成した。本作業に当たっては、後述する「既往の分類例」に記した内外の情報を精査し、これらを「流れ」、「植生」、「河床」、「河岸・構造物等」の４つの基本要素と水域と水際域の２つのゾーンを軸に再分類した。
研究期間： 平10〜平11
担当者 ： 島谷幸宏、皆川朋子、薗田顕彦
本研究は、土壌が充填でき、かつ植物が生育できる間隙を有した多孔質なシートである侵食防止シートを河岸や堤防に敷設することにより侵食を防御する工法の開発を目的としている。
11年度は、自然共生研究センター実験河川Ｂおよび実験河川Ｃに試験施工した8タイプの浸食防止シート防御工の施工１年後の覆土活着状況及び植生繁茂状況を把握した。その結果、覆土の剥離や溝状の亀裂から土砂の流出等がみられる等、覆土維持機能が低いものもみられた。植生については、まだ施工１年であること、土砂に埋土種子が少なかったことから植被率は低く、約60％が1〜越年生の植物で、遷移の初期段階であった。帰化率は26％と高かった。
研究期間： 平10〜平11
担当者 ： 島谷幸宏、薗田顕彦、中村圭吾
河川水の水質を総合的に評価できる簡易な測定法として、「ろ紙吸光法」を開発した。本法は、水の濁り（透明さ）・有機物含量・藻類存在量等を簡単・迅速に測定できる。11年度は、10年度に取得した自然共生研究センター実験河川におけるデータを詳細に解析することにより、ろ紙吸光法がクロロフイルａの簡易測定法として極めて有効であることを確認するとともに、主要な誤差要因等、測定に当たって注意すべき事項を明らかにして、実用化の目処を付けた。
研究期間： 平９〜平12
担当者 ： 島谷幸宏、薗田顕彦、皆川朋子
本研究は変動を加味した正常流量のための基礎的知見を得ることを目的としている。
11年度は、自然共生研究センターにおける直線河川及び蛇行及び瀬・淵を有する河川を対象に、水質浄化機能が河川の形状や洪水によるインパクト等によりどのような影響を受けるかを把握することを目的とした。上流と下流でBODやクロロフィルａ等を比較した結果、直線河川（実験河川Ａ）は自浄作用をほとんど示さず、出水後2週間以降では、逆にわずかに自濁作用を示したのに対し、実験河川ＢとＣでは、洪水後の1〜2週間後までは自浄作用を示した。しかし、データが少なく、調査日により水質がかなり変動して、データのバラツキが大きいため、今回の調査のみで自浄作用の傾向を断定するのは無理があり、今後のさらにデータの集積を行う必要がある。
研究期間： 平10〜平12
担当者 ： 島谷幸宏、薗田顕彦
環境ホルモンの浄化特性及び出水時の流出特性を把握するために、自然共生研究センターの実験河川において、平常時及び人工出水時の水質調査を実施した。その結果、平常時においては、環境ホルモン物質とされているビスフェノールＡ及びノニルフェノールが、上下流間で約20％除去された。また、出水初期において、ビスフェノールＡ及びノニルフェノール濃度が大きく増加した。この出水時の濃度ピークはＳＳのピークと類似しており、平常時に河床に沈積した環境ホルモン物質が、出水時に巻き上がって流出することが確認された。
研究期間： 平10〜
担当者 ： 島谷幸宏、萱場祐一
本調査では、自然共生実験施設内の実験河川を用い、形態的ハピタットと魚類相との関係について関係の把握を行う。平成11年度は、平成11年度3月〜12月まで合計6回に及ぶ実験河川全域の魚類調査を実施し、各ハピタット別及び季節別に魚類の生息状況の把握を行った。この結果、3月及び12月の水温が比較的低い時期には生息分布が淵に限定されること、また、春期にはフナ類、タモロコ、ナマズ等の大型固体が移入し産卵及び世代交代を行うこと、また、ここで孵化した当歳魚が除々に成長することが明らかになった。また、夏期〜秋期においても淵における生息量が大きかったが、冬期には生息量が少なかったそれ以外のハピタットも比較的利用されることがわかった。
研究期間： 平７〜
担当者 ： 島谷幸宏、皆川朋子、傳田正利、依田憲彦、林田寿文
河川の河床形態に関して、現状では各研究者間で早瀬、平瀬、淵等の分類方法が若干異なり、ある分野の研究者が調べた河床形態の情報を他の（分野の）研究者が理解し、データを共有することが困難である場合が多い。11年度は、各研究者間で河床形態の分類方法の統一を目的とし、河川生態多摩川永田地区重点区間において協議を行った。この時の協議及び水深・流速データの検討により、河川の河床形態区分方法の基礎及び各河床形態の特徴を把握できた。
研究期間： 平11
担当者 ： 島谷幸宏、傳田正利
環境アセスメントの本格的な運用に伴い必要となるモニタリング技術開発、特に電波発信機を用いたテレメトリモニタリング技術開発の基礎的な研究を行った。既往のテレメトリ調査は、電波信号を受信して人力により発信機を追跡する調査が多く、環境アセスメントのような大規模な調査には不向きな調査手法で、システム化等の改良が必要になる。しかし、システム化する上で必要な電波解析技術は十分に検討されていない。本研究では、北川の河川高水敷を対象に数kmオーダー距離の電波伝搬解析技術の検討と、電波伝搬モデルを構築した。その結果、河川高水敷での電波伝搬は、平面大地での反射及び植生による伝搬減衰により大きく左右されることが明らかになった。