特集： ダム構造物の影響 Feature: influences of dam structure
総説 REVIEW

ダム上流の河床勾配変化

池田 宏¹⁾・ 伊勢屋ふじこ²⁾・ 小玉芳敬³⁾

1)筑波大学水理実験センター 〒305-8577 つくば市天王台1-1-1
2)上武大学商学部 〒372-0825 伊勢崎市戸谷塚町634-1
3)鳥取大学教育地域科学部 〒680-8551 鳥取市湖山町南4-101

Hiroshi IKEDA¹⁾, Fujiko ISEYA²⁾, Yoshinori KODAMA³⁾: Changes in riverbed slopes above dams in bedrock channels. Ecol. Civil. Eng. 2(2), 113-123, 1999.

1)Environmental Research Center, University of Tsukuba, Tsukuba 305-8577, Japan
2)Jobu University, 634-1, Toyatsuka-cho, Isesaki 372-0825, Japan
3)Faculty of Education and Regional Sciences, Tottori University, Tottori 680-8551, Japan

Abstract:Mostbedrock channels in Japan arecharacterized by very rough channel walls and beds with protruding bedrock and with residual large blocks left on the bedrock noor. Few studies have been made on longitudinal gradient of bedrock channels because they have been believed to be far from equilibrium. However, river terraces indicate that these channels are close to equilibrium conditions,although they continue to downcut at a high rate. As the boundaries of a bedrock reach grow rougher, the channel gradient grows steeper,because the flow energy of bedrock channels is expended on the rough boundary. Flume experiment shows clearly that an increase in number of residual blocks on the river bed results in steepening the gradient of alluvial beds. Depositional beds above dams, free from obstacles, have gentler slopes comparing to the bedrock reaches, because the depositional bed is smooth. The reduction rate of the channel slope in such cases is variable depending on the roughness of the depositional bed-surface relative to the original bed roughness. Based on the recognition of the effect of residual blocks on the beds, we can propose a new engineering technique for preventing downcutting in mountain streams instead of sabo-dams. It may be possible to cause aggradation by placing large blocks to increase the bed roughness, because the blocks give the channel a steeper gradient. In order to elucidate the effect of bed undulations in bedrock rivers quandtatively, field measurements of controlled floods from reservoirs will give us suitable chances. We should refer to the Glen Canyon Environmental Studies in the Colorado River on this subject.

Key words: bedrock channels,dams,flume experiments,longitudinal river profile, sedimentation

摘要

わが国の山間地河川では,河床・河岸に岩盤が露出して粗大な岩塊が残留している岩盤河川が卓越している. このような岩盤河ノは平衡状態には達していないとみなされてきたため,その縦断勾配の値についてはほとんど研究されてこなかった.しかし,山地河川沿いに発達している河岸段丘面などからみて,急勾配の岩盤河川区間も過去数万年という時間スケールでは平衡状態に達していると見なされる. 岩盤河川の縦断勾配は河床・河岸の凹凸の程度が増すほど急になる.上流から供給される砂礫を流すためには, 河床・河岸に凹凸があるほど大きなエネルギーが余分に必要になるためであることが,水路実験によって確かめられる.すなわち,流量や流砂量が同じ流れでは,河床に岩塊や巨礫が残留しているほどに勾配は増す.ダムを建設すると,その上流では河床や河岸の凹凸が砂礫に埋め立てられて平滑になるために,堆砂面の勾配は凹凸の大きい元河床勾配より小さくなる.元河床勾配と堆砂面勾配との開きは堆砂面が元河床の凹凸の程度と比較してどれほど平滑になるかにかかってし、る. 侵会性平衡勾配と堆積性平衡勾配とが違うとの認識に基づいて,岩盤河床に巨石を設置・園走して河床勾配を増大させて下刻を防止する:工法を移=吉ダムに代えるものとして提案したい. その実用化のためには, 岩盤河川の河床・河岸の凹凸の程度を定量化することが必要である. そのためには, ダム貯水池からの放流による人工洪水を総合観測することが有効であろう. グランド・キャニオンを流れるコロラド川では人工洪水によるビーチの再生を目標とした総合研究が継続されている. これを手本として, 特定河川を対象とした真の総合研究を実施したい.

1999年4月19日受付, 1999年8月23日受理
e-mail: ikeda@erc2.suiri.tsukuba.ac.jp