55.現地浸透試験による河川から地盤への浸透量の推定●
日本地下水開発（株） 山谷 睦 秋山 純一 遠藤 真哉
1.はじめに
山形県内陸地方南部の山麓地に広がる集落を貫流する小規模河川を改修工事を施工したところ、河川周辺の民家が所有する既存井戸の揚水量が減少したり、揚水不能となる現象が現れた。改修工事の内容は、蛇行していた河川を直線化したほか、それまで素掘りだった護岸をコンクリート3面張りにするものであり、既存井戸への影響は当該河川改修工事に起因するものと考えられた。
本報告は、現地浸透試験結果に基づいて河川から地盤への浸透量を求め、既存井戸の揚水量減少や枯渇と、当該河川改修工事との因果関係について考察を加えたものである。
2.調査地の概況
（1）地形・地質概要
調査地の地形は、標高440mの山地の山麓地に位置し、稲作や果樹栽培が盛んな地域である。集落を貫流する小規模河川は集落の南東方向を約1.5㎞を北流する大規模河川から農業用水や冬期の流雪溝水源として利用することを目的として人工的に開削されたものである。
調査地の表層地質は、花崗岩質岩石の山地から浸食・運搬され、堆積した未固結の砂礫を主体とし、一部にまさ土や粘土化した部分がみられる。
（2）地層構成
集落内の既存井戸掘削時の柱状図データから、調査地付近の地層構成を整理すると表-1に示すとおりである。
集落内の既存井戸深度は7m～25mであり、いずれも表-1の砂礫層を取水対象層としている。
表-1調査地付近の地層構成
| 試験回 | 浸透量／終期浸透量 | 安定水深 | 摘要 |
|---|---|---|---|
| 1回目 | 4.51/min | 30cm～0cm | 30cmから浸透量 |
| 2回目 | 9.01/min | 60cm | 水深60cmを維持 |
| 3回目 | 10.01/min | 85cm | 水深85cmを維持 |
（3）工事状況とその後の既存井戸の状況
河川改修工事は、集落内を細かく蛇行して貫流していた素掘りの河川を390mにわたって直線化し、河床を約1.5m掘り下げてコンクリート3面張りにする内容で、調査を実施する2年前に施工を完了していた。
既存井戸の揚水量低下や揚水不能になる状況は、河川改修工事完了直後から井戸深度の浅い井戸（深度7m～9m）から現れ始め、工事完了3年後までに深度10m程度の井戸にまで影響が及んだ。
この集落には上水道が引かれていないため、多くの住民は個人で深度25m～30mの井戸を新設して対応した。個人での井戸新設ができなかった住民は、新井戸所有者からのもらい水で生活している状況であった。
このような住民の苦しい状況が工事完了2年後になって河川改修工事の施主に申し立てられ、施主は工事と井戸影響との因果関係を明らかにする目的で、本調査を発注した。
3.現地浸透試験方法
（1）現地浸透試験の実施位置
現地浸透試験は、河川改修工事完了後に埋め戻された河川の曲流部を掘削して露出させた旧河床付近で実施した。
（2）現地浸透試験方法
現地浸透試験は定水位法で行い、安定的に浸透する終期浸透量を得るものとし、以下の手順で実施した。
- 試験地を旧河床と判断される深度まで掘削する。
↓ - 土層状況を観察する。
↓ - 現在の河川に取水設備を仮設し、試験地まで仮設配管で導水する。
↓ - 試験地に注水し、浸透水位を測定する。
↓ - 任意の試験地内水位を維持するように注水量を調節して終期浸透量を得る。
4.現地浸透試験結果
（1）現地浸透試験地の掘削・観察結果
現地浸透試験地の掘削時に確認された地層状況を表-2に示した。旧河床にあたると判断された土層は深度1.7m以深の褐色を呈した粘土混じり砂礫層で、下部に黒褐色の有機質土の薄層を挟んでいた。
この土層を現地浸透試験の対象層とすることにした。
表-2現地浸透試験地の地層状況
| 深度（m） | 層厚（m） | 記号 | 土層名 |
|---|---|---|---|
| 1.1m | 1.1m |  |
埋土 （埋戻し時のガラ混入） |
| 1.7m | 0.6m |  |
玉石粘土混じり砂礫 |
| 2.1m | 0.4m |  |
粘土混じり砂礫 |
（2）現地浸透試験結果
現地浸透試験は、図-1に示したとおり計3回実施した。
1回目の現地浸透試験は、縦2.0m×横1.0mで深度1.8mまで掘削後に、水深30㎝まで注水してその後の浸透水位を観察した。
2回目の現地浸透試験は、縦2.0m×横1.0mで深度2.1mまで再度掘削した後に、水深80㎝まで注水し、以降は水深が60㎝付近を維持できる浸透量に注水量を調整して連続浸透させた。
3回目の現地浸透試験は、2回目と同サイズ・同掘削深度で、水深90㎝付近まで注水し、以降は水深が85㎝付近を維持できる浸透量に注水量を調整して連続浸透させた。
図-1 現地浸透試験結果
3回の現地浸透試験で得られた浸透量・終期浸透量をまとめて表-3に示した。
表-3 現地浸透試験で得られた浸透量･終期浸透量
| 試験回 | 浸透量／終期浸透量 | 安定水深 | 摘要 |
|---|---|---|---|
| 1回目 | 4.51/min | 30cm～0cm | 30cmから浸透量 |
| 2回目 | 9.01/min | 60cm | 水深60cmを維持 |
| 3回目 | 10.01/min | 85cm | 水深85cmを維持 |
5.河川から地盤への浸透量の検討
（1）検討手順
河川から地盤への浸透量の検討は、雨水浸透施設技術指針［案］-調査・計画編-1）に基づき以下の手順で行った。検討に使用したのは2回目の浸透試験結果である。
- 試験地の形状と設計水頭から比浸透量を求める。
↓ - 試験から得られた終期浸透量を①の比浸透量で除して試験地土壌の飽和透水係数を算定する。
↓ - 求めた飽和透水係数に①の比浸透量を乗じて河川の基準浸透量を求める。
↓ - 基準浸透量に影響係数と河川延長を乗じて工事前の河川から地盤への浸透量を算定する。
（2）浸透量の検討結果
現地浸透試験結果に基づいて算定した浸透量の検討結果をまとめて表-4に示した。
6.河川改修工事による既存井戸への影響
以上の検討結果から、河川改修工事で護岸と底面をコンクリート3面張りにして日量600m3以上の河川水が地盤へ浸透しなくなってしまったため、結果的に周辺の地下水位が低下し、結果的に井戸が枯渇してしまったものと推察された。河川改修工事前後の推定地下水面を模式的に図-2に示した。
表-4 浸透量の算定結果一覧
| 算定項目 | 算 定結果 |
|---|---|
| 比浸透量 | 12m2（縦2m×横1mの短形、水頭0.6m） |
| 飽和透水係数 | 6.25×10-6m/sec |
| 比浸透量 | 3.6m2（連続した側溝、水頭0.5m） |
| 基準浸透量 | 0.081m3/hr=1.944m3/day（河川1m当たり） |
| 河川から地盤 への浸透量 |
影響係数=0.81 旧河川延長=390m 614.11m3/day |
図-2 河川改修工事前後の推定地下水面模式図
《引用・参考文献》
- （社）雨水貯留浸透技術協会編：雨水浸透施設技術指針［案］-調査・計画編-、pp.23～44、1995.9.
