簡易河川環境評価ツールEvaTRiPを用いた治水と環境を両立させる川づくり

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国立研究開発法人 土木研究所自然共生研究センター

はじめに

中小河川は全国の河川総延長のおよそ90%を占めており、我が国の河川環境保全上重要な位置づけにありますが、過去の河川改修等の影響により環境面で多くの課題が残されています。中小河川のほとんどは都道府県や市長村が管理する河川であるため、予算上の制約が大きく、国管理の河川に比べて整備水準が低いこと、維持管理が負担となる場合が多いこと、また、川のサイズが小さいため、河道の整備によって河川環境や自然景観が大きく変わりやすいことなどが中小河川の特徴として挙げられます。自然共生研究センターでは、こうした課題に応え、河道整備や管理が適切になされるよう支援するための研究開発を行っています。

図-1 現状の河道設計プロセスと提案する新しい河道設計プロセス 
図-1 現状の河道設計プロセスと提案する新しい河道設計プロセス

簡易河川環境評価ツール EvaTRiP

中小河川において河川改修を行う場面の多くは災害復旧時となります。その中でも改良復旧事業は、河道の形を大幅に変更するため環境改善の機会となりえる一方、非常に短い期間で河道計画を立案する必要があることから、環境への配慮が後手に回る恐れがあります。また、計画案の定量的な検討は1次元不等流計算による流下能力の評価に留まっており、生息場の良否等の環境面の評価は実施されていません(図-1)。改良復旧の場面でも配慮された多自然川づくりを実施するためには、迅速かつ定量的に治水と環境両面での評価ができ、河道計画立案を補助するツールが必要です。

こうしたことから、自然共生研究センターでは簡易環境評価ツール「EvaTRiP (Evaluation Tools for River environmental Planning)」の開発を行いました。EvaTRiPは、フリーの河床変動計算ソフトウェアである「iRIC」の機能の一部(ソルバ)として動作し、河床変動計算で得られた時々刻々の水深・流速の計算結果を取り込んで環境に関する評価値を算出するものです。具体的には,河道内の植物の繁茂の可能性や、既存の知見をベースとした魚類の生息場好適度が出力されます。また、河岸の環境保全に関係するため、護岸の要不要の判定や河床材料の安定性についても評価されます。

現場適用の一例を図-2に示します。それぞれ同一河川に近接する過去の改修により直線化している区間(直線区間)と拡幅区間とを対象としています(同図a))。この区間の河床変動計算結果から、掃流力分布を示したのが同図b)、さらにEvaTRiPを用いてオイカワ成魚の生息適地ポテンシャルを示した同図c)です。これらより、拡幅区間に対して直線区間では掃流力が全域で大きく、生息場の好適度についても低いことが視覚的に確認できます。このように、計算結果を即座に評価値にできるため、河道改変の効果を治水・環境の両面から簡易かつ定量的に評価することが可能になりつつあります。

図-2 EvaTRiP の現場適用の一例
図-2 EvaTRiP の現場適用の一例
図-2 EvaTRiP の現場適用の一例
図-2 EvaTRiP の現場適用の一例

新たな河道設計プロセスの構築に向けて

実際の検討を念頭とすると、河道地形を変えつつ都度評価し、最適形状を探索するプロセスとなります。そのため、河道地形を自在に編集するためのツール(図-1中のRiTER)についても開発中です。これらは河川におけるCIM(Construction Information Modeling)の導入を加速させるものでもあると考えています。自然共生研究センターでは、今、ご紹介したこれらの統合的ツールにより新たな河道計画・設計プロセスを構築し、中小河川における多自然川づくりの発展に寄与していきたいと考えています。

(問い合わせ先 :国立研究開発法人 土木研究所 水環境研究グループ 自然共生研究センター)

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