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用户:冰霜葵/沙盒贰

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防洪又称治水,是为了防止洪灾风暴潮泥石流山崩灾害带来的生命和财产的损害。通常治水的方法有建造水坝分流防波堤等,为了确保流水量、限制大水泛滥人类活动的地方。

防洪概况

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被洪水淹没的大街(捷克

是人类不可缺少的资源,不过同时洪水泥石流也带来危险。一方面要防止水带来的危险,同时另一方面要使用水资源。因此防洪和用水有着不可划分的紧密关系。

在没有任何防洪措施的情况下,防止任何与水有关的灾害是不可能的。所以要防止和水有关的灾害,换句话说,就是要预先做好防洪的措施。

历史

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概述

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河流水坝日本千种川

早期的防洪,和文明的开始有着很强的关连。四大文明古国中代表许多文明社会,在早期,他们都以水稻的方式产生食物,同时减少了洪水的灾害。亦令国家发展平稳,支持和改善城镇居民的生活环境。所以,保持稳定的农耕是必要的。防洪和用水是必须的,防洪和用水的发展需要大量的劳动力,劳动力亦被认为是形成国家的初始状态。此外在早期,许多文明地区每年定期出现的洪水,为了预测当时的洪水,就衍生了历法天文学,防洪建筑物亦令土木工程和度量衡出现并且先进。

在历史上的防洪技术,主要是东亚地区台风季风地带命中且被开发的。近代的防洪技术,于欧洲荷兰最为显著。自19世纪20世纪,高科技的防洪建筑物于防洪背后上有着很大的功效,令水灾明显的减少。20世纪后期,欧洲地区已经在自然环境中的防洪工作取得控制技术,迄今已有越来越多的运动为改为防洪工作;然而,还有很多发展中国家还做得不够,已经遭受到许多与水有关的灾害。

大水坝(荷兰

具有防洪历史最古老的地区之一为美索不达米亚苏美尔)。公元前5000年美索不达米亚有两条大河——底格里斯河幼发拉底河,是最早出现洪水泛滥的地区。同时在防洪场和用水的初期,可以由欧贝德时期公元前4300年公元前3500年)开始考究。在此期间防洪、洪水时に河川から溢流した水を人工のため池に贮水するものであり、人工池の水はその后、用水路を通って农耕地へと供给された。すなわち、治水は潅漑と表里一体の関系にあった。

纪元前18世纪顷にメソポタミアを统一したバビロン第1王朝ハンムラピ王の时に、ティグリス・ユーフラテス両河の治水体系が整备された。両河川の流域では毎年5月に上流の雪解け水に由来する洪水が発生していたが、洪水时の溢水を収容するため、両河川を结ぶ数本の大运河と、大运河を连结する无数の小运河の大运河网が作られた。これにより洪水の被害が軽减されるとともに、运河に溜められた水は潅漑に利用された。

ハンムラピ王期に建设された治水体系は、その后、アケメネス朝纪元前6世纪 - 纪元前4世纪)・サーサーン朝3世纪 - 7世纪)に継承され、アッバース朝前期(8世纪 - 9世纪)には、运河网が再整备されるなど、非常に长い间命脉を保った。しかし、10世纪以降は政治体制の混乱に伴ってメソポタミア地域の治水は次第に衰退していき、イルハン朝13世纪中期 - 14世纪中期)およびオスマン帝国14世纪 - 20世纪前期)において治水体系の再建が试みられたこともあったが、バビロン王朝盛时の高度な治水体系が再び复活することはなかった。

阿斯旺水坝

古代エジプトもメソポタミアと同じく、ナイル川という大河川の泛滥原に农耕が発生した。ナイル川上流域(エチオピアウガンダ周辺)では毎年6月に雨季が访れ、多量の降水がナイル川に注がれる。多量の雨水はナイル川の长い流路を下っていき、9月 - 11月に下流域のエジプトへ洪水となって押し寄せる。この定期的な洪水は、泛滥原に肥沃な土壌を残すとともに土中の塩分を洗い流したため、ナイル川下流域における高い収获率をもたらした。このため、エジプトでは古代以来、洪水を防御するための治水はほとんど行われず、もっぱら潅漑技术が発达していった。

近代に入り、1902年アスワン・ダムが完成し、さらに1970年アスワン・ハイ・ダムが完成すると、ナイル川の洪水はほぼ制御できるようになった。しかし、ナイル川デルタなど下流域では洪水が発生しなくなった代わりに、土壌の贫弱化・塩化が进み始めたため、以前は必要としなかった肥料に赖る农业へと転换していった。

印度河流域

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スカルドゥ近郊のインダス川(パキスタン)

インダス川河畔でインダス文明が兴ったのは、纪元前2600年顷のことと考えられている。インダス川流域では、毎年6月 - 7月の时期にモンスーンの到来によって雨季が访れる。雨季の降水はインダス川の泛滥を起こしたが、泛滥原には肥沃な土壌と农耕用水の水源となる湿地が残された。インダス文明期には、洪水期前になると川に沿って低い土手が作られた。この土手は洪水を防ぐものではなく、洪水によってもたらされた肥沃な土壌を耕地に贮め込むためのものだった。そのため、メソポタミアやエジプトのように潅漑が発达することはなく、泛滥农耕に依存していたと考えられている。インダス文明の农耕は洪水を前提としていたので、水害を防ぐ治水はほとんど行われていなかった。

その后、インド亜大陆では、ガンジス川流域を中心として潅漑水利の発达が见られたものの、水害を防ぐという意味での治水はほぼ存在してこなかった。インドにおける治水の始まりは、1947年のインド独立以降のことである。1948年に开始したダモーダル河谷総合开発事业がインドの治水の嚆矢であり、その后、1954年のインド大洪水を受けて“全国治水计画”が策定されるに至った。全国治水计画のもとで1万kmを超える堤防が建设されたほか、各州ごとに州治水政策に基づいた治水対策が行われているが、まだ十分な水准に达していないとされている。

欧洲

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宇宙から见たライン川河口デルタ(オランダ)
イン川の泛滥原への溢水(オーストリア)

ヨーロッパは、安定した地质の构造平野が広がり、河川は构造平野を掘り下げるように流れるため、洪水时の泛滥原となる冲积平野はあまり広く形成されていない。台风モンスーンによる多量の降水もないので、水害が発生する频度も、例えば东アジア地域と比较すると、高くはない。

ヨーロッパで治水が特に発达したのはオランダである。オランダは、ライン川マース川、スヘルデ川の河口デルタに立地し、かつ海面を干拓して土地を拡げたため、国土の大部分が海面と同等か、それより低い。オランダでは水害を防ぐため、河床を浚渫して河川流量を确保し、河川・海岸沿いには堤防をはりめぐらせ、さらに高潮対策として河口に堰を筑くという、近代的な治水技术が早くから成立した。

オランダ以外のヨーロッパでは、治水の历史に特笔すべきものはない。ヨーロッパ各地で本格的な治水対策が始まったのは、20世纪以降のこととされている。ヨーロッパでは洪水による冠水は频繁に発生しないため、河川付近の泛滥原を农地などに整备し、堤防を筑いて河道を直流させ、上流にはダムを设置するという、水害を人工力で抑制しようとする治水対策が、20世纪に入ってから主流となった。しかし、こうした治水対策は自然环境に大きな负荷を与えるばかりでなく、人工力を超える水害が発生した际は、かえって被害が大きくなることが次第に判明していった。

1970年代顷から、人工的に整备された河川を自然の姿に近づける试みが、スイス・西ドイツ・オーストリアを中心に始まり、1980年代になると、近自然的治水工法が本格的に采用されていった。例えば、かつて泛滥原だった个所を再び游水池に复旧させる事业や、直流していた河川を蛇行させ、自然の姿に近づけ、河川を取り巻く生态系を再构筑する事业などが精力的に実施されている。21世纪におけるヨーロッパの治水は、必ずしも洪水防止のみを主眼に置くのでなく、自然环境の観点から河川を良好な状态に保ち、良质な水源として维持する河川环境复元へとシフトしつつある。水害が比较的少ないヨーロッパでは、治水対策より河川の水质保全が重视される倾向にある。

なお、ヨーロッパの治水管理の现况に触れておく。ドイツでは各州が河川管理を行い、水系一贯型の治水ではない。100年に一度规模以上の水害を想定して治水事业が进められ、21世纪初头までにほぼ达成されている。フランスでは、洪水防御の义务を负うのは中央政府ではなく、河岸所有者であり、中央政府・自治体だけでなく住民も治水に対して相応の责任を有している。オーストリアでは、都市域は100年に一度规模以上、都市以外の地域は30年に一度规模の水害に耐えうる治水が行われているが、大河ドナウ川については、非常に高度な治水対策が施され、1万年に一度规模の水害を防御しうる治水対策が达成されている。全般的にヨーロッパ各国では、泛滥原を复元し、泛滥域内の土地利用を制限する政策が采用されている。

美国

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ハリケーン・カトリーナ水害(ニューオリンズ,2006年8月)

アメリカ合众国における治水は、19世纪末まで堤防に赖る地先防御が主流だったが、1917年の洪水防御法の制定によって本格的な治水対策が始まり、陆军工兵队と开拓局が中心となり、ダムの建设や河川改修などが行われた。この时期は、テネシー川流域开発事业に代表される大规模な流域総合开発が展开した。この流域総合开発は、大规模ダムの建设などによって、治水だけでなく水资源开発や発电开発などを実现しようとするもので、世界各地の治水対策に大きな影响を与えた。

1960年代から、堤防などハード(构造物)中心の治水対策の限界が见え始め、泛滥原管理やソフト対策を重视した治水へと移行していった。この时期に始まったソフト面での治水対策として特笔すべきは、连邦政府が运営する全米洪水保険制度(NFIP:National Flood Insurance Program)である。この制度は、洪水に伴うリスクを个人が负うのではなく地域コミュニティが负担することを原则としており、ソフト面治水対策の大きな柱である。

1970年代顷からは、河川の自然环境の保全・复元が注目されていき、环境保全とバランスの取れた治水対策が求められていくこととなる。同时期にヨーロッパで始まった河川环境の复元事业は、アメリカにも导入され盛んに実施されている。1980年代からは、州政府や自治体による治水が中心となった。1990年代以降、ミシシッピ川大洪水(1993年)やハリケーン・カトリーナ水害(2006年)などの大规模な水害が発生しているが、ソフト面に重点を置いた治水による総合的な対応が精力的に実施されている。

中国

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长江三峡ダムの工事(2004年7月)

中国の治水は、3つの大河、すなわち华北黄河华中淮河华南长江を中心に行われた。特に多量の黄土を含み、急速に河床が上升する黄河は容易に泛滥を缲り返しており、この黄河の治水が最も古い历史を有している。史记には、帝のときに黄河の洪水が止まらなかったので、に治水を行わせたが9年経っても成果が上がらず罢免され、その子のが事业を引き継ぎ、河水の分水によって治水を成功させ、その功绩を元に夏王朝の始祖となったことが记されている。もとより禹の治水は伝说であるが、黄河の治水が王朝にとって最重要课题であったことを物语っている。

春秋时代の黄河・淮河・长江の流路

中国の治水史は、最初の段阶では河川付近での居住・农耕を避けることから始まった。当时、“河川から25里以上离れた场所に居住すること”という伝承があったように、の时代は、河水による小规模な潅漑事业が始まってはいたものの、河川から离れて生活することがほぼ唯一の治水策であった。春秋时代纪元前8世纪 - 纪元前5世纪)になると、河川の泛滥域に农地が进出し、河川堤防の建设が见られるようになる。黄河の大堤が建设が始まったのは春秋时代である。戦国时代纪元前4世纪 - 纪元前3世纪后期)には、李冰(りひょう)・西门豹(せいもんひょう)・郑国(ていこく)などの治水技术者が现れ、多くの治水事业を成し遂げたことが‘史记’河渠书に记されている。この时代に本格的な治水事业が行われ始めた。当时の治水は、分水路运河を设けて河水を分散させ、堤防は高くせず、河床を浚渫したり河流障害物を除去したりする方策が采られていたと考えられている。

期(纪元前3世纪中期 - 2世纪末)は、统一王朝のもとで运河・潅漑水路の建设が盛んに行われ、流通や农业生产の向上に大きく贡献した。新朝期には、黄河が堤防决壊により流路を大きく変え、その后も堤防决壊が相次いだ。后汉期の70年前后に黄河治水にあたった王景は、数十万人を动员し黄河に长大な堤防を筑くとともに、黄河を分流させることで、黄河の流路安定に成功した。三国时代以降、长江流域から淮河流域にかけて稲作が普及し、潅漑水路が増筑されたが、そのためかえって洪水が増えた。

南宋・金期の黄河・淮河・长江の流路

1128年、北方から势力を伸ばしてきたの南下を防御するため、南宋は故意に黄河の南侧堤防を破壊した。これにより黄河は南东方面に流路を変更し、淮河に合流するようになった。宋代の顷から、长江流域の経済が活発化し、农地の开発などが进むと、长江の治水対策が重要な政策事项として浮上してきた。また、汉代以降、治水官吏は冷遇され低い地位とされてきたが、元代に入ると治水・灌漑・水运を三位一体して河川・水路の运用を図ろうとする水学(すいがく)が形成されるようになり、治水官吏に高い地位が与えられるとともに、治水官僚体制も整备され、特に地方における治水の発展が见られた。

中华人民共和国の成立以后は、近代的な治水が本格的に导入され、ダム・堤防・排水路建设による治水が一定以上の效果を挙げ、前代と比べると水害の危険性は大幅に軽减された。その一方で、1970年代から黄河下流での断流(河道に水が流れない现象)が発生し、黄河の水量不足が次第に深刻化していった。この背景には、黄河流域での水资源の多量使用がある。そのため、中国の治水のテーマは“南水北调”、すなわち中国南部の豊富な水资源を、水资源の不足する中国北部へいかに配分するか、という点にシフトしている。20世纪后期から建设が続いている长江の三峡ダムは、洪水调节や発电などの机能を持つだけでなく、黄河方面へ水资源を分配する机能も期待されている。

日本

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日本の治水は、次に挙げる理由により、多大な困难性を有している。まず、日本列岛が3-5枚の大陆プレートが复雑に冲突し合うその上に立地していること。ゆえに急峻な地形が多く、安定した地质帯が存在せず、国土は脆く不安定な地质に占められている。さらに台风モンスーン地帯に当たるため、河川や崩壊による侵食が著しい。また、河况系数(河状系数とも。“=多水期の河川流量/渇水期の河川流量”の比率で表す。)が非常に大きく(ヨーロッパ河川の概ね10倍以上)、出水期に洪水が発生しやすい。日本では、人间活动・生活の大部分が冲积平野上で営まれているが、元来、冲积平野は河川洪水の泛滥原であり、洪水被害を受けて当然の地域なので、治水が非常に难しい。また、比较的安定している洪积台地も、农地や住宅地などの拡大・开発が进んだため、土砂灾害が発生する确率が増大している。そのため、日本では水害土砂灾害による被害を非常に受けやすい地理的条件が生まれており、ここに日本における治水の特殊性・困难性がある。

以下、日本の治水史を概観する。

日本の治水の历史は、弥生时代に溯るといわれている。この时代は、洪水を避けるため扇状地や河川から离れた地域で水田が営まれる例が多かった。また、泛滥から集落・耕地を防御するための排水路や土手の遗构が発见されている。

本格的な治水事业は、古坟时代3世纪中期 - 6世纪中期)に始まった。畿内に成立したヤマト王権は、4世纪后期から5世纪にかけて、统一政権としての政治力を背景として主に河内平野の开発に着手した。当时、河内平野东部には河内湖(草香江)が広がっており、淀川大和川の泛滥流が流入してしばしば洪水が発生していた。この洪水を防ぐため、河内湖から河内湾へ排水する难波の堀江が开削され、淀川流路を固定する茨田堤が筑造された。これらの治水事业は仁徳天皇の事绩に仮托されている。この时代、多数営まれた前方后円坟を筑造するための土木技术と、河内平野を中心に行われた治水との関连も指摘されている。当时の代表的な治水遗迹として冈山市の津寺遗迹がある。足守川の旧流路に沿って约90mにわたり6000本以上の杭が打ち込まれており、堤防・护岸の迹だと推定されている。これが最古の治水遗迹の一つであるが、成立は古坟时代末期から奈良时代にかけてと见られている。

8世纪初头に始まる律令国家のもとでは、治水は非常に重要视された。律令上、治水は国司および郡司の主要任务である勧农の柱の一つに据えられ(‘职员令’大国守条、‘考课令’国郡司条)、水害が発生した际の応急処置の手続きまで详细に定められていた(‘営缮令’近大水条)。また、河川などの水を公共物として农业用水などの利用や洪水対策などの方针については国家が定めるとした“公水主义”が掲げられていた。畿内近国では、淀川などの大河川で水害が発生した际、国司・郡司では対応が困难なため、中央から特に“修理堤使”や“検水害堤使”“筑堤使”などが派遣され、国家直営の治水対策が実施されることもあった。また、平安京に近い贺茂川远江国荒玉河などでも大规模な工事が行われている。このように律令国家による治水は、一定以上の机能を発挥していたが、9世纪后期から10世纪の间に律令国家体制が形骸化するのに合わせて、公水主义が放弃されて地元の豪族などに用水の管理などを一任されるようになり、律令国家の治水も衰退していった。この时期の治水は小规模な用水路や溜池造営に留まるようになる。空海が筑いたとされる満浓池はその代表的なものである。

律令国家に代わって治水を担ったのは、当时経済力をつけつつあった地方の富豪(田堵负名)たちである。11世纪には富豪层が経営する开発请负业者が出现するまでになっていた。ただし、彼らは决して领域的な治水対策を行った訳ではない。12世纪顷に始まる中世社会においても事情は変わらず、荘园公领の支配者・権利者たち、すなわち荘园领主・在地领主・受领在庁官人らは、职の体系の制约の中で、自らの権利が及ぶ范囲内で治水対策を施したのである。12世纪以降、新たに治水の担い手として登场したのは、东大寺および西大寺などの勧进僧たちである。重源忍性に代表される勧进僧らは、勧进活动の一环として治水にも取り组んだ。勧进僧らの治水事业は、例えば备中国成羽川の开削事业などが知られている。14世纪に入り、独自の自治権を获得した村落、すなわち惣村・郷村が登场すると、これら惣村・郷村の构成员である百姓のほか国人らも、自ら治水対策を讲じるようになった。

领域的・体系的な治水が本格的に复活するのは、戦国时代安土桃山时代15世纪后期 - 16世纪末)のことである。戦国时代とは、戦国大名たちが自支配地域を领域化していく一方で、他の政治势力からの独立性を确保していき、各地域に独自性の高い领国 = 地域国家が并立した时代だと理解されているが、各戦国大名は地域国家の経営者として、自领国の安定した経営を図るため、积极的に治水対策に取り组んだ。この时期の代表的な治水には、武田信玄甲斐国釜无川流域に筑いた信玄堤豊臣秀吉による淀川沿いの文禄堤および伏见巨椋池の太阁堤などがある。また、浓尾平野などに见られる轮中堤も戦国时代もしくは室町时代后期に成立したとされている。

江戸时代17世纪初头 - 19世纪后期)に入ると、治水はより大规模化し、また広く普及していった。江戸时代に隆盛した大规模な治水技术は、治水の手法などによって、甲州流・美浓流・上方流・関东流(伊奈流)・纪州流などと呼ばれた。江戸时代に顕著に见られる大规模治水は、河川の付け替え(瀬替え)である。古くは1605年庆长10)、矢作川の瀬替えに始まり、17世纪前期 - 中期にかけては利根川渡良瀬川の流路を江戸湾方向から东の鬼怒川→铫子方向へと瀬替えする利根川东迁事业という大事业が行われた。1704年宝永1)には、河内平野住民の永年の悲愿であった大和川南迁事业が完成した。木曽川など浓尾三川の水害に悩まされていた浓尾平野では、18世纪中期、幕府の命令により萨摩藩が三川の流路を固定化する筑堤治水事业に取り组み、様々な困难の末に完成させた(宝暦治水)。これらの瀬替え・治水事业はいずれも洪水が多発する河川の流路を安定化し、水害の危険を軽减するとともに、流域における耕地开発を促进するものであった。

现存する农书地方书からは、江戸时代における治水の変迁を见ることができる。江戸前期には、まだ连続堤は稀であり、堤防を雁行形に配置する霞堤や、低い堤防を二重に筑く二重堤が主流であった。无理に堤外に洪水流を留めると、破堤の危険がまし、かえって被害が増大するが、霞堤や二重堤は、ある程度の溢流を许す构造になっており、溢水が浅く缓やかに流れ、被害を最小限にとどめる工夫がなされている。江戸中期から连続堤が多く见られるようになるが、所々には洪水时に越水できる个所が设けられ(越水堤)、霞堤や二重堤と同じくゆるやかな溢水が生じるように造られ、溢水しやすい土地では年贡が减免されるなどの措置が采られていた。江戸时代前半に主流だった治水が、関东流と呼ばれた治水法で、ある程度の溢水を认めることを基本とし、堤防は高く造らず、河川幅を広くとり缓やかに蛇行させ、溢水する个所には游水池を设ける方策を旨としていた。

江戸时代后半になると、河川を直线化し、强固な堤防によって流路を固定し、游水池は设けず代わりに泛滥原を新田として开発する纪州流の治水が主流となっていった。これにより、洪水の発生を抑制することはできたが、河道に土砂が堆积し天井川となりやすくなったため、定期的に河道浚渫を行う必要が生じ、その地域の大きな负担となった。

明治时代になると、新政府は、ヨーロッパの治水先进国だったオランダからコルネリス・ファン・ドールンヨハニス・デ・レーケらに代表される治水技术者を招聘し、近代的な治水技术の摂取に努めた。デ・レーケが常愿寺川を见て言ったとされる“これは川ではない。滝だ。”という言叶は、日本の河川の特殊性・治水の困难性を表すものとして知られている。オランダ人技术者がもたらした治水は、河道に水制を设けて流路の安定を図り、河床を掘削して流量を确保することを基本とする低水治水であった。并せて、组み合わせた树枝に基础舍石を配し、その上に土で固めた堤防を建设するオランダ筑堤も采用された。彼らの指导のもとで、浓尾三川の治水事业などが行われ、オランダ治水技术は长らく日本の近代治水の模范とされた。

オランダから移入された低水治水のみでは、洪水被害を抑えるのが困难であることが次第に判明したため、1896年明治29)に制定された河川法は、洪水时の河水を河道内に押しとどめ、一刻も早く海へ流下させることを原则とし、水系一贯方式の治水を采用した。以后、河道を直线化し高い堤防をめぐらし(高水治水)、放水路で河水を海へ流下しやすくする河川事业が主流となり、大河津分水の开削、新淀川放水路の建设、石狩川短络事业といった大规模な河川治水事业が19世纪末 - 20世纪前期に相次いで実施された。昭和期に入ると、アメリカのテネシー川流域开発事业の影响を受け、河川総合开発事业に基づく多目的ダム治水ダムの建设が始まった。

第二次世界大戦直后の10数年间は、カスリーン台风などの大水害が立て続けに発生し、国民経済に少なからぬ影响を与えたが、并行して行われてきた治水事业の效果によって、1970年代以降、大规模な水灾害は著しく减少した。そうした中で、1980年代顷から洪水防止に倾倒しすぎた河川づくりや自然环境に一定の负荷を与えるダム建设に対する批判的な意见が出され始め、一方、大都市圏への过度な集中に伴う、都市水害の増加が新たな治水の课题として浮上した。1990年代からは、近自然的な治水工法(多自然型川づくり)が导入されるとともに、ハード(构造物)だけに赖らないソフト面での治水対策も次第に重视されつつある。同时に、都市における治水対策が急速に进展するなど、日本の治水は新たな局面を迎えようとしている。

治水の基础概念

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水灾被害の3要素

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水灾被害额を表す関数式

  • D=D(S,F,F0)
D:被害额
S:被害ポテンシャル
F:外力规模
F0:治水容量

水害・土砂灾害(総称して水灾害と呼ぶ)による被害(水灾被害)は、次の3つの要素から构成される。

被害ポテンシャル
水灾害によって被害を受ける対象物の量・金额。例えば、河川の泛滥原に住宅地が形成されると、被害ポテンシャルは高まる。
外力规模
水が人间生活圏へ与える力の大きさ。雨量、河川流量、水位などの指标で表される。
治水容量
河川や游水池の流下能力・収容能力。

水灾害による被害は、被害ポテンシャルまたは外力规模が大きくなると増加し、治水容量が大きくなると低减される。外力规模は、降雨量など自然のはたらきに左右されるものであり、人间の力によって増减させることがほとんど不可能であるため、所与条件と考えることができる。

治水対策の3方针

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前节に见たとおり、外力规模を所与条件として扱うとすると、水灾害の被害を軽减させるためには、(1) 被害ポテンシャルを调整・减少させること、(2) 治水容量を増大させること、(3) (1)と(2)の両者を融合した総合的な治水対策、の3つの対応が导出される。以下、3つの対応方针を概観する。

被害ポテンシャルの高い地域の例(淀川、大阪府)
被害ポテンシャルの调整・减少
被害ポテンシャルを軽减させるためには、水灾被害を受ける対象物を调整・减少させる必要がある。この対策は、水灾害が発生しやすい地域の被害ポテンシャルを増やさず、小さくすることであり、极端に言えば、水灾被害を受ける可能性のある地域に居住しなければ、被害ポテンシャルはゼロになるのであり、ゆえにこの対策は抜本的なものだと言える。
この対策の例を挙げれば、河川泛滥域での土地利用を制限・规制すること、水害危険性の高い地域からの住民の撤退、警戒避难体制の充実、水害危険性に関する情报提供などがある。住民自らが水害に対処する水防の充実も、被害ポテンシャルを軽减する重要な方法の1つである。
逆に、例えば河川泛滥域で住宅が増加するなど都市化が进むと、被害ポテンシャルは増大する。被害ポテンシャルを軽减しようとするならば、警戒避难体制の充実や水害危険性の情报提供といったソフト的な被害ポテンシャル軽减策が重要となってくる。
高レベルの治水を达成しているドナウ川ハンガリースロヴァキア国境)
治水容量の増大
これは、构造物(堤防など)建设に代表される対策であり、伝统的に治水対策の主流であった。例を挙げると、堤防を筑く、河床を浚渫する、河道を拡げる、放水路を设置する、ダムや游水池で河川流量を调节する、泛滥原を保全・复元するなどであり、河道・ダム・游水池・泛滥原による洪水処理の対応能力を高めるものである。
治水容量を计画する际、过去の最大外力(流量・水位など)が基准となっていたが、その后、どの规模の水害がどの频度で発生するか、という确率洪水が新たな基准として采用された。确率洪水をもとにして、治水计画の规模が策定されている。
欧米・中国の治水水准を见ると、例えばオランダのライン川は1250年 - 1万年に一度の洪水规模に対応しているほか、イギリスのテムズ川は1000年に一度、フランスのセーヌ川は100年に一度、オーストリアのドナウ川は1万年に一度、ハンガリーの同川は100年に一度、アメリカのミシシッピ川は500年に一度の洪水に対応している。また、中国の长江三峡ダム建设后は1000年に一度の洪水に対応できる予定となっている。一方、日本でも100年 - 200年に一度の洪水に対応することが指向されているが、実际は30年に一度の洪水が治水计画上の目标とされることが多く、その目标すら60%程度しか达成していない。日本の治水容量対策は欧米・中国に比べると非常に低いレベルにとどまっている。
都市水害の例(津市,三重県)
総合的な治水対策
“被害ポテンシャルの调整・减少”と“治水容量の増大”の両者をバランスよく组み合わせたものを“総合的な治水対策”という。総合的な治水対策を进めるには、その河川水系に関わるすべての関系者(中央政府・地方政府(自治体)・NPO・住民・企业など)が一体となって取り组む必要がある。例えば日本では、この総合的な治水対策は次のとおり类型化されている。
  1. 総合治水対策 - 被害ポテンシャルの调整、治水容量の増大、流域贮水・浸透・游水の机能强化による外力规模の调整を体系的に进める治水対策である。特に都市化が进んだ河川流域で実施されている。日本では水害危険性の高い泛滥原での都市化が进んだ。都市化の进展に伴い、降水の地中浸透が弱まるので短时间にピーク流量に达し、いわゆる都市水害が発生しやすくなっている。これに対応するため、総合治水対策では、土地利用の规制、保水机能の强化、游水机能の保全などを実施する。具体例を挙げれば、地下河川の建设や都市河川の环境复元などがある。
  2. 超过洪水対策 - 洪水は、その规模が大きくなるほど発生确率は低くなるが、発生しうる洪水の规模には限界がない。治水はある危険性を想定して行われるが、その危険性を超える洪水が発生した场合にも、何らかの対応策をあらかじめ讲ずる必要がある。これが超过洪水対策である。例えば、大规模な洪水にも耐えうるスーパー堤防を筑く、想定泛滥域の家屋をかさ上げする、泛滥域の土地利用を制限する、泛滥域の情报を住民に周知する、などの対策群からなる。
  3. 流域治水対策 - 河川だけでなく、流域全体で取り组む対策を流域治水対策と呼び、先に挙げた総合流域対策と超过洪水対策を组み合わせた対策だと言える。流域治水対策を体系化すると、次表のとおりとなる。
洪水対策 灾害に强い
地域づくり
被害対策 対応しない
洪水防御
堤防
防潮堤
河川改修
贮水池
游水池
放水路
流域処理
侵食対策
河岸补强
砂防対策
治山対策
地下河川
気象対策
土地利用规制
法律・条例
建筑基准
都市计画
行政による土地収容
泛滥原の复元
防水・避水対策
地盘のかさ上げ
漏水防止
耐水外装
建物の高床化
情报提供
警报避难体制の构筑
危険区域の周知
ハザードマップ
  • 水防活动
  • 避难
  • 紧急対策
  • 灾害救援
  • 租税免除
  • 复旧计画
  • 洪水保険
  • 被害の甘受

※国连洪水予防计画専门家特别グループ作成の‘开発国における洪水予防计画’(1973)を一部改変。

治水计画

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治水の目的は、人间の生命・财产・生活を水害から守ることであり、この治水目的を达成するために立案されるのが治水计画である。治水计画は次のような段阶を踏んで策定されていく。

计画の基准

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まず、対応すべき水害の外力规模を决定する。水害の规模に际限はなく、すべての水害を防御することは不可能なので、どの规模の水害に対応するかが最初の重要なポイントとなる。外力规模の决定にあたっては、防御すべき地域の重要性、その地域での水害発生频度、河川の重要度などが考虑される。

历史的には、最初既往最大水位(过去最も高かった水位)が治水计画の基准とされていたが、次いで既往最大流量(过去最も多かったと推定される流量)が采用されると、こんにち治水计画上重要とされている计画高水流量の概念が生まれた。

その后、より理论的な基准として年超过确率が采用され始めた。これは、観测された水位・流量・降水量の最大値を统计的に処理し、ある値(洪水となるか否かの分岐点となると考えられる値)を超える确率を算出するものであり、例えば年超过确率が1/10であれば、ある水位・流量・降水量を超える确率が10年に1回と想定されていることを表している。年超过确率をさらに発展させたのが年超过降雨确率の考え方であり、洪水を引き起こす规模の降雨の発生确率を统计的に求めたもので、年超过确率よりも普遍性が高いとされている。この年超过降雨确率に基づいて、基本高水流量が导入されるようになった。そして、これらを元にした洪水确率の概念が、现代の治水计画の基础となっている。

计画の策定

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治水计画はおおまかに次のような手顺で策定されていく。

治水计画の策定はまず、计画基准点を选定することから始まる。选定に当たっては、防御の対象となるべき地域や主要な水理観测地点などが考虑される。

日本における治水计画の规模の长期目标

  • 大都市部の河川:150 - 200年に1度
  • 大河川(都市・农村部):100 - 150年に1度
  • 中小河川(都市部):50 - 100年に1度
  • 中小河川(农村部):10 - 50年に1度
  • 小河川(农村部):10年に1度以下

次いで、治水计画の规模を决定する。すなわち、年超过确率を元にして洪水确率=N年に1度洪水が発生するか、を算出した上で、その河川の重要度、防御すべき地域の重要度、过去の水害状况、他河川との均衡などを勘案して、どの规模の治水计画を策定するか决定する。#治水対策の3方针で前述したとおり、世界の大河川では500年から数千年・1万年に1度规模の治水计画が策定されており、その多くが计画目标を达成している。一方、洪水の発生しやすい日本では、治水计画の规模は数十年に1度レベルであることが多く、计画目标の达成率は60%前后にとどまっている。

次に计画降雨を决定する。これは、计画策定の元となる计画降雨量と计画ハイエトグラフ群を设定するものである。方法としては、実际の降雨量などを统计的に処理し、どの规模の降雨がどの频度で発生するかをモデル化する。その上で、例えば1/50(50年に1度)规模の降雨に耐えうる治水计画を立てようと考えた场合を仮定すると、降雨モデルから1/50规模の降雨量とハイエトグラフ(単位时间当たりの降雨量をグラフ化したもの)を算定し、それによって导出されるのが计画降雨量と计画ハイエトグラフ群である。计画降雨はこのように求められる。

その次に、计画高水を决定する。これは、计画降雨があったと仮定した场合の计画高水を算出し、决定するものである。计画高水は、计画ハイドログラフと计画ピーク流量により表される。ハイドログラフとはある基准点における洪水流量を时间轴でグラフ化したもので、复数の基准点のハイドログラフを用いると、时间経过ごとの洪水流量の推移を见ることができる。また、ハイドログラフ上で示される最大流量がピーク流量である。计画ハイドログラフと计画ピーク流量は、モデル化された计画降雨を元に行われる洪水流出解析によって导出される。こうして计画高水が决定される。

计画高水が决定すれば、その流量について、どのような方法でどれだけの量を洪水调整するかが検讨される。具体的な洪水调整の方法としては、ダム游水池・调整地の建设や泛滥原の复元などがあるが、各施设の位置・容量を设定し、洪水流出解析モデルに组み込ませた上で洪水调整量が算定される。

计画高水流量を算出する合理式

  • Q = (1/3.6)・f・r・A
Q:计画流量(m3/s)
f:流出系数
r:洪水到达时间内の平均降雨强度(mm/h)
A:流域面积(km2
※流出系数には次の数値が用いられることが多い。密集市街地0.9、一般市街地0.8、山地0.7、水田0.7、原野0.6。

计画高水から洪水调整量を除いた流量が、治水计画上、河道に配分された洪水流量となる。既存の河道で洪水流量を十分流下させうる场合は问题ないが、十分な流量処理ができない场合は放水路を建设する必要が生じる。计画高水流量は次の式で决定される。

  • 计画高水流量 = 计画高水(计画ピーク流量) - 洪水调节量 - 放水路流量

この式のほか、合理式と呼ばれる式もある。合理式は、流域面积が小さく、洪水调整施设(ダム等)もない河川の计画高水流量を决定する际に适用されることが多い。

计画高水流量に基づいて计画高水水位が决定される。これは、治水计画上の河川の洪水时水位である。一般に河川堤防の高さは计画高水水位よりも高く(约2.5m - 3m)设定されている。

治水计画は、以上の各过程が段阶的に积み重ねられ、必要に応じて前段阶に戻って再検讨が加えられるなどのフィードバックも経ながら策定される。また、上流から下流まで水系を一贯した治水计画であることも重要である。日本のように洪水流に多量の土砂が含まれる地域では、上流域における砂防対策をも治水计画の视野に入れる必要がある。

1980年代1990年代顷から、治水计画策定を支援することを目的として、流域内の水理・水文を视覚的に表すモデルが研究され、発展を遂げてきた。中でも、デンマーク水理研究所(DHI)が开発したMIKEシリーズというモデル群は、そのインターフェイスの简明性と易操作性から世界各地で広く采用され、世界标准となりつつある。

治水构造物・事业の主要例

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#治水対策の3方针で上述したように、治水対策は构造物の建设(治水容量の増大)のみならず、被害ポテンシャルの軽减も不可欠である。以下、治水対策として実施される主な构造物・事业を概観するが、以下に示すものだけが治水対策の全てでないことに注意しておく必要がある。

河川改修
河川改修は広い意味范囲を持つ用语である。堤防の建设などのほか、河床に堆积した土砂を除去することや河道の拡张も河川改修に含まれる。河川改修は必ず下流から上流に向かって実施される。上流部の流下能力が下流部のそれを上回ると、河川全域で洪水が発生する危険性が増すからである。
ダム
ダムは、洪水调节を行う上で非常に效果的な构造物である。ダムに贮水しうる流量(容量)は大きいので、多量の洪水调节量を负担させることができる。建设にかかる経済的・时间的コストがかなり大きいこと、ダム下流の水量が低下すること、自然环境へ与える影响が小さくないこと、などの问题点も抱えている。详细はダム多目的ダム治水ダムの各项を参照。
堤防の构造(断面図、详细は堤防を参照)
堤防
河川の流水が人间の生活・活动范囲へ流出するのを最前线で防御しているのが堤防である。堤防も、洪水流による越水や洗掘で破壊されたり、堤防地下を流れる浸透流によって漏水破壊されることがしばしばある。堤防の破壊を防ぐため、堤防护岸・里法面の补强のほか、水制を设けて洪水流による堤防浸食を防止したり、大河川では数百メートルの幅を持ち洪水时にも破堤することのない高规格堤防(スーパー堤防)を筑くなどの方策がとられている。详细は堤防を参照。
放水路
既存の河道では、泛滥を起こさずに洪水流を流下させることが困难・不可能な场合、放水路が设置されることとなる。放水路は洪水流のバイパスと呼ぶべきもので、一般的には、広い河床を持つ直线的な流路として建设される。详细は放水路を参照。
捷水路(しょうすいろ)
河川の屈曲部では河水が円滑に流下せず滞留しがちとなり、洪水の一因となることがある。屈曲部を短络し、なるべく直线的に设けられた新河道を捷水路という。捷水路は、河道の流下能力を増加させる机能を持つ。

[[画像:Watarase yusuichi landsat.jpg|thumb|250px|right|渡良瀬游水池のランドサット画像]]

游水池
游水池の持つ机能は、ダムと同じく洪水调整量を负担することである。多くの场合、游水池に面する河川堤防は他より低く建设され、洪水时には堤防を越えた河水が游水池に流入する。下流の洪水流が十分流下しきった时点で、游水池に贮留した河水が河川に戻されることとなる。游水池の中には、平时は水田や公园等として使用されるが、洪水时には游水池となるよう设定されたものもある。これを特に游水地と呼ぶこともある。详细は游水池を参照。
泛滥原の复元
かつて泛滥原だったが、农地や住宅地などとして人间生活・活动に使用されている土地を再び泛滥原へ复元する事业は、主にヨーロッパ・アメリカ合众国で盛んに実施されている。泛滥原は、ダムや游水池と同様に洪水流を収容する能力を持っている。また泛滥原は、豊かな自然环境を保つことのできる场所でもあり、环境保全の観点から见ても、泛滥原の复元は望ましいことと言える。冲积平野の多い东アジアでは、泛滥原の复元を行うことは様々な自然条件的な困难を伴うため、あまり导入は进んでいない。
砂防・治山
治水を效果的に进めていくには、河川の上流域における土砂の动きを适切に管理する必要がある。主に土砂灾害を防ぐために行われるのが砂防事业であり、森林保全を通じて土砂管理しようとするのが治山事业である。治水・砂防・治山は相互に影响を及ぼし合うので、互いに密接な连携を持ちながら遂行されていかなければならない。详细は砂防治山を参照。
水防
住民が自主的に洪水被害を軽减するために行う活动を水防という。具体的には、洪水警报が発令されたときに地域へ呼びかける、破堤しそうな个所がないか警戒にあたる、破堤しそうな个所があれば水防工法を用いて応急処置を行う、などの活动を実施する。水害を防ぐ上で非常に重要な活动であるが、例えば日本では、住民意识の変化に伴い行政を赖る倾向が强くなり、自ら守ることに立脚する水防意识が次第に弱まっていることが治水研究者などから指摘されている。
治水地図
治水を目的とした地図には、治水地形分类図ハザードマップなどがある。治水地形分类図は、日本において1976年 - 1978年に治水対策を进める上の基础资料として作成された。ハザードマップは、水害时の被害予想をわかりやすく図示した灾害地図をいう。被害ポテンシャルを軽减する效果が高い。住民への情报周知とあわせて、住民の水防意识を高める上で有效な手段である。详细は治水地形分类図ハザードマップを参照。この他、治水大国といえる日本では、近世期に作成された治水図と呼ばれる历史的な地図が多数作られている。
洪水保険
洪水による人命・财产のリスクを軽减させる方策の一つが洪水保険である。洪水保険が特に発达しているのがアメリカ合众国で、连邦政府が运営する全米洪水保険制度が存在している。アメリカを含め、各国で民间の洪水保険があるが、挂け金が著しく高额なため加入率は低率にとどまっている。

治水と河川环境

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河川环境に配虑した治水対策

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治水対策の中でも特に构造物対策は、河川环境に与える影响が大きい。20世纪に进められてきた治水対策は河川构造物の建设を主体としており、河川形状の画一化・无生物的な护岸の盛行などによって、河川における生态系の丧失・劣化が生じた。1960年代后期の西ドイツ・スイスなどで、生态系の维持に配虑した河川づくりの运动が兴り、1970年代には、実际に西ドイツ・スイス・オーストリアでいわゆる近自然的な河川づくりが実施され始めた。ヨーロッパの自然条件の下では近自然的河川づくりと治水対策とを整合的に実施することが可能であり、かつての泛滥原で后に农地や住宅地として开発された地域を再び泛滥原に戻す事业が多く行われた。

こうした河川思想はアメリカやアジア各国へも波及し、例えば日本では、近自然的河川づくりを日本的に咀嚼した多自然型川づくりが河川事业の中心に置かれるようになり、その他、中国では长江流域単位で河川の自然再生事业が行われたり、韩国では都市高速道路と河川の盖を撤去して河川生态系の再生を図るソウルの清渓川事业などの取り组みが行われている。

治水と河川环境の両立

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治水と河川环境の再生・维持を両立させる上で重要な视点は次のとおりである。

生态系の再生・维持
コンクリート张りの堤防护岸や河床は治水対策の上で大きな效果を示すが、河川が本来有していた生态系を丧失・劣化させる。そのため、先进国を中心として、自然に近い形で河川整备を行う考えが主流となっている。この工法は、近自然河川工法または多自然河川工法と呼ばれている。
これは単に自然环境が存在すればよい、という考えに与しない。例えば、ダムの建设等により下流域の流量が减少し、河川流の细流路化に伴って流路が固定化されると、河川敷の植生が繁茂する问题が生じる。植生の繁茂は一见、自然环境の再生であり望ましいことのように思われがちであるが、河川敷において植生が繁茂すると、洪水流の流下能力を低下させ、破堤の危険が増すこととなる。本来の河川の姿(砾河原であれば砾河原)を维持することが、治水面でも河川环境面でも非常に重要である。
生态系のあり方に対する深い理解も必要である。その河川ではどのような生态系ピラミッドが形成されているのか、生态系を保全するためにどの范囲で空间设定するべきか、といった视点を持たなければならない。
河川改修を実施する际は、単调でない、多様な河川环境を作ることが重要である。例えば一つの河川に低水路・护岸・高水敷だけを配置するのではなく、砾河床・砂河床・粘土地を适切に配置することで、河川は自ら河川环境を形成していくことができる。
河川空间の再生
特に都市部において、河川は人间生活に润いを与える重要な空间域となっている。例えば河川敷は公园やスポーツの场として利用されることが多いが、治水対策を満足させると同时に、人间生活にとって适切な河川空间として利用されることも重要とされている。
土砂管理
河川は河水だけでなく、土砂も流れている。以前は、堤防内に河川が闭じこめられ、土砂が河道に蓄积し河床が上升するという课题があった。その后、上流域におけるダム建设砂防事业の进展に伴い、土砂の供给が减少し、また洪水対策のために河道の土砂浚渫が盛んに行われたため、かえって河床の低下が生じることとなった。これは、河川の细流路化を招くとともに、海岸への土砂供给を抑制し、海岸侵食の大きな要因となった。河川における土砂の管理を适切に行う観点も、治水と河川环境を両立する上で不可欠とされている。
河川の动态把握
河川は、山间部・扇状地・谷底平野・自然堤防帯・デルタ地帯の区间に分けることができる。各区间では、洪水时における土砂の流出状况・堆积状况・河川勾配・河川の蛇行状况・河岸侵食の度合いなどに大きな差异がある。こうした河川动态を把握しなければ、效果的な治水対策を行うことは不可能であるし、河川环境を维持していくこともできない。
住民参画
かつては行政のみが治水対策を决定し実施していたが、20世纪后期ごろから特に先进国において、住民が治水対策・河川づくりに参画することが常态化してきている。これは治水のみにとどまらず、政治全般に见られる现象であるが、21世纪の各先进国では、例えば治水计画を策定する际に住民が参画することが不可欠だと考えられている。住民の参画によって、真に望ましい治水レベル・河川环境のあり方が治水计画に反映され、地域にとってより适切な治水対策・河川环境づくりが実施されるようになった。

参看

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参考文献

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  • 高桥裕、‘河川工学’、东京大学出版会、1990年、ISBN 4-13-062127-0
  • 玉井信行编、‘河川工学’、オーム社、2000年、ISBN 4-274-13181-5
  • 吉川胜秀、‘河川流域环境学 -21世纪の河川工学-’、技报堂出版、2005年、ISBN 4-7655-3404-9
  • 田中淡・米田贤次郎・応地利明・佐藤次高・三浦圭一・古岛敏雄・高桥裕、“治水”项 ‘世界大百科事典 18巻’、平凡社、2005年、ISBN 4-582-03200-1
  • 亀田隆之、‘日本古代治水史の研究’、吉川弘文馆、2000年、ISBN 4-642-02348-8
  • 喜多村俊夫、“治水”项 ‘国史大辞典 9’、吉川弘文馆、1988年、ISBN 4-642-00509-9


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