雨水浸透促進装置の適正配置に関する研究（2）

雨水浸透促進装置の適正配置に関する研究（２）
熊谷市・深谷市内の雨水浸透マス設置地点における
土壌水分および地下水位の観測結果
高村弘毅・小室信幸・伊藤健二・大西
真樹
１. はじめに
本研究は、雨水浸透マスの有効性に関する基礎データを得ることを目的とするものであり、熊谷市内
には２００３年に、深谷市内には２００４年に雨水浸透マスが設置され、以来観測を継続している。こ
こではこれまでに得られた観測結果ならびに得られた知見を昨年度の続編として報告する。
２. 調査方法
２-１ 調査項目
昨年度に引き続き、雨水浸透マス設置地点において、土壌水分、地下水位および地下水の水温、電気
伝導度、ｐＨの測定を実施している。これらの項目は、データロガーに毎時のデータとして記録されて
いる。ここでは上記のうち地下水位、土壌水分について報告する。
２-２ 調査地点
２００３年１１月より深谷市内３カ所に雨水浸透マスが設置された。Fig.1 に熊谷市内３カ所の雨水
浸透マス設置地点と併せて示す。
Fig.1 調査地点
各設置地点の特徴を以下に記す。Ｂ-１成田公民館：地下水位は地表下１．５ｍ～２．５ｍ程度で年間
ではあまり大きな変動幅はない。密集した住宅地が隣接する。Ｂ-２三尻公民館：地下水位は地表下１４
ｍ～１９ｍ程度で年間の変動幅が大きい。熊谷市内では比較的標高の高いところに位置している。Ｂ３西別府自治会館：地下水位は地表下４ｍ～９ｍで変動幅は大きい。近くに湧水が存在する。Ｂ-４茂木
宅：地下水位は地表下５ｍ前後で年間の変動がほとんどない。比較的大きな河川に隣接している。Ｂ５吉岡宅：地下水位は地表下４．５ｍ～５ｍ程度で年間の変動幅は小さい。周囲のほとんどの土地は田
畑に覆われている。Ｂ-６大沢宅：地下水位は４ｍ～５ｍで年間の変動幅は小さい。深谷市内では比較的
標高が高い。
２-３ 解析方法
各地点における観測結果を整理し、降雨と地下水位・土壌水分の変化の傾向をみた。また、前後２４
時間降雨がない「単独降雨」を各地点抽出、時系列に整理し解析を行った。その結果から２００４年９
月を解析対象とし、また単独降雨については２００４年９月２９日のデータを用いた。また降雨は熊谷
地方気象台のデータを用いた。
３.
調査結果および考察
３-１ ２００４年９月における降雨と地下水位・土壌水分
雨水浸透マス設置地点における降雨と地下水位の変動・土壌水分の変動を、Fig.2、Fig.3、Fig.4、Fig.5、
Fig.6、Fig.7、Fig8 に示す。
地下水位の変動をみるとＢ-１成田公民館では降雨に対して反応が顕著に見られる。９月末の降雨に対
して、変動が大きい。Ｂ-２三尻公民館では降雨のない日が続いてから９月末まで降雨に関わらず大きく
地下水位が低下し続けた。Ｂ-３西別府自治会館では変動幅は緩やかな反応を示した。Ｂ-４茂木宅では
降雨には反応するが変動幅は小さい。Ｂ-５吉岡宅ではほとんど変動は無く、一定であった。Ｂ-６大沢
宅ではＢ-４茂木宅と似たような変動を示した。降雨に対しての反応は緩やかではあるが反応を示した。
土壌水分の変動をみると、Ｂ-１成田公民館ではどの深度も同じような反応のラインを示した。降雨に
対してはあまり激しい反応は見られない。Ｂ-２三尻公民館では１．８ｍ深における土壌水分変化が最も
大きな変動を示し、２．４ｍ深では、降雨のない時はほぼ水平なラインを示した。Ｂ-３西別府自治会館
では降雨に対して大きく反応を示した。また、１．２ｍ深１．８ｍ深、２．４ｍ深の変化は類似してい
る。Ｂ-４茂木宅では０．５ｍ深と１．０ｍ深が類似し、２．０ｍ深と３．０ｍ深が類似し、０．５ｍ深、
１．０ｍ深における土壌水分の変化が降雨に対して反応している。地表付近の０．５ｍ深と１．０ｍ深
では降雨がないにもかかわらず９月１６日から９月１８日にかけて土壌水分が大きく変化を示した。
Ｂ-５吉岡宅では、いずれの深度の土壌水分も類似した変化をし、降雨に対しての激しい変化はみられ
ない。Ｂ-６大沢宅ではいずれの深度の土壌水分も類似した反応を示した。ほぼ安定したラインを保って
いる。
３-２ 単独降雨後の地下水位と土壌水分
雨水浸透マス設置地点における、単独降雨と地下水位・土壌水分の変動を Fig.9、Fig.10、Fig.11、
Fig.12、Fig.13、Fig.14、Fig.15 に示す。単独降雨は前後に大きな降雨の無かった９月２９日の降雨量
69.5mm/day を用いた。
Fig.9 には単独降雨と地下水位の変動について示した。Ｂ-１成田公民館では６地点中最も短い時間で
反応を示した。急上昇した後にすぐ急下降している。Ｂ-２三尻公民館ではピークに達するまでの時間は
長く、緩やかに下降をしていく。Ｂ-３西別府自治会館では緩やかに地下水位が上昇しその水位を維持し
ている。Ｂ-４茂木宅では約２４時間でピークに達しその後は緩やかに下降している。Ｂ-５吉岡宅では
降雨後上昇した推移を維持し続けている。Ｂ-６大沢宅では緩やかな上昇・下降を示している。Ｂ-１成
田公民館とＢ-６大沢宅に共通する時間において若干の地下水位上昇・下降がみられるが、これは周辺で
の地下水利用（揚水）の影響であることが考えられる。
Fig.10 に示したＢ-１成田公民館における単独降雨後の土壌水分の変動より、各深度の土壌水分の変
動が類似していることから、鉛直方向の浸透能力が高いことが推察できる。Fig .11 より、Ｂ-２三尻公
民館では降雨に対して激しい反応を示している。１．２ｍ深と１．８ｍ深は特に大きな反応を示してい
る。いずれの深度も急激に下降している。Fig.12 よりＢ-３西別府自治会館ではいずれの深度の土壌水
分も類似した上昇をしていることから、鉛直方向の浸透能力が高いことが推察できる。０．６ｍ深では
急に下降せずに維持している。Fig.13 より、Ｂ-４茂木宅では２．０ｍ深と３．０ｍ深は類似した変動
を示している。また、降雨後土壌水分は不安定な値を示している。Fig.14 よりＢ-５吉岡宅では０．６
ｍ深で最も大きく変動を示した。どの深度でも同じような変動を示していることから鉛直方向の浸透能
力が高いことが推察できる。Fig.15 よりＢ-６大沢宅では０．５ｍ深と１．０ｍ深、２ｍ深と４ｍ深の
土壌水分のが類似した変動を示している。また、０．５ｍ深では下降後も不規則な変動を示している。
４. おわりに
本研究は、雨水浸透マス設置地点による地下水涵養効果の観測を目的とし、昨年度より観測を継続し
ている。本年度は深谷市に３地点、雨水浸透マスを増設しより多くのデータを得ることができた。しか
し、はっきりとしたデータ解析の裏付けはできず、雨水浸透マスの効果的な設置場所を導き出すには至
らなかった。また、あまりにも局地的な降雨、特に夏の激しい雷雨については熊谷地方気象台のデータ
だけでは不十分であることが判明した。昨年度、本年度のデータに加え、来年度のデータ、３年分のデ
ータより各観測地点の年間の変動を導き出し、浸透マスの有効利用のために努めていきたいと考えてい
る。
５. 引用文献
Ⅰ．大西真樹(2004)：雨水浸透マスによる地下水涵養効果について～埼玉県熊谷市・深谷市において～
Ⅱ．織笠 逸(2004)：埼玉県熊谷市における雨水浸透マス設置による地下水涵養効果について(2003)
Ⅲ．（株）日さく(2003)：雨水浸透マス設置及び観測事業報告書
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圧力水頭(cmH2O)
0
-0.5
20
-1
30
40
-2
-2.5
降水量（㎜/day)
0.5
40
20
0
30
-20
40
-40
50
60
-60
70
-80
-100
40
20
0
-20
40
-40
50
60
-60
70
-80
80
90
-100
100
Fig.4 Ｂ-２三尻公民館における降水量と土壌水分
降水量(mm/day)
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地下水位変動（ｍ）
1
降水量(mm/day)
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圧力水頭(cmH2O)
Ⅳ．織笠
ほか(2003)：雨水浸透促進設置の適正配置に関する研究（１）
―熊谷市内の雨水浸透マス設置地点における土壌水分及び地下水位の観測結果―
0
10
降水量
B-1成田公民館
B-2三尻公民館
B-3西別府自治会館
B-4茂木宅
B-5吉岡宅
B-6大沢宅
-1.5
50
60
Fig.2 降水量と地下水位変動
0
10
20
降水量
B-1 0.6m
B-1 0.9m
B-1 1.2m
B-1 1.5m
80
90
100
Fig.3 Ｂ-１成田公民館における降水量と土壌水分
0
10
20
30
降水量
B-2 0.6m
B-2 1.2m
B-2 1.8m
B-2 2.4m
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圧力水頭(cmH2O)
0
-20
-40
-60
-80
-100
40
20
0
-20
40
-40
50
60
-60
70
-80
80
-100
90
100
Fig. 6 Ｂ-４茂木宅における降水量と土壌水分
40
0
20
10
20
0
30
-20
40
-40
50
60
-60
70
-80
80
-100
90
100
Fig.7 Ｂ-５吉岡宅における降水量と土壌水分
降水量(mm/day)
9/1
9/2
9/3
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9/5
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圧力水頭(cmH2O)
30
40
50
60
70
降水量(mm/day)
20
降水量
B-4 0.5m
B-4 1.0m
B-4 2.0m
B-4 3.0m
降水量(mm/day)
9/1
9/2
9/3
9/4
9/5
9/6
9/7
9/8
9/9
9/1
9/1
9/1
9/1
9/1
9/1
9/1
9/1
9/1
9/1
9/2
9/2
9/2
9/2
9/2
9/2
9/2
9/2
9/2
9/2
9/3
圧力水頭(cmH2O)
40
0
10
20
降水量
B-3 0.6m
B-3 1.2m
b-3 1.8m
B-3 2.4m
80
90
100
Fig.5 Ｂ-３西別府自治会館における降水量と土壌水分
0
10
20
30
降水量
B-5 0.5m
B-5 1.0m
B-5 2.0m
B-5 4.0m
Fig.10
0.5
0.4
降水量(mm/h)
9/1
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9/3
9/4
9/5
9/6
9/7
9/8
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圧力水頭(cmH2O)
0
30
-20
40
-40
50
60
-60
70
-80
-100
0.6
0.3
-0.1
60
30
50
25
40
20
30
15
20
10
10
5
0
0
降水量(mm/day)
20
-10
-5
-20
-10
降水量(mm/h)
14:00
18:00
22:00
2:00
6:00
10:00
14:00
18:00
22:00
2:00
6:00
10:00
14:00
18:00
22:00
2:00
6:00
10:00
14:00
18:00
22:00
2:00
地下水位変動（ｍ）
1.0
2:00
21:00
16:00
11:00
6:00
1:00
20:00
15:00
10:00
5:00
0:00
19:00
14:00
9:00
4:00
23:00
18:00
13:00
圧力水頭(cmH2O)
40
0
10
20
降水量
B-6 0.5m
B-6 1.0m
B-6 2.0m
B-6 4.0m
80
90
100
Fig.8 Ｂ-６大沢宅における降水量と土壌水分
0.0
0.9
0.8
0.7
5.0
降水量
B-1成田公民館
B-2三尻公民館
B-3西別府自治会館
B-4茂木宅
B-5吉岡宅
B-6大沢宅
0.2
10.0
0.1
0.0
15.0
Fig.9 単独降雨時の降水量と地下水位変動
Ｂ-１成田公民館における単独降雨時の土壌水分量変化
降水量
B-1 0.6m
B-1 0.9m
B-1 1.2m
B-1 1.5m
Fig.13
2:00
21:00
16:00
11:00
6:00
1:00
20:00
15:00
10:00
5:00
0:00
19:00
14:00
9:00
4:00
23:00
18:00
13:00
圧力水頭(cmH2O)
30
50
25
40
20
30
15
20
10
10
5
0
0
60
30
50
25
40
30
15
20
10
10
0
-10
0
-20
-5
降水量(mm/h)
60
降水量(mm/h)
Fig.12
0:00
5:00
10:00
15:00
20:00
1:00
6:00
11:00
16:00
21:00
2:00
13:00
18:00
23:00
4:00
9:00
14:00
19:00
圧力水頭(cmH2O)
2:00
21:00
16:00
11:00
6:00
1:00
20:00
15:00
10:00
5:00
0:00
19:00
14:00
9:00
4:00
23:00
18:00
13:00
圧力水頭(cmH2O)
30
50
25
40
20
30
15
20
10
10
5
0
0
-10
-5
-20
-10
降水量(mm/h)
60
-10
-5
-20
-10
5
Ｂ-４茂木宅における単独降雨時の土壌水分量変化
降水量
B-2 0.6m
B-2 1.2m
B-2 1.8m
B-2 2.4m
Fig.11 Ｂ-２三尻公民館における単独降雨時の土壌水分量変化
降水量
B-3 0.6m
B-3 1.2m
B-3 1.8m
B-3 2.4m
Ｂ-３西別府自治会館における単独降雨時の土壌水分量変化
20
降水量
B-4 0.5m
B-4 1.0m
B-4 2.0m
B-4 3.0m
13:00
18:00
23:00
4:00
9:00
14:00
19:00
0:00
5:00
10:00
15:00
20:00
1:00
6:00
11:00
16:00
21:00
2:00
圧力水頭(cmH2O)
50
40
25
30
15
20
10
10
0
-10
0
-20
-5
Fig.14
60
30
50
25
40
30
15
20
10
10
0
-10
0
-20
-5
Fig.15
降水量(mm/h)
30
降水量(mm/h)
13:00
18:00
23:00
4:00
9:00
14:00
19:00
0:00
5:00
10:00
15:00
20:00
1:00
6:00
11:00
16:00
21:00
2:00
圧力水頭(cmH2O)
60
20
5
大沢宅における単独降雨時の土壌水分量変化
降水量
B-5 0.5m
B-5 1.0m
B-5 2.0m
B-5 4.0m
5
吉岡宅における単独降雨時の土壌水分量変化
20
降水量
B-6 0.5m
B-6 1.0m
B-6 2.0m
B-6 4.0m