土砂を防ぐ「砂防ダム」。その役割と問題点を、防災の専門家に聞いた

日本には数万基もの砂防ダムがある

山間の村の川沿いを歩いていると砂防ダムを見かけることがある。川を横断した建造物で、土石流による被害を軽減することを目的に作られたものだ。日本には何万基という砂防ダムがあり、砂防法に基づき国土交通省および都道府県が管轄している。

砂防ダムの存在を知ってはいるけれど、その役割について深く知らない人も多いのではないだろうか。もちろんメリットもあれば、デメリットもないわけではない。専門家に砂防ダムについて教えてもらおうと思う。

砂防ダムとは？

日本での砂防ダムの本格的な歴史は明治に入ってからだ。政府のお雇い外国人により、砂防ダムの基礎が構築された。今でもその頃の石積みなどが残っているところもあり、四国の大谷川堰堤は国の登録有形文化財にも指定されている。オランダ人技師ヨハニス・デ・レーケの指導の元で建設されたものだ。

ニュースなどで砂防ダムを見たことがある人も多いだろう。台風などによる土石流被害が出ると砂防ダムが取り上げられることも少なくない。一般的には砂防ダムは水を貯めるダムではなく、土石流などを貯めるためのダムだ。土石流を砂防ダムにより堰き止めることで、下流の街に土石流の被害が広がらないようになっている。

今回は東京農業大学で、「自然災害に対する地域防災機能の評価と強化」を研究テーマとしている本田尚正教授に砂防ダムについて教えていただいた。本田教授は、大阪府土木部職員としての経歴もあるので、研究と現場の両方を知っている方でもある。また砂防学会にも所属している。

治山ダムの構造と役割

砂防ダムとよく似た構造物で「治山ダム」というものがある。砂防ダムは、渓流の中に横断的に建設されるが、治山ダムは渓流を構成する左右の斜面上の谷筋や窪地に設置され、別名「谷止め工（たにどめこう）」とも呼ばれる。形は砂防ダムにそっくりであるが、ダムの高さは砂防ダムに比べて低く、コンクリートの厚みも概して薄い。またそれぞれの距離が砂防ダムより近いことが特徴だ。

できたばかりの治山ダムには当然、土砂が貯まっていない。設置後、風化作用などによって斜面上で生産された土砂が長い年月をかけて貯まっていく。土砂が貯まってしまうと、大きな台風などによる、土石流が貯まらないから本来の活躍ができないのではないか、と思うかもしれない。しかし、治山ダムは土砂を堰き止めることを大きな目的としていない。

土砂が貯まった部分を「テラス」と呼ぶ。テラスの上を水や土砂が流れることで、本来の勾配による流れより緩やかな流れとなる。治山ダムは水の流れを緩やかにすることを、大きな目的として作られているということだ。

砂防ダムの構造と役割

一方で砂防ダムのメインの働きは土砂を止めるということになる。

上記のような機能が砂防ダムにはあるため、土石流の被害を軽減できるわけだ。もちろん先の治山ダムと同じように、砂防ダムもいつかは満杯になってしまう。その場合は本来ならば土砂を取り除くのが望ましい。ただそれは難しいことでもある。

では、満杯になった砂防ダムは意味をなさないかと言えば、そうではない。大きな土石流で砂防ダムが満杯になると「堆砂勾配」が生まれる。もともとの渓流が持っている勾配は「渓床勾配」と言う。

満砂状態の砂防ダムにも、堆砂勾配と安定勾配の間で土砂を貯留することによって、下流に流下する土石流の土砂濃度を小さくし、流勢を減じる土砂調節機能（＝減勢効果）がある。

ここまでの話で出てきた砂防ダムは、いずれも流下してくる土石をコンクリートの壁で全量捕捉する「不透過型砂防ダム」だ。この砂防ダム形式では、砂防ダムの下流に土砂が供給されず、下流部の河床低下などを引き起こす可能性があるほか、生態系への影響も懸念される。

この不透過型砂防ダムの弱点を克服するのが「透過型砂防ダム」であり、その代表例が「スリットダム」である。不透過型砂防ダムと同じようにコンクリートで作られているが、コンクリート壁面の中央部を格子状にして「スリット化」し、大きな石礫や流木は止めるけれど、中小の土石は下流に流すように工夫されている。

全部を堰き止めると流れるのは水だけになる。すると起きるのが、その水による再侵食。それを防ぐにはそこそこの土砂を流すことも必要となる。そこでスリットダムというわけだ。じゃ、全てスリットダムにすればいいではないか、とも思うけれど、そこにも課題はある。

海岸が痩せる問題

砂防ダムでよく話題になるのが、砂防ダムで土砂を止めるので、下流域に土砂が運ばれずに、海岸が痩せるという問題だ。砂防ダムの話題になるとよくこれが話題に上がる。

しかし、日本の海岸が消えていっているのは間違いない。では、なぜそのような現象が起きるのだろうか。たとえば、宮崎海岸では汀線がここ50年で平均65m、最大94mほど後退している。日本全体を見てもここ15年ほどで品川区ほどの面積の海岸が侵食により失われている

温暖化で波力が強くなっているという話もあるが、必ずしもそれがすべてではない。波でどんどん砂浜は削られるのだ。時間が経てば削られるもの。それを守るために、沖に「離岸堤」を作ったり、それが進化した「人口リーフ」があったり、ポケットビーチからヒントを得た「ヘッドランド」が作られたりしている。

今も、波による侵食から海岸線を守る研究や、現場での努力が継続されている。

砂防ダムのメリットとデメリット

話は砂防ダムに戻る。砂防ダムのメリットは先述の通りだ。治山ダムも含め、設置される場所でメインとなる役割は変わるが、土砂を貯留したり、土砂の流れの質を変えたりすることによって、流れの勢いを弱め、大きな石と中小の石を振り分け、土砂災害による被害を軽減させる機能がある。

ではデメリットはないのだろうか？

確かに上流部なので自然豊かな場所に人工構造物が現れるので、景観を損ねるかもしれない。確かにできたばかりの砂防ダムは無機質で白っぽい。しかし、砂防ダムのある場所は木々が茂っていることが多く、やがて草木に覆われて、コンクリートも黒くなり見えなくなる。素人にはわからないレベルになる。

本来の流れを分断するので、魚が上流に行くことができなくなる。一つの対策として魚道を作るけれど、魚道から離れた所で渡り鳥が魚を食べている写真（＝魚が魚道を通っていない何よりの証）もあったりする。つまり、魚道を通るかは魚次第、ということだ。

このように生態系の分断などが起きているのに、人はなぜ砂防ダムを作るのだろうか。

私たち人間が安全安心な社会で生きるということは、もしかしたらどこかにしわ寄せが行っているのかもしれない、だからこそ私たちは必要なものを、それに関わる課題をきちんと把握し、改善していくほかないのだ。現に砂防ダムを作らなければ、土石流による被害は甚大なものになるのだから。

災害に備えて持っておくもの

本田教授は防災の専門家でもあるので、土石流だけではなく、なにか災害が起きた時に持っておいた方がいいものを聞いた。まず間違いないのは、カインズで売っているような防災バッグや避難所便利セットなどは家にある方がいい。

さらにあった方がいいものは、「スマホの充電ケーブル」と教えてくれた。電気は提供されたりするが、ケーブルがないということが起きるそうだ。そのためにも上記のようなバックに、スマホの充電ケーブルも入れておくのがいい。エネルギーがあってもそれを使えなければ、文字通り「お先真っ暗」になってしまうと先生は言っていた。