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 第四章 多目的ダムをめぐる話題

1 利根川の源流 top

 「国境の長いトンネルを抜けると雪国であった。夜の底が白くなった。……」
 川端康成(かわばたやすなり)の「雪国」の島村(しまむら)は、上越線の清水トンネルをとおって、利根川流域から信濃川流域にはいったのである。
 清水トンネルのほぼ真上が登山の難所で有名な谷川岳(たにがわだけ)である。
 つまり、谷川岳の南東斜面に降った雨や雪は利根川の流れとなり、北西斜面に降った雨や雪は信濃川の流れとなる。
 谷川岳は、流域面積日本一の利根川と、川の長さで日本一の信濃川の両方の川の、もっとも上流の地域を見おろす分水嶺(ぶんすいれい)にそびえている。
 ただし、利根川の源流は谷川岳からの流れではなく、右図のように、それより北東約二五キロメートルの大水上(おおみなかみ)(高さ一八四○メートル、大利根岳ともいう)からの流れである。

 数えきれないほど多くの支流が集まって利根川となるが、ここから流れ流れて千葉県の犬吠崎(いぬぼうさき)付近の河口までの川の長さが、三二二キロメートルで、もっとも長い距離を流れることとなる。
 昔は利根川の水源は文珠(もんじゅ)山であるといわれ、その山奥の文珠菩薩(もんじゅぼさつ)の乳房からわきだす水が、その水源とされていて、明治中期までは、一般にそう信じられていた。
 幕末の医師であった赤松宗旦(そうたん)の名著「利根川図志」の第一ページにも、そうしるされている。
 宗旦は千葉県布川(ふかわ)の人で、この図志も利根川中流から下流のことしか書いてなく、この著書が発表された安政五年(一八五八)ころは、利根川上流地域については、はっきりしないことが多かった。
 現在、文珠山という山はないが、古地図や資料などから推定すれば、ススケ峰付近であるうといわれている。
 あるいは、その近くの赤倉岳(あかくらだけ)か大白沢(おおしろさわ)山かもしれないという。
 利根川のトネは、アイヌ語で大きな川、湖のような川という意味で、利根川上流城の山岳部に、かつては先住民族エゾの本拠であったといわれる。
 エゾの残した貝塚の三分の一が関東地方で発見されたのも、その証拠といわれている。

2 水源にいどむ人々 top

 奥利根といわれるこの源流へ到達するのは容易なことではなかった。
 この水源をきわめようとした最初の試みとして、明治二七年(一八九四)、群馬県の警察署長、師範学校長ら一七名か、人夫その他をくわえ、三九名の隊を組織していどんだが、悪戦苦闘のすえ、ともかく尾瀬(おぜ)ヶ原にでたか、実際の水源を見きわめることはできなかった。
 なにしろこの水源地帯は、両岸はきりたった崖であり、沢をのぼっても大きな滝の連続であり、明治時代には詳細な地図はなく、どんな動物がでてくるかもしれず、隊長は腰に日本刀をつけ、決死の覚悟であった。
 実際の水源をはじめて見きわめたのは、大正一五年(一九二六)八月、群馬県農務課長の一行四六名が、大利根岳に登ったときであった。
 このとき、猪谷六合雄(いがやくにお=冬季オリンピック、スキーで銀メダルを受賞した千春選手の父君)が写真記録係として参加し、連絡係もつとめて大活躍している。
 昭和にはいってからは、何回か大水上(おおみなかみ)山に登ったグループがあるが、昭和二九年に、利根用水源調杏団三〇名がくわしく調査し、大利根岳の九合目で発見した岩の谷間の湧水が、大利根川最上流だとされているが、このあたりの数多くの他の沢の上流からも、すべて利根川へと水が供給されているのはいうまでもない。

3 昭和一四年からの計画 top

 この源流から流れて数キロゆくと、奥利根湖にでる。これが、昭和四二年完成した矢木沢(やぎさわ)ダムによって生まれた人工湖である。
 このダムの出現によって、利根川の源流も、ようやくちかづきやすい場所になったのである。
 かつては秘境といわれた利根川最上流の奥利根のダム建設は、材料運搬用の道路建設をはじめ、困難をきわめながらも雄大な工事であった。
 ここにダムをきずこうとする計画は、すでに昭和一四年に立案されていた。
 そのときは群馬県営であったが、昭和一六年には、東京の水道にも使えるような案に拡大され、事業開始一歩前となったが、この年から、アメリカ合衆国、イギリスなどを相手に大戦争となってしまったため中止された。
 第二次世界大戦後、昭和三〇年から計画がねりなおされ、同三四年から、建設省により多日的ダムとして工事に着手したのである。


矢木沢ダム(航空写真)

 同三七年から誕生したばかりの水資源開発公団に仕事はひきつがれ、昭和四二年に完成した。
 多目的ダムとは、一つのダムで洪水調節をはじめ、いくつかの目的にかなうように計画されたダムをいう。
 大きなダムをつくるには、巨額の費用がかかるし、また、一つの川にダムをつくれる地点はかぎられていることもあって、せっかくつくるのならば、多くの目的に役立つようにしようというわけである。
 ダムをつくる目的は、大きな貯水池をつくって、大量の水をためでおき、川の自然流量がへったときでも、少しずつ貯水池から放流することによって、下流側の水田などの農地、都市で使う飲み水など、あるいは工場などに必要な水を供給することである。
 このようにダムをきずいて、その下流側の川の流れの量を平均化し、いままでは、渇水の時などには使えなかった水を生みだすことを、水資源開発という。
 また、貯水池にためた水を、ダムの落差を利用して水力発電をおこすのも、ダムの重要な目的であり、水資源開発の一種ということができる。

4 貯水池の水位 top

 さらに、ダムの重要な役割は、洪水調節である。洪水時に貯水池の水位を下げて、容量をあけておき、洪水がおしよせてきた時、一時的に貯水池にため、下流側の洪水をやわらげることである。
 多目的ダムは、どんな目的の組合わせであろうと、一つのダムで複数の目的に使えば、そのようによべそうであるが、日本では、洪水調節と他の目的の組み合わせのダムを、法律で多目的ダムと決めている。
 多目的ダムの弱点は、水資源や発電水力に使う場合と、洪水調節に使う場合とて、貯水池の水位への要求が全くちがうことである。
 水資源や発電のためには、なるべくつねに水位を高め、貯水池いっぱいに水をためておくようにしたい。
 一方、洪水調節のためには、なるべく貯水池をからにし、つまり水位を下げて、大量の洪水流量をためられるように用意しておく必要がある。
 そこで、多目的ダムの運営にあたっては、洪水期と非洪水期とに分けて、貯水池水位を決める規則をさだめている。

 ふつう六月から九月までの洪水期には、洪水調節を優先的にし、あるさだめた水位、それを制限水位とよぶが、それ以上の水位にならないようにして洪水にそなえる。
 洪水期以外の季節には、なるべくためこんで水位を高め、氷を有効に放流できるようにする。

5 ダムは五〇年もつだろうか top

 矢木沢ダムにより誕生した奥利根湖では、右図のように全体の貯水容量を配分している。
 総貯水容量約二億立方メートルから、堆砂(たいしゃ)および死水容量二八五〇万立方メートルをさしひいた量が、有効貯水量とよけれ、一億七五八〇万立方メートルである。
 この有効貯水量を発電、利水、治水容量に分けて、貯水位がきまることになる。
 堆砂とは、上流からはこぼれてきて、貯水池の底にたまる土砂のことであり、日本の貯水池の計画では、ダムが完成してから一〇〇年間に堆積(たいせき)するであろう土砂量を予測し、その量をはじめからのぞいて、貯水池の使い方を計画している。


多目的貯水池(矢木沢ダム)の役割(治水と利水)の容量配分。ELは標高を示す。

 もっとも、この予測はむずかしく、中部山岳地帯から流れでる川にきずかれたダムの多くは、建設後、予測した堆砂の割合よりはやいテンポで堆積しており、五〇年もたたないうちに、一〇〇年間の予測堆砂量を上回りそうな状況である。
 また、堆積する場所は、いちばんふかい湖底から順々に水平に堆積するとはかぎらず、貯水池の上流端からたまりやすく、洪水が堤防をこえやすくなるため、洪水の危険がますという事態もおきている。
 発電がふくまれている多目的ダムの場合は、発電のための取水塔から下の水は、発電には使えないので死水容量とよぶ。
 矢木沢ダムの目的は、洪水調節、群馬用水、および赤城山西麓へのかんかい用水、東京都と群馬県への水道用水、および揚水(ようすい)発電である。
 このダム地点へ流れてくる、一〇〇年に一度ぐらいの大洪水のときの流量は、毎秒九〇〇立方メートルと推定されており、そのうち六〇〇立方メートル分だけこのダムでたくわえ、下流へは三〇〇立方メートルだけ放流し、洪水規擺を三分の一にへらす計画になっている。
 川の流量は、川の横断面を一秒間に何立方メートル流れるかによってさだめられる。

6 都民八〇万人分の水道用水 top

 矢木沢ダムのつぎの目的である、農業用水と水道用水は、合計毎秒一七・六立方メートルで、そのうち、群馬用水へ一三・六立方メートル、東京都の水道用水に四立方メートルとなっている。
 群馬用水は、赤城山と榛名山の山麓地帯の約一万ヘクタールの農地へのかんがい用であり、群馬用水路をとおして、群馬県の水道用水へも三・二立方メートル供給されている。
 毎秒一立方メートルといえば、一日は(六〇×六〇×二四)、すなわち八万六四○○秒だから、一日八万六四○○立方メートルとなる。
 東京都民は昭和五六年の実績で、ひとり一日平均約四五〇リットルの水道用水を使用していたから、毎秒一立方メートルで、東京都民約二〇万人の水を供給できるわけである。
 矢木沢ダムからの東京への毎秒四立方メートルで、都民八〇万人の水道用水をまかなえることとなる。
 東京のひとりあたりの水道用水使用量はとくに大きく、全国平均では、ひとりあたり一日平均約三〇〇リットルの水道用水が使われているので、全国平均で計算すれば、毎秒一立方メートルの水で約三〇万人の水道用水に相当する。

7 揚水(ようすい)発電 top

 矢木沢ダムの重要な目的に、揚水発電がある。
 発電所にはダム直下に図のように水車発電機が三台ある
 ダム上流側の取水塔三基から取水した水が、直径約五メートルの鉄管をとおって、発電機の水車を動かして発電する。
 鉄管には、最大毎秒三〇〇立方メートルもの水量が導かれ、発生した電力は、超高圧送電線をとおって東京方面に送られる。
 一秒に三〇〇立方メートルといえば、一分間で一万八〇〇〇立方メートル、ドラム缶で九万本、五時問で東京都で一日に使用する水道用水量にあたる。


揚水時には水車がポンプとなり、発電機が電動機になる。
斜線の部分を水が移動している。

 この発電所の特徴である揚水発電とは、夜中にダム下流側の須田貝(すだがい)貯水池の水を、奥利根湖へ揚水して、再び発電をくりかえすことをいう。
 電気の使用量には、一日のうちでも大きな変動があり、一般に、深夜には昼間の半分も使わない。
 このため、東京湾周辺にある大規模な火力発電所は、夜中には電力をもてあましているありさまである。
 大火力発電所は、需要におうじて運転を止めたり、動かしたり、発電量をしばしば変更するのでは、大変効率が悪くなる。しかも、発生した電力を貯蔵することはむずかしいから、電力需要がへる深夜には、あまった電力を有効に使うことを考えるのがいちばんよい。
 そこで、深夜あまっている火力発電所の電力を、東京湾周辺から矢木沢発電所まで送電し、その電力でダム下流側の須田貝貯水池に、すでに一度発電に使われてたまっている水を、もう一度奥利根湖に揚水(ようすい)し、翌日その水を落として、再び発電に使おうというわけである。
 ふつう貯水池にたまっている水は、発電のために利用されて下流へ落とせば、その発電所では二度と使えない。
 したがって、さかんに発電すれば、貯水池の水位はどんどん下がり、そのあと上流域に雨が降らなければ、貯水池への流れの初給は少なくなってしまう。
 揚水発電の場合は、昼間発電に使って下がった水位を、夜中に揚水によって回復し、毎朝同じ水位に保つことができ、有効に貯水池を使うことができる。
 したがって、奥利根湖の水位は、さかんに発電に利用している時期には、朝は高く、夜め揚水前にいちばん低くなり、翌朝再び高くなる。その水位差は一〇メートルにもたっする。

8 世界一の新技術 top

 このダムができた直後、朝、奥利根湖にゴムボートを浮かべたキャンプ客が、ボートを止めてのんびりしているうちに、宙吊りになるという事件があった。
 朝は高かった水位がクンダン下がり、ボートの底が立ち木につっかかってしまったからである。
 ダムをつくって水をためるときには、森林をすべて伐採するわけではない。
 昔の樹木の多くは、そのまま湖の中に残っている。少し水位が下がると、あちこちに立ち木の幹があらわれてくる。
 矢木沢ダムは、とりわけ奥地にきずいたこともあって、湖周辺はきりたっていて、道路はなく、湖は、ダム地点から上流側にふたまたに分かれ、ダム管理所から湖面への見通しが悪い。
 パトロール船がなければ、宙吊り船は大変なことになるところであった。
 揚水発電所の水車と発電機は、揚水時には、それぞれポンプと電動機となって、逆回転できるよう“可逆式”になっている。
 落差や、ポンプが水をくみ上げることのできる高さは大きく変動するにもかかわらず、水車が同一速度で回転できるようになっているなど、このダムの建設当時では、世界にもほとんど例のなかった新しい技術が用いられた。
 この発電所の発電最大出力は二四万キロワット、年間発生電力量は三億キロワット時というから、五〇ワット螢光灯ならば、四八〇万個点灯できる発電力であり、群馬県の利根郡全域と、前橋市で使用する全電力を供給できる計算になる。
 揚水発電は、小規模のものは戦前にもあったが、大規模なものは、大火力の夜間電力の利用という条件もあって、昭和三〇年代後半から、わが国ではさかんに開発されてきた新技術といえる。

9 アーチダム top

 矢木沢ダムは地形の関係上、もっとも主要なアーチダム(高さ一三一メートル)にくわえて、横にならんでウィングダム、わきダムと、三つのダムで一組になっているが、いうまでもなく、アーチダムが設計にも工事にももっとも苦労した部分である。
 アーチダムはその形が美しいが、なによりもコンクリート量を大幅に節約できる点が有利である。
 これまでの重カダムは、貯水池にたまった巨大な水量の圧力や地震力などを、ダムコンクリートの重さを利用して、いわけ重力によってささえていたか、アーチダムは重力にくわえて、ダムの両側の岩盤にも水圧などの力を伝え、水平方向のアーチ作用によっても、水圧などにたえるように設計されている。
 しかも、アーチ作用を利用するので、谷幅がせまいほど有利となり、谷幅とダムの高さの比が、一・五程度の場合には、コンクリート量が重カダムの三分の一くらいですむ。
 アーチダムの設計は、とくに日本のような地震国では、大変むずかしかったが、昭和三〇年前後にはそれを解決し、現在では数多くのアーチダムが建設されている。


ダム配置図。下流に示す矢印は、主として浄水場への取水をあらわす。

 黒部川の山奥の、日本一の高さをもつ一八六メートルの黒部ダム、上高地の下流の梓川の一五五メートルの奈川渡(ながわど)ダムなどは、とくに有名なアーチダムである。
 しかし、アーチダムは堅固で良好な地質の地点につくることがのぞましく、断層などのむずかしい地質などにはさけたほうがよいとされている。

10 東京への水 top

 東京の水道用のダムといえば、多摩川の小河内(おごうち)ダムであるが、利根川では矢木沢ダムがはじめて、東京への水道用を目的の一つとしてつくられた。
 矢木沢ダムが昭和四二年に完成したあと、神流(かんな)川に下久保(しもくぼ)ダム、渡良瀬川に草木ダムなど、次々と多目的ダムが完成し、なおいくつかの多目的ダムが工事中々計画中である。
 また、矢木沢ダム以前にも、第二次大戦後、たくさんのダムが利根用水系にはきずかれてきた。
 右上にそれらのうち主要なダムの位置を、下にそれらを一覧表にして示した
 これらはすべて昭和三〇年代以降に完成したものであり、利根川上流域には、この三〇年たらずのうちに、多数のダムによる活発な河川開発が行われたことがわかる。
 それによって川の流れが高度にコントロールされるようになるとともに、上流域の景観もいちじるしく変わったといえる。
 これらのダム建設の、重要な目的である水資源開発についてみると、昭和四〇年代以降、つまり矢木沢ダム以後のダムによる開発量を合計すると、農業用水毎秒一四立方メートル、水道用水毎秒約四四立方メートル、工業用水毎秒一一立方メートルとなる。
 水道用水開発量は、ひとり一日使用量を三〇〇リットルとすれば、じつに約一二六〇万人分の水道を新しく確保したことになる。
 この水道用水のうち、東京都への配分は、矢木沢ダムから四立方メートル、下久保ダムから一二・六立方メートル、草木ダムから五・六八立方メートル、それに昭和四五年完成した河口堰による、東京都わりあて分一〇・六三立方メートルをくわえると、合計三二・九一立方メートル、約三三立方メートルとなり、一日約二八〇万立方メートルとなる。
 この量は東京都民の、六〇〇万人ちかい水道用水量に相当する。

11 水没家屋一六九戸 top

 矢木沢ダムの下流五キロに楢俣(ならまた)ダム、それからさらに約一〇キロ下流に藤原ダムとならんでいる。
 これらのダムは、第二次大戦後、比較的はやい時期に完成し、利根川ダム群ではもはや古いダムとなってしまった。
 楢俣ダムによって生まれた洞元(どうげん)湖が、矢木沢ダムの揚水発電の下池になっており、楢俣ダムは、もともと発電用として昭和三〇年に完成し、四万六〇〇〇キロワットの須田貝(すだがい)発電所をそなえていたか、矢木沢ダムの揚水発電によって、二重の役割をもつことになったわけである。
 なお、須田貝発電所は、日本では最初の地下発電所であり、防雪と環境調和をねらったもので、昭和三〇年では画期的なことであった。
 発電所を地下に入れることによって、周辺の風景を乱さずにすむため、最近では地下発電所はめずらしくはなくなった。
 またそれによって、ダムの高さ以上に落差を得る利益もあり、技術的にもすぐれたものである。
 その下流の藤原ダムは、昭和三三年に完成し、赤谷(あかや)川の相俣(あいまた)ダム、鬼怒川の五十里(いかり)ダム
とともに、利根川水系では、もっともはやい時期に完成した多目的ダムである。
 楢俣ダムと藤原ダムの中間のあたりに、右から流入するのが宝(たから)川である。
 この川べりに熊が泳ぐ温泉として有名な宝川温泉があり、その奥に、半世紀にわたって川の流れと森林の関係について地味な調査をおこなっている、林野庁の宝川試験地がある。
 藤原ダムの建設によって、一六九戸の家が水没した。
 この藤原は、かつて奥州の藤原氏の落人か住みついたところといわれ、さらにその昔は、アイヌなど先住民族のかくれすんだところといわれている。
 また藤原は、江戸時代初期には、真田幸村の分家で、これより下流の沼田の殿様であった真田信幸の勢力範囲であり、沼田の流刑(るけい)地であった。
 ようするに、江戸時代までは、きわめて不便な陸の孤島であったと思われる。
 昭和六年に上越線が開通し、ようやく交通の便もよくなった。

12 埋まるダム top

 矢木沢ダムをけじめ、六七ページの表にかかげた大部分のダムは多目的であるため、夏の洪水期には洪水にそなえて水位を下げている。
 ところか、夏はまた観光レクリエーションの季節であるため、ダムヘの観光客もおとずれる。
 せっかくの観光シーズンに、ダムは満々と水をたたえることができないのが、洪水調節を目的とする多目的ダムにとって、残念な点である。
 ダムが観光に役立つか否かは、しばしば議論になるところである。
 少なくとも、ダムをつくりさえすれば、きれいな湖が出現し、観光にも役立つものと楽観するわけにはいかない。
 これについては、九章で渡良瀬川の草木ダムの話のときに説明したいと思う。
 ダムができたあと、貯水池に土砂が堆積し、だんだん浅くなっていくのも悩みの種である。
 すでに説明したように、ダムの計画には、あらかじめそれをふくんでいるとはいうものの、堆積か予想以上にはやい場合も、けっしてめずらしくはない。
 貯水池の堆砂によって貯水池容量がへることは、いわばダムの寿命か短かくなることを意味する。
 日本のダムは、大陸諸国の大ダムとくらべれば、河床勾配の急な地点にきずくために、また流域山地の地質特性、それにくわえて豪雨が多いことなどのために、川へでてきて運ばれる土砂量が多く、貯水池に多くの土砂がたまりやすい。

13 ダムをめぐるむずかしい問題 top

 昭和五四年のダム湖の堆砂についての調査によれば、貯水容量二〇〇万立方メートル以上の全国四二五ダムでの総堆砂量は、約八億立方メートル、すなわち矢木沢ダムの総貯水容量二億立方メートルの四倍にもなる。
 この四二五ダムの総貯水容量は、約一三二億立方メートルであるから、その約六パーセントに相当する容量が堆砂していることになる。
 もちろん、その比はダムによってまちまちであるか、土砂を多く流しだす川のダム湖ほど、堆砂しやすい。
 とくに中部地方にあるダムの堆砂ははげしく、中部地方の五五ダムだけで、三億立方メートル以上も堆積している。
 ここでは一ダムあたり平均して、貯水容量の一八パーセントも埋まっている。
 とくに天竜川の泰阜(やすおか)ダムは、昭和一一年に完成したか、その湖はすでに九〇パーセント以上も埋まっており、天竜川の佐久間ダムや、黒部川の黒部ダムなど、中部地方の大ダムの湖は、予想を上回るいきおいで、土砂が堆積している。
 この対策としては、いずれある時期にこの堆積土砂を大々的にさらって、ダム湖の若返りをはからなくてはならないであろう。
 佐久間ダムでは、この堆積土砂をとり、パイプで輸送するテストが行われるなど、いくつかのダムで堆砂対策が研究されている。
 もちろん、正攻法の対策としては、古くからダムの上流側に砂防ダムをつくるなど、さまざまな方法か、すでに各地で行われているが、抜本的対策はむずかしい。
 その他、ダムによっては、洪水のときににごった水が、もとのように澄むまでに長い日数がかかり、下流への放流水も長くにごったままであるために、下流側の漁業関係者から抗議されたり、貯水池の水が富栄養化するなどの、やっかいな問題が生じている場合もある。
 富(ふ)栄養化の問題については、一一章の霞ヶ浦(かすみがうら)のところで説明する。
 このように、ダムはやっとできあがったあとも、さまざまなむずかしい問題に出会い、その維持管理は大切な課題である。

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