リーチスケールでの自然を基盤とした解決策：吉尾川における洪水緩和の事例研究

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides empirical validation of hydraulic models for NBS in steep tributaries, offering a reproducible methodology for similar studies.

🏢実務担当者:Demonstrates that localized channel widening and vegetation can yield measurable flood reduction, useful for cost-effective river restoration planning.

🏛政策担当者:Supports inclusion of reach-scale NBS in climate adaptation strategies, particularly for flood-prone mountainous regions with constrained budgets.

抄録 自然を基盤とした解決策（NBS）は、河川復元と洪水リスク管理においてますます推進されている。しかし、ほとんどの研究は氾濫原の再連結や河道の再蛇行化といった大規模な介入に焦点を当てており、これらはしばしば広大な土地取得と長い実施期間を必要とする。狭窄した急流河川における、より小規模なリーチ規模のNBS対策の水理学的有効性は、十分に定量化されていない。本研究は、日本の熊本県を流れる球磨川の支流である吉尾川において、局所的なNBSベースの復元対策の水理学的応答を定量化するものである。二次元水理モデルiRIC Nays2DHを用いて、基準条件と4つの復元シナリオ（河道拡幅、粗度を増加させた拡幅、水制を伴う拡幅、河岸植生を組み合わせた拡幅）について非定常流シミュレーションを実施した。結果は、特定の区間において水面標高が最大1 m低下することを示した。水位は、拡幅シナリオではリーチの98%に沿って基準条件よりも低く、植生シナリオでは57%で低かった。ピーク到達時間は約25〜75%増加し、植生が最大の遅延を生み出した。植生ベースの復元は、他のシナリオと比較して空間的な流況の変動性も増加させた。シミュレーションされた水位は、同河川の事前に較正された水理モデルの結果と強い一致（$$R^2 = 0.89$$）を示した。これらの知見は、局所的でリーチ規模のNBS対策が、狭窄した支流システムにおいて洪水位を測定可能な程度に低減し、ピークの伝播を遅延させ得ることを示しており、気候適応型河川管理におけるそれらの水理学的有効性に対する定量的な証拠を提供する。グラフィカルアブストラクト このグラフィカルアブストラクトは、大規模な河川復元を超えて、吉尾川（日本の球磨川水系の支流）におけるリーチ規模の自然を基盤とした解決策を評価する本研究の概念的枠組み、調査地域、モデリング手法、および主要な知見を要約したものである。洪水後の河道形状が基準条件として使用され、二次元水理モデルiRIC Nays2DHを用いて非定常流下での洪水伝播がシミュレーションされた。複数の復元シナリオが検討され、河道拡幅単独、ならびに河道拡幅と上流部の粗度向上、水制の設置、および河岸植生の組み合わせが含まれた。結果は、従来の予想に反して、局所的で小規模な復元対策が、洪水ピークの発生時期を遅らせながら、洪水位とピーク流量を有意に低減できることを実証している。植生ベースおよび上流部の粗度ベースの介入は最大の減衰効果をもたらし、一方、水制ベースの復元は比較的低い効果を示した。全体として、これらの知見は、局所的に実行可能なリーチ規模の自然を基盤とした解決策が、急峻で空間的に制約された河川区間においても、極端な事象時の洪水リスク低減に貢献し得ることを示している。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Abstract Nature-Based Solutions (NBS) are increasingly promoted for river restoration and flood risk management. However, most studies focus on large-scale interventions such as floodplain reconnection or channel remeandering, which often necessitate extensive land acquisition and long implementation periods. The hydraulic effectiveness of smaller, reach-scale NBS measures in confined torrential rivers remains poorly quantified. This study quantifies the hydraulic response of localized NBS-based restoration measures in the Yoshio River, a tributary of the Kuma River in Kumamoto Prefecture, Japan. Using the two-dimensional hydraulic model iRIC Nays2DH, unsteady flow simulations were conducted for baseline conditions and four restoration scenarios: channel widening, widening with increased roughness, widening with spur dikes, and widening combined with riparian vegetation. Results show reductions in water surface elevation of up to 1 m at certain sections. Water levels were lower than baseline conditions along 98% of the reach under the widening scenario and 57% under the vegetation scenario. Peak travel time increased by approximately 25–75%, with vegetation producing the largest delay. Vegetation-based restoration also increased spatial flow variability compared with other scenarios. Simulated water levels showed strong agreement ( $$R^2 = 0.89$$ ) with results from a previously calibrated hydrodynamic model of the same river. These findings indicate that localized, reach-scale NBS measures can measurably reduce flood stages and delay peak propagation in confined tributary systems, providing quantitative evidence for their hydraulic effectiveness in climate-adaptive river management. Graphical Abstract This graphical abstract summarizes the conceptual framework, study area, modeling approach, and key findings of this study, which moves beyond large-scale river restoration to evaluate reach-scale nature-based solutions in the Yoshio River (a tributary of the Kuma River system, Japan). Post-flood channel geometry was used as the baseline condition, and flood propagation was simulated under unsteady flow using the two-dimensional hydraulic model iRIC Nays2DH. Multiple restoration scenarios were examined, including channel widening alone and channel widening combined with upstream roughness enhancement, spur-dike installation, and riparian vegetation. The results demonstrate that, contrary to conventional expectations, localized and small-scale restoration measures can significantly reduce flood water levels and peak discharge while delaying flood peak timing. Vegetation-based and upstream roughness–based interventions provide the greatest attenuation, whereas spur-dike–based restoration exhibits comparatively lower effects. Overall, the findings indicate that locally feasible, reach-scale nature-based solutions can contribute to flood-risk reduction during extreme events, even in steep and spatially confined river reaches.

• openalex https://doi.org/10.1007/s41748-026-01271-8first seen 2026-07-02 05:38:38