[A-HW23] 同位体水文学2021

[AHW23-P08] 東京都大田区，呑川の流量形成に果たす地下水の役割に関する同位体的研究

*安原 正也¹、李 盛源¹、伊東 優希²、稲村 明彦³、森川 徳敏³、中村 高志⁴ (1.立正大学地球環境科学部、2.さいたま農業協同組合、3.（国研）産業技術総合研究所活断層・火山研究部門、4.山梨大学国際流域環境研究センター)

キーワード：都市河川、コンクリート護岸、地下水浸出、水流形成、酸素同位体

東京都大田区を東流する呑川は，コンクリート三面張の護岸を有する典型的な都市河川である．現在，目黒区大岡山駅下流の工大橋において日量2-3万m³程度の下水の高度処理水（落合水再生センターからの導水）が放流されており，工大橋より下流の無降雨時の呑川の流量はこの下水処理水に由来するものとみなされている．しかし一方で，約4 km下流の鶴林橋までの流路区間においては，高さ5 m程度の護岸側壁の途中に多数の湧水パイプが埋設されており，特に工大橋から下流約0.5 kmの区間ではこれらのパイプから常時地下水の流出が認められる．また鶴林橋に近い下流部の約1 kmの流路区間では，いわゆる“湧水孔”とよばれる部分的にコンクリート打ちが行われていない河床部分が存在する．さらに，河床のコンクリートの継ぎ目には地下水の浸み出しを示唆する黄褐色に染まった部分も散見されることから，呑川にはこれらの経路を通じて浅層地下水が流入し，その流量（水流）の形成・維持に地下水が一定の寄与をしているものと考えられる．そこで，2015年7月28日と10月26日，2018年1月20日，2月6日，3月12日，5月12日，また2019年9月20日のいずれも無降雨日に，呑川へ流入する浅層地下水の量的評価を，工大橋から約4 km下流の鶴林橋（2015年7月28日のみ，鶴林橋よりさらに100 m下流の稲荷橋）までの流路区間において試みた．

それぞれの調査日の工大橋の高度処理水の酸素同位体比と，鶴林橋あるいは稲荷橋で採水した河川水の酸素同位体比に基づいて地下水流入量を算出した．浅層地下水については，品川区や大田区で過去に測定した湧水や浅井戸の地下水の酸素同位体比（産総研ならびに立正大未公表データ）で代表させた．下水処理水は利根川，荒川，多摩川といった高標高の内陸山地部に源を有する大河川の水（すなわち，水道水）をその起源としているため-9〜-7‰δ¹⁸O程度と同位体的に軽い．一方，地域の浅層地下水は相対的に重く（-7〜-6‰δ¹⁸O程度），両者の同位体比には差がある．このような同位体的に重い浅層地下水の流入のため，呑川の河川水は流下に伴い同位体比が徐々に大きくなる傾向を示した．計算の結果，鶴林橋あるいは稲荷橋の呑川の流量に占める地下水の割合は，夏季豊水期には約20%〜30%，冬季渇水期には約10%程度と求められた．今回の酸素同位体比に基づく推定結果は，いずれの時期においても無降雨時の呑川の河川流量の形成・維持には地下水が無視できない役割を果たしていることを示している．これは前報（藤岡ほか，2018）の電気伝導度に基づく結果とも整合的である．すなわち，コンクリート三面張の河川であるにもかかわらず，呑川は依然として都市の地下水循環の一部分として機能していることを意味している．なお，夏季と冬季の呑川の流量に占める浅層地下水の割合の違いは，河川近傍の地下水位の季節変化と密接な関係があるものと推定されるが，これについては今後の調査・検討課題としたい．