「緑のダム」はムダ? それとも……最新科学から考える森林の治水機能

台風19号では多くの河川が氾濫し、洪水が発生した。(写真:ロイター/アフロ)

 大雨による災害が立て続けに起こる日本列島。とくに今秋は、台風19号から洪水続きで各地に大被害をもたらしているが、水源地、とくに山はどうなっているだろうか。

 森林に覆われていたら「緑のダム」効果で水があふれるのを留めてくれる……そう期待する向きもあるに違いない。あるいは、(コンクリートの)ダムや堤防がなければ今回のような水害は防げないという主張もあるだろう。

 国交省のHPでは、「森林は、中小洪水に一定の効果を有するものの、治水計画の対象となるような大雨の際には、森林域からも降雨はほとんど流出することが観測結果からも伺えます(原文ママ)」とある。

 大雨が降ると、土壌内の間隙に水が飽和してしまい、雨水は地表面流として流れるから治水機能は限界に達するというわけだ。だから緑のダムに、それほど期待しない方がよい、コンクリートのダムも築かなくてはならない……と暗に匂わせているようでもある。

 しかし、水文学が専門の人間環境大学の谷誠・特認教授は、それを「俗説」とした。

 そもそも森林の持つ治水機能とは、単に森林地域が水を溜めて河川の流量を減らすことではない。山に降った雨が河川に流れ出すまでに時間差をつけて、ピーク流量を減らすことにある。すると水位が急激に上がることを抑制できる。

土壌は大雨になると含水率を増やす

 そこで重要なのは、水を溜める土壌内の間隙だ。そのサイズは大小さまざまだが、すべての間隙に水は入らないという。細かい間隙ほど毛細管現象による力で水を吸引して貯留しやすいが、大きな間隙には通常水は溜まらない。いくら降雨量が多くなっても、すべての間隙が完全に飽和までには至らないのだという。

 ただ降雨が強まると、土壌間隙の含水率(貯水量に連動する)は上がる。これまで水が入らなかった大間隙にも水が溜まり始めるからだ。土壌は、たくさん雨が降ると溜められる水の量(間隙)も増やすというのだ。これは盲点だ。

 たとえば0.5%土壌の含水率が上がるだけでも、広い流域の土壌の量からすると流量を大きく変える力がある。とくに土壌層が厚ければ含水率の変化も大きくなり、貯水量は増加する。そして流出するまでに時間差を生み出す。それが河川流量のピークを引き下げることで洪水を起こりにくくするというのだ。

 付け加えれば、森林、つまり草木が生えていると光合成で常日頃から土壌水分を吸収して蒸散させるから、全体に土壌を乾燥させる効果がある。これは降雨時の水を貯留できる間隙を増やしていることになるだろう。

 この理論に沿えば、森林(の土壌)には洪水の規模を抑える効果があると言えるのではないか。

 コンクリートのダムだと降雨が強くても貯水量が拡大することもなく、あっと言う間に限界に達してしまう。たとえば台風19号の際に空っぽの八ッ場ダムが一夜にして満水になったと話題に上がったが、あの程度の貯水量では、河川の水位を数センチ引き下げる程度の効果しか望めないだろう。

 もちろん、地表が水没するほどの降雨量なら、土壌層の間隙すべてに水が入ることもあるかもしれない。そうなると治水効果もなくなるが、そんな状態では土壌が地下水の浮力によって安定を失ってしまうから、崩壊し流れてしまう。「緑のダム」そのものがなくなる。その意味では限界はある。ただ平地や部分的な斜面はともかく、山全体が水没することは考えにくい。

森林整備しても治水効果は疑問

 やはり洪水など水害を防ぐには、「緑のダム」を充実させることが重要だと思わせる。

 そこで林野庁などは「森林整備」を進めて森林の治水機能を高めようと呼びかけるわけだが……これまた「俗説」となる。

 森林整備と言えば、植林や下草刈り、間伐などを林業的な作業を指すことが多い。しかしそれが「緑のダム」を強める効果につながるだろうか。

 森林整備の名の元に、林内に道を伸ばし車両などを入れると、森林土壌がえぐれて斜面が傷つくことも増える。昨今、進めている主伐(という名の皆伐)は森をなくしてしまうのだから、雨が降れば土壌を流し去ってしまいかねない。むしろ逆効果だ。間伐で地表を明るくし草を生やす効果もあるが、それは治水機能とは別の役割だろう。

 ときには落葉樹を植えたら落葉が土壌をつくる……という意見もある。だが腐葉土では地表水に流されるし、落葉が分解して土壌になるのは100年で数ミリの単位だ。目先の森林整備で土壌がすぐに分厚くなることは望めない。

 何より土壌とは、長い時間の間に基盤の岩が地球的な活動(造山運動や地震、地熱、水の浸透……)によって風化してつくられるものであり、人為的に操作できるものではない。当然、土壌の間隙のサイズを変えたり量を増やしたりすることなどできないのだ。

 結論としては、「緑のダム」を軽んじてはいけないが、同時に万能でもないし、また人が手を加えて機能を強化することなど無理だということだろう。ただし「緑のダム」を壊すのは、ある意味たやすい。人は、長い年月をかけて築き上げてきた森林と土壌の相互作用をなるべく壊さないようにするべきだろう。