ダムと海岸侵食の関係とは？せき止められた土砂が招く砂浜消失と土砂還元の挑戦

消える日本の砂浜——年間160ヘクタールという現実

日本の海岸線は約3万5,000キロメートル。世界でも有数の長さを持つが、その砂浜はいま急速に失われつつある。国土交通省河川局の資料「海岸侵食の現状と課題」（2006年）によると、全国の汀線変化の調査から、日本では年間約160ヘクタールの国土が海岸侵食によって失われていると推定される。1年で東京ドームおよそ34個分の砂浜が、波にのまれて消えている計算だ。

同資料は、全国に約1万9,000ヘクタールある砂浜のうち、およそ15年間で約2,400ヘクタール——全体の約13％——がすでに侵食で失われたとも報告している。海岸侵食は台風の高波のような一時的な現象ではなく、砂の「収入」と「支出」のバランスが崩れたことで進む、慢性的な国土の縮小なのだ。

侵食の主因は「土砂の供給不足」

海岸侵食の原因としてまず思い浮かぶのは波や高潮かもしれない。しかし国の資料が第一に挙げるのは、河川から海岸へ流れ込む土砂の絶対量が減ったことである。ダムや堰の建設、河川からの砂利採取、山地の治山・砂防工事などによって、川が海へ運ぶ土砂は大きく減少した。加えて、港や防波堤などの構造物が海岸沿いの砂の流れ（沿岸漂砂）を分断したことも、局所的な侵食に拍車をかけている。

• 天竜川河口・遠州灘（静岡県）——上流のダム群による土砂供給減で、河口周辺の汀線が数十年で大きく後退
• 新潟海岸（新潟県）——信濃川の分水路建設や砂利採取などの影響で、明治以降300メートル以上汀線が後退した区間がある
• 九十九里浜（千葉県）——供給源だった崖の侵食対策や漁港建設により砂の流れが変わり、南北の端部で侵食が進行

砂浜が失われて困るのは、景観や海水浴だけの問題ではない。砂浜は沖から寄せる波のエネルギーを砕き、吸収する天然の防波堤であり、幅の広い浜があるだけで背後の道路や家屋に届く波の力は大きく減衰する。浜が痩せた海岸では、高潮や台風のたびに護岸が直接波を受けて壊れやすくなり、より高く頑丈な構造物を造り続けなければならなくなる。つまり砂浜の消失は、防災コストの増大という形で確実に社会に跳ね返ってくる。国が「粘り強い海岸防護」の要素として砂浜の保全を位置づけているのは、このためだ。

砂浜の砂はどこから来るのか——山から海への長い旅

そもそも砂浜の砂は、どこからやって来るのだろうか。答えは「山」である。山地の岩石が風化・崩壊して生まれた土砂は、雨のたびに沢から谷へ、谷から川へと運ばれ、洪水のときに一気に下流へ流される。そして河口から海に出た砂は、波と沿岸流によって海岸沿いに運ばれ、砂浜や砂州、干潟をつくる。この山地から海岸までひとつながりの土砂の流れを「流砂系」と呼ぶ。

川が運ぶ土砂が砂浜を「補給」している

砂浜は一見動かないように見えて、実は絶えず砂が出入りする動的な地形だ。波は常に砂を沖へ運び出したり岸へ打ち上げたりしており、嵐のたびに浜は削られる。それでも砂浜が保たれてきたのは、川が洪水のたびに新しい土砂を海へ供給し、失われた分を補給してきたからである。国土技術政策総合研究所（国総研）の解説によれば、砂浜の維持は「河川からの土砂供給」と「波による損失」の収支で決まる。収入が絶たれれば、浜は貯金を取り崩すように痩せていく。

見落とされがちなのが、この旅にかかる時間の長さだ。山で崩れた土砂が川を下り、海岸に届いて砂浜の一部になるまでには、数十年から数百年単位の時間がかかる。いま私たちが歩いている砂浜の砂の多くは、はるか昔の洪水が運んだ「過去からの貯金」なのだ。だからダムで供給を止めても浜はすぐには消えず、逆に対策を始めても効果が現れるまでに長い時間がかかる。この時間差こそが、海岸侵食への対応を難しくしている最大の理由である。

沿岸漂砂——海の中のベルトコンベア

河口に届いた砂は、そのまま河口にとどまるわけではない。波が斜めに打ち寄せることで海岸沿いに砂を運ぶ流れが生まれ、砂は海岸線に沿って何キロメートルも旅をする。これを沿岸漂砂という。遠州灘の海岸は、天竜川が供給した土砂が沿岸漂砂で東西に運ばれて形づくられたものだし、九十九里浜の砂の多くは両端の崖（屏風ヶ浦など）が波に削られて供給されたものだ。つまりひとつの浜は、遠く離れた川や崖と「砂の道」でつながっている。この道のどこか一か所が断たれるだけで、下流側の浜すべてに影響が波及する。

ダムはどうやって砂をせき止めるのか——堆砂のメカニズム

ダムは水をためる施設だが、同時に土砂もためてしまう。川の水がダムの貯水池に流れ込むと、流れの速さが急激に落ちる。土砂を運ぶ力は流速に強く依存するため、上流から運ばれてきた砂や礫（れき）は貯水池に入ったとたんに沈み、ダムの底に積もっていく。これが「堆砂（たいさ）」である。粒の大きな礫は貯水池の上流端に、細かい砂や泥はダム堤体の近くに、ふるい分けられるように堆積する。

佐久間ダム——総貯水容量の4割が土砂で埋まった

堆砂の規模を象徴するのが、天竜川中流にある佐久間ダム（1956年完成、電源開発）だ。2021年3月時点の堆砂量は約1億4,000万立方メートルに達し、総貯水容量（約3億2,700万立方メートル）の4割を超えている。天竜川はもともと日本有数の土砂供給量を誇る川で、上流の南アルプスから大量の土砂が流れ下っていた。その土砂の大部分が佐久間ダムをはじめとするダム群にせき止められた結果、下流の遠州灘への土砂供給は激減し、国土交通省中部地方整備局の資料によれば、天竜川河口周辺の海岸では著しい汀線後退が観測されている。

佐久間ダムは特別な例ではない。日本は国土の約7割が山地で、地質が若く崩れやすいうえに急流河川が多いため、世界的に見ても土砂の生産量が多い。とりわけ中部山岳地帯や南アルプス周辺の流域では土砂流入が激しく、計画を上回るペースで堆砂が進むダムが報告されてきた。国土交通省は全国のダムの堆砂状況を毎年調査・公表しており、堆砂対策は特定のダムの個別問題ではなく、全国のダム群と海岸線をまたぐ国土管理の課題として扱われるようになっている。

重要なのは、堆砂が海岸だけでなくダム自身にとっても深刻な問題だという点だ。貯水池が土砂で埋まれば、洪水をためる治水容量も、発電や水道に使う利水容量も減っていく。つまり「土砂を下流へ流す」ことは、海岸を守ると同時に、ダムという社会インフラを次世代に引き継ぐためにも必要な取り組みなのである。

世界中で起きている「砂の飢餓」

ダムによる土砂のせき止めは、日本だけの問題ではない。コロラド大学のジェームズ・シビツキー（James Syvitski）らが2005年に科学誌『サイエンス』に発表した研究によると、人間活動（農地開発など）は世界の河川が運ぶ土砂を年間約23億トン増やした一方で、ダムの貯水池が土砂を捕捉するため、実際に海へ届く土砂は年間約14億トンも減少した。世界の貯水池にため込まれた土砂の総量は累計1,000億トンを超えると推計されている。研究者たちはこの状態を「砂の飢餓（sediment starvation）」と呼び、世界中の三角州や海岸が飢えつつあると警告する。

人類は土壌侵食によって河川の土砂を増やしながら、同時に貯水池への貯留によって、世界の海岸に届く土砂を減らしている。

― Syvitski et al.（2005）『Science』308巻の要旨より意訳

ナイルデルタ——アスワン・ハイ・ダムの後で

最も有名な事例が、エジプトのナイル川だ。1970年に完成したアスワン・ハイ・ダムは、毎年の洪水を巨大なナセル湖にため、通年の灌漑と発電を可能にした。しかしナイル川が地中海へ運んでいた土砂もダムでほぼ完全にせき止められ、数千年かけて成長してきたナイルデルタは一転して侵食される側に回った。デルタ先端のロゼッタ岬などでは年間数十メートル規模の海岸後退が報告され、地盤沈下や海面上昇と重なって、エジプトの穀倉地帯であるデルタ低地の将来が懸念されている。

コロラド川——海に届かなくなった大河

米国西部のコロラド川は、フーバーダムやグレンキャニオンダムなどの巨大ダム群と大規模な取水により、流量も土砂も大幅に減少し、河口のカリフォルニア湾（コルテス海）まで水が届かない年が常態化した。かつて豊かな干潟と汽水域が広がっていたコロラド川デルタは大きく縮小し、渡り鳥や魚類の生息地が失われた。米国とメキシコは2014年以降、条約に基づいて意図的に環境用水を流す「パルスフロー」という試みを行い、デルタの一部で植生や鳥類の回復が確認されている。

長江——三峡ダムと縮む河口デルタ

アジアでも同じことが起きている。中国の長江（揚子江）では、2003年に貯水を開始した三峡ダムをはじめとする流域のダム群によって、河口へ届く土砂の量が大きく減少した。研究報告によれば、長江が海へ運ぶ土砂は1950〜60年代に比べて7割前後も減ったとされ、かつて拡大を続けていた河口部の干潟や水面下のデルタ地形の一部では、堆積から侵食への転換が観測されている。長江河口は上海という巨大都市を抱え、広大な干潟が渡り鳥の国際的な中継地にもなっているだけに、土砂供給の減少は防災と生態系の両面で注視されている。

影響は砂浜だけではない——干潟・河口・海の生態系

土砂供給の減少がもたらすのは、海水浴場が狭くなるといった話にとどまらない。川が運ぶ砂と泥は、河口の干潟や砂州、浅場といった「海の生き物のゆりかご」を物理的に支える材料でもある。供給が減れば、干潟は波や潮流に削られる一方になり、少しずつ痩せて深くなっていく。

干潟が痩せると、生き物の暮らしが崩れる

干潟は、川が運んだ細かい砂泥が河口付近に堆積してできる地形だ。そこにはアサリやハマグリなどの二枚貝、ゴカイ類、カニやアナジャコが高密度で暮らし、それらを餌にするシギ・チドリ類など渡り鳥の中継地にもなっている。干潟の生き物は海水を濾過して水質を浄化する役割も担っており、干潟が痩せることは、漁業資源の減少と海の浄化能力の低下に直結する。日本の干潟は埋め立てによって戦後大きく減少したが、残された干潟もまた、土砂供給の減少という見えにくい圧力にさらされている。栄養塩の流れの変化と合わせ、流域と海のつながりについては窒素・リンはどこから海へ来るのかの記事も参考にしてほしい。

土砂の「量」だけでなく「質」（粒の大きさの構成）も重要だ。粒の細かい泥やシルトは流れの穏やかな河口にたまって干潟をつくり、それより粗い砂は波に運ばれて砂浜を、大きな礫は川底の瀬をつくる。ところがダムの貯水池は粒径ごとに土砂をふるい分けてため込むため、下流へ流れる土砂の組成そのものが変わってしまう。細かい砂が減った海岸では浜の砂が粗くなり、生き物の顔ぶれも変わる。干潟や砂浜の生態系を保つには、単に土砂を流せばよいのではなく、どの粒径の土砂をどれだけ流すかまで考えた管理が求められる。

砂浜そのものが、ひとつの生態系である

砂浜は単なる「砂の置き場」ではない。アカウミガメは砂浜にしか産卵できず、日本の太平洋岸は北太平洋の個体群にとって重要な産卵地だ。浜にはスナガニやハマトビムシが穴を掘り、ハマヒルガオやコウボウムギなどの海浜植物が砂丘を安定させる。砂浜が痩せて波が砂丘まで届くようになると、産卵巣が波にさらわれ、海浜植物の帯が消え、浜の生態系全体が縮んでいく。温暖化による海面上昇はこの問題をさらに加速させる。将来予測については海面上昇で日本の砂浜9割が消える？で詳しく解説している。

土砂を海へ返す——日本で進む「土砂還元」の技術

では、ダムにたまった土砂を海へ返すことはできるのだろうか。日本では1990年代以降、「山から海までの流砂系を通して土砂を管理する」という総合土砂管理の考え方が国の方針となり、ダムを土砂が通り抜けられるようにするさまざまな技術が実用化されてきた。世界的にも先進的な取り組みが多い分野だ。

排砂ゲート——黒部川・出し平ダムと宇奈月ダムの「連携排砂」

富山県の黒部川は、急峻な地形ゆえに土砂の流入が非常に多い川だ。関西電力の出し平（だしだいら）ダムは、日本で初めて排砂ゲートを備えたダムとして建設され、1991年から排砂を実施してきた。さらに下流に国土交通省の宇奈月ダムが完成すると、2001年からは2つのダムが同時にゲートを開けて土砂を流す「連携排砂」が始まった。増水（出水）のタイミングに合わせて水位を下げ、自然の洪水の力で土砂を海まで押し流す仕組みで、毎年の実施状況と富山湾を含む環境モニタリングの結果は国土交通省北陸地方整備局が公表している。一方、1991年の初回排砂では長期間たまって腐敗した泥が一気に流下し、下流の漁業に被害が出たことから訴訟にも発展した。この経験を教訓に、現在は「ためすぎる前にこまめに流す」運用と環境調査が徹底されている。

土砂バイパストンネル——美和ダムの挑戦

長野県の天竜川水系・三峰川にある美和ダムでは、全国の多目的ダムで初めてとなる恒久堆砂対策として、全長約4.3キロメートルの土砂バイパストンネルが2005年に完成した。洪水のとき、土砂を含んだ濁流を貯水池の上流で分派堰により分け取り、トンネルでダムの下流へそのまま迂回させる仕組みだ。2005年から試験運用を重ね、2019年から本格運用に移行している。貯水池を土砂で埋めさせず、下流と海への土砂の道を保つ、いわば「ダムのバイパス手術」である。

置き土と、佐久間ダムを変える「天竜川ダム再編事業」

より手軽な方法として全国のダムで行われているのが「置き土（土砂還元）」だ。貯水池の上流側にたまった土砂を掘り出してダム下流の河原に置き、次の増水で自然に流下させる。そして天竜川では、堆砂が最も深刻な佐久間ダムそのものを改造し、恒久的に土砂を流せる構造にする「天竜川ダム再編事業」が国土交通省によって進められている。ダムの機能を保ちながら土砂の連続性を回復し、遠州灘の海岸侵食の抑制につなげることを目的に掲げた、日本最大級の土砂管理プロジェクトである。

これらの技術に共通するのは、「流してみて、観測して、やり方を直す」順応的管理の姿勢だ。土砂を流す量やタイミングを誤れば、下流の川底が急に上がって洪水リスクが増したり、濁りが長引いて漁業に影響したりする。そのため各事業では、水質・川底の変化・魚類や底生動物・海域への影響を継続的にモニタリングし、専門家や漁業者を交えた委員会で結果を検証しながら、翌年の運用に反映させるサイクルを回している。自然の土砂の流れを人間が完全に設計することはできない——だからこそ、観測と修正を繰り返しながら少しずつ正解に近づけていくのである。

海岸側の対策——養浜とサンドバイパス

川からの土砂供給が回復するまでには長い時間がかかる。そこで海岸側では、人の手で砂を補給する「養浜（ようひん）」が広く行われている。ダンプやポンプで砂を運んで痩せた浜に足す方法で、護岸やテトラポッドのような「波を固い構造物で受け止める」対策に比べ、砂浜の景観と生態系を保ちながら防護機能を回復できるのが利点だ。静岡県の遠州灘沿岸では、天竜川の河道掘削で出た土砂や、漁港にたまった砂を養浜材として活用する広域的な土砂管理が進められている。

養浜は「砂を運んで置けば終わり」という単純な作業ではない。もとの浜と粒の大きさや色が違う砂を入れると、波にすぐ持ち去られたり、浜の生き物や景観に影響したりするため、養浜材の粒度をもとの浜に合わせることが重要になる。また、沿岸漂砂の下手側にたまりすぎた砂を掘って上手側の痩せた浜へ戻す「サンドリサイクル」も各地で行われており、限られた砂を海岸の中で循環させる工夫が重ねられている。養浜は即効性がある一方、供給源が回復しない限り繰り返し続ける必要がある——いわば対症療法であり、川からの土砂還元という根本治療とセットで進めることに意味がある。

福田漁港のサンドバイパス——砂の流れを機械でつなぐ

静岡県磐田市の福田漁港では、沿岸漂砂の上手側に砂がたまって航路を埋め、下手側の浅羽海岸が砂不足で侵食されるという、構造物が漂砂を分断する典型的な問題が起きていた。そこで導入されたのがジェットポンプ式のサンドバイパスシステムだ。港の上手にたまる砂を海中のジェットポンプで吸い上げ、パイプラインで漁港を越えて下手側の海岸へ送り届ける。分断された「砂の道」を機械の力でつなぎ直す発想で、航路埋没と海岸侵食という2つの課題を同時に解決する仕組みとして稼働している。

ただし養浜には「足す砂をどこから持ってくるか」という根本的な問いがつきまとう。海底から砂を採れば、今度は採取地の環境が乱される。世界的には建設需要も含めた砂の採取が新たな環境問題となっており、詳しくは海砂採掘が海岸侵食を加速するの記事で解説している。砂は「どこにでもある無限の資源」ではなく、流域と海岸の中を循環する有限の資源として管理する必要があるのだ。

ダム撤去という選択——荒瀬ダムとエルワ川が見せた回復力

役割を終えたダムを撤去して川と海のつながりを取り戻す——そんな選択をした事例が、国内外に現れている。熊本県八代市の球磨川にあった荒瀬ダム（県営発電ダム、1955年完成）は、日本で初めて本格的に撤去されたコンクリートダムだ。老朽化と環境への影響を背景に撤去が決まり、2012年度から工事が始まって2018年3月に完了した。

球磨川と八代海に戻ってきた生き物

撤去後の球磨川では、よどんでいた区間に流れが戻り、瀬や砂州が再び姿を現した。調査ではカゲロウやカワゲラなど底生動物の種数が撤去前の数倍に増え、アユの産卵に適した川底も広がったと報告されている。変化は海にも及んだ。河口の八代海では、アマモの藻場やクマエビなどのエビ類、アナジャコの増加といった環境の改善が確認された。土砂と流れが戻ることで、川だけでなく河口干潟と海の生態系までが応答したのである。一方で、上流には瀬戸石ダムが残っており、回復効果には限界があるという指摘もある。

米エルワ川——世界最大級のダム撤去実験

米国ワシントン州のエルワ川では、2011年から2014年にかけて、エルワダムとグラインズキャニオンダムという2基の老朽ダムが撤去された。当時としては史上最大規模のダム撤去で、貯水池にたまっていた約2,000万立方メートル超の土砂の多くが数年かけて海へ流れ下り、河口には新しい砂州や干潟が形成された。長年痩せ続けていた河口デルタは目に見えて成長し、サケ類が約100年ぶりに上流へ遡上した。エルワ川は「土砂の供給が戻れば、河口と海岸は思った以上の速さで応答する」ことを世界に示した実例となっている。

流域から海までを「ひとつの砂の道」として考える

ここまで見てきたように、砂浜の消失は海岸だけを見ていても解決できない。原因は何十キロメートルも上流のダムにあり、影響は河口の干潟から沖の生態系まで及ぶ。だからこそ国の審議会は1990年代末から、山地・河川・海岸を「流砂系」というひとつの単位でとらえ、関係機関が連携して土砂の量と質を管理する「総合土砂管理」を提言してきた。天竜川・遠州灘や黒部川はその先進的な実践の場であり、排砂・バイパス・置き土・養浜・サンドバイパスといった技術は、分断された砂の道をつなぎ直すための道具箱なのである。

気候変動は、この課題の重みをさらに増していく。海面上昇は侵食を加速させ、激甚化する豪雨は山からの土砂生産を増やしてダムの堆砂を早める。「土砂を安全に、かつ生態系に配慮しながら海まで通す」流域デザインは、防災と環境保全を同時に満たすための、これからの国土管理の中心テーマになっていくだろう。

私たちにできること

• 地元の海岸の変化を知る——昔の写真や国土地理院の空中写真と見比べると、汀線の後退が実感できる。気づいた変化を自治体の海岸担当課に伝えることも立派な参加
• ビーチクリーンや海岸のモニタリング活動に参加する——浜に通う人が増えるほど、侵食の変化は早く発見される
• 流域とのつながりを意識する——川の上流の森づくりや川ごみ拾いは、海の環境保全と地続きの活動
• 公共事業の情報に関心を持つ——ダムの排砂計画や海岸保全基本計画はパブリックコメントの対象になることが多い。流域の住民として意見を届けられる