河川表面を撮影したビデオ画像を利用するSTIVなどの非接触型手法の流量算定は，通常，表面流速に表面流速係数を乗じた平均流速から区分求積法を用いる．一方，河川の鉛直流速分布は河岸からの距離によって変化し，最大流速位置が水面下となるvelocity dipも生じる場合があり，一定の表面流速係数の適用は便宜的処置にすぎない．そこで，STIVから得られた表面流速から，鉛直流速分布を理論的に誘導したChiuによる最大エントロピー法（以下，MEM）の概念に基づく手法を組み合わせて，実河川の流量を算定した結果，ADCP観測を10%以下の精度で再現でき本手法の有効性が示唆された．また，MEMの一つの特徴である最大流速から流量を算定する手法の適用性についても確認するため，STIVより求めた表面最大流速から流量を算定した結果，ADCP観測に対して10%程度以下の精度となり，今後，非接触型観測手法を展開する場合の計測数減，コスト縮減が期待される成果が得られた．一方，アスペクト比（川幅／水深）の小さい河川では，表面最大流速から求めた流量は，河岸植生の影響を受け，再現精度が低いことが確認された．

著者らは，非接触で水表面の濁度計測を行うため，既往の濁度推定手法をUAV搭載型マルチスペクトルカメラに適用した．しかしながら，実測濁度に対する推定濁度の決定係数が0.4と，精度の面で技術的な課題があった．この要因を検証するため，濁度推定精度に関する基礎実験および感度分析を行った後，二風谷ダム湖における現地観測を実施した．その結果，照度計で計測される傾斜情報が要因であることを特定し，現地観測ではこれを改善することで，決定係数が0.86となり，本手法を用いた濁度平面分布の把握が可能となった．

国土交通省では風水害が発生しうる可能性のある箇所での監視カメラの設置を進めており，それに伴い映像データに基づく土砂移動の自動検知技術の必要性が高まっている．本稿は，多くの監視カメラの映像をより少ない処理装置で対応可能となる，既往研究の土石流や崩壊といった顕著な土砂移動現象を捉えるための輝度差分値に基づくアルゴリズムについて処理装置を作成した．また，誤検知の内容や頻度を把握し，精度向上のための改善を行った．当初の検知方法では，27.5件/日の誤検知があったが，輝度差分の計算の際に従来の手法より長期かつ多くの画像を用いることにより，17.5件/日の減少し，また，今まで検知しにくかった土砂移動イベントについても検知できるようになった．さらに，輝度の明るさから雲の移動を除去すること，画像を白黒二値化すること等の工夫で最終的に1件/日未満に誤検知を減らすことに成功した．

低頻度の大洪水時の河道変化については，稀な事象を対象とするため研究事例が少ない．特に大規模に改変された河道が，その後の時間の経過と共にどのように変化していくかの報告は見られない．本研究では，2017年九州北部豪雨災害を受けた，地質の異なる3つの山地河川を対象に，UAV等により地形測量・解析と河床材料調査を実施し，低頻度大洪水後の数年間における河道地形と河床材料の変化を明らかにした．結果として，低頻度大洪水時の河道変化の状況および，その後数年間における地形や河床材料の変化の様相は河川によって大きく異なり，河床材料や岩盤の特徴を規定する地質の影響が示唆された．花崗岩類の白木谷川支川などは，大洪水の後も継続的に河道が大きく変化しており，大洪水前の河床高に近づけば変化が収束する訳ではなく，災害前と異なる河床高に変化していくことなどが確認された．

揖斐川水系津屋川に連なる池の堆積物を対象に鉛-210年代測定法を適用し，過去数十年間の堆積速度を推定した．Cs-137による年代測定値と照合したところ，堆積速度の変動を許容するCRS（Constant Rate of Supply）モデルの適用性が確認された．本モデルの結果として得られた最大0.49g /cm² /yr の平均堆積速度は，日本のほとんどの湖での既往の観測結果よりも大きかった．さらに，堆積速度の経年変化を過去の水害記録と対比したところ，上流域の水害やその後の復旧工事に伴う土砂流出が反映されたものであることが確認された．以上の結果から，これまで主に止水域で適用されてきた鉛-210法（CRSモデル）は河床堆積物の動態分析にも使用でき，水系の土砂管理に資する知見を提供し得る可能性が示唆された．

本研究は，計画規模以下から想定最大規模までの多段階の洪水外力を効果的に想定するための知見を得ること，複雑な氾濫形態を有する谷底平野部における超過洪水時の氾濫現象の特徴を考察すること等を目的とする．霞堤等の不連続堤防や河道に沿った複数の氾濫ブロックを有し，複雑な氾濫形態が想定される木曽川水系長良川の谷底平野区間を対象に，河道―氾濫解析統合モデルを構築し，10年確率～想定最大規模までの洪水波形計50ケースを外力とした氾濫解析を実施した．解析結果を分析した結果，谷底平野に流入する各河川の流量配分により浸水面積に大きいばらつきが生じるのに対し，下流区間へのピークカット効果のばらつきは相対的に少ないことが示された．16の氾濫ブロック別の浸水面積を分析した結果，氾濫水の貯留の量と貯留（氾濫）が生じるタイミングが4パターンに分類でき，複雑な氾濫形態を有する谷底平野区間における氾濫現象が下流に与える影響を分析的に提示できることが示された．

国の調査では，災害の切迫感や臨場感の伝達不足が適切な避難行動の妨げとなることが指摘されている．このため，国土技術政策総合研究所では，予備調査によりVR（仮想現実）技術が災害の切迫感や臨場感を高めて避難行動の促進につながることや，今後，DXにより3次元表示に必要な地形・画像データが入手可能となることを確認した上で，国において迅速な水防活動や避難促進を目的に運用されている「水害リスクライン」の追加機能として，河川水位予測情報の3次元表示技術を開発した．開発にあたっては，操作性を高めるために地形データ量を1/500程度に抑える工夫や，災害の切迫感・臨場感を高めるための各種エフェクトの追加を実施した．動作確認等の結果，開発した3次元表示機能は，CCTVカメラでは視認が 困難な夜間等でも水位情報の視認が可能となる利点がある一方，平常時でも洪水時のようなエフェクトが視認されること，予測と実態が乖離した場合の住民への影響等の課題があることが分かった．

洪水氾濫による人的被害軽減のため，機械学習を活用した洪水氾濫予測に関する研究が進められている．筆者らはランダムフォレストを用いて地形と浸水の関係性から洪水氾濫域を推定する手法を提案し，高精度で鬼怒川内の氾濫を推定した．本研究では，同手法を用いて，地形条件の異なる複数の地域でモデル構築を行い，各地域での適用性を明らかとすることを目的とした．結果として，全対象地域における氾濫を高精度で推定可能であり，対象地域の地形的特徴によって氾濫推定の際に重要となる説明変数が異なることを明らかとした．さらに，本手法における汎化の試みとして，未学習地域への推定を行い，説明変数の寄与率に類似性がある場合は，ある程度良好な推定結果が得られることを明らかにした．

河川工事では重機や資材を避難させる場合，12時間以上先の出水有無や水位を把握する必要がある．著者らは降雨分布画像を用いて深層学習により24時間先の水位を予測する手法を構築した．本稿は，本手法の様々な河川への適用性および予測精度に影響を与える流域特性の抽出を目的として，全国30地点を対象に出水予測の正答割合と流域面積，河川延長の関係を検討した．その結果，流域面積が4,000km²以上の場合，12,18,24時間先の予測結果に差異が生じることを確認した.また本手法は連続した複数時間の降雨分布画像を用いるが，洪水到達時間を考慮して画像の採用時間を設定することで，正答割合が向上する可能性が有ることを確認した．

河川増水の際に避難等のリードタイムを確保するためには，降雨予報データに基づく流量予測配信を行うことが望ましい．しかし，流出解析モデルにおいて気象モデルによる降雨予報データを入力とすると，観測雨量を利用する場合と比べて流量予測精度が低下する場合がある．MSM（メソ数値予報モデルGPV）は39時間先までの予報データとなっており，流量予測に有用だと考えられるが，MSMを河川流量予測に用いた場合に生じる誤差について十分に定量的な検証が行われていない．本研究では，5流域において各流域の流況を再現できるタンクモデルを構築して，MSMを入力雨量したときの流量の誤差について分析を行った．その結果，MSMを入力雨量として利用した場合にはMSMが更新されるごとに低減するものの，流量のピーク時間には数時間から約10時間の誤差が生じること，ピーク流量には約20%-60%の誤差が生じることが明らかとなった．

著者らは，過去の洪水イベントデータの蓄積や観測データが少ない流域においても精度の高い洪水予測を可能にするため，時系列解析の多変量自己回帰モデルを基にした洪水予測手法の開発を目的として研究を行ってきた，本研究では，予測精度の向上を目的に本手法の誤差項に着目し，分散不均一性を考慮した洪水予測手法の構築を行った．本手法による予測精度の検証結果より，分散不均一性を考慮することで数10cm以上の水位予測精度が向上することがわかった．また，本手法の適応性を分析した結果，パラメータ推定に用いる洪水イベント数が4イベント以上あれば予測精度が安定すること，さらに，使用する観測データ数を6地点から4地点と限定してもその精度に顕著な差が生じないことから，観測データ数は洪水予測精度に大きな影響を与えないことがわかった．

本研究では，深層学習を用いたダム流入量予測において，未経験規模の出水を含めた適用性向上を目的とし，新しい学習データ拡張方法について検討した．提案手法では，一定の降雨が降り続けるような定常状態を仮定し，流域への総降雨量とダム流入量が等しくなる（流出係数が1.0となる）ような理論的な仮想出水のデータセットを拡張データとする．手法の適用性を検証するため，肱川水系の野村ダムを対象としてケーススタディを行った．過去17年分の実績洪水データに拡張データを加えたものを学習することで，流入量予測モデルの適用性向上を図った．野村ダムの過去事例を大幅に上回る大規模出水において，提案手法による予測精度の向上を確認した．

河川構造物の変状を評価し，使用可能性に関する性能評価指標を構築する事や検査により状態を把握する事は，効率的に維持管理を行う上で重要な課題である．本研究では，樋門の性能評価指標として固有振動数に着目し，既存の2樋門(A及びB樋門)に対し，計測にて門柱部の固有振動数とその変化の捕捉が可能か検証した．A樋門では衝撃振動試験を適用し，柱部材系と全体系での2つの固有振動数を確認するとともに，門柱の損傷付与前後の固有振動数の変化を検証した．B樋門では振動計による常時微動計測を適用し，樋門周辺の土圧の変化による固有振動数の変化，門柱の内部鉄筋の切断前後の固有振動数の変化を検証した．本調査結果および他分野の動向を鑑み，固有振動数を樋門の性能評価指標として活用できることが分かった．

近年，集中豪雨等により河川堤防が決壊する事例が散見されている．本研究では河川堤防の表法または裏法の表土を短繊維材とセメント等で原位置改良することで，裏法では越水による侵食に，表法では侵食および浸透に対する補強土となる材料開発を行っている．短繊維材は，環境面を配慮した天然の麻繊維を使用する．配合設計は，短繊維材の長さは10～20mmとし，補強土体積の0.6～0.8%を添加し靭性を発揮させる．また現地土砂の粒度分布からセメントを添加した際に余剰水が発生しない含水量を一義的に設定する．さらに表法適用時にはベントナイトの配合により浸透を抑制する効果を得る．裏法の越水実験では，越流部の水深20cmの越水を法長4mの改良地盤に24時間作用させた結果，侵食は生じなかった．また表法の侵食実験では，実測流速3.6m/sの流れを曲率の小さな曲形改良体に作用させた結果，侵食は生じなかった．さらに実規模の攪拌機能付きバックホウによる実証実験を行い，施工性を検証した．

2019年東日本台風による広域かつ甚大な浸水被害を受けて，国土交通省は粘り強い河川堤防の技術開発に着手した．東日本台風では全国で142箇所の河川堤防が決壊し，そのうちの122箇所の決壊要因が越水であった．河川堤防の決壊箇所では，堤体及び基礎地盤が流失し決壊の進行過程を把握するための痕跡はほとんど残されていない．一方，決壊に至らなかった河川堤防の越水箇所では，堤防の壊れ方を把握するための貴重な痕跡が残されている可能性がある．本論文では，こうした越水箇所の堤防の壊れ方を越流水深，裏法面に作用する流速，裏法面植生の根毛量，引張破壊応力，土質等の観点から考察し，粘り強い堤防構造を検討する上での留意点を整理した．

越水に対する河川堤防の粘り強さを発揮させる新しい川裏法面の保護工法を検討するために，砂質土を締固めた堤防モデルを用いて越流侵食実験を実施した．川裏側の法肩・法面・法尻への対策工を変化させ，対策工の設置が侵食破壊メカニズムおよび堤体が流失するまでの時間に与える影響を検討した．川裏法面の一部を防水シートで保護すると落下流の着水位置（突入位置）が堤体から遠くなった．その結果，洗掘域拡大による堤体の侵食が発生する時間を遅らせ，堤体が流失するまでの時間を引き延ばした．また，植生との相性を考慮し裏法面全体をグリッド材で保護するとグリッド材が洗掘域内に入り流体抵抗となり渦流の発達を妨げる．そのメカニズムにより洗掘域の堤体方向への拡大が抑制され，堤体が流失するまでの時間が増大した．

河川堤防の強化工法の1つに矢板の設置が挙げられるが，現状その効果については不明な点が多い．そこで，本研究では河川堤防のパイピング破壊のメカニズムおよび矢板の効果解明を目指し，浸透流解析を実施した．その結果，堤体下のパイピング孔の進展を模擬した浸透流解析から，堤外からパイピング孔先端に向けて流速の大きな浸透流が集中することが，パイピング孔貫通による破堤のトリガーの1つであることが明らかになり，矢板の設置によりこの作用を防ぐ効果があることが分かった．また，繰り返しの水位上昇を想定した浸透流解析から，高水位の間の水位低下時に水位が十分に低下しない場合には，次の高水位時にパイピングの危険性が高まることが示唆された．今後，実河川などにおいて矢板の効果を評価する際には，出水時の水位波形全体を考慮し，漏水流量（流速）を用いて検討を行う必要がある．

2019年9月に台風15号が関東地方に上陸し，霞ヶ浦上を南西から北東方向に通過した．これに伴い，湖内で急激な風向風速と水位変化が観測された．霞ケ浦の西浦・湖心では先ず最大約29 m/sの東南東の風を記録した．この後，台風の移動に伴い，風向は急激に西寄りに変化した．西浦では，当初，東寄りの風の吹き寄せにより，西浦の西側湖奥に位置する掛馬沖で水位上昇，東側の北利根川・常陸川内の各所で水位低下があった．続いて，風向が西寄りに変化したことにより，湖奥の水位が低下し，北利根川・常陸川の水位は上昇に転じた．西浦には風場により強制された重複波的な水位変動が生じた．この流動をFantomRefinedにより再現計算し水位変化を追算できることを確認した．北利根川・常陸川の沿川であった低水護岸が被災した近傍の水位・流速変動を調べたところ，水位の低下率は0.8 m/hourであった．これによる護岸背後の残留水圧が被災原因の一つであると考えられる．

本研究では，植生の侵入・成長・流失を簡易に考慮した平面二次元河床変動モデル（以降，開発モデル）を提案し，計算負荷および植生動態・土砂輸送の再現性の観点から開発モデルの有用性を確認した．開発モデルの計算負荷は植生消長を考慮しない解析モデルの計算負荷から極力増大させないことを目標として，設定する流量ハイドロに時間・日の両情報を共存させるようにモデル実装した．また開発モデルは，侵入・成長・流失を植生高，植生密生度で簡易に考慮し，植生侵入経過日に応じて植生高，植生密生度が変化するように実装した．開発モデルでの計算は，植生消長過程をある程度定性的に再現できた．その結果，植生消長過程を考慮しない場合と比べて，植生抵抗と相互作用がある河床変動の再現性が向上した．開発モデルの計算時間は植生消長なしの計算時間と比べて3.2%程度の増加であった．

本研究では低水路内の砂州上に繁茂する樹木群が大規模に流失した2005年，2006年音更川洪水に着目し，水理観測データや航空写真，2次元河床変動計算による再現結果を用いて，交互砂州上に存在する樹木群の流失過程を把握すると共に，交互砂州上の樹木群流失に関する数値実験を行い，流失特性や砂州の移動や形状に与える影響を検証した．その結果，低水路満水程度の中規模洪水時における交互砂州上の樹木群流失は，上流側の砂州の下流への移動に伴い発生し，流量低下時や砂州への冠水時間が長いと促進することを確認した．また，数値実験により樹木群が流失しにくい条件下では下流側の砂州が伸長しやすい傾向を示し，出水時に樹木群が流失すると流路の平面形状や蛇行振幅等が大きく変化する可能性を見出した．

近年の水害の頻発化，激甚化に対し，河川流域の関係者の協働により水害を軽減させる，流域治水の実践が求められている．有効な流域治水対策を行うためには，本川流域だけでなく，各支川流域においてもその流域特性を調べたうえで，本・支川一体の洪水解析による個別流域及びそれらが統合化された流域における洪水流下形態を検討し，河道及び流域での対策の検討ツールを構築することが重要である．本研究では，平成28年8月北海道豪雨を対象に本・支川一体の洪水流解析を行い，河川流域の洪水流の貯留量分布を把握する．そして流域治水対策のための本・支川各スケールでの流域内貯留に適した空間を見出すツールとなる水収支分布図を提案し，考察する．最後に流域治水計画における対象流域の水収支分布が持つ意義を論じている．

令和3年7月大雨により，西日本を中心として甚大な洪水被害が発生した．平成30年7月豪雨では長時間降 雨が続いたのに対して，令和3年7月大雨では短時間に急激に降水量が増加し，中小河川を中心として平成 30年豪雨に匹敵する規模の洪水が生じた．この結果，多くの河川で河岸侵食や河川沿いの道路，堤防の陥 没等の被害が生じた．広島県三原市を流れる沼田川水系仏通寺川では堰下流での河岸侵食被害が数か所確 認された．堰などの横断構造物下流では，波状跳水や潜り噴流などの激しい乱れを伴う流れ場となるため，洗堀，吸出しを引き起こす可能性がある．洪水時に河岸侵食の危険度評価と同時に被災メカニズムの把握 を行うことは河川管理の上で重要となる．本論文では，現地観測結果を示し，仏通寺川を対象とした洪水 流解析及び河岸侵食のあった箇所を対象とした流れの三次元解析より，中小河川における横断構造物下流 で発生する被災のメカニズムについて考察した．

三重県雲出川の中・下流域における魚類のメタバーコーディング解析（MB解析）ならびに同時期に同一区間で実施された河川水辺の国勢調査による直接採捕記録との比較により，河道における環境DNA（eDNA）の適切なサンプリング間隔について検討した．本研究では，河口0.0-16.2 km区間から0.2 km間隔で採水した82サンプルのうち，解析不調を除く79サンプルから，延べ149 taxa（属・種といった分類学上有意な単位）の魚類が特定された．純淡水区間にあたる3.4-16.2 kmの区間で得られた魚類リストの無作為抽出試験から，検出taxa数の期待値の増加曲線を求めたところ，地点間隔を1地点 / 1.2 kmとすることで，効率的かつ安定的な種類数の検出が期待できると判断された．また，直接採捕とMB解析とで得られた魚類リストの相関行列において，直接採捕が実施された4地区とそれぞれ最も高い正の相関を示すMB解析結果は，-0.3-2.8 km下流から得られた．両者の距離は当該区間の勾配に対する正の相関を示し，eDNA分析では目的区間の下流で採水する必要があり，その至適距離は勾配から強い影響を受けると示唆された．以上の結果は，eDNA分析における地点間隔の最適化に向けた実証的な指標となり得る．

河川にダムや堰が設置されると水位の縦断的不連続が生じる．すると魚類等の河川縦断方向の移動が困難になるため，魚道の併設が必要となる．我が国の魚道の設計基準となる「魚がのぼりやすい川づくりの手引き」には幾何学形状等の推奨値が曖昧なものや記載のないものが散見される．本稿では最新の魚道研究を紹介し，遡上に適した推奨値の推定あるいは不明点の紹介を行う．また，降下に関する現状と課題も紹介する．さらに，魚道研究の方向性について言及する．

本研究では，多様な主体の協働により進められる「小さな自然再生」を中小河川で拡大することを目的に，そのプロセス構成要素とステイクホルダーの役割を体系的に整理した．これを滋賀県・家棟川流域で進められてきたビワマスの保全再生プロジェクトに適用し，具体的な事例から各段階でのポイントを把握した．また河川管理者が主導する「多自然川づくり」や従来の自然再生と比較することで，小さな自然再生は費用や順応的管理，波及効果の点で優位性があるものの，体制づくりの容易さや大河川への適用に課題があり，それぞれの特徴を活かした展開が求められることを明らかにした．提案した体系は，新たに小さな自然再生を開始する際や，取組の課題を抽出し改善方策を検討する際に活用することが可能である．

流域規模での水温特性の支配要因を明らかにするために，前報で課題とされたRandom Forestの精度向上を図った上で，変数重要度分析と感度分析を実行し，重要な流域・河道特性の検出を試みた．その結果，熱平衡偏差と修正熱感度を説明する重要な特徴量には，全89項目の説明変数から26項目が検出され，とりわけ，熱平衡偏差は広葉樹林，新生代堆積岩，黒ボク土壌など流域の質的（地被，地質，土壌），修正熱感度は主流勾配，主流長，集水面積など流域の地形的な特徴量から説明されることが明らかになった．また，それら特徴量が2つの水温特性の応答性に及ぼす主たる要因は，河川水量（地表水）と基底流出（地下水）の量や質，河道を流下する水塊と大気との熱交換の時間に基づき解釈できることを認めた．

筑後川流域は，平成29年7月九州北部豪雨により多大な被害を受けた．特に福岡県朝倉市から大分県日 田市にかけての右岸流域の支川においては，人的被害を伴う甚大な被害が発生した．大規模災害による生 態系への影響や，災害後の生態系の回復過程を明らかにすることは，筑後川だけでなく他の流域における 河川管理および生態系保全に有用であると考えられる．よって本研究では，筑後川において，魚類を対象 に，大規模災害後の分布状況を，環境DNA定量メタバーコーディングを用いて明らかにすることを試みた．環境DNA分析の結果，被災地支川の在来種の種数は対照区支川や本川に比べて少なく，在来種の環境DNA濃度は対照区支川に比べて低かった．また，外来種の種数は対照区支川や本川に比べて少なかった．これら の結果から，被災地支川では，在来種，外来種ともに，豪雨に伴う出水によって，種数および生物量が減少した可能性が示された．

外来沈水植物オオカナダモの異常繁茂による水域生態系への影響や河川景観の悪化などが懸念されており，オオカナダモの繁茂要因の解明が求められている．本研究では，中国地方における3つの一級水系（佐波川，江の川，太田川水系）を対象に環境DNA分析を用いてオオカナダモの繁茂状況の把握を行った．続いて，オオカナダモの環境DNA濃度と環境要因との関係を検討した．結果として，佐波川水系中流域と江の川水系上流域においてオオカナダモ繁茂が相対的に顕著である可能性が示唆された．さらに，オオカナダモが河床勾配の緩やかな河川区間，および休眠期の河川水温が相対的に高い区間で繁茂しやすい可能性が明らかとなった．

河川本流から支流までを含めた流域の魚類多様性を把握することで，河川ネットワークにおける多様な魚類種の生息を可能とする河川区間の推定が可能となる．そこで，本研究では一級河川江の川の土師ダム下流を対象として，本流と支流の魚類α多様性（地点内の多様性を示す指標）およびβ多様性（地点間の魚類組成の違いを示す指標）の違いを把握することを目的とした．また，広域の魚類多様性を同時期に調査するには多大な労力を要するため，近年開発された環境DNA定量メタバーコーディング法（qMiFish法）を用いて，同一日，多地点観測により対象調査区間の本流および支流の魚類構成を把握し多様性評価を行った．結果として，本流のα多様性が相対的に高く，多くの魚種の主要な生息場である可能性が明らかとなった．また，支流地点のβ多様性が本流地点よりも有意に高く，本流よりも空間的に多様な魚類群集が支流に存在することが示唆された．

河川CIM の推進で整備が進むことが期待される3 次元点群データの活用を想定し，河川下流域を遡上していく回遊性魚類の利用環境を可視化・評価することを目的とした．本研究では，北海道函館湾に流入する大野川の，河口から約1.2km までの感潮区間を対象として，ADCP 計測から 5m メッシュの地形・流速に関する物理環境（河床高，傾斜度，底層流速，表層流速と底層流速の差）を整理した．この物理環境とカジカ属の遡上稚魚の位置情報を合わせて，Maxentによるモデリングで，ハビタットスケールの分布予測モデルを作成した．作成したモデルは，傾斜度と底層流速の寄与度が高く，変数の応答から緩流域と瀬の環境を表現し，カジカ属稚魚の遡上時利用環境をよく示していると考えられた．利用環境を可視化したポテンシャルマップからは，利用環境の連続性が十分保たれていると評価された．従来可視化が困難であった回遊魚の利用環境について，ADCP 計測のみによる水深・流速等のデータと簡易な生物調査を組み合わせることにより，個別箇所の施工時の評価に必要な詳細スケールで面的な連続性を把握することが可能となった．

国土交通省では魚類を対象とした河川水辺の国勢調査への環境DNAメタバーコーディング解析（以下，MB解析）の導入に向けた検討を進めている．本報では，3河川12地区（区間延長0.4～1.6km/地区）を対象に採捕調査に合わせてMB解析を実施し，最適な地点数および地点配置を検討した．MB解析の採水地点の配置は，①河川水辺の国勢調査で設定されている瀬・淵等の環境区分〔2～5地点/地区〕および②調査地区の最下流端の左岸および右岸沿い各1地点〔2地点/地区〕の2パターンを設定した．調査地区内で採捕された種がMB解析で検出されるのに最適な地点数は，4地点/地区程度と示された．また，少ない地点数で採捕確認種を検出するには，調査地区の下流端両岸の岸際で採水するのが効率的であることが示された．一方，氾濫原性魚類や汽水/海水性のハゼ類は検出しにくい傾向がみられた．

治水と環境の両立を目指した川づくりにおいて，沖積砂礫河川（Bb型）の面的な河床形態の変化を創出・維持することが課題として残されている．本研究では瀬淵が喪失し河床が平坦化した奄美大島の役勝川においてリュウキュウアユの産卵場の創出・維持も目的として実施された川づくりが河床形態・対策工とも長期的に維持されていることに着目し，その安定理由及び治水・環境面の改善対策としての有効性を考察した．対象区間は交互砂州の形成区間で，水路形態は河道の湾曲部外岸側を淵として周辺の安定した地形を模した蛇行形態で繋いで設定した．対策工は石材で構築し，自然の営力を踏まえて，瀬には産卵場に必要な砂利を堆積させるために，礫が安定するメカニズムを参考に置石工を設置した．また，淵には自然にみられるM型淵が創出できる構造で水制工を設置した．このような自然に近い構造とした結果，現在に至る8年間に亘って対策工，瀬淵の形態・状態が安定し，産卵場も維持されている．

気候変動に伴う河川水温の上昇が水質や生態系に大きな変化をもたらすことが懸念される．気候変動下で想定される河川環境の変化を推定するためには，d4PDFに代表される将来気候予測シミュレーションから得られる将来気温に基づく河川水温予測が期待されている．そこで，本研究では，深層学習を用いて気温に基づく流域一貫の高精度な河川水温予測の実現に向けた基礎的検討を行った．具体的には単地点および集水域の気温を入力条件として，単地点の水温を予測する場合と，流域全体の気温を入力条件として，流域全体の水温を予測する場合の合計3ケースで比較検討を実施した．その結果，単地点の気温から地点ごとの水温を予測するモデルや予測対象地点を流出点とする集水域内多地点の気温から集水域最下流地点の水温を予測するモデルに比べて流域内多地点の気温から流域内多地点の水温を同時予測するモデルは予測水温波形の時系列全体の再現性の精度が最も高く，気温のみに基づく高精度な流域一貫の河川水温予測の可能性が示された．

筆者らは，鳥類，特に多種の水禽類や渉禽類の生息に重要な内陸湿地の一つである河川域に着目し，那珂川（関東）の様々な環境において，河川表層水中に含まれる鳥類の環境DNAメタバーコーディング解析（以下，MB解析）を実施した．また同時に実施した鳥類の観察調査の結果と照合することで，各調査方法の特性を比較し，今後の河川域の鳥類相に対するMB解析の有効性について検討した．調査の結果，MB解析と観察調査に共通して生息し，検出された種の特徴として，水面を遊泳する水・渉禽類や待ち伏せ型の採餌方法を得意とする大型渉禽類のサギ類が挙げられた．その一方で観察調査のみで確認された種の特徴として，コチドリやセグロセキレイ，ハクセキレイといった小型かつ水際で探索型の採餌を行う渉禽類や水辺の陸鳥が挙げられた．また，MB解析のみで検出された種や，MB解析でのみ検出されたが，他の時期には観察された種も存在した．以上の結果は，従来の観察調査に加えてMB解析を補完的に実施することにより，対象水域のより網羅的な鳥類相を把握できる可能性があることを示唆するものである．

気候変動における想定最大規模洪水の発生及び環境の単調化を背景に，治水と環境を一体的検討できる3 次元河道設計ツールが益々重要となっている．本検討では，三重県雲出川の直轄区間を対象として，3次元河道設計ツール（iRIC-Nay2DH, EvaTRiP (Pro)）を用いて治水・環境の一体的検討を試行し，その有効性の確認・留意点及び課題を抽出することを目的とした．ALB 測量データを用いて構築した水理解析モデル及び河川特徴を反映する環境評価閾値の設定は，治水，環境を一体で予測できることを確認した．また，大河川において3次元ツールを活用するにあたり，地形等の条件設定の留意点，現地調査結果の精度不足や3次元ツールに中長期視点で植生動態を考慮できない等の課題を整理した．

河川水辺の国勢調査（以降水国調査）への環境DNA（以降eDNA）実装に向け，ダム湖内の魚類相を捉えるための最適な採水方法を検討するため，ダム湖の水国調査地区である流入部と湖岸部，水質調査地点である湖心部を比較した．流入部と湖岸部では，水国捕獲種数・個体数ともに流入部のほうが高かった．湖岸部におけるeDNAによる検出状況では，湖岸部のみで捕獲された種は，湖岸部・流入部双方で捕獲された種よりも有意に低かった．また，湖岸部で捕獲された種のうち，大型のサケ科魚類，小型のコイ科魚類，底生魚はeDNAで検出されにくい傾向を示した．これらのことから，ダム湖では，eDNA含有物質の面的な拡散範囲が狭く，生物の分布範囲の近傍で採水する必要があると考えられた．流入部で採水したサンプルへの流入河川の影響は小さかったことから，水国調査にeDNAを実装する際には，流入部を基本地点とするとともに，魚類の日周行動なども考慮しながら，追加の採水地点を設定することが望ましいと考えられた．

河道と河川環境の間の望ましい関係は，両者を長期的に見て検討する視点が必要である．本研究では，多摩川中流部における河道の長期的変遷について，洪水時の土砂流入が多い浅川合流点を境にその上下流での土砂供給条件，横断構造物の違いに着目して分析した．合流点上流区間では，低水路河床が護床工等の横断構造物によって規定された砂州河床が洗掘・攪乱を受け，新たな樹木群落の定着・拡大を抑制し，安定な低水路河道が形成されている．一方，合流点下流区間では，固定堰(大丸用水堰)や老朽化した橋梁等が流れと土砂移動を阻害し，それらの上流の低水路内に比高差の大きい砂州が形成され，さらに砂州上に繁茂した樹木が土砂を捕捉することで砂州の発達を促し，低水路河道が不安定な状態となっている．このため，合流点上流河道の低水路の安定化機構を踏まえ，大丸用水堰を床止め工に改築する等によって，合流点下流河道の安定化に寄与することを準三次元洪水流・河床変動解析により示し，老朽化した横断構造物の改修にあたって，流下能力の向上と低水路河道の安定化を図る契機とすることの重要性を示した．

河道の維持管理においては，河道の現状や河道掘削・樹木伐採後の河積や堤防の安全性を維持していくことが重要である．近年では航空レーザ測深等により3次元測量が実施されているが，3次元データを活用して現状の課題を抽出し，課題解決に向けた対策検討を行っている事例は少ない．本論文では，加古川・揖保川をモデルケースとして，河道の状態の分析・評価，及び対策検討について，従来の平面二次元的な情報や検討手法も活用しつつ，3次元データの活用による効率化・高度化を図るための手法を検討した．具体的には，河川CIMを活用した河道変化や樹木群等の河道の状態の把握及び分析・評価手法の検討，河川環境情報の把握，維持管理対策の検討手法等について検討し，有効性や課題，3次元データを活用したモニタリングの枠組みイメージ等を示した．

近年，河道のALB計測や3次元管内図の整備等が実施され，河川維持管理分野におけるCIMの利用が推進されている．既往事例として，堤体の変状評価や河川CIMモデルの作成に関する研究は多くあるが，水面下を含めた河道や河川管理施設に着目した現場での活用事例は少ない．本研究では，河道管理に関する CIM活用事例として，既往の2次元図面やRiMaDIS（河川維持管理データベース）の変状記録を反映したCIMモデルを作成し，側方侵食に対する安全性評価（護岸の必要性検討）や2時期のALB計測データによる洗堀箇所の抽出，河床変動状況に着目した低水護岸基礎の安定検討を行った．また，検討地点の経年変化を RiMaDISで確認し，現地状況を踏まえた評価を実施し，予防保全型の維持管理手法を提案した．

現状の河川管理は当初設計の仕様（当初の形状寸法や材料強度）との差異を目視で確認し，健全度を評価し，必要に応じて補修を行う内容となっているが，河川構造物の劣化（変状）は様々な外力が複雑に作用する中で発生しているため当初設計との差異に着目するだけではなく，本来発揮すべき性能が確保されていることに着目する必要があると考えた.また，BIM/ CIM の導入による，構造物の３D モデルや属性情報等データを用いた効率的な施設管理・運用が期待されている.こうした状況を踏まえ本報は，河川構造物のライフサイクル（新設～供用～撤去）にわたり，一定の性能を満足するような施設管理を行うため①性能劣化シミュレーションにより変状と応答値の関係を把握，②定期的な応答値の実測，③応答値比較（計算値と実測値）による性能評価のプロセスを取り入れた施設管理手法について提案した．

河道内植生の繁茂による維持管理が課題となっている四万十川支川の中筋川を対象として， UAVによる地形・植生高の取得，機械学習による樹種判別モデルの構築，平面二次元流況解析による流下能力評価までの一連の作業を簡易に実施できる手法を提案し，流下能力の確保とコスト抑制を両立する効率的な維持管理手法を検討した．その結果，従来の5年に1回の伐採手法では伐採から2年後に整備計画流量を流下できない区間が確認され，2年サイクルの植生伐採の実施が有効であることがわかった．また，整備計画流量を常時流下できるように維持するための5年間あたりのコストが従来の1.33倍となることを示し，同じコストの場合にはボトルネック区間を中心に2年サイクルで伐採する方が流下能力の低下抑制には効果的であることを示した．

河川分野において，近年 BIM/CIMデータや ALB測量成果などの 3Dデータが蓄積されている．活用法の検討にあたっては，特に三次元管内図の全河川運用開始（2025 年度目標）に向けて各河川で動いているところである．本研究では，データの更新や河川管理者のニーズに応じたシステムの効果的・長期的な運用を目的に，各河川事務所で個別に開発されている三次元管内図や，その他既存の河川管理システムと連携可能な，オープンソースによる共通基盤の整備を提案した．また，共通基盤開発の端緒として，釜無川をフィールドに，オープンソースの三次元 WebGISによる可視化と河川シミュレーションの省力化により治水安全性や施設安全性の定量的評価が可能なアプリケーションを構築した．将来像として，システムの拡張性を担保しながら， Webブラウザを通してあらゆる関係者が協働して 3次元データをベースに河川の定量的な評価を実施し，合意形成の迅速化を目指す，河川管理の高度化の実現を提案した．

北海道の河川では，ヤナギ類が砂州上で樹林化し，土砂堆積により砂州が固定化・高地盤化し偏流や流下阻害に関連する．本論では，①:土砂堆積を考慮した樹木群の破壊限界の検討，②:①を考慮した二次元流況解析モデルを作成し，実績出水の再現検証，樹木群内の堆積の有無による感度分析を行い，堆積が卓越する箇所での樹木群破壊の検討方法 を考察した．①の結果，堆積の少ない箇所では既往検討と同様に直径の 2 乗で良好に近似され，堆積の多い箇所では樹木は転倒せずに破断となり直径の 3 乗で良好に近似された．②の結果，樹木の破壊・非破壊は実績と概ね整合がとれていた．感度分析からは，堆積ありの場合は非破壊の樹木群の増加で，水位上昇や堤防近傍の局所的な高流速の発生が懸念された．これらは樹林化が問題となる河川の管理に重要な視点となる．

近年，セグメント1区間においても河道の二極化が深刻になっている．本報告では，二極化に対する維持管理技術に資するため，木曽川セグメント1区間を対象に，河道横断形状の経年変化と位況データに基づいて，砂州の冠水率，通過土砂量を表す簡易指標を提示した．これらを用いて実際の二極化進行の要因分析を行うとともに，指標に基づいて二極化抑制のための掘削高の設定を試み，その有用性について考察した．この結果，木曽川では，砂州冠水率10％を基準として二極化の進行による危険箇所が概略推定できることを確認した．また，平水位あるいは平水位+1mの高さで掘削することで，現況河道に比べて砂州冠水率が高まり，二極化抑制効果が期待できることを示した．

北海道内の河川ではヤナギ類による河道内の樹林化に伴う河積阻害や偏流による側岸侵食等が問題視されている．本論では，水理諸量（撹乱強度，撹乱発生頻度，冠水日数）を樹林化抑制に寄与する指標と見なし，北海道内9河川23箇所の河道掘削箇所のモニタリング結果を用いて指標を分析するとともに抑制効果に関する考察を行った．その結果，各指標値の増加に伴い樹林化率（施工範囲内の樹林面積割合）の低減傾向が見られ，各指標には統計的な有意差が認められる境界が存在した．また，樹林化の進行の有無は施工後の施工後年数によらず，掘削敷高とセグメントの違いによる堆積の影響が大きかった．そのため，樹林化抑制効果の持続には，場所ごとの撹乱強度，頻度や冠水の条件の検討に加え，堆積傾向を踏まえた河道の横断形状の適切な設定が重要と分かった．

流砂系一貫した総合土砂管理における沿岸域の計画の策定では，河川から海域への流出土砂量を精度良く予測することは極めて重要である．本研究では，その土砂管理計画の策定等に資するため，鳥取県の千代川を対象に，一次元河床変動計算における支川実測粒度分布の使用の有無，および浮遊砂浮上量式の違いが流出土砂量予測へ及ぼす影響について検討した．その結果，本川よりも細かい粒度分布を持つ支川からは多量の浮遊砂が流出し，適切な流出土砂量予測には支川粒度分布に実測値を用いることの重要性を示した．また，浮遊砂浮上量式の違いが流出土砂量予測に大きく影響し，流砂量式の選択によってはその最小値と最大値との間に，最小値の数倍程度の違いが表れることを明らかにした．

山地河川にある大きさ1m 程度の巨石群が洪水で移動すると，周辺の土砂が大量に流出し，種々の問題を引き起こすことや，水棲生物の生息環境が変化すること等，巨石の始動・移動を評価することが必要となる．本研究では，詳細地形測量データと観測水面形に基づく非静水圧準三次元解析(Q3D-FEBS)に加え，他の石群との接触力を考慮するために個別要素法を組み合わせた巨石の始動解析法を提案し，その有効性について考察した．さらに，検討結果を踏まえ，今後山地河川の河床変動機構の解明に必要となる研究課題を示している．

礫粗粒成分が停止する水理条件下における砂・礫細粒分の土砂動態を精度良く予測することは，礫床の細粒化やその解消といった一連の河床表層の粒度分布変化を把握する上で重要である．このためには，礫分による遮蔽効果を考慮した細粒分の流下・浮上特性だけでなく，細粒分の充填～抜け出しに伴う交換層内の粒度分布変化を合理的に表現できるモデルが必要となる．本研究では，一般的な混合粒径河床変動解析モデルを基本とし，礫粗粒成分で構成された表層が砂・礫細粒分の供給に伴い細粒化することを簡便に表現できるように改良した．そして，模型実験データへの適用ならびに，表層を露出材と充填材に区別して扱うことのできる岩見・藤田モデルなど，既存モデルとの比較を通じて，改良の基本的考え方やモデルの有用性を検証し，礫粗粒成分が停止する水理条件下での河床変動解析における留意点を整理した．

多量の土砂・流木を含む洪水氾濫が頻発する中，流域から流出する土砂・流木が，下流での洪水氾濫流，流体力，土砂の堆積等に及ぼす影響を評価できる解析法が求められており，本研究ではこれらを検討できる手法を提案する．流木について，多量の流木の挙動を容易に扱うために，移流拡散方程式に基づいて流木の解析を行う．本解析手法を2017年の赤谷川災害に適用し，土砂・流木による洪水流への影響，災害前後の地盤高の変化，流木の堆積本数といった観点からモデルの検証を行った．

本洪水流の解析法によれば，土砂・流木の影響を考慮する場合としない場合とでは計算結果が顕著に異なっている．災害前後の地盤高の変化は測量結果と計算結果が概ね対応しており，これは流域からの土砂流出解析結果が概ね妥当であることを示している．特に，流木が橋梁に捕捉された場合，洪水流が橋梁の周囲を迂回する状況となり，これが橋梁の上下流の流況や河床変動に大きく影響を及ぼしている．