１．荒川と江東区の現況

荒川は、その源を埼玉県、長野県、山梨県にまたがる標高２，４７５ｍの甲武信ヶ岳とし、奥秩父の険しい山々に深い谷をきざみ、１７３ｋｍの距離を経て東京湾に流れ込んでいる。現在の荒川（岩淵から中川河口までの全長約２２ｋｍ、幅約５００ｍ）は、明治４０、４３年の大洪水をきっかけに２０年もの歳月をかけて昭和５年（１９３０）に完成したものである。この荒川の計画高水量は、岩淵水門付近から毎秒７，７００㎥で調整されており東京湾に流れ込んでいる。河幅を５００ｍ、水深を５ｍとすると荒川の流速は約３ｍ／ｓである。荒川付近の基準として、AP＝０（ほぼ大潮干潮位）が用いられるが、東京湾の平均海面又は日本全国の土地の標高基準（TP＝０）より１．１３４ｍ低い。ちなみに満潮位の平均は、AP＝２．０７ｍである。

荒川三角地帯および河川を高潮などから守るために水門や排水機場が設けられている。荒川と旧中川の北端の接点には、木下川排水機場が、また北十間川は旧中川と隅田川を繋ぐ河川であるが、源森川水門を介して隅田川と繋がっている。旧中川の南端と荒川との接点には、小名木川排水機場が、荒川の河口付近に砂町排水機場と新砂水門、曙水門、辰巳水門および辰巳排水機場、さらには東雲水門、豊洲水門、大島川水門、清澄排水機場、新小名木川水門、堅川水門がある。AP＝２ｍで水門は閉鎖される。荒川から江東区を守る堤防は、国土交通省の２００６年３月末時点での調査で安全性調査が実施されたが、全長２１２ｋｍで１２３ｋｍ（５８％）が安全基準を満たさず、長時間で水がしみ込み一気に崩れる（浸透破堤）の危険性が指摘されている。しかし、この時は、破堤で８割を占める水が堤防を越えあふれる越流破堤や強い流れで少しずつ崩れる洗掘破堤の調査は行われていない。荒川付近での主要な水害等（M43～H17）の最悪の記録の一部を以下に示す。

Fig.1　江東区の海抜の状態を示す鳥瞰図（青い部分が低地を示す）

２．水域計画（治水・利水計画、護岸設計等）

本計画で水域を造成することは、都市の配水池としての役割もあり、①荒川の氾濫、（高潮、津波、破堤、将来の海面上昇等による）の洪水対策、②気候変動による局地的豪雨対策（周辺の地盤の低い場所の救済）から街を守ることが主目的であるが、他に③都市の熱負荷の低減による環境の改善、④水運・水上交通の復活（運河ルネッサンス）、⑤地下に水を浸透させることで水循環を回復、⑦水生生物を保護させるビオトープの設置、⑧渇水時の保水対策などがある。一方、地震に対しても水上に建物が浮かぶことで直接地震力を受けずに済み揺れを緩和でき安全な都市を実現できることや災害後の水の確保（飲料水のみならず生活水の確保）、火災に対して周りに十分な水を確保できるメリットがある。また、江東区周辺の荒川は汽水域のための魚釣りの絶好の場所で人気があり釣り船の基地となっているが、遊覧船や水上バスの発着場さらにプレジャーボートなど水上レジャー・レクリエーションの場として、また、しじみやあさり等の貝類を採る潮位狩、水泳、釣り掘など親水空間を堪能できる場として活用する。

本計画では、造成される水域を２つに分断した計画を行うことを基本としている。２つに水域を分断することで２段構えでの洪水対策が可能となる。１つの内陸側の水域（水域A）は、現在の江東区の地盤面の低い東側の地域の河川の水面が１ｍ低く設定させられていることで、その水域に繋げられる１つの水域とできるように計画する。つまり、潮位の影響をなくすこと、さらに水面を１ｍ下げて小名木川の水路の延長し水上バスによる運河生活、小名木川リバーツアーが楽しめるようにし、自由に内陸の河川を行き来きできるようにする。もう１つのL字型の水域（水域B）は、荒川と堤防を介して配置する荒川沿いの細長い水域と南部の地下鉄東西線沿いの水域で荒川と直結させる。そのため造成水域の水位が潮位の影響を受けることになるが、荒川や海とは、ロックゲートを介さずに自由に船が行き来きできるメリットがある。水域Aが、周りの土地の雨水を引き受けるのに対し、水域Bは、荒川氾濫による洪水への対応（荒川堤防の浸透破堤、越流破堤、洗掘破堤から守るだけでなく、堤防の越水を一旦保水する役目を果たす）を可能にする。

Fig.2　２つの水域A,Bと水流の模式図

水域Aにおいて水が停滞・腐敗しないための水流をつくる必要から荒川からの導水を考える（ここでは、下流からの水を直接、導水しているが、もっと上流から配管によって良質の河川水を導水することが好ましい）。まず、荒川から地下に埋めた導水管で最も北側に位置する造成水域に水を流す。水面の高さ（２ｍの差）の差で生ずる重力の流れが可能であるが、導水管内部の摩擦抵抗による流れの悪さを軸流ポンプで補うことも必要となる。また最北部の造成水域の幅が小さいことから水深を深く１０～１２ｍとすることで、中央部の水深の少ない造成水域（水深６ｍさらに途中の水底への水の浸透量を考慮して水深４ｍに変化）の断面とほぼ合わせて流速と流量を一定に保つと共に流れやすくする。水域Aの最南部の遊歩道の下部においては、軸流ポンプで水域Bに強制的に排水する。この排水量は、水域表面の流速が０．１ｍ/ｓ（ただし、浮体の下部は１ｍで流速が４倍）として、浮体の下部では、０．４ｍ/ｓ（４００㎥/ｓ）を５台の軸流ポンプ（１台ポンプ８０㎥/ｓ）でこれに対処する。なお、水域Bは、荒川や東京湾に直結しており水面の上昇は限定的である。通常、５台の軸流ポンプ（排水能力４００ｔ/ｓ）による水域Bへの強制的排水量は、夏場と冬場で水の蒸発量の差があることや雨水の追加でポンプの排水量は変化する。一方、局地的集中豪雨を想定した場合、降水量が５０ｍｍ/ｈとすると、１ｋｍ四方に降った総雨水量は、１３．９㎥/ｓ（降水量を１００ｍｍ/ｈでもたかだか２８㎥/ｓ）なので軸流ポンプ５台の排水能力の許容範囲であり、十分に局地的大雨にも対処できることが分かる（ただし、豪雨の際は、荒川からの導水量を低減するものとする）。

次に異常時であるが、まず、台風による高潮の推定（計画高）は、一般には

計画高　＝　計画満潮位　＋　偏差　＋　高潮遡上　＋　波打上高

で推定する。日本で記録的な高潮は、昭和３３年９月２６日に観測された伊勢湾台風の５．０２ｍ（偏差＝３．４５ｍ）である。現在の荒川の堤防は破堤がなければこれに十分対応できるように設計されているが、仮にこれより２ｍ高い７ｍの高潮に襲われたとすると、１０００ｍ×２ｍ×６ｍ/ｓ＝１２ｔ/ｓなので、排水許容能力１２ｔ/ｓの軸流ポンプ１台（予備にもう１台）で十分と考えた。高潮あるいは津波に関しては、荒川を遡上することが検討課題としてあったが、まだ詳細な検討は実施していない。

次に極大時（水域Aの水位が何らかの原因で状する場合）の上昇水位を想定して、水位が２ｍ上昇する場合を検討した。この時、浮体ユニットは、０．５ｍ上昇（喫水は１．５ｍから０．５ｍに）するが、浮体を支える支柱の上端は０．５ｍ離れるようになる（完全に浮上した状態）。また、水位が４ｍ上昇すると、浮体ユニットは、２．５ｍ上昇（喫水は、０．５ｍのままで、浮体と支柱上端の垂直距離は２．５ｍ）するが、この場合でも支柱が浮体から完全に離れることはなく、浮体の漂流は食い止められる。逆に、水域への水の供給がなくなり水位が下降した場合を考えると、例えば－２ｍの水位下降で浮体の下部は水底に接地、それ以下の下降では完全に着地することで大きな災害には至らない。

さらに、ポンプ等を動かす電力については、太陽光発電で供給することを考えている。仮に発電量が不足する場合は、予備発電設備を用いるが、通常の場合、水域で、一定時間水が流れなくても問題が生じないので、通常は予備発電設備を稼働させないこととする。この荒川沿いの太陽パネルが並ぶ発電所で、太陽光という自然エネルギーを使って、工場群の電力を供給したり、また水の浄化、水域の流れを誘導する電力として使うことにしている。オランダがかつて自然の風を利用した風車を使って内陸側に入り込んだ水をかき出すシステムに類似している。太陽パネルを支えるコンクリート製の床は、西側の浮体ユニットと荒川の堤防を繋いでおり、人々が荒川の河川敷に行くアクセス動線となっている。南砂町駅からのみどりの遊歩道も荒川河川敷に向かって一直線に繋がっている（全長約１ｋｍ）が、途中にオフィス群、娯楽文化施設群、工場群を横目に見て楽しむことが想像できる。この遊歩道の地下は、前述のとおり、水域Aより水域Bへ排水する排水用軸流ポンプ５台の設置を考えている。