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1907（明治40）年と10年、関东地方は超大型の台风に袭われた。中でも10年の大洪水では、利根川と荒川で堤防が相次いで决壊し、合わせて800人を超える犠牲者を出した。帝都は浊流に水没した。関东地方の壊灭的な被灾状况に内务省が动き出し、「荒ぶる川」荒川の大洪水をいち早く东京湾に落とし込む放水路を开削することになった。

青山は帰国后、内务省に採用された。パナマ运河开削工事での実力が评価されたことは言うまでもない。1915（大正4）年10月30日、青山は岩渊水门工事主任となる。岩渊水门は荒川放水路建设工事の中でも最重要であり、最难関工事とされた。底なしの软弱地盘のためである。青山は経験と知识を生かして、日本国内では実験段阶であった鉄筋コンクリート工法を导入した。当时の常识を打ち破り、20尘も河床を掘り下げて巨大な水门の建设に着手した。青山の岩渊水门设计では、5つのゲートに分かれており、5番ゲートだけを通船用とする特殊な构造となっている。旧荒川（隅田川）に常に毎时一定の水量830尘&蝉耻辫3;を流し、放水路には洪水时などの高水量の大部分を放水する要の水门である。

青山が内务省首脳の反対を押し切って设计施工した开闭自在な岩渊水门は、1923（大正12）年の関东大震灾の际にも被害を受けず、戦后の地盘沉下にも耐えて、その役割を终えた今日でも记念碑的にその姿をとどめている。

青山は岩渊水门建设工事中のある年の暮れに、工事作业员全员を水门近くに集めて「野外天ぷら大会」を开き、日本酒を振る舞って1年间の労働をねぎらった。「天ぷら大会」の経费は、主任青山个人で全额负担した。

1918（大正7）年7月22日、青山は荒川改修事务所主任となり、荒川全改修と同放水路开削工事のすべてを任される。41歳。荒川改修工事の起点は埼玉県大里郡武川村（现深谷市）で、同村より东京湾に至るまでの约80办尘が担当区间である。

1919（大正8）年9月3日、若手の技师宫本武之辅が着任し、放水路下流部の难工事である小名木川闸门の设计施工を手掛ける。

英才宫本が生涯书き続けた「日记」はつとに知られており、1920（大正9）年3月7日の项に「青山论」が出てくる。宫本は、荒川改修工事にかかわっている青山を含む内务技师（技术官僚）8人に呼び掛け、东京?本郷の小料理屋「豊冈」で恳谈した。内务省内での事务官僚に比较して技术官僚の地位の低さ?昇进の遅さを宫本は指摘し、「技术者の団结」を诉えた、と书いている。

内村鑑叁の非戦论を信じる内务技师青山は、机械学会の讲演の中で重要な指摘をする。

「（东京を荒川の水害から全く除くように完成するまでには）都合2,945万円要ることになります。2,945万円と言うと大分大きな金のように思われますが、军舰1艘拵えれば3,200万円が掛ることであります。军舰たった1艘、それで荒川の水害を除くことが出来るのであります。（中略）今荒川の上流の方も改修を始めて居りますが、上流の方は熊谷から赤羽の鉄桥まで其の工事を混ぜますと、上下其れで6,300万円位掛かりますが、まあ军舰2艘でそれが出来る訳であります。そうすると百姓が助かる、新隅田川の沿岸に工场を持っている方々も非常に助かる。それのみならず、洪水が出るといつも人も死にますが、そうゆうことを思いますと私共は始终泥まみれになって仕事をしておりますが、御互い少しばかり不便は忍んで仕事をしても宜いと思って、毎日毎日泥を掘って居ります」

青山は间接的表现ながら军舰建造と水害防止では、どちらが国民にとって有益かと问いかけている。

また青山は土木?建筑?资材业者の赠り物を一切拒否した。「父が荒川の放水路の仕事をして居ました顷、工事の材料を纳める业者が色々と赠り物の様なものを持って来ては、その検査を大目に见てくれとか、其の他自分の利になる様に頼みに来たものだそうです。勿论父はそういうものを受け付けず、その上かえって其の様な事を頼みに来た业者には検査の眼を厳しくして、材料其の他、工事に関係した事には最善最良の手を尽くしたと云う事でございます」。（「父の思い出」草野めぐみ（叁女））

1923（大正12）年9月1日、マグニチュード7.9の激震が东京や横浜など関东南部を直撃した。関东大震灾である。

この大震灾では、6,000人以上の在日韩国?朝鲜人と700人以上の在日中国人が虐杀されたともいわれている。まったく事実无根の流言蜚语（デマ）を信じて自警団に组织させられた日本の民众が军队、警察とともに行ったものであった。関东大震灾を契机にして以降、国民総力戦体制の构筑が準备され、日本ファシズム体制への布石となった。

荒川放水路の工事现场では28カ所で地盘の陥没や亀裂を生じ、18カ所の桥の一部が崩れる被害が出た。工事现场には朝鲜人の遗体が多数投げ込まれた。现场で働いていた朝鲜人労働者の遗体もあった。青山は不眠不休で现场监督にあたり、何日か后に现场から延々歩いて田端の自宅に帰った。彼は事务所にかくまっていた5人の朝鲜人労働者を密かに连れて来た。「彼らを奥の离れの部屋にかくまって、手当てをしてやってくれ。谁にも话してはならぬ」。青山は妻むつに命じた。朝鲜人労働者は片言の日本语しか话せなかった。

1924（大正13）年10月12日、着工から14年経った。荒川放水路通水式が、岩淵水門右岸の広場で盛大に挙行された。全長22kmの新放水路は「荒ぶる川」荒川の流れを変えた。旧荒川は、岩淵水門までを新河岸川、水門より下流を隅田川と呼ぶようになった。放水路の象徴ともいえる岩淵水門は、地元民から「赤水門」と愛称され、東京?北区のランドマークとなった。水門の近くに設置された放水路完成記念碑は、それまでの常識を打ち破って楕円形のものである。青山は、地元の浮間地区に群生する桜草をあしらった記念碑の碑文に「此ノ工事ノ完成ニアタリ多大ナル犠牲ト労役トヲ払イタル我等ノ仲間を記憶センガ為ニ 神武天皇紀元二千五百八十二秊 荒川改修工事ニ従ヘル者ニ依テ」とのみ刻ませた。最高責任者であり功労者である主任技師青山士の名前は刻まれていない。

1924（大正13）年に、勅任官（勅任により任用される高级官僚）となった青山は、翌年9月、勲四等瑞宝章を受けている。泥と汗にまみれて闘った荒川放水路の完成が「模范工事」と认められたことを意味する。荒川放水路（今日の荒川下流）は47（昭和22）年の超大型カスリーン台风の袭来の际、水位が堤防の高さまで届く8.6尘にも达した。が、堤防が切れることもなく、また氾滥することもなく、青山の设计通り水门の机能が最大限発挥された。今日に至るまで首都东部に大洪水をもたらすことなく、流域住民の暮らしを守っている。国际都市东京の惊异的繁栄を支えている。

1926（大正15）年、内务省は荒川放水路の完成が见えてきた段阶で、主任技师青山に鬼怒川改修工事计画の作成を命じた。鬼怒川は流路延长176.7办尘で、利根川支川の中では最大であり、洪水?氾滥を繰り返していた。上流（栃木県）から下流（茨城県）までの総合的治水策に挑戦するのである。青山が手掛けた総合计画は3点に绞られる。

（1）〔上流対策〕堰堤（ダム）建设：
最上流の栃木県塩谷郡叁依（みより）村関门（现日光市）にロックフィル?ダム（岩石を积み上げて构筑するダム）を建设する（现五十里（いかり）ダム）。

（2）〔流域対策〕河道改修：
蛇行が甚だしく洪水の流下に支障のある宗道河岸付近については、これを解消するため新たに直线河道を开削する。この时、内务省土木局が鬼怒川改修工事の一环として计画したのが鎌庭捷水路（しょうすいろ）（ショートカット）掘削工事である。鬼怒川右岸大形村大字鎌庭地先（现下妻市千代川）から下流に向かって短络する直线コース?延长2,050尘の新しい河道を掘削し、従来の湾曲部の河道を2,350尘も短缩させる计画であった。上流や下流の流れに大きな影响をもたらす工事でもあった。

（3）〔下流対策〕游水地筑造：
洪水调节のため、利根川本川沿いの千叶県田中村（现我孙子市）から我孙子町（同）にかけて田中游水地を、また茨城県北相马郡の菅生（すがお）沼に游水地をそれぞれ筑造するものとする。

青山の鬼怒川治水计画は戦后になってほぼ计画通り実现された。