波崎海岸 にお ける浚渫土砂 の養浜利用の有効性評価
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(2) 波崎 海岸 にお け る浚 渫土 砂 の養浜利 用 の有効 性評 価 受 け るの で 除 き,波 崎 漁 港 と鹿 島 港 の ほ ぼ 中 央 部 に お い. 737. (a)平 面図. て海 岸 線 の向 き を調 べ る と,海 岸 線 は波 崎 海 岸 中 央 よ り 北 側 に お け る水 深20mの 等 深 線 と ほ ぼ平 行 に伸 び て い る. さ らに こ の 等 深 線 は 鹿 島 港 の 波 浪 観 測 地 点 と比 較 し て 3.6° 反 時 計 回 り の 方 向 に 傾 い て い る.従. って このず れ. を考 慮 す る と波 向 変 動 は平 均 海 岸 線 に立 て た 法 線 に対 し. (b) 縦断 図. て,冬 季 は11.4°,夏 季 は‑11.1°の方 向 か ら入 射 す る と仮 定 で き る.一 方,波. 浪 観 測 結 果 に よ る と冬 季 ・夏 季 の エ. ネ ル ギ ー 平 均 波 は,H1/3=1.85m(T1/3=8.8s),1.49m(T1/3 =8s)で. あ って ,冬 季 波 浪 の ほ うが 夏 季 波 浪 よ りエ ネ ル. ギ ー レベ ルが 高 い.こ. の条 件 で は,波 向 の非 対 称 性 と相. 図‑2. モ デル地形 の平 面形 と縦 断形. ま って 南 向 き の エ ネル ギ ー フ ラ ッ ク ス の卓 越 を 招 き,海 表‑1. 岸 北 部 で 侵 食 が 起 こ る こ と とな る.し か し実 際 に は,前. 計 算条 件. 報 で 述 べ た よ う に,平 均 的 に 見 て 波 崎 海 岸 北 部 で は そ の よ う な汀 線 変 化 は起 き て い な い.こ. の こ とか ら本 研 究 で. は,波 高 に つ い て は通 年 の平 均 値(前 報 と同 一)を 用 い, 波 向 変 動 が海 浜 変 形 に及 ぼ す 効 果 を 明確 化 す る こ と と し た.な. お,波 向 と波 高 の 強 弱 を 連 動 さ せ た 条 件 で の 漂 砂. 特 性 に つ い て は,宇 多 ら(2008)を. 参 照 され た い.. 地 形 変 化 予 測 計 算 で は前 報 に な らい,実 際 に は緩 や か に曲 が った 汀 線 を直 線 状 に 引 き伸 ば した 展 開 座 標 を用 い た.計. 算 に用 い た モ デ ル地 形 の 平 面 形 と縦 断 形 を 図‑2. (a),(b)に示 す.海 浜 縦 断 形 は,波 崎 海 岸 全 域 の 実 測 断 面 の 重 ね合 わ せ を も と に水 深 毎 に平 均 的 な 勾 配 を設 定 して 定 め た もの で あ り,汀 線 よ り陸 側 の 勾 配 は1/20,汀 線 か ら水 深8mま. で が1/65,水 深8m以. 深 は1/100で あ る.ま た,. こ の勾 配 は 計 算 に お い て 設 定 す べ き平 衡 勾 配 と して も用 い た.初 期 粒 径 は,1996年. に鹿 島灘 海 岸 全 域 で 平 面 的 に. 採 取 さ れ た底 質 粒 径 デ ー タを も とに,勾 配1/20の 汀 線 近 傍 と,勾 配1/65の 水 深5m付 近 で,沿 粒 径 値0.19mm,0.13mmを. 用 い た.さ. 岸 方 向 に平 均 し た ら に前 報 で 明 らか. に した よ うに,波 崎海 岸 で は利 根 川 か らの土 砂 供給 に よ っ て 経 年 的 に 土 砂 量 が増 加 して い る こ とか ら,前 浜 へ の 寄 与 分 を5万m3/yr,汀 (hc=8m)ま. 線 か ら波 に よ る地 形 変 化 の 限 界 水 深. で の 区 域 へ の寄 与 分 を5万m3/yrと し,合 計10. 万m3/yrを 防 波 堤 先 端 部 沖 か ら流 入 さ せ た.一 入 射 角 につ い て は,図‑1に. 方,波. 示 す 波 向 は水 深20m地. の. 点で の. 波 の入 射 方 向 を 一 定 の場 合 と波 向 変 動 を 与 え た場 合 の計. 観 測 結 果 で あ る た め 冬 季 ・夏 季 の 波 浪 を与 え て 屈 折 計 算. 算 結 果 の差 異 を 明 らか に す る た め の 検 討 を 行 っ た.HL. を行 い,砕 波 点 に お け る波 浪 緒 元 を 求 め る と,砕 波 点 で. の 建 設 が完 了 した2000年 を 初 期 地 形 と して2002年 地 形 の. は 冬 季 ・夏 季 の 入 射 角 は ほ ぼ ±4.6°とな る ので,こ. 再 現 性 を調 べ,次. れ ら. に再 現 地 形 の2002年 を 初 期 地 形 と して,. の 波 向 を周 期 的(半 年 毎)に 変 化 させ た.潮 位 は平 均 海. そ の ま ま放 置 した場 合 の2025年 の地 形 を 予 測 す る.そ の. 面 と した.地 形 変 化 の 範 囲 は,実 測 の縦 断形 比 較 よ りバ ー. 際,波. ム 高(hR=3m)か. 算 出 し,波 向 変 動 が波 の 遮 蔽 域 に お け る堆 積 に もた らす. らhc=8mま で と し た.そ. 係 数,漂 砂 量 の 水 深 分 布,土. の ほ か,漂. 砂量. 砂 落 ち込 み の 限 界 勾 配,計. 算 範 囲,計 算 メ ッ シ ュ,計 算 時 間 間 隔,計. 算 ス テ ップ数,. 境 界 条 件,数 値 計 算 法 な ど は ま と め て表‑1に 示 す. 計 算 で は,ま ず 現 象 の再 現 性 を 明 らか に す る と と もに,. の 入 射 方 向 を一 定 と した場 合 の計 算 結 果 との 差 を. 影 響 を評 価 した. 3. 再 現 性 検 討 前 報 で は,波 崎 海 岸 の 平 均 的,長 期 的 な海 浜 変 形 を海.
(3) 738. 海. 岸. 工. 学. 論. 文. 集. 第55巻(2008). 岸 線 の法 線 方 向 か ら入 射 す る波 を与 え て 予 測 した.し か. した 水 深 変 化 量 で あ る.1〜3号HL付. し実 際 に は 前 述 の よ うに 波 向 は季 節 的 に 変 動 して い る.. は堆 積 傾 向 とな る一 方,鹿. 従 っ て厳 密 に は一 方 向 の 波 の場 を与 え た 計 算 の結 果 と は異 な る.そ. こで 本 研 究 で は,波 向 変 動 を 考 慮 して2002. 年 地 形 を求 め て 実 測 地 形 との 比 較 を行 い,さ. らに波 向変. 向 と な る.図‑4に が著 しいが,予. 近 と波 崎 漁 港 内 で. 島 港 か ら3号HL間. 示 した よ うに,現. では侵食傾. 在 はHL周 辺 で 侵 食. 測 計 算 に よ る と今 後3号HL以. 南 は堆積傾. 向 へ と変 化 し,鹿 島 港 と3号HL間 で 侵 食 が 進 む とい う結. 動 を 与 えず に 求 め た将 来 の 予 測 地 形 と,波 向 が 変 動 す る. 果 と な る.こ. 条 件 下 で の予 測 結 果 が ど の よ う に相 違 す るか を調 べ た.. に よ って も沿 岸 漂 砂 の トラ ップ効 果 が 向 上 す るた め と考. 初 期 地 形 は,前 報 で 海 岸 線 の 法 線 方 向 か ら入 射 す る波 を. え られ る.季 節 変 動 に つ いて は,夏 季 波 浪 の作 用 で は不. 与 え て 再 現 し た,HL建. 透 過 構 造 物 の南 側 で 堆 積,冬 季 波 浪 で は侵 食 が周 期 的 に. 設 が 完 了 した2000年 地 形 と した.. 図‑3が こ の初 期地 形 で あ る.こ の 初 期 地 形 に 対 して 波 向 を周 期 的 に変 動 させ た場 合 の,2002年. の夏 季 と冬 季 の波. 浪 作 用 後 の海 浜 形 状 につ い て,1984年. を基 準 と した汀 線. 変 化 量 と して ま とめ た のが 図‑4で あ る.こ. こ に,1984年. れ は波 崎 漁 港 の 防 波 堤 だ け で は な く,HL. 起 こ る. 図‑6は2000年. 基 準 の汀 線 変 化 量 を示 す.5号HL付. 近よ. り北 側 で は汀 線 が 最 大32m後 退 し,南 側 で は前 進 して い る.ま た 不 透 過 構 造 物 の 周 辺 で は い ず れ も波 の遮 蔽 域 に. を基 準 に した理 由 は,長 期 的 汀線 変 化 に重 な った 汀 線 の. 遮 蔽 域 外 か ら砂 が 運 ば れ て 堆 積 す る た め,構 造 物 間 で 弓. 変 動 量 を 見 た か った こ と に よ る.計 算 結 果 は 若 干 侵 食 が. 状 に汀 線 が 後 退 す る とい う結 果 と な る.. 過 大 で は あ る が実 測 傾 向 を か な り う ま く再 現 して い る.. 波 向変 動 が あ る場 合,図‑5に. 実 測 汀 線 変 化 で は,HLを. (a). 境 に南 側 の 汀 線 が 北 側 よ り前. 示 した よ う に構 造 物 周 辺. 進 して お り,沿 岸 漂 砂 の方 向 が 逆 転 して い るよ う に見 え る が,こ れ は宇 多 ら(2008)に. 示 す よ うに,エ ネ ル ギ ー. レベ ル の異 な る 波 が2方 向 か ら斜 め入 射 す る場 合,エ. ネ. ル ギ ー レベ ル の高 い 波 の 入 射 方 向 と逆 側 に砂 が 堆 積 す る こ と に よ る. そ の ま ま放 置 した場 合 に お け る2025年 の夏 季 冬 季 地 形 の予 測 結 果 を 図‑5に 示 す.HL建. 設 後 の2000年 を基 準 と. (b). 図‑3. 図‑4. 初期 地形. 1984年 を 基 準 と した 汀 線 変 化 量. 図‑5. 2025年 夏季 冬季 地形 の予測 結果. 図‑6. 2000年 基 準 の 汀 線 変 化 量.
(4) 波崎 海岸 にお け る浚 渫土 砂 の養浜 利用 の有 効性評 価. 739. で 周 期 的 な堆 積 ・侵 食 が 現 れ る.こ の場 合 海 浜 変 形 は 時 (a) 2005年. 間 的 に単 調 に進 む よ う に思 わ れ る.し か し海 浜 変 形 は 時 間 的 に単 調 な変 化 と は な らな い.こ れ を 明 らか にす る た め に,波. 向変 動 を 与 え た場 合 の 計 算 結 果 か ら波 向 を一 定. と し た場 合 の計 算 結 果 の差 を算 出 し,そ れ らの 経 時 変 化 を 調 べ た.図‑7は2005年. か ら5年 間 隔 で2025年 ま で の冬. 季 波 浪 作 用 後 の 計 算 結 果 を ま とめ た もの で あ る. 2005,2010年. まで は一 方 向 の 波 向 の場 合 よ り も急 速 な. 応 答 が 起 こ り,波 崎 漁 港 内で の堆 砂 が 加 速 され,5号HL (b) 2010年. と鹿 島港 の 間 を 中 心 と して侵 食 が 進 む.し か し2015年 に は波 崎 漁 港 内 で の堆 砂 量 の 差 異 は 小 さ くな り,同 時 に5 号HLと 鹿 島港 の 間 で の 侵 食 量 に も大 き な差 が な くな る. 2020年 お よ び2025年 で は波 向 が 一定 の場 合 との差 異 は益 々 小 さ くな る.波 向 一 定 の 場 合 と比 較 して,波 向 変 動 を 与 え る と初 期 に 波 の遮 蔽 域 へ の 堆 砂 が 助 長 され る が,時 間 経 過 と と もに 波 の遮 蔽 域 内 に十 分 な量 の 砂 が 堆 積 す る結 果,波. 向 変 動 の 影 響 を受 け に く くな った.最 終 的 に2025. 年 で は5号HLと. 鹿 島港 の 間 の 前 浜 が 侵 食 傾 向 と な り,1. 号HL〜5号HLの. 前 浜 は突 堤 北 側 が 堆 積 す る.こ れ は,5. 号HLか. ら鹿 島 港 ま で が 波 の 遮 蔽 域 外 と な り,そ. (c) 2015年. こか ら. 遮 蔽 域 へ と砂 が 運 び去 られ た結 果 で あ る. 4. 養 浜 の 効 果 検 討 ケ ー ス(1)では,養 浜 を 実 施 した場 合 にお け る2010年 の 地 形 を 予 測 した.波 崎 海 岸 で は,漁 港 内 の浚 渫 土 砂 を 用 い て1〜5号HL付. 近 に お い て2006〜2010年. に 合 計27万m3 (d) 2020年. の養 浜 が 計 画 さ れ て い る.そ. こで 養 浜 区 域 を二 分 し,図. ‑8に 示 す よ う に2006〜2008年. で は南 側 区 域 に お い て5 .3. ×104m3/yrの 養 浜 を行 い,2009〜2010年. で は北側 区域 に. お い て5.5×104m3/yrの 養 浜 を行 う こ と とす る.養 浜 砂 の 粒 径 は 港 内 の 浚 渫 砂 を想 定 し,細 粒 の0.13mm(平 配1/65)を. 設 定 す る.ケ. し くな る鹿 島 港 と5号HL間 27万m3)を2025年. 衡勾. ー ス(2)では,将 来 的 に侵 食 が 著 で5.4×104m3/yrの 養 浜(合. 計. まで 続 け た 場 合 の 計 算 を 行 う.そ. の. 場 合 の 粒 径 は0.13mmで. あ る.さ. らに汀線 への歩留 ま り. を 向 上 さ せ る た め に 汀 線 砂 と 同 じ0.19mm(平. (e) 2025年. 衡 勾配. 1/20)の 砂 を上 記 と同 じ割 合 で 投 入 し た場 合 が ケ ー ス(3) で あ る. 2006〜2010年. の地 形 変 化 予 測 の結 果 か らそ の ま ま放 置. した ケ ー ス の 差 を算 出 した の が 図‑8で あ る.養 浜 砂 は 粒 径(平 衡 勾 配)が ま らず,放. 小 さ い た め,投 入 地 点 に は あ ま り と ど. 置 した ケ ー ス と大 き な差 異 が な い.. 3.の検 討 に よ れ ば,今 後 長 期 的 に 見 て 侵 食 が 著 し くな る の は5号HLと. 鹿 島 港 間 で あ る.そ. 中 的 な 養 浜 につ い て検 討 した.2006年 0.13mm(平. 衡 勾 配1/65)の. 入 した 場 合(ケ. こで この 区 域 で の 集 を 初 期 地 形 と し,. 砂 を5.4×104m3/yrの 割 合 で 投. ー ス(2))の2025年. の 予 測 結 果 を 図‑9に 示. 図‑7. 波 向変 動 あ りと波向一 定 の場合 の計 算結 果 の差.
(5) 海. 740. 岸. 工. 学. 論. 文. 集. 第55巻(2008). 図‑10. 図‑8. 図‑9. 養 浜 区域 の設定. ケ ー ス(2)の2025年. 0.19mm(平. 衡 勾 配1/20)の. 砂 を 用 い た養 浜 と. 放置 の地 形 変化 の差. 図‑11. の予測 結果. 汀 線変 化 比較. す.養 浜 砂 は 侵 食 域 の 沖 合 を含 め て 海 底 地 盤 を緩 や か に. す る 予 定 で あ っ た が,長. 上昇 さ せ る効 果 は あ る もの の,最 終 的 に 波 崎 漁 港 に よ る. に 投 入 す る ほ う が 望 ま し く,今. 波 の 遮 蔽 域 へ と緩 や か に移 動 す る.こ の よ う に粒 径 の 小. 島 港 南 側 で 養 浜 す る 計 画 へ 変 更 す る 必 要 が あ る.一. さな 材 料 しか 養 浜 材 料 と して 入 手 で き な い ま ま サ ン ドリ. 浚 渫 土 砂 は 粒 径 が 小 さ い の で,汀. サ イ クル を 行 っ た場 合,投 移 動 す るが,そ. 入 土 砂 は 再 び 波 の遮 蔽 域 へ と. を 期 待 す る と よ い.こ. れ で もあ る程 度 の効 果 は見 込 め る.. 前 浜 へ の 寄 与 率 が 高 い粒 径0.19mm(平 の砂 を用 い た養 浜 の場 合,2006年. 衡 勾 配1/20). を 初 期 地 形 と して 同 じ. く2025年 ま で の地 形 変 化 を 予 測 し,放 置 した ケ ー ス との 差 を求 め た の が 図‑10で あ る.相 対 的 に粒 径(平 が大 き くな った 結 果,5号HLと. と は 初 め か ら考 え ず,沖. 衡 勾 配). 鹿 島港の間 の汀線付近 で. 0.106〜0.16mmを. 期 的 に 見 る と 鹿 島 港 と5号HL間 後,侵. 食 が著 しくなる鹿 方,. 線 部 に 歩 留 ま らせ る こ. 合部 を含 めた広範囲 の地盤上 昇 の よ う な 細 粒 土 砂 は底 質 粒 径 が. 好 む チ ョ ウ セ ンハ マ グ リの 生 息 環 境 を. 保 っ 上 で も 有 効 で あ る(日 向 野 ら,1993).一. 方 で0.13mm. 程 度 の 細 砂 で は 前 浜 の 拡 幅 に あ ま り 役 立 た な い の で, 0.19mmと,よ. り粒 径 の 大 きな 砂 と 混 合 した 材 料 を 投 入. す る 手 法 に つ い て 考 え て い く 必 要 が あ る.. 養 浜 効 果 が 著 し く高 ま る こ と が 明 らか で あ る.図‑11は この場 合 の 汀 線 変 化 比 較 で あ るが,養 浜 に よ っ て侵 食 域 の 汀線 を前 進 させ る こ と が で き る こ と が 分 か る. 5. ま と め 波 崎 海 岸 で は利 根 川 か らの 土 砂 供 給 に よ り年 間 ほ ぼ10 万m3の 土 砂 流 入 が あ る た め,波. 崎 海 岸 の 総 土 砂 量 は増. 加 傾 向 に あ る.し か しな が ら,空 間 的 に 見 る と堆 積 傾 向 を 示 す の は波 崎 漁 港 周 辺 で あ り,波 崎 漁 港 の 防 波 堤 に よ る波 の遮 蔽 域 の外 側 で は 侵 食 傾 向 に あ る.予 測 計 算 に よ れ ば,将 来 的 に侵 食 域 は1〜5号HL周. 辺 域 よ り,鹿. 島港. と5号HLの 間 の 区域 へ と移 行 す る.当 初 計 画 で は,漁 港 内 の 堆 積 土 砂 を 過 去 に侵 食 が 著 しい1〜5号HL間. に投 入. 参. 考. 文. 献. 宇 多 高 明 ・勝 山 均 ・松 浦 健 郎 ・熊 田 貴 之 ・長 山英 樹 ・大 木 康 弘 (2007): 利 根 川 か らの 流 入 土 砂 の あ る波 崎 漁 港 周 辺 の 海 浜 変 形 の 実 態 と予 測, 海 岸 工 学 論 文 集, 第53巻, pp.586‑590. 宇 多 高 明 ・熊 田貴 之 ・芹 沢 真 澄 ・長 山 英 樹(2008): 波向変動 場 で生 じ る漂 砂 大 循 環 の 発 生 メ カ ニ ズ ム, 海 岸 工 学 論 文 集, 第5 4巻.(印 刷 中) 熊 田 貴 之 ・宇 多 高 明 ・芹 沢 真 澄(2007): 卓 越 粒 径 集 団 に応 じ た 平 衡 勾 配 を 考 慮 した等 深 線 ・粒 径 変 化 モ デ ル, 土 木 学 会 論 文 集B, Vol.63, No.2, pp.154‑167. 熊 田 貴 之 ・宇 多 高 明 ・芹 沢 真 澄 ・三 浦 正 寛(2005): 波 の遮 蔽 域 形 成 に伴 う3次 元 地 形 ・粒 径 変 化 の 予 測 法, 海 洋 開 発 論 文集, 第21巻, pp.1029‑1034. 日向 野 純 也 ・木 元 克 則 ・安 永 義 暢(1993): 潜 砂 行 動 と物 理 環 境 の 関 係 か らみ た チ ョ ウセ ンハ マ グ リと コ タマ ガ イの 分 布 特 性, 水 工 研 研 報, 14, pp.65‑87.
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