トレ ンチ に よ る飛 砂 防止 対 策 の試 み
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(2) 542. 海. ト レンチ は当 初,1月17日 に設 置 さ れ た が,1月24日. 岸. 工. 学. 論. 文. 集. 第55巻(2008). に第2突 堤 よ り東 側 の 海 浜 上 に海 象 条 件 悪 化 時 の 遡 上 波 の. 作 用 を 受 け,写 真‑2に 示 す よ う に トレ ンチ 内 に 土 砂 が 流 入 し埋 め 戻 され た.そ の 後,高 波 浪 時 の 遡 上 波 の 影 響 を 避 け る た め,2月1日. に トレ ンチ を 図‑1に 示 す 位 置(第2. 突 堤 の 基 部 付 近)に 再 度 掘 削 し,調 査 を 開 始 した. 写 真‑3に ト レ ンチ掘 削後 の 状 況 を示 す.ト 置 は強 風 時 卓 越 風 向(WNW)と 規 模 は長 さ30m,幅5m,深. さ1mと. と深 さ の数 値 に つ いて は,ト 比(B/h,B:ト. レ ン チ の配. 直 交 す る 方 向 と し,そ の した.ト. レ ンチ の 幅. レ ンチ の適 切 な ア ス ペ ク ト. レ ンチ 幅,h:ト. 写 真‑2. 1月24日 の 荒 天 に よ り埋 め 戻 さ れ た トレ ン チ. レ ン チ の 深 さ)は5〜6. 程 度 で あ る とい う堀 田 ら(1996)の. 研 究 に 基 づ い て い る.. 図‑1の 地 点(1)は風 速 測 定 地 点,地. 点(2)は鉛 直 全 量 型 捕. 砂 器 の設 置位 置 で あ る. (2) 観 測 方 法 トレ ン チ掘 削 直 後 の2008年2月1日. か ら2月27日 ま で の. 間 に,調 査 開 始 時 及 び気 象 条 件 と トレ ンチ 内 の砂 の 堆 積 状況 を確 認 しな が ら合 計5回 の 断 面 地 形 測 量 と風 況 観 測, 鉛 直型 捕 砂 器 に よ る捕 砂 調 査 を 実 施 した.ト. レ ンチ 測 量. 実施 日を 表‑1に 示 す.. 写 真‑3. 断面 地形 測 量 は,図‑1に. る方 向 に4測 線(測 線A〜D)を 範 囲 は トレ ンチ前 面10mと. ト レ ンチ 掘 削 直 後(2月1日. 撮 影,測. 線A側. よ り). 示 す と お り ト レ ンチ に 直 交 す 表‑1. 設 定 した.各 測 線 の 測 定 ト レ ンチ 内5m,そ. ト レ ンチ 断 面 測 量 実 施 日. の 背 後5m. を 含 む 合 計20mの 範 囲 と した.測 量 は レベ ル と標 尺 に よ る直 接 水 準 を 基 本 と した が,ト cm間 隔 で ポ ー ル を 立 て,地 した.ま. レ ン チ 内 の 測 線 上 は50. 盤 高 測 定 と写 真 撮 影 を 実 施. た,東 側 の測 線C,Dの. に は翼 垣 フ ェ ン ス(H=2m)を. トレ ン チ背 後5mの 位 置 配 置 して あ る(写 真‑3).. 風 況 観 測 は,地 点(1)の海 浜 上(地. 盤 高2m)に. 風 向風. 速 計 を 設 置 し,期 間 中 の風 速 と風 向 を 測 定 した.. ス,速. ト レンチ 断 面 測 量 期 間 中,鉛 直 全 量 型 捕 砂 器 を 用 い て 飛 砂 量 を 計 測 した.捕. 砂 器 は 開 口 幅0.5m,高. 時 に15m/s(WNW)を. さ0.2mの. 報 値)で,新. 記 録 した.海. 象 条 件(ナ. ウファ. 潟 沖 の 有 義 波 高 は,1月24日22時. H1/3=5.41mと2月24日0時. のH1/3=6.46mを. の. 記 録 して い る.. これ らの 気 象 ・海 象 条 件 の 悪 化 に よ り,1月24日. の荒天. 木 製 フ レ ー ム に プ ラ ンク トン ネ ッ トを 取 付 け た 吹 流 し式. 時 に は1月17日 に 掘 削 さ れ た ト レ ンチ,2月24日. 捕 砂 器 で あ る.捕 砂 器 は地 点(2)の地 盤 上0mに 設 置 した.. に2月1日 に 掘 削 され た ト レ ンチ が 遡 上 波 に よ って 埋 め 戻. 捕 砂 器 の 中心 高 さ が 地 盤 上0.1mと. さ れ た.ト. な る.調. 査 期間 中 は. 捕 砂 器 を 常 設 し,ト レ ンチ 断 面 測 量 実 施 日毎 に そ の 期 間 の 捕 砂 量 を 計 測 した. 3.. レ ン チ調 査 期 間 中,冬. の荒 天 時. 型 の 気 圧 配 置 は2月12. 〜18日 の 間 に長 く続 き ,積 雪 は 数 回 観 測 さ れ た. (2) トレ ン チ の 断 面 測 量 結 果 写 真‑4に2月18日. 調 査結 果. (1) 調 査 期 間 中 の 気 象 ・海 象 条 件 ト レン チ調 査 期 間 中 に 地 点(1)で観 測 され た風 向,風 速 を 図‑4上 部(a),(b)に 示 し,ア. メ ダ ス(新. れ た 気 象 条 件(降 水 量,積 雪 量,気 ‑4(c) ,(d),(e),(f)に 示 す.. 潟)で. 観測さ. 温,日 照 時 間)を. 図. の第3回 測 量 時 の ト レ ンチ 内 の状 況,. 写 真‑5に2月24日. の 荒 天 に よ って 埋 め 戻 さ れ た ト レ ン チ. を 示 す.1月24日. の 荒 天 時 の 遡 上 波 に よ って トレ ンチ が. 埋 め戻 さ れ た 写 真‑2,2月24日. の 荒 天 時 の遡 上 波 に よ っ. て ト レ ンチ が 埋 め 戻 さ れ た 写 真‑5を 参 照 さ れ た い.写 真 ‑2で は トレ ンチ の 風 下 端 が 残 って お り ,遡 上 波 は トレ ン チ を 越 え て 遡 上 して い な い.写 真‑5で は トレ ン チ の 形 状. と2月23〜24日 に は 日本 海 の 低 気 圧. は 跡 形 も無 い.こ の 事 実 は トレ ン チ の 設 置 位 置 の 決 定 に. が 急 速 に発 達 し,気 象 ・海 象 条 件 が 悪 化 した.地 点(1)の. は 荒 天 時 の 遡 上 波 を 考 慮 しな け れ ば な ら な い こ と を意 味. 風 向 ・風 速 は,1月24日9時. す る.. 2008年1月23〜24日. に11m/s(WNW),2月23日21.
(3) 543. トレ ンチ によ る飛 砂 防止対 策 の試 み. 測線A. 測線B. 写 真‑4. 第3回 測 量 時(2月18日. 撮 影,測. 線D側. 測線C. よ り). 測線D. 図‑2. 写 真‑5. 2月24日. の 荒 天 後(2月25日. 撮 影,測. 図‑2に トレ ンチ の 断 面 測 量 結 果(測. 線D側. ト レ ンチ の 断 面 測 量 結 果. よ り). 線A〜D)を. 示 す.. トレ ンチ 内 の 飛 砂 堆 積 量 は風 上 側 の 地 表 面 条 件 に も影 響 さ れ るが,風. 向 に よ って も影 響 を受 け る.ト. 端 側 の 測 線AとDは た め,測. 線BやCに. レ ンチ 両. ト レ ンチ 内 の 壁 面 に 近 い 測 線 で あ る 比 ベ ト レ ン チ の 側 方(短. 辺 側)か. ら. 流 入 す る飛 砂 の影 響 が 含 まれ る可 能 性 が あ る.し か し, 現 観 測 で は こ れ らに つ いて の評 価 が で き な い の で,以 下. 写 真‑6. の議 論 は これ らの 可 能 性 を考 慮 しな い こ と に す る.. ト レ ン チ 内 の 積 雪 層(2008年2月14日). 飛 砂 は ト レ ンチ 内 風 上 端 底 部 か ら徐 々 に堆 積 を 始 め る. ほ ぼ ト レ ンチ掘 削 時 の 地 盤 高 を 保 ちっ っ,風 下 側 に急 な 斜 面 を形 成 しな が ら堆 積 して い る.2月13日. には積雪 が. あ り,14日 の 測量 時 に は積 雪 上 に 砂 が 堆 積 した(写 真‑6). 砂 面 上 の地 盤 高 に加 え積 雪 層 の 上 端 と下 端 の 地 盤 高 さ を 測 定 した. ト レ ンチ風 下 側 地 盤 は 時 間 の 経 過 と と も に徐 々 に低 下 して い る が,ト. レ ンチ 風 下 側4m程 度 の地 点 で 地 盤 の 低. 下 は 無 い.測 線C,Dの い.第3回. 翼 垣 前 面 に 砂 の堆 積 が 見 られ な. 図‑3. トレンチ内 の断面 土量 累積値 の変化. 測 量 時 ま で は ト レ ンチ 風 下 側 端 は ほぼ 直 立 で. あ り,ト レ ン チ風 下 端 前 面 凹 部 に飛 砂 保 留 能 力 を 維 持 し. が 配 置 さ れ て い る.フ. て い る.こ れ らの事 実 か ら トレ ンチ 上 を 通 過 して 風 下 側. の 高 さ)で,風. に移 動 す る飛 砂 量 は ほ とん ど無 い こ とが 推 定 で き る.. 田 ら,1990).ト. 測 線CとDの. トレ ン チ風 下 側5m背 後 に は 翼 垣 フ ェ ンス. 5.0Hの. ェ ン ス 前 面3〜5H(Hは. フ ェ ンス. は フ ェ ン ス の 影 響 を 受 け て 減 速 す る(堀 レ ン チ は 翼 垣 フ ェ ン ス の 前 面2.5Hか. 範 囲 に あ り,フ. ェ ン ス に よ る 減 速 域 に あ る が,. ら.
(4) 544. 海. 岸. 工. 学. 論. そ の影 響 は現 観 測 で は 確 認 で き な い.. タ は,積 雪 層 分 を除 外 し,期 間1〜3(2月18日 線AとDの. 第55巻(2008) の平 均 風 速(cm/s)で あ り,. 式(2)で 得 ら れ る摩 擦 速 度 の 単 位 はcm/sで あ る.式(1)の. 図‑3に ト レ ンチ 内 の堆 積 土 量 の累 積 変 化 を示 す.デ. り多 い.ト. 集. U200は 地 点(1)(地 盤 上2m)で. (3) トレ ン チ 内 の 堆 積 土 量 の 変 化. を 解 析 の 対 象 と した.測. 文. ー. 移 動 界 摩 擦 速 度u*cは 以 下 の 式(3)を用 い た.. 測 量 ま で). (3). 堆 積 量 は 測 線B,Cよ. レ ン チ端 部 の 測 線 で あ る た め ト レ ンチ側 方 か. ら流 入 す る飛 砂 の 影 響 も含 まれ る可 能 性 が あ る.. Aは経 験 的 に決 め る係 数(水 理 公 式 集 に従 いA=0.1と した),. (4) 飛 砂 量 の 推 算. dは 砂 の粒 径(cm),ρsは. トレ ンチ 調 査 期 間 中 の 気 象 条 件(地 点(1)の風 向 ・風 速). 砂 量 の 計 算 に は,塩 澤 ら(1993)や. 砂 粒 子 の 密 度 で あ る.な. お,飛. 田 中 ら(2007)の. 現地. を 用 いて 現 地 砂 面 が 乾 燥 して い る と仮 定 し,以 下 の方 法. 調 査 結 果 よ りK=1を 便 宜 的 に 用 い る こ と と した.計 算 に. で飛 砂 量 を推 算 し,実 測 飛 砂 量 と比 較 した.. 使 用 す る風 デ ー タは10分 間 の平 均 風 速 値 で あ り,ト. 飛 砂 量 推 算 式 と して 河 村(1951)に. よ る式(1)を 用 い た.. W〜NNEの. (1). レン. チ の 配 置 方 向 と新 潟 西 海 岸 の 汀 線 方 向 を 考 慮 し て, 風 向時 を対 象 と した.. 推 算 した 飛 砂 量 の 時 系 列 を図‑4(g)に 示 す. (5) トレ ン チ 内堆 積 飛 砂 量 と 推 算 飛 砂 量 と の 比 較. こ こで ρaは 空 気 の密 度,gは 界 摩 擦 速 度,Kは. 重 力 加 速 度,u*cは. 実 験 定 数,qは. 移 動限. 図‑4(h)欄 に(g)欄 で 示 して あ る推 算 飛 砂 量 の 累 積 値. 飛 砂 量 で あ る.風 速 鉛. (実線)と そ の値 を2.5倍 した値(破 線)を 示 す.定 数2.5は. 直 分 布 に対 数 則 が 仮 定 さ れ れ ば,摩. 擦 速 度u*は. 地 表上. K=2.5を 意 味 し,中 央 粒 径0.3mm程. 度 の乾 燥 自 然 海 浜 に. あ る高 さ の風 速 と関 係 付 け る こ とが で き る.Zingg(1952). お け る平 均 的 な係 数 で あ る(Horikawaら,1984).同. のfocal point実 験 式 に新 潟 西 海 岸 で の 代 表 的 な粒 径d50=. く(h)欄 に 図‑2の 断 面 測 量 か ら求 め た測 線B,Cの. 0.30mmを. 量 を 測 量 日 に プ ロ ッ ト し,そ の 間 の 期 間 を 破 線(B),. 代 入 して 式(2)を 得 る(田 中 ら,2007).. 点 線(C)で. (2). つ な い で あ る.. 調 査 開 始 時 か ら2月8日 (K=1)に. 時 点 で は,実. よ る値 を 上 回 り,K=2.5と. (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g). (h). 図‑4. じ 累積 砂. トレンチ調査 期間 中 の気象 条件 と飛砂 量,飛 砂 量 の累積値. 測 値 は河 村 式. した値 に 近 い.こ れ.
(5) トレンチに よる飛砂 防止 対策 の試 み. 545. は,図‑4(a)〜(f)の 気 象 条 件 か ら わ か る よ うに 期 間1は 風. 戻 さ れ て しま う の で,ト. 速 が あ る程 度 強 く,日 照 も あ り,降 水 や積 雪 が ほ とん ど. 十 分 な 注 意 が 必 要 で あ る.フ. 無 い気 象 条 件 が続 い た た め,乾 燥 砂 に近 い状 態 で あ っ た. 合 に は,フ. こ とが 理 由 と して挙 げ られ る.12日. 設 置 ・撤 去 が 必 要 で あ る.ま. られ る.13日. まで 同 様 の 傾 向 が 見. か ら強 風 と な り(g)欄 の 推 算 飛 砂 量 は 大 き. い が(h)欄 の 実 測 累 積 値 の 増 加 は少 な く,K=1に. よ る値. レ ンチ 掘 削 場 所 の選 定 に は ェ ンス に よ る対 策 の 場. ェ ン ス材 料 の 確 保 ・飛 砂 シ ー ズ ン前 後 の た,フ. ェ ン ス前 面 に 大. 量 の堆 砂 が 生 じた 場 合 に は 斜 面 を駆 け上 が る飛 砂 が 発 生 す る の で メ ン テ ナ ンス が 必 要 とな る.こ. と同 程 度 の オ ー ダ ー と な っ て い る.気 象 条 件 を み る と,. して,ト. この 期 間 の 日照 はあ る程 度 あ る もの の,積 雪 が あ り,気. あ り埋 ま った 際 に も再 度 掘 削 す る こ と に よ って 対 応. 温 も相 対 的 に低 くか った こ とか ら,砂 面 が湿 潤 状 態 で あ っ. が 可 能 で あ る.. た こ とが 考 え られ る.. (2). こ の事 実 は乾 燥 砂 面 で の飛 砂 量 は河 村 式 でK=2.5程 度,湿. 潤 砂 面 で はK=1程. 度 で推 算 で きる ことを示唆 す. る.. 図‑5に 実 測 捕 砂 量(測 線BとC,地. 期 間1で は実 測 値 は河 村 式(K=1)を. 従 って,長. 上 回 って い る.. 実 測 値 はK=1と. 同程 度. で あ る が,こ れ は12日 か らの 積 雪 の た め 砂 面 が湿 潤 状 態. 度,湿. 度 で 推 算 で き る.. 期 の 風 速 観 測 デ ー タが あ り,平 均 的 な. 風 速 分 布 が 推 定 で き る な ら,ト. これ は前 節 に 述 べ た よ うに 砂 面 が 乾 燥 状 態 に あ った か ら 間2で は 測 線BとCの. レ ンチ は優 れ た 飛 砂 防 止. 乾 燥 砂 面 で の 飛 砂 量 は河 村 公 式 でK=2.5程. 点(2))と 計 算 値(K=1). につ い て期 間 別 の累 積 堆 積 飛 砂 量 を示 す.. って,ト. 工 で あ る と判 断 で き る.. 潤 砂 面 で はK=1程. (6) 期 間 別 累 積 土 量. 削が 比較 的容易 で. ト レ ンチ 上 を 通 過 して 風 下 側 に 移 動 す る飛 砂 量 は ほ と ん ど無 い.従. (3). で あ る.期. レ ンチ に よ る対 策 は,掘. れ に対. レ ンチ の 規 模,再. 掘. 削 の 回数 な ど の推 定 が で き る. (4). 飛 砂 が 地 表 面 近 く(地 表 面20cm以. 下)に. 集 中 して. い る事 実 が 確 認 で きた. な お,本 現 地 実 験 で は,ト. レ ンチ背 後 に 設 置 した翼 垣. と な り,飛 砂 量 が減 少 した た め で あ る と考 え られ る.期. と ト レ ンチ との 相 互 作 用 を評 価 で き る デ ー タ を得 る こ と. 間2で,吹. が で き な か った.今 後 の課 題 とす る.. 流 し式 捕 砂 器 の 捕 捉 量 が 少 な い の は積 雪 に よ. り捕 砂 効 率 が 著 し く低 下 し た もの と推 定 さ れ る.期 間3 で は河 村 式(K=1)の. 推 算 値,実. 測 値,吹. 流 し捕 砂 器 の. 捕 捉 量 は ほ ぼ同 程 度 の オ ー ダ ー とな って い る. これ らの 事 実 は前 節 で 述 べ た よ う に,乾 燥 砂 面 で の飛 砂 量 は河 村 式 でK=2.5程. 度,湿. 潤 砂 面 で はK=1程. 謝 辞:本. 研 究 の調 査 実 施 計 画 案 は,2007年. 海 岸 技 術 委 員 会((財)沿. さ れ た もの で あ る こ とを こ こ に付 記 す る.. 度で 参. 推 算 で き る こ とを 意 味 す る. 図‑5か らわ か る よ う に吹 流 し捕 砂 器 で捕 捉 され た砂 量 は ト レ ンチ で の 実 測 値 よ り僅 か に小 さ い が,ほ ぼ 同 程 度 で あ る.こ の事 実 は飛 砂 が地 表 面 近 くに集 中 して い る こ とを 示 し,塩 澤 ら(1993)の 現 地 観 測 や久 保 田 ら(2006)の 風 洞 実 験 結 果 に 一 致 す る.. 図‑5. 4.. 期 間別 の累積 堆積 飛砂 量. 結論. 本 調 査 で 得 られ た 結 果 を以 下 に 挙 げ る. (1). 度 に新 潟 西. 岸 技 術 研 究 セ ン タ ー)で 提 案. 高 波 浪 時 の 遡 上 波 の 作 用 を 受 け る と短 時 間 で 埋 め. 考. 文. 献. 河村龍馬 (1951): 飛 砂の研究, 東大理工研報告, No.5,pp.95‑112. 久保 田進 ・保坂幸一 ・鵜飼正志 ・堀 田新太郎 (2006): 風 洞実験 データに基づ く飛 砂量鉛直分布 予測法 の確 立, 海岸 工学論 文集, 第53巻, pp.431‑435. 塩澤俊 彦 ・中谷 内信一 ・赤澤守 ・玉城重則 ・黒木 敬司 (1993): 新 潟西海岸 にお ける飛砂 の現 地観測, 海岸工 学論文集, 第 40巻, pp.281‑285. 田中純壱 ・蜂須賀和 吉 ・土 田吉 昭 ・伊藤晃 ・伊 東啓勝 (2007): 新 潟西海岸 での飛砂 対策 の有 効性検討, 海岸 工学論 文集, 第54巻, pp.546‑550. 船越 晴世 ・大野正 人 ・阿 部勝男 ・鈴木幸 一 ・黒木 敬司 ・玉城重 則 (1993): 飛 砂防止 対策 について, 海岸工学 論文集, 第40 巻, pp.291‑295. 堀 田新太郎 ・堀 川清司 (1990): 堆砂垣 の機能 について の実験 的 研究, 海岸工学論文集, 第37巻, pp.444‑448. 堀 川清司 ・田中寛好 ・畑 中勝 守 ・山谷 直昭 ・堀田新太郎 (1996) : 飛砂捕捉 溝 に関 する研 究, 海岸 工学論文集, 第43巻, pp. 671‑675. Horikawa, K.,S. Hotta, S. Kubota and S. Katori (1984): Field measurement of blown sand transport rate by trench trap, Coastal Eng. Japan, JSCE, Vol.27, pp.213-232. Zingg, A.W. (1952): Wind tunnel studies of the movement of sedimentary material, Proc. 5th Hydraulics Conference, IAHR, pp.111-135..
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