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日本 海 に 面 し た 河 口 感 潮 域 に お け る冬 季 のwave set-up高 さ

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Academic year: 2022

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(1)海 岸 工 学 論 文 集,第55巻(2008) 土 木 学 会,366‑370. 日本 海 に 面 し た 河 口 感 潮 域 に お け る冬 季 のwave Winter Nguyen Xuan. Wave Xuan. Setup at River Mouths Tinh1. Tinh NGUYEN,. Hitoshi. 田中. Facing. 仁2・ 梅 田. TANAKA,. Makoto. set‑up高. さ. the Sea of Japan 信3・ 佐 々 木 幹 夫4. UMEDA. and Mikio. SASAKI. Empirical studies on wave setup at river mouths are important in terms of river mouth morphology change, navigation transportation, saline intrusion into river and water environment. The main objective of this study is to investigate the influence of water depth at the entrance to wave setup height at Iwaki as well as Yoneshiro Rivers facing the Sea of Japan, with especial reference to differences from rivers facing the Pacific Ocean. Frequent occurrence of wave set-up can be observed in these two river entrances due to storm waves during winter. By combining the results of the present and previous studies of Nguyen et al.(2007), a technical diagram is proposed as a relationship between wave setup height with offshore wave height and average water depth at river entrance.. 1.. は じ め に. 太 平 洋 側 と 日本 海 側 で は 潮 位 差 に大 きな 相 違 が 見 られ, 一 般 的 に 日本 海 側 の 河 川 で は河 口感 潮 域 に 対 す る潮 汐 の 影 響 が 相 対 的 に 小 さ い もの と理 解 さ れ て い る.と. ころ が,. 日本 海 に面 した 海 域 で は冬 季 に暴 浪 が 高 頻 度 で 発 生 して お り,砕 波 に 伴 うwave set‑upの発 生 が 感 潮 域 で の 入 退 潮 量 を 増 加 さ せ,見 か け上,潮. 位 差 の 増 加 と等 価 な役 割 を. 果 た して い る と考 え られ る.実 際,wave. 大 で 沖 波 波 高 の 二 割 程 度 に 達 す る こ と が 知 られ て い る (例 え ば,合 田,1975)こ あ れ ば,wave. 図‑1. 河 口部 に おけ る水位上 昇 の概念 図. set‑up高 さ は最 2. 研 究 対 象. と か ら,沖 波 波 高 が6m〜7mで. set‑up高 さ は1mを 超 え る もの と予 想 さ れ,. 日本 海 側 の平 均 的 な 潮 位 差(20cm〜50cm)を. は る か に大. 研 究 対 象 と して は,日 本 海 側 に位 置 す る河 川 で あ る米 代 川 お よ び岩 木 川 を 選 ん だ(図‑2).こ. の時 期の河 口内. き く上 回 る水 位 上 昇 を もた らす こ と に な る.す な わ ち,. 水 位,潮. 日本 海 側 河 川 の 河 口 に来 襲 す る冬 季 高 波 浪 はwave set‑up. 波 の諸 元 との 関 係 に つ いて 考 察 を行 っ た.こ の うち,岩. を通 じて 河 口感 潮 域 の 塩 分 環 境 に イ ンパ ク ト与 え て お り,. 木 川 河 口 部 は水 戸 口 と呼 ば れ,二 本 の 導 流 堤 を有 して い. 位 デ ー タ,波 浪 デ ー タを入 手 し,水 位 上 昇 量 と. 生 物 環 境 を支 配 す る要 因 の一 つ に な っ て い る もの と推 測 さ れ る.し か し,こ れ まで 日本 海 側 の冬 期 風 浪 に関 して の よ うな 認 識 は さ れ て い な い. そ こ で,本. 研 究 で は 日本 海 側 の 河 川 河 口 部 で のwave. set‑up高 さ に関 して,規. 模 の異 な る二 河 川 を 対 象 に 定 量. 的 評 価 を 行 う こと とす る.一 般 に,河. 口水 深 が 大 き い大. 河 川 で は河 口前 面 に お いて 砕 波 が生 じに くい こ とか ら, 図‑1に 示 す よ うに,wave. set‑upの発 現 特 性 に は河 川 規 模. に 応 じ た 依 存 性 が あ る も の と 推 測 さ れ る(Hanslow・ Nielsen,1992;Haslowら,1996;Tanakaら,2000;田 李,2006;Nguyenら,2007).こ. の た め,規. 中 ・ 模 の異 な る. 河 川 間 で の 比 較 研 究 が 有 効 で あ る.. 1学 2フ 3正 4正. 生 員M.Sc,東 ェロー 工博 会 員(博)工 会 員 工博. 北大学大学院 工学研究科土木工学専攻 東北大学教授 工学研究科土木工学専攻 東北大学准教授 工学研究科土木工学専攻 八戸工業大学教授 工学部土木工学科. 図‑2. 研 究対 象 の河川.

(2) 日 本 海 に 面 した 河 口 感 潮 域 に お け る冬 季 のwave. Time 図‑3 る(図‑2(a)).一. 方,米. (June. 367. set‑up高 さ. 2005). 夏季 の米 代川 ・岩木 川 河 口水位変 動特 性. 代 川 に は右 岸 側 に 河 口砂 州 が 発. の実 測潮 位,両 者 の差(水 位 上 昇量,△. 達 す る こ とが 多 く,閉 塞 気 味 の 傾 向 を 示 す こ と が 多 い. (潮 位))の 変 化 を 示 して い る.ま. (図‑2(b)).こ. H0の 変 化 で あ る.な お,こ. の ため,両. 河 川 で は河 口 部 の 水 深 に大 き. な 相 違(岩 木 川:4.5m,米. 代 川:2.3m)が. あ る(建 設 省 東. 北 地 方 建 設 局,1973).そ. の 差 が 砕 波 過 程 を 通 じて,河. η=(河 口 内水 位)‑. た,最 下 段 は沖 波 波 高. こ で使 用 した潮 位 は 実 測 値 で. あ り,吸 い上 げ ・吹 き寄 せ に よ る水 位 上 昇 は そ の 中 に す で に 含 まれ て い る と考 え られ る.実 際,図‑4中. の最初 の. 口部 に お け るwave set‑upの発 現 に 差 違 を もた ら して い る. イ ベ ン トや 右 端 に 示 さ れ た高 波 浪 時 に,深 浦 港 の 実 測 潮. と予 想 さ れ る.こ の た め,こ の 二 つ の 河 川 を 研 究 対 象 と. 位 に は天 文 潮 とは 異 な る水 位 の 高 ま りが見 られ,気 象 潮. して 選 ん だ.. が含 まれ て い る こ とが 確 認 さ れ る.そ. 河 口水 位 と して,岩 木 川 で は十 三 湖 内 に位 置 す る観 測 所 ・十 三 で の 値 を用 い,米 代 川 に お い て は向 能 代 の 実 測 値 を用 い た.ま. た,こ れ らの 河 口水 位 観 測 所 に も っ と も. こで,河. 口 内水 位. と潮 位 の差 は そ れ 以 外 の要 因 で あ る河 川 流 量 ・波 浪 に よ る もの と考 え た. 同 河 口部 に は 国 土 交 通 省 に よ りCCTVカ. メ ラが 据 え付. 近 い潮 位 観 測 地 と して,深 浦 港 で の 実 測 潮 位 を使 用 した.. け られ て い る.こ の 画 像 に よ れ ば,河. 口前 面 で は ほ ぼ常. 波 浪 デ ー タに関 して も,深 浦港 に お け る ナ ウ フ ァス の デ ー. 時 砕 波 が 見 られ る.こ の た め,図‑4に. よれば高波浪 時の. タ を使 用 して い る.. み な らず,ほ. 2008年2月 下 旬 に 日本 海 側 で 発 生 した 波 浪 災 害 は 富 山 県 入 善 町 で1名 の死 者 の 他,多. くの床 上 浸 水 な ど の 被 害. を もた ら した こ と で記 憶 に新 しい.本 研 究 に お い て は, こ の 際 の高 波 浪 を含 む2008年1月. か ら2月 の 河 口水 位 変. 動 を 中 心 と して扱 って い る.ま た,こ. の時 期 の ほか に,. ン トA,イ. ぼ 常 時 水 位 の上 昇 が 見 られ る.特 に,イ ベ. ベ ン トBの 際 に は80cmに. も及 ぶ 水 位 上 昇 が 見. られ る.な お,上 述 の富 山県 入 善 町 で の被 害 を も た ら し た 高 波 浪 は 図 の 右 端 に示 さ れ て い る. な お,イ. ベ ン トAの 前 に は 干 潮 時 に 河 口 内水 位 の顕 著. な 低 下 が 見 られ た が,イ. ベ ン トAの 後 に は水 位 の 変 化 が. 波 浪 が 微 弱 で あ る夏 季 の水 位 変 動 特性 に関 す る検 討 も行 っ. 緩 慢 で あ り,ま た,T.P.+20cmよ. た.. これ よ り,イ ベ ン トAに よ り多 量 の 砂 が 河 口 内 に押 し込. 3. 夏 季 の 河 口 水 位 変 動 特 性 2008年 冬 季 の現 地 デ ー タ に基 づ く検 討 を行 う前 に,上 記 の 二 つ の河 口 を対 象 に,海 域 が 静 穏 な時 期 の 河 口水 位. り下 が る こ と が 無 い.. まれ,閉 塞 が 進 行 した もの と考 え られ る.こ の よ うに, 水 位 の モ ニ タ ー デ ー タは 河 口地 形 の変 化 を 判 断 す る上 で 有 効 な情 報 を 含 ん で い る. 図‑5は1時. 間 毎 の実 測 デ ー タ を も と に,水 位 上 昇 高 さ. 図‑3は 夏 季 の米 代 川 お よ び岩 木 川 で の河 口 部 水 位 を,. と沖 波 波 高 との 関 係 を 調 べ た も の で あ る.こ こ で は,図 ‑4に 示 した 二 つ の イ ベ ン トに分 け て 図 示 して お り ,時 間. 近 隣 の 深 浦 港 の 実 測 潮 位 ・沖 波 と と も に示 して い る.同. の流 れ を 矢 印 で 示 した.こ れ に よ れ ば,い ず れ の イ ベ ン. 変 動 特 性 に関 す る検 討 を行 った.. 図 に よ れ ば,潮 位 及 び河 口水 位 は ほ ぼ一 致 して お り,海. トに お い て も波 高 の増 加 に伴 い,河 口 内 の 水 位 上 昇 が 認. 域 にお け る潮 位 変 動 が 河 口感 潮 域 に ほ ぼ 同 じ振 幅 で 伝 搬. め られ る.た だ し,二 番 目の 高 波 浪 時 の 方 が 高 い 水 位 変. して い る こ とが 確 認 さ れ る.. 動 を示 して い る こ とが 認 め られ る.こ れ は,前 述 の よ う. 4. 冬 季 の 米 代 川 に お け る 河 口 水 位 上 昇 図‑4は 上 段 か ら順 に,米 代 川 河 口部 で の 水 位,深 浦 港. に一 番 目の 高 波 浪 時 に 多 量 の土 砂 が 河 口内 に輸 送 され, 河 口部 の 水 深 が 浅 くな っ た こ と を反 映 して い る もの と推 測 さ れ る..

(3) 368. 海. 岸. 工. 学. Time(days 図‑4. 論. 文. 集. 第55巻(2008). in Jan. and Feb. 2008). 米代 川河 口水位,深 浦港 潮位,水 位上 昇量 と沖 波波 高. 5. 岩 木 川 に お け る 河 口 水 位 上 昇. 先 の 米 代 川 の場 合 と同 様 に,2008年1月. か ら2月 にか け. て の岩 木 川 に お け る 河 口水 位,深 浦 港 に お け る 潮 位,水 位 上 昇 量,沖. 波 波 高 の 変 化 を図‑6に 示 す.同. 図 よ り,岩. 木 川 で は,米 代 川 ほ ど の 顕 著 な水 位 上 昇 は見 られ な いが, イ ベ ン トA,Bの. 際 に は40cmほ. ど の水 位 上 昇 が 見 られ る. こ と が確 認 され る.こ の よ う な米 代 川 と の相 違 は,同 河 口 に お い て 導 流 堤 に よ り深 い水 深 が維 持 され て い る こ と に よ る. 図‑7は,図‑5と. 同 様 に 水 位 上 昇 高 さ と沖 波 高 との 関 係. を プ ロ ッ トし た も の で あ る.や は り,図‑6に の イ ベ ン ト毎 に図 示 して い る.図‑5の. 示 した 二 つ. 米 代 川 の実 測 値 に. 比 べ れ ば,岩 木 川 で は 回帰 式 を当 て はめ た 時 の勾 配 が 明 図‑5. 米代 川で の河 口水位 上昇 量 と沖波 波高 との関係. らか に小 さ い もの に な って い る.ま た,二 っ の イ ベ ン ト に お い て変 化 の パ タ ー ンが 異 な って い る.十 三 湖 の場 合 に は感 潮 域 に 十 三 湖 と い う広 大 な水 域 を有 して お り,こ の よ う な地 形 的 な 相 違 に つ い て も,今 後 さ ら に検 討 を行 う必 要 が あ る..

(4) 日本 海 に面 し た 河 口 感 潮 域 に お け る 冬 季 のwave. 369. set‑up高 さ. Time (days in Jan. and Feb. 2008) 図‑6. 図‑7. 岩木 川河 口水 位,深 浦港 潮位,水 位上 昇量 と沖 波波 高. 岩木 川 での河 口水位 上昇 量 と沖波 波高 との関係. 6. 河 口水 位 上 昇 高 さ と 波 浪 と の 関 係. 図‑8. 水 位上 昇量 と沖 波波 高 との関係. よ り,二 つ の 河 川 に つ い て,水 位 上 昇 量 と沖 波 波 高 との 比 を 求め る こ と が 出来 る.Nguyenら(2007)は. 図‑4,図‑6に. 示 した 全 デ ー タを 用 い,沖 波 波 高 と水 位. 上 昇 量 と の関 係 を 図‑8に 示 した.明. らか に,水 深 の小 さ. い 米 代 川 で は よ り大 き な水 位 の 上 昇 が 認め られ る.同 図. 太 平洋 に. 面 した河 川 に対 して,同 様 な 係 数 を求 め て い る. 図‑9に は,図‑8の. 回 帰 式 か ら得 られ た △ η/H0と無 次. 元 水 深h/H0と の 関 係 を 示 す.こ こ で,h:河. 口水 深 で あ る..

(5) 370. 海. 岸. 工. 学. 論. 文. 集. 第55巻(2008). に 来 襲 し た 高 波 浪 に よ って も た ら さ れ た 河 口 内wave set‑up高 さ △ ηにつ い て 検 討 を行 った.そ H0の 比 は 無 次 元 河 口 水 深h/H0に. の結 果,△. η/. ほぼ逆比 例 す る ことを. 示 した.. 謝 辞:本. 研 究 を行 う に当 た り,国 土 交 通 省 東 北 地 方 整 備. 局 能 代 河 川 国 道 事 務 所,同 青 森 河 川 国 道 事 務 所 か ら貴 重 な現 地 デ ー タ の提 供 を 受 け た.本 研 究 は河 川 生 態 学 術 研 究 ・岩 木 川 研 究 グ ル ー プ に お け る活 動 の一 環 と して 行 わ れ た研 究 の 一 部 で あ る.さ. らに,本 研 究 に対 して 日本 学. 術 振 興 会 科 学 研 究 費(基 盤 研 究(B),No.17360230)の 図‑9. 助 を受 け た.こ 水 位上 昇量 と河 口水 深 との関係. な お,米 代 川,岩 木 川 に つ いて,今. 意 を 表 す る.. 回 の 検 討 を行 った 時. 期 の 河 口水 深 は得 られ て お らず,こ. こで は,過 去 の 資料. (建 設 省 東 北 地 方 建 設 局,1973)か. らの 値 を 使 用 し た.. 図 中 で,*印. は太 平 洋 側 の 河 川 で 得 られ た結 果(Nguyen. ら,2007)で. あ り,● 印 が 本 研 究 に よ る 日本 海 側 の河 川. にお け る結 果 を 示 して い る.今 回 の検 討 に よ り得 られ た 米 代 川 お よ び 岩 木 川 の結 果 は,太 平 洋 側 の 河 川 に対 す る 点 と調 和 的 な 傾 向 を示 して い る.こ れ よ り,△. η/H0とh/. H0と の 関 係 と して 次 式 の よ うな 経 験 式 を 得 る こ とが 出来. 参 Nguyen. Xuan. Tinh・ 田 中. 考. 文. 献. 仁 ・長 林 久 夫(2007):. 2006年. 冬 季 低 気 圧 来 襲 時 に 観 測 さ れ た 河 口 感 潮 域wave さ, 海 岸 工 学 論 文 集, 第54巻, pp.321‑325. 建 設 省 東 北 地 方 建 設 局(1973): 北 地 区, 261p. 合 田 良 実(1975):. 全 国 河 川 河 口 資 料 集,. 浅 海 域 に お け る波 浪 の 砕 波 変 形,. 術 研 究 所 報 告, 第14巻, 田中 仁 ・李炫 錫(2006):. 秋. set‑up高 (3)東 港湾技. 第3号, pp. 59‑106. wave set‑upに よ る河 口 感 潮 域 の. 水 位 上 昇 に 関 す る 研 究, 土 木 学 会 論 文 集, Vol. 62, No.2, pp.210‑223.. る.. (1) こ の よ う に,△. 補. こに 記 して,関 係 機 関 に対 し深 甚 な る謝. η/H0は河 口 部 の 水 深 を 反 映 した も の と. な って い る こ とが 確 認 さ れ た. 7. お わ り に 日本 海 側 に面 す る二 河 川 を 対 象 に,2008年1月. か ら2月. Hanslow, D.J. and P. Nielsen(1992): Wave setup on beaches and in river entrances, Proceedings of 23rd International Conference on Coastal Engineering, pp.240-252. Hanslow, D.J., P. Nielsen and K. Hibbert(1996): Wave setup at river entrance, Proceedings of 25th International Conference on Coastal Engineering, pp.2244-2257. Tanaka, H., H. Nagabayashi and K. Yamauchi(2000): Observation of wave set-up height in a river mouth, Proceedings of 27th International Conference on Coastal Engineering, pp.3458-3471..

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