有 明海湾奥 における近年 の潮流 の変化 と残差流 の変動特性
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(2) 372. 海. 岸. 工. 学. 論. 文. 集. 第55巻(2008). 図‑2. 期 間Iにお け る河川 流量(筑 後川),風 速(佐 賀),北 方潮 流速,東 方潮 流速 お よび,残 差流 速. 図‑3. 期 間IIにお け る河 川流 量(筑 後川),風 速(佐 賀),北 方 潮流 速,東 方 潮流速,お よび残差 流速. 年 水 環 境 の 悪 化 が深 刻 な 大 浦 沖 以 北 の 湾 奥 部 の 潮 流 変 化. 14'53"E)に. に関 す る研 究 結 果 は数 値 シ ミュ レー シ ョ ンに よ る検 討 を. ACM‑8M)を. 除 い て報 告 され て い な い.. 速 を30分 間 隔 で 測 定 した もの で あ る.係 留 は電 磁 流 速 計. そ こ で,本 研 究 で は 有 明 海 湾 奥 部 に お いて 潮 受 け 堤 防 締 め 切 り前 後 に取 得 さ れ て い た潮 流 観 測 デ ー タ を新 た に 解 析 し,潮 受 け堤 防 締 め 切 りが 潮 流 に与 え た影 響 に つ い. 自記 式 電 磁 流 速 計(ア. レ ッ ク電 子 社 製,. 係 留 し,海 面 下1.5mの. 表 層 流 の 流 向 ・流. の 下 に付 け た ロ ー プで 魚 礁 に ア ンカ ー リン グ し,上 に 付 け た ロ ー プ に 浮 標 を つ け て行 な って い る. 観 測 は,1989年1月10日. て 検 討 を行 な っ た.ま た,有 明 海 湾 奥 部 の 物 質 輸 送 に 対. 時 間 の 中 断 を含 む)ま. す る知 見 を得 る た め に,残 差 流 の変 動 特 性 につ い て も解. び1999年1月11日. 析 を 行 な った の で 併 せ て報 告 す る.. 中 断 を 含 む)ま. 2.. 潮流観測の概要. か ら同年3月15日(途 で の期 間(以. 下,期. か ら同 年3月24日(途 で の 期 間(以 下,期. 期 間Iは 潮 受 け堤 防 締 め切 り前,期. 中 に26. 間I),お. よ. 中 に96時 間 の. 間II)に. 実 施 され た.. 間IIは 締 め 切 り後 の. 観 測 で あ り,両 期 間 と も に冬 期 混 合 期 の観 測 で あ る. 使 用 した デ ー タ は佐 賀 県 有 明 海 水 産 振 興 セ ン タ ー が 図 ‑1に 示 す 有 明 海 大 浦 沖 の 地 点S(33°01'07"N ,130°. 観 測 結 果 を 期 間 ご と に 図‑2,3に 川 の 日平 均 河 川 流 量(瀬. ノ下)お. 示 す.図. 中 には筑後. よ び 佐 賀 に お け る 日平.
(3) 373. 有 明海湾 奥 にお ける近年 の潮 流 の変化 と残 差流 の変動 特性 表‑1. 均 風 速(気. 象 庁,2008)も. 潮汐 ・潮流 の調 和解 析 の結果. 示 した.風 速 にっ い て は 図 中. に お い て 潮 流 の 流 速 の方 向 と対 応 さ せ る た め に,南 風,. M2. S2. K1. O1. 西 風 を そ れ ぞ れ 正 と して い る.冬 期 の 季 節 風 に よ り南 風 が ほ と ん ど生 じず 北 風 が 卓 越 して い る.ま た,東 西 方 向 の風 が 南 北 方 向 の 風 よ り強 い 期 間 が 多 くあ り,3m/s以 上 の西 風 と東 風 が 断 続 的 に生 じて い る こ とが 分 か る.ま た,期 間1の 筑 後 川 の 平 均 河 川 流 量 は109.7m3/s,期. 間II. は42.7m3/sで あ っ た. 3.. 潮 受 け堤 防締 め切 りの影 響 につ いて. 潮 受 け堤 防 締 め切 りの 影 響 を解 析 す る た め に 潮 流 デ ー タ の調 和 解 析 を行 な っ た.解 析 に は,各 期 間 の 初 日か ら 58日 間 の デ ー タを 用 い,最. 小 自乗 法 に よ り主 要10分 潮. (M2,S2,K1,O1,Q1,P1,N2,K2,M4,MS4)の 定 数 を 求 め た(中 野,1940).主. 調和. 要 な6分 潮 の 流 速 振 幅 お. よ び 潮 流 楕 円 の長 半 径 を表‑1に 示 す.ま. た,図‑4に. は得. 図‑4. 締 め切 り前 後 の主 要4分 潮 の潮流楕 円の比較. られ た調 和 定 数 を 用 い て 描 い た 主 要4分 潮 の 潮 流 楕 円 を 示 す.な. お,期 間1,Hと. もに 途 中 に観 測 の 中 断 が あ り,. 調 和 解 析 の精 度 へ の 悪 影 響 が考 え られ た.そ. こで,連 続. れ は,潮 受 け堤 防 締 め 切 りに よ り この 海 域 のM2潮. の流. 速 が 減 少 した こ と を示 して い る.ま た,潮 流 楕 円 の 長 軸. した29日 間 の デ ー タ に対 して も調 和 解 析 を行 な い,以 下. の 向 き は反 時 計 回 りに 回 転 して い る こ とが 分 か る.西 ノ. の 考 察 に影 響 が な い こ と を確 認 して い る.表‑1に. 首 ら(2004)は,諌. は大 浦. の 検 潮 デ ー タ(日 本 海 洋 デ ー タ セ ンタ ー,2008)を. 潮流. (図‑1)で. ー 早 湾 の 南 東 に位 置 す る 地 点P1,P2. は 潮 受 け堤 防 締 め 切 り後 にM2潮. の潮流 楕 円. と同 様 の方 法 で 調 和 分 解 して 求 め た調 和 定 数 も併 せ て 示. が 時計 回 り に回 転 した こ と を示 して い る.こ の こ とか ら,. して い る.月 の 引 力 に よ り生 じ る分 潮 は 月 の 昇 交 点 運 動. 潮 受 け堤 防 締 め切 りに よ り潮 流 楕 円 は,諌 早 湾 の 北 東 部. に よ り振 幅 が18.6年 周 期 で変 動 す る.期 間Iと. に位 置 す る海 域 で は諌 早 湾 へ 向か う流 れ の成 分(上 げ潮:. 期 間IIは. こ の18.6年 周 期 の 変 動 の そ れ ぞ れ 極 大 と極 小 の 時 期 で あ. 北 東,下. る た め,表‑1に. 東 部 に位 置 す る海 域 で は諌 早 湾 へ 向 か う流 れ の 成 分(上. す るS2潮. 示 した分 潮 の う ち太 陽 の 引 力 の み に起 因. 以 外 の 分 潮 は 期 間1と. 期 間IIで 潮 汐 振 幅 が 大. まず,最. も支 配 的 なM、 潮 の 変 化 につ い て 考 察 を行 な. 汐 振 幅 は期 間1に. 西,下. 弱 ま り反 時 計 回 りに,一 方,南. げ 潮:南 東)が. 弱 ま っ て時 計 回 り に回 転. した と考 え られ る.. き く異 な って い る.. う.潮. げ潮:北. げ潮:南 西)が. 比 べ て 期 間Hが4.5%増. の に 対 し,潮 流 楕 円 の長 半 径 は35%減. 加 した. 少 して い た.こ. 次 にM2潮 示 したK2潮. 以 外 の分 潮 につ い て 考 察 を 行 な う.表‑1に 以 外 の 分 潮 は 期 間1か. ら 豆へ の 潮 汐 振 幅 の. 増 減 に対 応 して 長 半 径 も増 減 して お り潮 受 け堤 防 締 め切.
(4) 374. 海 表‑2. 岸. 工. 学. 論. 文. 集. 第55巻(2008). 重 回帰 分析 によ り得 られた標準 偏 回帰係 数 と重相 関係 数(*は 有意 水準P<0.05を 表 す). り の影 響 は確 認 出 来 な か った.ま. た,S2,K1,O1潮. の潮. 田 ら(2007)はDBF海. 洋 レー ダ ー に よ る 表 層 流 観 測 結. 流 楕 円 は い ず れ も期 間Iに 比 べ て期 間IIは 反 時計 回 り に. 果 か ら,こ の 海域 の 日平 均 流 速 が 潮 汐 差,風. 回 転 して い た.こ. の 流 量,潮 受 け 堤 防 排 水 門 か らの 淡 水 流 入 に よ り影 響 を. れ は,前. 由 が 考 え られ る.さ. 述 のM2潮. の 場 合 と同 様 の 理. 速,筑 後 川. らに,潮 流 楕 円 の 楕 円 率 が期 間Iに. 受 けて い る こ とを 示 した.し か し,こ れ らの 解 析 は潮 受. 比 べ て期 間IIの 方 が 大 き くな って い る こ と も分 か る.こ. け堤 防 締 め切 り後 に行 な わ れ た もの で あ り,潮 受 け堤 防. れ らは,漁 業 者 の 「 締 め 切 り後 に 流 れ の方 向 が 安 定 しな. 締 め 切 りが 残 差 流 に与 え た影 響 につ い て は現 地 観 測 デ ー. くな っ た」 と い う証 言(有. 明 海 再 生 機構,2007)に. 対応. して い る と考 え られ る.. タに 基 づ い た検 討 はで き な い.そ 特 性,お. 以 上 の よ う に,対 象 海 域 に お い て潮 受 け堤 防 締 め切 り に よ る潮 流 の 流 速 ・流 向 へ の 影 響 が 確 認 され た.し か し,. こで,湾. 奥部の残差流. よ び 潮受 け堤 防 締 め 切 り に よ る影 響 を 評 価 す る. こ とを 目的 と して 以 下 の検 討 を 行 な っ た. 本 研 究 で は潮 流 の25時 間移 動 平 均 値 を残 差 流 と定 義 し. この 海 域 は 既 往 の 数 値 シ ミュ レー シ ョ ン結 果 で は潮 受 け. て解 析 を 行 な った.図‑2,3の. 堤 防 締 め 切 り後 に 潮 流 が 「変 化 無 し〜 増 加 」 とな っ て い. 流 の 計 算 結 果 を示 す.以 下 で は,北 方 流 速 お よ び東 方 流. る(塚 本 ・柳,2002;灘. 速 の25時 間 移 動 平 均 値 を そ れ ぞ れ 北 方 残 差 流,東. Manda・Matsuoka,. 岡 ・花 田,2002;田. 2006).そ. の た め,潮. 井 ら,2006; 受 け堤 防 締 め. 切 りが 湾 奥 部 の 潮 流 に与 え た 影 響 を 明 らか にす る た め に. 流速 の図 中に太線 で残差. 方残差. 流 とす る. 残 差 流 の 生 成 要 因 を 定 量 的 に調 べ る た め に 重 回 帰 分 析. は,数 値 シ ミュ レ ー シ ョ ンの 精 度 向 上 な ど今 後 更 な る調. を行 な っ た.従. 査 ・研 究 が 必 要 で あ る と考 え られ る.. 時 間 の 間 の 流 速 の平 均 値 と した.独 立 変 数 は,残 差 流 の. 4.. 属 変 数 で あ る 残 差 流 は,毎. 主 な成 分 が 潮 汐 残 差 流,吹 送 流,お. 残 差 流 の 変 動 につ いて. 日0時 か ら25. よ び密 度 流 で あ る こ. とか ら以 下 の変 数 を 用 い た.吹 送 流 の 強 さ を 表 す 変 数 と 筑 後 川 か ら有 明 海 へ 流 入 した 河 川 水 は,風 の 影 響 が小. して 日平 均 風 速 を,潮 汐 残 差 流 の 強 さ を表 す変 数 と して. さ け れ ば コ リオ リカ の 影 響 で 湾 奥 を 西 方 向 へ 輸 送 さ れ る. 毎 日0時 か ら25時 間 の 間 の 北 方 流 速 の ピ ー ク 値 の大 き さ. こ とが 漂 流 ブ イ を 用 い た現 地 観 測 に よ って 示 され て い る. の平 均 値Vpを. (齋 田 ら,2008).こ. 用 い た.こ. のVpは 大 潮 ・小 潮 周 期 で 変 動. の こ と か ら,本 研 究 で対 象 と して い. す る.こ れ らの変 数 を 標 準 化 した デ ー タ を用 い て線 形 重. る海 域 は,西 側 へ 輸 送 さ れ た 河 川 水 の諌 早 湾 お よ び南 方. 回 帰 分 析 を 行 な っ て標 準 偏 回 帰 係 数 を 求 め た.こ の 標 準. へ の主 た る輸 送 経 路 と な って い る と考 え られ る.河 川 水. 偏 回 帰 係 数 を 比 較 す る こ と に よ り各 独 立 変 数 の残 差 流 生. は栄 養 塩 の輸 送 や成 層 化 な ど を 促 進 す る有 明 海 湾 奥 の水. 成 へ の寄 与 を 調 べ た.結 果 を 表‑2に 示 す.表‑2に. 環 境 に 大 き く影 響 す る た め,本 海 域 の 物 質 輸 送 を 担 う残. れ た重 回帰 式 の 自 由度 調 整 済 み の重 相 関 係 数 も示 して い. は得 ら. 差 流 の 特 性 に 関 す る知 見 は有 明 海 湾 奥 の水 環 境 を 理 解 す. る.な お,河 川 流 量 を独 立 変 数 に追 加 した 場 合 の解 析 も. る上 で 非 常 に重 要 で あ る.. 行 な っ た が,全 て の ケ ー ス で 有 意 な偏 回 帰 係 数 が 得 られ. 研 究 対 象 海域 の表 層 の 残差 流 特 性 に 関 して は既 に濱 田 ・ 経 塚(2007)や. 多 田 ら(2007)に. 濱 田 ・経 塚(2007)は. よ り報 告 さ れ て い る.. 図‑1の 地 点Tで. 実 施 した 現 地 観. 測 お よ び 数 値 シ ミュ レ ー シ ョ ンか ら湾 の 長 軸 方 向(ほ. ぼ. 南 北 方 向)の 表 層 残 差 流 に は大 潮 ・小 潮 周 期 変 動 が あ る. な か っ た た め,河 川 流 量 を 除 外 して 解 析 を 行 な った.こ れ は,河 川 流 量 が 両 期 間 と も に あ ま り大 き くなか った た め,残 差 流 の生 成 に対 して 密度 流 の影 響 が ほ とん ど なか っ た こ と を示 して い る. 結 果 よ り,北 方 残 差 流 は両 期 間 と も にVpの 標 準 偏 回. こ と,湾 の 短 軸 方 向(ほ ぼ 東 西 方 向)の 表 層 残 差 流 は風. 帰 係 数 が 最 も大 き く,そ の 値 は負 で あ った.こ れ は,潮. の影 響 を 強 く受 け て い る こ と を 明 らか に した.ま た,多. 北 方 残 差 流 は大 潮 ・小 潮 周 期 の 変 動 特 性 を 有 して い る こ.
(5) 375. 有 明海湾 奥 にお け る近 年 の潮 流 の変化 と残 差流 の変動 特性 とか ら,流 速 が 大 き くな る ほ ど南 向 きの 残 差 流 が 生 じ る. 提 供 して い た だ い た 同 セ ン タ ー の 伊 賀 田 氏,河. 川 流量 デ ー. こ と を示 して い る.次 に,東 方 残 差 流 は両 期 間 と もに 西. タ を 提 供 して い た だ い た 国 土 交 通 省 筑 後 川 河 川 事 務 所,. 風 の 標 準 偏 回 帰 係 数 が最 も大 き くそ の値 は正 で あ った.. デ ー タ解 析 に関 して 多 くの有 益 な 助 言 を い た だ い た 佐 賀. 西 風 の北 方 残 差 流 に対 す る標 準 偏 回 帰 係 数 も有 意 な 正 の. 大 学 有 明 海 総 合 研 究 プ ロ ジ ェ ク トの 濱 田 孝 治 先 生 に 感 謝. 値 と な って お り,西 風 が 吹 くと北 東 向 きの 残 差 流 が 生 じ. の 意 を 表 し ま す.ま. や す い こ とが 示 され た.以 上 の 結 果 は,前 述 した濱 田 ・. 強 会(主. 経 塚(2007)お. 意 義 な 議 論 を さ せ て い た だ き ま し た.参. よ び 多 田 ら(2007)の. 報 告 と定 性 的 に 一. 致 して お り,こ れ らの 既 往 の 知 見 を 支 持 して い る と考 え られ る.. た,結. 催:NPO法. 果 の解 釈 に関 して 潮 流 解 析 勉. 人 有 明 海 再 生 機 構)の. 感 謝 の 意 を 表 し ま す.最. 後 に,本. 場 で大 変有. 加 された皆様 に. 研 究 は有 明 海 再 生 機構. か ら の 受 託 研 究 「有 明 海 湾 奥 の 潮 流 解 析 」 の 一 環 と し て. ま た,東. 方 残 差 流 に 関 す るVpの. 間Iで‑0.13で. 標準 偏回帰 係数 は期. あ っ た の に対 し,期 間IIで は西 風 の標 準. 偏 回 帰 係 数(0.62)と く変 化 した.こ. 行 な わ れ た こ と,お. よ び 潮 位 デ ー タ は 日本 海 洋 デ ー タ セ. ン タ ー の も の を 用 い た こ と を 付 記 し ま す.. 同程 度 の 大 き さ で あ る0.40と 大 き. れ は,期 間Iと 期 間IIで 残 差 流 の特 性 が. 変 化 した こ と を示 唆 して い る.湾 奥 部 で は潮 受 け堤 防 締 め切 り前 後 の 期 間 で 河 川 水 の 輸 送 パ タ ー ンが 変 化 した こ と が 示 さ れ て い る(日 本 海 洋 学 会,2005).こ. れ ら は湾. 奥 部 で は近 年,残 差 流 お よ び物 質 輸 送 機構 が 変 化 して い る こ とを 示 して お り,こ の変 化 と潮 受 け堤 防 締 め 切 り の. 参. 考. 有 明 海 再 生 機 構(2007): 果 報 告 書,. 築 地 書 館,. 宇 野 木 早 苗(2006):. 文. 献. 平 成18年 度 漁 業 者 ヒア リ ン グ調 査 結 84p.. 有 明 海 の 自然 と再 生, 築 地 書 館,. 宇 野 木 早 苗 ・佐 々 木 克 之(2007): につ い て, 海 の 研 究,. 第16巻,. 気 象 庁:http://www.jma.go.jp,. 264p.. 有明海 異変 の発生 シス テム 第4号,. pp.319‑328.. 参 照2008/2/1. 齋 田 倫 範 ・矢 野 真 一 郎 ・田井 明 ・重 田 真 一 ・小 松 利 光(2008):. 関 連 に つ いて は今 後 更 な る検 討 を行 な う必 要 が あ る.. 筑 後 川 か ら有 明 海 へ 流 入 す る河 川 水 の 挙 動, 第52巻,. 5.. お わ りに. 田 井 明 ・矢 野 真 一 郎(2008): の研 究,. の 潮 汐 振 幅 は4.5%増. 加 して い た が 潮 流 流 速 は3.5%減 少 して お り,湾. 外 海 を 基 準 と した 有 明 海 のM2潮. 増 幅 率 の 変 動 特 性 と諌 早 湾 潮 受 け堤 防 建 設 に よ る影 響, 海. 以 下 に本 研 究 で得 られ た知 見 を ま と め る. (1) 潮 受 け堤 防 締 め 切 り後 に,Mz潮. 水 工 学 論 文 集,. pp.1327‑1332.. 奥部. で も締 め切 りに よ り流 速 が 減 少 した こ と が 示 され た. (2) 潮 受 け堤 防 締 め 切 り後 に,主 要4分 潮 の潮 流 楕 円 は反 時 計 回 りに 回転 して お り,締 め 切 り に よ り湾 奥 部 で も 流 向 が 変 化 した こ とが 示 さ れ た. (3) 残 差 流 の 南 北 方 向 成 分 は 潮 流 の 大 き さ に 依 存 して 大 潮 ・小 潮 周 期 で 変 動 して お り,潮 流 が大 きい ほ ど南 向 きの 残 差 流 が生 じて い た. (4) 東 西 方 向 の 風 は残 差 流 の東 西 方 向 成 分 お よ び,南 北 方 向 成 分 に も影 響 して お り,西 風 に よ り北 東 向 き の残 差 流 が 生 じ る こ とが 分 か った. (5) 潮 受 け堤 防 締 め切 り前 後 の 期 間 に残 差 流 の特 性 が 変 化 した可 能 性 が 示 唆 さ れ た.. 第17巻,. 第3号,. 諌 早 湾 湾 奥 の 締 切 りが 有 明 海 の 潮 汐 ・潮 流 に与 え た 影 響, 海 岸 工 学 論 文 集, 第53巻,. pp.331‑335.. 武 岡 英 隆(2003): 有 明 海 に お け るM2潮 汐 の変 化 に 関 す る議 論 へ の コ メ ン ト,沿 岸 海 洋 研 究,第41巻, pp.61‑64. 多 田彰 秀 ・竹 之 内 健 太 ・染 矢 真 作 ・坂 井 伸 一 ・水 沼 道 博 ・中村 武 弘 ・坪 野 孝 樹(2007):. DBF海. 洋 レー ダ観 測 に基 づ く諌 早. 湾 湾 口 部 の表 層 流 動 特 性 に つ いて, pp.391‑395. 塚 本 秀 史 ・柳 哲 雄(2002):. 海 岸 工 学 論 文 集,第54巻,. 有 明 海 の 潮 汐 ・潮 流,空 と海,第78巻,. 第1号, pp.31‑38. 中 野 猿 人(1940):. 潮 汐 學, 古 今 書 院,528p.. 灘 岡 和 夫 ・花 田 岳(2002):. 有明海 にお ける潮汐振 幅減 少要 因. の 解 明 と諌 早 堤 防 締 め切 りの 影 響,海 岸 工 学 論 文 集,第49巻, p p.401‑405. 西 ノ 首 英 之 ・小 松 利 光 ・矢 野 真 一 郎 ・齋 田 倫 範(2004):. 諌早. 湾 干 拓 事 業 が 有 明 海 の流 動 構 造 へ 及 ぼ す 影 響 の 評 価,海 岸 工 学 論 文 集,第51巻, pp.336‑340.. 本 研 究 に よ り,こ れ ま で数 値 シ ミュ レー シ ョ ンに よ り. 日本 海 洋 学 会 編(2005):. 潮 受 け堤 防 締 め切 り に よ る潮 流 へ の影 響 が 「変 化 無 し〜. 星 社 厚 生 閣, 211p.. 増 加 」 と さ れ て い た湾 奥 部 に お い て も締 め切 り の影 響 が. pp.205‑211.. 田 井 明 ・Hatta,M. P.・ 矢 野 真 一 郎 ・齋 田倫 範 ・小 松 利 光(2006):. 有 明 海 の 生 態 系 再 生 を め ざ して,. 恒. 日本 海 洋 デ ー タ セ ン タ ー: http://www.jodc.go.jp,2008/2/1. あ る こ とが 示 され た.. 濱 田 孝 治 ・経 塚 雄 策(2007): 有 明 海 湾 奥 に お け る循 環 流 とそ の 変 動 につ い て, 海 の研 究, 第16巻, 第3号, pp.203‑221.. 謝 辞:本. Manda, A. and K. Matsuoka (2006): Changesin Tidal Currentsin the AriakeSound Due to Reclamation, Estuaries and Coasts, 29(4), pp.645-652.. 研 究 で 用 い た 潮 流 デ ー タ を取 得 され た佐 賀 県 有. 明 海 水 産 振 興 セ ンタ ー の 皆 様,観 測 方 法 に関 す る情 報 を.
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■ 井上 創造（正会員） [email protected] 1997
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