歪み砂れんによる海浜断面安定化工法に関する研究

全文

(1)II-024. 歪み砂れんによる海浜断面安定化工法に関する研究九州大学大学院. 学生員○横田雅紀正会員小野信幸入江功. 1．研究の目的. 海浜断面は、その海浜に作用する波の. 特性に応じた断面に近づく性質を持っている。例えば図-. ③急急勾配化. ①戻り沖向流れによき輸送る. １に示すように暴浪時には戻り流れにより運ばれた砂が砕波点付近に堆積して沿岸砂洲が形成され、これが海岸. 波形変化岸向輸送の効果増大. ②沿沿岸砂洲の形成. の防災や海浜の安定に大きく寄与していることが知られ. 図‐1 沿岸砂洲形成の概念図. ている。また、昨年までの研究 1）により、この沿岸砂洲の成長により急勾配化した砂洲の沖側斜面において、波形 ③砕波帯内の・波高減衰・地形の安定. の非対称性が底質を岸向きに輸送する条件へと変化し、砂洲の形状の安定に寄与することを明らかにした。そこで底. ①歪み砂れんによる岸向き制御 ②沿岸砂洲の. ・形成促進・大規模化. 層の流れを一方向に制御する機能を持つ歪み砂れんを、図 −２のように海底に設置することにより、沖側斜面の岸向. 歪み砂れん. き制御をさらに強く出来れば、沿岸砂洲の形成を促進し海. 図‐2 歪み砂れんによる砂州の形成促進. 浜の安定化を図ることが出来ると期待される。本研究では、沖浜帯に設置した歪み砂れんが暴浪時の沿岸砂洲の形成に与える影響について移動床実験により検討した。 2．実験方法実験は、長さ28m,幅0.3m,高さ0.5mの二次元. 1 0. 5 0 ‑0. 5 ‑1. 岸 η = 1 cm 0. λ =5 . 5cm →. 沖砂 ↓. 5. 布. 造波水路の一端に初期勾配1/15の模型海浜を作成し、有義. ←. 10. 15. 図−3 歪み砂れんブロック形状. 波高7cm,有義周期1秒の波を40時間作用させた。この入射波は砂村らの断面形状分類指標で侵食型の海浜が形成さ. 10. れる条件とした。底質には表1に示す粒径と比重の砂. ‑10. 対し表中の設置範囲に歪み砂れんを設置した場合としな. ‑20. い場合の実験を行った。歪み砂れんは図−3に示した形状. ‑30. のブロックを図−２のような向きに36列、ブロックの結合. 10. 部分が砂面下になるように設置した。2時間毎に砂面計を用いて断面形状を計測し、10時間毎に波高計と電磁流速計を用い、水面波形と底面流速波形を測定した。. Profile(cm). （case1,2,3）及びメラミン(case4,5)を用い、それぞれに. case1. 砕波点. 0. Q4. 初期断面最終断面(40h). case2. 0 ‑10 ‑20. 歪み砂れん（255〜455）. ‑30 10. 表‐1 実験条件. case3. 0 case 1. 底質砂. ‑10. 歪み砂れん設置範囲. ‑20. 無し. 2. D=0.16mm. X＝255〜455cm. ‑30. 3. ｓ＝2.6. X＝300〜500cm. ‑40. 4. メラミン. 5. D=0.2mm ｓ＝1.5. 無し. 歪み砂れん（300〜500) 0. 200. 400 X(cm). 600. 800. 図−4 最終断面形状. X＝290〜490cm. キーワード. 海浜変形、移動床実験、沿岸砂洲、砂れん、漂砂. 連絡先. 福岡県福岡市東区箱崎 6-10-1. 九州大学大学院工学研究科（水工）TEL092-642-3293 -48-. 土木学会第56回年次学術講演会（平成13年10月）.

(2) II-024. 後の断面形状である。いずれの場合も砕波帯内が侵食され、 x＞200cm の範囲に砂洲が形成された。歪み砂れんは、case2 では case1 における砂洲の形成域を覆うように設置し、case3 では砂洲頂部の沖側に設置した。図−5 上段は case2 の２時間後の断面における底層の平均流速分布であり、下段は case1,2 の 32 時間後の断面における底層の平均流速分布を比較したものである。図より歪み砂れんが露出した範囲では底. 平均流速(cm/s). て示す。図−4 は case1,2,3 において波を 40 時間作用させた. 平均流速(cm/s). 3．実験結果まず底質に砂を用いた場合の実験結果につい. 層で岸向きに制御された流れが発生していることがわかる。. 2. 岸向き 0 ↑ ↓ 沖向き ‑2 ‑4. 砂かぶり範囲. ‑4. 砂かぶり範囲歪み砂れん. ‑6. 0. 16,26 時間後まで沖側への流出を阻止していたことがわかる。現地スケール海浜との時間の縮尺関係は更に明らかにする必要があるが、単純に波数で換算すると周期 10s の暴浪では 6 日、及び 10 日間に相当することになる。このため case1 では形成された砂洲の沖側端が緩やかに裾を広げているのに対. 200. 400. 150. 600. 沖向き ↑ ↓ 岸向き. 0 ‑50. case2 case3. ‑150. 16h 26h 流出阻止時間. 0. 20. 図‐6 Q4 断面沖向通過量比較. 砂洲の形成として貯留可能な砂量が多いためと考えられる。. Q3. 0. の場合、沿岸砂洲の沖側斜面が case4 よりも急勾配であり、. Profile(cm). 次に軽量物質(メラミン)を用いた実験の結果(case4,5)につ. 状(上,中)と両者の形状を重ねたもの(下)である。図より case5. case4 (無し) ‑40. ‑80. 通過している。case5 での沿岸砂洲の成長には歪み砂れん上の岸向きの流れに制御され、沖から運ばれてきた砂も寄与しており、その結果、砂洲の大規模化と砕波帯内の安定化が図られたものと思われる。 4．結論. １、歪み砂れんが海浜砂の流出を防ぎ、砂洲の形. 0. 200. 200. case4 case5. 100. される範囲の頂部の位置より沖側に設置すると効果的であ. 400. 600. X(cm). 無し有り. 沖向き 0 ↑ ↓ 岸向き ‑100 ‑200. 0. 成を促進する効果をもつことを確認できた。２、歪み砂れんの設置範囲は沿岸砂洲が形成されると予測. 形状比較. 図−7 断面形状比較 Q3断面通過量(cm3/cm). 通過量が沖向きであるのに対し、case5 では漂砂が岸向きに. case5 (290‑490) 歪み砂れん. 砂洲の規模も大きくなっている様子がわかる。図−8 に断面 Q3(X＝290cm)を通過した漂砂量を示す。case４では正味の. 40. t(h). 果が持続している。これは case3 の方が歪み砂れんの岸側に. 現象を観察したことになる。図−7 は case4,5 の最終断面形. 800 X(cm). 50. た、case2,3 を比較すると case3 の場合に、より流出阻止効. が大きくなるため、砂の場合より相対的にスケールの大きい. 32h 32h. case1 case2 case3. 100. ‑100. して case2,3 では砂洲の沖側端が急勾配に保たれていた。ま. いて示すこの場合、同一の波を作用させても底質の巻上げ量. case1 case2. 図‐5 底層の平均流速の岸沖分布 Q4断面通過量(cm 3/cm). から通過量が増加しているのに対し、case2,3 ではそれぞれ. case2 2h. 岸向き 0 ↑ ↓ 沖向き ‑2. 図−6 は図−4 の断面 Q4(X＝340cm)を通過した土砂量の時間変化を比較したものである。図より case1 では波作用直後. 歪み砂れん. ‑6 2. t(h). 20. 40. 図−8 断面沖向き通過量(x=290cm) 参考文献. 1). 小野信幸・入江功・大内田佳. 介・桃嵜真悟（2000）：沖浜帯における平衡断. ることがわかった。. 面の形成機構に関する. 研究、海岸工学論文. 集、題 47 巻、pp.506‑510.. -49-. 土木学会第56回年次学術講演会（平成13年10月）.

(3)