伊豆大島間伏海岸の海浜変形機構
宇多 高明
1・小澤 宏樹
2・星上 幸良
2・清水 達也
3・野志 保仁
4 1正会員 （一般財団）土木研究センター常務理事なぎさ総合研究室長兼日本大学客員教授 理工学部海 洋建築工学科（〒110-0016 東京都台東区台東1-6-4） E-mail:[email protected] 2正会員 国際航業株式会社 第一技術部（〒183-0057東京都府中市晴見町2-24-1） E-mail:[email protected], [email protected] 3正会員 （有）アイコムネット環境コンサルティング部（〒101-0054 東京都千代田区神田錦町3-16-11エ ルヴァージュ神田錦町4F） E-mail:[email protected] 4正会員 （有）アイコムネット環境コンサルティング部（同上） E-mail:[email protected] 伊豆大島の間伏海岸は，長さ650 mのポケットビーチである．この海岸では過去侵食が起きたが，その 原因は明らかではなかった．本研究では，過去の空中写真を判読し，また深浅データを分析して海浜変形 について調べるとともに，2011年2月4日には現地踏査を行って侵食原因について考察した．この結果，間 伏海岸では過去に行われた海砂利採取の影響で海浜土砂量が減少したが，近年はほぼ平衡状態に達してい ることが分かった．Key Words : Izu-oshima Island, Mabushi coast, erosion, beach nourishment,offshore mining
1. まえがき 間伏海岸は，図-1に示すように伊豆大島南東端にある 波浮港の西約5 kmに位置した太平洋を南に望む海岸であ る．また，海岸線は北西～南東方向に走っており，両端 を岩礁で挟まれた長さ約650 mのポケットビーチである． 海浜は三原山山頂近傍から発達する宮の沢から運ばれた 火山噴出物が堆積して形成され，粗砂や礫を多く含む材 料でできており，同時にポケットビーチであるため本来 海浜の安定性は良好のはずであった．しかし1960年代以 降侵食が進んできており，その原因として地元では沖合 で行われた砂利採取の影響が指摘されている1)．海浜に おいて，バーム高から波による地形変化の限界水深（わ が国では水深10 m程度）までの海底から砂が採取される と，この間は波による砂移動が活発なため，その影響が 周辺域（汀線含む）へ及ぶ2)．これを考慮すれば，間伏 海岸でも同様な現象が起きてよい．しかし正確な原因は 特定されていない上，その分析に必要な現地データも十 分にないという状況にあった．そこで本研究では，過去 の空中写真の判読や，過去の深浅データを再度探して海 浜変形について調べるとともに，2011年2月4日には現地 踏査を行って侵食原因について考察した． 2. 間伏海岸の気象・海象 大島での気象観測は，図-1 に示すように北部の大島 空港気象台，中部の大島（アメダス）で，一方，波浪観 測は波浮（NOWPHAS）で行われてきている．これらの 地点の観測データのうち，波浮と間伏海岸とは距離的に は約 5 km しか離れていないが，波浮付近は東～北側が 大きく開いており，これらの方向からの波が入射する． しかし間伏海岸は島を背にしているためこれらの方向か らの波の入射はない．このため間伏海岸の波向について は波浮の観測結果を参照することができない．そこで間 伏海岸の北約 10 kmに位置する大島（アメダス）での風 図-1 伊豆大島南東部の間伏海岸の位置 間伏海岸 波浮(NOWPHAS) 波浮港 0 1km 0 1km 波浮(NOWPHAS) 大島 (アメダス) 大島空港分室 (東京地方 航空気象台) 三原山 波浮(NOWPHAS) 大島 (アメダス) 大島空港分室 (東京地方 航空気象台) 三原山
向風速を参照すると，例えば 2004 年の風向別観測回数 を図-2 に示すが，1,2 月は WSW が著しく卓越するのに 対し，4～9 月には SSW 方向の風が卓越している．すな わち風向で見ると，夏季と冬季で卓越風向に 45 °の差 があるから，波向の季節的変動も著しいと推定された． 一方，波浪条件については，NOWPHAS 波浮の波浪観 測で得られた 1991～1999 年 10 年間の観測により得られ た波浪出現頻度表を基に，間伏海岸へ入射可能な S～W の範囲の波向に限定して有義波高の平均値 H1/3と最多頻 度の周期 T を算出すると，S(H1/3=1.48 m, T=7.3 s）， SSW(H1/3=1.69 m, T=7.6 s)，SW（H1/3=1.95 m, T=7.2 s）， WSW（H1/3=2.30 m, T=7.0 s），W（H1/3=1.09 m, T=6.1 s）で あり，S～W 全波向の波浪の平均有義波高は 1.70 m，周 期は 7.0 sであった． 3. 間伏海岸の1948～1981年の汀線変化 最初に間伏海岸で著しい侵食が起きた 1948～1981 年 の汀線変化について過去の空中写真を基に調べた．図-3 は，1948 年から 1981 年まで 4 時期の空中写真を示す． 1948 年と比べて 1963, 1976, 1981 年と経年的に間伏海岸 の砂浜が狭まってきた．図-4 は，図-3 に示す空中写真 より汀線位置を読み取った結果を示す．1948 年では東 側の岩礁の付け根で汀線が大きく前進していたが，この 付近を中心に浜幅が狭まってきた．そして 1981 年まで に東端では 60 m も浜幅が狭まった．一方，図-4 の汀線 変化によれば，東部での汀線後退と同時に，西部で汀線 が前進するという振動モードの汀線変化も起きている． そこで図示するように東部と西部に測線①②を定め，こ れらの地点における汀線までの沖向き距離を読み取り 図-5 に示す．これによれば，1948 年以降 1976 年まで変 動はあるものの汀線が急激に後退したが，1982 年頃か らは長期的変化は収束し，変動のみが大きくなった．こ のことから，沖合での砂利採取の影響は 1980 年頃まで 著しく，その後海浜土砂量はほぼ一定のまま汀線の季節 変動が卓越する海岸になったと推定される． 図-6 は，間伏海岸の 1948～1981 年の海浜面積の変化 を示す．海浜面積は 1948 年の 6.2×104 m2から 5.3×104 m2（1963 年)，4.1×104 m2（1973 年），3.9×104 m2（1981 年）と減少してきており，1973 年までの減少量が大き 図-2 大島（アメダス）での風配図（2004年） 0 100 200 300 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 月 観 測回数 SSW SW WSW 空中写真(2月) 空中写真(11月) 0 100 200 300 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 月 観 測回数 SSW SW WSW 空中写真(2月) 空中写真(11月)
（a）1948年4月
（b）1963年11月
（c）1976年11月
（d）1981年9月
0 200m 0 200m 00 200m200m 0 200m 0 200m 00 200m200m 図-3 間伏海岸の変遷（1948～1981年） 0 100 200 -100 0 100 200 300 400 500 600 沿岸方向距離 X(m) 岸沖 方向 距離 Y( m ) 1948年4月1976年11月 1963年11月1981年9月 測線① 岩礁 岩礁 ② 図-4 汀線変化（1948～1981年）く，その後の海浜面積はほぼ一定値を保つ．1948～1973 年の海浜面積の減少量は 2.1×104 m2であるが，当海岸が 太平洋に直面した海岸であることを考慮し，遠州灘海岸 の今切口周辺で得られた漂砂の移動高 9.7 m3)と同程度の 10 m と仮定すれば，海浜土砂量の減少量は 2.1×105 m3と 推定される．また, 図-5 に示した測線①②における汀 線変化と比較すると, 著しい汀線の後退が起きた時期と 海浜面積が大きく減少した時期が一致していることから, この間に沖合での砂利採取が行われたことが強く示唆さ れる. 4. 汀線の季節的変化 図-5 によれば，1981 年以降長期的変化は小さく，む しろ変動が大きい．これは季節的変動に伴う汀線変化と 考えられることから，1999 年 11 月 9 日撮影の空中写真 と 2011 年 1 月には改めて空中写真を撮影し，これらを もとに汀線の季節変動について調べた（図-7(a)(b)）． 両者の撮影時期は約 11 年の差があるが，図-6 によれば 汀線の長期的な変化は既に終息していたと見られること から，空中写真の撮影時期の影響が色濃く残されている と考えられる．前者は夏季の波浪作用が海浜形状に残さ れた時期に，一方，後者は冬季の波浪作用が残された時 期に撮影されているので，これらより汀線の季節変動の 把握が可能と考えられる．まず，図-7(a)(b)において， 以後の比較の便を考えてポケットビーチの東端に点 A を，西端に B を定める．AB 間の距離は約 600 m である． 1999 年 11 月 9 日には汀線が A 付近で後退しており，逆 に B 点付近では大きく突出していたが，2011 年 1 月 19 日にはこれと逆に A付近では砂浜幅が広がり，B付近で は汀線が大きく後退して岩盤が露出した．図-7 に示す ように，各時期のポケットビーチ中央において汀線に接 線を引くとともに，その法線方向を算出すると，1999 年の法線方向は N205 °E，2011 年 1 月には N225 °E と なり，平均海岸線の方向が季節的に 20 °変化しており， 間伏海岸では振動モードの汀線変化が卓越し，夏季の波 浪の作用下では西向きに，冬季の波浪の作用下では東向 きの沿岸漂砂となることが分かる． 汀線変動状況は空中写真のみならず深浅測量データに よっても明らかにできる．図-8 は，2004 年 2 月 19 日と 同年 11 月 5 日深浅測量結果から求めた汀線変化であり， 年 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 19 40 19 50 19 60 19 70 19 80 19 90 20 00 20 10 岸沖 方向 距離 Ｙ （ｍ ） 測線① ② 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 19 40 19 50 19 60 19 70 19 80 19 90 20 00 20 10 岸沖 方向 距離 Ｙ （ｍ ） 測線① ② 図-5 測線①②における汀線位置の経年変化 0.0E+00 1.0E+04 2.0E+04 3.0E+04 4.0E+04 5.0E+04 6.0E+04 7.0E+04 1940 1950 1960 1970 1980 1990 海 浜面積 （ｍ 2 ） 0.0E+00 1.0E+04 2.0E+04 3.0E+04 4.0E+04 5.0E+04 6.0E+04 7.0E+04 1940 1950 1960 1970 1980 1990 海 浜面積 （ｍ 2 ） 年 図-6 海浜面積の経年変化 0 100 200 -100 0 100 200 300 400 500 600 沿岸方向距離 X(m) 岸沖方向距 離 Y (m ) 2004年2月 2004年11月 測線① A B ② N295°E N205°E ≒ SSW N220°E ≒ SW N310°E 汀線の振動角≒15° 岩礁 岩礁 0 100 200 -100 0 100 200 300 400 500 600 沿岸方向距離 X(m) 岸沖方向距 離 Y (m ) 2004年2月 2004年11月 0 100 200 -100 0 100 200 300 400 500 600 沿岸方向距離 X(m) 岸沖方向距 離 Y (m ) 2004年2月 2004年11月 測線① A B ② N295°E N205°E ≒ SSW N220°E ≒ SW N310°E 汀線の振動角≒15° 岩礁 岩礁 図-8 2004年 2月 19日と 2004年 11月 5日 の汀線変化比較 （a）1999年11月9日 （b）2011年1月19日 A B 0 100 200m A B 0 100 200m N205°E N205°E N225°E ≒ SW （a）1999年11月9日 （b）2011年1月19日 A B 0 100 200m 0 100 200m A B 0 100 200m 0 100 200m N205°E N205°E N225°E ≒ SW 図-7 間伏海岸の空中写真の比較 （1999年 11月 9日 vs. 2011年 1月 19日）
2004 年には明らかに振動モードで季節的変動を繰り返 していたことが分かる．汀線は，X=260 m 付近に節を持 ち，腕の長さが約 240 m で振幅が約 50 m の変動モード を有している． 5. 深浅図の比較 図-9 は，既に汀線変化を示した 2004 年 2 月 19 日と同 年 11 月 5 日の深浅測量の結果を示す．汀線変動により 明らかにしたように，図-9(a)に示す 2004年 2月 19日の 海底地形は，西寄りの波の作用を受けた後の海底形状を 示すと考えられるが，この時期では汀線から-4 mまでの 等深線はほぼ平行に延びていたが，ポケットビーチの西 端では-4 m～-6 m間の等深線間に勾配の緩い海底斜面が 形成されているのに対し，東端近傍では-5 m以浅の等深 線が密に並んでいた．これらに対し，-6 mより沖合の等 深線はいずれも平行に延びており，汀線に近い等深線と 明らかに形状が異なる．このような等深線形状は，西寄 りの波が入射して東向きの沿岸漂砂が生じたが，その際 の波による地形変化の限界水深がほぼ-6 mであったこと を示している．同様に, 図-9(b)に示す 2004 年 11 月 5 日 の深浅図では，汀線は反時計回りに大きく回転し，東端 近傍で汀線が大きく後退した．この場合, 地形変化は単 純な振動モードではなく，東端近傍では-5 mまでの等深 線が後退して凹状となったが，同時にその西側では汀線 付近から斜め沖向きに突出した等深線となり，沖合で は-8 m付近まで等深線の突出が認められる．このような 複雑な等深線形状となった正確な理由は不明であるが， 等深線の凹凸状況から判断して東寄りの入射波条件の下 で，ポケットビーチ東端部で反時計回りの循環流が生じ たためと推定される．また，同時に-9 m付近までの等深 線に変形が見られることから，2004 年 11 月 5 日には 2004 年 2 月 19 日より高い波の作用を受けたと考えられ る． 6. 現地状況 海岸線に沿って走る道路上，宮の沢橋のやや北側から 間伏海岸全体を撮影したのが写真-1 である．現況汀線 の東端は岩礁で終わっているが，後浜には破線で示すよ うに旧浜崖を連ねる線が見え，この線は東端の岩礁の背 後で大きく湾入していた．この線は現況汀線と斜めに交 差していることから，東寄りから波が斜め入射し，岩礁 の西側で汀線が大きく後退した痕跡を示すと考えられる． 写真-2 は，海浜地に降り立ち，写真-1 に示す岩礁背後 の砂丘上から海浜を西向き望んだものであるが，海浜上 （a）2004年2月測量 （b）2004年11月測量 -10ｍ -5ｍ 0ｍ -10ｍ -5ｍ 0ｍ 0 100m 0 100m （a）2004年2月測量 （b）2004年11月測量 -10ｍ -5ｍ 0ｍ -10ｍ -5ｍ 0ｍ 0 100m 0 100m 0 100m 0 100m 図-9 2004年 2月 19日と 2004年 11月 5日の深浅図 写真-1 宮の沢橋のやや北側から間伏海岸全体 を撮影 写真-2 写真-1 に示す岩礁背後の砂丘上から 海浜を西向きに撮影
には波の打ち上げ痕跡が幾筋も見え，バームを形成して いることから，ごく最近砂が堆積したことが分かった． 写真-3 は海浜中央で撮影したもので，簡易測量によれ ばポール位置でのバーム高は 2.4 m で，ポールの海側の 前浜勾配は 1/12.5 であった．バーム高 2.4 mは，S～W 全 波向の波浪の平均有義波高 1.70 m（周期 7.0 s）とほぼ対 応していると考えられる．また，ポール位置で採取した 海浜材料の粒度分析結果によれば，中央粒径は 1.13 mm で，粗砂分が 66 ％，中砂分が 34 ％を占める淘汰の進ん だ砂であった． 海浜中央部からポケットビーチ西端へと移動すると前 浜勾配が次第に急になり，さらに西端へ接近すると浜崖 の発生が見られるようになった．写真-4 では浜崖の比 高は 1.1 m，写真-5 では 1.4 m と浜崖の比高が高まった． なお，この付近の現況汀線付近には礫が堆積し，低いバ ームが形成されていた．さらに西端に近づいて撮影した のが写真-6 で，ここでの浜崖の比高は 1.4 mであった． この位置で特徴的なのは，浜崖の陸側斜面にも砂の堆積 が見られ，その斜面の基部に安息勾配斜面が見られたこ とである．すなわち現況では植生が見られる部分まで砂 が堆積していたが，そこが侵食されたと考えられる． 写真-7 は西端の状況を示す．右側の急崖基部に安息勾 配斜面が見られるが，その斜面の基部にはごく最近打ち 上げられたと見られる砂礫のバームが観察された．この ように安息勾配斜面とその前面におけるバームの形成は， この付近が侵食後再び堆積するという履歴作用を受けた ことを示しており，4.で述べた汀線の季節変動とよい対 応を示している．なお，写真-7 の岩の間の矢印 A にも 安息勾配斜面が見える．これを拡大して示すのが写真-8 である．岩の間に大量の砂が堆積していたが，この斜面 の基部が削り取られたため安息勾配斜面が形成されてい た．観察者が立つ位置より西側には砂の堆積が見られな かったことを考慮すれば，この付近での堆積はポケット ビーチの東部が侵食され，その土砂が西向きに運ばれた ときに起きたことを表している．写真-9 は，侵食を受 けたポケットビーチ西端部から東向きに海浜の全体状況 写真-5 同じく侵食されてできた比高 1.4mの浜崖 写真-6 ポケットビーチ西端近傍から端部を望む Ａ 写真-7 ポケットビーチ西端の状況 写真-4 侵食により形成された比高 1.1mの浜崖 写真-3 海浜中央でのバーム形成状況 2.4m
を眺めたものであるが，全体に凹状の縦断形となってお り，西寄りの波により侵食されたことをよく表している． 砂丘地は標高のかなり高い位置まで発達していたが，こ の砂丘の基部が削り取られて崖が形成された． 7. まとめ 伊豆大島南部に位置する間伏海岸の侵食原因について 既往の空中写真や深浅データを基に考察した．この結果， 間伏海岸の侵食は海砂採取に伴って 1980 年頃までが著 しく，この間汀線が後退してきたが，1980 年頃以降は 平衡状態に達したと推察された．また，2004 年取得の 2 回の深浅図を見ても，地形変化が活発な汀線から-10 m 付近までの範囲で，例え過去に掘削されたとしても現況 では掘削によりできた穴は残されていないことから，過 去に形成された掘削穴は既に埋め戻しを受けていると推 定された．このことから，今後間伏海岸から砂を人為的 に搬出しない限り侵食は起こらないと考えられる．現況 の間伏海岸は，波浪の強弱と波向の変動に伴う地形変化 は起こるものの，長期的には安定状態に至っていると考 えられる． 謝辞：解析に用いた深浅データ等は，東京都建設局河川 部のご厚意により提供頂いた．ここに感謝の意を表する． 参考文献 1) 星上幸良, 宇多高明, 佐々木庸平, 小澤宏樹, 酒井和也, 清水達也：伊豆大島間伏海岸の海浜変形機構, 日本沿 岸域学会研究討論会講演概要集(CD), No.24，2011. 2) 宇多高明：「海岸侵食の実態と解決策」, 山海堂, p.304, 2004. 3) 宇多高明:「日本の海岸侵食」, 山海堂, p.442, 1997.
BEACH CHANGES OF MABUSHI COAST ON IZU-OSHIMA ISLAND
Takaaki UDA, Hiroki OZAWA, Yukiyoshi HOSHIGAMI,Tatsuya SHIMIZU
and Yasuhito NOSHI
The Mabushi coast located on Izu-oshima Island and being a pocket beach with a 650 m length had been eroded. To investigate the cause of the beach erosion, aerial photographs and bathymetric survey data were gathered and analyzed as well as the field observation on February 4, 2011. It was found that the beach erosion was triggered by offshore mining in the past, but recently it reached equilibrium state.
写真-8 安息勾配斜面（写真-7の矢印 A）の拡大図
写真-9 侵食されたポケットビーチ西端部から 東向きに海浜の全体状況を遠望
