土木学会論文集 B2( 海岸工学 ),Vol. 72, No. 2, I_1657 I_1662, ベトナム クアダイ海岸における河口デルタ形成と近年の侵食機構に関する研究 Dinh Van DUY 1 田中仁 2 三戸部佑太 3 Vo Cong HOANG 4 Nguyen Trung

ベトナム・クアダイ海岸における河口デルタ

形成と近年の侵食機構に関する研究

Dinh Van DUY

1

_{・田中 仁}

2

_{・三戸部佑太}

3

_{・Vo Cong HOANG}

4

_・

Nguyen Trung VIET

5

1_{学生会員 東北大学大学院工学研究科土木工学専攻} （〒980-8579 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉6-6-06） E-mail: [email protected] 2_{フェロー会員 東北大学大学院教授 工学研究科土木工学専攻} （〒980-8579 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉6-6-06） E-mail: [email protected] 3_{正会員 東北大学大学院助教 工学研究科土木工学専攻} （〒980-8579 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉6-6-06） E-mail: [email protected] 4_{学生会員 東北大学大学院工学研究科土木工学専攻} （〒980-8579 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉6-6-06） E-mail: [email protected]

5_{Thuy Loi University, Faculty of Civil Engineering（175 Tay Son,} Đong Da, Hanoi, Vietnam.）

E-mail: [email protected] ベトナム中部のツーボン川河口左岸に位置するクアダイ海岸においては近年海岸侵食が著しい．クアダ イ河口周辺の汀線は海側に突出した典型的なデルタ地形を有している．そこで，デルタ形状に対するワン ラインモデルの解析解の無次元表示をもとに，モデル定数を定める手法を示した．また，モデルより，河 口部左右岸における汀線勾配をもとに河川供給土砂量を推定する手法を得た．この手法の妥当性を検討す るために，まず，本手法を他の河川や，条件が制御された水理実験に適用したところ，比較的良好な一致 を示すことを確認した．また，同手法により推定されたクアダイ河口の供給土砂量は，他の報告にある推 定値とオーダー的に近いものであった．本推定によると，2000年以降，河川からの供給土砂にわずかな減 少が見られた．

Key Words : Cua Dai Beach, Vietnam, beach erosion, river mouth delta, one-line model, river sediment discharge

1. はじめに

河口デルタは河川からの流出土砂と沿岸域における漂 砂輸送との関係でその形状が定まる．このため，このバ ランスに大きな変化が生じた箇所において顕著なデルタ 地形の変化が見られる．例えば，天竜川河口においては 河口周辺の海岸侵食が大きな問題であり，ダムの建設な どに伴う流域からの土砂供給の減少がその原因である （例えば，宇多ら1)_{）．一方，信濃川においては洪水対} 策としての大河津分水路の開削後，分水路周辺には新た なデルタの発達が見られる（土屋ら2)_{）．反対に大河津} 分水路が出来たことにより河川からの土砂供給が減少し た新潟海岸においては汀線の後退が深刻な問題となって いる（土屋ら3）_）． ベトナム中部に位置するクアダイ海岸はツーボン川の 流出土砂により形成された河口デルタに位置するビーチ リゾートである．しかし，近年，海岸の一部で侵食が顕 在化し，ホテル前面の海水浴場が失われるなどの障害が 発生し，観光産業への大きなダメージとなっている4)_． 一方で，河口の右岸側には侵食がまったく見られない5)_． 田中ら6)_{はこのような侵食特性の左右岸での非対称性に} ついて，河口前面テラスの非対称によりもたらされたも のと指摘している． 本研究においては，Landsat衛星画像や現地調査により， これまでの侵食過程の実態を明らかにするとともに，ワ ンラインモデルの河口境界条件をもとに左右非対称な侵 食過程の機構に関する検討を行った．

2. 研究対象の概要と収集資料

(1) クアダイ海岸の概要 図-1にクアダイ海岸の位置を示している．クアダイ海 岸は首都ハノイから南東に約600kmに位置する．図に見 られるように，ツーボン川河口部は沖に向かって凸形状 を示し，典型的なデルタ地形となっている．河口から 8km上流には世界遺産にも指定されているホイアン市が 位置している．ホイアン市は16世紀ころから貿易で反映 し，当時は日本人町もあったと言われている．その後， 土砂の堆積により港としての機能が失われており，この ことからも河川からの土砂量の多さが窺われる． ホイアン周辺からクアダイ河口にかけての地形的特徴 図-1 クアダイ海岸の位置図 については大矢・久保7)_{が報告を行っている．また，松} 木8)_{は流域における流砂系への撹乱要素について，貯水} 池の建設，支川ヴーザー川を分離させた堰，河口周辺に おける橋梁建設サイトでの埋立，土砂掘削，河岸侵食の 影響などを指摘している． (2) 収集資料と解析方法 クアダイ海岸における侵食過程の実態を把握するため に，2016年3月に実際に現地に赴き，現地調査を実施し ている． さらに，Landsat画像を入手し，過去の海岸地形の変化 を調べた．1975年から2015年まで41枚の画像を得た．画 像に対して幾何補正を行い，既往研究6)_{と同様にWGS84} 座標系に変換し比較を行った．さらに，Google Earth画像 の解析も実施し，2004年から2014年までの汀線変動を得 た．これらの解析において潮位補正は行っていないが， 平均的な潮位振幅，海浜勾配から概算すると10mから 20m程度の誤差が有り得る．

3. クアダイ海岸における侵食の状況

(1) 近年の河口左右岸の汀線変動 図-2はGeegle Earthにより，2004年11月と2014年3月にお ける汀線位置の比較を行ったものである．海岸侵食は左 岸において深刻であり，最大で約170mの汀線後退が見 られる．2014年3月の時点において左岸侵食部の沿岸方 向の長さは約4kmであり，それより遠方において汀線の 変化は小さい．河口から約2kmの左岸には凸型の汀線が 見られる．これは，ホテル前面に護岸を設置し，後退し た周辺汀線に対して突出しているためである． 一方，右岸を見ると，沖に向いたくさび状の突出地形 が南側にシフトしてはいるものの，それ以外の海岸線の 形状に大きな変化は見られない． 図-2 クアダイ河口の汀線変化 A B

km

Pacific Ocean

10

0

Cua Dai River mouth

Thu Bon River

Hoi An

Ancient Town

図-3 現地調査時の海岸の状況（2016年3月27日，図-2のA地点より） 図-4 クアダイ河口の Landsat 画像 図-3は図-2のA点より撮影されたホテル前面の状況を 示す．以前は鉛直護岸前面に150m程の砂浜があったが， 汀線が後退し，波浪により護岸裏込め砂が吸い出しを受 け，ホテル敷地まで侵食が進んでいる． (2) Landsat画像から得られる汀線変動 図-4は収集したLandsat画像の代表的なものを示してい る．1975年の汀線は図-2に示した現在の汀線に近く，左 右岸で非対称である．1989年には左岸沖に砂嘴が形成さ れており，その水際線を見ると，左右岸で比較的対称を 保っている．その後，左岸砂嘴が河口内に押し込まれ， 現在に至っている．

4. ワンラインモデルの解析解を用いた検討

(1) 解析解のフィッティング 図-4に示すような河口デルタ地形の発達過程に関して は，次の解析解が得られている（Larson et al.9）_）． ( ) ÷ ÷ ø ö ç ç è æ -= -t x erfc x D q e t D q y x t e e pe e 2 2 0 4 / 0 2 ₍₁₎ ここで，座標系は図-5の様に定義され，y：汀線位置， x：河口部に原点を有する水平座標，t：時刻，q0：単位 時間あたりの河口からの排出土砂量，D=Dc+DB（Dc：移 動限界水深，DB：バーム高さ），e：拡散係数，erfc：余 誤差関数である．ここで，拡散係数は漂砂量係数と関係 している9）_{．上式において水平座標xを代表長さ2(}e _t)1/2_に より，次の様に無次元化する． t x x e 2 *_{= (2)} また，y座標については次式で与えられるデルタ頂部の 高さy0を代表長さとすることが出来る． 図-5 座標の定義

y

0

y

x

q

0

waves

0

a) 1975-08

pe t D q y₀= 0 (3) 二つの代表長さにより，式(1)を無次元化する．

( )

*2 *

( )

* * exp x xerfcx y = - - p (4) ここで，y*=y/y0である．これにより，無次元のデルタ地 形は唯一の独立変数x*_{の関数として表すことが出来た．} ここで，指数関数，余誤差関数に対するx≈0付近のテイ ラー展開を用いて，1次または2次までの近似式を得る． * * 1 x y = - p (5) 2 * * * 1 x x y = - p + (6) 式(1)中のモデル定数を推定するために，河口デルタ 形成の無次元解析解式(4)を用いた．y軸原点の設定には 若干の任意性はあるものの，デルタから十分に離れた箇 所で汀線がほぼ水平になる位置から定めることが出来る． これより，デルタ頂部の高さy0が求まる．実測値を式(4) にフィッティングするには，実測値と理論値の残差が最 小となる様に横軸x*_{を定めれば良い．この際，近年の地} 形は図-2に見られるように河口開口部をはさんで非対称 であることから，ほぼ対象な汀線形状を示す1990年7月7 日のLandsat画像から実測汀線形状を得た． この様にして得られた理論と実測との比較を図-6に示 す．近似式(5), 式(6)は原点近くにおいて良好な近似式を 与えることが確認される．また，理論と実測は良好な一 致を示し，理論式との比較よりe t=2.3x107_m2_を得た． 次に，デルタの形成期間tについては不明な点が多く， い．大矢・久保7)_，市場10)_{などを参考に，おおよそ500年} の間にデルタ形成がなされたと仮定した．その結果，拡 散係数としてe=125m2_{/dayを得る．この値は，仙台海岸に} 対して得られている値11)_{に比べ小さめである．また，米}

国において得られている値（Dean and Grant12）_{）と比較す}

ると，ほぼ最小値に対応する． 図-6 デルタ形状の実測値とモデルの比較 (2) 河口地形の非対称性と河川供給土砂量 クアダイ海岸においては，図-2に示す通り河口右岸で 侵食は見られず，むしろ汀線は前進傾向にある．このよ うな河口デルタの非対称性の機構を検討するために，ワ ンラインモデルの河口開口部での境界条件を用いる．す なわち，河川からの全供給量q0のうち，右岸にα，左岸 に(1-α)の比率で供給されるものとする．この時，河口部 での汀線の勾配との関係は次式で与えられる． e a b D q R= 0 (7) 残りの量が左岸に供給されるとして，

(

a

)

_e b D q L 0 1-= (8) となる．ここで，bは河口部における汀線の勾配_∂y/∂xの 絶対値を表し，添え字R，Lはそれぞれ右岸，左岸の値 を示す．ここで，式(7)，式(8)より次式が得られる． L R R b b b a + = (9) e b b D q0=( R+ L) (10) すなわち，河口付近の汀線勾配の左右岸の非対称がaと 関わり，また，その値からq0が得られる． 式(10)をクアダイ海岸に適用する前に，他の河川や水 理実験に適用し，その妥当性について検討を行う．まず， 宇多ら1)_{は天竜川の河川供給土砂の推定を行っている．} 漂砂量係数，波浪条件が示されており，これらの条件か ら式(10)におけるeを得ることが出来る．また，Refaat13) は平面水槽を用いることにより河口デルタの形成に関す る実験を行っている．式(3)からデルタ頂部位置の時間 変化はy0=a t1/2（a= q0/(D(pe)1/2)）と書け，aを定めるための

実験値が報告されている．式(10)とaの定義より，

(

)

2 2 L R a b b p e + = (11) となるので，式(11)よりeの値を得，さらに式(10)からq0 を得た． 式(10)による計算値と，これらの文献による河川供給 土砂や実験値との比較を表-1に示す．天竜川については 5割ほどの過大評価であるが，推定法の単純さを考慮す 表-1 式(10)による河川供給土砂量の推定 河川または実験ケース （著者） 推定値または 実験値 式(10)による 計算値 天竜川（宇多ら1)_{） 600,000 (m}3_{/yr) 940,000 (m}3_/yr) Series A（Refaat13)_{） 7.06 (cm}3_{/s) 9.93 (cm}3_/s) Series B（Refaat13)_{） 15.80 (cm}3_{/s) 19.46 (cm}3_/s) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 x* 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 y* Theory (Eq.(4)) Theory (Eq.(5)) Theory (Eq.(6)) Meas. (right hand side) Meas. (left hand side)

図-7 河口部右岸・左岸の汀線角度βR，βL 図-8 河川流出土砂の右岸への供給率α 図-9 河川からの供給土砂q0の変化 れば，比較的良好な値と言うことが出来よう．一方，室 内水理実験に対する結果について見てみると，良好な推 定値となっている． 次に，式(9)，(10)をクアダイ海岸に適用することを試 みる．まず，図-4に示すようなLandsat画像から，河口付 近汀線の傾きbR，bLを左右岸毎に求めた．ただし，図-2 の左岸に見られるように河口開口部直近では河口に押し 込まれた砂嘴部が負の勾配を示すなど，ワンラインモデ ルで想定されたものと異なる汀線形状も見られる．そこ で，本研究においては図-4に示すx座標にもとづき，左 岸では-2,500m≦x≦-2,000m（1973年∼1979年），-1,500m ≦x≦-1,000m（1989年以降），右岸においては1,500m≦x ≦2,500mの範囲における平均的な角度を求めた．結果を 図-7に示す．図より，全体の変動は大きく分けて3つの 時期に分類されることが分かる．1970年代のPeriod 1には 非対称性が見られたが，その後，Period 2にはほぼ対称 な形状となる．その後，1990年代半ばからのPeriod 3には 再び非対称性が顕著である． 次に，式(9)より右岸への河川排出土砂の振り分け率 αを計算した．結果を図-8に示す．最初の時期には右岸 に70%ほど供給された．第二期の1980年代から1990年半 ばまでは左右岸にほぼ同率の供給であった．近年，再び 極端に右岸に偏って，左岸には20%ほどの供給であるこ とが確認される．このような右岸への偏りが生じた要因 として，図-2のBに示した橋梁建設現場での長さ350mに 及ぶ河道内の埋め立てにより，河道内の澪筋が右岸に寄 ったことが考えられる． 最後に，式(10)より河口からの供給土砂量q0を推定し た．また，図-8に示した係数aをもとに，河口から右 岸・左岸への供給砂qR，qLを求めた．その結果を図-9に 示す．ここでは，Fila et al.14)_{を参考にD} B=2m，Dc=8mとし た．図-9によると，2000年以降，推定された河川流出土 砂q0に若干の減少傾向が見られる．また，Period 3におい ては砂の多くが右岸に供給されることが確認される．こ れが，近年，左岸河口部にのみ海岸侵食が見られる原因 と考えられる．さらに，図-4に見られるように河口内へ の左岸砂嘴の河道内に進入し，これにより河道部が南に 移動し，その結果，河口前面テラスが極端に非対称化し ている6)_{．このことも河川からの土砂の非対称な供給に} 影響していると考えられる． さて，クアダイ河口からの供給土砂としてはFila et al.14) により，異なる３つの手法から600,000m3_{/年，440,000m}3_/ 年，390,000m3_{/年の推定値が得られている．図-9に示さ} れた供給土砂量q0の計算結果はオーダー的にこれらの推 定結果と近い値となっている．

5. おわりに

1970/01/01 1980 1990 2000 2010 2020 t (date) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 R, L R L Period 2 Period 3 Period 1

本研究においては，ベトナムのクアダイ河口を対象に 河口地形と河川供給土砂との関係について検討を行った． 主要な結論を以下に示す． （１）衛星画像に見られる河口デルタ地形の形状より， ワンラインモデルにおける拡散係数を推定する手法を提 案した． （２）近年の左右岸への土砂供給の非対称性により，左 岸での侵食が顕在化する可能性があることを示した．こ れより，左岸への供給土砂の増加により汀線の回復が見 込まれる． 参考文献 1) 宇多高明，長島郁夫，古池 鋼，宮原志帆，石川仁 憲: 天竜川ダム再編事業による流出土砂量の増加が海 岸に及ぼす影響，海岸工学論文集，Vol. 55, pp.656-660，2008. 2) 土屋義人，山下隆男，斎藤正勝，渡辺正一: 河口デル タの形成過程の予測(1) ---大河津分水路河口部におけ る河口デルタの形成について---, 海岸工学論文集，第 40 巻，pp.481-485, 1993. 3) 土屋義人，山下隆男，泉 達尚: 新潟海岸の大規模海 浜過程と海岸侵食制御, 海岸工学論文集，第 42 巻， pp.681-685, 1995.

4) 田中 仁，Nguyen Trung Viet，Vo Cong Hoang，Duy Dinh Van: 中部ベトナム・クアダイ海岸における近年 の大規模侵食, 土木学会論文集 B3（海洋開発）, 71(2), pp.I_449-I_454, 2015.

5) Dinh Van Duy，田中 仁，Nguyen Trung Viet: ベトナ ム・クアダイ河口周辺海浜における広域汀線変化，

土木学会論文集 B3（海洋開発）, Vol. B3-72, 2016. （印刷中）

6) 田中 仁，Vo Cong Hoang，Nguyen Trung Viet，Dinh Van Duy: ベトナム中部クアダイ海岸に形成された河 口テラスと大規模海岸侵食との関連, 土木学会論文集 B1（水工学）, Vol.72, No.4, pp.I_361-I_366, 2016. 7) 大矢雅彦，久保純子: ベトナム中部ホイアン周辺の地

形と河川, 日本地理学会，1997.

8) 松木洋忠: Cua Dai 海岸の地形変化と Thu Bon 川の河 口処理，雑誌河川，2016.

9) Larson, M., Hanson, H. and Kraus, N. C.: Analytical solu-tions of the one-line model of shoreline change, Technical

Report CERC-87-15, U.S. Army Engineer Waterways Ex-periment Station, 1987.

10) 市 場嘉 輝 : 活き 続け る木 造の 町並 み「 ホイ アン 」, Civil Engineering Consultant, Vol.230, pp.22-25, 2006. 11) Vo Cong Hoang，田中 仁，三戸部佑太: 津波により

侵食された河口部の sink 効果による周辺海浜での汀 線後退, 土木学会論文集 B2（海岸工学）, Vol. B2-70, pp. I_506- I_510, 2014.

12) Dean, R.G. and Grant, J.: Development of methodology for thirty-year shoreline projections in the vicinity of beach nourishment projects, Division of Beaches and Shores,

Florida Dept. of Natural Resources UFL/COEL-89/026,

163p ,1989.

13) Refaat, H.E.A.A.: The formation and reduction process of river delta and their control, 京都大学学位論文，227p， 1990.

14) Fila, J., Kampen, M., Knulst, K., Marijnissen, Noort, R.V.: Coastal erosion Hoi An, Multidisciplinary Project Report,

Delft University of Technology, 168p, 2016.

(2016. 3. 16 受付)

STUDY ON RIVER MOUTH DELTA FORMATION AND RECENT BEACH

EROSION ON CUA DAI BEACH, VIETNAM

Dinh Van DUY, Hitoshi TANAKA, Yuta MITOBE, Vo Cong HOANG

and Nguyen Trung VIET

An asymmetric distribution of sand supplied from the river at a river mouth delta has been discussed. The current erosion situation of Cua Dai Beach in central Vietnam was first introduced using Google Earth images. The evolution of the Thu Bon River delta coastlines were also analyzed using typical Land-sat images from 1975 to 2014. It was observed that there were three periods in the formation process of Thu Bon River delta during the last 40 years with the symmetrical and asymmetrical configurations of the two coastlines. This evolution and its relation to the sediment supplied from Thu Bon River were then quantitatively investigated using analytical solution of one-line model.