神向寺海岸 における混合砂層厚変化 に関する現地実験
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(2) 772. 海. 潮 位T.P.‑88cm)に 縦 断 形 状,波. 岸. 工. 学. 論. 行 っ た.測 定 項 目 は,遡 上 高 測 定,. に よ り撹 乱 を 受 け た混 合 砂 層 厚 の測 定 な ど. で あ る.混 合 砂 層 厚 は,重 機 に よ り トレ ンチ の片 側 半 分. 文. 集. 第55巻(2008). 図‑8は 縦 断 形 変 化 を 示 す.8月1日 が‑1.7cm,標. の 地 盤 変 動 量 は平 均 値. 準 偏 差 が3.8cmで あ る.一 方,8月27日. はY=8〜13mで. は侵 食,Y=13mよ. に. り海 側 で は堆 積 傾 向. を掘 削 して 断 面 の露 頭 面 を 出 し,撹 乱 を 受 け た砂 層 の 厚. で あ り,地 形 変 化 パ ター ンは ケ ー ス1と よ く似 て い る.. さ を 直接 計 測 して 求 め た.ま. 図‑9に は堆 積 層 厚 とカ ラ ー サ ン ド柱 の 変 化 を示 す.8月1. 波 浪 観 測 結 果 も示 す.ト 月18‑19日. た,図‑2に. は鹿 島港 沖 で の. レ ンチ を掘 削 し た7月31日 と,8. に は有 義 波 高 約1.5mの 波 浪 が 襲 来 した が,. そ の ほ か の 時 期 の 有 義 波 高 は ほ ぼ0.5mか. ら1mの 間 で あ. 日で は変 化 が 小 さ いが,8月27日 さ れ た 後 砂 礫 が堆 積 し,さ 堆 積 が 起 きた.ケ. では一度深 くまで侵食. らに そ の 上 で 細 砂 の集 中 的 な. ー ス1と 同 様,図‑8に. 示 し た当 初 地 盤. り,実 験 時 に は静 穏 波 に よ る前 浜 へ の堆 積 が 起 こ り易 い 条 件 下 に あ っ た.. (1). (2). 3. 混 合 砂 層 厚 の 観 測 結 果 (1) 細 砂 の み(ケ ー ス1)の 混 合 砂 層 厚 図‑3は,ケ. ース1に つ い て,7月31日. 翌 日 の8月1日 と,8月27日. に細 砂 を敷 設 した. 測 定 の縦 断 形 と遡 上 痕 跡,お. よ び 混 合 砂 層 厚 を 示 す.こ こ に,混 合 砂 層 厚 の 定 義 は 図 ‑4の よ うで あ る .砂 面 高 は 変 動 す る た め に,土 砂 が 堆 積 して 海 浜 地 盤 高 が 増 加 した 場 合 に は初 期 断 面(7月31日 測 定)を 基 準 に,ま た 侵 食 され て 海 浜 地 盤 高 が低 下 した 場 合 に は侵 食 後 の 断 面 を基 準 と して,初 期 と異 な る粒 径 の土 砂 が 混 入 して い る砂 層 厚 を 測 定 した.図‑3に. よれば 図‑2. 8月1日 測 定 の 遡 上 痕 跡 はT.P.+1.9mに あ り,大 部 分 の 試 験 区 域 が 波 の作 用 を 受 け て い る.8月1日 最 大 で8.5cm,平. 銚 子漁港 の潮 位 と鹿 島港沖 で の波浪観 測結 果. の混 合 砂 層 厚 は,. 均 で3.2cmで あ る.8月27日. (a) 8月1日. に は,Y=. 13mよ り海 側 で は初 期 と比 較 して 地 盤 高 が 最 大16.7cm上 昇 した が,地 盤 高 の 顕 著 な上 昇 が 見 られ る範 囲 で 混 合 砂 層 厚 が 厚 くな り,Y=13.3mで. は最 大 の24cmと. 図‑5に は縦 断 形 変 化 を 示 す が,8月1日 均 値 が‑1.2cm,標 日 に はY=13mよ. な っ た.. の地 盤 変 動 量 は平. 準 偏 差 が4.2cmで あ る.一. 方,8月27. り海 側 で の 堆 積 が 顕 著 で あ る.図‑6に. は堆 積 層 厚 と カ ラー サ ン ド柱 の変 化,お. よ び侵 食 後 新 た. に堆 積 した 層 の材 料 の 区 別 と そ の層 厚 を 示 す.8月1日 は表 層 は ほ とん ど砂 礫 で 覆 わ れ た.8月27日. で は当初砂. 礫 層 が堆 積 し,そ の上 に 細 砂 が 厚 く堆 積 して い る.ま 最 も沖 側 のY=18mで. (b) 8月27日. で. た. の 堆 積 層 の変 化 に よれ ば,7月31日. 基 準 の 砂 面 か ら17.4cm削 られ た の ち 細 砂 が33cm厚. 堆積. し,結 果 的 に初 期 状 態 よ り砂 面 が 高 ま った こ とが 分 か る. (2) 混 合 比1:1の 混 合 砂(ケ ー ス2)の 混 合 砂 層 厚 細 砂 と礫 を1:1で 混 合 した 場 合 の,縦 お よ び混 合 砂 層 厚 を図‑7に 示 す.8月1日 最 大 で17.8cm,平. 断 形,遡. 上痕 跡. の混合砂層厚 は. 図‑3. 8月1日. と,8月27日. 測 定 の 縦 断 形 と遡 上 痕 跡,お. 混 合砂 層厚. 均 で5.3cmで あ る.ケ ー ス1(細 砂 の み). の 同 種 の 結 果(図‑3)と. 比 較 す る と,ケ. 砂 層 厚 は ケ ー ス1よ り65%増. ー ス2の 平 均 混 合. 大 して い る.こ. の こ と は,. 混 合 砂 の ほ うが 細 砂 の み の場 合 よ り混 合 層 厚 が 大 き く, 撹 乱 を受 け や す い こ とを 意 味 す る.同 様 に して8月27日 の 混 合 砂 層 厚 を図‑7(b)に 示 す.ケ. ー ス1の 混 合 砂 層 厚 は,. 図‑3(b)に 示 し た よ う にY=13mま. で 緩 や か に 増 大 し,. Y=13.3mで. 最 大 値24cmと. な っ た の に 対 し,ケ ー ス2で は. Y=9.6mよ. り海 側 の 混 合 砂 層 厚 が 明 らか に 増 大 して い る.. 図‑4. 混合 砂層厚 の定 義. よび.
(3) 773. 神 向寺 海岸 に お ける混 合砂 層厚 変化 に関す る現地 実験. (a) 8月1日. (b) 8月27日. 図‑5. 縦 断 地 形 の 変 化(ケ ー ス1). (a) 8月1日. 図‑7. 縦 断形,遡 上 痕跡 お よ び混 合砂 層厚(ケ ース2). (b) 8月27日. 図‑6. 堆 積 層 厚 と カ ラ ー サ ン ド柱 の 変 化,お に 堆 積 し た 層 の 層 厚(ケ ー ス1). 図‑8. よ び侵食 後新 た. 縦 断 形 変 化(ケ. ー ス2). (a) 8月1日. 面 よ り上 部 の 堆 積 は全 て 細 砂 に よ る もの で あ る こ とが 分 か る.最. も沖 側 のY=16mで. の堆 積 層 の 変 化 に よ れ ば,7. 月31日 基 準 の 砂 面 か ら27cm削 礫 が5cm,細. られ た の ち,砂 礫 が22cm,. 砂 が20cm厚 堆 積 し,結 果 的 に初 期 状 態 よ り. 砂 面 が高 ま っ た こ とが 明 らか で あ るが,こ. の特 徴 は ケ ー. ス1と 同 様 で あ る. (b) 8月27日. (3) 細 砂3:礫7の 混 合 砂(ケ ー ス3)の 混 合 砂 層 厚 細 砂 と礫 の混 合 比 を3:7と,ケ. ー ス2よ り礫 の含 有 率 を. 増 加 さ せ た 場 合 の,縦 断 形,遡 上 痕 跡 お よ び混 合 砂 層 厚 を 図‑10に 示 す.8月1日. の混 合 砂 層 厚 は最 大 で10.6cm,. 平 均 で5.0cmで あ る.ケ. ー ス1(図‑3),ケ. ー ス2(図‑7)と. 比 較 す る と,混 合 砂 層 厚 は礫 と細 砂 の混 合 比 が1:1の 場 合(ケ ー ス2)に 近 い 値 と な っ て お り,ま た ケ ー ス2と 同 様, 細 砂 の み よ り も混 合 砂 で は混 合 砂 層 厚 が 大 きい.8月27 日観 測 の 混 合 砂 層 厚 分 布 も ケ ー ス2と 似 た分 布 で は あ る が,絶 対 値 は減 少 して い る.図‑11に す.8月1日. の 地 盤 変 動 量 は平 均 値 が1.0cm,標. 1.6cmで あ る.8月27日 と異 な りY=9m付. 図‑9. 堆 積 層 厚 と カ ラ ー サ ン ド柱 の 変 化(ケ. ー ス2). は縦 断 形 変 化 を示 準偏 差 が. の 縦 断 形 の 変 化 状 況 は ケ ー ス1,2. 近 で 堆 積 量 が ピ ー ク を有 す る.ま た断. 面 内 で は いず れ の 場 所 で も前 浜 に 砂 が 堆 積 して 地 盤 高 が 上 昇 して い る. (4) 礫 の み の 場 合(ケ ー ス4)の 混 合 砂 層 厚. 図‑12 は 縦 断 形,遡 上 痕 跡 お よ び混 合 砂 層 厚 で あ る.1 日間 で,地 盤 高 がT.P.+1.55mよ. り海 側 の 区域 で は平 均 で. 5.8cm地 盤 高 が 低 下 し,逆 に こ の地 点 よ り陸 側 で は地 盤 高 の 上 昇 が 見 られ る.8月1日 cm,平. の 混 合 砂 層 厚 は最 大 で4.9. 均 で2.1cmで あ る.8月27日. ま で の変 化 で は,観 測. 期 間 が長 くな っ た こ とか ら縦 断 形 の 変 化 量 お よ び 混 合 砂.
(4) 774. 図‑10. 海. 岸. 工. 学. 論. 文. 集. 第55巻(2008). (a) 8月1日. (a) 8月1日. (b) 8月27日. (b) 8月27日. 縦 断 形,遡. 図‑11. 上 痕 跡 お よ び 混 合 砂 層 厚(ケ ー ス3). 縦 断 形 変 化(ケ. ー ス3). 図‑12. 図‑13. 縦 断 形,遡. 7月31日. 上 痕 跡 お よ び 混 合 砂 層 厚(ケ. か ら8月1日,27日. ー ス4). ま で の 地 盤 高 変 化 量(ケ. ー. ス4). 層 厚 が 増 大 し て い る.8月1日. で の 混 合 砂 層 厚 は, (a) 8月1日. T.P.+1.55mに あ っ た侵 食 ・堆 積 の 変 換 点 で 最 大 値 を 示 し た が,8月27日. で は 混 合 砂 層 厚 は海 側 へ と急 激 に増 大 し,. T.P.+1.0mで 最 大 の50cmと. な っ た.8月1日. 厚2.1cmに 経 過 日数28日 を乗 じ る と,8月27日 層 厚 は58cmと. での混合砂. な って,両 者 は ほ ぼ対 応 を示 す.. 図‑13は,7月31日 量 を 示 す.7月31日. か ら8月1日,27日. までの地盤高変化. に バ ー ム で あ った 付 近 を 中 心 と して. 地 盤 高 が 低 下 し,最 大 の低 下 量 はY=11mに で あ った.ま. の平均混 合層. (b) 8月27日. お け る26cm. た い ず れ の 縦 断変 化 にお い て も,海 側 で 地. 盤 高 が 低 下 し,岸 側 で 上 昇 す る とい う変 化 が起 き た.す な わ ち 礫 の み の場 合,岸 に運 ば れ,そ. 向 き漂 砂 が 卓 越 して礫 が 岸 向 き. の 際汀 線 近 傍 の地 盤 高 が 低 下 した こ とが 分. か る.ケ ー ス4の 混 合 砂 層 厚 は,こ. の よ うに 絶 え ず 岸 向. き に礫 が 運 び去 られ る条 件 下 で の 混 合 の結 果 生 じた も の で あ る.. 図‑14. 堆 積 層 厚 の 変 化 と カ ラ ー サ ン ド柱 の 変 化. 図‑14に は 堆 積 層 厚 の 変 化 とカ ラ ー サ ン ド柱 の変 化 を 示 す.8月1日. で は変 化 量 が 少 な い の で カ ラ ー サ ン ド柱 は. た こ とか ら,8月1日. 以 降8月27日 まで の 間 に50cm厚 の カ. ほ ぼ そ の ま ま 残 さ れ て い る.し か し8月27日 で は,Y=. ラ ー サ ン ド柱 が 侵 食 さ れ,そ. 16mよ り海 側 で は50cm厚. て も と の地 盤 高 と な った.図‑2の. の試 験 層 全 て が 削 り取 られ,そ. の後 細 砂 が 集 中的 に堆 積 し 波 浪 条 件 に よ れ ば,こ. こ に細砂 層,お よ び砂 と礫 の混 合 した砂 礫 層 が サ ン ドイ ッ. の 間 で の 高 波 浪 は8月18日 〜19日 に襲 来 したH1/3=1.5mの. チ状 に堆 積 して い る.と. 波 浪 の み で あ る.し た が って こ の高 波 浪 に よ っ て侵 食 さ. 高 の上 昇 量 は0.1cm(8月1日. くにY=18mで. は8月27日 の 地 盤. に は4.9cm低 下)と 小 さ く,初. れ た 後,静 穏 波 の 作 用 に よ り前 浜 に細 砂 が 再 堆 積 した と. 期 の地 盤 高 が ほ ぼ保 た れ て い た に もか か わ らず,礫 層 が. 推 定 され る.ト. 細 砂 層 と砂 ・礫 の混 合 層 に入 れ替 わ って い る.こ の 地 点. 量 が 大 き く,そ の 分 細 砂 の 含 有 率 が 上 昇 して い る こ とか. で は,8月1日. ら,礫 は岸 向 きに 移 動 しつ つ ト レ ンチ両 側 の 海 岸 に拡 散. に は カ ラー サ ン ド柱 は そ の ま ま残 さ れ て い. レ ンチ 内 の 礫 の 収 支 は取 れ て お らず欠 損.
(5) 775. 神 向寺 海岸 に おけ る混 合砂 層厚 変化 に関 す る現 地実 験 表‑1. し,そ の後 トレ ン チ を細 砂 が 埋 め た結 果 この よ うな変 化. 海浜 地盤 高 の変動 量 の平均 値 と標 準偏 差. が 起 き た と考 え られ る. 4. 考. 察. 4ケ ー ス の 観 測 結 果 の う ち,7月31日. か ら8月1日 ま で の. 観 測 デ ー タか ら,海 浜 地 盤 高 の変 動 量 の 平 均 値 と標 準 偏 差 を求 め る と表‑1と な る.い ず れ の場 合 も地 盤 変 動 量 は 平 均 で1.7cm以 下 と小 さ い.こ. の こ と は こ の 間,波. によ. る撹 乱 作 用 は あ った もの の,海 浜 縦 断 形 は ほ ぼ 初 期 値 を 保 って い た こ と を 意 味 す る.一 方,8月27日. の観測 で は. 既 に述 べ た よ うに い ず れ の場 合 に も波 浪 の強 弱 に 応 じた 地 形 変 化 の履 歴 が 強 く残 さ れ て い る.し た が って8月1日 観 測 の 混 合 砂 層 厚 は,熊 田 ら(2003)が 定 義 した 混 合 層 厚 を 近 似 的 に与 え る と考 え られ る.そ こ で,以 下 で は混 合 砂 層 厚 を混 合 層 厚 と読 み替 え,表‑1に. 再 度 整 理 した.混. 図‑15. 合 層 厚 は平 均 で3.9cmと な る. 実 際 に は混 合 層 厚 は鉛 直分 布 を 有 して い る.そ. 混合 層厚 と標高 の 関係. こで 混. 合 層 厚 と標 高 の 関 係 を 整 理 した の が 図‑15で あ る.な お Kraus(1985)は,下. 北,阿 字 ヶ浦,大 洗 海 岸 な ど で混 合. 層 厚 の 観 測 を行 い(観. 測 時 間1〜3hr),砕. 波 帯 内の波 の. 作 用 に よ り撹 乱 さ れ る混 合 層 厚Zと 砕 波 波 高Hbの 関 係 式 と してZ=0.027Hbを Kraus(1985)と 7月31日16時. 提 案 し た 。 これ を 考 慮 し,横 軸 は. の 比 較 を行 うた め に,ト か ら観 測 時 の8月1日14時. レン チ完 成 後 の. までの有義波 高 の. 最 大 値(H3/1=1.05m,T=8.3s:8月1日2時. 観 測)を 用 い て,. 合 田 の 砕 波 指 標 よ り砕 波 波 高 を求 め,こ. れ を用 い て 無 次. 元 化 した.混 合 層 厚 は 波 の遡 上 点 で は0に な るが,汀. カ ラーサ ン ド柱 の残 存 標高 点 を結 んで求 めた侵 食 限 界線. 線. 方 向 へ と増 大 傾 向 に あ る.全 体 の 平 均 値 はKraus(1985) の 値 と ほ ぼ等 しい.ま. 図‑16. た材 料 面 か ら比 較 す る と,混 合 層. 厚 が 最 も小 さ い の は礫 の場 合 で あ り,そ れ に 細 砂 の み の 場 合 が 続 く.こ れ らに対 して 細 砂 と礫 の混 合 材 で は混 合. は静 穏 波 によ る前 浜 へ の 堆 積 が 起 こ り易 い条 件 下 で は あ る が,平. 均 混 合 層 厚 は3.9cmで あ る こ と,ま た 材 料 面 か. ら比 較 す る と,混 合 層 厚 が 最 も小 さい の は礫 の場 合 で あ り,そ れ に細 砂 の み の 場 合 が 続 く.こ れ らに対 して 細 砂 と礫 の 混 合 材 で は混 合 層 厚 が 増 大 して い る こ とが 分 か っ. 層 厚 が 増 大 して い る. 4ケ ー ス の地 質 断 面 図 に お い て,遡 上 点 よ り沖 側 の 測 点 で は,初 期 に50cm厚 で 設 定 した カ ラ ー サ ン ド柱 が い. た.さ. らに,侵 食 限 界 線 の平 均 勾 配 は,礫 分 の 増 加 に伴. い急 勾 配 と な る こ とが 分 か った.. ず れ の場 合 も侵 食 に伴 い か な り深 くま で 消 失 して い るが, そ の深 さ は一 様 で は な く,海 浜 材 料 ご と に変 化 して い る. そ こ で 各 ケ ー ス の カ ラー サ ン ド柱 の 残 存 標 高 点 を 結 ん で 侵 食 限 界 線 を 定 め 図‑16に 示 す.ま. た侵食 限界線 の平均. 勾 配 も図 に示 す が,礫 分 が 増 加 す る に従 い勾 配 が 急 に, 逆 に 細 砂 分 が 増 加 す る と緩 くな る と い う特 性 が あ る.既 に述 べ た よ う に,細 砂 と礫 の混 合 材 で は混 合 層 厚 は増 加 傾 向 に あ るが,侵. 食 時 の限 界 勾 配 は細 砂 の含 有 率 が 高 ま. る ほ ど緩 や か に な る こ と が分 か る. 5. 結. 論. 神 向 寺 海 岸 に お い て トレ ンチ を掘 削 し,そ の 中 に あ ら か じめ作 成 した 粗 粒 材,細 を敷 き均 した 上 で,波. 粒 材,お. よ び それ らの混 合 砂. の 作 用 に よ るそ れ らの層 の混 合 状. 況 の差 異 を 現 地 実 験 に よ り調 べ た.こ の 結 果,実. 験時 に. 参. 考. 文. 献. 石井 秀雄 ・中村友 和 ・宇 多高 明 ・大 木康 弘 ・熊 田貴之 ・芹沢 真澄(2006a): 茨 城県 神 向寺 海 岸 で の粗粒 材 養 浜 に よ る砂 浜 の安定化, 海 洋 開発論 文集, 第22巻, pp.887‑892. 石井 秀 雄 ・中村 友和 ・宇 多高 明 ・高橋 功 ・大 木 康弘 ・熊 田 貴之(2006b): 粗 粒 材 養浜 に よ る砂浜 の安 定化 に関 す る 現地 実験, 第53巻, 海 岸工学 論文 集, pp.681‑685. 宇多高 明 ・石井 秀雄 ・阿部 良 ・長 山英 樹 ・大木 泰弘(2007): 神 向寺海 岸 に お ける礫養 浜 の追 跡調 査, 海 洋開 発論 文集, 第23巻, pp.1093‑1098. 熊 田 貴之 ・小林 昭 男 ・宇 多 高 明 ・芹 沢真 澄(2003): 沿 岸 ・岸 沖 漂砂 によ る粒 径 分級 を考 慮 した等深 線変 化 モ デル, 海 岸 工学論 文集, 第50巻, pp.481‑485 松 浦健 郎 ・宇 多高 明(2007): 鹿 嶋海 岸 の砂浜再 生‑粗粒 材 養浜 の試 み, 土 木施工, 第48巻 第11号, pp.40‑45. Kraus, N. C. (1985): Field experiments on vertical mixing of sand in the surf zone, J. Sedimentary Petrology, Vol.55, pp.3-14..
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