研究成果報告
（原稿受付日：平成 21 年5月30日）
海岸地域における防風フェンスと砂草の 飛砂防止効果に関する研究
Effects of fence and grasses for preventing wind blown sand and salt spray
田中規夫*,
干川真*,
荒井三七雄**, Mulati Yusaiyin
*Norio TANAKA, Makoto HOSHIKAWA, Minao ARAI and Mulati YUSAIYIN
This paper reports the research project in Chigasaki city related to wind protection fence and grasses on beach sand for preventing the wind blown sand. In situ experiments were conducted on the beach with fence.
Wind velocity and wind-blown sand flux were measured and quantitative data were obtained. The experiments will be continued and the optimal fence structure and growth condition of the vegetation will be discussed in 2009. Optimal fence structure for preventing salt spray and effective width of coastal forest in dependent of the optical porosity are being discussed in numerical simulation and the papers are introduced in this manuscript.
Keywords: Wind blown sand, Carex kobomugi, Wind fence, salt spray, wind protection forest
1. 研究プロジェクトの経緯
茅ヶ崎市では茅ヶ崎海岸グランドプラン 1) において、
漁港西側を「自然保全地区」と位置づけ、「失われた砂 浜の修復、海浜植生の修復によって、海岸の自然環境 を創出する」としている。植生密度が低い状態では自 然保全地区からの飛砂や飛沫が増加することも予想さ れるため、海岸砂丘に植生帯を形成することにより、
飛砂を抑制する必要がある。自生種コウボウムギは飛 砂抑制効果を持つといわれている2),3)が、そもそも植物 が生育するのに極めて過酷な環境である砂浜海岸にお いて、海浜植物群落を再生するには、成長初期段階で の土砂に埋没することを抑制するために静砂垣を設置
する必要があると考えられる。そこで、植生帯前面部 等に設置する上で静砂垣の間隙率を求める必要がある。
既往研究において、防風目的での最適間隙率について は多くの知見があるが、海浜植生の成長に適した間隙 率の知見は少ない。静砂垣の間隙率を小さくし過ぎる と静砂垣前面部に吹き上げる風の流れが発生し、より 遠くまで砂を運んでしまう。しかし、間隙率を大きく し過ぎると植物が埋没してしまう。そのため、最適な 間隙率を求める必要がある。既往の研究では、風洞を 用いて静砂垣の間隙率を変えて最適な間隙率を求める 実験も行われている。しかし、砂の現象を考える場合 には、風洞実験と実スケールの結果を比較するために 必要な砂と静砂垣の相似則を成立させることが難しい。
また静砂垣のスケールを考えると風洞実験は困難であ る。そこで、間隙率を
10
％、30
％、50
％と変化させた 実験を現地スケールで行うこととし、2008
年8
月から 観測方法から飛砂捕捉器の形状を含めた検討を行い、実験は
2008
年9
月から予備的実験に入った。本稿は茅 ヶ崎で行っている研究プロジェクトの概要ならびに防 飛沫フェンスに関する研究成果の概要を報告する。な お、研究成果の詳細は、文献1),4),5),6)を参照されたい。*
埼玉大学 大学院理工学研究科Graduate School of Science and Engineering, Saitama University, 255 Shimo-okubo, Sakura-ku, Saitama 338-8570, Japan
**
ＮＰＯ法人 ゆいNPO Yui, 4-4, Hamasuga, Chigasaki, Kanagawa 253-0035, Japan
44 埼玉大学 工学部紀要 第４２号 ２００９年度
2.研究項目
2.1 茅ヶ崎海水浴場周辺自然再生地区における現地実 験
自然再生予定地区に静砂垣
(
間隙率30%)
を設置し、風向風速計、ロガー、飛砂捕捉器
(Fig.1)
、セディメン トトラップなどを用いて風速と飛砂量フラックスを測 定した。現地観測により、地上50
㎝の位置の飛砂量に 比べて、地上7cm
の位置における飛砂量の方が重量比 で約300
倍も多く、飛砂が底面付近に集中して発生し ている等の定量的データを取得している。実験は予備 的段階であるが、その初期成果は「茅ヶ崎海岸グラン ドプラン推進事業計画 平成20
年度報告書（平成21
年3
月茅ヶ崎市）」1)に収められている。平成21
年度は 観測装置を改良し、今後とも実験条件を満たす風が吹 く際には、引き続き間隙率を変えて実験を行なう予定 である。なお、模型スケールでの風洞実験と数値解析 も同時に行っており、既往の研究からフェンスのみの 最適空隙率は0.3
前後であることが指摘されてきたが、数値計算の結果からフェンス背後に植生帯が存在する 場合の最適空隙率は
0.3
とは異なることが予想された。引き続き、系統的な模型実験と数値計算を行い、植生 の繁茂状況とフェンス空隙率の関係について調べる予 定である。
2.2 飛沫防止フェンスならびに海岸防風林に関する数 値解析
Mulati & Tanaka(2008)はフェンスを通過する飛沫フ
ラックスを最小化するフェンスの空隙構造について数 値解析による研究を行い、国際水工学会アジア支部で 発表 4)を行った。また、研究成果を取りまとめ国際学 術雑誌5)への投稿を行った。また
Mulati & Tanaka
は樹 林帯の空隙率と幅による減風効果の差違を解析し、国 際学術雑誌6)への投稿を行った。謝辞
2008
年度の埼玉大学重点研究「環境共生・防災機能 強化型都市域の創生」経費の一部を使用した。記して 謝意を表します。参考文献
1)
茅ヶ崎海岸グランドプラン推進事業計画 平成20
年度報告書（平成21
年3
月茅ヶ崎市）、第5
章飛 砂対策・植栽実験の支援，2009.
2)
城野 裕介,
田中 規夫,
渡辺 肇,
高木 利光,
台風 攪乱後の再成長特性を考慮した海浜植物コウボウ ム ギの 堆砂量 評価,
日本 緑化 工学会 誌, Vol.30, pp.74-79, 2004.
3)
田中規夫,
渡辺肇,
城野裕介,
高木利光,
透過傾斜 型株模型周辺における風場と飛砂発生特性に関す る風洞実験,
海岸工学論文集, Vol.51, pp.556-560 , 2004.
4) Mulati, Y., Tanaka, N. and Takagi, T., Optimal wind protection fence that minimize the spray transport to the downstream, Proc. of 16th IAHR-APD & 3rd IAHR-ISHS, Nanjin, China, pp. 1347-1352, 2008.10.
5) Mulati Yusaiyin, Tanaka N., Optimal wind protection fence structure that minimizes the spray transport to the downstream, 'Journal of Hydrodynamics (ELSEVIER)', accepted.
6) Mulati Yusaiyin, Tanaka N., The effects of windbreak width in wind direction on the wind velocity reductions, Journal of Forestry Research, Springer, (under review)
. Fig. 1 Instrument for the measurement of wind and
wind-blown sand flux
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海岸地域における防風フェンスと砂草の飛砂防止効果に関する研究
