2019 Fiscal Year Research-status Report
河川・河口と沿岸海域の水理現象と地形・底質のマルチスケール相互作用系の解明
| Project/Area Number |
18K04363
|
|---|
| Research Institution | Kanazawa University |
|---|
Principal Investigator |
楳田 真也 金沢大学, 地球社会基盤学系, 教授 (30313688)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 海岸工学 / 海浜変形 / 沿岸水理 / 土砂動態 / 河口 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
河川から河口・沿岸海域における波・流れ，土砂輸送と地形変化の関係性を明らかにするため，(1)河口域周辺の洪水及び波浪による地形変化と土砂移動過程に関する研究，(2)緩やかに湾曲した長い砂浜海岸における波・沿岸流の沿岸分布と海岸汀線の長期変化に関する研究を行った．
(1)河口域の地形変化・土砂動態と外力変動の関係を究明するため，手取川の河口を対象に，地形・外力に関する種々の観測記録の分析および数値解析による詳細な検討を行った．洪水観測データ用いた再現計算を行い，洪水による中規模河床変動，導流堤間の砂州のフラッシュおよび河口テラスの形成等の主な特徴を良く捉えた．また，波浪による河口テラスの消失過程について，夏季平均的な低波浪による河口テラス浅水深部の侵食，冬季高波浪によるテラス地形全体の消失とそれに伴う河口砂州の形成過程等を数ヶ月にわたる地形変動過程の特徴を良好に再現した．洪水による河口砂州の侵食・河口テラスの形成から高波浪によるテラス地形の消滅・河口砂州の形成までの一連の河口地形変化と外力変動の影響を検討し，従来未解明な点が多かった河川から周辺海岸への土砂供給過程について詳細に考察することができた．
(2)広域漂砂セルの末端部に位置する北部加越沿岸域における沿岸水理特性と海浜地形との関係性を究明するため，岸沖断面地形及び能登半島中西部を含む加越沿岸周辺を対象に，海浜の波・流れの岸沖・沿岸分布の季節的変動特性について数値解析により検討した．最沖の砂州頂部位置に長周期波の腹が形成される周期の長周期波による遡上高は増大すること，沖合からの長周期波と風波が重複して入射する場合の遡上高は風波のみの場合とあまり変わらないことが分かった．北部海岸では能登半島の存在が重要であり，沖合の波向による汀線付近の波高や遡上高の変動幅が大きく，堆積性の波では南向きの流れが強くなる傾向が見られた．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画の主要課題である広域流砂系の土砂動態特性を解明する上で重要な様々な時空間スケールの河川・海岸域の水理現象と地形変化に着目して，(A)河口と周辺海岸における出水と波浪による地形変化と河口周辺海岸に供給される正味の土砂量推定，(B)緩やかに湾曲した長い砂浜海岸における波・沿岸流の沿岸分布特性，(C)砕波帯及び沖合の底質移動と沿岸外力との関係性，に関する研究を並行して進めた．
(A)研究実績の概要(1)の研究結果，河川の出水・海岸の波浪や海浜流，および河床材料や河口・海岸底質の粒径分布の変化を考慮して，河口テラスや砂州の形成・消滅などの河口域における夏季から冬季の一連の地形変化過程を概ね捉えられる数値解析モデルを構築することができた．また，河口テラスの変形・消滅と土砂の海岸への移動範囲に与える波向きの影響を検討し，波浪により海域から導流堤間へ戻される土砂量は，導流堤の法線より右岸寄りの波により最大となり，左岸寄りの波によって右岸側の海域への供給土砂量や範囲が増加し，河口左右岸の海浜地形や導流堤の配置の影響を受けることを明らかにした．
(B)(2)の研究結果から，広域における波・海浜流及び沿岸漂砂が半島の存在や汀線・等深線の緩やかな変化等の影響を受けることを明らかにした．波高や波向きの季節的な変化に伴う波高，波の遡上高や沿岸流速等の変動幅が各海浜区間で異なること，沿岸流速から推定された漂砂量の沿岸方向分布の勾配変化区間と海岸汀線の長期変化傾向との関連性が見られた．
(C)砕波帯及び沖合の地形変化を説明可能な力学過程モデルを構築するために，まず砕波帯と沖合に投入された砂の追跡調査結果を利用して，既存の漂砂モデルの適用性を検討した．砂の移動方向や範囲を捉えるのに適した浮遊砂・掃流砂モデルを見出した．
研究成果の一部は，土木学会の研究発表会で発表するとともに，論文発表も実施した．
|
| Strategy for Future Research Activity |
河川・河口と沿岸海域における様々な時空間スケールの水理現象と地形・底質輸送過程に関する理解を深めるために，(D)砕波帯と沖合の地形変化・漂砂移動特性と(E)沿岸海域の大規模な流動特性に関する研究を進める．
(D)海岸地形の中・長期的変化特性を解明するために，手取川河口左右岸に広がる石川海岸の定期横断測量の記録を利用して，岸沖断面の海底地形や土砂量の時空間変化に関する統計解析を行う．岸沖と沿岸方向で地形変化の類似性を基準に領域分割を行い，各領域の変動土砂量と風・海岸流・波浪・出水や地形等との関係を分析し，砕波帯・沖波帯の領域別の海底地形変化の特徴や支配外力の推定を試みる．
(E)加越沿岸海域における海流・海岸流等の影響を受ける沿岸流動場を把握するため，長期海洋再解析データを利用して，広域的な流動の時空間的変化の基本特性を統計的に解析する．漂砂セルの境界及び内部の代表的な地点や断面を対象に，沿岸流速，流量フラックスや海面高度等の週～季節～年々の代表的な変動パターンを抽出して，時系列変化の特徴を明らかにする．海象観測点で得られている海浜の流速・波高や水位等との相関関係を調べて，海浜の流れに与える広域流動現象の影響を検討する．
(C)の研究結果から得られた砕波帯及び沖合の漂砂移動を再現可能な力学的モデルを利用して，石川海岸における代表的な時化や季節の漂砂移動の岸沖・沿岸分布を推算し，(D)(E)の検討結果と比較・考察を行い，妥当性を検討する．さらに，海象条件が流動・漂砂フラックスに与える影響を数値解析により評価する．
|
| Causes of Carryover |
次年度の数値解析に必要な高性能の計算機を購入するため，予定していた計算機とソフトウェアの更新を延期したため．
|
