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本研究は、波打ち帯の流速場と漂砂機構、その結果生じる前浜地形変化の特性を解明することを目的として実験ならびに数値計算により検討を行ったものである。
波打ち帯の流体場を記述するためには、遡上波先端を移動境界として考慮する必要がある。これについては、既に開発した非線形長波方程式による平面2次元波浪の数値モデルを応用した。今回の研究期間内では、より実現象に即した解析を行うために、来襲波が不規則波浪の場合へと考察を拡張した。不規則波浪下における長周期成分波と遡上波の関係や先行遡上波の戻り流れとの干渉機構を解明するため、最近、電力中央研究所で行われた大型水槽実験の多点同時計測データ等を解析・検討した。その結果、遡上波の時系列は個々波の時系列ではなく、沖からの長周期波の伝播過程に支配されることなどが見いだされた。
一方、得られた流速場を外力とする時の底質移動機構と地形変化についても実験及び数値計算により考察した。本学に現有する平面波浪水槽や2次元水槽を用いて移動床実験を行い、波打ち帯の漂砂量の特性を検討した。前浜域の地形変化は、流体運動の到達域の境界となるため、浜崖のような不連続な地形が形成されるが、こうした地形の再現を可能とする数値モデルの開発を行った。また、砂浜底面は透過性であり、地下水位との高低によって浸透・滲出が生じる。波打ち帯では段波状の遡上波で打ち上がった水塊が薄い層で流下するため、浸透性を考慮しないと沖向きに強調されたnetの底質輸送が得られてしまう。波打ち帯の漂砂に及ぼす浸透・滲出の影響についても定量的な評価を検討した。
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