(6)South Louisiana Comprehensive Coastal Protection and
Restoration
Jeffrey A. Melby, PhD

Hurricanes Katrina and Rita devastated Southern Louisiana during the Fall of 2005. The highlevel of destruction was partially due to long term sediment supply constraints and related coastal
erosion. Local constituencies demanded that the Federal, State, and local Governments takeaction in order to provide coastal protection for their communities. Immediately following
Hurricane Rita, The United States Congress formally directed the U.S. Army Corps of Engineers,in partnership with the State of Louisiana, to develop a full range of flood control, coastal
restoration, and hurricane protection measures for South Louisiana. This study, called the SouthLouisiana Comprehensive Coastal Protection and Restoration, or LACPR, included conceptual
design of a levee system that would span the Louisiana coastline from the Louisiana-Texas
border to Slidell. The levee system was in direct response to the congressional directive for a“comprehensive category 5 hurricane protection system”. The study was conducted and a
preliminary report was drafted that is presently under review.
The study included developing a suite of Category-5 hurricanes. As part of this effort, a team ofinternationally renowned hurricane experts were assembled to define the criteria for developing
the design storm suite. For preliminary design, a storm similar to Hurricane Camille in size,
minimum central pressure, maximum wind speed, and forward speed was identified as being
reasonable and representative of the “category 5” directive. The hurricane tracks were varied tofollow tracks of historical hurricanes. Hurricane winds, wind-wave development, storm surge,
and wave transformation numerical models were employed to determine surge and wave
conditions along the 5 levee alignments. The maximum surge and coupled wave conditions andwave setup were applied along the coast using some engineering judgment in order to develop
design conditions for the levee protection system.
Five levee alignments were selected from many alternatives. The differences between thealignments included planform location of the levee to provide varying strategies of protection.
The minimal alignments left some communities without protection. Two of the levee alignments
included large cutouts to provide open exposure for tidal wetlands.
A workshop was held in Vicksburg to define potential structural and foundation alternatives.
Primary problems addressed included deep soft foundation materials and high-cost shallowsloping levee cross sections. A number of very innovative structure cross section and foundation
alternatives were proposed. Most of the alternatives will require significant engineering analysis
that could not be completed for the preliminary design. Therefore, the preliminary analysis only
included conventional trapezoidal earthen levees with varying armoring alternatives and simple
foundation treatment, such as deep-soil mixing. The final design of the levee system will besummarized in this presentation.

82

南部ルイジアナの総合海岸防災と復興
米国陸軍工兵隊技術研究開発センター

Jeffrey A. Melby

2005 年の秋に，ハリケーンカトリーナとリタはスの中から選んだ．そして，ハリケーンの風，風ルイジアナ州南部に被害をもたらした．その甚大

波の発達，高潮，浅海波浪変形に関する数値計算

な被害は，一つには長時間の強制的な土砂供給とモデルを駆使して，堤防の 5 つの区間における高海岸侵食によるものであった．各地域の人々は，潮と波浪を推算した．こうして求めた各海岸にお連邦政府，州政府，地方の政府機関に対し，彼らける最大の高潮偏差，波浪諸元，ウェーブセットの地域の海岸を守る施策の実行を求めた．ハリケ

アップを，工学的な判断も踏まえながら，堤防シーンリタの直後に，アメリカ合衆国議会は米国陸ステムの設計条件に定めた．

軍隊に対して公式に，ルイジアナ州と協力し，南堤防の多くの区間から 5 つを選ぶことにした．

部ルイジアナのできる限りの氾濫防止，海岸の復これらの区間は場所によって防護の状況に違いが興，ハリケーン対策に努めるよう指示を出した．

ある．このうち最小の区間には，堤防の外側にもこの調査は南部ルイジアナ総合海岸防災・復興

いくつかの集落がある．また，2 つの区間には，干LACPR と呼ばれ，テキサス州との境界からスライ

潟から水が抜け出るための大きな切り欠き部があデル市に至るルイジアナ州沿岸をまたぐ堤防シス

る．

テムの概略設計も含んでいる．この堤防システム

ビックスバーグでは，実現可能な堤防の構造とは，議会の「カテゴリー5 のハリケーンに対する総地盤の候補を選定するために，ワークショップが合防災システム」に関する指示に応じたものであ行われた. そこで提起された最初の難問には，地盤る．この調査は終了し，暫定報告書が作成されて，が深いところまで軟弱な材質であることや，なだ

その内容の吟味が行われているところである．

らかな傾斜堤の断面では建設費が高いということ

この調査ではカテゴリー5 のハリケーンの特性があった．様々な革新的な構造断面や地盤の候補を明確にすることも行った．その一環として世界も提案されたが，そのほとんどは概略設計だけでの著名なハリケーンの専門家による委員会が組織詰めることのできない重要な工学的な検討が必要され，設計に用いるハリケーンの性質を明確にすになると思われるものだった．したがって，概略

る基準を定めたのである．そして，概略設計では，的な検討においては，一般的な台形の盛土堤を対ハリケーンカミールと同じ規模，最低気圧，最大象とするものとし，被覆材は変えるが，地盤改良

風速，進行速度のハリケーンが，カテゴリー5 に対は深層混合処理のような簡単な工法を採用する場応する合理的で現実性のあるハリケーンとされた．

合に絞った．今回の講演では，その堤防システム

ハリケーンのコースは，過去のハリケーンのコーの最終設計の概要を紹介したい．

83

ご紹介有り難うございました．そして今回のセSouth Louisiana Comprehensi ve Coastal
Protection and Restoration (LACPR)

ミナーを企画された方々，有り難うございます．

Jeffrey A. Melby, PhD

私にとって今回は 3 回目の来日でございます．日
本が大好きでございます．また来ることができて嬉しく思います．
さて，IPET の調査から視点を変え，南ルイジ
アナに目を向けたいと思います．私は，こういっ

US Ar my Corpsof Engin eers

た南ルイジアナの調査のほとんどに関わっておCoast al and Hyd raulics Laborato ry - ERDC

り，構造物の設計にも携わってまいりました．
そこで，今日の私の話は，南ルイジアナの堤防システムの再構築についてであります．現在まだこういったものはできておりません．ニューオーリンズ周辺には堤防システムが既にあります
が，私がこれからお話しするのはこれとは別に建設することを検討しているもの，現在のものを補うものでありまして，いずれはこちらが中心となるはずのものです．その時点で，今ある堤防は第二線のシステムという位置づけになることでしょう．
このスライドの左の方に書いてあるのは，カトStudies Su pporting Hu rricane
Protection for South Louisiana
•
•
•

•

External Forensic Investigations
IPET – Int eragency Performance
Evaluat ion Task Force
Forensic Investigation
TFG – Task Force Guard ian
Immediate Repair to Pre-Katrina
Condition
LACPR - Sout h L ouisiana
Comprehensive Coastal Prot ection
and Rest oration
L ong-term hurricane protection

US Ar my Corpsof Engin eers

Agencies Invo lved
US Army Corps of Engineers
New Orleans Dist rict
Vick sburg Dist rict
MS Valley Div ision
Corps Labs

State of LA
N.O. Cit y Gov’t, Levee Board
ASCE, NRC
Universit ies
Ot her Fed. Agencies
Con sultants
Min. LI&T, Jap an
Geo-Delf t, Th e Net herlands

Coast al and Hyd raulics Laborato ry - ERDC

リーナに関係してどういう調査が行われてきたかということです．外部の科学的な調査，IPET，
これらは科学的な調査であります．それから，
TFG，タスクフォースガーディアンというものもあります．これはニューオーリンズ地方局が実施
しているものでありまして，カトリーナが来襲する前の状態へ修復させるためのものであります．

最後に，LACPR と呼ばれるもので，この名前は変わってしまったのですが，このスライドでは古いままにしておりまして，現在は南ルイジアナ総合海岸防災復興調査というものであります．
右側には関係する機関を示しております．様々な学問分野から色々な組織が参加しております．
日本からもいらしておられます．また，オランダも関係しております．以上のように，多岐に渡るプロジェクトに幅広い分野の方々が参加していらっしゃいます．
LACPR の調査は，沿岸水理研究所が中心とな

P ublic Law 1 09 -103
Energy an d W at er Developmen t Ap propriat ion s A c t, 200 6

DEPA R TM ENT OF THE A RM Y
Cor ps of Eng ine e rs- -Ci vi l
Th e fol lo w ing ap propriat ions s hall be exp ended under t h e direct ion of th e Sec retary of t he A rmy an d th e s upervis ion o f t he
C hief of E ngineers f or aut horiz ed c ivil f unc ti ons of t he Dep art m ent of th e Arm y pertai ning to rivers an d harb ors, flo od c ont ro l,s hore pro tec ti on and st orm d amage reduc tio n, aq uat ic ec os yst em res t orati on, an d relat ed pu rpos es.

っております．工兵隊は自ら設計をしなくてはい
けない立場にあり，ニューオーリンズ周辺の施設
は，ニューオーリンズ地方局が元々の設計をしてI NV ESTI GA TIO NS… . That us ing $ 8,0 00,0 00 o f t he f und s p ro vided he rei n, t he Sec ret ary of t he A rmy, ac tin g t hroug h t he C hief of Engin eers , isdirec t ed t o c onduc t a c omprehen sive h urric ane pro tec ti on s tu dy at f ull Federal exp ense to develop and pres ent a fu ll range off lood, coas t al and h urric ane prot ec tio n meas ures exc lus ive of normal p olic y cons iderat ions f or s out h L ou isian a and t he
Sec reta ry sh all s ubmit a f easi bilit y report fo r sh ort-t erm p ro t ect ion w ith in 6 m ont hs of enac tm ent of thi s A c t, int eri mprot ec tio n w it hin 1 2 mo nt hs of enact men t of thi s A c t an d lon g-term com prehen sive p ro tec t ion w it hin 24 m ont hs of enac tm entof t his Ac t : P ro vided f urt her, Th at t he Secret ary s hall con sid er providin g prot ect ion fo r a st orm su rg e equivalen t t o a C ateg ory
5 h urric ane w it hin t h e projec t area and may s ubmi t rep ort s o n c ompo nent areas of t he large r prot ect ion p rogram foraut ho rizat ion as s oon as pract ic able: P rovided furt her, T hat t he analys is s hall be c ondu ct ed in clo se c oordinat ion w it h t he
St at e of L ouis iana and its app ropriat e agen cies .

おります．例えば，設計，製図，その他様々なことに携わっておりました．この調査の実施には法律が必要であり，議会はカトリーナの直後に法律

US Ar my Corpsof Engin eers

Coast al and Hyd raulics Laborato ry - ERDCを制定し，私どももこれを了承しております．

84ここでは詳細は申し上げませんが，議会が私どもに求めていることは，カテゴリー5 のハリケーンに相当する高潮にも対応できる防災システム… ..long-te rm com prehe nsiv e p rot ecti on w it hin 24 mont hs ofe nact me nt of t his A ct : Provid ed f urthe r, Th at t he S ecre tary shallconside r provi ding prote cti on for a st orm surge equ ivale nt to a
C at egory 5 hurri cane w it hin t he project area and may sub mit
re ports on com pone nt areas of t he larger prot ect ion programfor aut horization as soon as pract icable … … .

を確立することです．ここで，カテゴリー5 とは一体どういうものなのかということですが，私どもにとっては，まずそれが明確になっておらず，
少なくともこの点から検討を始めるように言わ

US Ar my Corpsof Engin eers

Coast al and Hyd raulics Laborato ry - ERDC

れたわけです．
これが最初に作成した地図です．ブルーで示したものが既存の堤防で，ピンクの線で示す堤防は

L OUISIANAMISSISSIPPI

まだできておりません．ピンクの線の堤防ができると，これが第一線の堤防となり，ブルーで示し

TEXAS

た既存の堤防は第二線の堤防になります．
この図の南の方にメキシコ湾，東にミシシッピがあります．ライトグレーの部分は南ルイジアナ
GUL F OF MEXICOUS Ar my Corpsof Engin eers

Coast al and Hyd raulics Laborato ry - ERDC

で，堤防によって防護する対象地域です．左にテキサスがあります．ピンクの線で示す堤防がテキサスからミシシッピの州境に至る沿岸を全部カ
バーしております．その両側をどう守るかという課題は残されておりますが，まだそこまでは検討を行っておりません．
最初の問題は，設計ハリケーンをどう定義する

Design Storm Selection
for Preliminary Designのかということです．私どもでは通常，ハリケー

Saf f ir -Simps on Sca le

ンを定常的に解析し，その構造を明らかにしておCategory 1
Category 2
Category 3
Category 4

123 – 158 kph winds
159 – 183 kph winds
184 – 217 kph winds
218 – 258 kph winds

ります．議会からはカテゴリー5 のハリケーンに

Category 5

258+ kp h winds

対し堤防を設計するように求められたわけであHurricane Katrina at Landfall
Wind Speed

212 kphCentral Pressure

92.0 kPa

Category
US Ar my Corpsof Engin eers

3

Coast al and Hyd raulics Laborato ry - ERDC

ります．ところが，サファ・シンプソン・スケー
ルは単に風力だけを規定したもので，中心気圧や進行速度について何も規定してはいません．ほとんどのハリケーンは，上陸の前に減衰するのですが，そういった時間変化の概念もありません．
ハリケーンカトリーナは，これまでで最も破壊的なハリケーンだったわけですけれども，風速
でみる限りはカテゴリー3 と 4 の間で，中心気圧はそれほど最悪のケースではありません．とりあえずカテゴリー3 と呼ばれてはおりますが，厳密にはカテゴリー3 と 4 の間であって，カテゴリ
ー5 のハリケーンではありません．

85

そこで，1969 年のカミールとカトリーナを比較

Camille vs Katrina

してみます．カミールはカテゴリー5 に達したハ
リケーンで，この地域だけに大きな影響を及ぼしております．当時の記録によると，風速は非常にCat 5 Camille (1969) Cat 3 Katrina (2005)
Max. Wind Speed> 317 kph

Min Central Pressure~90.9 kPa

92.0 kPa

Radius Max Winds~20 km40 - 50 km

Extent of Winds~183 km

333 kmUS Ar my Corpsof Engin eers

212 kphCoastal and Hydraulics Laboratory - ERDC

速かったようです．カミールは，カトリーナと同じような進路をとりましたが，その規模は非常に小さく，例えば最大風速半径も非常に小さかった
わけであります．
カミールは大きな高潮を発生させましたが，有Camille vs Katrina

義波高は 13 m しかありませんでした．カトリー
ナの場合には 17 m の有義波高が発生したので，
これら 2 つのハリケーンには大きな差があります．
ところが，このようなハリケーンの発生確率はよCamille (1969)

Katrina (2005)

Maximum High Water Mark

7.3 – 7.6 m along
Mississippi Coast

8.5 – 9.1 m along
Mississippi Coast

Max Observed Significant
Wave Height

13.4 m16.8 mUS Ar my Corpsof Engin eers

く分かっておりません．

Coast al and Hyd raulics Laborato ry - ERDC

Top 10 Storms by Minimum Central Pressure to strike TX, LA, MS, AL or
NW FL – Minimum Central Pressure 94.8 kPa or Less

それでは歴史的な熱帯性低気圧，特にハリケーンについて見てまいりましょう．過去にどういうハリケーンがあったのかということです．ここにプロットしているのは，最低中心気圧によって 10位までの強いハリケーンです．
大体のハリケーンは海上で発生した後，ユカタン半島のフロリダとキューバの間を通過します．

US Ar my Corpsof Engin eers

Coast al and Hyd raulics Laborato ry - ERDC

その他に共通している特徴としては，エッジ先生

がおっしゃったメキシコ湾の循環流，すなわち，カリブ海から流れ込み，ルイジアナの沿岸の大体この辺りに到達する暖流の影響を受けていることです．このように共通点があるのです．
低気圧の定義もはっきりしません．対象外として解析されていない低気圧もあります．

86Intense hurricanes decay before
making landfall
Katr ina was c at 3

95.0
CPI (k Pa)

94.0

げております．カミールはカテゴリー5 のハリケーンで，中心気圧は非常に低かったのですが，勢Most intense hurricanes
96.0

この図では，中心気圧でトップ 10 のものを挙力が強いからといって，最も破壊力が大きかった

c at 3c at 493.0
92.0というわけではありません．カトリーナも中心気

cat 5

91.0
90.0
89.0

圧ではカテゴリー5 に相当します．ただし，風力

88.0

C

am

ille

0
2
5
7
9
4
5
3
69 0 0 5 99 2 9 15 8 5 6 9 0
9 3 19 9 19 5 19 7 2 00 1 8 9 1 96
1
2
1
1
1
l
n
s1
y
n
y
c
na rew LA
LA s to
L A etsx a Op a dre
e ri
Iva
tri
d
e
u
B
Te
ed
lv
Ka A n
A
r
F
Ga

19

US Ar my Corpsof Engin eersでいうとカテゴリー5 ではありません．他のハリCoast al and Hyd raulics Laborato ry - ERDC

ケーンもたくさん示してありますが，カミールやカトリーナに比べれば，何れも弱いハリケーンとなっております．
ほとんどのハリケーンは上陸してからも強力であります．メキシコ湾から上陸して，ほとんどがカテゴリー5 でありました．しかし，カトリーナは上陸する前に衰退しております．大気と海洋との間には複雑な相互作用があるわけで，メキシコ湾ではそれが顕著なようです．以上のような事情があって，設計ハリケーンの設定はなかなか簡単にはできません．
議会から 6 カ月間の猶予が与えられ，堤防システムの設計をしなければなりませんでした．しかも，波浪や高潮の追算をした結果を用いて行うわけであります．これは可能最強ハリケーンと呼ばれるもので，中心気圧は非常に低く，ハリケーンカミールに相当するものであります．この設計ハリケーンは，最大風速半径も非常に小さく，風力も大きく，そんなに大きな問題にはなりません．
ここに 10 個の代表的なハリケーンのコースをPreliminary Investi gation
Single Storm – Probable Maximum Hurricane
89.0 kPa cent ral pressure
Radius to maximum winds 18 km (Camille)
Averag e forward speed of 17 kp h and used historical speeds
Ten unique t racks corresponding t o historical and shifted historical
Track

US Ar my Corpsof Engin eers

まとめたものがあります．カトリーナもこの中に含まれています．これらのハリケーンによって，
De scription

T1

Hurri cane Katri na

T2

Hurri cane Andre w shifted 1.0 deg e ast

T31947 storm shi fted 0.25 deg south

T4

Hurri cane Rita

T5

Hurri cane Carmen

T61915 storm

T71893 storm shi fted 0.5 de g west

T8

Hurri cane Rita shi fted 1.0 deg east

T9

Hurri cane Cami lle shifted 0.5 deg west

T10

1893 storm shi fted 2.5 de g west

Coast al and Hyd raulics Laborato ry - ERDC

この地域に来襲した代表的なコースは網羅されていると思っています．ここではサファ・シンプ
ソン・スケールで選んだハリケーンを対象にしておりますが，これがワーストケースになるかどう
か分かりません．
ハリケーンの風場は境界層モデルを使って計Hurricane Winds
•
•
•
•
•
•
•

Planetary Boundary Layer Model (Th ompson and Cardone 1996)
B asin scale grid =0.1 deg (~10 km). Fine scale grid = 0.025 deg (~2km)
Filling Model by Vickery
Holland’s B-paramet er describes pressure peakedness
Modeled wind fields calibrated with Hurricanes Ivan and Katrina
30-minut e average wind speed was 225 kph
1 min ut e average wind speed was 277 kph

算しております．0.1 度間隔の格子で構成された計算領域の中に，0.25 度間隔の格子による領域も設けてあります．ファイリングモデルは新しくできたビッコリーによるもので，気圧のピークについて検討いたしました．このモデルを用いて，アイヴァンとカトリーナの風場が正しく得られて

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Coast al and Hyd raulics Laborato ry - ERDC

いるか調べました．30 分平均風速は 225 km/h，1分間平均風速は 277 km/h と，非常に強力なハリケーンです．

87それから，高潮についてですが，IPET の調査と同じモデルを使って，モデルの精度を確認いたしました．また，計算格子も，エッジ先生が紹介されたように，非常に細かなものであります．計算
領域は大西洋，太平洋の一部，カリブ海，メキシ
コ湾と非常に広範囲を網羅しております．また，
南ルイジアナの周辺については，計算格子を非常に細かくしております．流れの計算に用いる海面抵抗係数については，まだ検討の余地があるでしょう．堤防の高さは越流を防止できる高さにしております．そして，この数値計算モデルを 5 つの堤防計画に対して実行させました．
ここでお見せしているのは，ルイジアナ南部にPeak Surge for All Hurricanes
Levee Alignment 1

おける最大高潮偏差の分布です．ニューオーリン
ズはこちら，ポンチャートレイン湖はこちらです．
赤の部分は高潮偏差が非常に大きなところ，緑色の部分はハリケーンの進路にあたっていないた
めに高潮偏差がそれほど大きくならなかったところであります．赤の部分は，ハリケーンが真上

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Coast al and Hyd raulics Laborato ry - ERDCを通ったわけではないのですが，近くを通ったた

めに高潮が顕著になったところであります．さらに，堤防がこちらにありますので，堤防を挟んで反対側では赤と違う色になっているわけです．
ハリケーンによる沖合波浪の計算には WAM モ

Waves• WAM Utilized for Predicting Offshore
Waves• STWAVE Utilized for Predicting
Nearshore Waves – Steady-state
frequency domain full-plane model

デルを使いました．そして，沿岸部については
STWAVE モデルを使いました．沖合と沿岸部の間では，WAM モデルから STWAVE モデルに波浪の計算値が引き継がれるわけであります．

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Coast al and Hyd raulics Laborato ry - ERDC

88

この図がその結果であります．堤防の工区ごと

Summary of Waves and Water Level s for Alignment 1
Sav e point s are roughly ev enly spaced from east t o west ext ents
Sav e Points

Surge
(m)

Wav e Height(m)

Wav e Per iod(s )1 – 10

10.1

3.7

11

11 – 26

11.0

4.0

14

27 – 33

10.1

3.7

14

34 – 44

9.1

3.4

14

45 – 51

10.1

3.7

14

52 - 53

11.0

4.0

14

54 – 104

12.2

4.6

14

105 - 126

11.0

4.0

14

127 – 134

10.1

3.7

14

9.1

3.4

14

4.0 – 6.1

2.7 – 3.78135 - 142
200 – 214 (Lak e Pontchar train)に，様々なハリケーンによる高潮偏差の中で最大の値を地図上に整理していき，堤防のどの工区で最も高潮が厳しくなるのかということについて推測したわけであります．この推測では，様々な進路や上陸箇所を持つハリケーンが仮定されました．

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この値が波高の最大値です．これら波高も高潮

Coast al and Hyd raulics Laborato ry - ERDC

もメートル単位で記されております．この黒い数字は小さ過ぎて残念ながら読みにくいのですが，ポンチャートレイン湖の西から東に向かっての数値が 200〜214 という意味で，相当細かく値を整理しております．135〜142 はミシシッピの近くです．1〜10 の区間では高潮が 10 m 程度，高波が3.7 m です．

89

Model Alignment 1
Follows GIWW and Encloses all Communities

これから 5 枚のスライドで 5 つの堤防計画をご紹介したいと思います．
これは堤防で囲んでしまう方法で，ポンプ場を何カ所か造り，洪水した場合に陸側から水を汲み上げて外に排水するものです．堤内地にあらゆる村々，町々を含める必要があるため，堤防の法線はこのようなギザギザな線になってしまうわけです．単純に直線を描くわけにはいUS Army Corpsof Engin eers

Coastal and Hydr aul ics Lab or atory - ERDC

Model Alignment 2
Same as 1 Except Passes Open

きません．その結果，第一線と第二線の堤防の法線はこのようになるわけです．これらはポンチャートレイン湖，
ボーン湖で，その湖水はこの堤防の間を流れることにな
ります．
1 の場合にはバラタリアの湿原に高潮が流れ込みます．
これが 4 の場合になると，バラタリア地域はそれほど洪水にさらされないことになるわけであります．そして，5

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Coastal and Hydr aul ics Lab or atory - ERDC

では，堤防より海側にある村々が堤外地になります．

Model Alignment 3
Same as 1 Except Barataria Wetland is OpenUS Army Corpsof Engin eers

Coastal and Hydr aul ics Lab or atory - ERDC

Model Alignment 4
Same as 3 Except Shorter Barataria Region

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Coastal and Hydr aul ics Lab or atory - ERDC

Model Alignment 5
Follows GIWW and Leaves Communities Out

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Coastal and Hydr aul ics Lab or atory - ERDC

90

さらに，沿岸部の再生を含んだ計画もあります．

Coastal Restoration Features

何故このような堤防を建設するかというと，これらの地域は何年にもわたって相当激しい侵食に
Salinity Con tr ol

苦しんでいた経緯があるのです．このことは，他

Sal in ity Contr ol
M ar sh C reat ionの先生方も説明した通りです．したがって，沿岸部の再生も考慮した計画を立てるということが重要となるわけであります．具体的には，このよ

Shoreline Pr ot ect ion
Oy st er Reefs

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Coast al and Hyd raulics Laborato
ry Islands- ERDCBar rier

うなバリアアイランドというものを復元するということであります．これによって，防御レベルが高められるということであります．
あと何枚かスライドがございます．これは堤防

In itial Cross Sectionの断面図です．今でも堤防の断面については，色々と設計をしているわけであります．真ん中が空洞のもの，コンクリートあるいはゴム製のものなど，色々な発想に基づいて設計されているわけであります．ただ，今回ここで示すものは，伝統的な形式の堤防です．この地盤は，含水率の高い
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Coast al and Hyd raulics Laborato ry - ERDC

大変軟弱な粘土やシルトで構成されているわけです．堤防の材料としては極めて弱いものでしかありません．このような構造の堤防を造るということになると，断面を相当巨大にしない限り安定性を保つことはできません．
Mod ified Cross Section with
Soil-Cement Foundation

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また，次の断面は，セメントを使って基礎を造るというものであります．

Coast al and Hyd raulics Laborato ry - ERDC

3 番目は，堤防全体にセメントを用いて階段型

Alternative Cross Sectionにするものであります．通常の堤防と比べて急傾斜な堤防です．これ以外の形式の堤防も提案されているところであります．

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Coast al and Hyd raulics Laborato ry - ERDC91

このような構造物の断面設計が，通常の海岸土
•
•
•
•
•
•
•

Structure Cross Section Design

木工学基準に基づいて行われたわけであります．

Wave runup (Hughes, Coastal Eng. 2004)
Wave overtopping (TAW manual based on van der Meer and Janssen,
1995)
Stone armor size (Melby and Hughes, Coastal Structures 2003)
Median Armor Mass for stone armor M50 = 2 – 6 t
Inv estigated armoring alternatives
Stone armor layer thickness
Non-overtopping crest elevation
Crest elevation corresponding to varying levels of wave overtopping

2004 年にヒューズが「海岸工学」に書いた波の打ち上げ式を始め，幾つかの方法を用いており，私とヒューズの被覆石の必要重量に関する式も使っています．そして，海側の被覆石の重量は 2〜6t で良いことが分かりました．これについてご関

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Coast al and Hyd raulics Laborato ry - ERDC

心のある方は，私のホームページ，あるいは私の所属する研究所のホームページにさらに詳しいことが記されておりますのでご覧下さい．もちろん被覆が厚いほど建設コストがかかるということであります．
さらに，堤防の高さをどのくらいにすると，どれぐらいの越流や越波が生じるのかということを検討し，それに対応するような高さに設計しなければならないわけであります．それから，越波がない場合にも高さをどうするかということであります．
こちらは最終的に求まった天端高を示したもFinal Design is Expensive!

のです．横軸のゼロはミシシッピ州境のすぐそば

20.0

16 .0

16.0

14 .0
12 .0

14.0

18.0

Crest El evati on (m )Cres t El ev ati on (m)で，東から西に向かうようにとっています．42
20 .0
18 .0

10 .0
8 .0

がテキサスの州境のすぐそば，ポンチャートレイ

12.0
10.0

ン湖は 200〜214 であります．

8.0

6 .0
4 .0

Non-overt opped
Moderate OT

4.0

Non-overtopped
Moderat e OT

2 .0
0 .0

Massive OT

2.0

Mas si ve OT

6.0

青の線は越流がないだろうと考えられる天端

0.0

0

50

100

1 50

2 00

0

50

100

150

200

Stat ion

Stati onAl ig nment 1, 1:4 stru ctur e sl op e
US Ar my Corpsof Engin eers

高で，18 m ぐらいの高さになるかと思います．

Al ig nment 1, 1:8 str uctur e sl ope

Coastal and Hydraulics Laboratory - ERDC

そして，越流はしないが越波はあるかも知れないという天端高は 10〜13 m という値になります．
堤防計画 1 の越流がない場合ですと，少し天端Final Design is Expensive!

高は下がります．堤防計画 3 では，バラタリアに

20. 0

16.0

16. 0

14.0
12.0

14. 0

18. 0

Crest E lev ation (m )Cres t El ev ati on (m)対して開放されていることになりますが，堤防の
20.0
18.0

10.0
8.0
6.0
4.0

Non-overt opped

2.0
0.0

Massive OT

Moderat e OT

0

50

100

150

200

Statio n

Al ig nment 1, 1:4 str uctur e slo pe
US Ar my Corpsof Engin eers

高さということになりますと，それほど大きな差

12. 0

はありません．

10. 0
8. 0
6. 0
4. 0

Non-overtopped
Moderat e OT

2. 0

Mas si ve OT

0. 0
0

50

100

150

200

Stat ionAli gn ment 3, 1: 4 stru ctu re sl op e

Coast al and Hyd raulics Laborato ry - ERDC

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結論としては，とりあえず設計案は完成いたし
Conclusions• Preliminary design of southern LA Levee system completed• Design storm selection required Cat 5 storm based on
Hurricane Camille on historical tracks• Levee design followed traditional coastal engineering
methods• Extreme storm simulation requires further study before risk
analysis can be done
• Designs with 10-18 m crest heights are too expensive

ました．ただ，今回は相当急いだ検討しかできな
かったわけであります．議会に対しては，堤防の建設日が 1 マイル（1.6 km）につき 5,000 万ドルはかかると報告しました．これは到底予算のつくような金額ではありません．したがって，どういう地域を保護しなければいけないのか，あるいはUS Ar my Corpsof Engin eers

Coast al and Hyd raulics Laborato ry - ERDC

どういう地域は保護しなくてもいいのかということについて，議会で決めてもらう必要があるのです．報告書を 6 月 1 日に提出したばかりでありますので，それに対する回答はまだいただいておりません．
さらに，カミールというハリケーンに対して堤防を建設していくということであれば，リスク分析もしなければいけないわけであります．まだこれは研究をし始めたばかりの段階での結果ではありますけれども，10 m とか 18 m の天端高であれば高過ぎるということになると思います．
極限に強いハリケーンや台風のシミュレーションについてはさらに研究を進める必要があり，リスク分析ができるところまでは進んでいないのが実情だと思います．
我々が行いました調査研究に基づきますと，例えば 10〜18 m の天端高というような設計値に到達するわけでありますけれども，これでは予算はつかない，あまりにもコストが高過ぎるということになってしまうわけであります．
私の発表は以上でございます．何かご質問がございましたら喜んでお答えさせていただきます．

US Ar my Corpsof Engin eers

Coast al and Hyd raulics Laborato ry - ERDC

［質疑応答］（質問） 間瀬（京都大学防災研究所）と申します．2 つの質問がございます．まず，沖合の波の予測に WAM を使ったそうですが，WAM を使って 17m というカトリーナの高波を予測できたのでしょうか．それとも，メキシコ湾にはブイが数多く設置されておりますので，高波の予測にはそのデータを使ったのでしょうか．
（回答） 今まで来襲したハリケーンに対して計算した数値を用いています．それから，IPET
だけでなく FEMA でも 100 年間に来襲したあらゆる大型ハリケーンのデータを収集して解析を行いました．このような研究は，大体同じような顔ぶれの研究者が担当しました．その結果，グループの間の連携が相当進んだところもあります．アイヴァンとカトリーナに対する IPET の調査もこのような方法で進められました．
93

（質問） もう一つの質問です．堤防の断面の設計についてですが，ファンデルメアやヤンセンによる TAW の越波量公式を使うときには，波形のパラメタが必要になってくると思います．堤防のマウンドのところでは，どのように与えれば良いのでしょうか．
（回答） 堤防の周辺では 50m 格子を使って波の計算を行い，堤防のマウンドの端に一番近い
格子点の値を用いて越波量の計算をしました．堤防のすぐそばと言うよりは，近くと言った方が良いところです．ただし，この付近の地形は堤防のあるところまでほとん
ど平坦です．沖合 250m あるいは 100〜120m の波と堤防に入射する波はほとんど同じだと考えております．それから，STWAVE にはローラーモデルも含まれており，波の減衰も STWAVE で考慮されます．
（質問） 中村（国土技術政策総合研究所）と申します．2 つの質問があります．将来の防災計画にあたって，リスクの信頼性解析，ハリケーンの出現確率の解析などをされたのでしょうか．
（回答） 工兵隊では全ての実施計画に対してリスク分析をしなければならないことになっていますが，正直なところ，これまではそれを行う時間が十分にありませんでした．まだ調査研究の段階でありまして，ドン・レシオのグループが確率などを計算した結果を我々の方に提供していただいています．このように，並行して研究を進めているところです．どのくらいのリスクがあり，どれぐらいの信頼性があるのかについては，色々な施設の老朽化ということも含めて，研究を進めているところであります．
（質問） 第二の質問ですが，沿岸部の都市，特にメキシコ湾沿岸の都市には，ハリケーンに対する防災システムがあまりないと思います．カトリーナの災害を契機に，この辺りの対策は変わってきたのでしょうか．
（回答） 大変素晴らしい点を指摘されたと思います．この点については何時間でも議論できそうです．アメリカはとても奇妙な国なのかも知れません．連邦政府は沿岸防災について責任や管轄を持たず，州政府や各都市が持っています．工兵隊にも沿岸防災の任務は与えられていません．ところが今回に関しては，ニューオーリンズから特別な命を受けて防災に携わっているのです．繰り返しますが，アメリカでは州あるいは都市が，運河や海岸線の防災を行うことになっているのです．これで今のご質問に対する答えになったでしょうか．このような背景があるため，沿岸部の防災システムに対して連邦政府は予算を持っておらず，都市や村々などが自衛しなければいけないのです．
でも，小さな村にそんな予算はないでしょう．
このような状況にありますので，アメリカ議会の議員，代議士の中には，このような堤防の建設に予算をつけたい者もいるわけです．一方，大統領としては，このような個別の地域のための建設プロジェクトを予算から排除しようと，いつも必死になる
わけです．そこでいつも綱引きになります．ただ，カトリーナというハリケーンが来襲して，沿岸部も内陸部もおびただしい箇所で堤防が決壊したことで，堤防について
もう一回見直しをしなければいけないという機運は高まったと思います．
最初に申し上げませんでしたが，工兵隊の研究所ではプロジェクトサイエンスはやっておらず，地方部局が担当しています．
（質問） 廣田と申します．一つ質問がございます．波浪予測では波の伝播速度を考慮してい94

るのでしょうか．また，ハリケーンが移動している場合には，その移動速度も考慮しているのでしょうか．
（回答） 考慮しています．この波浪推算モデルを実行させるときには，確か 3 時間間隔の値を与えていたと思います．このモデルについては，エッジさんの方が詳しいかも知れません．
（質問） 風速の変化や風向，ハリケーンがどれくらいの速度で移動するのかは，重要なことだと思います．もう一つの質問ですが，ハリケーンが停滞している場合に，水位が上がることになりますが，その影響は考慮していますね．
（回答） この点については私どももリスク解析において非常に重要なことであり，様々な感度分析を行う必要があると思っています．リスク解析ではあらゆる台風の進行速度を網羅しなければいけないと思っております．波浪推算をどのようにやったのかについては，エッジ先生からお話ししていただきたいと思いますので，マイクを振りたいと思います．
水位は一定ですよね．ハリケーンは経路に沿って動かしています．つまり，時々刻々と波浪が変化する状況を計算しています．

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