ＩＳＳＮ１３４６－７８４０

港湾空港技術研究所
資料
TECHNICAL NOTEOFTHE PORT AND AIRPORT RESEARCH INSTITUTE

No.1316

March 2016

波崎海岸における汀線の長期的前進傾向

伴野
栗山
武若

国立研究開発法人雅之
善昭
聡

港湾空港技術研究所

National Research and Development Agency,

Port and Airport Research Institute, Japan

目
要

次

旨 ……………………………………………………………………………………………………………… 3

1. はじめに ………………………………………………………………………………………………………… 4
2. 波崎海岸の概要 ………………………………………………………………………………………………… 4
2.1

海象 ………………………………………………………………………………………………………… 52.2構造物の建設履歴 ………………………………………………………………………………………… 6

2.3

漂砂系内への土砂流入 …………………………………………………………………………………… 6

3. 汀線位置の決定方法 …………………………………………………………………………………………… 8
3.1

航空写真 …………………………………………………………………………………………………… 8

3.2

基準座標系 ………………………………………………………………………………………………… 8

3.3

汀線位置の読み取りと補正 ……………………………………………………………………………… 93.4

前浜勾配 …………………………………………………………………………………………………… 9

4. 汀線変動の実態把握 ………………………………………………………………………………………… 10
4.1

汀線位置 ………………………………………………………………………………………………… 10

4.2

汀線変動 ………………………………………………………………………………………………… 10

5. 汀線の変動特性と変動過程 ………………………………………………………………………………… 14
5.1

主要な汀線変動の抽出 ………………………………………………………………………………… 145.2

土砂量バランスと変動要因 …………………………………………………………………………… 16

5.3

汀線の変動過程に関する考察 ………………………………………………………………………… 20

6. おわりに ……………………………………………………………………………………………………… 20
謝辞 ………………………………………………………………………………………………………………… 21
参考文献 …………………………………………………………………………………………………………… 21
付録 ………………………………………………………………………………………………………………… 23-1-

Multidecadal Shoreline Change on the Hasaki Coast

				
				

Masayuki BANNO*
Yoshiaki KURIYAMA**
Satoshi TAKEWAKA***

SynopsisLong-term beach morphological change under anthropogenic impacts would include many important
processes for the study of coastal engineering. Beach morphological change on the Hasaki coast of Japanwas influenced by anthropogenic events. From 1965 to 1977, approximately 50 million cubic meters of
sediment were dumped into the nearshore zone on the north side of the coast for disposal of the sediment
generated during the construction of the Kashima Port, which is an artificially-excavated port. A beachreclamation was conducted at the north edge of the coast in 1975, and a breakwater was started to extend
at the south edge from 1989. Artificial headlands were also constructed on the southern part of the coast.
Here, we investigated the morphological changes from 1961 to 2013 on the Hasaki coast by comparing
the shoreline positions extracted from fifteen aerial photographs, which were taken every 3 to 5 years.
We found significant trend of shoreline advancement with the spatial variation due to longshore
sediment transport in the past shoreline evolution on the Hasaki coast. The first shoreline advance aroundthe northern part of the coast from 1969 to 1984 was considered to be caused by an increase in the total
sediment volume on the coast due to the dump of the excavated sediments. The second shoreline advanceafter 1993, which was caused over the whole of the coast from 1993 to 1996 and around the southern partof the coast after 1996, was considered to be caused by landward cross-shore sediment transport. Since thetime when the artificial headlands were constructed was almost the same period of remarkable advancearound the southern part of the coast from 2002, they possibly contributed to trapping of the cross-shore
and longshore sediment transport, but the reason why the sediments were transported landward is still
unknown.
Key Words: shoreline change, aerial photograph, EOF analysis, cross-shore sediment transport, artificial
headland, coastal structure
*
**
***

Senior Researcher, Coastal and Estuarine Sediment Dynamics Group, Coastal and Estuarine Environmenta Field
Distinguished Researcher
Professor, Graduate School of System and Information Engineering, University of Tsukuba
3-1-1 Nagase, Yokosuka, 239-0826 Japan
Phone: +81-46-844-5045 Fax: +81-46-844-1274 e-mail:banno-m@pari.go.jp-2-波崎海岸における汀線の長期的前進傾向
伴野

雅之*・栗山善昭**・武若

要

聡***

旨

茨城県波崎海岸の海浜地形は，過去に様々な人為的影響を受け，変化した．過去の波崎海岸における最も特徴的な人為的イベントは，1965 年から 1977 年にかけて行われた土砂の海洋投入であり，鹿島港
建設時に発生した約 5000 万 m3 もの土砂が波崎海岸北側に海洋投入された．また，波崎海岸の北側では鹿島港の整備が 1960 年代より始められ，海岸の南側では波崎漁港の整備が 1970 年代より始められた．
それに伴って，海岸南北には防波堤や護岸などの人工構造物が建設された．さらに，1980 年代後半から2000 年にかけて，海岸の南部にヘッドランドが建設された．このような人為的影響下における海浜地形の長期的な変化の実態を把握することは海岸工学上，非常に有用な資料となりうる．そこで本研究では，
航空写真を用い，1961 年から 2013 年までの波崎海岸全体の汀線変動の実態を把握し，その変動特性を
EOF 解析によって整理し，その変動を引き起こした要因と変動過程について考察した．
その結果，波崎海岸では過去に長期的な汀線の前進傾向が生じていたことが明らかとなり，同時に北向きの沿岸漂砂による汀線の変動が生じていたことが示された．第一の前進傾向は，土砂の海洋投入直後の 1969 年から 1984 年に生じた海岸北部を中心とした汀線の前進であり，これは土砂の海洋投入により漂砂系内の土砂量が増加したことによるものと考えられた．第二の前進傾向は，上述の汀線の前進が一度収束してから約 10 年が経過した 1993 年以降の汀線の前進であり，1993 年から 1996 年には海岸全域で生じ，1996 年以降は海岸南部を中心として生じた．この前進は主に沖から岸に土砂が移動したことによるものと考えられた．特に 2002 年以降の汀線の前進はヘッドランドおよび波崎漁港西防波堤周辺で顕著であり，これは岸近くで卓越する北向きの沿岸漂砂がヘッドランドによって捕捉されたためであると考えられた．このことから，長期的な海浜地形変化において岸沖漂砂が大きく寄与する場合があることが示され，長期的な地形変化を予測する上で岸沖漂砂の影響を十分に考慮することが必要であると考えられた．
キーワード：汀線変化，航空写真，EOF 解析，岸沖漂砂，ヘッドランド，海岸・港湾構造物

*
**
***

沿岸環境研究領域沿岸土砂管理研究チーム主任研究官
研究主監
筑波大学大学院システム情報工学研究科教授〒239-0826 神奈川県横須賀市長瀬 3-1-1 港湾空港技術研究所
電話：046-844-5045 Fax：046-844-1274 e-mail:banno-m@pari.go.jp

-3-

1.

汀線変動の実態を俯瞰的に把握した．さらに，航空写真

はじめにから読み取った汀線位置に対して，経験的固有関数法
海浜地形は波浪などの自然外力の変化によって時々（Empirical Orthogonal Function Analysis，以下，EOF解析）

刻々変化するとともに，構造物などの建設による人為的を用い，主要な汀線変動を抽出することで，その変動特な物理環境操作によっても大きく変化することがある．

性を整理し，その変動を引き起こした要因と変動過程に茨城県波崎海岸においては，1960年代から1970年代にかついて考察した．とりわけ，本研究では，波崎海岸の汀

けて鹿島港建設時に発生した大量の土砂が海洋投入され線が長期的な前進傾向を有していたことを報告し，そのた．その後，波崎海岸の北に位置する鹿島港と南に位置要因についても考察した．

する波崎漁港の整備に伴い，海岸の北側および南側におなお，波崎海岸における最も古い入手可能な航空写真

いて，防波堤や護岸といった構造物が建設された．また，は1947年に米軍によって撮影されたものであるが，1947

海岸南部においては，海岸侵食対策としてヘッドランド

年の航空写真の撮影時刻は不明であり，撮影時の潮位をが建設された．このような様々な人為的影響下における推定できず，後述の汀線位置の補正を行えないことから，

海浜地形の長期的な変化の実態を把握することは，海岸

本研究では撮影時刻が明らかな1961年以降の航空写真のみを解析対象とした．なお，1947年から1961年までの14

工学上，有用な資料となりうると期待される．
航空写真から読み取った汀線位置の比較は，長期的か年間の汀線の前進・後退量は最も大きい場所でも20 m程

つ広域的な地形変化を評価するために，比較的よく用い度であり，本研究により得られたそれ以降の汀線変動とられる手法の一つである（例えば，田中ら，1973；斉藤ら，

比較しても小さかった（佐藤ら，2000）．

1985；滝沢ら，1987；宇多ら，1993；宇多ら，1994；長島ら，2005；安本ら，2006）．航空写真は瞬間的な海岸の状態が2.

波崎海岸の概要記録されたものであるので，一時的な侵食などによって，
必ずしもその時期の地形を代表しているとは限らないが，本章では，波崎海岸の概要を述べるが，特に表記がな

日本各地で撮影された航空写真としては，古くは戦後にい場合には現在における波崎海岸の状況を述べたもので米軍が撮影したものもあることから，過去の海岸の状態ある．波崎海岸は太平洋に面し，鹿島灘南部に位置するを知ることのできる有用な資料の一つである．なお，過全長約16 kmの砂浜海岸である（図-1）．前浜部の底質の去数十年間の航空写真については主に国土地理院などの中央粒径は約0.18 mmであり，後浜には比較的大きい砂丘

行政機関によって3年から5年間隔で撮影されており，最（頂部高：T.P. + 6 m ～ 10 m程度）が存在している（例えば，

近では衛星写真などによってさらに高頻度な空中写真を

柳嶋，2012）．なお，波崎海岸の沿岸方向は南北方向より入手することも可能である．

も反時計回りに30°程度傾いているが，本研究では便宜的

波崎海岸についても，いくつかの研究において，航空に海に向かって沿岸方向左側を北，右側を南と呼ぶこと

写真から求めた汀線変動にもとづいて，過去の地形変化にする．

の評価が行われており（例えば，田中ら，1973；佐藤ら，

波崎海岸北側には鹿島港，南側には波崎漁港が位置し2000；宇多ら，2007；関寺ら，2015），沿岸漂砂の卓越ており，海岸北端境界面には鹿島港南海浜埋立地の護岸

方向や河川からの土砂供給量の検討，土砂移動メカニズ（以下，鹿島港南海浜護岸と呼ぶ）があり，海岸南端境界

ムの推定がなされている．これらの汀線変動の解析に用いられた航空写真の期間は，それぞれ田中ら（1973）の50°

解析が1947年から1961年，佐藤ら（2000）の解析が1947

KashimaPort

年から1996年，宇多ら（2007）の解析が1984年から2002

Dumping Area

年であり，いずれも解析期間が短かったり，近年の資料40°を含んだものではなかったりするものであり，鹿島港の建設開始以降の汀線変動を50年間スケールで検討した事例はない．関寺ら（2015）については，1947年～ 2012年

Wave Gauge

Sea ofJapan

HORS
Pacific
Ocean

30°

Tone Riverの汀線位置を示してはいるものの，解析については1984
年以降の汀線変動に限ったものである．このことから，本研究においては1961年から2013年までの航空写真を用

20°
120°

い，鹿島港の建設開始後から約50年間の波崎海岸全体の

図-1
-4-

Hasaki Coast

5km

130°

140°

150°

波崎海岸（赤点線）と土砂の海洋投入位置（斜線）

HORS

図-2

波崎海岸全体写真（横方向に縮小），北から鹿島港，波崎海洋研究施設，ヘッドランド，波崎漁港が位置する．

面には波崎漁港の西防波堤がある（図-2）．このように現在の波崎海岸は南北を構造物に囲まれていることから一つの漂砂系としてみることができる．また，海岸南部には5基のヘッドランドが整備されている．これらの構造物の建設履歴については後述する．なお，海岸北部には波崎海洋研究施設（通称，HORS）の観測用桟橋があるが，この桟橋による地形変化への影響は栗山（2008）の検討
から小さいと考えられることから，本研究においては特に海岸構造物として取り扱わず，地形変化への影響につ

図-3

1986年～ 2010年にNOWPHASで観測された「鹿島」の月別平均波高および周期

図-4は北風に伴って北よりの波が入射することが明らかにさ

波崎海洋研究施設で観測された沿岸流速（北向きを正）の長期間平均値の岸沖分布，Kuriyama et

れており，これに対応して沿岸流の卓越方向は春夏期に

al.(2008)から編集．

いてもないものと仮定した．
2.1

海象

全国港湾海洋波浪情報網（NOWPHAS）の観測点「鹿島」（鹿島港沖，水深約24 m，図-1）では，波浪が定常観測されており，有義波高や有義波周期などの情報が得られる．1972年から1999年までの波浪統計によると，平均有義波高は1.35 mであり，2 m以上の有義波高の出現
頻度は15%，3 m以上の有義波高の出現頻度は3%，4 m以上の有義波高の出現頻度は0.7%であった（永井，2002）．
NOWPHASの波浪データをもとに波浪の季節変動を整理すると，沖波波高は4月～ 8月頃の春夏期に小さく，9月～ 3月頃の秋冬期に大きい傾向が見られた（図-3）．また，HORSにおいて観測された気象・海象データから，
春夏期には南風に伴って南よりの波が入射し，秋冬期には北向き，秋冬期には南向きといった季節的な変動を有することが示されている（Kuriyama et al., 2008）．さらにことから，波崎海岸の海象特性は本資料における対象期

長期的に沿岸流を見ると，汀線付近では北向きの沿岸流間を通じて一定であったと考えた．

が卓越し，岸から約150 m離れた場所よりも沖側では南また，波崎海岸における1973年から2009年の朔望平均

向きの沿岸流が卓越することが明らかにされており（図干潮面（L.W.L.），平均海水面（M.W.L.），朔望平均満潮-4），それに伴って沿岸漂砂量もそれぞれ汀線付近では北面（H.W.L.）は，鹿島港工事用基準面（D.L. = T.P. − 0.91 m）

向き，沖では南向きが卓越することが明らかにされていを基準にすると，それぞれ0.03 m，0.89 m，1.49 mであるる（Kuriyama et al., 2014）．なお，波高や周期，波向の平（関東地方整備局鹿島港湾・空港整備事務所，2011）．以後，

均値やばらつきは時間的に変動していると考えられるも特に表記がない場合，高さの基準は鹿島港工事用基準面のの，その特性に顕著な変化は経年的に見られなかった

とする．

-5-

2.2

ドランドの長さも基部から沖方向に約150 mであり，ヘッ

構造物の建設履歴

ドランドの頭部分の長さも約150 mである．

（1）鹿島港
鹿島港は1962年に地方港湾に指定され，翌年重要港湾2.3に指定されると同時に，工業整備特別地域の指定を受け，漂砂系内への土砂流入

本格的な整備が始められた（図-5，付録A 表-A.1）．特に，一つの漂砂系内の地形変化を考える上では，漂砂系内

鹿島港の南防波堤は延長約4 km（先端水深約20 m）の大外への土砂の流出入量を十分に考慮する必要がある．漂規模な構造物である．鹿島港南海浜護岸は後述の土砂の砂系外への土砂流出は，沿岸漂砂による系外への土砂移海洋投入により堆積した海浜の一部を埋め立てた場所に

動や岸沖漂砂による沖への土砂損失の二つが主なもので建設されたもので，1975年までに沿岸方向に6.4 kmの区

あるが，これらの流出量を正確に推定することは通常難間が整備された．護岸前面の海中部には潜堤が築造されしい．漂砂系内への土砂流入は沿岸漂砂による系内へのている．護岸整備後，護岸海側前面には海浜は南防波堤

土砂移動と養浜などによる土砂投入が考えられ，前者はの付け根付近のごく一部を除いて存在しない．

主に河川を起源とすることが多い．これらの流入量の推（2）波崎漁港定についても，同様に正確な推定は困難ではあるが，本波崎漁港は利根川河口に位置する漁港であり，1951年

節では1961年から2013年における波崎海岸の流入土砂のに第3種漁港の指定を受けた後，1973年から漁港漁場整備供給源として，利根川と那珂川の二つの河川からの土砂

長期計画に基づき現在の位置に整備され，1985年に波崎供給と鹿島港建設時の土砂の海洋投入およびヘッドラン

新漁港として開港した．その後も防波堤の建設が進めらド周辺における養浜による人為的な土砂供給について説れ（図-6，付録A 表-A.2），西防波堤の延長は2006年時点

明する．

で約1 km，東防波堤の延長は2008年時点で約2 kmとなっ（1）利根川からの土砂供給ており，それぞれ防波堤先端の水深は約6 m，約9 mである．

利根川は波崎漁港の南側に河口を有する．利根川からの土砂供給量については必ずしも十分には明らかにされ（3）ヘッドランド
波崎海岸南部の海岸侵食とそれに伴う平均粒径の粗粒ていないものの，前述した波崎漁港東防波堤の延伸に伴化（佐藤ら，2000）の対策として，1986年より5基のヘッい，波崎海岸への供給土砂量は減少していったと考えら

ドランドが順次，建設された（図-7，付録A 表-A.3）．

れる．しかしながら，佐藤・田中（1962）の表層移動限2000年までに全てのヘッドランドは完成し，南側から順界式を用い，波高2 mの波浪に対する波崎海岸の移動限にNO.1からNO.5と番号が付けられている．いずれのヘッ

界水深（周期8 sec，底質粒径0.2 mmの場合）を求めると，

図-5

2004年までの鹿島港南防波堤および南海浜護岸の建設履歴，建設年を記す．

-6-

図-6

2008年までの波崎漁港西防波堤および東防波堤の建設履歴，建設年を記す．

図-7

波崎海岸南部における各ヘッドランドの履歴，建設年を記す．

水深約10 mと算出され，2008年時点の波崎漁港東防波堤とを示している．この値は波崎漁港沖に堆積した量のみ

先端の水深は約9 mであることから，有義波高2 mを超えであるので実際の供給土砂量は，5万 m3/yearよりも多い

るような高波浪（出現頻度15%）が生じた場合には，防と考えられる．

波堤を回りこんで海底の土砂は移動すると考えられ，波（2）那珂川からの土砂供給

浪の出現頻度から考えると，比較的頻繁に防波堤を回り

那珂川は波崎海岸から約50 km北側に河口を有する．鹿こむ土砂の移動が生じており，利根川からの流出土砂の島港建設以前においては秋冬期における南向きの沿岸漂

一部は波崎海岸地形変化に寄与していると考えられる．

砂によって，那珂川から流出した土砂が波崎海岸まで到

宇多ら（2007）は1992年から2002年の深浅測量の結果達していたと考えられるが，鹿島港南防波堤の延伸に伴3から利根川からの土砂供給により約5万 m /yearの細粒のい，波崎海岸への土砂供給量は減少していったと考えら

土砂が移動限界水深よりも沖の波崎漁港沖に堆積したこれる．波高3 mの波浪に対する移動限界水深を前述同様に-7-求めると，水深約18 mと算出されるが，現在の鹿島港の南防波堤先端水深は約20 mであることから，有義波高3 mを超えるような高波浪（出現頻度3%）が生じた場合にのみ防波堤を回りこんで海底の土砂は移動すると考えられ，
波浪の出現頻度から考えると，防波堤を回りこむ土砂の移動はほとんど生じておらず，那珂川から漂砂系内に供給される土砂量は非常に小さくなっていったと考えられる．
（3）人為的な土砂供給
鹿島港の建設は1961年に開始され，その建設工事に伴って約8600万 m3の土砂が発生した．その内，約5000万 m3
図-8の土砂が鹿島港南側（波崎海岸北側）の汀線から500 m以
内の浅海域に1965年から1977年にかけて海洋投入された

表-1

波崎海岸に海洋投入された土砂量の推移

汀線位置の読み取りに用いた航空写真の撮影日（図-8）．その海洋投入によって汀線が大幅に前進した領域の一部は埋め立てられ，南海浜護岸が整備された．一様勾配（1/50）の海浜上に埋め立てを行ったと仮定して，その埋立土量を概算すると，約380万 m2（沿岸6400 m×
岸沖600 mの埋立面積）×12 m（岸沖600 m区間の高低差）
×0.5（三角形近似）で約2300万 m3となり，前述の海洋
投入土砂量約5000万 m3の内，約2700万 m3が海浜の地形変化に寄与した土砂量として計上できる．この土砂の海
洋投入は1965年から1977年に限ったものであるが，投入された土砂量が非常に多いことから波崎海岸の長期の海
浜地形変化を考える上では重要なものである．
また，ヘッドランド周辺において，2000年から2003年
にかけて養浜事業として海浜上（T.P. + 1.3 mからT.P. + 3.5m）に波崎漁港の浚渫土砂（粒径0.1 mmから0.2 mm程度）
が合計約13万 m3投入された．この土砂量は利根川からのOffshore

供給土砂量や海洋投入土砂量と比較すると非常に少ない．

385m

3.

汀線位置の決定方法
200m

3.1

100m

航空写真

本研究で汀線位置の読み取りに用いた航空写真は19610m

年，1965年，1969年，1974年，1979年，1984年，1987年，1990年，1993年，1996年，1999年，2002年，2005年，2009年，

Longshore

2013年の15枚で，年ごとに複数枚の航空写真（表-1）を

図-9

重 ね 合 わ せ， 海 岸 全 体 を1枚 の 写 真 に し た も の で あ る

HORSの観測桟橋を基準とした座標系（付録B 図-B.1，図-B.2，図-B.3，図-B.4）．
せたものであり，岸沖方向の座標軸は桟橋に平行，沿岸
3.2

基準座標系

方向の座標軸は桟橋に垂直となっている（図-9）．すなわ

本研究ではHORSの観測桟橋を基準とした座標系を用

ち，沿岸方向の位置は桟橋からの距離（南方向を正）でいた（例えば，柳嶋ら，2012）．本座標系は世界測地系平表され，汀線位置は桟橋基部を基準とした相対的な岸沖

面直角座標IX系におけるX=−17237.33，Y=83864.05（桟橋位置（沖向きを正）で表される．以後，特に表記がない

基部付近）を原点として，座標軸を時計回りに59°回転さ場合，沿岸方向位置をx，岸沖方向の汀線位置をyとして

-8-

表す．

準とした波崎海岸の汀線付近における水位上昇量は，10

なお，本基準座標系における海浜の北端境界（鹿島港

cmから20 cmの間にある頻度が最も多く，0 cmから30 cm

南海浜護岸）の位置はx = −4100 m，南端境界（波崎漁港の上昇量である頻度が全体の80%以上（加藤ら，1989）

防波堤）の位置はx = 11810 mである．また，ヘッドランであることから，航空写真間での水位上昇量の差は10 cm

ドの位置はそれぞれx = 4190 m，6120 m，7700 m，8670 m，程度と見積もられ，前浜勾配が1/50の場合，補正におけ9770 m付近である．本研究においては，汀線位置の解析

る誤差は5 m程度と考えられる．このことから，本研究に対象をx = −4000 mからx = 11700 mとした．

おいては，これらの水位上昇については無視した．
補正に用いた前浜勾配については，後述の2006年に行

3.3

汀線位置の読み取りと補正

われた航空レーザ測量結果をもとに算出した．前浜勾配

本研究では航空写真から沿岸方向10 m間隔で汀線位置は経時的な底質粒径の変化などの影響で本研究対象期間を読み取った．その際，汀線位置として基本的には水際である1961年から2013年の間で必ずしも一定ではないと線を読み取ったが，航空写真における砂浜の色合いから考えられるが，過去の前浜勾配を推定することは難しい

波の遡上による湿潤範囲が広いと認められる場合には，ことから，本研究においては，前浜勾配は時間的に一定

波の遡上限界と引き波による水際線の中間を読み取った．

であると仮定した．

読み取られた汀線位置は写真撮影時の潮位による影響を受けている．そこで本研究では，読み取られた汀線位

3.4

置に対して，式(1)によりM.W.L.の潮位を基準とした補正

前浜勾配

汀線位置の補正に用いた前浜勾配は2006年11月8日（午を行った．

前11時26分から49分まで）に行われた航空レーザ測量に

y = y′ +∆η
tan βより得られた地形情報をもとに算出した．具体的には，（1）

得られた地形情報（LASTモードのポイントデータ）から
沿岸方向10 m間隔，岸沖方向2 m間隔で平均地盤高デー

ここで，y：潮位補正後の汀線位置 (m)，y'：航空写真よタを作成し，沿岸方向10 m間隔の測線ごとに高さ1.3 mかり読み取った汀線位置 (m)，Δη：撮影時潮位とM.W.L.のら2.0 mの範囲の平均地盤高データを線形回帰することに差 (m)，β：前浜勾配である．

より求めた（図-10）．なお，上記の高さの範囲は，レー

撮影時の潮位については，実測の潮位を利用すること

ザデータに水面による読み取り誤差の影響が表れず，バーが望ましいが，対象とした航空写真のすべての撮影時にムなどによる勾配の急変点よりも低い範囲として試行錯おいて，実測の潮位を得られないことから，本研究では，

誤的に決定した．2006年の前浜勾配は局所的な緩急はあ

推算潮位（天文潮）を用いて補正を行った．一方で，実るものの，x = −4000 mからx = 2000 mまではほぼ一定で，際の汀線付近の水位は，波浪によるwave setupや気圧低下

さらに南側においてはx = 7000 ｍにかけて急勾配となり，による吸い上げなどの影響によって，天文潮と比較して再び南端にかけて緩勾配となる．なお，2005年にも同様高くなることが多く，天文潮による汀線位置の補正にはの航空レーザ測量が行われているが，前浜勾配の沿岸方誤差が生じる可能性がある．しかしながら，天文潮を基

向分布に大きな傾向の変化は見受けられなかった．

図-10

2006年における前浜勾配の沿岸方向分布および近似曲線（式(2)）-9-（1）1961年～ 1984年

本研究では上述の前浜勾配の沿岸方向分布を考慮して，1961年 の 汀 線 位 置 を 基 準 と す る と，1965年，1969年

汀線位置の補正に用いる前浜勾配は式(2)の近似式を用いて決定した．

までには大きな汀線位置の変化は見られないものの，x= 6000 mより南側で汀線がわずかに後退し，x = −2000 m( −4000 ≤ x ≤ 2000 )tan β = 0.027

tan β = −9 ×10−10 ( x − 2000 ) + 9 ×10−6 ( x − 2000 ) + 0.027
2～ 6000 m付近で汀線が前進している傾向が見られた（図(2)-12）．なお，1965年より本解析対象領域よりも北側の陸( 2000 ≤ x ≤ 11800 )に近い場所（鹿島港寄りの現在の鹿島港南海浜護岸付近）

ここで，β：前浜勾配，x：沿岸方向位置 (m)である．

投入位置付近の海浜では投入直後に堆積が生じた（佐藤において土砂の海洋投入が始まっており（図-1，図-8），
ら，1974）ものの，本解析対象領域の1969年までの汀線

4.

汀線変動の実態把握

変動には，その影響は見られなかった．
一方で，土砂の海洋投入と並行して，海岸北端の鹿島

4.1

港南海浜護岸の建設がなされた後の1969年から1979年に

汀線位置

2013年時点の波崎海岸の汀線は緩やかな弧を描いた形

かけては，x = 6000 mより北側の汀線は大きく前進してお状をしており，海岸両端やヘッドランド周辺では局地的り，海岸北端（x = −4000 m）の汀線は200 m以上前進したに異なった汀線形状が見られた（図-11）．x = 0 m付近で

（図-12）．海岸北部では大きく汀線が前進した一方で，そは汀線はx座標軸に対してほぼ平行であるが，x = 4000 mの前進量は南に向かうほど小さくなり，x = 6000 mより南

より南側では汀線は座標軸に対して傾いており，基準座側では1969年以前と同様に汀線がわずかに後退している

標上の汀線位置は相対的に沖に位置している．しかしな傾向が見られた（図-12）．

がら，実際には浜幅は北側の方が広く，南側の汀線位置

その後，1979年から1984年にかけては，x = −4000 m ～が基準座標上沖に位置しているのは，背後地形が弧型で−1000 m付近の汀線はやや後退し，x = −1000 m ～ 8000 m

あるのに対して直交座標を設定したことによるものであ付近において汀線が前進した．

る．

（2）1984年～ 2002年

なお，航空写真から得られた汀線位置は，実際に測1984年以降の海岸南部では，それまでと同様に汀線の量により求められた汀線位置とほぼ一致しており（決後退傾向が見られたと同時に，波崎漁港の防波堤やヘッ

定係数R = 0.99，標準偏差S.D. = 11.7 m，付録C 図-C.1，

ドランドの建設に伴った局所的な汀線変動が見られた．

図-C.2），航空写真より読み取った汀線位置は十分な精度

海岸南端（x = 11700 m）の汀線位置は波崎漁港西防波堤

2を有していると考えられる．また，航空写真から得られの建設とともに前進し続け，1984年から2002年までの間

る汀線位置は撮影時の瞬時値であることから，その年のに250 m以上前進した（図-12）．また，ヘッドランドの建代表値として用いる際には，季節変動などの短期的な地設に伴って，ヘッドランド直近傍（x = 4200 m，6100 m，

形変動の影響を内包していると考えられる．波崎海洋研

7700 m，8700 m，9800 m付近）およびヘッドランド南側

究施設の観測結果から得られた汀線位置によると1年間領域において汀線の前進が見られた．一方で，ヘッドラの日々の汀線位置のばらつきは標準偏差S.D. = 10 m程度

ンド直近傍を除く，ヘッドランド北側領域において汀線

（付録D 図-D.1）であったことから，読み取られた汀線位の後退が見られ，NO.5，NO.4，NO.3のヘッドランドの置はその年の平均値と比較して，10 m程度の差を有して北側（x = 3500 m，5500 m，7000 m付近）においては，ヘッいる可能性がある．

ドランド建設以前の1984年と比較して，2002年までに最大で30 mから50 m程度の汀線の後退が見られた（図-12）．

4.2

一方で，x = 3000 mより北側の汀線変動には，明確な傾向

汀線変動

本節では，汀線変動の実態を概説する．記述を簡便にが見られなかった．

するために，本節では便宜的に三つの時期に分けて記述（3）2002年～ 2013年

する．各時期は主な人為的イベントによって特徴づけら

2002年以降，それまでに大きく汀線が後退してしまっれる（1961年～ 1984年：土砂の海洋投入や南海浜護岸のていたヘッドランド間（x = 4300 m ～ 5800 m，6200 m ～建設が行われた時期，1984年～ 2002年：ヘッドランドが7400 m，7800 m ～ 8400 m， 8800 m ～ 9500 m付 近 ） の建設され，波崎漁港西防波堤の建設が始められた時期，

汀線が前進し，2002年から2009年の間で40 mから60 m程

2002年～ 2013年：人為的イベントの少ない時期）．

度前進した．2009年から2013年にかけては，No.3 ～ No.5
-10-

図-11

波崎海岸における汀線位置（1961年～ 2013年）

-11-

図-12

波崎海岸における汀線変動（上段：1961年の汀線位置を基準とした1961年～ 1984年の汀線変動，中段：1984年の汀
線位置を基準とした1984年～ 2002年の汀線変動，下段：2002年の汀線位置を基準とした2002年～ 2013年の汀線変動）

-12-

図-13

波崎海岸における汀線変動（1961年の汀線位置を基準）-13-

のヘッドランド間（x = 4300 m ～ 5800 m，6200 m ～ 7400から得られた変動特性以外の情報を見出すことはできな

m付近）の汀線がやや後退したが，No.2 ～ No.3のヘッドかった（付録E 図-E.1，図-E.2，図-E.3）．

ランド間（x = 7800 m ～ 8400 m）の汀線がさらに前進した．

（2）変動特性（海岸全体の解析）

その結果，2013年までにほぼ全域において1961年の汀線海岸全体を対象領域としたEOF解析（図-14）において，

位置よりも沖側まで汀線位置が回復した（図-13）．NO.1

寄与率はモード1が65%，モード2が26%であり，モード1のヘッドランドと波崎漁港の西防波堤の間（x = 10000 mとモード2のみで波崎海岸の汀線変動をほぼ説明できる．

～ 11700 m付近）の汀線位置については2002年以降も前

モード1の空間関数は海岸のほぼ全域において正の値であ

進し，2002年から2013年の間に60 mから100 m程度前進しり，時間係数は大局的には増加の傾向が見られた．つまた．

り，モード1は海岸全体の汀線の前進傾向を表すものであ

一方で，x = 4000 mより北側の汀線位置の変動は比較的り，1969年から1979年，1993年から1996年において汀線

小さく，2002年から2005年にやや前進し，2005年以降はは海岸全体で比較的大きく前進傾向にあり，1999年から

ゆっくりと後退していく傾向が見られた．

2009年において汀線は比較的緩やかな前進傾向にあったことを示している．とりわけ，モード1の空間関数の値は5.

汀線の変動特性と変動過程

海岸の両端やヘッドランドの南側にかけて大きく，そのような場所において汀線が特に大きく前進したことを示

5.1

主要な汀線変動の抽出

している．

（1）解析手法

一方，モード2の空間関数は海岸北部で正の値であり，

EOF解析は主成分分析の一つで，時空間変動データか

x = 4000 m付近を境に海岸南部で負の値となっている．すらいくつかの時間と空間の関数を抽出し，データを縮約

なわち，モード1が海岸全体の汀線の前進傾向を表すのにすることでデータに含まれる主要な変動を理解しやすく

対し，モード2は海岸北部と南部における局所的な汀線する手法であり，汀線変動のような複雑な変動の解析にの変動を表すものである．モード2の時間係数は，1961

は効果的なものである（例えば，Miller and Dean, 2007a;

年から1979年において増加しており，海岸北部におけるMiller and Dean, 2007b; Fairley et al., 2009）．

汀線の前進と海岸南部における汀線の後退を表す．つまEOF解析において，汀線位置は式(3)のように時間係数

り，モード2は，モード1による土砂の海洋投入直後の海と空間関数の積による変動パターンの和として表される．

岸北部における汀線位置の大幅な前進を補足すると同時に，モード1で表されるヘッドランド周辺や波崎漁港西防y ( x, t ) = ∑ Cn ( t ) ⋅ en ( x )(3)波堤近傍における汀線の前進を建設以前においてキャンn

セルしていると考えられる．その後，モード2の時間係数

ここで，y(x, t)：汀線位置，x：沿岸方向位置，t：時間，は1990年までほとんど変化しなかったが，1990年以降はCn(t)：モードnの時間係数，en(t)：モードnの空間関数（固減少傾向に転じた．この時間係数の減少は前述とは逆の有関数）である．つまり，EOF解析は汀線変動をいくつ傾向で，海岸北部における汀線の後退と海岸南部（ヘッかの直交する成分に分けるものであり，通常，寄与率のドランド間や波崎漁港の西防波堤近傍）における汀線の大きい成分の順にモード1，モード2，・・・と呼ぶ．

前進を表している．

本研究では，前述した過去50年間（1961年から2013年）

本解析から得られた汀線の変動特性をまとめると，土の汀線変動に対し，EOF解析を行うことで，主要な汀線

砂の海洋投入以降，海岸全体の汀線は前進傾向にあり，変動を抽出し，その変動特性を整理した．なお，本研究その前進は1969年から1979年には海岸北部を中心に生じ，では，海岸全体（x = −4000 m ～ 11700 m）を対象領域と1990年以降には海岸南部を中心に生じたと考えられる．

したEOF解析の他に，x = 4000 mより北側と南側のそれ

これらの前進傾向は後述の海岸北部および南部に解析対

ぞれに対象領域を絞ったEOF解析も行った．これにより，

象領域を限定した解析によっても明確に見出された．

海岸全体を対象とした場合よりも，海岸の北部及び南部（3）変動特性（海岸北部の解析）において生じた局所的な汀線変動の特性を明確に捉える

海岸北部（x = 4000 mより北側）のみを対象としたEOFことができる．これらの解析は1961年から2013年を解析

解析（図-15）において，寄与率はモード1が91%，モー

対象期間としたものである．なお，前述の三つの各時期

ド2が3%であり，モード1で海岸北部の汀線変動をほぼ全（1961年 ～ 1984年，1984年 ～ 2002年，2002年 ～ 2013年 ）て説明できる．モード1の空間関数は対象領域の全域で正に解析対象期間を限定した解析も行ったが，上述の解析の値であり，北ほどその値は大きかった．モード1の時間

-14-

図-14

海岸全体の汀線変動に対するEOF解析結果（上段：空間関数，下段：時間係数）

係数は1969年から1979年に最も増加していることから，に集中し，1979年から1984年にはx = −1000 mより北側で

モード1は1969年から1979年の海岸北端をピークとした汀汀線の後退が生じ，x = −1000 mより南側で汀線の前進が線の前進を表し，これが海岸北部における最も特徴的な生じたことを表している．また，モード2の空間関数の空変動特性として挙げられる．また，モード1の時間係数は間平均は正の値であった．つまり，モード2は1974年か

1993年から1996年に増加したが，1996年以降，増減を繰ら1979年に汀線を空間平均的には後退させることから，り返しながら減少し，2013年の値は1990年とほぼ同じ値

1974年から1979年における実際の汀線の前進は，モード1

まで減少した．このことから，モード1は，上述の海岸北で表される前進と比較して空間平均的には小さかったと部における1969年から1979年の汀線の前進に加え，1993

考えられる．また，1984年にはモード2の時間係数の値が年から1996年における一時的な海岸全域での汀線の前進

1974年とほぼ同じ値まで戻ったことから，モード2は1979と，その後の緩やかな汀線の後退を表している．

年から1984年に汀線を前進させ，結果的に，1969年から1984年の海岸北部では汀線の大幅な前進傾向が生じた．

一方，モード2は寄与率が小さく，時間係数についても（4）変動特性（海岸南部の解析）

モード1と比較して変動が非常に小さく，ほとんどが0付
近で推移していたものの，1979年のみ時間係数が−500以

海岸南部（x = 4000 mより南側）のみを対象としたEOF

下まで一時的に減少した．また，モード2の空間関数は解析（図-16）において，寄与率はモード1が82%，モーx = −1000 m付近を境に正負が異なった．すなわち，モード2が9%であり，海岸北部同様にモード1で海岸南部の汀

ド1の汀線変動と併せて考えると，モード2は，1974年か

線変動をほぼ説明できる．モード1の空間関数は対象領域

ら1979年にはx = −1000 mより北側で汀線の前進が一時的の全域で負の値であり，特にヘッドランド南側や波崎漁
-15-

図-15

海岸北部の汀線変動に対するEOF解析結果（上段：空間関数，下段：時間係数）

港西防波堤近傍においてその絶対値が大きかった．モーる汀線の回復傾向が，1993年と2002年以降に順次，強く

ド1の時間係数は1990年までは大きな変化はないが，1990

なっていったことを示している．

年以降単調に減少していたことから，モード1は1990年以降のヘッドランド南側や波崎漁港西防波堤近傍を中心と5.2

した汀線の前進を表し，これが海岸南部における最も特土砂量バランスと変動要因

海岸全体の土砂量のバランスにより，汀線変動を引き起こした要因を検討するために，解析対象領域全体（x =徴的な傾向の一つとして挙げられる．
一方，モード2の寄与率は小さいものの，時間係数にわ−4000 m ～ 11700 m）の平均汀線位置を求めた（図-17）．

ずかながら特徴的な傾向が見られた．モード2の時間係数

平均汀線位置に変化がない場合，沿岸方向で土砂の量的は1961年から1993年まで緩やかに増加傾向にあり，1993

バランスが取れていることから，その期間の空間的な汀

年に最大となった．1993年から2002年までのモード2の時

線変動は沿岸漂砂によって生じていると考えることがで間係数の変動はわずかであったが，2002年以降は減少しきる．一方で，平均汀線位置の前進は，沿岸漂砂だけで続け，2013年のモード2の時間係数は1965年の値よりも小なく，漂砂系内の土砂量の増加や海岸全体で沖から岸近さくなった．つまり，モード2は，空間関数が負の値であくへの土砂の移動（岸沖漂砂）によって生じていると考る領域（x = 5500 m ～ 11000 m付近）における1993年までえることができる．なお，漂砂系内の土砂量の増加は，の汀線の後退傾向を表すと同時に，2002年以降に後退し河川供給土砂量の増加や土砂の海洋投入，沿岸漂砂によた汀線が回復する傾向を表す．モード1と併せて考えると，る漂砂系境界部からの流入などによって引き起こされる．

モード2は，1990年以降に見られた海岸南部の領域におけ

1961年 か ら1969年，1984年 か ら1993年，1996年 か ら
-16-

図-16

海岸南部の汀線変動に対するEOF解析結果（上段：空間関数，下段：時間係数）

図-17

波崎海岸の平均汀線位置の経時変化（1961年の汀線位置を基準）-17-

1999年，2009年から2013年の平均汀線位置の変化は小さにより実施された深浅測量は本研究における解析対象区

く，この時期の局所的な汀線変動は主に沿岸漂砂によっ

間（沿岸方向）の全域を含み，岸沖方向は岸から1.5 kmて引き起こされたものと考えられる．

程度の範囲（高さ約5 mから約−15 m）で実施されたもので一方で，1969年から1984年，1993年から1996年，1999

ある．1984年から2000年の地形変化は水深約4 m以深の土

年から2009年において，平均汀線位置は大きく前進した．

砂がそれ以浅に移動したことを示しており，この時期の1969年から1984年までの平均汀線位置の前進量は約43 m

平均汀線位置の前進が主に海岸全域での土砂の岸向き移であり，1993年から2009年までをまとめた平均汀線位置

動によって引き起こされたものであると推察される．

の前進量は約37 mであった．結果として，2009年の海岸

2000年から2009年の地形変化については，水深約2 mか全体の平均汀線位置は1961年より約77 m前進した．つまら8 mの土砂がその岸沖方向に移動したと考えられ，1984

り，これらの時期の汀線変動は沿岸漂砂のみならず，漂年から2000年に土砂が移動した水深帯とは異なるものの，砂系内の土砂量の増加や岸向きの土砂移動が影響していいずれも岸沖漂砂による土砂移動が生じていたと考えら

たと考えられる．

れる．なお，1984年から2000年の岸近くの土砂の堆積は

これらの汀線の前進が岸沖漂砂によるものではなく，海岸全域で生じたのに対し，2000年から2009年の岸近く

漂砂系内の土砂量の増加によるものと仮定し，漂砂の移の土砂の堆積は特にヘッドランド間などの海岸南部にお動高約7 m（宇多，1997）を用い，移動限界水深（約8 m）

いて顕著であり，海岸北部ではわずかだった．つまり，以浅からバーム頂部（高さ約3 m）までに堆積した土砂量

2000年以降の汀線の前進は，土砂の岸向き移動と海岸南として換算すると，1969年から1984年までの堆積量が約部での顕著な堆積によって引き起こされたものであると

3

3480万 m ，1993年から2009年までの堆積量が約400万 m

推察される．これらの長期的な岸沖漂砂による地形変化となる．これらの推定された堆積土砂量に加え，1965年が生じた原因は本研究においては明らかとなっていないから1977年にかけて海洋投入された土砂量（地形変化寄ものの，この時期の波浪条件などが上述したような岸向3与分）が約2700万 m であったことを考慮すると，1969年

きの土砂移動を引き起こしやすいものであったと推察さから1984年の平均汀線位置の前進については，土砂の海れる．

洋投入によって漂砂系内の土砂量が増加したことが主要

また，1984年から2009年の地形変化から領域内の総土因であると推察される．実際に，波崎海岸の海洋投入土

砂量は増加していないことから，1993年以降の平均汀線

砂による地形変化に関する先行研究として，佐藤ら（1974）

位置の前進は，利根川からの供給土砂量（約5万 m3/year

は1960年代前半から1970年代前半までの地形変化を整理

以上）やヘッドランド間の養浜量（約13万 m3）などによっし，土砂の海洋投入によって大規模な地形変化が生じたて漂砂系内の総土砂量が増加したことが主要因ではないことを報告している．また，2010年に行われた海底底質と考えられる．ただし，鹿島港南海浜護岸付近や波崎漁

コアサンプリングによって，波崎海岸沖（水深9 mから水

港西防波堤付近（それぞれ，x = −4000 m付近，x = 10000

深19 m付近）に，この海洋投入土砂の堆積履歴が投入か

mより南側）においては，上述した岸沖方向の土砂移動

ら50年経過後においても残っていることが示されておりとは別の堆積が生じており，これらは沿岸漂砂の捕捉に（伴野ら，2013），土砂の海洋投入が波崎海岸の地形変化よるものと考えられるが，特に波崎漁港西防波堤付近でに比較的大きな影響を与えたことが示されている．

はその量が大きいことから，波崎漁港周辺の局所的な堆

一方で，1993年から2009年の平均汀線位置の前進は，積には利根川からの河川供給による寄与もあると考えら

土砂の海洋投入から15年以上経過していることに加え，れる．なお，宇多ら（2007）は1984年から2006年の海岸

1984年までで土砂の海洋投入の影響と考えられる汀線の全体の汀線変化をもとに，海浜の総土砂量の変化を求め，前進が一度収束していることから，土砂の海洋投入によっ利根川からの供給土砂量を前述の波崎漁港沖に堆積したて漂砂系内の土砂量が増加したことによるものとは考え

年間約5万 m3と合わせて年間約10万 m3と見積もっているにくい．別の土砂供給源（利根川からの供給土砂やヘッが，本研究における検討結果に基づくと，1984年以降のドランド間の養浜）や岸沖漂砂による土砂の岸向き移動

汀線の前進は主として岸沖漂砂によって生じていると考が要因として挙げられる．

えられることから，汀線の前進量から見積もられた河川からの供給土砂量は過大評価となり得ることに注意が必

そこで，1984年以降に生じた土砂の移動過程を詳細に検討するために，茨城県により実施された1984年，2000年，要である．

2009年の深浅測量をもとに，1984年から2000年，2000年から2009年の地形変化を求めた（図-18）．なお，茨城県

-18-

1984
-15

10

-10

1000

8

Offshore Distance from Reference Point (m)

-5
-4000

2000

6

0

0
-2000

0

2000
4000
6000
Longshore Distance from HORS (m)

-2
-10
-5

-2000

0

5

2000
4000
6000
Longshore Distance from HORS (m)

8000

-6
10000

-10

-14

-15

-16

-10

-18
0

0
-4000

-8

-12

2009

-5

Offshore Distance from Reference Point (m)

-4

0

0

2000

2

-15

-4000

4

0

1000

(b)

10000

2000

1000

2000

8000

-2000

0

-20

2000
4000
6000
Longshore Distance from HORS (m)

8000

10000

1984-2000 (Contour line in 2000)

1000

-10

8

0

0

7

-4000

2000

-2000

0

2000
4000
6000
Longshore Distance from HORS (m)

8000

10000

6
5

2000-2009 (Contour line in 2009)

4

1000

-10

0

0

-4000

2000

Elevartion (m, T.P.)

2000

-2000

0

2000
4000
6000
Longshore Distance from HORS (m)

3
2
8000

10000

1
0

1984-2009 (Contour line in 2009)

-1
-10

1000

-2

0

0
-4000

図-18

-2000

0

2000
4000
6000
Longshore Distance from HORS (m)

8000

10000

(a)深浅図（測量範囲外は灰色で表示，上段：1984年，中段：2000年，下段：2009年）(b)深浅変化（上段：1984年～ 2000年，中段：2000年～ 2009年，下段：1984年～ 2009年）-19-

Elevartion Change (m, T.P.)

(a)

5.3

汀線の変動過程に関する考察

よって岸近くの北向きの沿岸漂砂が遮断されたことで，波崎海岸では，土砂の海洋投入に伴う土砂量の増加とヘッドランド間や海岸南端周辺で汀線は前進し，漂砂の岸沖漂砂による土砂移動によって汀線の前進傾向が生じ

下手に当たる海岸北部で緩やかに汀線は後退していったていたことが明らかとなった．一方で，沿岸漂砂によると考えられる．なお，この時計回りの漂砂循環は等深線

土砂移動も同時に生じていたと考えられ，汀線の変動に変化モデルを用いた宇多ら（2008）の検討結果とも一致

空間的なばらつきを生じさせていたと推測される．本節するものである．

では，前節までに得られた汀線変動特性とその要因を整

6.

理し，各時期の汀線の変動過程について考察した．

おわりに

1961年から1969年においては，構造物や土砂の海洋投入などの人為的影響が小さい自然状態にあり，北向きの本研究では，茨城県波崎海岸における1961年から2013

沿岸漂砂により，x = 6000 mより南側で汀線の後退が生じ

年の航空写真から汀線位置を用い，約50年間の波崎海岸

たと同時に，土砂が北へ運ばれたことによってx = −2000

全体の汀線変動の実態を俯瞰的に把握し，EOF解析を用

m ～ 6000 m付近において汀線が前進した．

いることで，その変動特性を整理し，その変動を引き起

1969年から1984年においては土砂の海洋投入により漂こした要因と変動過程について考察した．

砂系内の土砂量が増加すると同時に，鹿島港南海浜護岸

その結果，波崎海岸では過去に長期的な汀線の前進傾が北向きの沿岸漂砂を捕捉したことによって，海岸北部

向が生じていたことが明らかとなり，同時に北向きの沿を中心とした汀線の前進が生じた．

岸漂砂による汀線変動が生じていたことが示された．第1984年から1993年においては，波崎漁港の東防波堤お一の前進傾向は，土砂の海洋投入直後の1969年から1984

よび西防波堤の建設とともに海岸南端付近において波の年に生じた海岸北部を中心とした汀線の前進であり，海遮蔽域が形成され，遮蔽域に回りこむ循環流が生じ，岸岸北端では200 ｍ以上汀線が前進し，海岸全体の平均汀

近くでは南向きの流れとともに土砂が移動し，汀線がわ

線位置は15年間で約43 m前進した．第二の前進傾向は，ずかに前進した．一方で，そこから少し北側に離れたx =上述の汀線の前進が一度収束してから約10年が経過した

5500 m ～ 11000 m付近では，上述の南向きの土砂移動の1993年以降に生じた汀線の前進であり，1993年から1996

上手側であるとともに，北向きの沿岸漂砂が卓越して生年には海岸全域で生じ，1996年以降は海岸南部を中心とじたことによって，汀線の後退が深刻になった．同時に，して生じた．これにより，1993年から2009年の16年間でヘッドランドの建設が開始されたことで，北向きの沿岸

平均汀線位置は約37 m前進した．

漂砂の上手側であるヘッドランド南側では汀線は前進し

1969年から1984年の汀線の前進は，土砂の海洋投入にたものの，下手側となるヘッドランド北側においては，

より漂砂系内の土砂量が増加したことによるものと考えより一層汀線の後退が深刻となった．

られ，1993年以降の汀線の前進は主に沖から岸に土砂がその後，何らかの要因によって沖から岸方向への土砂移動したことによるものと考えられた．特に，2002年以の移動が生じたことで，1993年から1996年には海岸全体

降の汀線の前進はヘッドランドおよび波崎漁港西防波堤

で汀線が前進した．1996年以降においては，海岸北部の周辺において顕著であり，これは岸近くで卓越する北向汀線は緩やかに後退したものの，海岸南部の汀線は前進

きの沿岸漂砂がヘッドランドによって捕捉されたためで傾向が引き続き生じ，特にヘッドランドが完成した2002あると考えられた．

年以降には，汀線の前進傾向が強まった．この海岸南部

通常，数日から数週間程度の比較的短期の地形変化はを中心とした汀線の前進は，前述の沖から岸側への土砂

主として岸沖漂砂によって生じることが多く，突堤や防移動と同時に，沖と岸との沿岸流の卓越方向の違いによ波堤などの構造物の建設に伴った数ヶ月から数年程度のる影響が寄与していると推察される．具体的には，波崎

比較的長期の地形変化は沿岸漂砂によって生じることが海岸では，沖では南向き，汀線付近では北向きの沿岸流多いと言われてきた．しかしながら，本結果は長期的なが卓越することから，漂砂系内を半閉鎖的な場として考海浜地形変化において岸沖漂砂が大きく寄与する場合がえると，その沿岸流の卓越方向の違いを補償する流れとあることを示しており，長期的な地形変化を予測する上して海岸南部では岸向き，海岸北部では沖向きの流れとで岸沖漂砂の影響を十分に考慮する必要であると考えら

それに伴った土砂移動が生じやすいと考えられる．つまれる．しかしながら，本研究においては沖から岸へ土砂り，海岸全体で大きな時計回りの流れの循環が生じていが移動したメカニズムを十分に明らかにすることはできた可能性があり，海岸南部に建設されたヘッドランドにておらず，今後そのメカニズムを明らかにしていく必要-20-佐藤昭二・田中則男（1962）：水平床における波による砂がある．

移動について，第9回海岸工学講演会講演集，pp.95100.

謝辞
本研究の一部はJSPS科研費（課題番号：25820235）の佐藤昭二・田中則男・佐々木克博（1974）：鹿島港建設に助成を受けたものである．本研究における一部の航空写伴う海底地形の変化について―事例研究―，港湾技真，深浅測量結果，ヘッドランドの建設履歴情報の利用

術研究所報告，Vol.13，No.4(2)，pp.3-78.

に関して茨城県河川課の協力を得た．また，鹿島港の建佐藤愼司・前田亮・磯部雅彦・関本恒浩・笠井雅広・鳥設履歴については国土交通省鹿島港湾・空港整備事務所

居謙一・山本幸次（2000）：鹿島灘南部海岸の地形形から情報提供いただき，波崎漁港の建設履歴については成機構に関する現地調査，土木学会論文集，No.663/

茨城県水産振興課から情報提供いただいた．深浅測量デー

Ⅱ-53，pp.89-99.

タの整理の一部は，上岡智志氏（元・漂砂研究室，現・

関寺将司・小林昭男・宇多高明・野志保仁（2015）：波崎

国土交通省中部地方整備局）により行われたものである．

海岸のポケットビーチ化に伴う海浜変形の実態，土ここに記し，感謝の意を表する．また，HORSの沿岸流デー

木学会論文集B3（海洋開発），Vol.71，NO.2，印刷中.

タは波崎海洋研究施設において長きにわたり実施された

滝沢俊二・宇多高明・堤博志（1987）：蒲原海岸の海岸

現地観測による成果であり，観測に携わった全ての観測

侵食実態，海岸工学講演会論文集，第34巻，pp.347-

者に対し，深い謝意を表する．

351.
田中則男・小笹博昭・小笠原昭（1973）：海浜変形調査資料（第一報）―航空写真による汀線変化の解析（東参考文献日本編）―，港湾技術研究所資料，No.163，95p.

宇多高明・藤崎太郎・山本幸次・小田切健吏（1993）：徳

永井紀彦（2002）：全国港湾海洋波浪観測３０か年統計

島県今津坂野海岸の侵食実態，海岸工学論文集，第（NOWPHAS 1970-1999），港湾空港技術研究所資料，

40巻，pp.446-450.

No.1035，388p.

宇多高明・川森晃・若林隆司（1994）：北海道野付崎の長島郁夫・岩崎伸昭・宇多高明・有村盾一（2005）：遠州

海 岸 侵 食 と そ の 対 策， 海 岸 工 学 論 文 集， 第41巻，pp.521-525.

灘海岸の天竜川河口以西の侵食実態，海岸工学論文集，第52巻，pp.596-600.

宇多高明（1997）：日本の海岸侵食，山海堂，442p.
宇多高明・勝山均・松浦健郎・熊田貴之・長山英樹・大伴野雅之・清家弘治・小松原純子・栗山善昭（2013）：放木康弘（2007）：利根川からの土砂流入のある波崎漁

射性炭素年代測定を用いた海底土砂の長期的移動・

港周辺の海浜変形の実態と予測，海岸工学論文集，

堆積履歴の推定，土木学会論文集B2（海岸工学），

第54巻，pp.586-590.

Vol. 69，No. 2，pp.I_686-I_690.

宇多高明・熊田貴之・芹沢真澄・長山英樹（2008）：波向

安本善征・宇多高明・松原雄平（2006）：鳥取沿岸の侵食変動場で生じる漂砂大循環の発生メカ ニズ ム，海岸

実態と総合的な土砂管理の検討―千代川右岸流砂系

工学論文集，第55巻，pp.506-510.

の例―，海岸工学論文集，第53巻，pp.641-645.
柳嶋慎一・中村聡志・伴野雅之（2012）：平成23年東北地

運輸省第二港湾建設局鹿島港工事事務所（1983）：巨大人

方太平洋沖地震による津波の遡上と地形および底質工港の建設―鹿島港の20年―，p.185.

粒径の変化―波崎海洋研究施設における現地調査―，

加藤一正・柳嶋慎一・磯上知良・村上裕幸（1989）：波港湾空港技術研究所資料，No.1261，54p.

による汀線付近の水位上昇量－波崎海洋研究施設にFairley, I., Davidson, M., Kingston, K., Dolphin, T. andおける現地観測－，港湾技術研究所報告，Vol.28，

Phillips, R. (2009): Empirical orthogonal function analysis

No.1，pp.3-41.
関東地方整備局鹿島港湾・空港整備事務所（2011）：鹿島

of shoreline changes behind two different designs ofdetached breakwaters, Coastal Engineering, Vol.56, No.11-

港潮位表，鹿島港基準面関係図.

12, pp.1097-1108.

栗山善昭（2001）：沿岸砂州の長期変動特性と底質移動特Kuriyama, Y., Ito, Y. and Yanagishima, S. (2008): Cross-shore

性，土木学会論文集，No.677，pp.115-128.
斉藤晴雄・宇多高明・綱田政芳・沢田善治・林秀治（1985）：

variation of long-term average longshore current velocity

小川原湖海岸の海岸侵食とその予測，海岸工学講演

in the nearshore zone, Continental Shelf Research, Vol.28,

会論文集，第32巻，pp.380-384.

No.3, pp.491-502.

-21-

Kuriyama, Y. and Sakamoto, H. (2014): Cross-shore
distribution of long-term average longshore sedimenttransport rate on a sandy beach exposed to waves withvarious directionalities, Coastal Engineering, Vol.86,
pp.27-35.
Miller, J. K. and Dean, R. G. (2007a): Shoreline variability via
empirical orthogonal function analysis: Part I temporaland spatial characteristics, Coastal Engineering, Vol.54,
No.2, pp.111-131.
Miller, J. K. and Dean, R. G. (2007b): Shoreline variability via
empirical orthogonal function analysis: Part II relationshipto nearshore conditions, Coastal Engineering, Vol.54,
No.2, pp.133-150.

-22-

付録A

防波堤およびヘッドランドの建設延長

表-A.1に鹿島港南防波堤および西防波堤，表-B.2に波崎漁港西防波堤および東防波堤，表-B.3に各ヘッドランドの建設
延長をそれぞれ示す．
表-A.1

鹿島港南防波堤および南海浜護岸の建設延長

表-A.2

-23-

波崎漁港西防波堤および東防波堤の建設延長

表-A.3

各ヘッドランドの建設延長

-24-

-25-

付録B

航空写真一覧

図-B.1

波崎海岸で撮影された航空写真（上から1961年，1965年，1969年，1974年）

-26図-B.2

波崎海岸で撮影された航空写真（上から1979年，1984年，1987年，1990年）

-27図-B.3

波崎海岸で撮影された航空写真（上から1993年，1996年，1999年，2002年）

-28図-B.4

波崎海岸で撮影された航空写真（上から2005年，2009年，2013年）

付録C

航空写真から求めた汀線位置と航空レーザ測量結果に基づく汀線位置の比較

2005年10月23日に撮影された波崎海岸南部の航空写真から求めた汀線位置と同日に行われた航空レーザ測量により求めShoreline Position from Laser Measurement (m)た汀線位置を比較した．図-C.1に両者の汀線位置の分布を示し，図-C.2に両者の汀線位置の相関を示す．
600

Shoreline Position (m)

500
400
300
200
Aerial Photograph
Laser Measurement

100
0
5000

7000
9000
11000
Longshore Distance from HORS (m)

600
500
400
300
200
100

図-C.2

0
0
100
200
300
400
500
600
Shoreline Position from Aerial Photograph (m)

図-C.1

航空写真から求めた汀線位置と航空レーザ測量により求めた汀線位置の分布

航空写真から求めた汀線位置と航空レーザ測量により求めた汀線位置の相関

付録D

波崎海洋研究施設で観測された汀線位置の各年における平均値および標準偏差

波崎海洋研究施設において1987年から2010年に休日を除く毎日観測された汀線位置の年平均値および年間の標準偏差を
図-D.1に示す．波崎海洋研究施設における観測は1986年3月より行われているが，1986年は観測期間が1年に満たないこと，
2011年以降はデータの取得間隔が週に1回であることを鑑み，ここでは1987年～ 2010年のデータのみ示す．
Annual Mean Shoreline Position (m)Annual Standard Deviation of Shoreline (m)

35
Mean
30
S.D.
25
20
15
10
5
0
-5
1986

1988

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

Year

図-D.1

波崎海洋研究施設で観測された汀線位置の年平均値および標準偏差

-29-

2008

2010

付録E

解析対象期間を限定した汀線変動のEOF解析

1961年～ 1984年，1984年～ 2002年，2002年～ 2013年のそれぞれの汀線変動に対して，EOF解析を行った結果を図-E.1，
図-E.2，図-E.3に示す．

図-E.1

1961年から1984年の汀線変動に対するEOF解析結果（上段：空間関数，下段：時間係数）

図-E.2

1984年から2002年の汀線変動に対するEOF解析結果（上段：空間関数，下段：時間係数）-30-図-E.3

2002年から2013年の汀線変動に対するEOF解析結果（上段：空間関数，下段：時間係数）-31-港湾空港技術研究所資料

No.1316

２０１６．３

編集兼発行人

国立研究開発法人港湾空港技術研究所

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