倉田奨励金研究報告書｜2018 年度（第 50 回）助成■受領№1358

河川流域と沿岸域を含めた干潟の広域土砂動態の解明と地域社会再生の一環としての干潟保全対策の検討

代表研究者

鵜﨑 賢一

群馬大学大学院理工学府環境創生部門准教授

1．研究⽬的れから近年は堆積傾向と結論付けるのは尚早な判⼲潟の⼟砂動態や侵⾷・堆積機構については未断である。従って、公共事業の影響よりも、侵⾷・解明な点が多い。その原因は、広域的視点と河川泥質化実態が明らかになったとは⾔えないのが現からの⼟砂供給量の精確な算定⼿法の⽋落にある。

状であり、本研究では、まず、そうした実態解明

本研究では，⼤分県中津⼲潟を対象として、⾼精を⾏いながら、⼲潟の侵⾷・堆積機構を解明する。

度なRTK-GPSとADCPを⽤いた広域測量と、申請

また、そうした知⾒をもとに環境アセスメントを者らが開発している「実測データと簡易モデルを⾏ない、その結果をいかしながら地元住⺠ととも⽤いた河川からの⼟砂供給量算定モデル：gRSM」に⼲潟の保全活動を⾏うことで地域社会再⽣を進による⼭国川からの⼟砂供給量の⾼精度な算定、めることを⽬的としている。

また申請者らが開発している「潮汐と⾵波を考慮した泥と砂による広域⼟砂動態・地形変化モデ

2．研究内容ル：WDM-POM」を⽤いた公共事業の影響評価と2.1 観測概要

⼲潟の保全対策の⽴案を⽬的とし、その検討や実現地観測は、九州⼤学と⽇本⽂理⼤学、⿅児島施を、地元の⼤学やNPOとの共同研究や地域シン⼤学と群⾺⼤学との共同で⾏われた。観測領域は、ポジウムを通じて⾏なうことで、地域のシンボル

⼭国川河⼝左岸の吉富漁港⻄端から中津港までのとしての⼲潟の保全活動を、地域社会再⽣の⼀環

沿岸約8.0km、岸沖約3.5kmとし、RTK-GPSととして⾏うことを⽬的としている。

ADCPによるM9（Xylem Japan社製）を⽤いて、⼤分県中津⼲潟は、20年程前からアサリを中⼼沿岸部は⼩型ボートでM9を曳航し、沖合部は漁船とした漁獲量の激減に⾒舞われ、地元住⺠や漁師に設置して測深と⽔位計測を⾏った。沿岸部では、は、時期を同じくした耶⾺渓ダムや平成⼤堰の建岸沖1.0kmの測線を沿岸⽅向に500m間隔で14本、設、中津港の拡張事業のために⼲潟が侵⾷・泥質

沖 合 部 で は 沿 岸 約 8.0km の 測 線 を 岸 沖 ⽅ 向 に化したことによる影響ではないかと危惧している。

500m間隔で4本設定した。各測線における地盤⾼

国⼟交通省も経年的な深浅測量を⾏っているが、を、GMTを⽤いて約50mメッシュの空間データにその結果から近年は堆積傾向であり、泥質化傾向補間した。観測は出⽔期前後の春と秋に⾏い、春にもないとしている。しかしながら、このデータと秋の差分から半期の、春と春あるいは秋と秋のは2011年の多⾬、12年の九州北部⽔害までのもの差分から年間の侵⾷・堆積量を算定した。また、であり、その2年の堆積傾向の影響が強いため、そ観測領域内の9点において、測深観測の⼲出時に表倉田奨励金研究報告書｜2018 年度（第 50 回）助成層および柱状採泥を⾏ない、採泥試料についてレ潟が泥質化することが⽰唆された。⼭国川上流のーザー粒度分布計LA-960（HORIBA社製）を⽤い

耶⾺渓アメダスのデータでは、降⾬強度が経年的て粒度分析を⾏った。河川については、国⼟交通に上昇傾向であり、このことは、今後⼲潟は泥質省九州地⽅整備局⼭国川河川事務所より流量デー化傾向にあることを⽰唆している。また、翌年のタと濁度データをご提供頂き、浮遊砂については春までに泥質化が解消される傾向にはあるが、県LQ式を⽴てて算定した。掃流砂については、流量

農林⽔産指導センターの調査結果では、秋に⽣存データから掃流⼒を計算し、M9による掃流⼒の算していた1mmクラスの成⾙が春に出現しないこ定値で補正した上で芦⽥・道上式を⽤いて算定し、と、また、本研究において、すべて泥が堆積して改めてM9による掃流砂の算定値で検証した。これいると仮定した場合の波浪計算にもとづく侵⾷量

は、申請者が開発している「実測データと簡易モ

予測と慶野ら1）によるアサリの潜砂⾏動による疲デルによる河川の⼟砂供給量算定モデル：gRSM」

弊死の実験データから、アサリは冬季⾵浪で80％によるものである。

程度の体⼒を失うことが⽰されたことから、実は、

本研究は、テスト観測を含めて既に7年⽬であり、夏から春までの泥質化はアサリにとって甚⼤な疲

本研究による侵⾷・堆積データとそれ以前の国⼟弊を招くことが⽰唆された。このことから、アサ

交通省の経年的な深浅測量データとを接続して、リの斃死の要因はいくつか検討されているが、そ⻑期的な侵⾷・堆積傾向の検討を⾏った。また、の中で泥質化対策は⼀定の効果があることが⾒込

全期間を対象としてgRSMによって⼭国川からのまれ、事実、県農林⽔産指導センターの取り組み

⼟砂供給量を算定し、⼲潟の侵⾷堆積量と⼟砂収では、底質対策によって直接散布よりも30％⽣存⽀を⾒積もった。

率が向上することがわかっている。

2.2 観測結果ならびに考察

2.2.3 ⼭国川と中津⼲潟の⼟砂収⽀と多変量解析

2.2.1 侵⾷・堆積実態

による回帰式2000年から2019年までの⻑期の侵⾷・堆積デー

⼭国川からの⼟砂供給量と中津⼲潟の侵⾷・堆タについては、明瞭な侵⾷・堆積傾向は認められ積量を⽤い、東側境界からの⼟砂流出量を中津港なかった。但し、多⾬あるいは⽔害による出⽔によの浚渫量、沖側境界からの流出⼊量を沿岸流が強って⼤きく堆積し、それ以外の年は若⼲侵⾷というい領域であることから0と仮定し、⻄側境界からの傾向が認められた。近年では、侵⾷・堆積の量が沿岸流⼊⼟砂量を算定した。その結果、経年的な⼤きくなる傾向も認められた。

平均値として年間40万㎥/yrの⼟砂流⼊があり、中津⼲潟の⼟砂は⼭国川からの⼟砂供給と共に、沿2.2.2 泥質化実態

岸⽅向の⼟砂流⼊も無視できないことが推察され採泥試料の粒度分析結果については、2017年7た。但し、gRSMによる河川の⼟砂供給量の算定

⽉に九州北部豪⾬⽔害があったため、その年の秋に値が未だ検証不⾜であり、その精度に⼤きく依存9測点中4点で明瞭な泥質化が認められた。しかしするため、gRSMの精度検証が今後の課題である。

ながら、2018年春には冬季⾵浪によって泥質化はまた、侵⾷・堆積量：ΔV、苅⽥港における有義解消された。2018年夏も⽐較的多⾬であり、この

波⾼：H1/3、耶⾺渓アメダスの降⾬量：rとし、多年は2点で細砂化が認められた。17年と18年で顕変量解析から式(1)の回帰式を得た。

著な相違は降⾬強度であり、40㎜/h以上の⼤きな

ΔV＝5.51×103r－1.11×107H 1 ＋2.46×106
3（1）

降⾬強度の降⾬があると、⼭腹から泥が流出し、⼲この式から、降⾬量は堆積に、有義波⾼は侵⾷

倉田奨励金研究報告書｜2018 年度（第 50 回）助成に寄与することがわかり、これらのデータを⽤いっていく予定である。

れば将来的な侵⾷・堆積量：ΔVの予測も可能となった。

2.5 結論
現地観測ならびに数値計算を⾏い、⼭国川と中2.3 計算概要

津⼲潟の広域⼟砂動態と地形変化を調べ、とくに⼲潟への影響が懸念される公共事業の環境アセ侵⾷・泥質化実態について検討を⾏った。その結スメントや将来的な⼲潟の地形変化予測ならびに果、⻑期的に⾒て明瞭な侵⾷あるいは堆積傾向と保全対策の検討のために、申請者らが開発していは⾔えないが、近年、変動幅が⼤きくなっている

る「潮汐と⾵波を考慮した泥と砂による広域⼟砂ことがわかった。また、⽔害があると泥質化し、動態・地形変化モデル：WDM-POM」を⽤いて、それ以外の出⽔では細砂化するが、泥質化は春に周防灘と中津⼲潟の流動場と広域⼟砂動態・地形は解消される。しかしながら、1mmクラスのアサ変化の計算を⾏った。現段階では、潮流・海浜流リにとっては冬季⾵浪による露出と潜砂⾏動によ場の再現計算についての報告となる。って⼤きなダメージを被ることが⽰唆された。多モデルは，POMをベースとして、波浪場をエネ変量解析から、⼲潟の侵⾷堆積量の回帰式を得た。

ルギー平衡⽅程式、海浜流場をラジエーション・数値計算によって、周防灘の反時計回りの潮汐残ストレス・モデル、泥の輸送を移流拡散⽅程式、差流と、中津⼲潟周辺では冬季に残差流に加えて砂の輸送をBailardモデル、地形変化を⼟砂収⽀式の東向きの海浜流が卓越することが⽰された。今で算定し、河川からの⼟砂流⼊境界条件として後，環境アセスメントに繋がる⼟砂動態・地形変gRSMを取り込んでいる。数値計算は、周防灘を化計算を⾏っていく。

対象とした⼤領域計算：Run 1と、中津⼲潟を対象とした⼩領域計算：Run 2を⾏った。Run 1では，３．発表（研究成果の発表）

徳⼭と別府、関⾨における実測潮位を、Run 2にお国内外の学会誌、学会講演会等における発表

いてはRun 1の計算潮位を境界条件とし、沖側境界を５件程度記載。

において苅⽥港の冬季有義波⾼・有義波周期を与記載内容：⽒名、題⽬、誌名、巻、号、⾴（年次）、えた。

学会名（場所、年次）
鵜﨑賢⼀・川嶋将央・⼩森崇弘、河川流域と沿岸2.4 計算結果ならびに考察
Run 1においては、既往研究でも⽰唆されている域を含めた⼲潟の広域⼟砂動態とその侵⾷堆積機構の解明、⽇本流体⼒学会年会2019発表概要集、

ように、冬季の⼤潮時の計算結果で反時計回りのUSB、⽇本流体⼒学会年会（電通⼤、2019）

潮汐残差流が形成された。これにより、南岸の中河川と沿岸域を含めた⼲潟の広域⼟砂動態と泥質

津⼲潟周辺では東向きの恒流が存在することにな化・侵⾷実態の解明、⼟⽊学会論⽂集B3（海洋開る。また，Run 2においては、北⻄⾵による⼊射波発）、CDROM、海洋開発シンポジウム（網⾛，2020）が引き起こす海浜流も重なり、東向きの強い流れ河川流域と沿岸域を含む⼲潟の広域⼟砂動態と侵場が形成された。現段階では冬季の計算であるた⾷・泥質化実態の解明、九州・⼭⼝地区海岸⼯学め、河川流⼊量は⼩さい値となっているが、今後、者の集い2019発表概要集、Web掲載、九州・⼭⼝

夏季の計算も⾏い、年間の地形変化量を算定する

地区海岸⼯学者の集い2019（佐賀，2019）とともに、将来的な地形変化予測や公共事業の環境アセスメント、また⼲潟の保全対策の検討を⾏