福岡水海技セ研報 第16号 2006年3月
Bull.Fukuoka Fisheries Mar.Technol.Res.Cent.Nol6 March 2006

豊前海沖合域における覆砂による底質改善効果
江藤拓也・佐藤利幸・長本 篤・上妻智行(豊前海研究所)

Effect on Improvement of Bottom Sediment by Sand Capping in the Offshore area of Buzen Sea.

Takuya Etou, Toshiyuki Satou, Atushi Nagamoto and Tomoyuki Kouzuma*(Buzenkai Laboraも豊前海福岡県地先は底質の有機汚染が進行した状態にあり,底生動物の多様性が低い海域である1)。さらに,夏を用いて底層(底上0.3m)の流れを測定した。なお,流れの測定は(秩)阪神臨海測量に委託した。

季の高水温期に底層で貧酸素水塊が形成されるなど,底(2)底質調査

質の改善が急務となっている2)。
豊前海では約10年前から覆砂事業による底質改善の試'03年8,11月および'04年2, 5月の計4回,図2に示すみが行われており,浅海域(小型底びき網操業区域:水調査点でコア採泥器を用いて採泥を行い,底泥表面から深10m以浅)の改善効果については,すでに報告されて3 cmまでを分取し,この試料を用いて硫化物量,強熱減

いる3)4)。しかし,沖合顛(小型底びき網操業区域:水量の測定を行った。試験方法は,水質汚濁調査指針5)に深10m以深)については調査がなく,覆砂の効果は明ら準じて行った。

かにされていない。そこで,豊前市地先の沖合域の覆砂施設を対象に物理・化学的調査等を行い,覆砂による漁場環境改善効果と,漁場としての利用の実態について明らかにしたので報告する。

方法

福岡県豊前市地先において, 1998‑2001年に豊前海沖地区大規模漁場保全事業として行われた図1に示す覆砂施設(面穫O.5km X1.0km,砂厚30cm

周辺を調査海域として,覆砂区とそこから南‑500mの地点を対照区(非覆砂区)として‑03年から‑04年にかけて調査を行った。
1. 物理・化学的調査(1)覆砂施設の形状変化
覆砂施工後の形状変化を明らかにするため,施工後5年経過した覆砂施設('98年11月施工)において,コア(内径3 cm)を用いて,無作為に5箇所の砂厚および浮泥量(覆砂上に堆積している泥)を測定した。また,流れの影響を確認するために,施工前の'97年11月6‑22日にかけて図2に示す定点において電磁流速計(アレック電子)*現水産振興課‑115‑

図1 調査海域江藤・佐藤・長本・上妻

ガラス管if

砂i L

亘注水 車十底盛、底生生物、流、兄調査点
震護30.5

小底試験操業 (矢印は操業方向)

II
十98は年経過「'99一oo‑0130cm(50cm)☆:水質、底質、底生生物調査点
小底試験操業(矢印は操業方向)

図2覆砂施設及び調査点(3)水質調査

上段:酸素消費速度試験、下段() :窒素溶出速度試験'03年7‑9,11月及び'04年2, 5月の月1回,図2に示

図3

す調査点でDOメーター(YSI社製)を用いて覆砂区と室内試験図対照区における底層の溶存酸素濃度を測定した。

2.生物調査(4)室内試験による酸素消費速度と窒素溶出速度(1)底生生物(マクロベントス)

試験方法の概要を図3に示した。酸素消費速度測定は'03年8,11月及び'04年2, 5月の月1回,図2に示す調

長さ30cm,内径10cm,窒素溶出速度測定は長さ50cm,内査点でスミスマッキンタイヤー型採泥器(1/20m2 を用径20cmのアクリル製コアサンプラー(コア)を使用し,いて1回採泥を行い,その場で採取した底泥を1 mmの覆砂区と対照区で潜水により底質の形状を乱さないよう目合のふるいで処理し,残存物に10%ホルマリンを加えに採泥した。採泥の厚さは酸素消費速度測定が15cm,塞固定した。底生動物の同定・計数は(秩)日本海洋生物

素溶出速度測定が25cm とした。船上で泥が巻き上がら研究所に委託した。

ないようにコア内の海水をサイホンで取り除いた後,揺(2)有用生物(小型底びき網)

水器を用いて底層水を採水し,50μ調査は'03年8,11月及び'O4年2, 5月の月1回,小型底mのネットでろ過し,この底層水をコア内に注入した。

びき網2種(えびこぎ網) ,'04年2月に小型底びき網3実験室に持ち帰った後,コアを恒温室に設置し,底質表種(けた網)を用いて試験操業を行った。試験は当該海面が乱れないように側面からマグネックスターラーを用域の操業実態を反映させるために,5,2月は昼間いて撹拝しながら,採水時の水温,暗所の条件で24時間放

月は夜間に,曳綱速度は2.5ノットとし,曳綱時間は10分,ll置を行った。

間で行った。

試験区は覆砂区,対照区及び底層水区(底層水のみを3. アンケート調査いれたもの)の3区とし,各試験区のコアの数は1回の試験につき1本とした。コア内の海水酸素濃度はYSI社製溶存酸素計(M50'04年12月に豊前海区の全小型底びき網漁業者142人をを用いて測定した。栄養塩濃度

対象として,今回調査対象とした覆砂施設に関するアンは放置前の底層水と24時間放置後のコア内の海水をガラケート調査を行った。アンケートは小型底びき綱協議会

スフィルター GFC でろ過した後測定した。測定は,を通して配布・回収した。

/水質汚濁調査指針5)に準じて行った。底層水注人前の酸素濃度及び栄養塩濃度と24時間放置後のそれらの差から結果

底層水の酸素消費と栄養塩溶出量を求め,底泥による酸素消費速度と栄養塩溶出速度を算出した。試験は, '03

1. 物理・化学的調査

年7‑9月の月1回行った。なお,試験の方法は覆砂事(1)覆砂施設の形状変化

業計測マニュアル6)に準じて行った。

砂厚と浮泥量は表1に,底層の実測流を図4に示す。
5年経過した覆砂施設の砂厚は平均21.4cmと設計値‑116‑

豊前海沖合域における覆砂による底質改善効果

30.0cm と比較すると約7割こ減少していた。浮泥量は平均0.9cmであった。

,11月'04年2月には1.26,0.66及び0.61mg/g乾泥を示し,底生動物の生息に影響を与える値(0.50mg/g乾泥)

大潮時の底層の実測流は,東西方向の流れが卓越して9)を上回った。有機物量の指標となる強熱減量は覆砂区おり,流速は最大で13cm/secであった。今回の覆砂に使で平均で3.3%と低く,対照区で10.2%と,覆砂区は対照用された砂のMd ￠は0.7であり,この値はMd ￠0.4‑区の1/3の値を示した。

〜1.45の砂の掃流限界流速8)である40cm/sec以下であっ(3)水質調査た。

底層の溶存酸素濃度の測定値を図5に示す。

表1 覆砂5年経過後の砂厚と浮泥量の比較

No砂厚cmj

浮泥量cm;

122.00.5Ta19.51.0323.

0.5422.0工5520.5工02工40.9789112'04※設計値の砂厚は30cm

図5 底層の溶存酸素濃度の比較
調査期間中,覆砂区は対照区に比べて,やや高い値を示し

1997Lt‑Vb

7'均79 1デa5b

一〇ーF ? ↑冒け

川戸.9'I

20‑ 'f2.
‑ '? I 'Fた。なお,夏季の高水温時に底層の貧酸素水塊はみられなかった。
(4)酸素消費速度と窒素溶出速度
酸素消費速度と窒素溶出速度の結果を表3に示す。
表3 室内試験による酸素消費速度と窒素溶出速度
酸 素 消費 速 度 (m g′m V da y )窒 素 溶 出速 度 (m g / m V da v )覆 砂 区 (A ) 対照 区 (B ) A / B* 1 0 0 覆 砂 区 (A ) 対照 区 ( B) A ′B * 10 0

図4 覆砂区の底層の流れの実測値, 0 3 年7 ′2 8 ‑ 2 9(2)底質調査

表2447423.2

1 0 3 年8 / l l ‑ 12353

3110124.5, 0 3 年9 / 1 0 ‑ l l283

10252772867

底質環境の比較

硫化物値で比較すると覆砂区164mg/m2/dayであるのに対し,対'03

1.26

照区277mg/m2/dayで覆砂区は対照区の59%であった。

0. 66

2/270.090.61

い値を示し,覆砂区は平均28mg/m2/dayであるのに対し,

5/14

0. 140.45

平均0. 130.74

8/114.<

13.1

2.4

9. 0

11/14
'040.15

窒素溶出速度を比較すると,いずれも対照区の方が高11/14(mg/乾泥g) '04

強熱減量

8/1126.043

酸素消費速度は,いずれも対照区で高い値を示し,平均調査月日 覆砂区(A)対照区(B) A/B*100'03(ーc:196

硫化物濃度,強熱減量の測定値と平均値を表2に示す。

58

底層 水 温

0. 12

2/27

3.4

5/142. 4

平均3.3

対象区は平均67mg/m2/dayと覆砂区は対照区の43%であ17%った。試験時の底層水温は23.2‑26.0℃の範囲を示した。
2. 生物調査(1)底生動物(マクロベントス)

10.2

32%

底生動物の測定結果を表4に示す。多様度指数は群集を定量的に評価する指数であり, Shannon‑Wienwer多硫化物濃度は覆砂区で平均で0. 13mg/g乾泥と低く,対照区で0.74mg/g乾泥と高い値を示した。対照区の'03年様度指数(HO =‑ ∑PixIn(pi)を用いて,個体数piと種類数In をもとに算出した。

‑117‑

江藤・佐藤・長本・上妻表6

表4 底生生物調査; '03年8/311日i ll月.14日

環形動物

2I

節足動物

I個

体数

種類数

設問1 覆砂場所の認知度‑'04雪月27日i

知っている

5月14日

, n#ix , mwm, msm, mm, s#is, mwm, w#e, mpse
I 1‑I 141 15￨
3￨ 15‑
̀‖
7I 1

軟体動物

1II2I1I12I

小型底びき網漁業者‑のアンケート調査

1356割合Il

知らない回答者数79%*無回答1I

3I

多様度(H' )設問2

覆砂施設の利用状況
利用している'03年8月の個体数を除くと覆砂区の方が,個体数,種類数および多様度指数が高かった。種類数および多様度
指数

H'は覆砂区でそれぞれ5‑12種,1.52‑3.35であり対照区では2種,0.81‑1.00であった。

22割合

68%

設問3 覆砂施設を利用する季節
夏

21%

豊前海沖合城の覆砂施設は,主に小型底びき網が利用

漁法
操 業 時間夜
預砂 区

・0 3 11/ 4‑えび こぎ網
‑l夜
海 砂区
対照 区

対 照区

'04 5′1 7
えび こぎ網
畳趣 砂区

対 象区

2種:夜間

3種:昼間

2024

設問5 1年間の覆砂施設の利用日数
1‑244025010

カレイ簿

3141'IOi0:

74000050703000232

低 価格 魚 シ口ク.チ
シャコ
その他

263ー152個 停数
種 揮数
多 様度

1617%

24%
*複数回答可対象 区

高 価格 魚 クルマエビ
シ口キ.ス
マコ一チ

2127%

40割合

' 04 2 /2けた網
畳符砂区

35%
*複数回答可

33

2種:昼間
回答者数

表5 小型底びき網試験操業

冬42

設問4 覆砂施設の利用形態

験操業結果を表5に示す。

'0 3 8′2 2
えび こぎ網秋25割合

しているので,操業時間,操業速度等を実態に合わせた試

31%

*無回答1
春(2)有用生物(小型底びき網による試験操業)

利用していない

回答者数

回答者数

調査日

14062127300003504599 i‑40 ∫202
10 12250325150808ー15 1159515212622725936138(H1 )漁獲された個体数は℃4年2月を除くと,いずれも対照

‑10割合

‑50

設問615%

1023%

19%21%

覆砂効果が高い魚種
クルマエビや

回答者数
割合

砂区でそれぞれ13‑16種,2.48‑3.87であり,対照区では割合

カレイ類

キス

タロタつ

3119%

30%
ハギ類

回答者数

マコやチ

18

2314%

15ウシノシダ類 その他. 1411%

4%*複数回答可6‑12種言.41‑2.53であった。魚種をみると,覆砂区で設問750以上

1113%区の方が多かった。種類数および多様度指数(HO は覆高価格魚のクルマエビ,カレイ類が多く,低価格魚のシロ‑20

回答者数

今後の覆砂場所‑の要望

グチ等は対照区で多かった。

中部大型南部大型 人工礁 その他
魚礁付近魚礁付近付近

3.アンケート調査結果
アンケートの回収率は71人と,全体の約5割の人から回答者数
割合

2639%

2436%

13%

12%

*無回答 4の回答があった。アンケート調査結果については表6に設問8 今後の覆砂事業‑の要望
砂山魚礁
現状示す。
(1)覆砂施設の利用実態
覆砂施設の認知度:全小型底びき網漁業者の約8割が回答者数
割合

4468%

今回調査した覆砂施設の場所を知っていた。
覆砂施設の利用状況:さらに約7割の漁業者が実際に利用していた。
夏季であり,次いで秋季,春季,冬季の順であった。
覆砂施設の利用形態:えびこぎ網の昼間操業している漁業者が最も利用が多いが,えびこぎ綱の夜間操業して‑118‑

3%

設問9 今後の水産基盤整備事業の要望
海底清掃

覆砂施設を利用する季節:最も多く利用する季節は,

石と砂

1929%
*無回答 6

回答者数

覆砂51割合

55%

魚礁

3437%
*複数回答可豊前海沖合域における覆砂による底質改善効果

覆砂区と対照区の底泥の酸素消費速度及び窒素溶出速いる漁業者の割合が少ないことから高い頻度で利用して度の結果から,覆砂を行うことにより底泥の酸素消費といるものと思われる。
1年間の覆砂施設の利用日数: 1年間に10‑20日程度

底泥からの窒素溶出が減少し,貧酸素水塊の発生を抑え,利用している漁業者が最も多いが,50日以上という漁業生物に対して好適な生息環境条件を提供することが期待者も約2割を占めた。

できる。その結果,底生動物の個体数が増加するととも覆砂効果が高い魚種:上位3種は,クルマエビ,カレイに種の多様性が増え,それらの底生動物を餌量として,砂質を好む高価格魚のクルマエビ,カレイ類が増加するも演,キスと砂質を好む魚種が占めた。のと考えられる。
豊前海では言責海域(水深2,(2)今後の覆砂事業への要望

mの覆砂効果は報今後の覆砂場所:中部大型魚礁付近と南部大型魚礁付告されており,今回の沖合城(水深10m)の海域におい近の要望が多く,小型底びき網漁業者が多い地区から近ても改善が認められた。そこで,施工後の経過年が近く,い操業場所‑の要望が強い。

砂厚が一致するそれぞれの海域での底質改善効果の比較

今後の覆砂施設:魚礁のように「砂の山」をつくってを表7に示した。今回調査の沖合城水深10mでの覆砂ほしいとの要望が多い。現在の覆砂工事は管理等の面か区の底質は,浅海城2及び8mでのそれに比べて,水深ら,砂投入後,工事船でU字鋼を曳いて砂表面を平らに2mとほぼ同様の底質の改している。

善効果がみられた。

mには劣るものの,水深8今後の水産基盤整備事業:海底清掃の要望が最も多い

表7 水深別の底質の比較

ちのの,漁場造成面からみると小型底びき網漁業者が直接操業できる覆砂事業の要望が多い。

調 査海域

沖 合域

浅海 城

(小 型底 び き網操 業区域 )(小 型底 ぴ き網操 業禁 止区域 )8m
ー2m

水深10 m経 過年 数

5年

区分

3年

覆砂 区

対照 区

A ′B * 10 0 覆 砂 区
(A )

対 照区

A / B* 1 0 0 覆砂 区
(% )
(A )

(A )

(B )

0 .1 30.74

1 7%

0 . 040 . 87

5%0 .0 1

0 .7 6

1%

3.3

10 . 2

3 2%

3 .4

9 .9

38 %

0 .8 58 .8 7

10 %

(B )

対照 区

A/ B * 1 00

(B )

(% )

硫 化物

豊前海沖合城の5年経過した覆砂施設は,砂厚が当初(m a/ 乾 泥q )強 熟減 量(㌔)の約7割に減少していた。この減少割合は,同様の事業が行われている内湾の有明海の事例(10年経過後,約7また,同様に今回調査と浅海城調査での水深別の小型割に減少.水産振興課調査)と比較すると減耗が大きい。
その原因としては大潮時の最大流速が掃流限界流速以下

底びき網試験操業の比較を表8に示した。

であったことから,通常の流れではほとんど砂は流出し沖合域水深10mでの漁獲物は,浅海域水深8 mのそれないと考えられ,台風等の時化時の掃流限界流速を超えに比べてクルマエビ,カレイ類などほぼ同様の覆砂効果

る流れによる砂流出や小型底びき綱の操業による影響ががみられた。しかし,水深10m以深の海域は小型底びき大きいためと考えられる。

網漁業の操業区域であり,周年,小型底びき網が操業利用

一方,浮泥量は約1 cmと過去の浅海域調査の5年経過した覆砂施設の約4 cmと比較すると少ない。この点していることから,その効果はさらに高いものと推定された。

については,今回の沖合域の施設は小型底びき網の操業

表8 水深別の小型底びき網試験操業の比較区域であることから,漁具等により撹拌され,浮泥が堆積しにくいもと思われる。
以上のことから,覆砂施設の形状は砂の減耗は多少みられるものの,10年間という耐用年数期間は,十分砂厚を調 査海域

沖 合域(小型 底ぴ き網操 業区域 )浅海 城(小型底 ぴ き網禁止 区域 )

水深
経 過年数

10m
5年8m
3年

区分

符 砂区
平均

クルマエビ

確保できると推定されるが,今後の追跡調査が必要であ

カレイ類
個 体数る。

種 薙数
多 様度 (H1)

対照 区
範囲

平均

預砂 区
範囲

1851‑ 44
3ー701301476一6 97
16‑ 293.04

1 .90ー3.5 5

平均

対 照区
範囲

16100‑210142
9104‑ 645
8‑ 14364
24

1 .88

1.37一3 .55

2 .80

1.90‑ 3.55

平均範囲

0‑33003‑20

57 R‑697
16‑2938 8120‑ 16104‑ 645

1.9?

8 ー141 .37‑2 .48※ 4回調査の平均汲び範圃を示す

底質環境の指標である硫化物量,強熱減量の値が対象

今回調査した覆砂施設の経済効果を把捉するために,区で高いことから,対照区では有機物が多く,汚染が進行していることが推定された。しかし,覆砂区ではこの値

漁獲魚種について,中川ら10)の方法を参考に,大きさや魚は低く有機物が減少し,底生動物の生息に好適環境とな市場のデータをもとに推定漁獲金額を算出した。なお,ることが示唆された。

根拠となる想定単価を表9に,推定漁獲金額を表10に示す。
‑119‑

江藤・佐藤・長本・上妻区で低い値を示した。

覆砂区と対照区を比較すると,覆砂区は重量で1.5倍,2)溶存酸素濃度は,周年を通して覆砂区でやや高い値

推定漁獲金額で6倍程度,対照区を上回った。このようを示した。に漁獲の面からも覆砂による底質改善効果が示唆され

3)覆砂を行うことによって,底泥による酸素消費速度た。

を59%に,窒素溶出速度を43%に抑えられることがわか

表9 魚種別の想定単価

魚種
国lロココ

4)覆砂区と対照区の底生動物の個体数,種類数および:金額(円)

クルマエビ
内った。

t国1

℡El

四国

4,500
由t四t=ミロ

ヱ22ヨ

カレイ類

回国

ココヨ

惣tq

コロー=

巳

db t=

マゴチ
匂̲

̲

̲

̲

̲

ウシノシタ類‑

̲

日日臼

璽

、‑‑

‑

‑

‑

‑

買二

ココ可ロ

tコ

も高くなっていた。

コh t‑

300
こくくくくくくく‑

ト藍

亘

シロギス
コに魚のクルマエビ,カレイ類が増加しており,生物の多様度‑・‑・ ‑

800

Zn t‑I ltロ亘

5)小型底びき綱で試験操業した結果,覆砂区で,高価格b900一シャコ虫ることがわかった。

l=一.

甘‑

クロダイq

多様性の比較から,底生動物の生息環境は改善されていt匂1,000lqp‑

t四1,200‑

禦そH蒔ヰ

率

璽1

憂H‑‑,.くくくく・‑笥8D tココ6)覆砂区と対照区を比較すると,覆砂区は重量で1.5倍,'‑'‑ノぷ20035

推定金額で6倍程度対照区を上回っていた。

ココlニl

シログチ

1007)沖合域の覆砂事業においても浅海城と同様な底質改1kg当たり表1 0

善効果があることが分かった。
8)小型底びき綱漁業者へアンケートを行った結果,今覆砂区と対照区の漁獲量と推定漁獲金額

回の調査結果とほぼ同様の覆砂の効果を実感しており,重量(kg)
覆 砂 区 (A )対 照 区 (B )03 .8 .2 2

5.4

3. 04

0 3. ll .42 .6 704 .2 .2

3 .3 7' 04 .5 . 17
平均

3 .2 7(A ) / (B覆 砂 区 (A )対 照 区 (B )6 ,5 70

4 90

2. 92

3,6 89

72 5

1. 77

2 , 172704

0 . 7 fi

2 ,7 54465

3,7 96

59 6

2. 12

1 .5(A ) / (B )今後も覆砂事業への要望が高い。

6 .41)江藤拓也・佐藤博之弓申薗真人:夏季の周防灘の底アンケート調査の結果から,操業実態については,夏季

質環境とマクロベントスの分布,福岡県水技研報,第8を中心にえびこぎ網で夜間操業を行い,クルマエビ,カレ‑号、 107‑112 1998).

イ類,キス等を漁獲する漁業者が多く利用していること

2)神薗真人・江藤拓也.荒田敵生:豊前海の貧酸素水から,今回の試験操業結果とほぼ同様の効果を漁業者が塊形成と降水量との関係,福岡県水技研報,第1号. 217‑実感していることが伺える。

224(1993).

今後の要望として,覆砂場所については,燃料費節減等

3)神薗真人.江藤拓也・上奏智行:覆砂による豊前海の関係から地元漁港から少しでも近い場所につくってほの底質改善効果,福岡県水技研報,第2号. 129‑134 199

しいとの要望が多く,今後の計画についても十分反映さ4).

せるべきである。また,覆砂方法については,魚類が蛸集

4)江藤拓也・中川浩一・佐藤博之:豊前浅海城におけしやすい瀬のような「砂の山」にしてほしいとの要望がる覆砂による底質改善効果,福岡県水技研報,第9号. 6

多く,管理の方法も含めて実証試験を行い形状の変化や上65(1999).

効果について明らかにする必要がある。

5 )日本水産資源保護協会編:水質汚濁調査指針,237‑2

今回,施工後5年経過した沖合域の覆砂施設の効果を

56(1980.

評価し言責海域と同様に底質改善効果があることがわか6)水産庁:覆砂事業効果計測マニュアル(2003

ったが,今後はさらに継続して調査を行い,覆砂効果の持

7 )福岡県水産振興課:平成10年度豊前海沖地区大規模続性等,長期的な観点での評価が必要であるこ考える。

漁場保全工事(1998)
8)秋本恒基・山下輝昌:回流水槽による造州漁場の耐久性の検討,福岡県水技研報,第1号.211‑215 1993 .
9)荒川清:底泥中の有機物の発酵とベントスの生息との関係,内水研報告,第7号, 12‑15 (1955)

豊前海沖合域での覆砂による底質改善について検討を

10)中川清・中川浩一:豊前海における大型魚礁の集魚行った。
1)底質環境(硫化物濃度,強熱減量)の測定値は覆砂‑120‑効果,福岡県水技研報,第11号.77‑81 (2001 .