遠州灘の堆砂侵食問題に挑むジェットポンプ式サンドバイパス技術の効果について
Effect of Sand Bypass Technique Operated by Jet Pump used for Solution of the Problem of Erosion andSedimentation in Enshunada
竹原洋一郎*・森田 整**・小畠大典**・冨澤伸樹**
Yoichiro TAKEHARA, Sei MORITA, Daisuke OBATA and Nobuki TOMIZAWA* (一財)漁港漁場漁村総合研究所

第 1 調査研究部 主任研究員** (一財)漁港漁場漁村総合研究所

専門技術員

In Japan, a problem of erosion and sedimentation occurs in many places. Along the coastline of over
30,000km in total, drift sand is dammed in the upstream of breakwaters in fishing ports constructed insandy coast areas and the downstream of them is eroded. To solve the problem, an engineering technique
named sand bypass by which sand dredged using a dredger is conveyed by ships or trucks and put ineroded areas has been adopted. In this paper, a case of Enshunada where sedimentation is automaticallysucked up by a pump and conveyed to the eroded coastal area using a pipe is introduced. We evaluatedeffects of filling up of fishing ports and recovery of eroded coasts, and environmental impacts of them.
Key Words : Sand Bypass system, Fukude Fishing port, Enshunada, Shizuoka Prefecture.

1．はじめに総延長で 3 万キロを越える海岸線を有する日本では,至る所で沿岸流により砂が移動する漂砂現象が見られる.
その一部では砂浜海岸に出来た防波堤等の構造物等により漂砂がせき止められることによって,堆砂侵食問題が起きている.
サンドバイパスとは,堆積した砂を採取して侵食域に投入する工法であり(図-1),これまでは作業船や車両系建設機械等で運搬される方法がとられてきた.

図-1 海岸の漂砂と堆砂浸食問題
本稿では,堆積した砂を特殊なポンプで自動的に吸い上げ,侵食海岸へパイプ輸送するというジェットポンプ式サンドバイパスの技術を採用した静岡県の事例から,まずジェットポンプ式サンドバイパス技術について説明し,平成 26 年から行われているサンドバイパス試験運転に至った経緯と砂の輸送実績について紹介する.

そして,サンドバイパス効果による地形変化について,深浅測量と数値シミュレーションにより現況の確認と今後の予測を行い,その効果について評価する.
最後にサンドバイパス運転による周辺環境として水質,底質調査結果と共に,現地で重要視されているアカウミガメ産卵数(上陸数)とシラスの漁獲量についてサンドバイパス運転前後の変化を検証する.

2．ジェットポンプ式サンドバイパス技術
ジェットポンプ式サンドバイパス技術は,静岡県が国(水産庁,国交省)の補助事業として,福田漁港にて我が国で初めて実施している.
一方,国外では豪州のクィーンズランド州で年間 50万 m3 の砂輸送を 30 年近く継続している実績がある.
福田漁港で平成 26 年の春に全ての設備が完成した.
この技術のしくみは,1000m3/h の低圧給水ポンプを使って海水をポンプ室へ取り込み,426m3/h の高圧駆動水ポンプにより海水に高水圧をかけて桟橋上の浚渫箇所へ送る.そこにはジェットポンプ(高圧水エジェクター)4 基を海底面下の砂の中に埋設して置く.
このポンプは駆動水を 2 系統に分け,一方は海底面下の砂の中へ噴射してポンプ周辺の砂を攪拌しスラリー(海水混じり砂)化する.また,もう一方はポンプの下部より上向きに噴射し,それを排砂管で受ける事で周辺に負圧を発生させてスラリーを吸い込む.ジェットポ
ンプに動力が無いため水中においても故障が少ないメリットがある(図-2.1).
吸い上げられたスラリーは．桟橋からポンプ室に送－29－

られ再び 850m3/ｈのスラリーポンプ 2 台で圧力をかけられて 2.2km 先の吐出口までパイプ輸送される(図2.2).

スラリーを配管によりポンプ室へ運ぶ

ジェットポンプ室などの設備が完成し,現在は試験運転を行いながら砂の輸送量や設備の維持管理など最適な運用方法を検討している.
静岡県は,平成 26 年から平成 28 年にかけて「福田漁港・浅羽海岸サンドバイパス検証委員会(座長：佐藤愼司氏)」を 3 年間で 3 回開催してサンドバイパス技術の効果を検証すると共に，深浅測量等や環境モニタリング等を行い,環境影響評価について検証した.
1 年間を通して運転できた平成 27 年度は,サンドバイパスシステムにより漁港防波堤の上手側に堆積した砂を予定の 8 万 m3 に対して約 8.9 万 m3 輸送し目標を達成した.

駆動水を噴射し砂をスラリー化させる
負圧でスラリーを吸い込む

図-2.1 ジェットポンプのしくみ

図-3.1 福田漁港

4．サンドバイパス効果による地形変化
図-2.2 ジェットポンプ式サンドバイパスのしくみ

3.サンドバイパス試験運転の実績
遠州灘の約 110km ある海岸線の中央付近に天竜川があり,そこから東に 10km ほどのところに福田海岸・浅羽海岸がある.以前は天竜川から砂の供給を受け,沿岸流により砂が運ばれる漂砂により豊かな砂浜を維持してきた.
しかし福田漁港周辺では,防波堤が構築された事により漂砂の一部がせき止められ,防波堤上手側の福田海岸では砂が堆積し,下手側の浅羽海岸が侵食する現象が起きた.
静岡県は平成 15 年から平成 17 年にかけて「福田漁港・浅羽海岸サンドバイパス検討委員会(座長 磯部雅彦氏)」を,3 年間で 4 回開催して,ジェットポンプ式サンドバイパス技術を採用し,砂を年間 8 万 m3 移動することで,漁港口の埋没対策及び浅羽海岸の浸食対策を行う事とした(図-3.1).
平成 26 年 3 月にサンドバイパスを行う桟橋やポンプジェットポンプ式サンドバイパス運転前後の福田海岸・浅羽海岸の堆砂侵食状況を把握するため,静岡県は定期的に深浅測量を行っている.また,サンドバイパス技術の導入に合わせてスラリーの吐出口より東側へ約4km 区間について監視カメラを設置して(図-4.1)汀線
位置や砂の変化について観測している.

浅羽海岸

約 4km

図-4.1 深浅測量位置と監視カメラ設置位置
今後の予測については 3 種類の数値シミュレーションを実施し長期的な福田海岸・浅羽海岸の海岸線の変化について堆砂侵食の予測を行った.

－30－

断面変化 No.68+100

4.1 深浅測量結果検討

吐出口

H26年2月5

No.69+100
No.68+100
No.67

depth change 1302-->1602 contour line 1602

弁財天川
01000(m)福田漁港

Sediment volume change1302-->1308

30.0

H25年2月～H25年8月

0.0
-30.0

Sediment volume change1308-->1402

30.0

H25年8月～H26年2月

0.0
-30.0

Sediment volume change1402-->1407

30.0

H26年2月～H26年7月

試
験運
転0.0
-30.0

Sediment volume change1407-->1502

30.0

H26年7月～H27年2月

0.0
-30.0

Sediment volume change1502-->1505

30.0

H26年7月

台風2618号

H26年10月
H26年12月

L.W.L.

0

台風2706号

D.L.(m)

台風2711号

H27年2月
H27年5月
H27年11月-5低気圧

No.69+100
No.68+100
No.67

福田海岸及び浅羽海岸の深浅測量は,静岡県により
全長 18km,42 側線について,毎年冬場 1 回と 1 部の区域は夏場にも行われている.
これまでの測量結果から,サンドバイパス運転前の傾向として，浅羽海岸の砂量は全体的に侵食傾向にあった.季節別に見てみると冬～春にかけて砂浜は増加し,夏～冬にかけて減少していた.
これに対して,運転開始後の平成 27 年夏場～冬場(2月)にかけても堆積傾向が見られた(図 4-2).
また,縦断面変化(図 4-3)でも運転後では,汀線付近で勾配が平成 26 年 7 月～10 月の台風により侵食されているが,平成 27 年 11 月の早い時期に回復している現象が確認されていることから砂が供給されている様子が伺える.

depth change 1302-->1602 contour line 1602

H28年2月
T.P.+0.0
吐出口-100200
0

1000

400

600

800

1000(m)(m)

図-4.3 縦断面変化(吐出口位置 No.68+100)

4.2 広域汀線変化シミュレーション
サンドバイパスを運用した場合としない場合の福田・浅羽海岸を広域にわたって，30 年間の汀線変化を予測して，汀線変化モデル(1－Line モデル)により評価した.
その際,静岡県が実施している汀線測量とシミュレーションンの変化量が一致していることを確認した．
その結果,サンドバイパスを実施しない場合の 30 年
後の汀線は福田漁港上手側約 4.5km の区間で汀線が最大 100m 程度前進して堆積が進み,下手側の浅羽海岸は供給量が不足して汀線の後退が進む.これに対してサンドバイパスを年間 8 万 m3 実施した場合(図-4.4)，福田漁港上手側では約 1km の区間で最大約 50m の後退があるが,下手側の浅羽海岸の汀線は広域で維持され漁港付近 3km 区間では最大 100m の前進が予測される.
この場合,福田海岸の更に上手側にある竜洋海岸の浸食が心配される声もあるが,今回の評価では影響は確認されない結果となっている.平成 15 年～17 年検討委員会のシミュレーションでも同様の結果となっている(図 4-5).

H27年2月～H27年5月0.0

H27年5月～H28年2月

8500

8000

7500

7000

6500

6000

5500

5000

4500

4000

3500

3000

2500

2000

1500

1000

0500

沿岸
距離（ｍ）

500

0200
150

汀
100
線 50
変
0化 -50
量 -100ｍ -150

汀 線 形状

凡例 ：初期 汀 線 ( 0 年 4 月 )計算 汀 線 ( 3 0 年 3 月 )護岸 線

汀 線変 化 量（凡例：計算 ）図-4.2 沿岸方向の土砂量変化による沿岸漂砂の特性
更に平成 28 年冬場には汀線付近の緩やかな勾配が東側に移動しており漂砂による砂の移動の可能性も確認された.
福田漁港上手側については,桟橋付近を中心に堆積傾向が見られ,サンドバイパスによる砂の移動量より堆積量が多い状況が確認された.計画した平成 17 年当時にくらべ,高さ 2m 以上水深が浅くなっていることが確認されている.

－31－1km
3km-200

浅羽海岸
4,535m

3 0 年3 月

福田漁港

福田漁港海岸1,835m大田川

吐沿岸方向の断面土量変化出口(×1000ｍ3)：横軸

漁港

9000

0.0
-30.0

1000

弁財天川

沖
距 1500離ｍ

Sediment volume change1505-->1602

30.0

東突堤

2000

-30.0

福田海岸
3.363m図-4.4 将来予測：サンドバイパス年間 8 万 m3
(30 年後)

8 万 m3 を浅羽海岸側に輸送)と，運転しない場合のそれぞれの航路・泊地における 1 年間の埋没量を予測した.
その結果,サンドバイパスの運転をしない場合(図4.7)に比べて,運転した場合(図-4.8)は,1 年間の堆砂量が平均で約 80%低減されることが確認された.特に福田漁港港口部の航路付近では顕著に違いが現れている.

図-4.5 平成 17 年委員会時の将来予測(30 年後)

4.3 広域海浜変形シミュレーション
サンドバイパスを運用した場合の福田海岸・浅羽海岸の地形変化を予測するため，水産工学研究所と当研究所が共同開発した「長期的な広域海浜変形計算モデル」を用いた検討を行った.
同モデルは①潮位変化②波浪の変化③河川流,入退潮量及び土砂供給を考慮し,福田・浅羽海岸の中領域で収集した深浅・汀線測量サンドバイパスにより年間 8 万m3 輸送した場合としない場合の差異を 12 ヶ月の水深変化を整理し再現・予測した.
予測計算の結果(図 4-6 参照)は,サンドバイパスの効果により,桟橋付近で水深が深くなり,吐出口付近では堆積が生じる.一部は福田漁港方向にも供給されているが,自然の沿岸流の働きにより徐々に浅羽海岸東側へ影響を広げていくものと想定される.

福田漁港

図-4.7 サンドバイパスを運転しない場合の堆砂侵食

福田海岸

depth change 0000-->0001 contour line 0001

堆積侵食

東突堤

福田漁港

4.5 まとめ大田川

0

浅羽海岸
4,535m

図-4.8 サンドバイパスを運転した場合の堆砂侵食

福田漁港海岸1,835m

5000(m)

福田海岸
3.363m図-4.6 サンドバイパス年間 8 万 m3 運転時の堆砂侵食状況

4.4 福田漁港航路・泊地の埋没予測解析
福田漁港の航路・泊地を対象として，水産工学研究所と当研究所が共同開発した「港内埋没モデル」により，①ブシネスク方程式を用いた波浪場・流動場の解析，②
掃流砂モデルによる地形変化解析，③準 3 次元非平衡
浮遊砂輸送モデルによる地形変化解析，④累積地形変化の計算を行い，サンドバイパスを運転した場合(土砂深浅・汀線測量結果よりサンドバイパス試験運転の成果で,浅羽海岸に輸送された砂の吐出口付近では堆積傾向にある事がわかり,また，将来予測のシミュレーション結果によると,今後のサンドバイパス運転により浅羽海岸の浸食を止め,漁港内の堆積を軽減することが判った.
まだ 2 年間弱の運転実績では測量結果の評価は不十分だが今後も調査を継続することによりシミュレーシ
ョン結果との整合性を確認していく必要がある.
余談だが浅羽海岸では毎年サーフィンの大会が開催されているが,近郊のサ－フショップのブログでは吐出口付近の地形が遠浅となりサーフィンに適した地形になってきているとの紹介があった．また，同じ区域で最近キス釣りを楽しむ人が増えたとの話もある.

－32－

5．サンドバイパス運転による周辺環境
ジェットポンプ式サンドバイパスの運転により,福田海岸及び浅羽海岸について,底質や砂の粒径,水質及び生物環境に影響がないか，定期的に静岡県が調査しているデータより解析して評価した.
また,毎年夏場に産卵に来るアカウミガメや福田漁
港で水揚げ量が 1 番であるシラス漁への影響についても各種データと関係者へのヒアリングにより評価した.

を実施した結果,運転中の SS 及び濁度の最大値は運転前の最大値を超えなかった.
ことからこのサンドバイパス運転による水質への影響は無いと判断される.

5.1 底質・粒径調査

図-5.3 水質調査位置

調査はサンドバイパス運転前の平成 25 年と試験運転開始後の平成 26 年と平成 27 年にジェットポンプでの浚渫域，輸送された砂の吐出口付近，及び,対象地点として吐出口の約 4km 東側の地点において,汀線位置と水深-5m にて底質の採取・分析を行った(図-5.1).
調査の結果,底質有機物はサンドバイパス運転前後での変化は無く,粒径に関しても運転前後の 50%粒径は0.2～0.4mm の範囲で推移しており,特に変化は見られなかった(図-5.2).

No.45

No.43

No.28

No.41

No.25
福田漁港

排出口

浅羽海岸 4,535m

福田漁港海岸 1,835m

5.3 生物環境調査
サンドバイパス運転前の平成 24 年から 25 年,及び運転開始後の平成 26 年から 27 年にかけて,吐出口付近,及び対象地点として約 4km 東側の地点において(図5.4),汀線部及び水深-5m 地点の底質表層 25cm2 を採取して,底質動物の調査を行った.
この結果,採取された底質動物の綱別個体数構成は,季節変化と考えられる構成比の変化は見られるものの,甲殻類や多毛類を中心とした種構成で推移しており,変化は見られなかった(図-5.5).
また,上記同様の地点のうち,水深-5m 地点で実施した動物プランクトン調査でも,同様に節足動物の出現個体数が 8 割を超える傾向に変化は無く,運転前後の変化は見られなかった(図-5.6).
以上からサンドバイパス運転による海生生物への影響はほとんど無いと考えられる.

図-5.1 底質・粒径調査位置［ 各調査地点の底質（50%粒径） ］ 単位：㎜
0.6

No.28

0.6

0.40.20.0

0.6

0.6②③④⑤No.25

0.00.60.4

0.20.2①②③④⑤0.0No.45

0.40.2
①0.4
0.0

No.43

0.40.2①②③④⑤No.41①②③④⑤0.0①②③④⑤①H25年 9月(運転前）②H26年 8月(休止中）③H26年12月(運転中）④H27年 3月( 〃 ）⑤H27年 7月(休止中）

図-5.2 各調査地点の底質比較

5.2 水質調査
サンドバイパス運転前の平成 25 年と運転開始後の平成 26 年,27 年に輸送した砂の吐出口付近,及び対象地
点として約 4km 東側の地点(図 5-3)において水質調査－33－

図-5.4 生物環境調査位置

平成 24 年

平成 27 年

アカウミガメの上陸回数
旧大須賀町

旧浅羽町

旧福田町

旧竜洋町

旧浜松市

旧舞阪町

旧磐田市

250
200
150
100500

図 5-8 生物環境調査結果
今回の対象地である遠州灘沿岸は,駿河湾と並びシラスの漁場として知られている.このシラス漁獲量についてサンドバイパスが位置する福田漁港周辺を漁場とする遠州漁業協同組合の漁獲量は，平成 25 年以前には 1400～1600t,平成 26，27 年は平均 1750t あり,顕著な増減は見られなかった.また,他の地区の年間水揚げ量推移と比べても突出した傾向は無いことから(図5.9),サンドバイパス運転による影響はほとんどないものと考えられる.
遠州漁協へのヒアリングでもシラス漁は毎年 3 月～翌年 1 月中旬までの漁期では既設や天候の要因による変動はあるが,運転による影響は無いとのことだった.

図-5.5 生物環境調査結果

平成 24 年 2 月

平成 27 年 3 月

5.5 まとめ
全体的にサンドバイパス運転による周辺環境に対する影響は確認されていない.
ただし,試験運転から 2 年弱程度の情報に対する結果であり,気象海象やその他の影響の可能性も考慮する必要がある.今後も出来るだけ長い期間モニタリングを継続して,総合的な判断を行う必要がある.

図-5.6 動物プランクトン調査結果(門別構成比)

5.4 アカウミガメ・シラスへの影響
遠州灘では,アカウミガメの上陸数，産卵数について静岡県により毎年の調査が実施されている.サンドバ
イパスの吐出口が位置する袋井市の傾向は,平成 26 年
度で 56 頭上陸し 42 巣の産卵が確認されたが(図-5.7)，遠州灘全体の傾向と変化は無く(図-5.8)サンドバイパ
ス運転による影響は見られなかった．また，アカウミガ
メの調査を実施している保護活動関係者へのヒアリング結果においても影響は確認されなかった.

図-5.7 生物環境調査結果－34－福田漁港

用宗漁港

6.1),天橋立や皆生海岸の例にあるとおり,砂浜の上手側から漂砂等で下手側や沖側に流出してしまう砂を上手側に戻す,サンドリサイクルとしても活用できる(図-6.2).

舞阪漁港

3,500

シラス年間水揚高(t)

3,000
2,500
2,000
1,500
1,000
500
0

H14年 H15年 H16年 H17年 H18年 H19年 H20年 H21年 H22年 H23年 H24年 H25年 H26年

図 5.9 シラス漁獲量の経年変化

6．ジェットポンプ式サンドバイパス技術の特徴(4)施設の効率的な運用ができる
施設の維持費軽減や有効活用としては,豪州で桟橋を釣り場として一般に有料で開放して地域住民に親しまれている例がある.
また,サンドバイパス運転費では電気代が多くを占めるが，障害物の少ない海岸の地形を生かした風力発電やスラリーの輸送路を利用した小水力発電施設を備えることが可能である.

2 年間の試験運転の検証により，ジェットポンプ式サンドバイパス技術が堆砂侵食問題に一定の効果がある事は伺えた.
これまで行われてきた海岸保全対策の浚渫工事や構造物に比べて,この技術の特徴は何処にあるか考えてみると以下のことが上げられる.
(1)海岸に対する環境影響が少ない．
浚渫のように海底面を広範囲にわたって乱して砂を掘削することや,波や漂砂を阻害する構造物を作らないため,潮流等が変わる事による魚の回遊パターンや,海底に生息する生物の環境負荷を軽減することが出来る.
図-6.1 港口埋没を防ぐサンドバイパス(豪州)(2)時期や天候を選ばない工事の場合,設定された工期内での施工となり,ある時期に集中して浚渫を行う事になるため,年間を通して必要な時期に必要量を施工することが難しい.また,台風など荒天時には漂砂が卓越するにもかかわらず,安全上工事は出来なくなる.それに対してジェットポ
ンプ式サンドバイパス技術だと時期や天候を選ばず,スイッチ 1 つでいつでも砂を運搬できる.例えば冬場の日本海側では荒天が多く,漂砂や飛砂により大規模に砂が移動するが,工事が出来る日は少ない.しかしこの技術では,天候に関係なく必要なときに移動した量を戻すことが出来る.通常運転に関しては特別な技術も必要ないため,資格者を配置する必要も無い.
(3)いろいろな条件の現場に対応できる
ジェットポンプ式サンドバイパス技術のシステムは自由に組み立てられる.海水の給水場所とポンプ室,ジェットポンプ設置とその整備を行うクレーン設置スペースがあれば可能となる.必ずしも桟橋が必要では無く,浚渫砂量によって台数を調整できる. ジェットポンプは 1 基最大 200m3/ｈの能力を持っている.
また,用途としては豪州クィーンズランド州で採用されているように航路のある河口の埋没防止策や(図-図-6.2 サンドリサイクル

6．おわりに海岸線を守る事とは,日本の国土を守る,海洋生物環
境を守る,または海と親しむ海岸沿いの住民の生活を守ること等が上げられる.
福田海岸・浅羽海岸でもサーフィンや魚釣り等のレジャーが盛んに行われており,海岸線の遊歩道や浜辺で散歩を日常的に楽しむ住民もよく見かける.今年 5 月にオープンした“渚と食とレジャーの発信基地”「渚の－35－

交流館」は海を眺めるつくりで,地域の特産であるシラスを中心とした地産地消の料理を提供するレストランが,物産店やイベントなどを行う事務所を併設して開店し,平日でも多くの客で賑わっている.実はこの周辺にこのような海岸沿のレストランは少ない.
このように私たちの生活にとって大切な海岸線を保全する対策がこれから積極的に行われることを期待したい.そしてその際にはこのジェットポンプ式サンドバイパスのような技術が大きく貢献するものと考える.

関連情報
1) 平成 28 年 第 3 回福田漁港・浅羽海岸サンドバイパスシ
ステム検証委員会資料

静岡県 HP－36－