エ コ ー第 ・ニ ュ ー （平成スレター
５ 号
1６年２月１日発行）
Environmental Consultants for Ocean and Human

第 9 号(平成 18 年 1 月４日発行)● 社内講演会紹介
近年、沖ノ鳥島の水没が危惧されており、わが国の広範な経済水域の保全に重大な問題が発生していることに関連して、学識経験者を招いて社内講演会(第 32 回レクチャミーティング)を実施しました。

「環礁州島の生態工学的再生」
かや ね

講 師：東京大学大学院 理学系研究科地球惑星科学専攻 茅根はじめ

創助教授

かんしょう す とう

１．環 礁 州島とは
環礁州島(州島)とは、サンゴ礁（低潮位以下に形成）の礁原上に、サンゴや有孔虫などの生物の遺骸、石灰質のかけらが波などで打ちラグーン上げられてできた島のことである。環礁州島の幅は 100m〜1km と非常に狭く、標高は高くても海抜数ｍと非常に低いという特徴がある。
三大洋で 500 弱の主要な環礁が確認されており、環礁だけから成る国もある。地球温暖化に伴う海面上昇によってこれらの島が浸食・水没してしまう可能性がある。

２．地形形成過程（マーシャル諸島マジュロ環礁）
環礁州島は沖側にサンゴ礁が発達し、その外洋側に台風や津波のときに打ち上げられたサンゴ礫が高さ最ラグーン

大 3〜4m ぐらいのストームリッジをつくる。その内側(内陸)に凹地がある。ラグーン側には、沿岸流によって有孔虫の砂などが打ち上げられてできたビーチリッジが形成される。地質調査結果から、中央凹地は約二千年前に数十年かけて形成された後に、外洋側とラグーン側に環礁州島が成長してきたことが明らかになった。
環礁州島はサンゴ礁、ストームリッジ、中央凹地、ビーチリッジというゾーネーションを形成している。現在の定常的なビーチリッジの堆積速度は、ボーリングの結果から見積ると１年間に 400ｍ３ぐらいになる。

３．環礁州島の生態工学的再生に向けて

沖ノ鳥島

マジュロ環礁においては、ストームリッジの構成物はサンゴ礫が圧倒的に多い。ビーチリッジの部分は有孔虫が半分以上を占めている。凹地の部分は有孔虫とサンゴと石灰藻がほぼ同じ割合である。よって、生態工学的な再生を考える場合にはこれら基本的なサンゴ、有孔虫、石灰藻の３つの石灰化生物をバランスよく石灰化させて、環礁州島に運んで堆積させなければならない。さらに、環礁州島の地形はサンゴ礁、ストームリッジ等といった石灰化生物が創った防波機能に護られている。以上から環礁州島の再生と保護にあたって、生物の働きは非常に重要である。
沖ノ鳥島は、高潮位上に十数センチの高さしかない。地球温暖化に伴う海水面上昇は今世紀中に 100 年で 40ｃｍであるから、水没の危機に瀕している。マジュロ環礁のように、生物プロセスを再生することによって、環礁州島を形成し、水没を防がなければならない。現状ではサンゴも有孔虫も非常に貧弱なので、石灰化生物が生息可能な環境を整えて、種苗、移植等による増殖をするなどして、漂砂源を確保する必要がある。さらに、効果的に堆積するように漂砂の制御と堆積場所の整備も必要である。そのためには、サンゴ礁・州島の形成過程の理解が重要である。(詳細については、沿岸デザイン本部沿岸環境部までお問い合わせください)-1-

●博士論文の紹介 (平成 1７年度に当社社員が取得した博士号)「津波発生域から沿岸域までの分散効果を取り入れた数値モデルの研究」
岩瀬 浩之：工学博士(沿岸デザイン本部 環境水工部）
１．研究の全体構成
1983 年の日本海中部地震津波における北秋田沿岸域や 2003 年の十勝沖地震津波における十勝川では，ソリトン分裂（波状段波）を起こした津波が目撃されている。このような津波は，波形曲率効果により著しく波高が増幅するため、数値解析で再現するためにはより高次な支配方程式とする必要がある。本研究では、津波波源域から浅海域までの津波の伝播と変形過程を精度良く再現できる津波解
析モデルの構築を目的とし、この解析モデルの妥当性を理論解析および水理模型実験を通じて行い、事例研究によって有効性を検討した。
２．研究の内容（1）津波解析に適した支配方程式の検討
複数の非線形分散長波式を対象に、深海域および浅海域のそれぞれに関して津波の数値計算に適した支配方程式の理論考察を行った。深海域では、Madsen-Sorensen の式もしくは Beji-Nadaoka の式が良く、ソリトン分裂を発生するような浅海域では、断面積分型表示の Peregrine の式もしくはMadsen-Sorensen の式が有効であることを示した。
（2）新しい計算手法の提案
波数分散項を安定かつ高速に演算することができる２段階混合差分法の提案を行った。水理模型実
験との比較を通じて誤差抑制項の有効性を示すと共に、本差分法に適した支配方程式として断面積分表示の理論が有効であることを確認した。
（3）波数分散効果の影響性
代表的な５つの地震津波を対象に、深海域における波数分散効果の影響について検討した。深海域で波数分散効果を受けた津波が浅海域におけるソリトン分裂の生成過程に及ぼす影響を検討し、津波入射波形がソリトン分裂の発生と変形過程に大きな影響を与えることを明らかにした。
（4）逆流場を伝播する孤立波の分裂現象
逆流場を伝播する孤立波の水理模型実験から、逆流の大きさ（フルード数）に関わらす孤立波のソリトン分裂には、波数と形状には一定の関係があることを明らかにした。河川遡上する津波挙動を理解する上で有用な結果である。
（5）砕波モデルの構築
砕波に伴う津波の波高減衰を表現するための砕波モデルの構築を行った。ソリトン分裂波を対象とした水理模型実験から波高水深比に関する砕波開始条件および砕波終了条件を得た。また、規則波の水理模型実験と比較し、実験値と良く一致する結果を示しており、拡張性の高い砕波モデルであると判断できる。
（6）1983 年日本海中部地震津波を対象とした事例計算
日本海中部地震津波にて最大遡上高を記録した秋田県峰浜村沿岸部を対象とした再現計算を行った。
砕波を考慮しない解析では、沿岸部および陸上域での津波高が過大に評価され、砕波モデルの妥当性を確認した。さらに、非線形長波式による解析モデルでは再現ができなかった沿岸域での津波のソリトン分裂を再現することに成功し、本解析モデルの清算精度の高さを実証した。
３．津波防災分野への適用
本研究の結果は今後の津波数値解析を行う際での重要な指針となる。沿岸域のみならず河川域も対象とした津波防災分野における貢献は極めて高いものであると判断される。
-2-

●技術紹介＜外来魚対策＞―在来生態系に配慮した外来魚の増加抑制対策―
１．概 要
近年のペットブームやルアー釣りブームの背景を受け、全国各地への外来魚の放流が見られています。これらの外来魚が在来生態系に与える生態リスクを、食性、生息環境、生態的地位といった観点から多面的に評価した上で、問題が生じる場合の対策手法の設定、潜在的に問題を生じる可能性がある場合の監視方法（モニタリング方法）の設定を行●外来魚の生態把握
い、対策を実施することが重要です。
・食性●外来魚と在来生態系・産卵場
２．検討事例の関係把握
・産卵生態・生息範囲
亜熱帯地域のダム湖に流入する小河川において、・生息密度etc.
東南アジア産の観賞用熱帯魚が爆発的に増殖し、在来生態系に対する影響が懸念されていました。
●生態リスク評価
・場の占有
胃内容物調査や水中観察結果により、希少な在来・餌の競合・直接捕食種への影響が確認されたため、まず、不明であった
影響なし
外来魚の生態特性として、繁殖期、成熟体長、成長監視
影響あり曲線等を把握しました。そして、把握した生態特性●対策の実施をもとに、流出対策、繁殖対策等を立案し、駆除を・駆除・流出対策実施することによって、健全な生態系維持に貢献し・繁殖対策ています。 （担当：河川・環境本部 環境部）
外来魚対策フロー繁殖期の把握GSI

4035凡例
凡例
ﾊﾟｰﾙﾀﾞﾆｵのGSI
外来魚の GSI

成熟体長の把握
繁殖期

3025
小型個体

2015小型個体1050

水温

09月 10月
211月

412月

1月 6 2月

3月

84月

5月 10〔月〕

35302520151050水温

体長と外来魚の GSI(生殖腺指数)の年変動

パ − サンプリング月ル ダニオサ ンプリング月

水温と外来魚の GSI(生殖腺指数)の年変動

駆除の実施

成長曲線の把握
L(i)=5.43*(1-EXP(-0.66*(t(i)+0.12)))
3 年目
2 年目

耳石の形成
輪を測定

1 年目

駆除された外来魚

外来魚の年齢-体長曲線

外来魚の駆除作業状況-3-●発表論文紹介
１．平成 17 年度

土木学会年次学術講演会講演概要集

GPV を用いた波浪推算精度向上の検討

２．第 52 回

仲井圭二

海岸工学講演会論文集

津波によって海岸堤防に作用する波力に関する大型模型実験稲垣茂樹

大型浮体の動揺および反射波低減工に関する模型実験

宮里一郎

1970 年土佐湾高潮の特異性に関する解析

柴木秀之

台風 0423 号来襲時の室戸岬周辺における高潮の特性

稲垣茂樹・柴木秀之

2004 年台風による高波災害の被災パターンについて

峯村浩治

観測データに基づく 2004 台風による我が国沿岸の高波特性

額田恭史・久高将信

様々な地形条件化における波浪推算の制度向上のための幾つかの検討

鈴山勝之

３．海洋開発論文集 Vol.21,2005.
ケーソンの遊水室に人工浅場を創出する際の生物的設計条件

石本健治・岩村俊平
高橋由浩・溝口忠弘・先熱帯性大型海草のハビタット適性指数(HSI)モデルの構築

岡良宏・高尾敏幸

高潮・地震津波用フラップ式水門の越波及び波力特性について

長谷川 巌

沖合・沿岸・オンサイト観測を組み合わせた津波観測網の構築に向けて

額田恭史

VOF 法による波動場解析の精度と適用性に関する検討久留島暢之

方向スペクトル波浪による WaveSetup と沿岸流速の設計図表

合田良実

河口部における波高増幅率の簡易算定法

峯村浩治

河口流による酒田港港口部の波浪場への影響について

鈴木智治

スペクトル相関に基づく宮崎港波浪予測情報システムの構築

額田恭史

2004 年に発生した台風に伴う高波の波浪特性

鈴山勝之

異種材料を組み合わせた廃棄物埋立護岸の遮水構造の実験的検討

石本健治

４．Asian and Pacific Coasts 2005
Relation between Long Term Beach Deformation and Sediment Discharge fromHinterland Rivers in Shibushi CoastJunzo Hasegawa

注）執筆者は共著であっても当社社員のみを記載しています。

●ホームページリニューアルホームページアドレス

http://www.ecoh.cp.jp

当社エコーのホームページがリニューアルされました。海外からの問い合わせに対応するために英語の Webページを提供するとともに、国内版の内容も大幅に改訂充実させました。
技術情報に「水質予測」「高潮・津波」「信頼性設計」に関する最新技術を５つ追加し、過去５年間の発表論文リストと社内で実施された技術講演会の実績を紹介しています。会社案内には、表彰された業務のリストを新たに紹介しています。また、本誌のバックナンバーも掲載しています。

http://www.ecoh.co.jp

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設計部･白島ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄ室 2186 沿岸環境部 2188 計画部 2189

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