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1 新しい漂砂制御技術 ー DRIM DRIM( ( ドリム ) 工法ー 平成 22 年 7 月 22 日 ( 木 ) 平成 22 年度第 1 回 技術発表会 若築建設株式会社 技術設計部 土屋 技術課 洋

2 Part1. 序論

3 背景 自然の恵み豊かな砂浜 人々の心に潤いと安らぎをもたらす ( 憩いの場 ) 人の交流, 物流, 漁業生産 ( 生活生産の場 ) 豊かな生態系 ( 環境資源 ) 自立的に海岸を防護する ( 自然の防災施設 ) 砂浜海岸における問題 過度の侵食, 堆積問題 航路埋没問題 港口埋没問題 河口閉塞問題 地球温暖化による海面上昇が引き起こす汀線の後退 既存の対策工 突堤 離岸堤 潜堤 人工リーフ 緩傾斜護岸 これらを組み合わせた複合施設 線的防護 面的防護 全国各地で, 海岸の防護, 防災, 保全において大き 養浜な成果をあげてきた 3

4 背景 既存の対策工の問題点 大規模かつ高価 ( コスト ) 景観を阻害する ( 景観 ) マリンレジャーなどのレクリエーション活動に制約を与える ( 利用 ) 環境へのインパクトが大きく, 海亀の産卵などの生物活動に悪影響を及ぼす ( 環境 ) 新たな海岸侵食問題を誘起する場合がある 海岸法の改正 (1999 年 ) 海岸保全の目的 海岸保全の目的防災施設として, これま 海岸の防護, 国土の保全 ( 防災 ) での 離岸堤や堤防 に 海岸環境の整備と保全 ( 環境 ) 公衆の海岸の適正な利用 ( 利用 ) 砂浜 が加えられた. 環境や利用面に配慮した質の高い海岸整備の要請 4

5 DRIM( ( ドリム ) 工法 DRIM 工法とは 現地施工試験, 施工例 全く新しい漂砂制御技術 渦を利用した底層流制御により直接漂砂を制御 任意方向への漂砂制御機能 極低天端ブロックにより構成 環境 景観 利用面に有利 実験室レベルで効果を確認 2 次元造波水路を用いた固定床および移動床における多数の実験結果 平面水槽を用いた固定床および移動床実験結果 福岡県芦屋海岸 機能確認試験 波浪, 地形, 蛍光砂追跡調査 鹿児島県指宿海岸 養浜砂流出防止工 波浪, 地形に関するモニタリングを実施中 DRIM ブロック 透水性帆布 ( 未加硫ゴムにより接着 ) Distorted tdri RIpple Mat (DRIM 鉛直流速分布 DRIM : 歪み砂れんマット ) 自然海岸へのインパクトを抑えつつ, 豊かな海岸環境を保全, 創出するための要素技術 DRIM( ( ドリム ) 工法 クレモナロープ等による連結 5

6 本日の話題構成 Part1. 序論 研究の背景, 目的 Part2. DRIM の漂砂制御原理と特徴 原理と最適形状 DRIM の漂砂制御機能を示す実験 Part3. DRIM の応用例 海浜安定化工法をはじめとした応用例と検討事例 Part4. 福岡県芦屋海岸浜崎地区 DRIM 実海域試験 実海域における漂砂制御機能 DRIM の安定性 Part5. DRIM の適用事例 6

7 Part2. DRIM の漂砂制御原理と特徴

8 歪み砂れん (Distorted( Ripple) ) 形状と DRIM ブロック Y -.5 Sin Distorted Curve SIN Curve Sin Curve X ブロック形状にフィッティング DRIM ブロック 8

9 DRIM の漂砂制御原理 波の進行方向 波の峰が通過 DRIM の最適形状 d / λ=1.7 η / λ=.18 d 水粒子の運動 o 波の谷が通過 波の谷が通過 波の峰が通過 砂粒子の運動 漂砂制御方向 η λ 透水性帆布 DRIM ブロック 9

10 歪み砂れん上の流れの可視化 ( 小野 小野, 23) Wave Wave : H=8cm,T=1.5s,h=29.5cm Ripple :λ=5.5cm,η=1.cm Tracer :Melamine(D 5 =.3mm, s=1.5) Offshore Onshore 1

11 勾配を持つ海浜における DRIM 上の底質移動方向 入射波 (Ho=3cm,T=1.3s) 沖 入射波 (Ho=3cm,T=1.3s) 制御方向 制御方向 岸向き制御 岸 沖向き制御 入射波 (Ho=5cm,T=1s) 沖 入射波 (Ho=3cm,T=1.3s) 制御方向 制御方向 岸向き斜め制御 岸 沖向き斜め制御 11

12 DRIM を用いた移動床実験 12

13 Part3. DRIM の応用例

14 養浜海岸の安定化 Slope=1/3 DRIM による養浜海岸の安定化 ( 小野,23) 14

15 海浜安定化効果を調べる検証実験 ( 小野ら, 波作用時間 : 2h (1サイクル) 底質 : 軽量物質メラミン (D=.2mm,r =1.5g/cm 3 s ) 初期海底勾配 : 1/15 Prof file(cm m) H /L 前進 Case1-2 (without DRIM) -3 DRIM -4 小野ら,22).5h E-wave(H 1/3 =8cm,T 1/3 =1.2s) G 1.5h A-wave(H 1/3 =4cm,T 1/3 =2.s) Final cycle t (h) 入射波の時間変動 Case2 (with DRIM) 最終サイクルにおける海浜断面の比較 流出防止効果 X(cm) 15

16 3 次元移動床実験 波作用後 4 時間の侵食 堆積量 Case1 Unit:m x[m] Case2 Wave (H=5cm,T=1.s) Δz 堆積侵食 -Line Unit:m Accretion x[m] B.P. -Line (x 3.2m) 4 B.P. -Line (x 2.8m) y[m] y[m] Erosion -.15 Wave 岸向き制御 局所堆積 Wave 沖向き制御 局所堆積 16

17 3 次元移動床実験 ( 岸向き制御, 鳥瞰図 ) B 2B 波 17

18 養浜海岸の安定化 L S W D G D λ η h L D 18

19 DRIM DRIM 航 路 航路外へ 漂砂を制御.6 D[m] D[m] Control direction DRIM UNIT.8.1 Onshore Offshore Onshore C-Case4(Initial profile) CC C-Case4(3min. 4(3 i after ft DRIM iinstallation) t ll ti ) C-Case4(6min. after DRIM installation).8.12 制御方向 Offshore C-Case1(Initial profile) C-Case1(3min. after excavation) C-Case1(6min. after excavation).6 DRIM 航路 波 航路内への 航 の砂流入 入を阻止 航路内へ への砂流入を阻止 止 航路埋没対策工に関する実験.1 Onshore Offshore X[m] X[m]

20 砂排除工 ( 露岩域の保全, 磯場の創成など ) 磯場 ( 自然石など ) 2

21 河口埋没, 港口埋没対策 沖向き制御による過剰堆砂問題への対策 河川 砂浜 河口砂嘴 砂浜 沿岸漂砂 沿岸漂砂 DRIM による沖向漂砂制御により, 河口砂嘴の成長を抑制 入射波 21

22 Part2,Part3Part3 のまとめ DRIM を用いた漂砂制御技術 これまでの基礎 応用研究において, 漂砂制御理論の妥当性, 効果の及ぶ範囲, 設置水深, 最適形状など,DRIM の基本的特性が確認されている. DRIM の応用法とその効果の検討 養浜砂流出防止 ( 海浜安定化工法 ) 最も基礎的な応用法. 多数の研究により効果が確認された. 沿岸方向の漂砂制御固定床実験,3 次元移動床実験により, 効果が確認された. 航路埋没対策, 磯場創出 ( 砂排除機能 ) 3 次元移動床実験により, 一部の効果が確認された. 河口, 港口埋没対策具体的な検討はなされていないが, 沖向き制御が可能であることは固定床実験, 移動床実験により既に確認されている. 22

23 Part4. 福岡県芦屋海岸浜崎地区 DRIM 実海域試験

24 DRIM 設置位置 DRIM 設置位置 作業ヤード 芦屋港 DRIM 設置位置西から 2 番目と 3 番目の離岸堤より沖合 165mの位置, 水深 -3.m~-3.5m 遠賀川 24

25 DRIM ブロック配置 沖 2m 岸 23m(15 個 ) H= =6 η=27 η λ=1,5 ロープ結束用ガイド L=2, 単位 :mm L2. B 1.2 H.5) ふととんかご ( コンクリート体 (96 個,1,519kg, 比重 2.3 ) 硫黄固化体 (72 個,1,783kg, 比重 2.7 ) 1 2m(12 個 ) 透水性シート ( 未加硫ゴムにより接着 ) スタートブロック ( コンクリート体,12 個,1,849kg, 比重 2.3 ) 25

26 深浅測量 (6/15,6/28) 6/28) 設置直後 (6/15) 離岸堤開口部付近の深みを特徴とした複雑な地形 東 1 y[m] 西 -15 DRIM 離岸堤開口部からの流れ 離岸堤 沖 x[m] 岸 h[m] 設置後 2 週間 (6/28, 台風 6 号通過後 ) 西向きの平均流を観測 地形はさらに複雑に 東 1 5 y[m] -5 DRIM -3.2 離岸堤 h[m] 西 台風 6 号通過時の平均流の向き 沖 x[m] 岸 26

27 地形変化量 ( 台風 6 号通過時 ) 東 1 Δh[m] y[m] DRIM 離岸堤 西 -15 DRIM の効果による堆積 (?) 沖岸 x[m]

28 蛍光砂追跡 (6/28,, 赤 黄 緑の3 色 ) 東 1 蛍光砂カウント数 東 5 y[m] -5 西 -1 DRIM 投入点 1 離岸堤東 5 y[m] 蛍光砂 5 カウント数 1 y[m] 西 投入点沖 DRIM DRIM 投入点 蛍光砂カウント数 離岸堤 x[m] 岸 6 5 離岸堤 沖 x[m] 岸西 沖 x[m] 岸 28

29 各地海岸におけるトレーサーの移動特性 X D <5m( 分布重心移動距離小 ) 磯浜港, 鹿島港, 新潟港 投入位置 投入点が比較的オープンで 14 波による漂砂移動が主 X D 採取時分散状況 16 芦屋 DRIM 12 1 h: 水深 (m) X D : 重心移動距離 (m) 伊良湖港 磯浜港 鹿島港 新潟港 X D >3m( 分布重心移動距離大 ) 投入位置 芦屋 DRIM 投入点がDRIM 直近傍で DRIM の漂砂制御効果を受ける 伊良湖港 投入点が防波堤直近傍で強い流れの影響を受ける X D 採取時分散状況 h (m) X D (m) 波以外の力による影響を受けている 29

30 岸向き漂砂制御機能の影響範囲 8 6 東 4 2 y[m m] -2 Ⅲ Ⅱ DRIM -4 西 Ⅳ Ⅰ -6 Δhh 離岸堤 沖 x[m] 岸 3

31 DRIM 近傍の地形変化 15 東 1 x=m 5 y[m] y=m -5-1 西 沖 x[m] 岸 DRIM 近傍水深 (6/15) と断面取得位置 31

32 DRIM 近傍 (24/6/15~25/6/15) 25/6/15) z(m m) /6/15 24/6/28 24/1/3 25/4/13 25/6/15 y(m) -5 x=-m // z(m m) /6/15 24/6/28 24/1/3 25/4/13 25/6/15 初期天端高さの維持 x(m) -5 y=m 32

33 試験の成果 台風 6 号来襲時の短期的地形変化 地形変化より,DRIMは西向きの平均流の影響を受けつつ岸側に堆積量域を形成した可能性が示された. 蛍光砂追跡により,DRIM の効果が岸側の堆積現象を引き起こしたことを確認した. 安定性 DRIM 天端面は安定していた. 沖側に設置したふとんかごの局所洗掘防止効果を確認した. ロープによる結束で, 飛散などの被災を ( 短期的には ) 防ぐことができた. 多数の台風が来襲したが,DRIMはその機能を失うような被災を受けていない. DRIMが現地海浜において有効に機能すること, 現地適用に耐え得る安定性を持つことが確認された. 33

34 Part5. DRIM の適用事例

35 DRIM の現在 鹿児島県指宿海岸 高潮対策のために造成された人工海浜の砂の沖側流出を抑制するための対策工 新潟港西海岸 沖側潜堤外への砂の流出を抑制する効果を調べるための対策工 35

36 鹿児島県指宿海岸 高潮対策としての養浜された人工海浜の土砂流出対策 指宿港高潮対策事業の概要 目的 高潮対策 : 護岸の嵩上げ 養浜の面的防護機能による越波低減とDRIMによる養浜砂流出防止 実施概要 DRIMブロック :λ=1.2m 形 1,152 個 DRIM ユニット :6 基 (1 ユニット当たり 192 個 ) 設置範囲 : 約 3m 設置水深 :DL-2.5m( 岸側端部 ) 洗掘対策 : フィルターユニット (3t 型 )336 袋 1ユニット当たり 56 袋 DRIMユニット 補助突堤 護岸 36

37 鹿児島県指宿海岸 施工状況 (DRIM) 37

38 鹿児島県指宿海岸 施工状況 ( 養浜工 ) 養浜後 養浜前 平成 21 年度実施内容 38

39 新潟港西海岸 DRIM による沖側流出防止工 39

40 終 御静聴ありがとうございました

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