土木学会論文集 B2( 海岸工学 ),Vol. 72, No. 2, I_1657 I_1662, ベトナムクアダイ海岸における河口デルタ形成と近年の侵食機構に関する研究 Dinh Van DUY 1 田中仁 2 三戸部佑太 3 Vo Cong HOANG 4 Nguyen Trung

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1 土木学会論文集 B2( 海岸工学 ),Vol. 72, No. 2, I_1657 I_1662, 216. ベトナムクアダイ海岸における河口デルタ形成と近年の侵食機構に関する研究 Dinh Van DUY 1 田中仁 2 三戸部佑太 3 Vo Cong HOANG 4 Nguyen Trung VIET 5 1 学生会員東北大学大学院工学研究科土木工学専攻 dvduy19@gmail.com 2 フェロー会員東北大学大学院教授工学研究科土木工学専攻 hitoshi.tanaka.b7@tohoku.ac.jp 3 正会員東北大学大学院助教工学研究科土木工学専攻 yuta.mitobe.c5@tohoku.ac.jp 4 学生会員東北大学大学院工学研究科土木工学専攻 hoangvc@tlu.edu.vn 5 Thuy Loi University, Faculty of Civil Engineering(175 Tay Son, Đong Da, Hanoi, Vietnam.) nguyentrungviet@tlu.edu.vn ベトナム中部のツーボン川河口左岸に位置するクアダイ海岸においては近年海岸侵食が著しい. クアダイ河口周辺の汀線は海側に突出した典型的なデルタ地形を有している. そこで, デルタ形状に対するワンラインモデルの解析解の無次元表示をもとに, モデル定数を定める手法を示した. また, モデルより, 河口部左右岸における汀線勾配をもとに河川供給土砂量を推定する手法を得た. この手法の妥当性を検討するために, まず, 本手法を他の河川や, 条件が制御された水理実験に適用したところ, 比較的良好な一致を示すことを確認した. また, 同手法により推定されたクアダイ河口の供給土砂量は, 他の報告にある推定値とオーダー的に近いものであった. 本推定によると,2 年以降, 河川からの供給土砂にわずかな減少が見られた. Key Words : Cua Dai Beach, Vietnam, beach erosion, river mouth delta, one-line model, river sediment discharge 1. はじめに河口デルタは河川からの流出土砂と沿岸域における漂砂輸送との関係でその形状が定まる. このため, このバランスに大きな変化が生じた箇所において顕著なデルタ地形の変化が見られる. 例えば, 天竜川河口においては河口周辺の海岸侵食が大きな問題であり, ダムの建設などに伴う流域からの土砂供給の減少がその原因である ( 例えば, 宇多ら 1) ). 一方, 信濃川においては洪水対策としての大河津分水路の開削後, 分水路周辺には新たなデルタの発達が見られる ( 土屋ら 2) ). 反対に大河津分水路が出来たことにより河川からの土砂供給が減少した新潟海岸においては汀線の後退が深刻な問題となっている ( 土屋ら 3) ). ベトナム中部に位置するクアダイ海岸はツーボン川の流出土砂により形成された河口デルタに位置するビーチリゾートである. しかし, 近年, 海岸の一部で侵食が顕在化し, ホテル前面の海水浴場が失われるなどの障害が発生し, 観光産業への大きなダメージとなっている 4). 一方で, 河口の右岸側には侵食がまったく見られない 5). 田中ら 6) はこのような侵食特性の左右岸での非対称性について, 河口前面テラスの非対称によりもたらされたものと指摘している. 本研究においては,Landsat 衛星画像や現地調査により, これまでの侵食過程の実態を明らかにするとともに, ワンラインモデルの河口境界条件をもとに左右非対称な侵食過程の機構に関する検討を行った. I_1657

2. 研究対象の概要と収集資料 (1) クアダイ海岸の概要図 -1 にクアダイ海岸の位置を示している. クアダイ海岸は首都ハノイから南東に約 6km に位置する. 図に見られるように, ツーボン川河口部は沖に向かって凸形状を示し, 典型的なデルタ地形となっている. 河口から 8km 上流には世界遺産にも指定されているホイアン市が位置している.

2 2. 研究対象の概要と収集資料 (1) クアダイ海岸の概要図 -1 にクアダイ海岸の位置を示している. クアダイ海岸は首都ハノイから南東に約 6km に位置する. 図に見られるように, ツーボン川河口部は沖に向かって凸形状を示し, 典型的なデルタ地形となっている. 河口から 8km 上流には世界遺産にも指定されているホイアン市が位置している. ホイアン市は 16 世紀ころから貿易で反映し, 当時は日本人町もあったと言われている. その後, 土砂の堆積により港としての機能が失われており, このことからも河川からの土砂量の多さが窺われる. ホイアン周辺からクアダイ河口にかけての地形的特徴 N Pacific Ocean については大矢久保 7) が報告を行っている. また, 松木 8) は流域における流砂系への撹乱要素について, 貯水池の建設, 支川ヴーザー川を分離させた堰, 河口周辺における橋梁建設サイトでの埋立, 土砂掘削, 河岸侵食の影響などを指摘している. (2) 収集資料と解析方法クアダイ海岸における侵食過程の実態を把握するために,216 年 3 月に実際に現地に赴き, 現地調査を実施している. さらに,Landsat 画像を入手し, 過去の海岸地形の変化を調べた.1975 年から215 年まで41 枚の画像を得た. 画像に対して幾何補正を行い, 既往研究 6) と同様に WGS84 座標系に変換し比較を行った. さらに,Google Earth 画像の解析も実施し,24 年から214 年までの汀線変動を得た. これらの解析において潮位補正は行っていないが, 平均的な潮位振幅, 海浜勾配から概算すると1m から 2m 程度の誤差が有り得る. Hoi An Ancient Town 図 -1 クアダイ海岸の位置図 Cua Dai River mouth Thu Bon River 1 km 3. クアダイ海岸における侵食の状況 (1) 近年の河口左右岸の汀線変動図 -2 はGeegle Earth により,24 年 11 月と214 年 3 月における汀線位置の比較を行ったものである. 海岸侵食は左岸において深刻であり, 最大で約 17m の汀線後退が見られる.214 年 3 月の時点において左岸侵食部の沿岸方向の長さは約 4km であり, それより遠方において汀線の変化は小さい. 河口から約 2km の左岸には凸型の汀線が見られる. これは, ホテル前面に護岸を設置し, 後退した周辺汀線に対して突出しているためである. 一方, 右岸を見ると, 沖に向いたくさび状の突出地形が南側にシフトしてはいるものの, それ以外の海岸線の形状に大きな変化は見られない. A B 図 -2 クアダイ河口の汀線変化 I_1658

図 -3 現地調査時の海岸の状況 (216 年 3 月 27 日, 図 -2 の A 地点より ) a) 1975-8 waves q y 図 -5 座標の定義 x y (2) Landsat 画像から得られる汀線変動図 -4 は収集した Landsat 画像の代表的なものを示している.1975 年の汀線は図 -2 に示した現在の汀線に近く, 左右岸で非対称である.

q y = D t e pe 2 - x / ( 4et) q - D x æ x ö erfcç 2e è 2 et ø (1) 図 -4 クアダイ河口の Landsat 画像図 -3 は図 -2 のA 点より撮影されたホテル前面の状況を示す. 以前は鉛直護岸前面に 15m 程の砂浜があったが, 汀線が後退し, 波浪により護岸裏込め砂が吸い出しを受け, ホテル敷地まで侵食が進んでいる.

3 図 -3 現地調査時の海岸の状況 (216 年 3 月 27 日, 図 -2 の A 地点より ) a) waves q y 図 -5 座標の定義 x y (2) Landsat 画像から得られる汀線変動図 -4 は収集した Landsat 画像の代表的なものを示している.1975 年の汀線は図 -2 に示した現在の汀線に近く, 左右岸で非対称である.1989 年には左岸沖に砂嘴が形成されており, その水際線を見ると, 左右岸で比較的対称を保っている. その後, 左岸砂嘴が河口内に押し込まれ, 現在に至っている. 4. ワンラインモデルの解析解を用いた検討 (1) 解析解のフィッティング図 -4 に示すような河口デルタ地形の発達過程に関しては, 次の解析解が得られている (Larson et al. 9) ). q y = D t e pe 2 - x / ( 4et) q - D x æ x ö erfcç 2e è 2 et ø (1) 図 -4 クアダイ河口の Landsat 画像図 -3 は図 -2 のA 点より撮影されたホテル前面の状況を示す. 以前は鉛直護岸前面に 15m 程の砂浜があったが, 汀線が後退し, 波浪により護岸裏込め砂が吸い出しを受け, ホテル敷地まで侵食が進んでいる. ここで, 座標系は図 -5 の様に定義され,y: 汀線位置, x: 河口部に原点を有する水平座標,t: 時刻,q: 単位時間あたりの河口からの排出土砂量,D=Dc+DB(Dc: 移動限界水深,DB: バーム高さ ),e: 拡散係数,erfc: 余誤差関数である. ここで, 拡散係数は漂砂量係数と関係している 9). 上式において水平座標 xを代表長さ 2(e t) 1/2 により, 次の様に無次元化する. x x = (2) 2 et また,y 座標については次式で与えられるデルタ頂部の高さy を代表長さとすることが出来る. I_1659

4 q t y = (3) D pe 二つの代表長さにより, 式 (1) を無次元化する. y 2 (- x )- p x erfc( x ) = exp (4) ここで,y=y/y である. これにより, 無次元のデルタ地形は唯一の独立変数 x の関数として表すことが出来た. ここで, 指数関数, 余誤差関数に対する x 付近のテイラー展開を用いて,1 次または 2 次までの近似式を得る. y = 1- p x (5) 2 y = 1- p x + x (6) 式 (1) 中のモデル定数を推定するために, 河口デルタ形成の無次元解析解式 (4) を用いた.y 軸原点の設定には若干の任意性はあるものの, デルタから十分に離れた箇所で汀線がほぼ水平になる位置から定めることが出来る. これより, デルタ頂部の高さ y が求まる. 実測値を式 (4) にフィッティングするには, 実測値と理論値の残差が最小となる様に横軸 x を定めれば良い. この際, 近年の地形は図 -2 に見られるように河口開口部をはさんで非対称であることから, ほぼ対象な汀線形状を示す 199 年 7 月 7 日の Landsat 画像から実測汀線形状を得た. この様にして得られた理論と実測との比較を図 -6 に示す. 近似式 (5), 式 (6) は原点近くにおいて良好な近似式を与えることが確認される. また, 理論と実測は良好な一致を示し, 理論式との比較より e t=2.3x1 7 m 2 を得た. 次に, デルタの形成期間 t については不明な点が多く, い. 大矢久保 7), 市場 1) などを参考に, おおよそ 5 年の間にデルタ形成がなされたと仮定した. その結果, 拡散係数として e=125m 2 /day を得る. この値は, 仙台海岸に対して得られている値 11) に比べ小さめである. また, 米国において得られている値 (Dean and Grant 12) ) と比較すると, ほぼ最小値に対応する y 1 図 -6 Theory (Eq.(4)) Theory (Eq.(5)) Theory (Eq.(6)) Meas. (right hand side) Meas. (left hand side) x デルタ形状の実測値とモデルの比較 (2) 河口地形の非対称性と河川供給土砂量クアダイ海岸においては, 図 -2 に示す通り河口右岸で侵食は見られず, むしろ汀線は前進傾向にある. このような河口デルタの非対称性の機構を検討するために, ワンラインモデルの河口開口部での境界条件を用いる. すなわち, 河川からの全供給量 q のうち, 右岸に α, 左岸に (1-α) の比率で供給されるものとする. この時, 河口部での汀線の勾配との関係は次式で与えられる. 残りの量が左岸に供給されるとして, q b R = a (7) De q bl = ( 1-a ) (8) De となる. ここで,b は河口部における汀線の勾配 y/ x の絶対値を表し, 添え字 R,L はそれぞれ右岸, 左岸の値を示す. ここで, 式 (7), 式 (8) より次式が得られる. a b R = (9) b R + b L q = ( b b De (1) R + L ) すなわち, 河口付近の汀線勾配の左右岸の非対称が a と関わり, また, その値から q が得られる. 式 (1) をクアダイ海岸に適用する前に, 他の河川や水理実験に適用し, その妥当性について検討を行う. まず, 宇多ら 1) は天竜川の河川供給土砂の推定を行っている. 漂砂量係数, 波浪条件が示されており, これらの条件から式 (1) における e を得ることが出来る. また,Refaat 13) は平面水槽を用いることにより河口デルタの形成に関する実験を行っている. 式 (3) からデルタ頂部位置の時間変化は y=a t 1/2 (a= q/(d(pe) 1/2 )) と書け,a を定めるための実験値が報告されている. 式 (1) と a の定義より, e pa 2 = (11) ( b + b ) 2 R となるので, 式 (11) より e の値を得, さらに式 (1) から q を得た. 式 (1) による計算値と, これらの文献による河川供給土砂や実験値との比較を表 -1 に示す. 天竜川については 5 割ほどの過大評価であるが, 推定法の単純さを考慮す表 -1 河川または実験ケース ( 著者 ) 式 (1) による河川供給土砂量の推定 L 推定値または実験値式 (1) による計算値天竜川 ( 宇多ら 1) ) 6, (m 3 /yr) 94, (m 3 /yr) Series A(Refaat 13) ) 7.6 (cm 3 /s) 9.93 (cm 3 /s) Series B(Refaat 13) ) 15.8 (cm 3 /s) (cm 3 /s) I_166

5 R, L R L Period 1 Period 2 Period /1/ t (date) 図 -7 河口部右岸左岸の汀線角度 β R,β L 図 -8 河川流出土砂の右岸への供給率 α 図 -9 河川からの供給土砂 q の変化れば, 比較的良好な値と言うことが出来よう. 一方, 室内水理実験に対する結果について見てみると, 良好な推定値となっている. 次に, 式 (9),(1) をクアダイ海岸に適用することを試みる. まず, 図 -4 に示すような Landsat 画像から, 河口付近汀線の傾き br,bl を左右岸毎に求めた. ただし, 図 -2 の左岸に見られるように河口開口部直近では河口に押し込まれた砂嘴部が負の勾配を示すなど, ワンラインモデルで想定されたものと異なる汀線形状も見られる. そこで, 本研究においては図 -4 に示すx 座標にもとづき, 左岸では-2,5m x -2,m(1973 年 ~1979 年 ),-1,5m x -1,m(1989 年以降 ), 右岸においては 1,5m x 2,5m の範囲における平均的な角度を求めた. 結果を図 -7 に示す. 図より, 全体の変動は大きく分けて 3つの時期に分類されることが分かる.197 年代の Period 1には非対称性が見られたが, その後,Period 2にはほぼ対称な形状となる. その後,199 年代半ばからの Period 3には再び非対称性が顕著である. 次に, 式 (9) より右岸への河川排出土砂の振り分け率 αを計算した. 結果を図 -8 に示す. 最初の時期には右岸に7% ほど供給された. 第二期の 198 年代から199 年半ばまでは左右岸にほぼ同率の供給であった. 近年, 再び極端に右岸に偏って, 左岸には 2% ほどの供給であることが確認される. このような右岸への偏りが生じた要因として, 図 -2 のBに示した橋梁建設現場での長さ 35m に及ぶ河道内の埋め立てにより, 河道内の澪筋が右岸に寄ったことが考えられる. 最後に, 式 (1) より河口からの供給土砂量 qを推定した. また, 図 -8 に示した係数 aをもとに, 河口から右岸左岸への供給砂 qr,ql を求めた. その結果を図 -9 に示す. ここでは,Fila et al. 14) を参考に DB=2m,Dc=8m とした. 図 -9 によると,2 年以降, 推定された河川流出土砂 qに若干の減少傾向が見られる. また,Period 3においては砂の多くが右岸に供給されることが確認される. これが, 近年, 左岸河口部にのみ海岸侵食が見られる原因と考えられる. さらに, 図 -4 に見られるように河口内への左岸砂嘴の河道内に進入し, これにより河道部が南に移動し, その結果, 河口前面テラスが極端に非対称化している 6). このことも河川からの土砂の非対称な供給に影響していると考えられる. さて, クアダイ河口からの供給土砂としては Fila et al. 14) により, 異なる3つの手法から 6,m 3 / 年,44,m 3 / 年,39,m 3 / 年の推定値が得られている. 図 -9 に示された供給土砂量 qの計算結果はオーダー的にこれらの推定結果と近い値となっている. 5. おわりに I_1661

6 本研究においては, ベトナムのクアダイ河口を対象に河口地形と河川供給土砂との関係について検討を行った. 主要な結論を以下に示す. (1) 衛星画像に見られる河口デルタ地形の形状より, ワンラインモデルにおける拡散係数を推定する手法を提案した. (2) 近年の左右岸への土砂供給の非対称性により, 左岸での侵食が顕在化する可能性があることを示した. これより, 左岸への供給土砂の増加により汀線の回復が見込まれる. 参考文献 1) 宇多高明, 長島郁夫, 古池鋼, 宮原志帆, 石川仁憲 : 天竜川ダム再編事業による流出土砂量の増加が海岸に及ぼす影響, 海岸工学論文集,Vol. 55, pp ,28. 2) 土屋義人, 山下隆男, 斎藤正勝, 渡辺正一 : 河口デルタの形成過程の予測 (1) --- 大河津分水路河口部における河口デルタの形成について ---, 海岸工学論文集, 第 4 巻,pp , ) 土屋義人, 山下隆男, 泉達尚 : 新潟海岸の大規模海浜過程と海岸侵食制御, 海岸工学論文集, 第 42 巻, pp , ) 田中仁,Nguyen Trung Viet,Vo Cong Hoang,Duy Dinh Van: 中部ベトナムクアダイ海岸における近年の大規模侵食, 土木学会論文集 B3( 海洋開発 ), 71(2), pp.i_449-i_454, ) Dinh Van Duy, 田中仁,Nguyen Trung Viet: ベトナムクアダイ河口周辺海浜における広域汀線変化, 土木学会論文集 B3( 海洋開発 ), Vol. B3-72, 216. ( 印刷中 ) 6) 田中仁,Vo Cong Hoang,Nguyen Trung Viet,Dinh Van Duy: ベトナム中部クアダイ海岸に形成された河口テラスと大規模海岸侵食との関連, 土木学会論文集 B1( 水工学 ), Vol.72, No.4, pp.i_361-i_366, ) 大矢雅彦, 久保純子 : ベトナム中部ホイアン周辺の地形と河川, 日本地理学会, ) 松木洋忠 : Cua Dai 海岸の地形変化と Thu Bon 川の河口処理, 雑誌河川,216. 9) Larson, M., Hanson, H. and Kraus, N. C.: Analytical solutions of the one-line model of shoreline change, Technical Report CERC-87-15, U.S. Army Engineer Waterways Experiment Station, ) 市場嘉輝 : 活き続ける木造の町並みホイアン, Civil Engineering Consultant, Vol.23, pp.22-25, ) Vo Cong Hoang, 田中仁, 三戸部佑太 : 津波により侵食された河口部の sink 効果による周辺海浜での汀線後退, 土木学会論文集 B2( 海岸工学 ), Vol. B2-7, pp. I_56- I_51, ) Dean, R.G. and Grant, J.: Development of methodology for thirty-year shoreline projections in the vicinity of beach nourishment projects, Division of Beaches and Shores, Florida Dept. of Natural Resources UFL/COEL-89/26, 163p, ) Refaat, H.E.A.A.: The formation and reduction process of river delta and their control, 京都大学学位論文,227p, ) Fila, J., Kampen, M., Knulst, K., Marijnissen, Noort, R.V.: Coastal erosion Hoi An, Multidisciplinary Project Report, Delft University of Technology, 168p, 216. ( 受付 ) STUDY ON RIVER MOUTH DELTA FORMATION AND RECENT BEACH EROSION ON CUA DAI BEACH, VIETNAM Dinh Van DUY, Hitoshi TANAKA, Yuta MITOBE, Vo Cong HOANG and Nguyen Trung VIET An asymmetric distribution of sand supplied from the river at a river mouth delta has been discussed. The current erosion situation of Cua Dai Beach in central Vietnam was first introduced using Google Earth images. The evolution of the Thu Bon River delta coastlines were also analyzed using typical Landsat images from 1975 to 214. It was observed that there were three periods in the formation process of Thu Bon River delta during the last 4 years with the symmetrical and asymmetrical configurations of the two coastlines. This evolution and its relation to the sediment supplied from Thu Bon River were then quantitatively investigated using analytical solution of one-line model. I_1662

土木学会論文集 B3( 海洋開発 ), Vol. 72, No. 2, I_892-I_897, ベトナムダラン川河口周辺の汀線変動と河口テラスとの関連田中仁 1 Vo Cong HOANG 2 Tran Minh THANH 3 Nguyen Trong HIEP 4 Nguyen

土木学会論文集 B3( 海洋開発 ), Vol. 72, No. 2, I_892-I_897, ベトナムダラン川河口周辺の汀線変動と河口テラスとの関連田中仁 1 Vo Cong HOANG 2 Tran Minh THANH 3 Nguyen Trong HIEP 4 Nguyen ベトナムダラン川河口周辺の汀線変動と河口テラスとの関連田中仁 1 Vo Cong HOANG 2 Tran Minh THANH 3 Nguyen Trong HIEP 4 Nguyen Trung VIET 5 1 フェロー会員東北大学大学院教授工学研究科土木工学専攻 ( 980-8579 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉 6-6-06) E-mail: hitoshi.tanaka.b7@tohoku.ac.jp

土木学会論文集 B2( 海岸工学 ),Vol. 72, No. 2, I_1657 I_1662, ベトナム クアダイ海岸における河口デルタ形成と近年の侵食機構に関する研究 Dinh Van DUY 1 田中仁 2 三戸部佑太 3 Vo Cong HOANG 4 Nguyen Trung

土木学会論文集 B2( 海岸工学 ),Vol. 72, No. 2, I_1657 I_1662, ベトナムクアダイ海岸における河口デルタ形成と近年の侵食機構に関する研究 Dinh Van DUY 1 田中仁 2 三戸部佑太 3 Vo Cong HOANG 4 Nguyen Trung