汀線変化を考慮した3次元海浜変形の数値予測モデルに関する研究

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波浪に伴う3次元海浜変形に関する現在の数値予測モデルでは汀線変化をほとんど再現し得ないことから,本研究ではswash zoneにおける漂砂量算定モデルを山口らおよび伊福らの3次元海底地形変動モデルに導入することにより,汀線変化および汀線近傍での地形変化を評価できる3次元海浜変形モデルの開発研究を行った。すなわち,山口は汀線近傍での砂移動機構をsaw tooth movementとしてとらえ,遡上波および汀線近傍の流れの関数として表示した土屋らの浜漂砂量式を局所漂砂量式に導入することにより,波向線法に基づく波浪変形モデルと差分法に基づく海浜流・海底地形変動モデルよりなる,汀線変化を考慮した3次元海浜変動モデルを作成し,離岸堤などの構造物が存在する場合の海浜変形計算を試みた。その結果,離岸堤に伴うトンボロ状の汀線形状および海底地形の変化が再現されたが,汀線地形は実験や観測結果に見出されるほどの発達を示さず,また汀線近傍での数値計算結果の収束性に問題を生じたことから,数値計算法に関して改良の余地が残された。一方,伊福は2次元非線形長波方程式の特性曲線法解に基づく波浪変形モデル,およびこれから求められる波・流れを入力とする伊福あるいは渡辺の局所漂砂量式と漂砂の連続式を組み合わせた,差分法に基づく海底地形変動モデルより構成される3次元海浜変形モデルを2基の不透過・透過離岸堤あるいは不透過潜堤が存在する場合の海浜変形計算に適用し,海底地形変化の挙動を詳細に検討した。その結果,1)離岸堤の沖側における部分重複波の腹および節の位置でそれぞれ堆積量および洗掘量が大きい,2)離岸堤開口部では汀線がわずかに後退するのに対して,離岸堤背後では循環流の存在により汀線が前進し,トンボロが形成される傾向にある,3)潜堤背後の汀線近傍における地形変化は離岸堤の場合ほど顕著でない,という特性が数値モデルにより再現された。