土木学会論文集B3(海洋開発)
Online ISSN : 2185-4688
ISSN-L : 2185-4688
70 巻 , 2 号
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海洋開発論文集 Vol.30(特集)
  • 宇都宮 智昭, 佐藤 郁, 白石 崇, 乾 悦郎, 石田 茂資
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_1-I_6
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     わが国における洋上風力の導入ポテンシャルは膨大であるが,水深50m以上の海域におけるポテンシャルがその大半を占めている.この膨大なポテンシャルを活かすためには,浮体式洋上風力発電の実用化が必要となる.しかしながら,浮体式洋上風力発電は世界的にもまだ実証段階であり,わが国における浮体式洋上風力発電の早期実用化を図るため,平成22年度から環境省により浮体式洋上風力発電実証事業が開始されることとなった.本論文では,本実証事業の概要とこれまでの主な成果を紹介する.
  • 坂本 登, 築地 治雄, 中嶋 周作, 青木 功, 川口 浩二, 永井 紀彦, 仲井 圭二
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_7-I_12
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     本稿は,洋上風力発電の本格的実用化を目的とし,北九州市沖海域で進めている着床式の洋上風力発電実証研究における洋上風況観測塔で観測された気象・海象特性を述べるとともに,メンテナンス時の海上アクセス可否条件などの今後の洋上風力発電事業の実現のための課題について述べるものである.すなわち,低気圧や台風の通過に伴い当該海域で観測された荒天時の気象・海象特性,洋上風の鉛直分布特性,波浪と洋上風との相関性,さらには,メンテナンス作業時の交通船による洋上風車や観測塔へのアクセス可否についての検討結果を紹介し,今後の日本海沿岸域における洋上風力発電事業の展開に資することを,目指したものである.
  • 福本 幸成, 前田 修, 福山 貴子, 池谷 毅, 稲垣 聡, 岩前 伸幸, 宇佐美 栄治, 石原 孟
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_13-I_18
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     2013年1月,銚子沖洋上風力発電所は,わが国初の沖合洋上風力発電所として運転を開始した.実証研究設備として,洋上風車の性能評価や洋上風況の評価,環境影響調査など,着床式洋上風力発電の技術を総合的に確立していく.発電所建設前から47ヶ月にわたり観測してきた波浪データによれば,当海域は常に波高が高く「うねり」が来襲しやすい.また,台風1326号により設計波高に近い観測最大の最高波高が発生し,基礎に衝撃砕波力が作用したと推定される.これらの観測結果等から,洋上風力発電の導入拡大のためには,高い波高や「うねり」に適用できる船舶の調達や,近隣の基地港湾の整備が課題と思われる.
  • 村上 智一, 古谷 龍太郎, 小笠原 敏記, 下川 信也
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_19-I_24
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     2011年の東北地方太平洋沖地震津波発生後の岩手県宮古湾では,水質調査が行われておらず,津波発生後の宮古湾全体の水質環境は不明な状況にある.そこで本研究では,津波発生後の2013年9月および12月に水温,塩分,濁度,DOおよびクロロフィルaの同時計測が可能な可搬型多項目水質計を用いて,宮古湾内24~28箇所の多地点かつ鉛直0.1m間隔の高解像度の観測を行った.
     その結果,閉伊川および津軽石川付近に淡水流入の影響による低塩分水塊が見られるが,同様に湾中央部東側付近にも空間的に独立した低塩分水塊の存在が認められるなど宮古湾の水質の特徴が明らかとなった.また,わずか6時間で表層のクロロフィルaや濁度の分布が大きく変わることも示された.
  • 田中 仁, 三戸部 佑太, VO Cong Hoang
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_25-I_30
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     蒲生干潟は仙台市東部に位置するラグーンであり,貴重な汽水環境として有用漁業資源生育の面でも貢献していることが明らかになっている.しかし,2011年東日本大震災津波に蒲生干潟は大きな被災を受け,一時,その形状を完全に失った.その後,徐々に以前の地形が回復しつつあり,新たな平衡状態に移行しつつある.そこで,本研究においては被災前から高頻度で撮影されている空中写真の解析を行い,ラグーン地形の被災状況,回復過程,新たな平衡地形に関する検討を行った.その結果,以前の海岸線から比べて後退した位置で汀線は安定しつつあること,また,ラグーン水域の面積は以前に比べて40%程度減少した状態であることなどが判明した.
  • 坂巻 隆史, 西村 修
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_31-I_36
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     本稿では,宮城県沿岸に位置する松島湾内の生態系が東日本大震災により受けた影響について,特に水質とアマモ場について報告する.震災に伴う下水処理施設の機能停止により松島湾では水質悪化がみられたが,その後の応急的な簡易処理の実施により水質は速やかに改善され,今回のような応急対応の重要性が示された.松島湾内に存在したアマモ場はその多くが津波により消失し,震災後2年を経過した段階でもあまり回復していないことが調査により明らかとなった.ハビタット適性指標モデルに基づく解析では,地盤沈下による光条件の悪化がアマモの回復に不利に働いている可能性が示された.既往の研究なども踏まえると,アマモと植物プランクトンの競合関係に関連するような環境因子(栄養塩,濁度等)等まで広くモニタリングしながら,その回復の推移を見ていく必要があると考えられた.
海洋開発論文集 Vol.30
  • 島田 広昭, 石垣 泰輔, 武藤 裕則, 馬場 康之, 大年 邦雄
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_37-I_42
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     本研究では,東南海・南海地震発生時に津波による甚大な被害が予想される関西圏における著名リゾート地である和歌山県白浜町の白良浜海水浴場において,2013年8月に海水浴場利用者を対象とした津波防災意識に関するアンケート調査を行った.そして,東北地方太平洋沖地震発生前の2006年と発生直後の2011年に同海水浴場で実施していた同様のアンケート調査の結果とを比較することで,経年による海岸利用者の津波に対する防災意識の低下を明らかにしようとした.その結果,海岸利用者の津波防災意識は災害の発生や経過年月によって変化することが明らかとなった.したがって,防災教育や津波防災などの対策立案者はこうした意識変化を考慮して行う必要がある.
  • 橋詰 知喜, 永家 忠司, 宮武 誠, 布村 重樹
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_43-I_48
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     我が国は観光立国を目指し国内はもとより海外からも多くの観光客を招致し,平成25年の訪日外国人観光客は1,000万人を超えた.一方で我が国の自然災害は近年特に激甚化傾向にあり,特に突発性が高く甚大な被害をもたらす津波からの避難は社会的課題となっている.本研究は北海道有数の観光地である函館市を研究対象地域とし,発災時の観光客の安全確保を目的とする観光防災を定義し,観光特性並びにL2地震津波による被災想定から観光防災の重要性及び現状を把握し,その課題と解決に向け検討した.
  • 大矢 淳, 柴山 知也, 関根 佑貴
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_49-I_54
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     東京湾に津波の被害が発生する可能性がある歴史津波である慶長地震と元禄関東地震さらに中央防災会議が想定している東京湾北部地震の3つを対象として数値解析を行い,陸上部での最大浸水深を求めた.被害額算出については治水経済調査マニュアルに従い被害金額を求めた.津波対策は防潮堤,内部護岸,水門の3つの強化や家屋のピロティ化(高床化)の費用を算出し,被害金額と建設費用を比較して計画の妥当性を検討した.被害金額は最も大きい慶長地震で6.95兆円となり,浸水防護施設の強化は1.05兆円, ピロティ化費用は15.0兆円となった.地震の発生確率を用いて1年間当たりの予想津波被害額は2094億円となり,構造物の耐用年数を50年とすると防護施設の強化で費用便益比が9.97, ピロティ化の補助金を6割補助までの場合に費用便益比が1以上となった.
  • 富田 孝史, 高川 智博
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_55-I_60
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     本研究では,津波に対する避難誘導や水門・陸閘閉鎖などの防災活動,被災後の迅速な救助や復旧活動の支援を目的として,地震発生後に沖合で観測された津波データを使用して,即時的に浸水域を推定するリアルタイム津波ハザードマップシステムを開発した.プロトタイプを名古屋港をモデルとして作成し,その検証を内閣府による南海トラフ巨大地震を対象にした数値実験により実施した.その結果,南海トラフ沿いの8基のGPS波浪計によって地震発生後から6分間観測された津波データを使って津波波源を推定し,それに基づいた伝播・浸水計算から名古屋港における津波波形や最大浸水域を精度よく推定できることを明らかにした.画像処理ユニット(GPU)を活用することにより,波源推定から浸水域の推定までに要する時間は約80秒であった.
  • 江口 一平, 岡田 弘三, 中田 琢志, 内田 洋平, 窪田 和彦, 宇都宮 好博
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_61-I_66
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     昭和56年7月の運輸技術審議会の諮問第11号答申を受け,平成7年4月から港湾局の波浪観測データである全国港湾海洋波浪情報網のデータ提供を開始するとともに,沿岸気象海象情報配信システムの開発を行った.初代のシステムは専用回線・専用端末方式により双方向の情報通信を可能にし,平成9年2月に正式運用を開始した.その後インターネット技術の普及に対応し,第二世代システムとしてWeb版を正式運用するとともに,携帯電話を用いたMobile版の運用も開始した.現在は,沿岸気象海象情報の多様化及び高度化に対応するとともに,操作性の利便性を追求した第三世代システムを開発・試運用し,平成24年10月から正式運用を開始した.
  • 猿渡 亜由未, 広田 知也, 宮武 誠
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_67-I_72
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     津軽海峡内における潮流及び海流は利用可能な海洋再生可能エネルギー源として期待されている.発電タービンを設置するとその背後に後流が発生し周囲の流れ場が変化する.本研究では流れモデルを用いた現地スケールの計算を行う際に潮流タービンによる抵抗力の影響を考慮する方法を構築する.風力タービンによる流れ場への作用力を求める為に使われてきたBlade Element Momentum法に基づきタービンによる流れ場への抵抗力を計算する.現地スケールの流れや地形条件におけるタービンの影響を調べる為に,Immersed Boundary Methodを用いてこの抵抗力をタービン周辺の数グリッドに分散させる事により現地スケールの流れ場の再現計算に潮流タービンの影響を組み込んだ.タービン位置を起点として海峡内の広い領域に流速の差異が広がる様子を求めることができることを確認した.
  • 片山 裕之, 米山 治男, 下迫 健一郎
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_73-I_78
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     東日本大震災以後のエネルギー政策転換の機運の高まりや,海洋基本計画において海洋再生可能エネルギーの利用促進が謳われるなど,自然エネルギーの期待が高くなっている.実際に海洋再生可能エネルギーの検討が進んできており,現地海域での実証試験も始まっているものもある.その1つである波力発電についてもいくつかのタイプが検討されているが,発電量算出の基礎となる波パワーの精度の高い予測が重要となってくる.日本沿岸の波パワーについては過去にも整理されているが,本研究では,更に対象地点と統計期間を増やし再整理を行い,波パワーの海域特性を考察した.更に波力発電導入ポテンシャルが高い離島として大島波浮港と三宅島三池港を対象とし,設置を想定した防波堤位置の波パワーを試算した.
  • 石垣 衛, 三好 順也, 清水 聖治, 藤井 雅之
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_79-I_84
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     再生可能エネルギーによる発電技術の需要が高まる中,海洋エネルギーを活用した発電技術の実現が望まれている.特に瀬戸内海は,周期的で予測可能な潮流が卓越しており,既存の橋脚を活用した潮流発電が可能となれば発電施設等の建設コストの削減が期待できる.そこで,橋脚下海洋空間を活用した潮流発電技術の開発を目的に,潮流観測を実施し,発電施設仕様を想定することで取得可能なエネルギー量の算定を行った.大畠瀬戸を対象とした潮流観測の結果,橋脚近傍においても約6.0 ktの流速値が得られ,橋脚から6 m以上離れた地点では,橋脚の影響による潮流の乱れは小さいものと考えられた.同地点において,想定した発電機タービンを設置することで,一日あたりの最大エネルギー量は3.7 MWhを示し,平均2.5 MWhのエネルギー量が取得可能であると見積もられた.
  • 高田 浩太郎, 森本 真司, 重松 孝昌, 加藤 健司, 脇本 辰郎, 吉岡 真弥
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_85-I_90
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     波浪エネルギーを社会動力として積極的に利用することを目的として,今後の港湾インフラの整備やコスト等を勘案して,港湾海域における動力獲得を主目的とした波力発電堤体の開発を試みている.本論文では,不透過壁とサボニウス型水車列からなる波力発電堤体を提案し,波浪エネルギーからのエネルギー獲得性能および消波性能について水理実験を行って検討し,水車径や負荷トルクがこれらに及ぼす影響について明らかにした.
  • 居駒 知樹, 増田 光一, 中澤 那世留, 林 昌奎, 惠藤 浩朗
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_91-I_96
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     本研究では,可変ピッチ機構を有する潮流発電用垂直軸水車である垂直軸可変ピッチ翼水車の高性能化を目指した.そのため,垂直軸可変ピッチ翼水車のソリディティとピッチ制御角度が,水車効率に与える影響に対する検討を行った.これらの検討は,CFD計算による数値実験と水車模型を用いた水槽実験により行われた.水槽実験で使用された水車模型は,直径0.5m,ブレード長さ0.6mの規模で,NACA0018の翼断面形状を有する翼を1~6枚まで取付可能であり,可変ピッチ機構には機械的に制御角を決定できる方法が導入されている.
     本研究結果として,ソリディティσ =0.293,翼取付角度γ0=-7°の設定のが周速比λ=2.0付近で水車効率55%を超える高い水車効率を示した.
  • 木原 一禎, 細川 恭史, 大澤 弘敬, 宮崎 剛, 下迫 健一郎, 増田 光一, 永田 修一, 金谷 泰邦
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_97-I_102
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     日本では30年以上の研究実績がある振動水柱型空気タービン方式(Oscillating Water Column: 以下OWC)に着目し,従来型OWCの高効率化を目指し,プロジェクティングウォール付ユニット型発電装置(PW-OWC発電装置)を発案した.OWC発電装置は,水面変動を往復気流に変換し,空気流で発電タービンを回転させる.発電部が水上にあるため,維持管理が容易であり,既存の防波堤,護岸などを利用して後付けでユニットを設置することで,建造費を抑えることができる.本稿では,これまで検証済みである安全性にかかる耐波性能の概要について報告し,PW-OWC波力発電装置の一次変換係数(波エネルギーから空気エネルギーへの変換)に関しての研究成果について詳述する.
     また,酒田港の外郭防波堤に1基設置する場合の課題を抽出しその対応策について述べ,実際に消波ケーソン(有孔ケーソン)に設置する場合の特性について報告する.
  • 井内 国光, 阿部 洋士, Firman HUSAIN, 中村 孝幸
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_103-I_108
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     既に著者らは,来島海峡における潮流発電を目的として,潮流エネルギーを効率よく変換できる水車構造を提案すると共に海域の自然条件を踏まえたその適用性などについて明らかにしてきた.本研究は,このような潮流発電装置を現地に建設する際に必要とされる作用流体力の特性を主に実験的に明らかにする.対象とした潮流エネルギー変換装置は,変換効率が50%程度と比較的高いことが確認されている,流向制御板をサボニウス水車の外側に付加した構造とした.作用外力としては,海峡部の前後で広い海域へと接続することが多く,潮流のみならず波の作用も受けることから,潮流力に加え作用波力の特性や,波流れ共存場での流体力の実態などについても明らかにする.
  • 國里 立紀, 加古 真一郎, 山城 徹, 中川 智文, 城本 一義
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_109-I_114
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     潮流発電に関連して現地観測とFVCOMを用いた数値実験を行い,鹿児島県奄美大島の大島海峡における潮流の特性を調べた.これらの結果を基に大島海峡の待網岬沖で最大流速2m/sの潮流が発生していることを示した.また,待網岬沖の潮流エネルギーポテンシャルの日平均値は約170MWで,奄美大島全世帯数の約4割の1日消費電力量に相当することを明らかにした.
  • 間瀬 肇, Tracey H. TOM, 池本 藍, 志村 智也, 安田 誠宏, 森 信人
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_115-I_120
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     地球温暖化対策およびエネルギー安全保障の観点から,再生可能エネルギー利用のさらなる進展が必要である.風力エネルギーは風速の3乗に比例して増加するが,経済性の向上には風況の良い場所の選定が重要となる.経済性の目安としては,ハブ高さ80mにおいて年間平均風速が7m/s以上とされている.陸上においては,全国風況データ,500mメッシュで解析した風況マップや風配図が提供されているが,日本沿岸海域においては,詳細な風況・波浪マップはまだ提供されていない.本研究は,今後の洋上風力発電施設の設置場所選定に役に立つように日本沿岸海域の風況・波浪マップを作成し,風と波の概況を把握するものである.
  • 白石 悟, 下迫 健一郎, 米山 治男, 牛山 泉, 西沢 良史, 細見 雅生, 小川 路加, 永井 紀彦
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_121-I_126
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     港湾空間では2013年10月現在,設備容量170MWの風力発電施設が立地しているが,本研究では,これに加えて自己利用型のエネルギーとして利用するシステムを提案する.この目的実現のためには発電電力の変動性に加えて,需要側の電力の変動特性を把握することが重要であり,これを分析した.さらに北海道の日本海側に位置する港湾において風力発電単独および太陽光発電とのハイブリッドシステムによる電力の需給バランスの分析を行い,実現へ向けての課題を整理した.
  • 福山 貴子, 池谷 毅, 福本 幸成
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_127-I_132
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     日本における洋上風力発電の導入促進を目的に,千葉県銚子沖で洋上風力発電に関する実証研究が進められている.洋上風力発電設備および洋上風況観測タワーの基礎は重力式基礎であり,作用波力を低減するために水面付近の径を細くした形状である.このような基礎の設計手法の妥当性を検討するために洋上風力発電設備基礎に波圧計を設置し,基礎に作用する波圧および揚圧力を観測している.波圧計の観測データを解析した結果,有義波高と最大波圧には直線関係があること,高波浪時には洋上風力発電設備基礎に砕波圧が作用しており,その際,揚圧力計に地面を踏み込む圧力が計測されていること,波圧の確率分布評価手法は波高の確率分布形状により計算値と実測値に相違が見られるものの,安全側に評価できていることが分かった.
  • 金田 孝之, 近藤 健雄, 桜井 慎一, 宇於崎 泰寛
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_133-I_138
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     市街地と隣接し,港湾と都市の空間・機能の再生を目的とし,面整備を伴う港湾再開発においては,商業・業務機能集積が重要な課題であり,そのためには,民間開発者の事業参入が不可欠である.本研究における事例分析により,民間開発者の参入のためには,「基盤整備,土地利用転換及び一団の街区開発による街の形成」に関わる不確定性が公的主体によって大きく低減されることが不可欠であることが明らかになった.また,公的主体のこの不可欠な役割は,「開発者の負担と責任で行われる宅地開発や工場跡地開発の場合」より大きいものであるが,行政機関や利害関係者などが参加し策定された港湾再開発の基本構想や基本計画で重要な役割としてオーソライズされていることが,明らかになった.
  • 川崎 一平, 山田 吉彦, 川上 哲太朗
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_139-I_144
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     1980年代以降の港湾研究は,物流システムを核としつた地域経済的視点へとシフトしていく.その背景には,地理学から援用した「後背地」概念への着目があった.本研究は,港湾研究の発展に寄与した「後背地論」を評価したうえで,物流よりもむしろ生活者の意識と行動の視点から,港湾を有する都市研究への可能性を検討していくものである.そこで,本論では,水産業の生産拠点でもある北海道根室市をとりあげ,2012年に根室市民を対象として実施したアンケート調査をもとにして,人口減少に陥る港湾都市の現状分析をおこなっていくことにする.市民の地域社会における意識や行動を視野に入れて社会構造を分析した場合,ものの流れからだけでは把握できない港湾都市と後背地の関係が浮かびあがる.
  • 里村 大樹, 水谷 雅裕
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_145-I_150
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     近年海上輸送・港湾分野において保安対策が強化されているが,一方で,国内主要港湾のコンテナターミナル周辺では国際海上コンテナ輸送車両の渋滞解消策が求められている.
     本研究では,現地調査による実態把握を行い,保安対策が強化された場合の待ち時間,待ち台数をシミュレーションにより計算した.横浜港本牧埠頭BCターミナルでは,最大のトラック待ち台数は午前のゲートオープン前の約300台で,待機列はゲートオープン後1時間程度で解消していた.保安対策が強化されてコンテナ搬入の処理時間が5分長くなる場合,現状設備ではオーバーフローするが,ゲート処理方法を変更することでその日のうちに処理できる結果となった.保安対策が強化された場合では,昼にゲートオープンするケースでも,現状設備ではオーバーフローする結果となった.
  • 大塚 夏彦, 古市 正彦, 泉山 耕, 中野 佑哉
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_151-I_156
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     北極海航路を用いて北極圏で産出される鉄鉱石及びLNGの我が国への輸送コストについて検討した.鉄鉱石・LNGそれぞれについて,北極海航路による輸送シナリオのほか,既存産地からの輸送シナリオを検討し,輸送コストを算出した.鉄鉱石の輸送コストでは,燃料費が最も大きな割合を占めた.北極海航路輸送では,距離短縮と航行速度低下によって燃料消費量が削減され,砕氷船支援料等のコスト増分を相殺した.LNG輸送コストでは,減価償却費が大きな割合を占めた.北極海航路の場合,航行日数が削減されて,高額な船価に起因する減価償却費増分が相殺された.以上より,北極圏で算出される天然資源を北極海航路で輸送する場合,輸送コストは,競合する既往産地からの輸送コストに対して競争力を持ちうることを示した.
  • 市村 康, 松原 雄平, 五島 幸太郎
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_157-I_162
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     本研究では,オープンデータを用い,鳥取県景観マップを作成し,海岸景観形成ガイドラインに従い,景観構成指標を自然環境基盤,生態環境,生活環境の3つの視座に分類される景観構成指標から景観指標を求めた.次に,筆者らが開発した景観感性設計システムと合わせて分析を行い,同評価方法の有用性について検討したので,その結果について報告する.
     景観感性設計システムと今回開発手法は,ほぼ同じ結果を示し,手法の有効性が示された.景観感性設計システムは,アンケートを行うため多大な労力がかかる.しかしながら,オープンデータを用いた手法は,GISを用いているため比較的簡便に評価が行えるメリットがある.
  • 遠藤 徹, 古城 鉄也
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_163-I_168
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     閉鎖性海域の水質悪化は著しく,特に港湾海域では密度成層の発達による底層水の貧酸素化が深刻な問題となっている.成層場を緩和する海水混合技術が多く開発されているが,密度場の流体運動は時空間的に複雑な挙動を示すため,現地に適用する際には事前に混合効果を把握しておく必要がある.本研究では,密度場に噴流を作用させた水理実験を実施し,画像解析手法により海水混合特性について検討した.
     同条件の成層場に対して異なる噴流を作用させた結果,噴流リチャードソン数により混合効果を整理できる可能性があることが示唆された.また,成層場の形状の異なる場に同条件の噴流を作用させた結果,噴流の発達領域が広範囲に及ぶように噴流を作用させることでより効果的に海水が混合できることが明らかとなった.
  • 武田 真典, 吉塚 靖浩, 岡野 崇裕, 高野 聖之, 岡野 隆行, 本田 陽一, 鈴木 達雄
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_169-I_174
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     本研究は,人工海底山脈による鉛直混合の実態を明らかにすることを目的に,現地観測および数値シミュレーションを実施したものである.人工海底山脈近傍に設定した測線上における観測結果より,構造物直上や下流側の海底から表層混合層下端までの範囲において,密度逆転や密度一様となる層が確認されるとともに,観測結果をもとに推定したエネルギー散逸率についても同じ領域において値が大きくなっており,鉛直混合が生じていることが確認された.また,観測結果をもとにした数値シミュレーション結果からも,観測結果と同様な鉛直混合が把握された.
  • 金城 賢, 古川 哲己, 白木 喜章, 柴木 秀之
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_175-I_180
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     沖縄海域において波浪,流速,水温,塩分の現地観測を実施した.観測時期は冬季・夏季の2季であり,それぞれ30昼夜の連続観測を行った.本報告では,得られた観測結果のうち,以下の3種類の現象について示した.(1) 夏季の那覇港沖・浦添海岸沖では,常時底層付近に顕著な水温の短周期変動がみられた.半日周期が卓越しており,内部潮汐に伴う水温変動であることが推察された.(2) 典型的な裾礁型サンゴ礁域である白保海岸において,冬季・夏季の高波時における流動特性を明らかにした.砕波に伴うWave-setupにより,E系波浪が卓越する冬季は礁内では西流が卓越する.S系波浪が卓越する夏季は礁内で東西と分流となる.このような流動特性を水位データを用いて説明することができた.(3) 夏季の白保海岸裾礁域において,静穏時と高波時の水温変動の違いを確認できた.静穏時は礁内外の海水のやりとりによる半日周期の水温変動が明瞭になる.高波時は鉛直混合が強化され,鉛方向に一様の水温分布となる.
  • 金城 賢, 古川 哲己, 柴木 秀之, 鈴山 勝之
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_181-I_186
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     沖縄諸島及び先島諸島の地形的な特徴はサンゴ礁によるリーフが発達していることであり,この複雑な地形が波浪場の推定を困難にする.また,台風の常襲地帯であることから,防災等の面からも高波浪や高潮を精度良く推定することが必要となる.本研究では,当該海域において高精度の波浪推定を可能にする手法として,波浪推算及び高潮推算の外力条件となる風場・気圧場の設定方法を考案するとともに,リーフ地形に対して適切な波浪の推定が行える砕波モデルの選定を行った.
  • 山口 正隆, 野中 浩一, 畑田 佳男, 日野 幹雄
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_187-I_192
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     微小振幅波理論の波長に関する25種類の単一式で表される1段階近似式(AES)および1段階AESを初期値とするNewton法の第1回反復解を用いる2段階AESを前者の最大相対誤差ε(1)maxの大きさに従って7グループに分類し,それぞれの相対誤差εの範囲と相対水深h/L0に伴う挙動を調べた.また浅海と准深海に対する区分AESを組み合わせた合成近似式(CPAES)について同様の検討を行った.結果はつぎのようである.1)1段階AESのε(1)maxは0.0012~5.2%と広い範囲に分布する.2)2段階AESでは1段階AESに比べて10-2~10-5以下の比率でε(2)maxが減少し,波長計算の効率的高精度化が可能になる.3)CPAESでは1段階AESよりさらに高い精度が得られる.4)最大相対誤差と計算負荷を考慮して適切な近似式の選択が可能になる.
  • 小窪 一毅, 中山 恵介, 新谷 哲也, 大塚 淳一, 渡部 靖憲, 柿沼 太郎, 駒井 克昭, 清水 健司
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_193-I_198
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     東京湾などの閉鎖性内湾では,日射の影響や淡水の流入により成層が発達し,風や潮汐などによる外力が与えられることで内部波が発生する.この内部波は,コリオリ力の影響を受けて内部ケルビン波へと発達し,斜面などの浅水域において砕波することで巻き上げや水平循環を発生させ,物質輸送に大きな影響を与える可能性がある.しかし,内部ケルビン波の砕波の影響に関してこれまでに十分な研究は行われていない.そこで本研究では,数値計算を用いて異なる斜面勾配において内部ケルビン波の斜面上での砕波による流れに関する検討を行った.その結果,異なる斜面勾配において,内部ケルビン波の最大遡上距離や遡上高さ,水平循環の強度,砕波点に違いが生じることが示された.また,内部波の砕波点から水平循環の発生位置を予測できることが確認された.
  • 池田 奈保子, 新原 亜希子, 山城 徹, 浅野 敏之, 齋田 倫範, 城本 一義, 加古 真一郎
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_199-I_204
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     九州西岸域で測定された水位データを用いて,福江,長崎,甑島,枕崎で発生する副振動の増幅率を調べた.東シナ海の女島と比較すると,長周期波の振幅が福江では約2.0倍,長崎では約6.6倍,甑島では約7.6倍,枕崎では約7.0倍増大していることがわかった.また,女島の水位は九州西岸域において振幅の大きい副振動が発生する可能性の高さをモニターする指標として有効であることを示唆した.
  • 仲井 圭二, 橋本 典明, 額田 恭史
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_205-I_210
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     長周期波は,周期帯によって特性がかなり異なることが知られている.また,沿岸では沖合と異なり,陸岸による反射の影響が大きいことが予想される.本研究では,沖合15箇所のGPS波浪計と,沿岸20箇所の波浪計のデータを用いて,沿岸から沖合までの海域における長周期波の周波数別特性の解析を行い,その違いの原因について考察した.周期150s以下の短い成分は,水深250m以下の海域に主に存在し,擾乱時と静穏時の差が大きいために年間の変動が大きいが,周期300s以上の長い成分は,全海域にまんべんなく存在し,年間の変動も小さいことが分かった.
  • 平山 克也, 加島 寛章, 長沼 淳也, 宇野 喜之
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_211-I_216
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     港口を構成する防波堤(西)(東)近傍にそれぞれ浅瀬が存在する日本海側のA港では,港内に侵入する風波やうねりの波群の回折・砕波が同時に発生し,港外から来襲する自由波とともに,拘束波に由来する港内長周期波の発生が顕著になる.ブシネスクモデルにより算定したこの両者はそれぞれ港内の観測波高と比較的よく一致するため,この理由を考察するとともに,岸壁前面での波高出現頻度及び稼働率について従来の自由波に加え,港内波及びこれらの合成波に対するものをそれぞれ算定して比較した.なお,有義波高3m以上の沖波の出現頻度が1%にも満たないA港に対しても港外の自由波を適切に推定できるよう,風波に対するアーセル数をパラメータとするαlの推定式を新たに提案して用いた.これらの結果,成分波の波向分布がより適切であると期待される港内波では,自由波に比べ,より小さな稼働率が算定された.
  • 平山 克也, 岩瀬 浩之
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_217-I_222
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     ブシネスクモデルの計算効率を向上させる1つの試みとして,非線形長波モデルを用いた広域の津波伝播計算などに多用されるネスティング計算法に着目し,その導入法と適用性について検討した.導入したネスティング計算法では,接続する領域間の空間差分間隔の比率は1:1または2:1,差分時間間隔の比率は任意とし,接続に必要な水位・流量Fluxの時空間分布はそれぞれ線形補間して与えた.一様水深上の重複波浪場や,斜面上の浅水・砕波変形あるいは球面浅瀬上の屈折・浅水変形が生じる波浪場で領域接続を行った場合,1:1接続では,上位・下位領域で得られた計算結果は互いに完全に一致し,領域接続を行う波浪場に制約がないことを確認した.一方,2:1接続では,空間解像度の高い下位領域で計算精度が向上したが,砕波帯内で接続した場合の計算精度は,上位領域での砕波計算の精度に依存する.
  • 村上 啓介, 真木 大介, 竹鼻 直人, 杉本 直弥, 陶山 亮哉
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_223-I_228
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     護岸隅角部の越波処理では,護岸を消波ブロックで被覆する対策が一般的であるが,フレア型護岸を消波ブロックで被覆すると,護岸局面部での波返し運動と消波工の相互作用によってフレア型護岸の越波低減効果が損なわれることが懸念される.この問題は,護岸に沿い波が発生する条件でより顕著になると考えられる.本研究では,フレア断面を含む護岸隅角部の越波低減対策として,消波ブロック被覆工の適用方法を水理模型実験により検討した.また,消波ブロックを用いない対策としてフレア型護岸に隔壁工を設ける対策を取り上げ,その効果と適用性を検討するとともに,隔壁工および隅角部付近の護岸部に作用する波圧特性について検討した.隔壁工は,沿い波の影響が比較的小さい条件では一定の越波低減効果が見られるが,沿い波が顕著になるとその効果は小さい.このような条件では,直立護岸側に加えてフレア型護岸側も消波ブロックで被覆する対策が有効となる.隔壁工には入射波高相当の静水圧の数倍程度の波圧が作用する.
  • 加島 寛章, 平山 克也, 川内 清光
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_229-I_234
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     護岸背後に副堤を設けて得られる空間を越波排水路とみなし,これによる護岸越波量の低減効果を積極的に見込んだ護岸断面が提案されている.この際,排水路内水位が背後の副堤からの越波量に及ぼす影響を十分に検討しておく必要がある.そこで本研究では,既往の平面水槽を用いた越波実験の結果を解析し,越波排水路による護岸越波量の低減効果について検討を行うとともに,水槽実験結果を境界条件に与えた1次元不定流解析による越波排水路内の水位の推定を行った.その結果,護岸越波を越波排水路に対する横流入とみなした1次元不定流解析を行うことにより,1波毎の越波水塊による排水路内水位の時空間変化を推定することが可能であり,越波排水路を対象とした1次元不定流解析の有用性を確認した.
  • 鈴木 武, 鈴山 勝之, 柴木 秀之
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_235-I_240
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     波による越流量の変化を把握するため,2次元数値波動水路(CADMAS-SURF)を使って,越波から越流(完全越流)に遷移する状態を対象に防潮壁上の流れの数値実験を行った.数値実験から得られる通過流量はRao&Muralidharの越流公式から求められる越流量と概ね一致した.天端上水位h1が3mより大きい場合は,波がない場合の通過流量にほぼ一致する.これに対し,h1が3mより小さい場合は,波がある場合,波の作用によって波がない場合よりも通過流量が大きくなる.本研究で設定した計算条件の範囲では,通過流量は波高や壁高が大きくなると大きくなる傾向が見られた.また,数値実験の結果を基に波による通過流量の増分を推定する式を構築し,その整合性を確認した.
  • 越智 聖志, 木村 克俊, 宮武 誠, 上久保 勝美
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_241-I_246
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     2004年7月,台風8号の影響による高波により,北海道の太平洋に面した海岸において,護岸背後の盛土が洗掘被害を受け,盛土上に位置する交通機関で通行規制が講じられた.本研究では,まず,不規則波を用いて縮尺1/40の2次元水理模型実験を実施して,被害発生時の波浪および潮位条件に対する越波特性を調べた.さらに,不規則波群中の最大波について,護岸背後に打込まれた越波により生ずる水流に着目し,流速の時間変化を明らかにした.次に,この水流を上部水槽からの落水により縮尺1/4で再現し,移動床実験を行って模型盛土の洗掘パターンを明らかにした.その結果,セメントで補強した模型盛土に合計30回の落水水流を作用させることにより,現地と同程度の洗掘を再現できることを確認した.
  • 黒田 美里, 井上 和徳, 土橋 和敬, 平石 哲也
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_247-I_252
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     2011年東北地方太平洋沖地震津波においては,護岸や海岸堤防の破壊が各所で見られ,原因の一つとして堤体の前面での侵食や越流した津波による堤体背後面での洗掘や侵食があげられる.2004年台風23号による関西空港や神戸沖管理型埋め立て護岸の崩壊も前面の侵食により堤体が主動土圧に耐えられず崩壊している.そこで,洗掘および侵食対策として現場で容易に施工できる網袋式ユニットを提案した.このユニットは,口が一つの網袋内に砕石を中詰するものである.本研究では,まず現場での施工性を検討した.また,長期の使用を想定した暴露試験を行い,網地の耐久性を調べた.そして,水理模型実験を行い,安定係数KD値およびイスバッシュ数を明らかにした.
  • 石井 敏雅, 富田 沙希, 小池 雄一郎, 榊山 勉, 赤岡 茂記, 太田 京助
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_253-I_258
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     本研究では,テトラポッド2層積みの消波ブロック被覆傾斜堤を対象に消波ブロックによる被覆が不完全な状態について水理模型実験を実施し,上部工に作用する波力と越波への影響について検討した.その結果,消波ブロック被覆層の欠損の影響は上部工の前面波力で大きく,波力低減効果がほとんど期待できなくなり,上部工が滑落する可能性があること,越波への影響は,港内側にある透過防止工の効果により波高伝達率の増加は小さいことが分かった.また,上部工前面の消波ブロックの設置状況の違いによる波圧への影響を考慮するため設置した2本の測線による波圧の計測結果の整理方法について検討した.
  • 松本 和記, 泉宮 尊司, 石橋 邦彦
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_259-I_264
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     本研究では,水理模型実験により不規則波に対する消波ブロック堤の安定性,および津波を疑似した準定常流に対する捨石堤および消波ブロック堤の安定性について詳しく調べている.不規則波に対する消波ブロックの安定数Nsは,被害率D,作用波数Nおよびイリバレン数ξに依存することが見出された.
     流れに対する捨石堤および消波ブロック堤の安定性については,新たなる安定数Ns=u/{(Sr-1)gDr}を提案し,相対水深や堤防に働く流体力との関係を明らかにした.その結果,消波ブロック堤および捨石堤の安定数は,共に下流側の相対水深が大きく,堤防高さが高いほど小さくなること,および,堤防の単位長さ当たりに働く流体力F/lが大きいほど安定数が小さくなることが明らかとなった.
  • 本山 賢司, 上久保 勝美, 山本 泰司
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_265-I_270
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     沿岸の防波護岸のような水深が浅く海底勾配が急な条件において,上久保らは,法先にあるブロックが沖側へ移動して,消波ブロックが徐々に沈下する被害が顕著になるとして,設計波高を割増してブロックの所要質量を算定する方法を提案している.しかしながら,適用条件は海底勾配が1/20の場合に限られる.本研究では,防波堤の海底地形としては急勾配である1/30の地形の浅い水深に設置した消波ブロックの安定性に関して,段階波による実験的検討を行った.その結果,水深が小さくなると安定数が小さくなる傾向があり,0.35≦h/Ho’<0.85の条件において,従来の算定法ではブロックの所要質量が過小に評価される場合があることを示した.さらに,消波ブロック法先部の被害メカニズムを明らかにした.
  • 中村 孝幸, 鍵本 慎太郎, Firman HUSAIN
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_271-I_276
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     港内水排出方式の遊水室型海水交換防波堤について,常時波浪および暴浪時の両者に対して海水交換機能と反射波低減機能が発揮できるように,従来の単一遊水室構造に代わり二重遊水室構造を提案し,その有効性を実験と理論解析により明らかにした.この際,第2遊水室の下部港内側に水平版を取り付ける工法を採用することで,長周期側での反射波低減効果のみならず高い海水交換機能も発揮できることが判明した.また,実海域に二重遊水室構造の重力式堤体を採用するときに問題となりやすい耐波安定性の向上を目的として,堤体底部にコンクリート重量部を設ける構造断面を提案し,そのときの波浪制御効果や海水交換量についても明らかにした.この際,通水部の位置が高くなるため,通水路を港内側の底層部まで延長する構造形式の有効性についても検討を進めた.
  • 末永 慶寛, 小泉 勝彦, 山中 稔, 長谷川 修一
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_277-I_282
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     波浪エネルギー吸収装置には様々な方式が存在し,代表的なものとしては,振動水柱の運動を空気エネルギーに変換する方法,浮体運動を油圧エネルギーに変換する方法などが挙げられる.振動水柱型波浪エネルギー吸収装置は,波浪エネルギー吸収装置の中で吸収効率が高いものの一つであり,理論的な解明に関しては研究が進んでいる.これまで筆者らは,振動水柱の持つ固有周期の存在を明確にし,波浪エネルギー吸収効率を検証して,それらを装着した養殖生簀の動揺抑制に活用しているが,振動水柱を護岸施設や消波施設等へ適用するまでには至っていない.
     本研究では,機械装置等を使用することなく,振動水柱の運動を空気エネルギーに変換する方法を採用し,防波堤,消波ブロック内に格納する方式を採用した波浪エネルギー吸収型消波構造物の開発と実用化を目的とした.
  • 本間 真平, 鈴木 崇之, 佐々木 淳
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_283-I_288
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     津波の解析には現地観測データが不可欠である.東北地方太平洋沖地震による津波は観測機器の多くを被災させた一方,津波を捉えた貴重な動画が残されている.動画を用いた津波挙動の把握はいくつかの例があるが,大部分は陸上遡上を対象としており、海面上や沿岸部の流速を求める研究は少ない.本研究では大船渡湾に来襲する津波を撮影した動画を用い,津波の流速を求めることを試みた.動画を等間隔の時間で切り出した画像群・グレースケール画像へ変換した後,幾何補正を行うことで距離・角度の歪みを除去し,津波流速の平面分布を時系列的に把握した.
  • 工代 健太, 吉田 圭介, 前野 詩朗
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_289-I_294
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     瀬戸内海に面する岡山市の南部には標高が低く地盤が脆弱な干拓地が広がっており,南海トラフ巨大地震が発生した際,この地域は大きな津波被害を受けることが懸念されている.本研究では岡山市の津波遡上過程の詳細を明らかにし,今後の津波対策の拡充に貢献するため,岡山市南部地域を対象に南海トラフ地震を想定した平面2次元津波氾濫解析を行った.また,想定されたものより大きな津波や液状化による堤防の沈下を考慮した全4ケースで同様のシミュレーションを実行した.主な結論として,液状化による堤防の沈下が岡山市南部地域の津波の浸水面積を大きく拡大させることや堤防での津波越流は,津波の第1波に留まらず数波に渡って起こるため,陸域での津波浸水域は数時間程度以上かけて拡大することなどが明らかにされた.
  • 二階堂 竜司, 青木 伸一, 田村 浩敏, 神保 正暢, 栗山 広宣
    2014 年 70 巻 2 号 p. I_295-I_300
    発行日: 2014年
    公開日: 2014/10/01
    ジャーナル フリー
     本研究は,一般座標系と直交座標系の数値シミュレーションモデルを用いて,矩形のモデル河道および利根川を対象に津波の河川遡上計算を行い,津波遡上の水位特性の把握と再現計算精度の向上を検討したものである.
     矩形のモデル河道の津波遡上計算では,直交座標系の計算結果が堤防壁たて際で不自然に高く(もしくは低く)なり最大水位縦断分布が凹凸形状となっていたのに対し,堤防壁たて位置に適合した一般座標系の計算結果ではそのような傾向が見られず,妥当な水位が得られた.
     利根川における東北地方太平洋沖地震津波の再現では,河口堰下流(18.0 k)等の観測値と計算値を比較したところ,直交座標系よりも一般座標系の計算値の方が高い再現性となることを確認できた.
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