Gravel beach shows more dynamic profile change than sand beach, and is vulnerable to erosion. An artificial reef may be a structure to reduce beach erosion. However, there are many cases still suffering from beach erosion after installation of artificial reefs, indicating that more studies about beach processes are required. This study aims to investigate shoreline change at Shichirimihama Beach by using WEB camera system and beach profile changes based on field observation. Results showed that high energy wave during typhoon is the main reason leading to the continuous shoreline retreat. High wave approaching from E-SSE direction leaded to the formation of berm on the top of beach face at the location without artificial reef. In the area behind artificial reef, berm formation was not observed and shoreline almost stood by at its orginal position. However, when highwave approached to the coast from S-SW direction, sediment on beach face was washed out and the shoreline reatreated on the entire study area. This results indicated that in Shichirimihama beach wave direction also plays an important role on beach morphology change

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　石炭灰造粒物はヘドロが集積する閉鎖性内湾などへの覆砂に海砂代替材として活用され，底質・水質改善効果が確認されている．これまでの石炭灰造粒物を用いた覆砂は比較的水深の深い箇所で実施されていたが，石炭灰の有効利用や環境改善等の観点から，今後その適用域を浅場まで拡大していくことが求められる．石炭灰造粒物を浅場へ設置するにあたり，設置水深，断面形状などを設計するためには，流れ・波浪による移動特性を把握しておく必要があるが，砂礫とは材料物性の異なる（比重が軽い）石炭灰造粒物の移動特性は明らかになっていない．これまで，均等・混合粒径の流れに関する移動特性および均等粒径の波浪に関する移動特性を明らかにした．本研究では，混合粒径の石炭灰造粒物の波浪に関する移動特性を明らかにした．その結果，混合粒径の石炭灰造粒物の移動限界は，流れ・波浪ともに平均粒径に従来公式を用いることで概ね評価できることが分かった．

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　周防灘を対象海域とし，底泥の移動および水の滞留を評価するための流動をベースとする複数のシミュレーションを実施した．これらのシミュレーション結果と底質性状に関する現地調査結果を用いた重回帰分析により，底泥の移動および水の滞留と底質性状の関係を表す重回帰式を導出した．この回帰式を用いることで，底質性状の空間分布を推定した．推定値と現地調査結果を比較すると両者はほぼ一致しており，この海域の底質性状が，底泥の移動や水の滞留の程度によって説明できることを示した．

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　インド，バングラデシュおよびミャンマーにかこまれたベンガル湾は，サイクロンの発達およびそれに伴う高潮や波浪の発生により沿岸域でこれまで多くの被害が生じている．ベンガル湾内におけるサイクロンの来襲頻度やそれに伴う波浪や高潮の発達特性を把握することは沿岸域の防災計画上重要である．本研究では，過去のサイクロンの経路情報を用いて，ベンガル湾内の約30年間におけるサイクロンの来襲状況，各地域における上陸頻度について考察を行った．この結果から，代表的なサイクロンを抽出し，各沿岸での波高変化について波浪推算により試算して考察した．

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　内湾の潮汐を考える際に外洋潮汐の知見を得ることは非常に重要であるが，近年上昇している平均海面の上昇との関連などに関する検討はあまり行われていない．そこで，本研究では，国内外の約200か所の外洋に面した験潮所における実測データ解析と統計解析を行った．結果として，平均海面は長期的に見ると79.3%の験潮所において増加傾向を示した，一方で，主要な半日周期分潮振幅の変動は，平均海面のような全球的な統一傾向は示されなかった．しかし，日本沿岸や北米大陸西岸など空間距離が近い験潮所では同一傾向を示す海域もあることから，ある程度の海域特性を有することが示唆された．また，分潮間の増減傾向の一致度を検討したところ多くの験潮所で傾向が一致することがわかった．

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　本研究では，全国10港湾を対象に，長期検潮記録から潮汐・気圧・地盤変動の影響を抽出・除去することにより，ノイズ成分を除去して平均海面水位を推定する方法を示し，その長期的な変動特性を考察した．その結果日本海側海域の3港湾では，平均海面水位に明瞭な上昇傾向がみられた．また，太平洋側海域では，4港湾で上昇傾向であったが，上昇量は場所毎に異なっていた．さらに，2004年以降の検潮記録から推定された平均海面水位のトレンドは，標準誤差が大きいものの，全期間から推定された変動に対して平均海面水位の上昇率が高くなっている傾向が見いだされた．

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　一様風条件のもとに第3世代波浪推算モデルSWANによる風波の発達計算を行い，摩擦速度u_*表示による無次元エネルギーε^*や無次元ピーク周波数f^*_pと無次元吹送距離F^*の関係およびピーク周期T_pと-1次・0次積率周期T_m-1,0の間の勾配値a₀に及ぼす各パラメータの影響を調べた．結果の概要はつぎのようである．(1) 定常と非定常モードではε^*とF^*の関係に多少の相違がみられるが，1次元と2次元モードでは差を生じない．(2) 上記の関係に及ぼす格子間隔Δxや風速U₁₀の影響は顕在化しないが，時間間隔Δtならびにソース関数の減衰項の係数δの影響は有意である．(3) 上記の関係に対するそれぞれの経験式を同時に満たす結果は再現されない．(4) Toba係数B_Tの平均値0.07は経験値0.062より約10%大きいが，変動は平均値の±5%以内に納まり，B_Tは定数に近い特性をもつ．

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　日本海における2012年4月3～4日の低気圧(LPS)を対象として，気象庁MSM風資料を入力条件とした第3世代モデルSWANによる波浪推算を異なる時間間隔Δ_tや仮想的低気圧条件のもとで行い，最大波高の最大値H_maxMなどを調べた結果，(1) H_maxMに及ぼすΔ_tの影響は有意であり，クーラン数1.5以下が望ましいこと，(2) 風速場を15 %増幅することにより，確率的波浪シミュレーションで想定されるH_maxMに達すること，(3) 当該低気圧は最も大きいH_maxMを生じるコースをとったこと，(4) 移動速度の減速によりH_maxMが大きくなり，最大の増加量1.1 mが速度比2/3の場合にみられること，(5) 当該低気圧は日本海の北東部沿岸に風速，コース，移動速度に関して現実的な最悪条件に近い条件での異常波高をもたらしたこと，が指摘された．

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 The nonlinear energy transfer plays a critical role in determining the energy distribution of directional spectrum. Numerous studies of the important role of the nonlinear energy transfer in the evolutions of wave spectrum have been clearly demonstrated in the frequency domain, however little is known about the characteristics of the nonlinear energy transfer in the directional domain. In this paper, we investigate the characteristics of spatial and temporal changes of the directional spectra in consideration of nonlinear energy transfer as a possible mechanism of the change of directional distribution in deep water depth. Numerical computations are performed by three different types of the third-generation wave model, WAM, where each of them is implemented with DIA (Hasselmann et. al., 1985), RIAM (Komatsu et. al., 1993) and SRIAM (Komatsu et. al., 1996), respectively, for the computation of the nonlinear energy transfer. The JONSWAP type spectrum and Mitsuyasu's directional function are applied to define the energy distribution of directional spectrum. The characteristics of bimodal directional wave spectra are also discussed.

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 Wave transformation describes the propagation of waves and water surface displacement from offshore to onshore. The magnitude of wave generation and wave set-up are dependent on a number of factors such as wind speed, water depth and tide level. This paper has investigated the characteristics of wave transformation in Manila bay along Roxas boulevard during extreme conditions specifically on typhoon events. Records of typhoon that struck Manila bay area for the past 40 years were used to generate the wave height and water displacement profiles through a numerical simulation model developed by Kraus and Larson (1991). Parameters such as water depth, wind speed and tide level were the input data in the simulation. Six transects were established up to a depth of 20m to describe the cross-shore profile fronted by breakwater structure and open sea. Results show that the wave height and water surface displacement are significantly higher in transects which are not exposed to any breakwater structure. A wave generated by a typhoon with a wind speed of 42 mps similar to that of typhoon Narsing in 1973 would definitely overtop the existing seawall situated along Roxas boulevard.

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 Kaetsu Coast is located on the middle north coast of Japan. This area has been suffering from various problems, including the progress of severe coastal erosion, frequent occurrence of rip current accidents, reduction of coastal habitats, and others. In order to cope with these problems, physical understanding of long-term wave characteristics is essentially important as basic engineering information. Accordingly, this study examines the long-term wave data observed at the Kanazawa Port in duration 1971-2012 in order to clarify the long-term as well as the seasonal characteristics in significant wave properties. On the overall, the seasonal variation in wave height, period, and direction is shown to be significant. The monthly-mean wave height and period are correlated with 2nd order polynomials very well. For the long-term variation, the annually-mean significant wave height indicates no significant trend. On the contrary, the Lepage statistical test detected an abrupt increase in the annually-mean significant wave period around 1990. In relation to these changes, the long-term variation in monthly-mean wave characteristics shows that the wave slope becomes smaller in the last two decades. The Mann-Kendall statistical tests demonstrated that the monthly-mean wave height and period in July have significantly increased during the study period. Several attempts have been made to correlate these features with climate changes.

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　海面高度計およびArgoフロートデータを用いて3次元海洋密度場を推定し，TS（水温・塩分）nudgingと呼ばれる簡易的な4次元データ同化を組み込んだ領域海洋循環モデルROMSを用いて，日本沿岸の黒潮流域における海洋構造の再現性について検討した．水平・鉛直密度構造，メソスケール変動強度，黒潮流路および強度などに関する詳細な比較を行い，本手法の高い再現性を示した．この密度推定法は原理的にほぼ全球に適用可能であり，公開されているデータのみを用いるので新たなコストを必要としないため，一般性・汎用性が極めて高い．JCOPE2に代表される高品質な海洋再解析データが存在しないような海域に対しても適用可能であり，ダウンスケーリング海洋モデリングに広く用いることが可能である．

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　本研究では，沿岸海域の流動・密度・水質構造の実態解明および将来予測に資するシステムの開発を目指し，沿岸海域で生じる様々な時間スケールの物理現象を一貫して解析できる気象－海象－水質モデルを新たに構築した．そして，伊勢湾海域を対象に流動・密度・水質構造といった水塊構造の長期再現計算と短期再現計算を実施し，観測値との比較から，本モデルの妥当性・有用性を議論した．その結果，本モデルが密度成層の発達・破壊過程や，貧酸素水塊の消長過程など，水塊構造の長期的変動のみならず，短期変動に対しても高精度に解析できることを明らかにした．

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　本研究では，多重σ座標系準3次元海洋モデルCCMを用いて，東北地方太平洋沖地震津波の再現計算を実施し，観測結果との比較から，津波伝播計算に対するモデルの適用性・妥当性を検証した．さらに，同モデルを活用した気象－海象－水質結合モデルを用いて，発生が懸念される南海トラフ巨大地震による巨大津波を対象に，伊勢湾海域の水塊構造に関する数値実験を実施した．その結果，津波の来襲による強い岸向き流れの発生，短時間での高塩分外洋水の進入，底層における一部の貧酸素水塊の解消が認められたことから，巨大津波が伊勢湾海域の水塊構造に与える影響は大きいことを明らかにした．

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　バルク法を組み込んだROMSをベースにした2段ネスト瀬戸内海高解像度海洋流動モデルを構築し，GPV-MSMおよびJCOPE2再解析値を境界条件に用いて，2012年，2013年の夏期から秋期にかけて同海域に接近・通過した5つの台風による広域水温低下現象について熱収支解析により詳細に検討した．瀬戸内海全体の水温変動に対する豊後水道－紀伊水道間の水平移流熱輸送の影響は大きくなく，海表面から入射する正味の熱フラックスの影響が卓越していた．顕著な海水冷却を惹起するのは主に潜熱損失であり，台風に伴う海上風が強いとき，盛夏時よりも初秋時に海上気温が海面水温を下回って海上接地境界層が不安定になったとき，乾燥した台風の影響を受けたときに負の潜熱が著しく強化されることなどを明らかにした．

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　微気圧変化による津波の発生および規模の検知の可能性を探るために，まず平常時の微気圧変動観測を新潟大学の建物屋上で行った．観測は，微気圧変化，風向・風速および雨量の同時観測を行った．観測の結果，微気圧変動は降雨や寒冷気流の降下等によって発生していることが分った．津波発生・伝搬に伴う微気圧変動の3次元数値解析では，津波の初期水位の上昇領域では正の微気圧波が，水位の下降領域では負の微気圧変動が発生することが分った．また，微気圧変動が津波よりも速い速度で広範囲に伝搬する様子が再現された．さらに，地殻変動時間が短いほど強い微気圧波が発生する結果が得られた．このことにより，微気圧変動の観測により津波の発生の有無および規模を推定できることが分った．

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　涸沼北岸には東側から作用する風波によって形成された親沢鼻砂嘴が伸びる．この砂嘴では徐々に変形が続いてきたが，2011年3月11日の大地震時に約22cmの地盤沈下が生じたこともあって，侵食が著しく進んできた．さらに地震後には，砂嘴南端の突堤による西向きの沿岸漂砂の阻止による侵食がいっそう激しくなった．本研究では，このようにして侵食が進みつつある親沢鼻周辺で湖浜形状を測定するとともに底質採取を行って侵食の実態を明らかにした．湖浜の面積変化より，2012～2014年での沿岸漂砂量が133m³/yrと推定された．

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　鵡川沿岸域の深浅測量データ（1994年～2011年，全29回分）に対して複素主成分分析(CPCA)を行うことにより，この海域の地形変化の傾向と特徴を検討した．鵡川沿岸域ではほぼ全域においてSE～SSW方向からの波浪（E波浪）の影響を受けて地形が変化している．E波浪による地形変化のパターンはおもに複素主成分分析のモード1に現れる．一方，SW～W方向からの波浪（W波浪）の影響による地形変化のパターンについては，水深が深い一部の領域を除いて抽出することができなかった．河口に近い領域では，モード1もしくはモード2の地形変化量と鵡川の最大流量との関係に有意な正の相関が得られた．両者の関係から，最大流量が約500 m³/s以上の出水が生じた場合，河口付近の領域が堆積傾向を示すことが明らかとなった．

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　Spainのイベリア半島北岸のGulf of Biscayに面したSantanderには，湾口を塞いで長さ2.5 kmのEl Puntal spitが発達している．この砂嘴の南側の，湾奥の干潟で囲まれた極浅海域では，砂小島の変形に伴う砂嘴の発達と変形が起き，特徴的な汀線変化が起きている．本研究では，この砂小島の変形と砂嘴の発達を事例として，現地調査と衛星画像に基づいた解析を行い，筆者らによるBGモデルによる砂でできた島の変形の既往研究結果と比較することにより，現象の理解を進めた．

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　ニャチャン海岸はベトナム南部に位置する砂浜海岸である．近年，この海岸では北東モンスーンおよび台風により深刻な海岸侵食が生じている．本研究では特に深刻な侵食が生じているニャチャン海岸北部ににおいてビデオモニタリングを通して汀線変化解析を行った．ニャチャン海岸北部では汀線に1年周期の明瞭な季節変化が生じており，モンスーンの季節変化に応じてその前進・後退傾向が変化することが明らかになった．また，ニャチャン海岸南部における海浜変形との比較から，北東モンスーン期においては南向きの沿岸漂砂，東-南東モンスーン期においては北向きの沿岸漂砂が卓越することでニャチャン海岸北部と南部では季節毎の汀線変化傾向が逆転していることが示された．

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　気候変動に伴う沿岸外力の変化は，海面上昇だけでなく波浪特性の変化も予測されており，砂浜海岸に対する影響評価が海岸保全・防災の観点から重要となってきている．本研究では，鳥取県沿岸での波浪来襲特性および海面上昇の変化を推定し，浦富海岸を対象に沿岸特性の変化が砂浜海岸の地形に及ぼす影響を検討した．対象海岸は，沿岸方向約2kmの砂浜海岸で，侵食対策として沖合に人工リーフ2基が設置され，養浜による対策が実施されており，既往の3次元海浜変形モデルを用いて各沿岸外力特性ごとに構造物まわりにおける影響を検討し比較した．日本海側における波浪特性の変化に伴う影響は海面上昇による影響と同程度かそれよりも大きいことが分かった．

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　本研究は，水理模型実験および航空レーザ測量による震災前後の現地地形から，津波越流時の砂丘・盛土の侵食実態を検討したものである．
　水理模型実験では，堤体の天端幅が長ければ天端高さが低下する速度を抑制できることが確認できた．加えて，津波越流時のせん断応力と天端高さの侵食速度を対応させることにより，天端高さの侵食速度予測式を提案した．また，宮城県名取市における東日本大震災の津波による地形変化状況から，天端幅が長い堤体は津波越流後も堤体の一部が残存している場合が確認され，現地データからも堤体の天端幅が耐侵食に寄与した可能性が示唆された．

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　人間の開発行為によって世界各所で海岸侵食が進んでおり，タイ国でも，熱帯特有のマングローブ林伐採（天然消波材の消滅）が主原因の場合と，ダム・護岸・防波堤等の増設や浚渫・砂利採取による土砂供給不足が主原因の場合があり，前者についてはEekphisutsuntornら¹⁾，Rattanaramaら²⁾，Nopmuengら³⁾等の報告がある．本研究では，後者の事例としてタイ国Rayong県Sangchan Beachでの海岸保全状況を調べ，突堤群と離岸堤群の設置によって長期侵食を止められたものの，形成されたポケットビーチ群のほぼ全てで中央部の砂浜幅が狭いまま固定され，台風来襲時に危険になることを明らかにする．さらに，治水効果，環境保全効果，建設費を包括的に比較検討し，養浜案が優良案であることを示す．

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　侵食対策を進めるに際しては経済投資効果が強く求められるため，工学的に最適と考えられる手法ではなしに応急的な対策を進めざるを得ない場合が多い．また，漂砂バランスの崩れから侵食が発生した場合，被害の著しい場所から対策を進めることは侵食区域を下手側に移すのみの結果に至ると知りつつも，社会的条件がそれを許さないこともある．問題の解決を図るにはこの種の問題について正面から取り組み，制度の改善をも含む取組が必要である．本研究では，九十九里浜南部の一宮・一松海岸で現在起きている解決が困難な侵食問題について掘り下げ，この種の問題について考察した．

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　サンゴ礁海域では複雑な波浪・海浜流場が形成される．また海浜の構成材料はサンゴ破片などが主であり，シリカ底質の海岸とは海浜変形特性が異なる．本研究では人工海浜の侵食が深刻な宮古島トゥリバー地区において現地調査を行い，底質移動と地形変化メカニズムを解明することを目的とした．底質粒径分布や波浪・海浜流の計測結果を分析することにより，夏期には南風に伴う吹送流が発達し，防波堤の開口部から領域外に強い流れが発生し，細粒成分が沖合に流出していることなどが明らかとなった．さらに，南部ヘッドランド周辺にも細粒成分の堆積が確認され，冬季の北風に伴う吹送流の影響であると推察された．このように，サンゴ海岸では，平坦な礁池が広がる特徴により吹送流が発達しやすく，細粒径底質が容易に浮遊される特徴があることが確認された．

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　ベトナム中部に位置するクアダイ海岸においては近年砂浜海岸の侵食が著しく，砂浜が消失したことによりビーチリゾートホテルが閉鎖に追い込まれるなど，当地の観光産業に対して大きなダメージとなっている．そこで，現地の地形変化を撮影したGoogle画像の詳細な解析を行うことにより現地の侵食の実態を明らかにするとともに，現地調査，現地ヒアリングの結果などをもとに，海岸侵食機構の推定を行った．その結果，河口部近傍の侵食域が徐々により遠方に拡大しており，このことから河川からの流出土砂の減少が海岸侵食の要因であると推測された．同様な現象は我が国においても，例えば天竜川河口部に位置する遠州灘においても観察されており，類似の現象によりクアダイ海岸の侵食が顕在化したものと考えられる．

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　サンゴ礁州島の形成機構は様々な報告，研究が行われているものの観測データの取得事例は少なく，州島形成場の波浪場，海浜流場は依然未解明である．本研究では，西表島北方リーフ上にサンゴ礫だけで形成されるバラス島を対象として現地調査を行い州島形成場の外力評価を行った．さらにそれを補完する数値計算を行い州島形成に至る外力場の検討した．その結果，バラス島周辺のリーフ上では，来襲波浪に時空間的な位相差が見られることやサンゴ礫移動外力としてはリーフ内の流れよりも波浪が卓越する可能性が高いこと，バラス島付近では鳩間島の遮蔽とバラス島北側の二つの窪地の屈折効果によりバラス島に向かうNE，NW双方向からの波浪が生じ，窪地背後のリーフ中央部ではサンゴ礫が集積されるポテンシャルが高いことが明らかとなった．

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　伊良部島南東部に位置する長山の浜は自然豊かな海浜であったが，伊良部大橋の建設に伴って侵食された．このためまず長山の浜南部で養浜が行われ砂浜の復元が進められた．その後，長山の浜北部についても海浜の復元が必要となった．そこで突堤を伸ばした上で養浜を行う手法についてBGモデル（Bagnold概念に基づく3次元海浜変形予測モデル）を用いて検討し，最終的に安定な砂浜回復手法が示された．

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　潮干狩り場や海水浴場等として多様に利用されている唐船海岸では，平成24年4月に海岸の広い範囲が軟弱な泥（ぬかるみ）に覆われ，一部では足が抜けないほど危険な状態となった．全国的にも極めて稀な現象であり，その発生原因と対策立案のために，現地調査及び数値計算を行った．検討の結果，出水による海岸への直接的な細粒土の供給，出水後の潮汐や波浪による海岸への輸送が行われ，汀線付近では形成されたバートラフのトラフ部に泥が堆積し，固定化されることでぬかるみが発生すると考えられた．また，対策工としては，表層部のぬかるみを除去し，現地砂よりも粒径の粗い砂で覆砂することにより，細粒土の海岸への堆積を抑制できることが明らかとなった．

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　本研究は，新潟海岸金衛町工区で整備中のふた山型人工リーフについて，波浪観測調査から波浪低減効果，深浅測量から海浜安定性の時点評価等を行ったものである．
　波浪低減効果については，金衛町工区のふた山型人工リーフと有明浜工区の通常型の人工リーフの波高伝達率を比較したところ，ふた山型人工リーフは天端幅が短いため砕波が生じにくく，波高伝達率が大きくなることが示された．ただし，うちあげ高低減の観点から必要となる波高伝達率0.6は満足することが推察できた．
　海浜安定性については，整備途中の現時点で明確な土砂堆積傾向が見られず，その要因として人工リーフの未整備区間である開口部から速い沖向き流れが生じ，それに伴い人工リーフ岸側の土砂が沖へ流出していることが考えられた．

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　全国的に砂浜海岸の侵食問題は深刻化しており，鳥取県東部に位置する鳥取砂丘海岸でも海岸侵食が激化し，危機的状況であった．一方で港湾や河口では堆砂問題が生じていたことから，平成17年度から浚渫土砂を侵食域に投入するサンドリサイクルを実施している．本研究ではこのサンドリサイクルによる土砂投入の効果を検証するとともに，平成22年度および23年度に行われた大規模養浜の効果とその安定性の検討を行った．土砂量変化および汀線変化の解析を行い，大規模養浜により海岸全体の土砂量は一時的に増加し，その後はもとの土砂量にもどりつつあるが，汀線の回復は現在もある程度維持されていることが確認された．特に，サンドリサイクル後も侵食傾向であった土砂投入付近の汀線は大規模養浜により前進し，その後も汀線は維持されていることがわかった．

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　気仙沼湾では，津波で流失した重油が混在する砕屑粒子が湾奥から湾内に再移動し，復興した養殖施設での2次汚染が懸念されている．砕屑粒子等は潮汐作用によって，湾奥から懸濁物質が通過する大島瀬戸周辺に流出することが懸念されるため，ADCPを用いた懸濁物質SSの空間分布特性を検討した．懸濁物質SS濃度は，ADCPの後方散乱強度と多項目水質計からの濁度FTUからSS(mg/L)へ定式化した．西湾へのSS移動量は，最大約200g/secを示し，その約50％は西湾の湾口へ移流・堆積する可能性が高い．瞬間流速と空間平均流速の流動場の検討より，瀬戸の西側で水深スケールの渦形成の可能性がある．

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　国土交通省九州地方整備局では，調査観測兼清掃船「海輝」「海煌」を用いて，有明海・八代海の海域環境特性の把握を目的として，水塊構造調査並びに底質・底生生物調査を実施している．2004－2013年度の10ヶ年分の調査結果を整理した結果，八代海では球磨川河口前面海域よりも湾奥の海域の方が表層－下層間の密度差が大きいことが確認された．また，八代海において，底質と底生生物群集のクラスター解析により，それぞれ４つのグループに分類されるが，さらに，これらの組み合わせにより９つのグループに細分類され，複雑な環境特性を持つ海域であることが明らかになった．

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　筆者らは大阪湾における流動および浮遊ゴミの挙動予測を行うために，リアルタイム流況再現・予測システムを構築している．本研究では，現地において河口からのゴミ流出を想定したブイ放流実験を行い，再現予測計算の精度の検証を行った．検証に当たり，リアルタイムで取得している観測風から海上風を推定する手法の改良を行った．検証の結果，システムの出力する流速は，概ね現地調査の観測値の傾向を捉えることができた．ブイの漂流経路とシステムによる仮想粒子の軌跡を比較したところ，4ケースの追跡予測の中で最大6.3kmの差が見られた．追跡予測に用いている流速の最適な水深を検討するために，ブイの軌跡と比較した結果，計算結果の第1層流速および抵抗板の中心に相当する水深15cmの補間流速値を用いた場合，水表面流速より良い再現性を示した．

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 Marine debris issues have gained a significant concern recently due to their impacts to coastal and marine environments. Knowledge on their abundance, distribution and seasonal variation are still limited in many aquatic environments including Kagoshima bay. This study was conducted in three phases from the year 2010 to 2014. Field study in Oosumi peninsula and along Kotsuki river was conducted on November, 2010 to investigate the abundance and distribution of micro size debris. Then, in Kagoshima bay three field studies were carried out to investigate spatial distribution and seasonal changes of marine debris along its coastline and on sea surface from the year 2011 to 2014. Kagoshima bay opens to the south of Kyushu island and is affected by Kuroshio current which probably carries marine debris into the bay. In addition there are several major rivers which carry debris into the bay. The size of the bay is similar to Tokyo bay, therefore field studies in and along its coastline can be representative study to reveal qualitative and quantitative characteristics of marine debris inside a bay in Japan. As a result, EPS fragments dominated the distribution in almost all surveyed beaches (over 90%). Rainfall and natural disasters (i.e. typhoon) contributed significantly to higher deposition levels of micro debris on beaches.

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　南海トラフ巨大地震に伴う津波への対策の検討にあたっては，多くの場合，津波の規模や津波発生時の潮位といった条件は固定されている．しかし，現実の津波はその規模や潮位などが想定通りとは限らないため，これらの条件が異なる場合についても検討を行い，津波による浸水が発生しやすい箇所を把握することが重要である．本研究では，大阪湾周辺を対象に，津波の規模や津波発生時の潮位を変化させて波源からの平面二次元津波伝播計算を実施した．その結果，大阪湾周辺で浸水が発生しやすい箇所がわかり，津波の規模が大きくても津波発生時の潮位が低い場合には浸水面積は大きく減少すること，津波の規模と最大浸水面積の間に強い相関があることがわかった．

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　一般的に，津波シミュレーションには，平面二次元津波解析が用いられている．これに対して，高精度な三次元津波解析は，膨大な計算時間を必要とするため，ほとんど使用されていない．本研究では，正確に工場内の津波浸水状況と施設への波力等の津波の影響を予測し，適切な対策を実施するため，ハイブリッドモデルによる高精度な広域三次元津波シミュレーションを実施した．このハイブリッドモデルは，平面二次元津波解析と三次元津波解析を組合せたものであり，波源域から対象地点の工場までの領域に対して，効率よく津波シミュレーションが行える．さらに，本シミュレーションを用いて，工場内の浸水状態を予測するだけでなく，重要施設への津波浸水対策等についても検討した．

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　臨海施設に津波が来襲する場合，防潮壁などで津波の陸上遡上を防止しても取放水路や排水路等を介して開口部から溢水し，浸水被害が生じる危険性がある．本研究では，溢水氾濫による危険性を定量的に評価し，対策案や避難経路策定に有用なツールを提案することを目的に水路立坑からの溢水と陸域氾濫を連成して解析できるモデルを構築した．本モデルは，管路網を対象とした一次元管路流れモデルと津波氾濫解析に一般的に用いられる非線形長波方程式に基づいており，複雑な管路網に対しても比較的少ない計算負荷で解析可能な利点を有する．構築したモデルの妥当性は，管路網を対象とした津波による溢水氾濫実験の結果と比較することで検証した．その結果，本モデルは浸水範囲や浸水時系列の実験結果を概ね精度よく再現できることが確認された．

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　レベル2津波においては，防潮堤の設計で想定した津波高より高くなることがあり，津波が防潮堤を越流することが予想される．その場合の減災にあたっては，防潮堤を津波が越流したときに背後にある建物などへの影響を検討しておく必要がある．
　本研究は，津波波力による防潮堤の倒壊挙動を近似的に表現できるモデル化手法と，その時の流れの解析方法を提示し，津波の越流及び防潮堤の倒壊挙動の検討を行った．さらに防潮堤背後の建物に作用する津波波力の特性を明らかにし，防潮堤の倒壊状況による特性の変化を検討した．

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　本研究では，3次元浮遊砂移流拡散モデルの構築に先立ち，構造物の移動を精度良く考慮できるように，体積力型Immersed Boundary法を3次元数値波動水槽CADMAS-SURF/3Dに導入した数値モデルを構築した．さらに，ゲート急開による水塊流出の水理実験を行い，実験値と計算値を比較検討することにより，本モデルの妥当性・有用性を検証した．その結果，本研究で構築した体積力型Immersed Boundary法を導入したCADMAS-SURF/3Dは，移動構造物の影響を適切に表現可能で，かつ水塊流出時の流動場を高精度に計算できることから，3次元浮遊砂移流拡散解析モデルへの展開に役立つといえる．

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　本研究では，新潟地震による地殻変動データを用いて，その断層モデルの再評価を行っている．AbeモデルおよびMatsuhashiモデルの断層面と走行を基に10km×10kmの小断層に分割して，地殻変位が一致するように小断層のすべり量を逆推定した．その結果両断層モデルにおいて，震源近傍の小断層のすべり量が8m程度と最も大きく，断層の北端のすべり量も3m以上と断層が北側に伸びている可能性が示唆された．
　地殻変位データを用いた津波波源域のインバージョンの精度を定量的に評価するために，断層位置から断層幅Wを基準として何倍の位置の地殻変位データがあれば，精度良く逆解析が行えるかを数値シミュレーションにより検証を行った．その結果，相対無次元距離の値が１以下の地殻変位データがあれば，誤差ノイズが10％程度でも許容される精度でインバージョンが行えることが分った．

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　2011 年東北地方太平洋沖地震津波（以下，東北津波）により我が国は甚大な被害を受けた．想定が過小評価であったことを踏まえ，新たに大すべり域および超大すべり域を考慮した断層モデルが様々発表されているが，位置や形状に関する標準的な考え方は定まっていない．門廻・高橋¹⁾は大すべり域および超大すべり域の不確かさを多数津波シナリオに導入する汎用的なモデルを提案しているが，破壊開始点や複数の大すべり域および超大すべり域，地震規模の不確かさが考慮されていない．そこで本研究では，これらを考慮した新たなモデルを提案した．そして，南海トラフの巨大地震津波を例として，具体的なシナリオの設定手順を示した．また，多数津波シナリオの防災への適用例として，湾内での津波増幅や津波警報解除に関係する津波波源に起因する卓越周期を検討した．

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　東北地方太平洋沖地震津波により，東北地方の漁港では，津波により甚大な被害を受け，復旧・復興および津波対策を進めているところである．このことから，津波の発生が予測される福井県の漁港においても，津波対策が急務になっており，漁港施設の設計に用いる設計津波を設定する必要がある．
　本調査は，歴史津波や日本海沿岸の想定津波を踏まえ，すでに設定された最大クラスの津波波源モデルから，発生頻度の比較的高い津波を想定し，福井県沿岸の各漁港における設計津波を提案した.

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　海底地すべりに伴う津波の計算モデルとしては，いくつかの計算モデルが提案されている．しかしながら，これら計算モデルについて再現性を検討するために，同一条件下で計算した例はほとんどない．本研究では，運動学的地すべりモデル（KLSモデル），初期水位分布を設定して津波伝播計算を行うモデル（Wattsモデル）を対象として，橋本・壇によって実施された海底地すべりの模型実験の再現計算を実施した．また，KLSモデルを改良して，地すべりの崩壊部と堆積部が同時に進行するモデル（修正KLSモデル）を考案し，同様に再現計算を行った．その結果，KLSモデルは，実験結果に比べ約1.5～3倍の津波波高（時刻歴波形の最大値と最小値の差）となり再現性は良好でないことがわかった．一方，修正KLSモデルおよびWattsモデルは，波高の空間分布を概ね再現できることがわかった．

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　津波計の観測データを用いたリアルタイム津波予測の分野でよく用いられる逆解析の手法の課題を解決することをめざして，データ同化手法の１つである順解析のアンサンブルカルマンフィルタを適用し，双子実験を行うことによりその有効性を検証した．ここではJAMSTECのDONET2の海底津波計が設置されている海域を対象領域，内閣府の南海トラフの巨大地震モデル検討会が想定したケース(3)を対象津波として数値実験を行った．その結果，和歌山県・徳島県の南部では，現段階ではDONET2の津波計だけでは津波到達前に精度の良い予測はできなかったが，それよりも北部の地点では20分の観測時間で精度の良い予測ができることが明らかとなった．このことより，アンサンブルカルマンフィルタの手法を用いてもリアルタイム津波予測は可能であると言える．

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　陸上構造物に作用する津波波力は，陸上構造物と海域の間に存在する防潮堤や大粗度などの遮蔽物により低減するといわれる．本論文では，遮蔽物による陸上構造物に作用する津波波力の低減効果を定量的に評価することを目的とした．低減効果の特性を把握するために，想定縮尺1/100のフルード相似則に従った水理模型実験を実施した．その結果，防潮堤が高いほど，地表面粗度が粗いほど，海岸線からの距離が大きいほど，波力の低減効果が大きくなることがわかった．同時に，波力を決定する抗力係数及び水深係数はフルード数の関数となることが確認された．また，定量的な評価を簡便に行うため，遮蔽物の影響を考慮してFr数の変化を算定することができる水理解析を合わせて実施し，解析値が実験値の傾向を良好に再現することを確認した．

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　近接した位置に複数配置された円筒タンクでは，タンク間の干渉影響によって様々なパターンの津波流場が形成される．したがって，複数配置の場合には，配置パターンや配置間隔に応じて円筒タンクに作用する津波波力が増減するため，種々の波力評価式が提案されている単体配置の場合に比べて，評価手法の体系化が難しい．この複数配置影響に対する評価手法の一つとしては，3次元流動解析の適用が考えられるが，円筒タンクを対象とした適用性については検証が必要である．そこで本研究では，榊山¹⁾の水路実験との比較を行うことで，3次元流動解析の適用性を検証した．また，水路実験の結果や3次元流動解析の結果から，基本的な配置パターンにおける複数配置影響のメカニズムを把握するとともに，円筒タンクの津波波力に対する複数配置影響を明らかにした．

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　海岸付近に設置される円筒状のタンクを対象とし，その安全性評価の簡易手法の提案を目的として，解析と既往の実験結果を基に，津波の被害が大きくなる高フルード数において，タンク周囲の流動現象について検討した．構築した3次元CFDを用いた遡上津波の解析手法は，円筒タンクに及ぼす波力やタンク周囲の圧力が実験結果と良好に一致した．タンク周囲の流動状態を詳細に調査した結果，タンクに作用する波力は，タンク周囲の静水圧分布のみでなく，動圧発生による静圧の減少を考慮する必要があり，その大きさは水面流速と底部流速の動圧差で表せることが判明した．また，この結果を基に構築した新たな津波波力評価式の予測値は，実験結果と良好に一致した．

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　港湾内に位置する石油コンビナートの貯蔵タンク用地に津波が遡上する状況を想定し，なるべく実際に近い条件で模型実験を実施した．高さ及び時間波形の異なる３種類の津波を発生させ，タンクに作用する津波流体力の特性を明らかにした．本研究では，貯蔵用地内の水位及び流速の特性，流体力の特性，タンク群体としての影響，防油堤の影響などについて論じた．大きな津波流体力は，津波遡上時に波面前面がタンクに衝突する際に発生する衝撃力，および遡上後の波の再反射に伴うモリソン波力的な流体力の２種類が存在することがわかった．特に津波波高が大きくない条件では後者の流体力が卓越した．防油堤の効果については必ずしも波力の低減に寄与するわけではないこと，群体の影響については，水平力については低減する場合が多いが，鉛直力については増大する場合も多いことがわかった．

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　陸上配管に遡上津波が作用する場合は，津波衝突時の過渡的な流体力を考慮する必要がある．そこで本研究では，配管に作用する遡上津波の波力挙動を把握するためにダムブレイク方式による試験を実施した．また屋外配管の耐津波評価のための合理的な津波波力評価手法構築を目的に，試験結果と，CFD解析，モリソン式に衝撃力と変動流体力を加えた修正式，及び米国緊急事態管理庁(FEMA)ガイドラインに示されている抗力型の式による波力算定結果と比較を行い各評価手法の検証を行った．その結果，最大波力は試験値に対し，CFD解析で0.8～1.8倍，モリソン式の修正式で1.4～2.1倍，FEMAガイドライン式で2.1～6.1倍となった．

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