新潟西海岸における飛砂対策について北陸地方整備局企画部防災課（前新潟港湾・空港整備事務所）北陸地方整備局新潟港湾・空港整備事務所北陸地方整備局新潟港湾・空港整備事務所北陸地方整備局新潟港湾・空港整備事務所松井佐藤澁谷赤塚康彦敏文覚亘これまでの飛砂対策については，ネット及び単管パイプによる2列フェンス（海側H=2m，陸側H=1m）と翼垣（H=2m）を組み合わせた飛砂防止柵が最も効果的という結果を得ていたことから，景観の観点から冬期間のみ対策を講じ毎年設置・撤去していた．しかし，毎年設置・撤去ではコスト面等で問題がある．そこで経済性の観点も踏まえ長期的な飛砂対策を検討し，フェンス（葦簀による翼垣（堆砂垣）及び静砂垣）・除砂帯（トレンチ）・植栽帯を組み合わせた4パターンの工法を試験施工し，効果を検証した．キーワード養浜，飛砂，除砂帯，翼垣（堆砂垣），静砂垣１．はじめに新潟港海岸（西海岸地区）（以下「新潟西海岸」という）では，潜堤・突堤・養浜を組み合わせた「面的防護工法」により，豊かな砂浜が復元しつつあり，夏季には海水浴場やイベント会場など親水空間として多くの方に利用されている．一方，復元された砂浜から発生する飛砂が背後の住宅区域や海岸道路に侵入する問題が懸念されたため，飛砂に関する調査を進め，現在，ネット及び単管パイプによる2列フェンス（海側H=2m、陸側図-1 長期的な飛砂対策工配置図 H=1m）と翼垣（H=2m）を組み合わせた飛砂防止柵が最も効果的という結果を得ていたことから，冬期間のみ対海側陸側策を講じているが，景観を損なうため，毎年設置・撤去静砂垣パターン１翼垣している．そこで景観性を損なわず，同時に経済性に優海岸道路れた恒常的な飛砂対策を検討し，除砂帯（トレンチ）及び植栽帯の現地実験により効果が確認できたことから，除砂帯植栽帯これらを踏まえ「平成20年度新潟西海岸技術委員会」にパターン２おいて，フェンス（葦簀による翼垣及び静砂垣）・除砂静砂垣海岸道路翼垣帯・植栽帯を組み合わせた4パターンの工法が提案され，平成21年度に試験施工を実施し，その効果を把握するため現地調査を実施した．本論文では，その効果を確認しを想定）植栽帯除砂帯（トレンチ）た調査結果について報告するものである．パターン３静砂垣海岸道路 2. 長期的な飛砂対策工の提案フェンスと除砂帯，植栽帯を組み合わせた4パターンの対策案を図-1,2に示す．パターン1は翼垣のトラップにより植栽の海側に砂丘帯を形成するため，眺望を損なうことはなく，砂丘による飛砂抑制効果を期待するとともに，除砂帯（砂丘帯が形成されれば相対的にはトレンチの効果が期待される）に堆砂した場合には，除砂して植栽帯除砂帯（トレンチ）静砂垣パターン４植栽帯除砂帯図-2 長期的な飛砂対策工断面図海岸道路植栽に飛砂を堆砂させないことを考慮した案である．パターン2はパターン1の除砂帯をトレンチとし，堆砂したら除砂する案である．パターン3はパターン2の翼垣をなくし，植栽帯前面にトレンチだけ設け，堆砂したら除砂する案である．パターン4は植栽への堆砂を許して将来的には砂丘化することを許容する案である． 3. 調査項目器を設置して観測した．表-1 捕捉器設置位置設置地点対策工前面 St.①～④ 対策工背面 St.⑤～⑧ 設置高さ地盤上0.2m,0.5m,1m,2m 地盤上 0.5m,1m,2m,3m,4m b) 風況調査図-3に示す箇所に風向・風速計を設置し，飛砂発生の主要因となる風データを観測した．なお，第1突堤の影響も考慮し、2箇所設置している． 4. 調査結果横断測量及び3Dレーザースキャナ－測量を表-2，浮遊飛砂捕捉調査を表-3に示す時期に実施した．表-2 横断測量及び3Dレーザースキャナー実施時期図-3 調査位置図図-3に示す範囲において，地形測量及び浮遊飛砂捕捉調査を実施した．また，飛砂発生の主要因となる調査対象箇所の風データについても観測を実施した．縦断・横断測量（３Dレーザースキャナ）横断測量調査開始時調査開始時平成22年1月18日 1回目第一回飛砂捕捉調査実施後 2回目第二回飛砂捕捉調査実施後平成22年1月22日01時10分第一回除砂後平均風速：13.5m/s 風向：西北西平成22年1月28日平成22年2月28日平成22年3月1日平成22年3月14日平成22年3月15日実施理由浮遊飛砂捕捉調査観測時最大平均風速（St.B）実施時期平成21年12月23日 1回目第二回除砂後 2回目第三回飛砂捕捉調査実施後平成22年1月14日13時50分平均風速：12.8m/s 風向：西北西平成22年3月10日19時30分平均風速：14.1m/s 風向：西表-3 浮遊飛砂捕捉調査実施時期 (1) 地形測量 a) 横断測量測線間隔は10mとし，各測量基準点より汀線（±0m）まで測定し，計測回数は調査開始時1回と強風（風速 10m/sec程度以上）を観測した後2回の計3回実施した． b) 翼垣周辺詳細測量測線間隔10mの横断測量では翼垣周辺の立体的な堆積状況を把握することが困難なため，パターン1，2のそれぞれ一箇所の翼垣について，測線間隔2mで翼垣と直交する方向に測線を設け，翼垣周辺の詳細測量を実施した．なお，計測回数は横断測量と同じ計3回実施した． c) 縦断・横断測量（3Dレーザースキャナー）横断測量の補足も兼ねて，より詳細に地形変化を把握できる3Dレーザースキャナー測量を実施した．なお，計測回数は2回目の除砂後及び3回目の浮遊飛砂捕捉調査を実施した後1回の計2回実施した． d) 地盤高測量飛砂対策工4パターンにおいて，対策工周辺の局所的な堆砂特性を把握するため，地盤高測量を実施した．なお，計測回数は横断測量と同じ計3回実施した． (2) 浮遊飛砂捕捉調査 a) 浮遊飛砂捕捉調査浮遊飛砂量を把握するため，強風時（風速10m/sec程度以上）に3回観測を行った．図-3に示す8地点において，表-1のとおり浮遊飛砂を捕捉するための吹流し式の捕砂実施回第一回目実施時期浮遊飛砂捕捉調査観測時最大平均風速（St.B）前日降水量当日降水量 (mm) (mm) 平成22年1月13日14時20分平成22年1月13日最大平均風速：11.7m/s 風向：北北西 28.5 11.5 平成22年1月14日13時50分最大平均風速：12.8m/s 風向：西北西 12.5 1.5 33 1 15.5 0.5 平成22年1月14日第二回目平成22年1月22日01時10分平成22年1月22日最大平均風速：13.5m/s 風向：西北西第三回目平成22年3月10日19時30分平成22年3月11日最大平均風速：14.1m/s 風向：西 ※当日降水量は調査終了時までの降水量各パターンの横断測量及び3Dレーザースキャナーによる断面地形，浮遊飛砂捕捉量を以下に示す。 (1) パターン1 陸側図-4 パターン1断面地形図海側図-5 パターン1浮遊飛砂捕捉量図-9 パターン3浮遊飛砂捕捉量 (2) パターン2 (4) パターン4 陸側海側陸側海側図-6 パターン2断面地形図図-10 パターン4断面地形図図-7 パターン2浮遊飛砂捕捉量 (3) パターン3 図-11 パターン4浮遊飛砂捕捉量陸側海側パターン1,2では，第1回測量時で翼垣まで堆積している．植栽帯の静砂垣背後の地形変化がほとんどなく，対策工陸側の浮遊飛砂捕捉量も良く似た結果となっており，翼垣を越えて高く舞い上がった浮遊飛砂が背後に到達しているものと考えられる．パターン3では，トレンチは第1回測量時で満砂状態になっており，背後の地形変化はほとんどなく，対策工陸側の浮遊飛砂捕捉量も最も少ないことから，トレンチにより飛砂が十分に捕捉されていると考えられる．パターン4の植栽帯では，ほぼ砂で覆われるまで堆砂しており，植栽の効果は期待できない状況になっている． 5. 長期的な飛砂対策効果の検証図-8 パターン3断面地形図 (1) 飛砂対策工の効果浮遊飛砂捕捉調査結果から，各地点の海側の飛砂量は飛砂捕捉量の海側と陸側の比 100 10 1回目 2回目 11.56 7.17 陸側捕砂量/海側捕砂量 1.71 パターン2 1.23 1 0.1 3回目 0.31 パターン1 0.09 パターン4 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.001 St.8/St.4 St.7/St.3 調査地点 St.6/St.2 St.5/St.1 図-12 パターン1～4の浮遊飛砂捕捉量の比以上の結果を整理すると表-4のとおりとなり，パターン3による対策が最も効果的であると考えられる．表-4 飛砂対策工効果比較表浮遊飛砂パターン４植栽帯背後の飛砂量が海側より大きくなり，逆効果となっている．パターン３パターン1,2に比べて1～ 2オーダー小さく，飛砂制御効果が最も高い． × 植栽帯背後の除砂帯及びその背後の歩道に砂が堆積するため，歩道利用に問題がある． × 植栽帯堆砂植栽帯はほぼ一面砂で覆われており，植栽帯による飛砂制御効果はなくなっている． ◎ 除砂帯として掘削したトレンチにのみ堆砂しており，除砂帯として十分に機能している． ○ パターン1,2に比べて植栽帯内の堆積は少ない． × 飛砂制御効果の観点からは，植栽帯に堆積した砂が飛砂として背後に飛散するため，逆効果であった． ◎ 除砂帯のトレンチを適宜掘削すれば，最も効果的な対策であると考えられる． × ○ 除砂帯評価表-5 各パターンにおける初期費用及び除砂量パターン２翼垣に堆積することで，飛砂が舞い上がり，対策工の背後の浮遊飛砂量が比較的大きくなる． △ 翼垣背後にトレンチを掘削したが，翼垣に十分堆積した後も，トレンチへの堆砂は少ない． △ パターン1とほとんど同じであり，植栽の海側で堆砂が認められる．パターン1より堆砂が若干少ないのは，除砂帯で掘削している効果であると思われる． ○ 翼垣の背後に除砂帯を設けても，除砂帯に堆積せず，背後に浮遊してしまう．翼垣周辺を除砂することができれば，効果が期待される． △ パターン１翼垣に堆積することで，飛砂が舞い上がり，対策工の背後の浮遊飛砂量が比較的大きくなる． △ 翼垣背後に除砂帯を設けたが，翼垣に十分堆積した後も，除砂帯への堆砂は少ない． △ パターン2とほとんど同じであり，植栽の海側で堆砂が認められる． △ 翼垣の背後に除砂帯を設けても，除砂帯に堆積せず，背後に浮遊してしまう．翼垣周辺を除砂することができれば，効果が期待される． △ (2) 飛砂対策工の維持管理長期的な飛砂対策の検討にあたっては，各パターンのライフサイクルコストについて検証してみた．なお，検証にあたっての各パターンの初期費用及び除砂量を表-5 のとおりとした．除砂帯の堆積量は1回目の測量より算出，除砂帯の年間除砂量は，パターン3で全量捕捉したパターン４パターン３パターン２パターン１ 2,571 2,678 2,829 2,722 1.48 3.34 0.93 0.90 3.11 7.00 1.95 1.89 7.00 0.02 0.66 1.37 初期費用（千円）除砂帯堆積量（m3/m）除砂帯の年間除砂量（m3/年/m）海岸道路での年間除砂量 (m3/年/m）各パターンのmあたりのライフサイクルコストについては，図-13のとおりとなった．なお，算出にあたっては，翼垣類は3年に1回交換，海岸道路の除砂は平成20年度の冬期除砂量の実績値（3,000円/m）から算定した． 120 100 80 パターン1 60 パターン2 パターン3 40 パターン4 20 0 1 0.03 パターン3 0.01 と考えて，河村式1)により推定された7m3/年/mとし，他のパターンは7m3/m÷3.34m3/m=2.1倍し，観測値を年あたりに換算した．海岸道路での年間除砂量については，海側の捕捉量と陸側捕捉量の比に年間飛砂量7m3/mを乗じた値とした．なお，パターン4については，海側より陸側の捕捉量が多いため，7m3/mと設定した．ライフサイクルコスト　(万円) ほぼ同程度であることが確認できる．そこで浮遊飛砂捕捉量及び植栽帯の堆砂状況から各パターンの飛砂制御効果を検証した．パターン4は，対策工の海側で捕捉された浮遊飛砂量より陸側で捕捉された量が多くなっている．植栽帯のほぼ一面が砂で覆われていることから，植栽帯に堆積した砂が浮遊したものと考えられる．このことから，植栽が十分に生長していない現段階では，背後に飛散する砂の量を増加させていると考えられる．翼垣が設置されているパターン1,2では，対策工の陸側の浮遊飛砂捕捉量及び鉛直分布がほぼ同じとなった．パターン2ではトレンチを設けているが，翼垣と植栽帯の間には両者ともに堆砂は少なく，翼垣に堆積した砂により飛砂が舞い上がり対策工の背後で浮遊飛砂が観測されたものと考えられる．植栽帯の前にトレンチのみ設けた場合のパターン3では，対策工の陸側での浮遊飛砂捕捉量が最も少ないことから，翼垣は砂を舞上げる特徴があると言える．また，パターン3はパターン2よりトレンチの堆砂量が多く，植栽帯の堆砂状況は，ほぼ同じであることから，トレンチにより背後への飛砂を抑制したものと考えられる． 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 年図-13 各パターンのライフサイクルコスト維持管理の観点からも，パターン3が最も経済的であると考えられるが，海側に掘削したトレンチの除砂を行う必要があり，今回は底面5m，深さ1m，法勾配1:1.5とした．本調査ではトレンチの除砂は1回のみで，調査完了時には満砂状態にはなっていなかった．河村式1)から推定される年間飛砂の平均値は7m3/年/mであることから，本調査で掘削したトレンチであれば1回程度の除砂で十分と言える． 6. 考察及びまとめ以上のことから，今回の調査結果では『パターン3』が効果的と確認できた．引き続き植栽の生育状況等を踏まえ，モニタリング調査を実施し，トレンチの平面配置等の効率的な飛砂の集積，除砂方法等について検討し，長期的な飛砂対策を確立したい．謝辞：本調査にあたり「新潟西海岸技術委員会」の委員の方々から貴重なご意見を賜ったことを，ここに深く感謝の意を表します．参考文献 1) 土木学会：水理公式集「平成11年版」pp520-521