海 岸 工 学 論 文 集,第50巻(2003)
土 木 学 会,796-800
消波護岸 にお け る越波飛沫 の飛散特 性 と背後道路 へ の影響
木 村 克 俊*・ 浜
口 正 志**・
岡 田 真 衣 子**・
清 水 敏 晶***
消波工 を有す る道路護岸 を対 象 として,越 波飛沫 の飛散特性 と通行車両へ の影響 を検討 した.北 海道内 にお いて過去10年
間 に発生 した高波時 の通行 障害の実態 を示す とともに,越 波流量 が許容値以下で あっても,越 波飛沫 の飛散 に よって通行車
両 に影響が及ぶ危険 がある ことを明 らか にした.次 に水理模型 実験 結果 に基づいて,越 波飛沫 の打 ち上 げ高 さお よび水平方
向の飛散距離 の算定法 を提案 す るとともに,越 波飛沫 の現地観測 を行 ってその妥当性 を確認 した.さ らに,高 波時の安全対
策 についてハー ドおよびソフ トの両面か ら検討 を加 え,具 体 的な対 策工法 を示 した.
1. は
表-1 全面通行 止の実施 区間
じ め に
護 岸 を設 計 す る際 に は,背 後 地 の 利 用 形 態 に応 じて 適
切 な 越 波 流 量 を設 定 す る必 要 が あ る.海 岸 線 に設 置 さ れ
た 道 路 で は,自 動 車 の 安 全 な走 行 を 確保 す るた め に,高
波 時 の 波 の 打 ち上 げ を抑 え る こ とが 重 要 で あ る.福 田 ら
(1973)は,現
地 観 測 結 果 に基 づ い て 背 後 地 の 利 用 状 況 と
許 容 越 波 流 量 の 関係 に つ い て 検 討 して い る.ま た,構 造
物 へ の 波 の 衝 突 に よ る越 波 飛 沫 の発 生 に関 して は,石 田
ら(1982)が
実 験 的 な研 究 を行 っ て い る.し か し なが ら,
実 際 の 臨 海 道 路 に お け る通 行 障 害 を分 析 した 研 究 は少 な
い.
s)で あ り,現 行 の設 計 基 準 に よ る許 容 値10-4(m3/m/s)
を上 回 っ て い る こ とが わ か る.
こ う し た海 岸 道 路 の 多 くは陸 側 が 急 峻 な 崖 で あ り道 路
これ まで 筆 者 らは,道 路 護 岸 を対 象 と して 越 波 状 況 の
の 拡 幅 用 地 が 少 な く,海 側 も漁 業 者 との 調 整 が 難 しい た
現 地 観 測 を行 い,越 波 と通 行 障 害 の 関係 を分 析 し て き た
め 適 切 な護 岸 改 良 が 行 え な い の が現 状 で あ る.こ の た め
(木村 ら,1998;木
パ トロ ール を行 っ て 越 波 の状 況 を 目視 で 把 握 した 上 で,
村 ら,2001).本
研 究 で は,消 波 ブ ロ ッ
ク被 覆 式 護 岸(以 下,「 消波 護 岸 」 と表 記 す る)を 対 象 と
全 面 通 行 止 以 外 に も徐 行 や 片 側 通 行 止 等 の 通 行 規 制 に よ
して 高 波 に よ る通 行 障 害 の 実 態 を明 らか に す る.さ らに,
り安 全 が 確 保 さ れ て い る.ま た,波
水 理 模 型 実 験 と現 地 観 測 の 結 果 に基 づ い て,越 波 飛 沫 の
規 制 準 備 を行 う際 に有 効 な情 報 で は あ るが,比 較 的 広 域
浪 注 意 報 や 警 報 は,
飛 散 特 性 を明 らか に す る と と も に,臨 海 道 路 の 具 体 的 な
を対 象 と した 沖 波 の 予 測 値 に基 づ く もの で あ り,危 険 区
越 波 対 策 につ い て検 討 を行 う.
間 に当 て は ま らな い 場 合 も あ る.こ の よ うに,規 制 の実
施 は担 当者 が 経 験 に 基 づ い て 判 断 して い るの が 現 状 で あ
2. 高 波 に よ る 通 行 障 害 事 例
る.そ れ ぞれ の規 制 に対 して,具 体 的 な越 波 状 況 を明 示
した 客 観 的 な判 断基 準 を定 め る必 要 が あ る.
(1) 通 行 止 め の 実態 調 査
北 海 道 内 の 臨 海 道 路 を対 象 と し て,高 波 に よ る通 行 規
制 の 実 態 調 査 を行 っ た.調 査 対 象 は1991∼2000年
の10
年 間 と し,全 面 通 行 止 の 開 始 お よ び終 了時 刻 と,そ の判
断 根 拠 に関 す る ヒ ア リ ング を行 った.調 査 期 間 中 に,合
わ せ て15区
間 で 高 波 に よ る全 面 通 行 止 が実 施 され,そ の
回数 は の べ30回,平
表-1は,調
均 通行 止 時 間 は20.4時
間 で あ った.
査 期 間 中 に全 面 通 行 止 が2回 以 上 行 わ れ た
区間 を 示 して い る.A区
間 で は,平 均 して ほ ぼ1年
に一
回全 面 通 行 止 が 行 わ れ て い る.表 中 に は そ れ ぞ れ の 区間
で越 波 が顕著 で あった消 波護岸 の設計 条件 を示 して い
る.50年
確 率 波 に対 す る越 波 流 量 は10-3∼10-2(m3/m/
*正 会 員
**学 生会員
***正 会 員
博(工)室
蘭工業 大学助 教授
工 学部
建設 シ ステム工
学科
室蘭工業大学大学院 建設 システム工学専攻
日本 デー ター
サー ビス(株)技 術開発室
写真-1 車両事故 が発 生 した消波護岸
797
消波護岸 における越 波飛沫の飛散特性 と背後道路 への影響
る.飛 沫 の初 速 度 υsおよび 飛 沫 の 打 ち 出 し角度 βが わ か
れ ば,越 波 飛 沫 の 最 大 到 達 高 さ お よび 水 平 飛 散 距 離 を求
め る こと が で き る.
実 験 は2次 元 造 波 水 路(長 さ28m,幅0.6m,高
さ1.2
m)を 用 い て,図-4に
示 す堤 体 模 型 を設 置 し て行 っ た.
一般 的 な 道 路 護 岸 を想 定 す る と
,模 型 縮 尺 は1/50程 度と
な る.消 波 ブ ロ ッ ク の天 端 幅 を一 定と し て,法 面 勾 配 を
1:1∼1:3の4種
波 で行 い,1波
は1.70sで
類 に変 化 させ た.実 験 は す べ て 不 規 則
群150波
を標 準と した.実 験 波 の 周 期T1/3
一 定と し,波 高H1/3は4.0∼20.0cmに
変化
さ せ た.
越 波 状 況 は,堤 体 側 面 に設 置 し た デ ジ タ ル ビデ オ カ メ
ラ を用 い て 撮 影 した.静 水 面 を基 準と して,越 波 飛 沫 の
図-1 車両被害発生 時の状 況
打 ち 出 し角 度 を一 波 ごと に読 み取 っ た.各 波 群 の 最 大 到
(2) 通 行 車 両 へ の 被 害
達 高 さ の1/3最 大 値 に相 当 す る波 を対 象と して,打
前 出 表-1のB区
し角 度 の平 均 値 を 求 めた.
間 に お い て は越 波 に よ る車 両 被 害 が
発 生 して い る.写 真1に
km/hで
示 す 海 岸 沿 い の覆 道 内 を,30
走 行 中 の小 型 トラ ック に越 波 が 作 用 し,車 両 の
正 面 お よ び側 面 の ガ ラス 全 体 に亀 裂 が 生 じた.
図-1は,被
図-5は,消
波 ブ ロ ッ ク の法 面 勾 配と 打 ち 出 し角 度 の
関 係 を 示 し て い る.phase
1で 発 生 す る飛 沫 は消 波 工 の
法 面 に沿 っ て 飛散 す るの で,法 面 勾 配 が 急 に な る に つ れ
害 発 生 当 日 の 潮 位 お よび 波 浪 と,合 田 ら
て,飛 沫 の 打 ち 出 し角 度 も大 き くな る.こ こで は 図 中 の
(1975)の 方 法 で計 算 した 越 波 流 量 を 示 して い る.被 害 発
生 時 の越 波 流量 は1.1×10-5(m3/m/s)で
あ り,基 準 値
を下 回 る条 件 に お い て も,車 両 被 害 が 生 じ る こ とが 明 ら
か とな っ た.こ の よ う に時 間平 均 で 表 した 越 波 流 量 は小
さ く と も,越 波 飛 沫 は広 範 囲 に 到 達 し,こ れ に車 両 の 走
行 速 度 に よ る影 響 が 加 わ る こと で,衝 撃 力 が増 大 す る危
険 が あ る.ま た,比 較 的小 規 模 な 越 波 飛 沫 で あ っ て も運
転 者 の一 時 的 な 視 界 障 害 を もた ら し,交 通 事 故 の 要 因と
な る危 険性 が あ る.こ
う した 通 行 車 両 へ の直 接 的 お よ び
phase
図-2 1
phase
べ た.
3. 越 波 飛 沫 の 飛 散 特 性
(1) 越 波 飛 沫 の 発 生 パ タ ー ン
示 す よ う に,ま
ず波 面 が 消 波 ブ ロ ック 法 面 に作 用 したと き に,斜 め上 方
に飛 沫 が 発 生 す る.そ の 後,消 波 ブ ロ ッ ク を透 過 し た波
面 が 直 立 部 に作 用 したと き に,ほ ぼ真 上 に飛 沫 が 発 生 す
る.こ こで は,前 者 をphase
1,後 者 をphase
2と 定 義 す
図-3 phase
1で の 越 波 飛 沫 の軌 跡
る.両 者 の 大 小 関 係 は波 浪 条 件 や 構 造 条 件 に よ り異 な る.
以 下,そ れ ぞ れ のphaseごと
に飛 散 特 性 につ い て検 討 を
行 う.
(2) phase 1に お け る越 波 飛 沫 の 飛散 特 性
phase 1に 対 して は,外 力 を重 力 に限 定 す ると,質 点 の
放 物 運 動 に よっ て 越 波 飛 沫 の軌 跡 を推 定 で き る.図-3
に示 す よ うに,消 波 ブ ロ ック法 面と 静 水 面と の交 点 を原
点と し,水 平 方 向 岸 向 き にと 軸,鉛
直 上 向 き にz軸
をと
2
消 波 護 岸 にお け る越 波 飛 沫 の発 生 パ タ ー ン
間 接 的 な影 響 を把 握 す る た め,越 波 飛 沫 の 飛散 特 性 を調
消 波 護 岸 に お け る越 波 飛 沫 は 図-2に
ち出
図-4 模型 の断面形状
798
海
実 線 の よ うに 近 似 して,phase
岸
工
学
論
文
集 第50巻(2003)
1に お け る飛 沫 の 打 ち 出
し角 度 を以 下 の よ う に表 した.
(1)
一 般 的 な法 面 勾 配 で あ る1:4/3の
な る こ とが わ か っ た.図-6は,法
場 合 に は β=65°に
面 勾 配 が1:4/3の
件 にお け る水 深 波 高 比 と飛 沫 の初 速 度 の 関 係 を示 して い
る.水 深 波 高 比 が小 さ くな る に つ れ て,飛 沫 の初 速 度 は
大 き くな る.波 形 勾 配 の 影 響 は小 さ い こ とか ら,実 験 値
の 平 均 的 な 傾 向 に 着 目 して,phase
(4)
条
1に お け る 飛 沫 の 初
速 度 を以 下 の よ うに定 式 化 した.
4. 越 波 飛 沫 に 関 す る 現 地 観 測
前 出 表-1に
示 したBお
よびE区
間 を対 象 と し て,越
波 飛 沫 に関 す る現 地 観 測 を行 っ た.2002年10月22,23
日 に,E区
間 に お い てH'0=3.0∼5.7m,T'0=9.7∼13.8
sの 波 浪 が来 襲 し,片 側 交 互 通 行 に よ る規 制 が 行 わ れ た.
(2)
(3)
(3) phase 2に お け る越 波 飛 沫 の 飛 散 特 性
図-8に
道 路 護 岸 の 断 面 形 状 を 示 す.前 面 の 海 底 勾 配 は
約1/30で,消
波 ブ ロ ッ ク法 先 水 深 が3.7mで
あ る.護 岸
の直 背後 に は2車 線 道 路 が 設 置 され て い る.現 地 で 観 測
さ れ た 越 波 デ ー タ を分 析 し た と こ ろ,phase
1で の 打 ち
phase 2に お け る打 ち上 げ 高 さ をRs1/3と し,こ れ と同
一 条 件 の直 立 護 岸 の 打 ち上 げ高 さ をR
V1/3とす る.図-7
上 げ 高 さが 卓越 して い る こ とが わ か った.そ
こで,越 波
は,浜 口 ら(2002)の
較 し た と こ ろ,図-9に
実 験 結 果 を再 整 理 して,Rs1/3/Rv1/3
と消 波 工 の相 対 天 端 高 さhCB/H1/3の 関 係 を ま とめ た もの
で あ る.hCB/H1/3が1.0以
上 の範 囲 で は,消 波 ブ ロ ック に
飛 沫 の水 平 飛 散 距 離 と式(2),(3)に
よ る算 定 値 を比
示 す よ う に両 者 は概 ね 一 致 す る
こ とが 確 認 さ れ た.
2002年8月
∼12月 に,B区
間 の 図-10に
示す護 岸 に
よ る波 の 減 衰 が 顕 著 とな るた め,打 ち上 げ 高 さ は直 立 護
お い て 越 波 飛 沫 に 関 す る 現 地 観 測 を 行 っ た.H'0=
岸 よ り も小 さ くな る.ま た,hCB/H1/3が1.0以
0.5∼4.3m,T'0=5.0∼13.4sの
下の範囲 で
波 浪 条 件 に対 す る 合 計
は,無 次 元 消 波 工 幅B/L1/3が 小 さ い ほ ど,消 波 ブ ロ ック
の効 果 が 小 さ くな り,条 件 に よ っ て は直 立 護 岸 よ り も打
ち上 げ 高 さ は大 き くな る.実 験 値 の平 均 的 な傾 向 を図 中
の 曲線 で 表 し,以 下 の よ うに 定 式 化 し た.
(4)
た だ し,
な お,直 立 護 岸 に お け る飛 沫 の 打 ち上 げ高 さRV1/3に 関
して は,水 塊 に対 す る算 定 式(木 村 ら,2001)を
補正 し
て,以 下 の式 を得 た.
図-6 飛沫 の初速度
図-5 飛 沫 の 打 ち 出 し角 度
図-7 phase 2の 打 ち上 げ 特 性
消波護岸における越波飛沫の飛散特性 と背後道路への影響
19個 の 越 波 飛 沫 デ ー タ が 得 ら れ た.い
ずれ の データ も
phase 2で の 打 ち 上 げ 高 さ が 卓 越 して い る こ とが 確 認 さ
れ た.式(4),(5)に
よ る越 波 飛 沫 の 打 ち 上 げ高 さ の
(2)
799
ソ フ ト的 対 策
高 波 時 の通 行 規 制 は,波 浪 条 件 に応 じて,徐 行,片 側
交 互 通 行,全 面 通 行 止 と,段 階 的 に行 わ れ る.特 に全 面
示すよ
通 行 止 を行 う際 に は,沿 線 住 民 へ の 周知 や 路 線 内 の車 両
う に両 者 は概 ね一 致 して お り,算 定 式 の 妥 当 性 が 示 さ れ
確 認 が 必 要 で あ る.波 浪 の急 速 な発 達 が 満 潮 時 と重 な っ
た.
た 場 合 に は,規 制 が 間 に合 わ な い こ とが 少 な くな い.こ
算 定 値 と現 地 観 測 値 を比 較 した と ころ,図-11に
5.
のた め危 険個 所 に対 し て は,的 確 な 波 浪 予 測 を行 っ て危
対 策工の検討
(1)
険 度 を 予 め評 価 し,規 制 実 施 の タ イ ミン グ を決 定 す る必
要 が あ る.こ れ と同 様 に,規 制解 除 に関 す る情 報 も利 用
ハ ー ド的 対 策
者 に とっ て 重 要 で あ る.通 行 再 開 の タ イ ミン グ を事 前 に
臨 海 道 路 の 高 波 に 対 す る安 全 性 を高 め る た め に は,
図-12に
示 す よ う なハ ー ド的対 策 が 考 え られ る.海 側 か
らの改 良 工 事 が 可 能 な場 合 は,消 波 工 の拡 幅 や 嵩 上 げが
有 効 で あ る.今 回 提 案 した 算 定 式 を用 い て,phase
1に 対
して は飛 沫 の 発 生 点 を道 路 か ら遠 ざ け る効 果,phase
抑 え る こ とが で き る.
6.
ま
と
め
2
に対 して は消 波 工 に よ る波 の 減 衰 効 果 を評 価 で き る.
陸側 の 対 策 と して は,phase
周 知 させ る こ とで,地 域 の 経 済 活 動 へ の影 響 を最 小 限 に
1が 卓 越 す る場 合 に は,防
波 フ ェ ン ス の設 置 や 道 路 の セ ッ トバ ック が 有 効 で あ る.
これ らの 設 計 に お い て は,越 波 飛 沫 の 水 平 飛 散 距 離 を計
本 研 究 の結 論 を 要約 す る と,以 下 の よ う にな る.
(1)越波 流 量 が許 容 値 以 下 で あ っ て も,越 波 飛 沫 の 飛 散 に
よ っ て通 行 車 両 に影 響 が 及 ぶ 危 険 が あ る.
(2)越波 飛 沫 は 消 波 工 の 法 面 と直 立 部 の2箇 所 で 発 生 す
算 して 各 部 の諸 元 を決 定 す る こ とが で き る.ま たphase
る.水 理 模 型 実験 結 果 に基 づ い て,こ れ ら2つ のパ タ ー
2が 卓 越 す る場 合 に は,パ ラペ ッ トを沖 側 に突 き 出 し,波
ン に対 す る越 波 飛 沫 の軌 跡 の算 定 法 を提 案 す る と と も
返 し効 果 を 高 め る工 法 も効 果 が 期 待 で き る.
しか しな が ら,こ う し たハ ー ド的 な 対 策 の実 施 に は多
くの工 費 が 必 要 と な る.通 行 規 制 に よ る経 済 的 な損 失 と,
に,現 地 観 測 を行 っ て そ の妥 当性 を確 認 し た.
(3)高波 時 の 安 全 性 を向 上 さ せ るた め の 道 路 護 岸 の改 良 工
法 と,波 浪 予 測 を組 合 せ た ソ フ ト的 対 策 を示 した.
そ の発 生 頻 度 を考 慮 し た上 で,改 良 工 事 を実 施 す る必 要
が あ る.
臨海 道 路 に お け る通 行 障 害 事 例 の 調 査 お よび越 波 飛 沫
図-8
図-9
E区 間の道路護岸 の断面 形状
図-10
B区 間 の道路護岸 の断面 形状
phase 1に お け る水 平 到 達 距 離
図-11
phase 2に お け る打 ち 上 げ 高 さ
800
海
岸
工
学
論
文
集 第50巻(2003)
(a) 越 波 防 止 フ ェ ン ス
(a) 拡 幅
(b) セ ッ トバ ッ ク
(b) 嵩 上 げ
(c) 波 返 工
図-12 越波飛沫 の対策工
の現 地 観 測 に 関 して は,北 海 道 開発 局 の 関 係 部 局 の協 力
を得 た.海 象 お よび 気 象 デー タ は,北 海 道,北 海 道 開発
局 な らび に(財)日
本 気 象 協 会 北 海 道 支社 よ り提 供 を受
けた.水 理 模 型 実 験 の 実 施 に当 っ て は(独 法)北 海 道 開
発 土 木 研 究 所 の協 力 を得 た.こ
こ に記 して 関係 各 位 に謝
(2001):道
路 護 岸 に お け る越 波 に よ る通 行 障 害 とそ の 対 策
に つ い て,海
講 論 文 集,第48巻,pp.766-770.
合 田 良 実 ・岸 良 安 治 ・神 山
豊(1975):不
岸 の越 波 流 量 に 関 す る実 験 的 研 究,港
規 則 波 に よ る防 波 護
研 報 告,14巻,4号,
pp.3-44.
浜 口正 志 ・木 村 克俊 ・安 田 佳 乃 子 ・山 本 泰 司 ・三 船 修 司(2002):
意 を表 し ます.
参
石田
論 文 集,第45巻,pp.676-680.
木 村 克 俊 ・安 田佳 乃 子 ・山本 泰 司 ・梅 沢 信 敏 ・清 水 敏 晶 ・佐 藤 隆
考
文
消 波 護 岸 に お け る越 波 飛 沫 の 打 ち 上 げ特 性 に関 す る研 究,土
献
昭 ・花田昌彦 ・細井正延(1982):飛
沫 の発生 に関す る実
験 的研究,第29回 海講論文集,pp.385-388.
木村克俊 ・藤池貴史 ・上久保勝美 ・安部隆二 ・石本敬志(1998):
道路護岸 における波の打ち上げ特性 に関す る現地観測,海 講
木 学 会 第57回 年 次 学 術 発 表 会 講 演 概 要集,pp.91-92.
福 田伸 男 ・宇 野 俊 泰 ・入 江
功(1973):防
波 護 岸 に お け る越 波
に 関 す る 現 地 観 測(第2報),第20回
113-118.
海 講 論 文 集,pp.

『 病理部門におけるコンパニオン診断の現状と個別化医療への貢献 』

要旨 - 関西実験動物研究会

5 化学平衡

Kagakukougaku_kiso1

1923年関東地震の震源過程

PowerPoint プレゼンテーション

1Pa130

内視鏡下 閉鎖が大動脈弁接合に及ぼす影響に つ い な内視 弁接合は