JP7274179B2 - 透過性構造物の配置方法、サンゴ礫堆積による陸化方法および構造体 - Google Patents

Description

本発明は、サンゴ礫を捕捉可能な透過性構造物の配置方法、この方法により配置された透過性構造物を用いたサンゴ礫堆積による陸化方法、およびこの方法により配置された透過性構造物から構成された構造体に関する。

特許文献１は、波や潮流などにより移動する水塊とともに移動するサンゴ礫を透過性構造物で捕捉し堆積させて陸化を図るサンゴ礫堆積による陸化方法、そのための透過性構造物および構造体を開示する。特許文献２は、サンゴ礫堆積による陸化方法においてサンゴ礫を効率的に堆積させるために透過性構造物の天端に庇部を設けることを開示する。

特許文献１，２のような透過性構造物を単一で用いて陸化を図ることは現実的ではないので、実際には複数の透過性構造物を配置する必要があるが、そのような配置として、特許文献１の図７のような平面配置が提案されている。

特開2016-127819号公報 特開2017-210833号公報

しかし、特許文献１のような複数の透過性構造物の配置によれば、図１に示すように、波向き直角方向に対して複数の透過性構造物Ａ０を一列に連続して配置し、その前方にサンゴ礫の堆積物Ｔを形成することから次のような問題があることが判明した。

すなわち、図１の透過性構造物Ａ０の前方におけるサンゴ礫の堆積に伴い水深が浅くなるため、来襲する波は、進行とともに浅水変形が生じやすく、波高が大きくなり、その結果、透過性構造物に対する作用波圧が増大することから透過性構造物が安定し難くなる。また、浅水変形に伴う砕波の乱れによりサンゴ礫の堆積物が侵食されやすいことから、安定した海浜や海底地形が形成し難くなってしまう。

本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、透過性構造物の安定性を確保するとともにサンゴ礫の堆積による安定した海浜・海底地形が形成可能な透過性構造物の配置方法、サンゴ礫堆積による陸化方法および構造体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための第１の透過性構造物の配置方法は、サンゴ礫を捕捉可能な多数の開口を有する面状の捕捉部を水底から立ち上がるように備える透過性構造物を配置する方法であって、
少なくとも、複数の前記透過性構造物を前記面状の捕捉部が面横方向に一列に並ぶように第１の行として配置し、別の複数の前記透過性構造物を前記第１の行に対し間隔をおいてかつ略平行に一列に並べて第２の行として配置し、
前記第１の行および前記第２の行は水塊が前記面状の捕捉部の多数の開口を通過可能な方向に位置し、前記第１の行は前記水塊の通過可能方向に関し前記第２の行より沖側に位置し、
前記第１の行および前記第２の行においてそれぞれ各透過性構造物が行方向に所定の間隔をおいて配置されて各行の透過性構造物間に開口部が形成され、
前記第１の行における開口部と前記第２の行における開口部とが互いに前記行方向と直交する方向において同一の位置とならない。

第１の透過性構造物の配置方法によれば、複数の透過性構造物が並んだ各行において各透過性構造物間に開口部が形成され、各行の開口部が行方向に直交する方向に関し行毎にずれているので、各行の開口部で透過性構造物間を波による水塊が移動でき、これにより、透過性構造物の捕捉部前方から作用する波の浅水変形や砕波が軽減され、浅水変形に伴う波圧の増大を軽減でき、透過性構造物が安定し、サンゴ礫を効率的に捕捉できる。

上記第１の透過性構造物の配置方法において、第（ｍ－１）の行よりも岸側にさらに別の複数の前記透過性構造物を前記第（ｍ－１）の行に対し間隔をおいてかつ略平行に一列に並べて第ｍの行として配置することで、前記第１，第２，・・・、第ｍの各行を設置し（ｍ：３以上の整数）、
前記第ｍの行において各透過性構造物が行方向に所定の間隔をおいて配置されて前記透過性構造物間に開口部が形成され、
前記第（ｍ－１）の行の開口部は前記（ｍ－２）の行の開口部および前記第ｍの行の開口部に対し前記行方向と直交する方向において同一の位置とならない。これにより、複数の透過性構造物をそれぞれ第１の行、第２の行、・・・、第ｍの行として配置し（ｍ＝３，４，５，・・・）、たとえば、第２の行の開口部が第１の行の開口部および第３の行の開口部に対し、行方向に直交する方向に関し行毎にずれている。

また、前記複数の透過性構造物の各天端高さは、沖波の波形勾配、底質粒径および沖波波長に基づいて所定の海底勾配を設定し、沖側から岸側に向けて前記各天端の包絡線の勾配が前記海底勾配となるように設定されることが好ましい。所定の海底勾配とは、波の作用を受ける自然海浜の状態において安定する海底勾配のことである。天端高さの設定は、設置する場所が岸から１波長以内か１波長より離れているかで異なるが、この天端高さに設定することによって砕波が一度に大きくならないので、砕波の乱れを軽減できる。このため、サンゴ礫の堆積物の侵食の低減に寄与でき、安定した海浜・海底地形を形成できる。

また、前記複数の透過性構造物が設置される領域における代表波浪を１つ設定し、前記各行間の間隔Ｌ０を前記代表波浪の波長Ｌｗの１／４に定めることが好ましい。各行間の間隔Ｌ０を代表波浪の波長Ｌｗの１／４に設定することで、透過性構造物の後方側に波が回り込み（回折し）、透過性構造物の前方からの波の作用が緩和される効果が最大となる。これにより、透過性構造物の安定化に寄与できる。

また、前記複数の透過性構造物が設置される領域における代表波浪を複数設定し、前記各行間の間隔を、前記複数の代表波浪のうちの最短の波長の１／４と最長の波長の１／４との範囲内で定めるようにしてもよい。

また、前記複数の透過性構造物が設置される領域における代表波浪を１つ設定し、前記透過性構造物間の前記所定の間隔である前記開口部の幅Ｂを前記代表波浪の波長Ｌｗの１／２に定めることが好ましい。透過性構造物間の開口部の幅Ｂを代表波浪の波長Ｌｗの１／２に設定することで、各開口部に流入する波は左右に分かれて、それぞれの流出部となる開口部に向かうことができるので、透過性構造物に対する波圧の軽減に寄与でき、サンゴ礫の捕捉効率も低減しない。

また、前記代表波浪は、年最大有義波、年最大の10波の平均有義波、高波浪来襲時期のエネルギー平均波、および、波高50cm未満の静穏時の波を除いたエネルギー平均波のいずれかであることが好ましい。

上記目的を達成するための第２の透過性構造物の配置方法は、サンゴ礫を捕捉可能な多数の開口を有しかつ互いに直交する面状の第１および第２の捕捉部を水底から立ち上がるように備える透過性構造物を配置する方法であって、
少なくとも、複数の前記透過性構造物を前記第１の捕捉部が面横方向に一列に並ぶように第１の行として配置し、別の複数の前記透過性構造物を前記第１の捕捉部が前記第１の行に対し間隔をおいてかつ略平行に一列に並ぶように第２の行として配置し、さらに別の複数の前記透過性構造物を前記第１の捕捉部が前記第２の行に対し間隔をおいてかつ略平行に一列に並ぶように第３の行として配置し、さらに別の複数の前記透過性構造物を前記第１の捕捉部が前記第３の行に対し間隔をおいてかつ略平行に一列に並ぶように第４の行として配置し、
前記各行においてそれぞれ前記透過性構造物が行方向に所定の間隔をおいて配置されて前記透過性構造物間に開口部が形成され、
前記各行における各開口部は、隣り合う行における各開口部に対し前記行方向と直交する方向において同一の位置とならない。

第２の透過性構造物の配置方法によれば、複数の透過性構造物が並んだ各行において各透過性構造物間に開口部が形成され、各行の各開口部が行方向に直交する方向に関し行毎にずれているので、各行の開口部で透過性構造物間を波による水塊が移動でき、これにより、透過性構造物の第１の捕捉部前方あるいは後方から作用する波の浅水変形や砕波が軽減されるので、浅水変形に伴う波圧の増大を軽減でき、透過性構造物が安定し、サンゴ礫を効率的に捕捉できる。また、透過性構造物は、サンゴ礫を捕捉可能な多数の開口を有しかつ互いに直交する面状の第１および第２の捕捉部を備えるので、波による水塊の移動方向が変化しても、サンゴ礫を効率的に捕捉可能である。

上記第２の透過性構造物の配置方法において、前記各行方向と直交する列方向において前記各透過性構造物が少なくとも第１～第４の列として一列ずつ四列に並ぶように配置され、
前記第２の行の各透過性構造物と前記第４の行の各透過性構造物とが二列に並んでそれぞれ前記第１の列および前記第３の列を構成し、前記第１の行の各透過性構造物と前記第３の行の各透過性構造物とが二列に並んでそれぞれ前記第２の列および前記第４の列を構成し、
前記各列において、前記各透過性構造物は、前記第２の捕捉部が面横方向に一列に並び隣り合う列に対し間隔をおいてかつ略平行に配置されるとともに、前記列方向に所定の間隔をおいて配置されて前記透過性構造物間に開口部が形成され、前記各列における各開口部は、隣り合う列における各開口部に対し前記列方向と直交する前記行方向において同一の位置とならない。上述のように、複数の透過性構造物が並んだ各列において各透過性構造物間に開口部が形成され、各列の各開口部が列方向に直交する方向において列毎にずれているので、各列の開口部で透過性構造物間を波による水塊が移動できる。これにより、透過性構造物の各捕捉部の前方あるいは後方から作用する波の浅水変形や砕波が軽減されるので、浅水変形に伴う波圧の増大を軽減でき、透過性構造物が安定し、サンゴ礫を効率的に捕捉できる。各行方向と直交する列方向においても、行方向と同様の作用効果を得ることができるので、波による水塊の移動方向が変化しても、サンゴ礫を効率的に捕捉可能である。

また、前記各行方向と直交する列方向において前記各透過性構造物が少なくとも第１～第４の列として一列ずつ四列に並ぶように配置され、
前記第１の行の各透過性構造物と前記第３の行の各透過性構造物とが二列に並んでそれぞれ前記第１の列および前記第３の列を構成し、前記第２の行の各透過性構造物と前記第４の行の各透過性構造物とが二列に並んでそれぞれ前記第２の列および前記第４の列を構成し、
前記各列において、前記各透過性構造物は、前記第２の捕捉部が面横方向に一列に並び隣り合う列に対し間隔をおいてかつ略平行に配置されるとともに、前記列方向に所定の間隔をおいて配置されて前記透過性構造物間に開口部が形成され、前記各列における各開口部は、隣り合う列における各開口部に対し前記列方向と直交する前記行方向において同一の位置とならない。上述のように、複数の透過性構造物が並んだ各列において各透過性構造物間に開口部が形成され、各列の各開口部が列方向に直交する方向において列毎にずれているので、各列の開口部で透過性構造物間を波による水塊が移動できる。これにより、透過性構造物の各捕捉部の前方あるいは後方から作用する波の浅水変形や砕波が軽減されるので、浅水変形に伴う波圧の増大を軽減でき、透過性構造物が安定し、サンゴ礫を効率的に捕捉できる。各行方向と直交する列方向においても、行方向と同様の作用効果を得ることができるので、波による水塊の移動方向が変化しても、サンゴ礫を効率的に捕捉可能である。

上記目的を達成するためのサンゴ礫堆積による陸化方法は、サンゴ礫を堆積させ陸化する方法であって、上記第１または第２の配置方法により前記透過性構造物を配置し、水塊が前記透過性構造物の前記捕捉部の多数の開口を通過するとき前記捕捉部が前記水塊中のサンゴ礫を捕捉し、前記捕捉されたサンゴ礫を前記捕捉部の前方に堆積させる。

このサンゴ礫堆積による陸化方法によれば、上記第１または第２の配置方法により透過性構造物を配置することで、透過性構造物の捕捉部前方あるいは後方から作用する波の浅水変形や砕波が軽減され、このため、浅水変形に伴う波圧の増大を軽減でき、透過性構造物が安定し、サンゴ礫を効率的に捕捉できるので、サンゴ礫堆積による陸化が効率的に行われる。

上記目的を達成するための構造体は、上記第１または第２の配置方法により配置された複数の前記透過性構造物から構成されたものである。

この構造体によれば、上記第１または第２の配置方法により配置された複数の透過性構造物から構成されるので、各透過性構造物の捕捉部前方あるいは後方から作用する波の浅水変形や砕波が軽減され、このため、浅水変形に伴う波圧の増大を軽減でき、透過性構造物が安定し、サンゴ礫を効率的に捕捉できる。

上記第２の透過性構造物の配置方法における透過性構造物は、サンゴ礫を捕捉可能な多数の開口を有しかつ面状の第１および第２の捕捉部を水底から立ち上がるように備え、前記第１の捕捉部と前記第２の捕捉部は、互いに面横方向の略中央で直交していることが好ましい。

この透過性構造物によれば、互いに面横方向の略中央で直交している第１の捕捉部と第２の捕捉部を備えるので、波による水塊の移動方向が変化しても、サンゴ礫を効率的に捕捉可能であるとともに、透過性構造物が安定する。

上記透過性構造物において、前記第１および第２の捕捉部の上部に取り付けられた十字状のプレートから構成された庇部を有し、前記庇部が各捕捉部の面に直交する方向に突き出ていることが好ましい。

本発明によれば、透過性構造物の安定性を確保するとともにサンゴ礫の堆積による安定した海浜・海底地形が形成可能な透過性構造物の配置方法、サンゴ礫堆積による陸化方法および構造体を提供することができる。

特許文献１における複数の透過性構造物の連続配置を示す平面図である。 本実施形態による複数の透過性構造物の配置例を示す平面図である。 図２の透過性構造物の具体例を示す正面図である。 図２の配置例において間隔Ｌ０＝波長Ｌｗ／４とした場合の作用効果を説明するための図であって、図２と同様の配置例を示す平面図（ａ）、波浪来襲時の水位分布例を示すために図４（ａ）の透過性構造物Ａ１，Ｃ１を水塊の移動方向ＺであるLine1方向に切断して見た側断面図（ｂ）および同じく透過性構造物Ｂ２を水塊の移動方向ＺであるLine2方向に切断して見た側断面図（ｃ）である。 比較のために間隔Ｌ０＝波長Ｌｗ／２とした場合の作用効果を説明するための図であって、図４（ｂ）と同様のLine1方向の側断面図（ａ）および図４（ｃ）と同様のLine2方向の側断面図（ｃ）である。 図２の配置例において開口部の開口幅Ｂ０＝波長Ｌｗ／２とした場合の作用効果を説明するための図であって、図２と同様の配置例を示す平面図（ａ）、開口幅Ｂ０＝波長Ｌｗ／２とした場合の水塊の移動を概略的に示す斜視図（ｂ）、開口幅Ｂ０をＬｗ／２よりも小さくした場合の問題を示す斜視図（ｃ）および開口幅Ｂ０をＬｗ／２よりも大きくした場合の問題を示す斜視図（ｄ）である。 本実施形態による複数の透過性構造物の別の配置例を示す平面図である。 図７の透過性構造物の具体例を示す斜視図である。 本実施形態における複数の透過性構造物の天端高さの設定について説明するための側断面図（ａ）（ｂ）である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。図２は、本実施形態による複数の透過性構造物の配置例を示す平面図である。図３は、図２の透過性構造物の具体例を示す正面図である。

図２に示す配置例は、複数の透過性構造物Ａ１，Ａ２を面状の捕捉部１１が面横方向に一列に並ぶように第１の行Ａとして配置し、別の複数の透過性構造物Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を第１の行Ａに対し間隔をおいてかつ略平行に一列に並べて第２の行Ｂとして配置し、さらに別の複数の透過性構造物Ｃ１，Ｃ２を第２の行Ｂに対し間隔をおいてかつ略平行に一列に並べて第３の行Ｃとして配置したものである。なお、複数の行Ａ，Ｂ，Ｃとして配置された複数の透過性構造物から構造体が構成される。

図２の各透過性構造物は、図３のように、サンゴ礫を捕捉可能な多数の開口１０を有する面状の捕捉部１１を備え、捕捉部１１は、水底ＧＲから立ち上がるように底版１２により支持されている。多数の開口１０を有する捕捉部１１は、たとえば、縦横に配置された多数の鋼線からなる網目状部材から構成できる。各開口１０のサイズは、たとえば、対象の海域におけるサンゴ礫の平均的な寸法の長手寸法以下および短手寸法以上が好ましい。

図２の各行Ａ，Ｂ，Ｃは、波による水塊の移動方向Ｚに対し直交するように配置され、水塊が各透過性構造物Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２の面状の捕捉部１１の多数の開口１０を通過可能になっている。また、水塊の移動方向Ｚは、通常、沖側から岸側に向く方向であり、行Ａ，Ｂ，Ｃは、順に沖側から岸側に配置される。

図２のように、第１の行Ａにおいて複数の透過性構造物Ａ１，Ａ２が行方向（図の横方向）に所定の間隔をおいて配置されて透過性構造物Ａ１，Ａ２間に開口部Ａ１-２が形成され、第２の行Ｂにおいて複数の透過性構造物Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３が行方向に所定の間隔をおいて配置されて透過性構造物Ｂ１，Ｂ２間、透過性構造物Ｂ２，Ｂ３間に開口部Ｂ１-２，Ｂ２-３が形成され、第３の行Ｃにおいて複数の透過性構造物Ｃ１，Ｃ２が行方向に所定の間隔をおいて配置されて透過性構造物Ｃ１，Ｃ２間に開口部Ｃ１-２が形成されている。

また、各行Ａ，Ｂ，Ｃにおいて各透過性構造物Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２は、互いに行方向（図の横方向）と直交する方向Ｚに対し行毎にずれて配置され、所謂千鳥配置になっている。このため、第１の行Ａにおける開口部Ａ１-２と第２の行Ｂにおける開口部Ｂ１-２，Ｂ２-３とが行方向に直交する方向において同一の位置とならない。同様に、第３の行Ｃの開口部Ｃ１-２は第２の行Ｂの開口部Ｂ１-２，Ｂ２-３に対し行方向に直交する方向において同一の位置とならない。

図２において、波による水塊が方向Ｚに移動し、各透過性構造物の捕捉部１１を透過するとき、水塊に含まれるサンゴ礫が捕捉部１１の開口１０で捕捉され、捕捉部１１の前方に堆積し、サンゴ礫による堆積物Ｔが形成される。

図２のように配置された複数の透過性構造物によれば、複数の透過性構造物が並んだ各行Ａ，Ｂ，Ｃにおいて各透過性構造物間に開口部Ａ１-２，Ｂ１-２，Ｂ２-３，Ｃ１-２が形成され、各行の各開口部Ａ１-２，Ｂ１-２，Ｂ２-３，Ｃ１-２が行方向に直交する方向において同一の位置とならないので、各行の開口部Ａ１-２，Ｂ１-２，Ｂ２-３，Ｃ１-２で透過性構造物間を波による水塊が移動でき、これにより、透過性構造物の捕捉部前方から作用する波の浅水変形や砕波が軽減されるので、浅水変形に伴う波圧の増大を軽減でき、透過性構造物が安定し、サンゴ礫を効率的に捕捉できる。

また、複数の透過性構造物の天端高さＨ（図３）は、図９（ａ）（ｂ）のように海底ＧＲから透過性構造物の天端までの高さであり、沖側から岸側に向けて順に高くなり、各天端の包絡線が直線的に傾斜するように設定されるが、設置する場所が岸から１波長以内か１波長より離れているかで設定が異なる。かかる天端高さの設定について図９（ａ）（ｂ）を参照して説明する。なお、図９（ａ）（ｂ）の透過性構造物Ｄ１～Ｄ５、Ｄ１～Ｄ７は、天端高さＨ以外は図３と同様に構成される。また、天端高さＨの設定については養浜工の設計で、自然海浜の前浜勾配、外浜勾配を参考に設定することが多いため、この考え方を参考に設定することが望ましい。

図９（ａ）のように、複数の透過性構造物Ｄ１～Ｄ５を設置する場所が岸から１波長以内の場合には、式（１）の勾配αが自然海浜における安定な前浜勾配になるため、本実施形態の透過性構造物に置き換えて考えると、透過性構造物の前方に底質が斜面状に堆積し、前浜が形成されるのと同じような状態になる。複数の透過性構造物Ｄ１～Ｄ５の各天端の包絡線による天端勾配が自然海浜の安定勾配αとなるように各天端高さを設定する 。なお、図９（ａ）の複数の透過性構造物Ｄ１～Ｄ５全体の沖から岸に向けての設置長さLLは、沖波波長L₀未満に設定される。
tanα=0.25(d/H₀)^0.25(H₀/L₀)^-0.15 （１）
H₀：来襲する波浪の沖波波高
L₀：来襲する波浪の沖波波長
d：底質粒径

また、図９（ｂ）のように、複数の透過性構造物Ｄ１～Ｄ７を設置する場所が岸から１波長以上離れている場合には、自然海浜の外浜勾配の特性を参考に透過性構造物の天端勾配を設定する。すなわち、自然海浜において、式（２）において外浜勾配の大きさに基づいて算定されるパラメータCの値が18となるとき、汀線が前進（堆積タイプ）と後退（侵食タイプ）の境界となる。沖波の波形勾配、底質粒径、沖波波長は既知の条件であるので、C=18を与えた際に求められるtanβの値が堆積と侵食の境界、つまりCの値が18より小さくなる場合には、堆積タイプとなる。海浜が堆積タイプとなるように、Cの値が18より小さくなるような勾配条件を示す式（３）を用いて、複数の透過性構造物Ｄ１～Ｄ７の各天端の包絡線による天端勾配を設定し、各天端高さを設定する。または、式（４）で求められる外浜の安定勾配βを使って、複数の透過性構造物の天端勾配を設定してもよい。なお、図９（ｂ）の複数の透過性構造物Ｄ１～Ｄ７全体の沖から岸に向けての設置長さLLは、沖波波長L₀を越えるように設定される。
C = (H₀/L₀) (d/L₀)^-0.67（tanβ）^0.27 （２）
tanβ<｛18(d/L₀)^0.67／(H₀/L₀)｝^1/0.27 （３）
tanβ＝0.5(w_s/gT)/(H₀/L₀) （４）
C：自然海浜における侵食・堆積の地形変化傾向を判定するパラメータ
H₀：来襲する波浪の沖波波高
L₀：来襲する波浪の沖波波長
d：底質粒径
w_s：底質粒子の沈降速度
g：重力加速度
T：波の周期

上述のように、複数の透過性構造物は各天端高さＨが沖側から岸側に向けて高くなることで砕波が一度に大きくならないので、砕波の乱れを軽減できる。このため、サンゴ礫の堆積物Ｔの侵食の低減に寄与でき、安定した海浜・海底地形を形成できる。

図２の水塊の移動方向Ｚにおける各行Ａ，Ｂ間、各行Ｂ，Ｃ間の間隔Ｌ０は、一定になっているが、かかる間隔Ｌ０は、海浜の変形に影響の大きい代表波浪の波長Ｌｗの１／４に設定することが望ましい。各行間の間隔Ｌ０を波長Ｌｗの１／４に設定した場合の作用効果を図４，図５を参照して説明する。図４は、間隔Ｌ０＝波長Ｌｗ／４とした場合の作用効果を説明するための図であって、図２と同様の配置例を示す平面図（ａ）、波浪来襲時の水位分布例を示すために図４（ａ）の透過性構造物Ａ１，Ｃ１を水塊の移動方向ＺであるLine1方向に切断して見た側断面図（ｂ）および同じく透過性構造物Ｂ２を水塊の移動方向ＺであるLine2方向に切断して見た側断面図（ｃ）である。図５は、比較のために間隔Ｌ０＝波長Ｌｗ／２とした場合の作用効果を説明するための図であって、図４（ｂ）と同様のLine1方向の側断面図（ａ）および図４（ｃ）と同様のLine2方向の側断面図（ｃ）である。

図４（ａ）（ｂ）（ｃ）のように、Line1に波の山が作用したとき、間隔Ｌ０＝波長Ｌｗ／４の場合、水位の高い透過性構造物Ｂ２の前方から、水位の低い透過性構造物Ａ１の後方に流体は水位差により移動しやすい。波は、透過性構造物Ａ１の前方の波も含めて、透過性構造物Ａ１の後方に回り込む（回折する）。特に，間隔Ｌ０が波長Ｌｗの１／４のときに、この水位差が最大になるため、回折効果が最大になり、透過性構造物Ａ１に作用する波圧の緩和効果が高くなる。

これに対し、間隔Ｌ０＝波長Ｌｗ／２の場合、図５（ａ）（ｂ）のように、透過性構造物Ｂ２の前方に波の山と谷が等しく存在するため、Line1とLine2では平均水位が同じとなり実質的な水位差がつきにくく、流体の移動は抑えられやすい。間隔Ｌ０＝波長Ｌｗ／４のケースと比べて，透過性構造物Ｂ２の前方から透過性構造物Ｂ２の後方への流体の移動は抑制されやすいため、透過性構造物Ａ１に作用する波圧の緩和効果を得にくい。なお、間隔Ｌ０＝波長Ｌｗのケースでも波の山と谷の各エリアが等しく存在するため好ましくない。

上述のように、間隔Ｌ０＝波長Ｌｗ／４であると、透過性構造物の後方側に波が回り込み（回折し），透過性構造物の捕捉部前方側における波の作用が緩和される効果が最大となる。たとえば、作用する波の周期8秒、水深5mの条件であると、波長Ｌｗ=54mとなるため最適な間隔Ｌ０=13.5mとなる。

なお、代表波浪としては以下が挙げられる。
(1)年最大有義波
(2)年最大の10波の平均有義波
(3)高波浪来襲時期のエネルギー平均波
(4)波高50cm未満の静穏時の波を除いたエネルギー平均波

また、複数の代表波浪を設定し、そのうちで最短の波長（Lw_min）と最長の波長（Lw_max）とから、間隔Ｌ０を1/4 Lw_min～1/4 Lw_maxの範囲内で幅を持たせて定めるようにしてもよい。

次に、図２の各透過性構造物間の開口部Ａ１-２、開口部Ｂ１-２，Ｂ２-３、および、開口部Ｃ１-２の行方向の所定の間隔である開口幅について図６を参照して説明する。図６は、開口部の開口幅Ｂ０＝波長Ｌｗ／２とした場合の作用効果を説明するための図であって、図２と同様の配置例を示す平面図（ａ）、開口幅Ｂ０＝波長Ｌｗ／２とした場合の水塊の移動を概略的に示す斜視図（ｂ）、開口幅Ｂ０をＬｗ／２よりも小さくした場合の問題を示す斜視図（ｃ）および開口幅Ｂ０をＬｗ／２よりも大きくした場合の問題を示す斜視図（ｄ）である。

図６（ａ）（ｂ）のように、透過性構造物Ａ１，Ａ２間の開口部Ａ１-２の開口幅Ｂ０は、海浜の変形に影響の大きい代表波浪の波長Ｌｗの１／２に設定される。これにより、開口幅Ｂ０の開口部Ａ１-２に流入した波は左右に分かれて、それぞれの流出部となる透過性構造物Ａ１，Ａ２の後方側に向かうことで、透過性構造物に対する波圧の軽減に寄与でき、サンゴ礫の捕捉効率も低減しない。

これに対し、図６（ｃ）のように、開口部Ａ１-２の開口幅Ｂ０が、Ｌｗ／４と設定される間隔Ｌ０において、Ｌｗ／２よりも小さい場合、開口部Ａ１-２を通過する水塊量が少なくなるとともに通過するサンゴ礫が少なくなり、透過性構造物Ｂ２の前方に堆積するサンゴ礫の堆積量が少なくなり、サンゴ礫の捕捉効果が低下する。

また、図６（ｄ）のように、開口部Ａ１-２の開口幅Ｂ０がＬｗ／４と設定される間隔Ｌ０において、Ｌｗ／２よりも大きい場合、開口部Ａ１-２を通過する水塊量が多くなり、透過性構造物Ｂ２への直行性が強く透過性構造物Ａ１，Ａ２の後方側に回り込む水塊量が少なくなるため、透過性構造物Ｂ２に対する波圧が軽減されない。

次に、本実施形態による複数の透過性構造物の別の配置例について説明する。図７は、本実施形態による複数の透過性構造物の別の配置例を示す平面図である。図８は、図７の透過性構造物の具体例を示す斜視図である。

図７に示す配置例は、幅広い方向からの波に対応可能なように、図８のように互いに直交する面状の第１の捕捉部２１と第２の捕捉部２２とを備える透過性構造物Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｇ１，Ｇ２，Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｉ１，Ｉ２を、図２と同様に行方向（図７の横方向）に第１の捕捉部２１が並ぶように配置するとともに、行方向と直交する列方向（図７の縦方向）にも第２の捕捉部２２が並ぶように配置するものである。

図８の透過性構造物は、サンゴ礫を捕捉可能な多数の開口２０を有しかつ面状の第１の捕捉部２１と第２の捕捉部２２を水底から立ち上がるように備え、第１の捕捉部２１と第２の捕捉部２２は、互いに面横方向の略中央で直交しており、また、第１の捕捉部２１と第２の捕捉部２２の上部に取り付けられた十字状のプレートから構成された庇部２３を有し、庇部２３が各捕捉部２１，２２の面に直交する方向に突き出ている。多数の開口２０を有する捕捉部２１，２２は、たとえば、互いに直交する斜め二方向に配置された多数の鋼線からなる網目状部材から構成できる。各開口２０のサイズは、たとえば、対象の海域におけるサンゴ礫の平均的な寸法の長手寸法以下および短手寸法以上が好ましい。

図７に示す配置例は、図８の複数の透過性構造物Ｅ１，Ｅ２を面状の第１の捕捉部２１が面横方向に一列に並ぶように第１の行Ｅとして配置し、別の複数の透過性構造物Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を第１の捕捉部２１が第１の行Ｅに対し間隔をおいてかつ略平行に一列に並ぶように第２の行Ｆとして配置し、さらに別の複数の透過性構造物Ｇ１，Ｇ２を第１の捕捉部２１が第２の行Ｆに対し間隔をおいてかつ略平行に一列に並ぶように第３の行Ｇとして配置し、さらに別の複数の透過性構造物Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３を第１の捕捉部２１が第３の行Ｇに対し離れてかつ略平行に一列に並ぶように第４の行Ｈとして配置し、さらに別の複数の透過性構造物Ｉ１，Ｉ２を第１の捕捉部２１が第４の行Ｈに対し間隔をおいてかつ略平行に一列に並ぶように第５の行Ｉとして配置したものである。なお、複数の行Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉとして配置された複数の透過性構造物からもう１つの構造体が構成される。

第１～第５の行Ｅ～Ｉにおいて各透過性構造物Ｅ１，Ｅ２が行方向に所定の間隔をおいて配置されて透過性構造物間に開口部Ｅ１-２が形成され、各透過性構造物Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３が行方向に所定の間隔をおいて配置されて透過性構造物間に開口部Ｆ１-２，Ｆ２-３が形成され、各透過性構造物Ｇ１，Ｇ２が行方向に所定の間隔をおいて配置されて透過性構造物間に開口部Ｇ１-２が形成され、各透過性構造物Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３が行方向に所定の間隔をおいて配置されて透過性構造物間に開口部Ｈ１-２，Ｈ２-３が形成され、各透過性構造物Ｉ１，Ｉ２が行方向に所定の間隔をおいて配置されて透過性構造物間に開口部Ｉ１-２が形成されている。

また、各透過性構造物Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１～Ｆ３，Ｇ１，Ｇ２，Ｈ１～Ｈ３，Ｉ１，Ｉ２は、互いに各行方向（図の横方向）に直交する方向に関し各行毎にずれて配置され、所謂千鳥配置になっている。このため、第１の行Ｅにおける開口部Ｅ１-２と第２の行Ｆにおける開口部Ｆ１-２，Ｆ２-３とが互いに行方向に直交する方向において同一の位置とならない。同様に、第３の行Ｇの開口部Ｇ１-２は第２の行Ｆの開口部Ｆ１-２，Ｆ２-３に対し行方向に直交する方向において同一の位置とならない。第４の行Ｈの開口部Ｈ１-２，Ｈ２-３は第５の行Ｉの開口部Ｉ１-２に対し行方向に直交する方向において同一の位置とならない。このように各行における開口部は、隣り合う行の開口部に対し、行方向に直交する方向において同一の位置とならない。

また、各行Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉと直交する各列Ｊ，Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎにおいて、第２の行Ｆの各透過性構造物Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３と第４の行Ｈの各透過性構造物Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３とが列方向に一列に並んで第１の列Ｊ、第３の列Ｌ、第５の列Ｎとして配置され、第１の行Ｅの各透過性構造物Ｅ１，Ｅ２と第３の行Ｇの各透過性構造物Ｇ１，Ｇ２と第５の行Ｉの各透過性構造物Ｉ１，Ｉ２が列方向に一列に並んで第２の列Ｋ、第４の列Ｍとして配置される。第１～第５の列Ｊ～Ｎにおいてそれぞれ各透過性構造物が各列方向に所定の間隔をおいて配置され、第１の列Ｊにおいて透過性構造物Ｆ１，Ｈ１間に開口部ＦＨ-１が形成され、第２の列Ｋにおいて透過性構造物Ｅ１，Ｇ１間およびＧ１，Ｉ１間に開口部ＥＧ-１，ＧＩ-１が形成され、第３の列Ｌにおいて透過性構造物Ｆ２，Ｈ２間に開口部ＦＨ-２が形成され、第４の列Ｍにおいて透過性構造物Ｅ２，Ｇ２間およびＧ２，Ｉ２に開口部ＥＧ-２，ＧＩ-２が形成され、第５の列Ｎにおいて透過性構造物Ｆ３，Ｈ３間に開口部ＦＨ-３が形成される。

また、第１の列Ｊ～第５の列Ｎにおいても行方向と同様に各開口部は列方向にずれて配置され、所謂千鳥配置になっている。すなわち、第２の列Ｋにおける各開口部ＥＧ-１，ＧＩ-１は、第１の列Ｊおよび第３の列Ｌにおける各開口部ＦＨ-１，ＦＨ-２に対し列方向に直交する行方向において同一の位置とならない。第４の列Ｍにおける各開口部ＥＧ-２，ＧＩ-２は、第３の列Ｌおよび第５の列Ｎにおける各開口部ＦＨ-２，ＦＨ-３に対し列方向に直交する行方向において同一の位置とならない。このように各列における開口部は、隣り合う列の開口部に対し、列方向に直交する行方向において同一の位置とならない。

図７の配置例では、各行Ｅ～Ｉにおいて各透過性構造物の間隔Ｌ０および開口部の開口幅Ｂ０は、図２と同様に定められ、また、列Ｊの透過性構造物Ｆ１，Ｈ１と列Ｋの透過性構造物Ｇ１との間隔Ｌ０’および透過性構造物Ｆ１，Ｈ１間の開口部ＦＨ-１の開口幅Ｂ０’は、各行Ｅ～Ｉと同様に定められ、他の列Ｋ～Ｎにおいても同様に定められる。

図７，図８において、波による水塊が方向Ｚまたはその反対方向Ｚ’（図の縦方向）に移動し、各透過性構造物の第１の捕捉部２１を透過するとき、水塊に含まれるサンゴ礫が第１の捕捉部２１の開口２０で捕捉され、第１の捕捉部２１の前方または後方に堆積し、サンゴ礫による堆積物Ｔが形成される。また、波による水塊の移動方向が変化し方向Ｙまたはその反対方向Ｙ’（図の横方向）に移動し、各透過性構造物の第２の捕捉部２２を透過するとき、水塊に含まれるサンゴ礫が第２の捕捉部２２の開口２０で捕捉され、第２の捕捉部２２の前方または後方に堆積し、サンゴ礫による堆積物Ｔが形成される。

以上のように、図７の配置例によれば、波による水塊の移動方向が略直交方向に変化しても、多方向に変化しても、第１の捕捉部２１または第２の捕捉部２２でサンゴ礫を捕捉可能であるので、サンゴ礫の捕捉効率が低下しない。また、州島の海浜保全を目的としてサンゴ礫の堆積による陸化方法を適用する際には、一般海浜に比べて、幅広い方向からの波に対応しなければならないが、波向直角方向に対して一方向に透過性構造物を配置するのではなく全方向に対して対応可能となるように透過性構造物を効果的に配置することができる。

また、図８の透過性構造物によれば、第１の捕捉部２１と第２の捕捉部２２とが互いに面横方向の略中央で直交し平面的に十字型形状に構成されることで、次の作用効果を得ることができる。
(1)多方向波に対する透過性構造物の耐波安定性を高める。
(2)多方向から来る波に対してサンゴ礫の捕捉効果を高める。
(3)捕捉部が一方向の場合、横から波が来ると、捕捉部の端部が洗掘され不安定になり易いのに対し、図８の十字型形状であれば、捕捉部の端部が洗掘されることなく、確実に安定性が得られ、サンゴ礫が安定して堆積する。
(4)透過性構造物の上部に庇部２３を設けることで、より一層、堆積促進効果を得ることができる。

以上のように本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。たとえば、図２の配置例では、複数の透過性構造物を第１の行～第３の行として配置したが、本発明はこれに限定されず、さらに複数の透過性構造物を同様にして第４の行、第５の行、・・・、第ｍの行として配置可能である（ｍ：３以上の整数）。また、各行の透過性構造物の数を増減してもよい。

また、図７の配置例では、各行方向に各一行に並べた２つの透過性構造物と３の透過性構造物を行毎に交互に並べて第１の行～第５の行として配置し、行方向と直交する列方向に一列ずつ第１の列～第５の列として配置したが、さらに同様にして第６の行、第７の行、・・・、第ｎの行として配置可能である（ｎ：４以上の整数）。また、各行の透過性構造物の数に応じて、さらに同様にして第６の列、第７の列、・・・、第ｐの列として配置可能である（ｐ：４以上の整数）。

また、図７において第１の行Ｅを省略し、各行方向に各一行に並べた３つの透過性構造物と２つの透過性構造物を行毎に交互に並べて第１の行～第４の行Ｆ～Ｉとして配置し、行方向と直交する列方向に一列ずつ第１の列～第５の列Ｊ～Ｎとして配置してもよい。この場合、第１の行Ｆの各透過性構造物と第３の行Ｈの各透過性構造物とが二列に並んでそれぞれ第１の列Ｊ、第３の列Ｌを構成し、第２の行Ｇの各透過性構造物と第４の行Ｉの各透過性構造物とが二列に並んでそれぞれ第２の列Ｋ、第４の列Ｍを構成する。

また、本発明では、透過性構造物として図３，図８に示す以外の構成を有する透過性構造物であってもよいことはもちろんである。例えば図３に図示する透過性構造物の開口１０は菱形としてもよい。また、透過性構造物は、堆積した珊瑚により陸地化した際に影響を与えないように、生分解性プラスチックによるものとしてもよい。

本発明によれば、透過性構造物の安定性を確保するとともにサンゴ礫の堆積による安定した海浜・海底地形が形成可能であるので、サンゴ礫の効率的な捕捉・堆積が可能であり、効率的なサンゴ礫堆積による陸化が可能である。

１０，２０ 開口
１１ 捕捉部
２１ 第１の捕捉部
２２ 第２の捕捉部
２３ 庇部
Ａ，Ｂ，Ｃ 第１の行～第３の行
Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｃ１，Ｃ２ 透過性構造物
Ａ１-２，Ｂ１-２，Ｂ２-３，Ｃ１-２ 開口部
Ｌ０，Ｌ’透過性構造物間の間隔
Ｂ０，Ｂ’ 開口部の開口幅
Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ 第１の行～第５の行
Ｊ，Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ 第１の列～第５の列
Ｅ１，Ｅ２，Ｆ１～Ｆ３，Ｇ１，Ｇ２，Ｈ１～Ｈ３，Ｉ１，Ｉ２ 透過性構造物
Ｅ１-２，Ｆ１-２，Ｆ２-３，Ｇ１-２、Ｈ１-２，Ｈ２-３，Ｉ１-２ 開口部
ＦＨ-１，ＥＧ-１，ＧＩ-１，ＦＨ-２，ＥＧ-２，ＧＩ-２，ＦＨ-３ 開口部
Ｌｗ 波長
ＧＲ 水底
Ｚ，Ｚ’，Ｙ，Ｙ’ 水塊の移動方向
Ｔ 堆積物

Claims (12)

1. サンゴ礫を捕捉可能な多数の開口を有する面状の捕捉部を水底から立ち上がるように備える透過性構造物を配置する方法であって、
   少なくとも、複数の前記透過性構造物を前記面状の捕捉部が面横方向に一列に並ぶように第１の行として配置し、別の複数の前記透過性構造物を前記第１の行に対し間隔をおいてかつ略平行に一列に並べて第２の行として配置し、
   前記第１の行および前記第２の行は水塊が前記面状の捕捉部の多数の開口を通過可能な方向に位置し、前記第１の行は前記水塊の通過可能方向に関し前記第２の行より沖側に位置し、
   前記第１の行および前記第２の行においてそれぞれ各透過性構造物が行方向に所定の間隔をおいて配置されて各行の透過性構造物間に開口部が形成され、
   前記第１の行における開口部と前記第２の行における開口部とが互いに前記行方向と直交する方向において同一の位置とならない、透過性構造物の配置方法。
2. 第（ｍ－１）の行よりも岸側にさらに別の複数の前記透過性構造物を前記第（ｍ－１）の行に対し間隔をおいてかつ略平行に一列に並べて第ｍの行として配置することで、前記第１，第２，・・・、第ｍの各行を設置し（ｍ：３以上の整数）、
   前記第ｍの行において各透過性構造物が行方向に所定の間隔をおいて配置されて前記透過性構造物間に開口部が形成され、
   前記第（ｍ－１）の行の開口部は前記（ｍ－２）の行の開口部および前記第ｍの行の開口部に対し前記行方向と直交する方向において同一の位置とならない、請求項１に記載の透過性構造物の配置方法。
3. 前記複数の透過性構造物の各天端高さは、沖波の波形勾配、底質粒径および沖波波長に基づいて所定の海底勾配を設定し、沖側から岸側に向けて前記各天端の包絡線の勾配が前記海底勾配となるように設定される、請求項１または２に記載の透過性構造物の配置方法。
4. 前記複数の透過性構造物が設置される領域における代表波浪を１つ設定し、前記各行間の間隔を前記代表波浪の波長の１／４に定める、請求項１乃至３のいずれかに記載の透過性構造物の配置方法。
5. 前記複数の透過性構造物が設置される領域における代表波浪を複数設定し、前記各行間の間隔を、前記複数の代表波浪のうちの最短の波長の１／４と最長の波長の１／４との範囲内で定める請求項１乃至３のいずれかに記載の透過性構造物の配置方法。
6. 前記複数の透過性構造物が設置される領域における代表波浪を１つ設定し、前記透過性構造物間の前記所定の間隔である前記開口部の幅を前記代表波浪の波長の１／２に定める、請求項１乃至４のいずれかに記載の透過性構造物の配置方法。
7. 前記代表波浪は、年最大有義波、年最大の10波の平均有義波、高波浪来襲時期のエネルギー平均波、および、波高50cm未満の静穏時の波を除いたエネルギー平均波のいずれかである、請求項４乃至６のいずれかに記載の透過性構造物の配置方法。
8. サンゴ礫を捕捉可能な多数の開口を有しかつ互いに直交する面状の第１および第２の捕捉部を水底から立ち上がるように備える透過性構造物を配置する方法であって、
   少なくとも、複数の前記透過性構造物を前記第１の捕捉部が面横方向に一列に並ぶように第１の行として配置し、別の複数の前記透過性構造物を前記第１の捕捉部が前記第１の行に対し間隔をおいてかつ略平行に一列に並ぶように第２の行として配置し、さらに別の複数の前記透過性構造物を前記第１の捕捉部が前記第２の行に対し間隔をおいてかつ略平行に一列に並ぶように第３の行として配置し、さらに別の複数の前記透過性構造物を前記第１の捕捉部が前記第３の行に対し間隔をおいてかつ略平行に一列に並ぶように第４の行として配置し、
   前記各行においてそれぞれ前記透過性構造物が行方向に所定の間隔をおいて配置されて前記透過性構造物間に開口部が形成され、
   前記各行における各開口部は、隣り合う行における各開口部に対し前記行方向と直交する方向において同一の位置にならない、透過性構造物の配置方法。
   
9. 前記各行方向と直交する列方向において前記各透過性構造物が少なくとも第１～第４の列として一列ずつ四列に並ぶように配置され、
   前記第２の行の各透過性構造物と前記第４の行の各透過性構造物とが二列に並んでそれぞれ前記第１の列および前記第３の列を構成し、
   前記第１の行の各透過性構造物と前記第３の行の各透過性構造物とが二列に並んでそれぞれ前記第２の列および前記第４の列を構成し、
   前記各列において、前記各透過性構造物は、前記第２の捕捉部が面横方向に一列に並び隣り合う列に対し間隔をおいてかつ略平行に配置されるとともに、前記列方向に所定の間隔をおいて配置されて前記透過性構造物間に開口部が形成され、
   前記各列における各開口部は、隣り合う列における各開口部に対し前記列方向と直交する前記行方向において同一の位置にならない、請求項８に記載の透過性構造物の配置方法。
10. 前記各行方向と直交する列方向において前記各透過性構造物が少なくとも第１～第４の列として一列ずつ四列に並ぶように配置され、
    前記第１の行の各透過性構造物と前記第３の行の各透過性構造物とが二列に並んでそれぞれ前記第１の列および前記第３の列を構成し、
    前記第２の行の各透過性構造物と前記第４の行の各透過性構造物とが二列に並んでそれぞれ前記第２の列および前記第４の列を構成し、
    前記各列において、前記各透過性構造物は、前記第２の捕捉部が面横方向に一列に並び隣り合う列に対し間隔をおいてかつ略平行に配置されるとともに、前記列方向に所定の間隔をおいて配置されて前記透過性構造物間に開口部が形成され、
    前記各列における各開口部は、隣り合う列における各開口部に対し前記列方向と直交する前記行方向において同一の位置にならない、請求項８に記載の透過性構造物の配置方法。
11. サンゴ礫を堆積させ陸化する方法であって、
    請求項１乃至１０のいずれかに記載の配置方法により前記透過性構造物を配置し、
    水塊が前記透過性構造物の前記捕捉部の多数の開口を通過するとき前記捕捉部が前記水塊中のサンゴ礫を捕捉し、前記捕捉されたサンゴ礫を前記捕捉部の前方に堆積させる、サンゴ礫堆積による陸化方法。
12. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の配置方法により配置された複数の前記透過性構造物から構成された構造体。

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