急傾斜海岸における波浪変形に関する実験

Laboratory Simulation on Wave Transformation on Steep Slope

河合弘泰 H. Kawai

平石哲也 T. Hiraishi

運輸省港湾技術研究所 Wave Laboratory, Hydraulic Engineering Division,

水工部波浪研究室 Port and Harbour Research Institute, Ministry of Transport

神奈川県横須賀市長瀬3−1−1 1-1,3-chome, Nagase, Yokosuka, Kanagawa, 239, JAPAN

ABSTRACT

For the design of coastal structures, acting wave heights and runup heights are estimated in the model proposed by Goda. The Goda's model is applicable to estimate wave transformation on the beach with a slope smaller than 1/10. For steeper slopes, no estimation method is developed. The characteristics of wave transformation like wave shoaling, breaking, setdown and setup, surf beat, and runup height, therefore, are experimentally studied in the wave flume with the steep slopes. The tested slope gradients range from 1/10 to 1/3, the offshore wave steepnesses from 0.02 to 0.06.

The steeper the slope gradient is, the smaller the increase of wave height by wave shoaling becomes. The wave breaker type on the steep slope is classified into plunging breaker, which may cause serious beach erosion and coastal structure damages. The amplitude of wave setdown and setup are directly proportional to the slope gradient. The amplitude of surf beat does not depend on the slope gradient within the range between 1/10 and 1/3 but the relative water depth and offshore wave steepness. The steeper the slope gradient is, the higher the wave runup height becomes. The runup height distribution for irregular waves can be estimated from the runup heights for regular waves, assuming that the wave heights in deep water follows the Rayleigh distribution.

Keywords ; steep slope, wave shoaling, plunging breaker, setdown and setup, surf beat, runup height

1. はじめに

駿河湾沿岸には海底勾配が1/5〜1/3に達するところがある。勾配が1/100〜1/10の斜面における波高変化は合田1)が算定図にまとめているが、1/10よりも急な斜面については検討が行なわれていない。また、規則波についてはHunt2)や高田3)が遡上高の算定式を提案しているが、不規則波の遡上高の分布を検討した例は少ない。

以上のような背景で、急傾斜海岸における波浪変形の特性を模型実験によって明らかにした。

2. 模型実験の方法

実験に用いた水路の長さは40m、幅は0.6mであり、水路の一端には無反射制御機能を有する不規則波造波装置が設置してある。規則波と不規則波の両方を対象とし、沖波の波高は7.0〜17.0cm、波形勾配は0.002〜0.06とした。不規則波の周波数スペクトルには、合田4）が提案した次式に示す修正Bretschneider-光易型スペクトルをもちいた。

S（ｆ）＝0.205H1/32T1/3-4ｆ-5×exp（-0.75T1/3-4f-4） （1）

水路内には勾配が1/10 1/5、1/3の斜面模型を設置した。図-1に示すように、波高計は一様水深部に2本、

Fig.1 Layout of Wave Guage and Runup Meter in Wave Flume

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