沿岸環境研究グループ

グリーンインフラ,離島に関する研究

Coastal and Estuarine Environment Group

グリーンインフラ,離島に関する研究

グリーンインフラに関する研究

グリーンインフラは自然環境が有する多様な機能をインフラ整備に活用する概念です。沿岸域においては、干潟、海草藻場、マングローブ、塩性湿地、サンゴ礁などの沿岸生態系が有する機能を活用することで、波高低減や侵食抑制などの防災減災、水質改善、水産・観光資源の創出、炭素貯留といった多様な効果が期待できます。防波堤や護岸といったグレーインフラとグリーンインフラを組み合わせたハイブリッド型インフラは、両者の特性を活かし、信頼性の高い防災減災機能を発揮しつつ、グレーインフラだけでは実現できない多様な効果が期待できます。しかしながらその効果に関する実証的な研究はほとんどありません。

そこで私たちは、ハイブリッド型インフラのモデルとして生物共生型防波堤を対象とした研究を行っています。生物共生型防波堤は、港内の波高低減など港湾構造物の基本的な機能を損なわないことを前提に、生物の生息機能を高めることに配慮して整備された港湾構造物です。沖縄県の那覇港では、サンゴの共生に配慮した生物共生型防波堤が整備されており、防波堤上に多くのサンゴが着生しています。サンゴは熱帯・亜熱帯域の海洋生態系の基盤生物であり、防波堤へのサンゴの着生を促進させることによって、サンゴ礁生態系が有する観光や漁業への効果や、防災減災機能の向上が期待できます。生物共生型防波堤の効果の定量化や、生物生息機能の向上効果が高い手法を検討するため、防波堤上のサンゴの着生状況や周囲の環境条件の計測などを行っています。例えば、港内の海水交換に配慮し、防波堤のケーソンとケーソンの間の目地部の切り欠き幅を広げた通水型ケーソンでは、目地幅1m前後で目地部の流速が速くなり、より多くのサンゴの着生することが分かりました(棚谷ら、2019 土木学会論文集)。

グリーンインフラに関する研究の画像

離島に関する研究

熱帯亜熱帯域沿岸では、サンゴやその遺骸が積み重なってサンゴ礁という浅い地形が作られます。熱帯亜熱帯域の多くの島々がサンゴ礁でできた島であり、サンゴ礁生態系は国土地盤を作る機能を有しています。また、サンゴ礁生態系は波による沿岸の侵食を防ぎ、国土地盤を保全する機能も有しています。広大な排他的経済水域を有する南鳥島や沖ノ鳥島などの遠隔離島もサンゴ礁の島であり、これらの島々では排他的経済水域の基線となる低潮線がサンゴ礁上にあります。サンゴは海水面直下まで炭酸カルシウムの骨格を成長させる特徴があり、健全なサンゴ礁は海面上昇に追いついて自律的に低潮線を維持するポテンシャルを有しています。島や低潮線の維持のためには、サンゴ礁が今世紀中に予測される海面上昇に追いついて成長できるかどうかが重要です。私たちは遠隔離島のモデルサイトにおいて水質変化、サンゴの分布量、地形の計測を行い、サンゴ等による地盤形成速度を推定しました。その結果、モデルサイトにおいてはサンゴ礁生態系による地盤形成が海面上昇に追いついて低潮線を維持するポテンシャルを持つことが示唆されました(棚谷ら、2018 港空研報告)。離島においては、調査を行うための資源や人員が制約されるため、ドローンやAI等の新たな技術を用いた効率的な調査方法の検討も行っています。

離島研究イメージ

離島研究イメージ