1

鹿児島大学水産学部海岸環境工学研究室（西）Email： nishi24@fish.kagoshima-u.ac.jp

砂浜（陸） 砂浜（陸）

海（沖）

沿岸域の流れ（海浜流・リ－フカレント）

沿岸域の流れは物質輸送･生物生産･水質保全･漂砂現象・安全管理等に影響します。

沿岸流

離岸流

波による水粒子の軌道運動とストークスドリフト

風による波の発生

波の浅水変形と砕波

海浜流系の発生

風が吹けば海浜流系（沿岸流･離岸流）が発生する

波が見えれば海浜流（沿岸流・離岸流・向岸流）があるはずなのに目視できない（見えない）

波が見えるのに海浜流（沿岸流・離岸流・向岸流）が目視できない（直接、流れが見えない）

海岸付近の流れは知識があれば見つけられますが、知識が無いと簡単には見ることが出来ません。

調査・観測機材砂浜から目視で海浜流を見つけたり調べたりは難しいので、様々な道具や技術を使います。

流れを見つける工夫・技術

海浜循環流（沿岸流･離岸流･向岸流）の実測例

GPSフロ－トで流れを調査（投入は難しい）

2

砂浜で流れ（海浜流）を見つけるには地形や砕波の観察を行う必要があります。流れを直接見つけるよりは、地形と波の判読の方が簡単です。波が砕ける浅瀬の間に波が砕けない澪筋（深み）がある地形で波が大きくなると水面勾配が生じ強い海浜流が発生しやすくなります。

浅瀬Shoal

浅瀬Shoal

澪筋Rip channel

屈曲汀線の後退部（場合によっては浜崖）

杉村佳寿・高橋伸一・田邉貢一郎・黒木敬司・斎藤武久・西 隆一郎； 海域利用の安全性向上を目的としたマルチコプタ－による離岸流調査, 海岸工学論文集，第61巻（2015）

染料で可視化された海浜流

920m

Largest rip current in Nishi’s database

最大級の離岸流 元画像（石川県提供）；構造物が原因

うねりの入射

うねり

うねりの入射

沿岸流

離岸流

海浜流は波の入射が原因で生じます

浅海域を対象にした活発な調査活動は、軍事工学的な観点や公共工事推進の観点から行われる。海岸の波・流れ・漂砂（地形）を定性的かつ定量的に調査する必要性の1回目のピ－クは第二次世界大

戦時で、ノルマンディ上陸作戦等にその成果が生かされている。当初は軍事機密（classified）であった研究成果は、1950年に米国カリフォ

ルニア州ロングビ－チで開催された第一回国際海岸工学会議等で公開され日本の海岸工学の勃興にその成果が生かされている。

日本では誤解されやすいが、米国においては建国当時に唯一のアカデミックな機関が陸軍工兵隊(Corps of Engineers)であり、工兵隊傘下の研究機関は歴史的な経緯で現在でも軍事工学だけでなく民

事工学も担っている。極浅海域の波・流れ・漂砂に関する学術的な調査や研究では、工兵隊内のCoastal Engineering Research Center（CERC; 海岸工学研

究センタ－；その後CHLに改組）が国際的に重要な役割を果たしている。

写真－1 浅海域の軍事・民事工学を担ったCERC（その後、CHL）

我が国では、高度経済成長期に写真－2に示す様な大型の人工構造

物（例えば、港湾、漁港、空港、人工島、火力・原子力発電施設等）を沿岸域に築造し、その結果、沿岸域の波や流れ、そして、漂砂環境が従来と異なるようになり、海岸侵食と言う新たな問題が生じ、海岸保全上の問題となっている。

また、大型構造物の設置により沿岸域の流れ（流況）が変わり、その

影響が、様々な物質の輸送･滞留･堆積に影響した。例えば、大型構造物周辺での沿岸流流況の変化に伴う大規模な海岸侵食問題、発電施設周辺海域の温排水問題等もある。さらに、自然海岸における栄養塩輸送、水質悪化問題、生物生産性、そして、サンゴ礁海域の白化問題等に沿岸域の流れ（海浜流・リ－フカレント、潮流等）は影響する。

写真－2 空港建設に伴う流況の変化

日本においては国土開発のための大型構造物築造や土地開発（埋立）、そして、大量の冷却水を必要とする火力や原子力発電所建設と、その後の全国的な海岸侵食問題発生のために、海岸調査用の技術開発と知見の蓄積の第二次ピークが1980年代にありました。筆者は、

1980年代前半に大学三年生の実習の一環で、建設省土木研究所の

現地調査に同行し、突然、現場ではしご車に乗るように指示され、揺れ動くバケット上で波や海浜流系の写真撮影を行ったことがあります（怖かったが実感）。

写真－6 現地調査用の機材と調査風景（針貝氏提供）

3

東京電力の資金援助で、東京大学の堀川清二教授を中心としてNERCプ

ロジェクトが実施され、波・流れ・漂砂および地形変化に関する現象の解明と将来予測（シミュレ－ション技術）に関する知見が急速に進展し、その成果が、堀川（1985）により「海岸環境工学」としてまとめられている。本NERCプロジェクトでは、例えば、浅海域での波浪変形を調べるために、写真－4に示す様にポ－ルを横切る水面の変動を陸上のカメラで撮影し、そ

の画像から水位変動の時系列デ－タを作成して波高や周期等を求めていた。海浜流に関しては、写真－5に示す気球に搭載した8ミリカメラでほぼ鉛直真下撮影を行い、沿岸流や離岸流特性の解明に役立てている。

写真－4 浅海域の波浪変形調査用のポ－ル群（針貝氏提供）

写真－5 調査用の気球（針貝氏提供）

波が原因で生じる海浜流は実験室で規則波条件で行うと、波が砂浜に入射して2～3波もあれば、直ぐに

流れが形成されます。可視

化も、過マンガン酸カリウム等を用いると簡単です。写真では赤紫色の染料。

初心者・一般市民向けの海浜流基礎※ 専門の学生・院生や専門家になりたい技術者は水位に関連する説明をエネ

ルギ－で置き換え、専門書を読んで正確な知識を身につけてください。

1. 水は高いところ（水面が高い所）から低いところ（水面が低いところ）に向かって流れる。

2. 浅海域での波の速度（位相速度）は局所水深の二乗根に比例する （C=√（ｇｈ））

３．沿岸域に波が入射すると、砕波点までは平均水面（平均水位）が下がり（wave set-down）、砕波点から陸側は平均水面が上がる(wave set-up)。

４．入射波が大きいと、砕波帯内の平均水面（平均水位）の上昇（増加分）は大きくなる（入射波高の約1割から3割）

5. Wave set-upにより水面の高低差（水面勾配）が出来ると、高い方から低い方に流れが生じる。勾配が大きいほど、流れが速くなる。

※ 自然海岸の海浜流以外に、海岸保全構造物に起因する海浜流系もある（人為的要因では海浜流系がより大型化が多い）

自然海岸・河口付近で発生する離岸流

原画「国土画像情報（カラー空中写真）国土交通省」 ／ 画像編集 西隆一郎

身近な海浜流（離岸流）・・・・実際に目で見て理解しましょう。

原画「国土画像情報（カラー空中写真）国土交通省」 ／ 画像編集 西隆一郎

身近な海浜流（離岸流）・・・・実際に目で見て理解しましょう。

4

（原画；七管区提供、合成；西）

砂浜海岸での離岸流

実験室

現地海岸

海浜流の流況調査

釣り糸（500m）

HGPS Float(drifter) による海浜流計測実験. (より安全)

鹿大式Flow catcher

遊泳者による漂流実験（HGPS センサ－携帯)

遊泳者による漂流実験は基本的にお勧めしません。実験される場合は、実験者の責任の範囲で行ってください！

循環流①

循環流②

離岸流位置を自分の目で確かめ、GPSを封入

した手製のフロ－トを持って離岸流の中に入り流されました。その結果、海浜循環流が手前側と沖側に二つあることが分かりました。砕波を引き起こす沿岸砂州が二つ手前側と沖側に存

在しているのが原因です。この実験は真似しないでください。緊急時に備え、沖に救助船、砂浜に救助者を配置しましたが、私は死にかけました。（教訓; 諦めたら終わり）

私

海浜流調査用漂流実験 (Sept. 8, 2002)

海浜循環流①

海浜循環流②沖方向

沿岸方向

海浜循環流の可視化（GPSフロ－ト以外）

海面着色剤で流れを可視化できます。

5

沿岸流

沿岸流

離岸流

Ql

Qrip＝pQl

Ql,1=(1-p)Ql

海浜流の中で、沿岸流は海岸保全構造物の影響評価や海岸侵食･海岸保全に与える影響が大きいので、沿岸流速を計算する予測式がたくさんあります。例えば、CERC式等。一方、離

岸流の流速を計算する式はありません。離岸流速が必要なら、実測するか数値計算するかです。

• 沿岸流速； 例えば；CERC公式だとCEMと言う電子マニュアルで計算可能です。

計算画面

・流速は波の波高、入射角に強く依存する。周期にも少し依存する。

10 20 30 40

0

1

2

3

4

5

離岸

流の

流速

（m/s)

デ-タ番号(順番）

離岸流の流速(計測地)青島海岸(2002年9月)

(x 15sec)

?

R.Nishi

漂流時の移動流速分布

遊泳時の危険流速限界（0.2～0.5m/ｓ）

離岸流の流速は予測式がないので、参考に、実測の記録を示します。

宿題;

1. 「海洋の科学」（ウィラ－ド・バスカム著）を読み、海浜流と海岸地形の関係を学んでください。そして、本を読んだ感想を書いてください。

2. これまでに提案されている沿岸流速の計算式を調べて、それぞれの式を書いて、その特徴を説明してください。

3. 海浜流が皆さんの生活にとり影響することを考えて、説明してください。

答えは、西 隆一郎（sediment_24@hotmail.com）まで送信

サンゴ礁海域にも流れがあり、生物生産、砂の堆積、栄養塩供給、外洋とラグーンの海水交換、サンゴ白化予防など多くの自然現象に影響します。また、海域利用者の安全性に重要です。

航空写真；沖縄県企画部提供

サンゴ礁（ラグーン）の流れは、サンゴ礁地形やサンゴ礁表面の筋目を見ることで予想できます。ただし、流れを目で

見て見つけるには知識と経験が必要です。

染料1

染料2

染料3

2投目の染料

3投目の染料

ADCP

サンゴ礁の切れ目（リーフギャップ・口）から沖に向かう流れを沖縄県ではリ－フカレントと呼んでいます。

染料で可視化されたリーフカレント

6

ラグーン（礁池）内の水面の様子で、向こう側の水面は穏やかで明鏡止水のように見えます。一方、作業員周りと手前側では水面の乱れ（気泡等）がはっきり見えます。ラグーン内の海水が外用に抜ける経路に流速計を設置中で、作業員はとても強い流れの圧力を感じています。

危険なので良い子はまねをしないでください。

リ－フカレントの可視化

ラグーン内では流れがとても弱い領域がありますが、サンゴ礁の切れ目（リーフギャップ・口）に向かう領域では流れが速くなります。

染料で示される流れの幅が狭いほど、流速が速くなります。そして、リ－フギャップでは、沖側で流れが弱くなります。

サンゴ礁の流れもGPSフロ－トで調査できます（でも危険）

-600 -400 -200 0 200 400-200

0

200

400

600

800

1000

1200

離岸

距離

（ｍ）

沿岸距離（ｍ）

漂流者 フロ－ト流線1 フロ－ト流線2 フロ－ト流線3 フロ－ト流線4 フロ－ト流線5

リ－フフラットエッジ模式

満潮時汀線（砂浜）

満潮時汀線（H.W.L.）

N

リーフ内では、澪筋状の地形に沿いフロートは速やかに流れ、リーフを出て口（切れ目・リ－フギャップ）に入り速度を低下させ沖向きに移動します。また、ラグーン内のほとんどの領域で流速はとても小さいことを流速計で確認済みです。

-10 0 10 20 30 40 50 60 70 80

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

離岸

距離

（ｍ）

沿岸距離（ｍ）

計測1 計測2 計測3 計測4

リ－フギャップ(口）

サンゴ礁の流れもGPSフロ－トで調査できます（でも危険）

（フロ－トの漂流経路）

0 20 40 60 80 100 120 140 160

0

1

2

3

4

5

6

7

沖向

漂流

流速

（ｍ

/ｓ）

漂流時間(秒)

1秒間隔生デ－タ 10秒平均流速（ｍ/ｓ）

サンゴ礁の流れもGPSフロ－トで調査できます（漂流速度）

海浜流もリ－フカレントも一定の流速ではなく、増減（脈動）します

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 260.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

2.2

2.4

20分

間平

均流

速（m

/s）

・平均

水位

（ｍ

）

計測日数（日)

20分間平均流速 平均水位

海象計で流れを計れます（実測）。簡易計算式はありません。

2.0m/s

1.0m/s

7

一般的に水は高いところから低いところに流れます。また、流速は水頭差（水面勾配）により計算できます。

流速は水頭差（水面勾配）により計算できます。運動エネルギーと位置エネルギ－保存則から自分で導いてみましょう。

水位差

0 1 2 2 4 36 4 8 6 0 7 2 8 4 96 1 0 8 12 0 1 3 2 1 44 1 5 6 1 6 8 1 800.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

平均

流速

（ｍ/ｓ

）

計 測 時 間 （時 間 ）

平 均 流 速 W H B

流速は水頭差（水面勾配）により計算できます。水位差（水頭差）により形成された流れ（リ－フカレント）の流速。（リ－フ周辺で大きな水位差が生じる干潮時に流れが速くなる）

上記サンゴ礁内の流れは潮汐による水位差が原因の流れでした。一方、波が原因のリ－フカレントもあり、また、両方の流れが重なる事もあります

台風による高波と潮汐によるリ－フカレント：下の図で波高が高い時間帯が二つの台風接近時です。

0 7 2 1 4 4 2 1 6 2 8 8 3 6 0 4 3 2 5 0 4 5 7 6 6 4 8 7 2 0 7 9 2

- 0 . 2

- 0 . 1

0 . 0

0 . 1

0 . 2

平均

流速

（ｍ

/ｓ）

計 測 時 間 （ 時 間 ）

東 西 流 速 成 分 南 北 流 速 成 分

0 7 2 1 4 4 2 1 6 2 8 8 3 6 0 4 3 2 5 0 4 5 7 6 6 4 8 7 2 0 7 9 20 . 0

0 . 1

0 . 2

0 . 3

0 . 4

0 . 5

0 . 6

0 . 7

0 . 8

0 . 9

1 . 0

波高

（ｍ）

計 測 時 間 （ 時 間 ）

最 大 波 高 W H A 有 義 波 高 W H A

リ－フ内の波高は台風接近に伴い上昇

リ－フ内の流速は潮汐と高波により増減

台風時には通常時の2倍程度の流速を観測している。いずれも干潮時に沖向きの強い流れが存在（満潮に向かう上げ潮でも流れが存在）

2 8 8 3 6 0 4 3 2 5 0 4

計 測 時 間 （ 時 間 ）

東 西 流 速 成 分 南 北 流 速 成 分

台風時の潮位（水位）と流速

台風３号 台風４号0

- 0 . 2

- 0 . 1

0 . 0

0 . 1

0 . 2

平均流速m/s

8

リ－フカレントによるラグーン内の水温変化（海水交換）； サンゴの白化抑制や物質循環（栄養塩供給）、サンゴ抱卵後の卵輸送等に影響します

0 7 2 1 4 4 2 1 6 2 8 8 3 6 0 4 3 2 5 0 4 5 7 6 6 4 8 7 2 0 7 9 2

2 4

2 6

2 8

3 0

3 2

3 4

3 6

水温

（℃）

計 測 時 間 （ 時 間 ）

水 温 ( W a v e H u n t e r A )

台風３号 台風４号

宿題;

1. テニスプレイヤ－の「大阪なおみ」さんは、2019年末にサンゴ

礁海域の流れにより流されて大変な目に遭ったと報道されています。記事を検索しその海域をGoogle Earthで調べ、何が原因か考察してください。

2. サンゴ礁海域のリ－フカレントが皆さんの生活にとり影響することを考えて、説明してください。

答えは、西 隆一郎（sediment_24@hotmail.com）まで送信

河口域の流れ； 河川流

参考; 海岸とも言える河口付近にも河川特有の流れが存在します。必

ずしもまっすぐ沖合に流れるわけではありませんので、必要な人は河川工学の本を読んでください。

河口付近では、河川流、海浜流、潮流の複合した複雑な流れが生じる場合があります。

余裕のある人は、海岸工学の教科書を購入し勉強してください。そして、もっと勉強したい人は、堀川清司著 「海岸環境工学」（1985）を読んでください。お薦めです。 英語だと、Komarの本もお薦めです。