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ビーチ養浜（ビーチ再生[ 2 ] 、ビーチ補充、砂補充とも呼ばれる）とは、沿岸漂流や侵食によって失われた堆積物（通常は砂）を他の供給源から補充するプロセスを指します。ビーチが広くなると、波打ち際全体にエネルギーが分散され、高潮、津波、異常な高潮から陸上の構造物やインフラが保護されるため、沿岸構造物への暴風雨による被害を軽減できます。ビーチ養浜は通常、沿岸防衛を目的とした大規模な統合沿岸域管理の一部です。養浜は侵食を引き起こす物理的な力を取り除くのではなく、その影響を緩和するだけなので、通常は繰り返し行われるプロセスです。
米国で最初の海岸保全事業は、 1922年と1923年にニューヨークのコニーアイランドで行われました。現在では、公共および民間の団体が使用する一般的な海岸保護対策となっています。[ 3 ] [ 4 ]
米国で最初の栄養補給プロジェクトは、1922年から1923年にかけてニューヨークのコニーアイランドで建設されました。 [ 5 ] [ 6 ]
1970年代以前は、砂浜や砂丘に直接砂を投入して養浜を行っていた。それ以降は、風、波、潮汐の力を利用して砂を海岸沿いや砂浜、砂丘にさらに分散させる海岸前面養浜がより多く行われるようになった。 [ 7 ] [ 8 ]
海岸侵食は、沿岸侵食の特定のサブセットであり、沿岸侵食は、海岸の形態変化を通じて沿岸の地形を変化させる生物侵食の一種です。現代において海岸が後退する事例は数多くありますが、その主な原因は、沿岸漂砂の勾配と沿岸開発による危険性です。
ビーチは自然に侵食されることもあれば、人間の影響（ビーチの盗難／砂の採取）によって侵食されることもある。[ 9 ]
侵食は嵐の活動に対する自然な反応です。嵐の間、目に見える砂浜の砂は水没して砂州を形成し、砂浜を保護します。水没はサイクルの一部にすぎません。穏やかな天候のときは、小さな波が砂州から砂を再び目に見える砂浜の表面に戻します。この過程は堆積と呼ばれます。
海岸によっては、嵐に対して海岸の自然なプロセスが対応するのに十分な砂がない場合があります。砂が不足している場合、嵐の後、海岸は回復することができません。
侵食が激しい地域の多くは、人間の活動が原因です。その理由としては、砂丘を囲む防波堤、沿岸輸送を妨げる港湾などの沿岸構造物、ダムやその他の河川管理構造物などが挙げられます。特に尖った岬の海岸線では、継続的かつ長期的な砂浜再生の取り組みが、沿岸輸送の阻害や下流侵食に寄与している可能性があります。[ 10 ]これらの活動は、ダム建設（河川からの堆積物源の減少）や突堤などの沿岸障壁の建設、あるいは入り江の浚渫によって、自然な堆積物の流れを妨げ、沿岸堆積物の輸送を阻害します。[ 11 ]
海岸線保護のための沿岸工学には、以下のものが含まれます。
養生は一般的に反復的なプロセスであり、養生は侵食の影響を軽減しますが、原因を取り除くわけではありません。良好な環境であれば、養生プロジェクトの間隔が長くなり、コストが削減されます。逆に、侵食率が高い場合は、養生が経済的に非現実的になる可能性があります。[ 14 ] [ 15 ]
多くの沿岸地域では、広い砂浜がもたらす経済的影響は相当なものになり得る。1923年以来、米国は砂浜の再建に90億ドルを費やしてきた。[ 16 ]最も注目すべき例の1つは、フロリダ州マイアミビーチに面した10マイル（16km ）の海岸線で、1976年から1981年にかけて砂浜が補充された。このプロジェクトには約8600万ドルの費用がかかり、地域の経済を活性化させた。[ 17 ]砂浜の補充が行われる前は、多くの場所で砂浜が狭すぎて歩くことができず、特に満潮時には困難だった。
1998年に、米国で知られているすべての海岸養浜プロジェクト（418件）の概要がまとめられました。これらの養浜の総量は6億4800万立方ヤード（4億9500万立方メートル）で、総費用は33億8700万米ドル（1996年の価格水準に調整済み）でした。これは1立方メートルあたり6.84米ドルです。[ 17 ] 2000年から2020年の間に、米国では1立方メートルあたりの価格が大幅に上昇しましたが（下の表を参照）、ヨーロッパでは価格が下落しました。
北海周辺では価格がはるかに低い。2000年に北海沿岸管理グループによって調査が行われた。[ 23 ]
オランダからはより詳細なデータが入手可能です。詳細は下記のオランダの事例研究のセクションをご覧ください。
浚渫船団が利用できない地域での養浜材の価格は、多くの場合、1立方メートルあたり20ユーロから30ユーロ程度である。
幅の広い砂浜は優れたエネルギー吸収体であり、激しい嵐が高地の構造物に影響を与える可能性のある低地では特に重要である。嵐の後に行われた現地調査や、確立された沿岸工学の原則の適用により、幅の広い砂浜が構造物の損傷を軽減する効果があることが証明されている。[ 12 ]
ビーチ養浜は、地域の生態系に重大な影響を及ぼします。養浜は、対象地域の固着生物を新しい砂の下に埋めることで、直接的な死亡を引き起こす可能性があります。供給源地域と対象地域の両方の海底生息地は、例えば、砂がサンゴ礁に堆積したり、堆積した砂が固まったりする場合に破壊されます。輸入された砂は、対象環境の砂とは性質（化学組成、粒径、外来種）が異なる場合があります。光の利用可能性が低下し、近くのサンゴ礁や水生植物に影響を与える可能性があります。輸入された砂には、地元の種にとって有毒な物質が含まれている可能性があります。沿岸環境から物質を除去すると、水没した斜面を急勾配にすることで、海岸線が不安定になる可能性があります。将来の侵食を軽減するための関連する試みは、開発圧力を高める誤った安心感を与える可能性があります。[ 24 ]
新たに堆積した砂は固まり、ウミガメの巣穴掘りを困難にする可能性がある。しかし、栄養分はウミガメだけでなく、海鳥や海岸植物にとっても、より多くのより良い生息地を提供することができる。フロリダ州は、浚渫パイプに特別なグリルを追加することで、浚渫パイプがウミガメをポンプに吸い込むという懸念に対処した。[ 25 ]
特定のプロジェクトに適した材料の選択は、設計上のニーズ、環境要因、輸送コストに依存し、短期および長期の影響の両方を考慮する必要があります。[ 26 ]
最も重要な材料特性は堆積物の粒径であり、これは元の材料とほぼ一致していなければなりません。養浜区域の自然な濁度に対してシルトと粘土分（泥）が過剰である場合、一部の材料は不適格となります。粒径が一致しないプロジェクトは、比較的成績が悪くなりました。元の砂よりわずかに小さい養浜砂は、元の砂と同じサイズ（またはそれより大きい）の砂と比較して、平衡状態の乾燥ビーチの幅が著しく狭くなる可能性があります。材料の適合性を評価するには、通常、地球物理学的プロファイルと表面およびコアサンプルを含む砂の調査が必要です。[ 26 ]
一部のビーチは、元の砂よりも細かい砂を使用して養浜されました。熱ルミネッセンスモニタリングにより、嵐はそのようなビーチをはるかに速く侵食する可能性があることが明らかになりました。これは、ハワイのワイキキ養浜プロジェクトで観察されました。[ 27 ]
ビーチプロファイル養浜とは、ビーチ全体のプロファイルを養浜するプログラムを指します。ここでいう「プロファイル」とは、水面から海に向かって浸食されていないビーチの傾斜を意味します。ゴールドコーストのプロファイル養浜プログラムでは、総砂量の75%が干潮線より下に投入されました。沿岸当局の中には、水面下のビーチに過剰に養浜を行う（いわゆる「近海養浜」）ことで、時間の経過とともに自然のビーチが拡大するようにしているところもあります。しかし、これらの方法は、人間の活動によって浸食されたビーチを恒久的に保護するものではなく、その活動自体を緩和する必要があります。
栄養改善プロジェクトは通常、物理的、環境的、経済的な目標を含む。
典型的な物理的測定項目には、乾燥砂浜の幅／高さ、嵐後の砂量、嵐後の被害回避評価、および水中の砂量などがある。
環境対策には、海洋生物の分布、生息地、個体数調査などが含まれる。
経済的影響としては、レクリエーション、観光、洪水および「災害」の予防などが挙げられる。
多くの養殖事業は、観光客の追加支出に依存する経済影響調査を通じて提唱されている。しかし、このアプローチは不十分である。第一に、これらの支出が増分であることを証明するものは何もない（他の近隣地域からの支出が移転している可能性がある）。第二に、経済影響は、費用便益分析のように、すべての経済主体の費用と便益を考慮していない。[ 28 ]養殖事業を洪水保険費用や災害援助に組み込む手法は依然として議論の的となっている。[ 29 ]
海岸浸食対策事業の成果は、入り江や人工構造物などの複雑な要素がない、長くてまっすぐな海岸線において最も予測しやすい。さらに、特定の場所における海岸線の変化よりも、平均的な海岸線の変化といった全体的な成果の方が予測可能性が高い。
栄養状態は、米国国家洪水保険プログラムおよび連邦政府の災害支援の受給資格に影響を与える可能性がある。
栄養補給は意図せず沿岸開発を促進し、他の沿岸災害のリスクを高める可能性がある。 [ 24 ]
海岸浸食対策として用いられる手法は、養浜だけではありません。経済的、環境的、政治的な考慮事項に基づき、他の手法を単独で、あるいは養浜と組み合わせて用いることもあります。
ダム建設などの人間の活動は、自然な堆積物の流れを妨げ（それによって河川からの堆積物供給源を減少させる）、突堤などの沿岸障壁の建設や入り江の浚渫は、沿岸方向への堆積物輸送を阻害する可能性がある。
構造的な対策は、侵食を防ぐことを目的としています。護岸工事には、護岸、防波堤、独立防波堤、突堤などの建設が含まれます。海岸線に平行に建設される構造物（防波堤や護岸）は侵食を防ぎます。これは構造物を保護する一方で、壁の外側の砂浜を保護するものではありません。砂浜は一般的に、数ヶ月から数十年の期間をかけて徐々に消失していきます。
海岸線に垂直に伸びる突堤や防波堤は、海岸を侵食から守ります。防波堤に輸入砂を充填することで、防波堤が沿岸流（海岸線に沿って流れる海水）から砂をせき止めるのを防ぐことができます。そうしないと、防波堤が下流の砂浜から砂を奪い、そこでの侵食を加速させる可能性があります。[ 30 ]
護岸工事は、海岸や海へのアクセスを制限したり、隣接する海岸線の浸食を促進したり、長期的な維持管理を必要とする可能性がある。[ 31 ]
計画的な後退とは、海岸線の浸食が進むにつれて、構造物やその他のインフラを内陸部へ移動させる手法である。後退は、浸食が急速に進む地域や、開発がほとんど進んでいない、あるいは既に老朽化した地域でより頻繁に選択される。
ビーチは潮汐、降水量、風、波、潮流に応じて拡大縮小します。濡れたビーチは砂を失いやすい傾向があります。波は乾いたビーチに容易に浸透し、砂質の堆積物を堆積させます。一般的に、ビーチは干潮時に濡れています。これは、海がビーチの排水よりも速く沈むためです。結果として、ほとんどの侵食は干潮時に発生します。圧力均等化モジュール（PEM）を使用したビーチ排水（ビーチの脱水）により、干潮時にビーチの排水がより効果的に行われます。濡れたビーチの時間が短くなれば、侵食も少なくなります。前浜に垂直に挿入された透水性のPEMチューブは、地下水の異なる層を接続します。地下水はPEMチューブに入り、重力によってより粗い砂の層に導かれ、そこでより速く排水されます。[ 32 ] PEMモジュールは、砂丘から平均低潮線まで一列に配置されます。列間の距離は通常300フィート（91メートル）ですが、これはプロジェクトによって異なります。PEMシステムにはさまざまなサイズがあります。モジュールは、透水係数の異なる層を接続する。空気や水が流入し、圧力を均一化する。
PEMは侵襲性が最小限で、通常はビーチの約0.00005%を覆います。チューブはビーチの表面より下にあり、目に見える存在はありません。PEMはデンマーク、スウェーデン、マレーシア、フロリダのビーチに設置されています。[ 32 ]ビーチの排水の有効性は、実物大のビーチ、特に砂浜の場合で説得力をもって証明されていません。[ 33 ]排水システムは地下水位を大幅に低下させることが示されていますが、細かい堆積物の場合、他の形態力学的効果が一般的に排水の安定化効果を上回ります。[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]ただし、中層と下層の侵食に関連した上部ビーチの堆積については、いくつかの相反する結果が報告されています。[ 38 ]これは、波打ち際と地下水の堆積物のダイナミクスに関する現在の知識と一致しており、波打ち際境界層の変更や堆積物の相対重量、波打ち舌の全体的な体積損失に関連する波打ち際内の砂床を通る流入/流出流の影響は、少なくとも砂などの細かい堆積物の場合、一般的に他の要因よりも小さいと述べている [ 39 ] [ 40 ]
適切に建設され、設置されたフェンスは、吹き付ける砂を捕捉し、砂丘を形成・復元し、徐々にビーチを風から守り、海岸を吹き付ける砂から守ることができる。
別のアプローチは、動的な護岸、つまりモルタルを使わず選別もしていない岩（玉石）を使った堤防を作ることです。玉石の間に散布された種子が発芽して玉石を固定します。砂が集まって砂浜が再生されます。岩を緩めておくことで、岩が移動して安定した場所に落ち着くことができます。また、平均最高潮位付近に高さ約1メートルの2つ目の堤防を作ると、回復が加速します。このアプローチは、ワシントン州ノースコーブのウォッシュアウェイビーチで採用されました。堤防が設置されると、1年でビーチは約15メートル拡大し、その後も成長を続けました。ワシントン州、カリフォルニア州、ヨーロッパ、グアムのプロジェクトでは、この技術の一部が採用されています。[ 41 ]
海岸浸食対策事業の実施場所は、設計と潜在的な効果に大きく影響します。想定される実施場所としては、長く直線的な海岸、自然または人工の入り江、そして小さな入り江などが挙げられます。岩場や護岸で囲まれた海岸線など、堆積物がほとんどない場所では、特有の問題が生じます。
2005年にハリケーン・ウィルマがカンクンとリビエラ・マヤの海岸を襲った。最初の養浜プロジェクトは1,900万ドルの費用がかかったものの失敗に終わり、2009年9月に開始された第2ラウンドが7,000万ドルの費用で2010年初頭に完了する予定となった。[ 42 ]プロジェクト設計者と政府は将来の侵食に対処するため、海岸維持に投資することを約束した。プロジェクト設計者は、時期や密度などの砂の特性といった要素を考慮した。カンクンの復元では、450メートル（1,480フィート）の海岸線を補充するために13億ガロン（4,900,000立方メートル）の砂が供給されると予想された。
オーストラリア、クイーンズランド州のゴールドコーストの海岸は、深刻な浸食に見舞われてきた。1967年には、11個のサイクロンがゴールドコーストの海岸から砂の大部分を流失させた。クイーンズランド州政府は、オランダのデルフト工科大学の技術者に助言を求めた。1971年のデルフト報告書では、砂浜の養浜や人工礁の設置など、ゴールドコーストの海岸のための様々な対策が概説された。2005年までに、これらの提言のほとんどが実施された。
北部ゴールドコースト海岸保護戦略（NGCBPS）は、1,000万豪ドルの投資でした。NGCBPSは1992年から1999年にかけて実施され、工事は1999年から2003年にかけて完了しました。このプロジェクトには、ゴールドコースト・ブロードウォーターから適合する砂3,500,000立方メートル（4,600,000立方ヤード）を浚渫し、パイプラインを通してサーファーズ・パラダイスとメインビーチの間の5キロメートル（3.1マイル）の海岸に供給することが含まれていました。新しい砂は、ナローネックに巨大なジオテキスタイル砂袋で構築された人工リーフによって安定化されました。新しいリーフは、サーフィンに適した波の状態を改善するために設計されました。NGCBPSの主要な監視プログラムは、ARGUS沿岸カメラシステムです。
オランダの国土の4分の1以上が海面下である。[ 43 ]北海沿岸（約300キロメートル）は自然の砂丘によって洪水から守られている（河口とバリアー島の背後には砂丘がない）。この海岸線は何世紀にもわたって浸食されており、19世紀から20世紀初頭にかけては突堤の建設によって浸食を食い止めようと試みられたが、費用がかさみ、あまり成功しなかった。砂浜養浜はより成功したが、資金調達の方法について疑問があった。1990年の沿岸覚書で、政府は非常に詳細な調査の後、オランダの海岸線全体の浸食は人工砂浜養浜によって補償されることを決定した。[ 44 ]
海岸線は、適切な保護を確保するために、 250メートル（820フィート）間隔で断面を毎年記録することにより、綿密に監視されています。長期的な侵食が確認された場合は、大容量の吸引式浚渫船を使用した海岸養浜が実施されます。1990年、オランダ政府は原則としてすべての海岸侵食を養浜によって補償することを決定しました。この政策は現在も継続中で、成功しています。すべての費用は国家予算で賄われています。[ 45 ] [ 46 ] [ 47 ]
南ホラント州では、新しい砂浜養浜戦略が実施されました。大量の砂を使用して新しい砂浜の形状が作られ、砂が自然のプロセスによって分散され、長年にわたって砂浜を養浜することが期待されています（砂エンジンを参照）。
オランダの基本海岸線は、1990年の低潮線を表しています。この線は、海岸侵食と海岸成長を特定し、必要に応じて対策を講じるために使用されます。沿岸覚書[ 44 ]では、オランダ政府は砂浜養浜によって1990年の海岸線を維持することを決定しています。問題となっている海岸線は低潮線です。実用上、この定義は明確ではないように思われるため、覚書では瞬間海岸線（瞬間海岸線とも呼ばれる）（MKL）と基本海岸線（BKL）も定義しています。毎年、MKLに基づいてテスト対象海岸線（TKL）が決定され、BKLから内陸に侵食する恐れがある場合は、砂浜養浜が実施されます。
1990年の沿岸覚書で言及されている低潮線の問題点は、平均干潮の高さは明確に定義されているものの、水平方向の位置が明確ではないことです。添付の図を参照してください。ここでは、海岸断面が低潮線を3回横切っています。実際には、線を維持することよりも、活動的な海岸断面の砂の量を維持することが重要です。この量を決定するために、平均低潮位（glw）と砂丘基部の高さ（dv）の2つの高さが使用されます。砂丘基部の高さは、基本的に砂丘前面の急斜面と乾いた海岸の交点を見つけることによって決定されます。一般的に、この理論上の砂丘基部点は砂よりわずかに下になります。砂丘基部の高さを毎年再定義することは非常に困難です。一部の管理者は、砂丘基部が通常位置する特定の標高線として砂丘基部線を定義します。比較的変化の少ない海岸セクションでは、これは許容できるアプローチです。 MKLを決定する方法は、dvの値の正確な選択にあまり敏感ではない。したがって、砂丘の麓の位置は、NAP（国家基準面、おおよそ平均海面）からの高さと、その標高線から行政上の海岸線までの距離（Xdv）によって決定される。この行政上の海岸線には物理的な意味はなく、単に測量作業の基礎となるものである。
MKLの位置を計算する手順は次のとおりです。[ 48 ]
この方法の背景は、採取する砂層の厚さが測定波高の関数でなければならないが、それが不明であるという点にある。しかし、砂丘の麓の高さも測定波高の関数であるため、h の値は潮汐と波の影響の両方の効果をよく表している。海岸線に沿って、いわゆる JarKus プロファイルが測定される。これらのプロファイルは、およそ 250 メートル間隔で、海中約 800 メートルから砂丘のすぐ後ろまで毎年測定される。これらの測定値は、1965 年以降、海岸全体で入手可能である。1850 年頃からは、一部の場所でプロファイル測深も入手可能だが、これらは Jarkus 測深と比べてわずかにずれていることが多く、そのため分析がより困難である。突堤の場合は、測深は突堤のちょうど真ん中で行われる。
基本海岸線は、定義上、1990年1月1日の海岸線です。しかし、もちろん、その日に正確に測定が行われたわけではなく、さらに、測定値には常にばらつきがあります。そのため、基本海岸線（BKL）は、1990年以前の約10年間の海岸測定値を取得し、それぞれの年のMKLを決定することによって決定されます。これらの値をグラフにプロットし、回帰直線を求めます。この回帰直線が1990年1月1日と交わる点が基本海岸線（BKL）となります。原則として、BKLの位置は不変です。ただし、海岸が工事によって大幅に変更されるような非常に特殊なケースでは、BKLを移動することが決定される場合があります。これは技術的または形態学的な計算に基づくものではなく、実際には政治的な決定です。その一例として、ペッテン村近くの海堤であるホンドスボッシェ・ゼーヴェリングがあり、そこではBKLは実際には堤防の基部に位置していました。この堤防（ホンズボッシェ・ドゥイネン）の前面に新たな人工砂丘が建設されたため、砂丘の一部が追加され、それを保存することが意図されている。そのため、BKLは海側に移動した。
沿岸政策の枠組みの中で、特定の沿岸区域で養浜が必要かどうかは毎年決定されます。これは、基準日前にテストする海岸線（TKL）を決定することによって行われます。これは、BKLと同様に、前年のMKL値の回帰分析によって決定されます。添付のグラフを参照してください。この例では、1990年に養浜が行われ、MKLが大きく沖合に移動しました。そのため、回帰分析を実行できる年数はやや限られています。利用可能な年数が少なすぎる場合は、通常、以前の回帰線と平行な回帰線が採用されます（つまり、養浜前後の侵食はほぼ同じであると仮定されます）。ちなみに、養浜後の最初の年は、調整効果のため、平均よりも大きくなることがよくあります。この場合、TKLは1995年時点ではかろうじて許容範囲内であったものの、1996年時点ではもはや許容範囲を超えているようです。原則として、この場所では1995年中に補強工事が必要となります。現在、補強工事の決定は単一のBKL超過に基づくものではなく、複数のプロファイルが負の値になる恐れがある場合にのみ行われます。これを評価するために、オランダ公共事業・水管理庁（Rijkswaterstaat）は毎年沿岸地図を発行しています。[ 49 ] これらの地図は、海岸線が成長しているか侵食されているかを濃い緑色または薄い緑色のブロックで示しています。赤いブロックは、その場所でTKLがBKLを超えており、何らかの対策が必要であることを示しています。赤い斜線は、TKLがBKLを超えているものの、この沿岸区間は堆積傾向にあるため、緊急の工事は不要であることを示しています。
海岸線を広げ、海岸線を維持するための養浜計画は、数学的計算モデルを使用するか、海岸線の計測に基づいて設計することができます。オランダ、ベルギー、ドイツでは、養浜計画は主に計測に基づいて設計されていますが、他の地域では主に数学的モデルが使用されています。海岸線の維持と海岸線の拡大のための養浜計画は、計測データが存在する場合、計測データに基づいてはるかに信頼性の高いものにすることができます。海岸断面の良好な長期計測系列がない場合は、計算モデルを使用して設計を行う必要があります。オランダでは、海岸線は長年にわたり毎年計測されており（JarKus計測）、そのため、オランダでは、侵食防止のための補修設計に、計測に基づく非常に信頼性の高い方法が使用されています。
海岸侵食を補うための砂補充の設計は、実は非常に単純です。毎年侵食量が減少するのに合わせて、毎年同じ量の砂を補充すればよいのです。波浪環境や海岸線の向きに大きな変化がないことを前提としています。ほとんどの養浜工事において、この前提は正しいと言えます。しかし、海岸線の向きが大きく変化した場合（例えば、砂補充エンジンの設計など）、この方法は必ずしも適用できるとは限りません。実際には、この方法を適用するには、養浜の長さを幅の20～40倍にする必要があります。
要するに、この方法は以下のステップから成ります。[ 50 ]
断面内の砂の量を決定するには、基本的な海岸線に使用されるのと同じ方法を使用できます。瞬間的な海岸線が、必要な年数にわたって測定され、この海岸線の減少が測定されていることを考慮すると、砂の損失を決定するのは非常に簡単です。MKL の減少が 5 m/年であると仮定すると、年間の砂の損失は、海岸線の 1 メートルあたり年間 5*(2h) m3 になります。ここで 2h は、活動的なビーチ プロファイルの高さです。オランダの海岸沿いでは、h は Hoek van Holland 付近で 4 m 程度なので、上記の例では、侵食は海岸の 1 メートルあたり年間 40 m3 になります。 したがって、長さ 4 km、耐用年数 5 年の養浜の場合、40*4000*5 = 80 000 m3 になります。建設直後に余分な砂の損失があるため、適切な量は 1.4 *80000 = 112 000 m3 です。これは海側への移動で、1.4×5×5＝35メートルです。
（1990年以降の）海岸養浜の実践において、この方法は非常にうまく機能しているようです。北ドイツでの養浜の分析でも、これが信頼できる方法であることが示されています。出発点は、養浜砂の粒径が元の海岸砂と同じであることです。そうでない場合は、修正する必要があります。養浜エリアの砂が細かい場合は、養浜量を増やす必要があります。[ 51 ]
単一ラインモデル
比較的広くて短い養浜 (砂モーターなど) には、単線モデルを使用できます。このモデルでは、海岸は単一の線 (例えば瞬間海岸線) と海岸線全体に沿った一定のプロファイルで表されます。各プロファイルについて、海岸の向きが与えられ、各プロファイルで、波によって誘発される流れによって砂の輸送が計算されます。プロファイル 1 での砂の輸送がプロファイル 2 での砂の輸送よりも大きい場合、プロファイル 1 と 2 の間に堆積が発生します。モデルの詳細については、[ 52 ] [ 53 ]を参照してください。 堆積が発生すると、海岸の向きが変化し、砂の輸送も変化します。これにより、海岸線の変化を計算することが可能になります。古典的な例としては、直線波による比較的短くて広い補給の計算があります。単線モデルは、このような補給が時間とともにどのように発展するかを非常によく予測できます。Deltares の Unibest 計算モデルは、単線モデルの例です。
潮汐の入り江や河口など、高度に二次元的な状況、あるいは養浜自体が強い二次元的な特性を持つ場合（サンドエンジンの場合など）、プロファイル測定によるアプローチは不可能です。単線モデルは多くの場合不適切です。このような場合、二次元砂輸送モデルが作成されます（通常は、オランダのDeltares社のDelft3DやデンマークのDHI社のMike 21などのモデルを使用）。このようなモデルでは、その領域の海底が深度マップとして導入されます。次に、潮汐流計算と波の浸透計算が行われます。その後、各メッシュポイントで砂輸送が計算され、異なるメッシュポイント間の砂輸送の差から、すべてのボックスで堆積と侵食が計算されます。その後、養浜が意図どおりに機能するかどうかを評価できます。[ 54 ]
この種のモデルの問題点は、（コンピュータの計算時間がかなり長いことに加えて）結果が入力の不正確さに非常に敏感であることです。たとえば、モデルの端では、水位と流量を適切に入力する必要があり、波浪状況もよくわかっている必要があります。また、砂の組成（粒径）の変化も大きな影響を与えます。[ 55 ]
オランダ沿岸の一部の地域では、潮汐水路が海岸線に非常に近い位置にあります。1990年頃から、これらの海岸も従来の方法で養浜が行われてきましたが、問題は海岸の幅が狭いことでした。そのため、投入できる砂の量が限られ、養浜の寿命が短くなってしまいます。このような場合、水路の陸側の壁を養浜する方が効果的であることがわかり、場合によっては水路の海側の砂を採取エリアとして使用します。これは実際には潮汐水路を海岸線からさらに遠ざけることになります[ 56 ]（第4章）
ビーチに直接砂を供給する代わりに、前浜（水中堤防）に砂を供給することも可能である。この方法の利点は、養浜の実施費用が安く、作業がビーチの利用に直接的な影響を与えないことである。砂はその後、波によって時間をかけてより深い水域から海岸へと運ばれる。前浜養浜の計算はビーチ養浜と同様であるが、前浜養浜では新しいビーチラインが形成されないため、ビーチプロファイルを用いた計測データの使用は容易ではない。そのため、そのような場合は通常、単線モデルまたはフィールドモデルが使用される。[ 57 ]
1990年から2020年までの期間に、合計2億3600万立方メートルの養浜が行われ、主に海岸養浜として行われた。しかし、2004年以降は、海岸線養浜に重点が置かれるようになった。[ 56 ]
2006年に、一部の栄養摂取にかかる費用が詳細に分析された。その結果は以下の通りである。
F=海岸線、B=砂浜養浜、B+Fは組み合わせ。価格は2006年の価格水準で、VATは除く。[ 58 ]
ハワイは2010年にワイキキビーチの砂補充を計画した。予算250万ドルのこのプロジェクトは、1,700フィート（520メートル）の範囲を対象とし、ビーチを1985年の幅に戻すことを目指した。以前の反対派はこのプロジェクトを支持した。砂は近くの浅瀬から採取され、塞がれた水路が再び開かれ、地域の砂の総量は変化せず、「新しい」砂は既存の材料とよく一致するからである。このプロジェクトでは、沖合1,500～3,000フィート（460～910メートル）の深さ10～20フィート（3.0～6.1メートル）の堆積物から最大24,000立方ヤード（18,000立方メートル）の砂を適用する計画だった。このプロジェクトは、 10,000立方ヤード（7,600立方メートル）を移動した2006～07年の以前のリサイクル事業よりも規模が大きかった。[ 59 ]
ハワイのマウイ島は、小規模な養浜事業でさえ複雑であることを示しました。シュガーコーブでの事業では、陸地の砂を海岸に運びました。伝えられるところによると、その砂は元の砂よりも細かく、過剰なシルトを含んでいたため、サンゴを覆い尽くし、サンゴの中や周囲に生息する小動物を死に至らしめました。他の事業と同様に、陸上の砂の入手可能性は限られていたため、より高価な沖合の供給源を検討せざるを得ませんでした。[ 60 ]
ステーブルロード沿いの2番目のプロジェクトは、侵食を止めるのではなく遅らせようとしたもので、10,000立方ヤード（7,600立方メートル）の砂を追加するという目標の途中で中止された。海岸は半世紀にわたって「比較的速い速度」で後退していた。修復は、古い防波堤、突堤、岩の山、その他の構造物の存在によって複雑になった。[ 60 ]
このプロジェクトでは、当初は最長3年間設置される予定だった砂を詰めたジオテキスタイルチューブ突堤が使用されました。パイプは、より深い水域から砂浜に砂を運ぶためのものでした。パイプは、繊維ストラップで固定されたコンクリートブロックで固定されていました。ビデオには、ブロックが潮流の中でサンゴにぶつかり、触れたものを死滅させる様子が映っていました。ストラップが切れた箇所もあり、パイプがサンゴ礁の上を移動して「削り取る」ことができました。悪天候により、破壊的な動きが悪化し、プロジェクトは中止されました。[ 61 ]滑らかな円筒形のジオテキスタイルチューブは、砂で覆われる前は乗り越えるのが困難でした。[ 60 ]
支持者たちは、2010年の夏の季節的な浸食は例年より少なかったと主張したが、修復が終わった後のビーチは2008年よりも狭くなっていた。当局は、突堤を直ちに撤去するようプロジェクトに要求するかどうかを検討していた。砂を移動するためのジオテキスタイルチューブの代替案としては、浮遊浚渫船や沖合で浚渫した砂をトラックで運ぶ方法などが考えられる。[ 60 ]
最後に考慮すべき点は、海面上昇とマウイ島が自重で沈下していることでした。マウイ島とハワイ島はどちらも巨大な山々（ハレアカラ、マウナロア、マウナケア）に囲まれており、山頂から約30,000フィート（9,100メートル）下の海底に巨大な窪みが広がっていました。[ 60 ]
ノースカロライナ州沖とバージニア州南東部に位置するアウターバンクスには、多くの町があります。6つの町のうち5つは、2011年以降、海岸浸食対策工事を実施しました。そのプロジェクトは以下のとおりです。
ノースカロライナ州ダック：海岸の養浜は2017年に行われ、費用は推定14,057,929ドルでした。[ 62 ]
ノースカロライナ州サザンショアーズ- サザンショアーズプロジェクトの推定費用は約95万ドル[ 63 ]で、2017年に完了しました。2022年には、900万ドルから1350万ドルの推定費用でビーチを拡張する追加プロジェクトが提案されています[ 64 ] 。
ノースカロライナ州キティホーク- キティホークの海岸養浜プロジェクトは2017年に完了し、サザンショアーズからキティホークまで続く3.58マイルの海岸を対象とし、費用は1820万ドルでした。[ 65 ]
ノースカロライナ州キルデビルヒルズの海岸浸食対策事業は2017年に完了した。
ノースカロライナ州ナッグスヘッド- この町の最初の海岸養浜事業は2011年に行われ、費用は3600万ドルから3700万ドルでした。[ 66 ] 2019年の養浜事業の費用は推定25,546,711ドルでした。[ 67 ]
今後のプロジェクト - ダック、サザンショアーズ、キティホーク、キルデビルヒルズの各町は、沿岸保護エンジニアリング社と契約を締結し、2022年に暫定的に砂浜再生プロジェクトを実施する予定です。
フロリダ州- 2008年2月にヒルズボロビーチに90個のPEM（圧力均等化モジュール）が設置されました。18か月後にはビーチが大幅に拡大しました。PEMのほとんどは2011年に撤去されました。ビーチの体積は3年間で38,500立方ヤード増加しましたが、これは年間平均21,000立方ヤードの減少と比較したものです。[ 68 ]
ニュージャージー州- 数十年にわたり、米国陸軍工兵隊はジャージーショア沿いに数百万立方ヤードの砂泥を流し込んできた。[ 69 ]このプロジェクトの費用は、陸軍工兵隊、州、地方自治体が分担している。[ 69 ]ニュージャージー州の海岸線は米国の海岸線の1%に過ぎないが、1922年から2022年にかけて、同州の海岸補充プロジェクトに26億ドル以上が費やされ、これは全米の海岸補充への総支出の約20%に相当する。[ 69 ]「浚渫と埋め立て」作業は1989年に始まった。[ 70 ]ニュージャージー州内で物議を醸しているこのプロジェクトの正当化理由には、洪水対策、海岸沿いの住宅への被害防止、海岸沿いの夏の観光の保護[ 69 ] 、そしてビーチへの公共アクセスなどが含まれる。 [ 71 ]シエラクラブやサーフライダー財団などの批評家は、砂はすぐに流されてしまうため、州内の海岸再生は無駄であると主張している。彼らは、気候変動、高潮、海面上昇の影響を軽減するための代替政策を主張し、再生は実質的に裕福な住宅所有者への補助金であると主張している。[ 69 ] [ 71 ]
ゴールドコーストのビーチは、1990年代に6,000万香港ドルをかけて人工ビーチとして建設されました。ビーチの状態を維持するために、特に台風の後には定期的に砂が供給されます。[ 72 ]
国土面積の4分の1以上が実際には海面下にある。