ビーチの養浜

養浜（ビーチ再生、^[2] ビーチ補充、または砂補充とも呼ばれる）は、沿岸漂砂や浸食によって失われた堆積物（通常は砂）を他の発生源から補充するプロセスを指します。ビーチが広いと、砕波帯全体にエネルギーを消散させ、高潮、津波、異常な高潮から陸地の構造物やインフラを保護することで、沿岸構造物への嵐の被害を軽減できます。[要出典]養浜は通常、沿岸^{防衛を目的}とした、より大規模な統合沿岸域管理の一部です。養浜は、浸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、通常は反復的なプロセスです。

アメリカで最初の養浜プロジェクトは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。これは現在、公共団体や民間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]}

アメリカで最初の養殖プロジェクトは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撒くという方法で養浜が行われていました。それ以降、風、波、潮の力を利用して海岸沿いや砂浜、砂丘に砂をさらに撒く海岸面養浜がさらに行われるようになりました。^{[7] [8]}

人口増加と予測される相対的な海面上昇により、養殖プロジェクトの数と規模は大幅に増加しました。^[8]

海岸侵食は、海岸侵食の特定のサブセットであり、海岸侵食は、海岸の形態変化を通じて海岸の地形を変える生物侵食の一種です。近年、海岸の後退は、主に沿岸漂流物の勾配と沿岸開発の危険により、数多く発生しています。

海岸は自然に侵食されることもありますが、人為的な影響（海岸の盗難や砂の採掘）によっても侵食されることがあります。 ^[9]

侵食は嵐の活動に対する自然な反応です。嵐の間、目に見えるビーチの砂は沈み、ビーチを保護する砂州を形成します。沈みはサイクルの一部にすぎません。穏やかな天候の間、小さな波が砂州から目に見えるビーチの表面へ砂を戻します。これは堆積と呼ばれるプロセスです。

ビーチによっては、沿岸のプロセスが嵐に自然に反応するのに十分な砂がありません。十分な砂がない場合、ビーチは嵐の後に回復できません。

侵食が激しい地域の多くは、人間の活動によるものです。その理由としては、砂丘を塞ぐ護岸、沿岸輸送を妨げる港や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。特に尖頭岬の海岸線では、継続的かつ長期的な土壌再生活動が沿岸輸送の抑制と下流侵食に影響を与える可能性があります。^[10]これらの活動は、ダム建設（それによって河川堆積物源が減少する）や突堤などの沿岸障壁の建設、または入江を深くすることで自然な堆積物の流れを妨げ、堆積物の沿岸輸送を妨げます。^[11]

海岸線保護のための沿岸工学には以下が含まれ ます。

• ソフトエンジニアリング: 養浜は、ビーチの資源を保護し、ハード構造の悪影響を回避するソフトなアプローチの一種です。養浜では、より大きな砂の貯留層を作り、海岸線を海側に押し出すことで、「ソフトな」(つまり、非永続的な) 構造を作り出します。
• ハードエンジニアリング:海岸工学におけるハードエンジニアリング構造の 4 つの主なタイプ、すなわち、護岸、護岸、突堤、防波堤によって、ビーチの進化と堆積が促進されます 。最も一般的に使用されるハード構造は、護岸と一連の「岬防波堤」(突堤で海岸に接続された防波堤) です。
• 管理された撤退では、海岸線は浸食されるままにされ、建物やインフラはさらに内陸に移転されます。

• ビーチが広がります。
• ビーチの背後にある構造物を保護します。
• 嵐から守る。^[12]
• 近隣の不動産の土地価値を高めます。
• 観光とレクリエーションを通じて経済を成長させる。^{[12] [13]}
• 生息地の拡大^[12]
• 侵食圧力に対処するための実用的で環境に優しいアプローチ。^[12]
• 干潟の安定化を助けるために植生の成長を促進します。^[13]

• 追加された砂は嵐や砂の上昇源の不足により侵食される可能性がある。^[13]
• 高価であり、繰り返しの塗布が必要である。^[13]
• 栄養補給中は立ち入りが制限される。^[13]
• 海洋生物を破壊したり埋めたりする。^[13]
• 適切な材料を見つけるのが難しい。^[13]

養殖は侵食の影響を緩和しますが、原因を取り除くわけではないため、通常は反復的なプロセスです。環境が良好であれば、養殖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、侵食率が高いと、養殖が経済的に実行不可能になる可能性があります。^{[14] [15]}

多くの沿岸地域では、広いビーチがもたらす経済効果は相当なものです。1923年以来、米国はビーチの再建に90億ドルを費やしてきました。^[16]最も顕著な例の1つは、フロリダ州マイアミビーチに面した10マイル（16 km）の海岸線で、1976年から1981年にかけて補充されました。このプロジェクトには約8,600万ドルの費用がかかり、地域の経済が活性化しました。^{[17]養浜が行われる前は、多くの場所でビーチは狭すぎて、特に}満潮時には歩けませんでした。

1998年に、米国で知られているすべての養浜プロジェクト（418件）の概要が作成されました。これらすべての養浜の総量は6億4800万立方ヤード（495 m ³）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 m ³あたり6.84米ドルに相当します。^{[17] 2000年から2020年の間に、1 m 3}あたりの価格は米国で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。

北海周辺では価格ははるかに低い。2000年に北海沿岸管理グループによって目録が作成された。^[23]

オランダからはより詳細なデータが入手可能です。下記のオランダのケーススタディのセクションを参照してください。

浚渫船団が利用できない地域では、養生材の価格は 1 立方メートルあたり 20 ～ 30 ユーロ程度になることが多いです。

広い海岸はエネルギー吸収性に優れており、激しい嵐が高地の構造物に影響を及ぼす低地では重要です。広い海岸が構造物の被害を軽減する効果は、嵐後に実施された現地調査や、認められた沿岸工学の原則の適用によって実証されています。^[12]

養浜は地元の生態系に大きな影響を与える。養浜は対象地域の付着生物を新しい砂の下に埋めることで直接死滅させる可能性がある。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と、供給元と対象地域の両方で海底の生息地が破壊される。輸入された砂は対象環境と特性（化学組成、粒径、外来種）が異なる可能性がある。光の利用可能性が低下し、近くのサンゴ礁や水中の水生植物に影響を及ぼす可能性がある。輸入された砂には地元の生物にとって有毒な物質が含まれている可能性がある。沿岸環境から物質を除去すると、部分的には水没斜面が急勾配になることで海岸線が不安定になる可能性がある。将来の侵食を減らすための関連する試みは、誤った安心感を与え、開発圧力を高める可能性がある。^[24]

新しく堆積した砂は固まり、カメの巣掘りを困難にする可能性がある。しかし、栄養を与えることで、カメだけでなく海鳥や海岸の植物にも、より多くの、より良い生息地を提供できる。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、カメをポンプに吸い込むのではないか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、短期的および長期的な影響を考慮して決定されます。^[26]

最も重要な材料特性は堆積物の粒度であり、これは天然の材料とほぼ一致していなければなりません。養浜エリア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。粒度が一致しないプロジェクトは比較的うまくいきませんでした。天然の砂よりわずかに小さいだけの養浜砂は、天然の砂と同じ（またはそれより大きい）砂と比較して、平衡乾燥ビーチの幅が大幅に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、地質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]

いくつかのビーチは、元の砂よりも細かい砂を使って養浜されました。熱ルミネセンスの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 プロファイル養生とは、ビーチ プロファイル全体を養生するプログラムを指します。この場合、「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生プログラムでは、総砂量の 75% を低水位より下に置きました。一部の沿岸当局は、水面下のビーチ (別名「沿岸養生」) を過剰に養生するため、時間の経過とともに自然ビーチのサイズが大きくなります。これらのアプローチでは、人間の活動によって浸食されたビーチを永久に保護することはできません。そのため、その活動を緩和する必要があります。^{[引用が必要]}

栄養プロジェクトには通常、物理的、環境的、経済的な目標が含まれます。

一般的な物理的測定には、乾燥したビーチの幅/高さ、嵐後の砂の量、嵐後の被害回避評価、および水性砂の量が含まれます。

環境対策には、海洋生物の分布、生息地、個体数などが含まれます。

経済的な影響には、レクリエーション、観光、洪水、および「災害」の防止が含まれます。

多くの養殖プロジェクトは、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的であることを証明するものは何もない（近隣の他の地域から支出をシフトさせる可能性がある）。第二に、経済影響は、費用便益分析とは異なり、すべての経済主体の費用と便益を考慮していない。^[28]養殖プロジェクトを洪水保険費用と災害援助に組み込む手法は、依然として議論の余地がある。^[29]

海岸養浜プロジェクトのパフォーマンスは、入り江や人工構造物の複雑さがなく、長くてまっすぐな海岸線の場合に最も予測しやすいです。さらに、特定の場所の海岸線の変化よりも、平均的な海岸線の変化など、全体的なパフォーマンスの方が予測可能性が高くなります。^{[引用が必要]}

栄養は、米国の国家洪水保険プログラムや連邦政府の災害援助の受給資格に影響を与える可能性があります。^[要出典]

養殖は沿岸開発を促進するという意図しない結果をもたらし、他の沿岸災害のリスクを増大させる可能性がある。^[24]

浸食される海岸に対処するために用いられる技術は、養浜だけではありません。経済的、環境的、政治的な考慮に基づいて、他の技術が単独で、または養浜と組み合わせて用いられることもあります。

ダム建設などの人間の活動は、自然の堆積物の流れを妨げる可能性があり（その結果、河川堆積物源が減少する）、突堤などの沿岸障壁の建設や入江の深さの拡大により、沿岸堆積物の輸送を防ぐことができます。

構造的なアプローチは、侵食を防ぐことを目的としています。防護には、護岸、防波堤、離岸堤、突堤などの建設が含まれます。海岸に平行に走る構造物 (防波堤または護岸) は侵食を防ぎます。これは構造物を保護しますが、壁の外側のビーチを保護するものではありません。ビーチは通常、数か月から数十年にわたって消失します。^{[引用が必要]}

海岸に垂直に走る突堤や防波堤は、海岸を浸食から守る。輸入した砂で防波堤を埋め立てると、防波堤が沿岸流（海岸に沿って流れる海）の砂を捕らえるのを防ぐことができる。そうでなければ、防波堤は下流の海岸から砂を奪い、そこでの浸食を加速させる可能性がある。^[30]

装甲化は海岸や海へのアクセスを制限し、隣接する海岸線の浸食を促進し、長期的なメンテナンスを必要とする可能性がある。^[31]

管理された後退では、海岸線の浸食に合わせて構造物やその他のインフラストラクチャを内陸に移動します。後退は、浸食が急速に進む地域や、開発がほとんど行われていないか、または開発が古くなっている地域でよく選択されます。

ビーチは、潮の満ち引き​​、降水量、風、波、海流に応じて拡大したり縮小したりします。濡れたビーチは砂を失いがちです。波は乾燥したビーチに簡単に浸透し、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ます。これは、海がビーチの排水よりも速く沈むためです。その結果、ほとんどの浸食は干潮時に発生します。圧力均等化モジュール (PEM) を使用したビーチの排水 (ビーチの排水) により、干潮時のビーチの排水がより効率的になります。ビーチが濡れている時間が短いほど、浸食が少なくなります。海岸に垂直に挿入された透過性PEM チューブは、異なる地下水層を接続します。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 m) 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、異なる透水性を持つ層を接続します。空気/水が入り込み、圧力を均等化します。^[要出典]

PEMは侵襲性が最小限で、通常はビーチの約0.00005％を覆う。^[要出典]チューブはビーチ表面の下にあり、目に見えることはない。PEM設備は、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る。^[32]ビーチの排水の有効性は、特に砂浜の場合、実物大のビーチでは説得力のある形で証明されていない。^[33]排水システムは地下水面をかなり下げることが示されているが、他の形態力学的影響は、一般に細かな堆積物に対する排水の安定化効果を上回ってしまう。^{[34] [35] [36] [37]}ただし、中層および下層の浸食に関連する上層ビーチの堆積に関するいくつかの複雑な結果が報告されている。^[38]これは、スワッシュ帯の砂床を通過する浸透流/流出流がスワッシュ境界層の修正や堆積物の相対重量、スワッシュ舌の全体的な体積損失に及ぼす影響は、少なくとも砂などの微細堆積物の場合、他の要因よりも一般的に低いという、スワッシュ地下水堆積物ダイナミクスに関する現在の知識と一致しています ^{[39] [40]}

適切に構築され、適切に設置されたフェンスは、飛砂を捕らえ、砂丘を形成/修復し、風からビーチを、飛砂から海岸を徐々に保護することができます。^{[引用が必要]}

もう一つの方法は、動的護岸、つまりモルタルを塗らず、選別もしていない岩（丸石）を使った土手を作ることである。丸石の間に撒かれた種子が発芽し、丸石を固定することができる。砂が集まって砂浜を再現することができる。岩をそのままにしておくと、岩は移動して安定した場所に定着する。また、平均最高水位線の近くに、高さ約1メートルの2つ目の土手を作ると、回復を早めることができる。この方法は、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た。土手が設置されると、1年でビーチは約15メートル広がり、成長を続けた。ワシントン、カリフォルニア、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る。^[41]

養浜プロジェクトの環境は、設計と潜在的なパフォーマンスの鍵となります。考えられる環境としては、長くまっすぐなビーチ、自然または人工の入江、ポケットビーチなどがあります。堆積物のない岩の多い海岸線や護岸のある海岸線は、独特の問題を引き起こします。^[要出典]

ハリケーン・ウィルマは2005年に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て失敗に終わり、2009年9月に第2ラウンドが開始され、2010年初頭に7,000万ドルの費用で完了する予定となった。^[42]プロジェクト設計者と政府は、将来の浸食に対処するために海岸の維持管理に投資することを約束した。プロジェクト設計者は、季節や密度などの砂の特性などの要素を考慮した。カンクンの修復では、450メートル（1,480フィート）の海岸線を補充するために13億米ガロン（4,900,000 m ³）の砂を供給することが期待された。

オーストラリアのクイーンズランド州にあるゴールド コーストのビーチは、深刻な浸食に見舞われた時期がありました。1967 年、11 回の連続サイクロンにより、ゴールド コーストのビーチの砂のほとんどが流されました。クイーンズランド州政府は、オランダのデルフト大学の技術者を雇って助言を求めました。1971 年のデルフト報告書では、ゴールド コーストのビーチに対する一連の工事の概要が示され、その中にはビーチの養浜や人工礁の設置も含まれていました。2005 年までに、推奨事項のほとんどが実施されました。

ノーザン ゴールド コースト ビーチ保護戦略 (NGCBPS) には 1,000 万豪ドルが投資されました。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 3,500,000 立方メートル (4,600,000 立方ヤード) の適合砂を浚渫し、パイプラインで輸送してサーファーズ 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) のビーチを養う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作られた人工礁によって安定化されました。新しい礁は、サーフィンのための波の状態を改善するように設計されました。NGCBPS の重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4分の1以上は海面より低い。^[43]北海沿岸（約300キロメートル（190マイル））は、天然の砂丘によって洪水から守られている（砂丘がないのは河口と防波堤の背後のみ）。この海岸線は数世紀に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防波堤を建設して浸食を止めようとしたが、費用がかかりあまり効果がなかった。養浜はより効果的だったが、資金調達の方法に疑問があった。1990年の沿岸覚書では、政府は非常に詳細な調査を行った後、オランダの海岸線全体の浸食を人工の養浜で補うことを決定した。^[44]

海岸線は、適切な保護を確実にするために、毎年250メートル（820フィート）間隔で断面を記録することによって綿密に監視されています。長期的な侵食が確認された場所では、大容量の吸引浚渫船を使用した浜の養浜が行われます。1990年にオランダ政府は、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されており、成功しています。すべての費用は国家予算によって賄われています。^{[45] [46] [47]}

南ホラント州では、砂が自然のプロセスによって分配され、何年もかけて海岸を養うことが期待され、大量の砂を使用して新しい海岸形状が作られた、新しい海岸養浜戦略が実施されました ( 「サンド 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る。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る。沿岸覚書^[44]において、オランダ政府は、1990 年の海岸線を養浜によって維持することを決定している。問題の海岸線は低潮線である。実際の適用では、この定義は明確ではないと思われるため、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、試験対象の海岸線 (TKL) は MKL に基づいて決定され、BKL から内陸に侵入する恐れがある場合は、砂の養浜が行われます。

1990 年の沿岸覚書に記載されている低潮線の問題は、平均干潮の高さは明確に定義されているものの、水平方向の位置が定義されていないことです。添付の​​図を参照してください。ここでは、ビーチ プロファイルが低潮線の 3 倍のところで交差しています。実際、線を維持することではなく、アクティブなビーチ プロファイル内の砂の量を維持することが重要です。この量を決定するには、平均低潮位 (glw) と砂丘の麓の高さ (dv) の 2 つの高さが使用されます。砂丘の麓の高さは、基本的に、砂丘前面の急斜面と乾燥したビーチの交点を見つけることによって決定されます。一般に、この理論的な砂丘の麓のポイントは、砂よりわずかに下になります。毎年、砂丘の麓の高さを再定義することは非常に困難です。一部の管理者は、砂丘の麓の線を、砂丘の麓が通常位置する特定の標高線として定義しています。比較的変更不可能な沿岸セクションでは、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 値の正確な選択にあまり左右されないというものです。したがって、砂丘の麓の位置は、NAP (国家基準点、およそ平均海面) からの高さと、その標高線から行政海岸線までの距離 (Xdv) によって決定されます。この行政線には物理的な意味はなく、単に調査作業の基準となります。

MKLの位置を計算するためのレシピは次の通りである: ^[48]

• 砂丘の麓の位置を特定する
• 平均低潮位（glw）の高さは次のように決定される。
• 平均低水位からの砂丘の麓の高さhが計算される。
• 砂の体積Aが計算されます。Aは砂丘の麓の海側と水位（glw-h）より上の砂の体積です。
• 瞬間海岸線（SKL）の位置は、国家海岸線に対して次のように定義されます：（A/2h）-Xdv

この方法の背景は、採取する砂層の厚さは測定波高の関数でなければならないということであるが、それは不明である。しかし、砂丘の麓の標高も測定波高の関数であるため、値 h は潮汐と波の両方の影響を適切に表す。ビーチ プロファイルを決定するために、いわゆる JarKus プロファイルが海岸線に沿って測定される。これらのプロファイルはおよそ 250 メートル間隔で、毎年、海面から約 800 メートルから砂丘のすぐ後ろまで測定される。これらの測定値は、1965 年以降、海岸全体で利用できる。1850 年頃からは、一部の場所でプロファイル測深も利用できるが、これらは Jarkus の漕ぎ出しと比較し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、測深は突堤間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、その日付に正確に測定されたわけではなく、さらに、測定値には常にばらつきがあります。したがって、BKL は、1990 年より前の約 10 年間の海岸測定値を取得し、それらの各年の 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配置すると、回帰線が決定されます。この回帰線が 1990 年 1 月 1 日の日付と交差する場所が、基本海岸線 BKL です。原則として、BKL の位置は不変です。非常に特殊なケースとして、海岸が工事によって大幅に変更された場合、BKL をシフトすることを決定できます。これは、技術的または形態学的計算に基づくものではなく、実際には政治的な決定に基づいています。この例として、ペッテン村の近くの海岸堤防であるホンズボッシェ ツェーヴァリングが挙げられます。ここでは、BKL は実際には堤防の先端にありました。この堤防の前に新しい人工砂丘 (Hondsbossche Duinen) が建設されたため、砂丘の一部が追加されましたが、これは保存する意図があります。そのため、BKL は海側に移動しています。

沿岸政策の枠組みの中で、特定の沿岸セクターで養殖が必要かどうかが毎年決定されます。これは、基準日前に検査される海岸線 (TKL) を決定することによって行われます。これは、BKL と同じ方法、つまり前年の 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 年に補充が行われ、MKL がはるか沖合に移動しました。したがって、回帰分析を実行できる年数はいくらか制限されます。利用できる年数が少なすぎる場合は、通常、前回の回帰線と平行な回帰線が採用されます (したがって、補充前後の侵食はほぼ同じであると想定されます)。ちなみに、補充後の最初の年は、調整効果により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 年はまだかろうじて満足できるレベルだが、1996 年にはもはや満足できないようだ。原則として、この場所での補充は 1995 年中に必要となる。補充の決定は、BKL の 1 回の超過ではなく、複数のプロファイルがマイナスになる恐れがある場合にのみ行われる。これを評価するために、Rijkswaterstaat は毎年海岸地図を発行している。^[49] これらの地図では、海岸が拡大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る。赤いブロックは、その場所で TKL が BKL を超えており、そこで何かを行う必要があることを示している。赤いハッチングのインジケータは、TKL が BKL を超えているが、この海岸セクションには堆積傾向があるため、緊急の作業は必要ないことを意味する。

ビーチを広げて海岸線を維持するための養浜は、数学的計算モデルを使用するか、ビーチの計測に基づいて設計できます。オランダ、ベルギー、ドイツでは、養浜の設計は主に計測に基づいていますが、他の地域では主に数学モデルが使用されています。海岸の維持とビーチの拡張のための養浜の設計は、計測データがあれば、それ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。ビーチプロファイルの良好な長期的計測シリーズがない場合は、計算モデルを使用して設計する必要があります。オランダでは、海岸は何年も毎年計測されているため (JarKus 計測)、オランダでは、浸食を防ぐための補足物の設計に、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補給物の設計は実際には非常に単純で、毎年侵食がなくなるのと同じ量の砂を毎年施用する必要があります。波の気候と海岸線の方向に大きな変化がないことが前提です。ほとんどの養浜では、これは正しい前提です。したがって、海岸線の方向に大きな変化がある場合、この方法は必ずしも使用できるとは限りません (砂エンジンの設計など)。実際には、この方法を適用するには、養浜の長さが幅の 20 ～ 40 倍である必要があります。

簡単に言えば、この方法は次のステップから成ります。^[50]

1. 測定されたプロファイルが十分にあることを確認します（少なくとも 10 年間）。
2. これらのプロファイルを使用して、沿岸セクションの年間砂損失量 (m3/年) を計算します。
3. この金額に適切な寿命（例：5 年）を掛けます。
4. 損失係数を追加します（オーダー40％）。
5. この量の砂を、ビーチの低潮線と砂丘の麓の間のどこかに置きます。

プロファイル内の砂の量を決定するには、基本的な海岸線に使用した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、したがってこの海岸線の減少がわかっ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/年であるとすると、年間の砂の損失は、海岸線 1 メートルあたり 5*(2h) m3/年になります。ここで、2h はアクティブなビーチ 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 の近くで 4 m のオーダーであるため、上記の例では、侵食は海岸線 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、寿命 5 年の養浜の場合は、40*4000*5 = 80 000 m3 になります。建設直後は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 1.4*5*5 = 35 m の海方向へのシフトです。

1990年以降の海岸の養浜の実践では、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、養浜砂の粒度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。ウィンエリアの砂がより細かい場合は、養浜の量を増やす必要があります。^[51]

単線モデル

比較的幅広く短い栄養補給（砂モーターなど）の場合、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（瞬間的な海岸線など）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。各プロファイルには、海岸の向きが指定され、各プロファイルで砂の移動が波による流れによって計算されます。プロファイル 1 の砂の移動がプロファイル 2 よりも大きい場合、モデルの詳細については、プロファイル 1 と 2 の間に堆積があります。^{[52] [53]} 堆積があると、海岸の向きが変わり、砂の移動も変わります。これにより、海岸線の変化を計算できます。典型的な例は、直線波による比較的短く幅広い補給の計算です。単線モデルは、このような補給が時間の経過とともにどのように発生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、または養浜自体が強い二次元的特徴を持つ場合（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。これらの場合、二次元砂輸送モデルが作成されます（通常、オランダのDeltaresのDelft3DやデンマークのDHIのMike 21などのモデルを使用します）。このようなモデルでは、エリアの底が深度マップとして導入されます。次に、潮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浸食が計算されます。その後、養浜が意図したとおりに動作するかどうかを評価できます。^[54]

このタイプ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）結果が入力の不正確さにかなり敏感であることです。たとえば、モデルのエッジでは、水位と流量が適切に入力されなければならず、波の気候も十分に把握されていなければなりません。また、砂の組成（粒度）の変動も大きな影響を与えます。^[55]

オランダの海岸沿いには、潮汐の通り道が海岸に非常に近い場所もあります。1990 年頃から、これらの海岸も従来の方法で養浜されましたが、問題は海岸の幅が狭いことでした。そのため、砂を敷く量に限りがあり、養浜の寿命が短くなります。このような場合には、海側の砂を敷き砂として利用し、海側の砂を敷き砂として利用する方が効果的であることがわかりました。これは、実際には潮汐の通り道を海岸線から遠ざけています^[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、砂の供給コストが安く、砂浜の利用に直接影響を及ぼさないことである。砂は、時間の経過とともに波によって深海から海岸に運ばれる。前浜の砂はビーチの砂と同様に計算されるが、前浜の砂は新しいビーチラインを与えないため、ビーチプロファイルでの測定データの使用はそれほど容易ではない。したがって、このような場合には、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年の間に、主に海岸の養浜として合計2億3600万立方メートルの養浜が行われました。しかし、2004年以降は海岸の養浜に重点が置かれるようになりました。^[56]

2006 年に、いくつかの栄養のコストが詳細に分析されました。その結果は次のとおりです。

F=前浜、B=養浜、B+Fは組み合わせ。価格水準は2006年、VATを除く。^[58]

ハワイは2010年にワイキキビーチを補充する計画を立てた。予算は250万ドルで、プロジェクトは1,700フィート（520メートル）をカバーし、ビーチを1985年の幅に戻すことを試みた。以前の反対者は、砂が近くの浅瀬から来るため、塞がれた水路が再び開き、全体的な地元の砂の量は変わらないまま、既存の材料に「新しい」砂がほぼ一致するため、このプロジェクトを支持した。プロジェクトでは、沖合1,500〜3,000フィート（460〜910メートル）、深さ10〜20フィート（3.0〜6.1メートル）にある堆積物から最大24,000立方ヤード（18,000 m ^{3 ）の砂を適用する予定だった。このプロジェクトは、10,000立方ヤード（7,600 m 3}）を移動した2006〜07年の以前のリサイクル活動よりも大規模だった。^[59]

ハワイのマウイ島は、小規模な養殖プロジェクトでさえも複雑であることを示す好例である。シュガーコーブでのプロジェクトでは、陸地の砂をビーチに運んだ。砂は元々の砂よりも細かく、余分なシルトを含んでいたため、サンゴを覆い、窒息させ、サンゴの周囲に生息する小動物を死滅させた。他のプロジェクトと同様に、陸上の砂の供給は限られており、より高価な沖合の供給源を検討せざるを得なかった。^[60]

2 つ目のプロジェクトは、ステーブル ロード沿いで、侵食を止めるのではなく遅らせることを目的としたもので、10,000 立方ヤード (7,600 m ³ ) の砂を追加するという目標の途中で中止されました。海岸は半世紀にわたって「比較的速い速度」で後退していました。古い防波堤、突堤、岩の山、その他の構造物の存在により、修復は困難を極めました。^[60]

このプロジェクトでは、砂を詰めたジオテキスタイル チューブの突堤が使用され、当初は最長 3 年間そのままにしておくことになっていた。パイプは、深海から砂をビーチまで運ぶためのものだった。パイプは、繊維のストラップで取り付けられたコンクリート ブロックで固定されていた。ビデオでは、ブロックが流れの中でサンゴに跳ね返り、触れたものを死滅させる様子が映っていた。ストラップが破断した場所もあり、パイプがサンゴ礁を横切って移動し、「削り取る」ことができた。悪天候により、損傷を引き起こす動きが悪化し、プロジェクトは中止となった。^[61]滑らかで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、登るのが困難だった。^[60]

支持者たちは、2010年の夏の季節的な浸食は以前の年よりも少なかったが、修復終了後のビーチは2008年よりも狭くなったと主張した。当局は、プロジェクトに直ちに防波堤を撤去することを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、浮体式浚渫船や沖合で浚渫した砂をトラックで運ぶことなどが挙げられる。^[60]

最後の考慮事項は海面上昇とマウイ島が自重で沈みつつあるということである。マウイ島とハワイ島はどちらも巨大な山々（ハレアカラ山、マウナロア山、マウナケア山）を囲んでおり、山頂から約3万フィート（9,100メートル）下の海底に巨大な窪みを広げている。 ^[60]

ノースカロライナ州沖とバージニア州南東部のアウターバンクスには、数多くの町があります。6 つの町のうち 5 つでは、2011 年以降、海岸の補修工事が行われました。プロジェクトの内容は次のとおりです。

ノースカロライナ州ダック：海岸の補修は2017年に行われ、推定費用は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年にはビーチを拡張する追加プロジェクトが提案されており、推定費用は900万ドルから1350万ドルです。^[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、サザンショアからキティホークまでの3.58マイルの海岸が含まれ、費用は1,820万ドルでした。^[65]

ノースカロライナ州キルデビルヒルズ- ビーチの養浜プロジェクトは 2017 年に完了しました。

ノースカロライナ州ナグスヘッド- 町の最初の海岸養浜プロジェクトは2011年に行われ、費用は3,600万～3,700万ドルでした。^[66] 2019年の養浜プロジェクトの費用は推定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、2022 年に予定されている暫定的な再養殖プロジェクトについて、沿岸保護エンジニアリングとの契約を獲得しました。^{[引用が必要]}

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、ビーチは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。ビーチの容積は3年間で38,500立方ヤード拡大しましたが、年間平均21,000立方ヤードの減少でした。^[68]

ニュージャージー州- 数十年にわたり、米陸軍工兵隊はジャージー海岸沿いに何百万立方ヤードもの砂スラリーを流し込んできた。^[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年までに、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、これは全国の海岸補充総支出の約20％に相当する。^[69]「浚渫と埋め立て」作業は1989年に始まりました。^[70]ニュージャージー州内で議論を呼んでいるこのプロジェクトの正当化には、洪水対策、ウォーターフロントの住宅への被害防止、海岸沿いの夏の観光の保護、^[69]および一般のビーチへのアクセスなどが含まれている。^[71]シエラクラブやサーフライダーズ財団などの批評家は、砂はすぐに流されてしまうため、州のビーチの再生は無駄だと主張している。彼らは、気候変動、高潮、海面上昇の影響を緩和するための代替政策を主張し、再生は事実上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6000万香港ドルをかけて人工ビーチとして造られました。特に台風の後には定期的に砂が補給され、ビーチの維持に努めています。^[72]

• 海岸の養浜 /NOAA と NOS / メインページ
• プロジェクトの成果に影響を与える地質学的特性を重視した海岸養浜
• ニューサウスウェールズ大学の ARGUS 養浜モニタリング プログラム
• USGSによる米国沖合環境における砂利資源の評価とマッピング
• ビーチの養生、Coastal Care.org
• 「BBC - GCSE Bitesize: 経営戦略」 。 2017年2月21日閲覧。