沿岸堆積物供給

沿岸堆積物供給とは、河川輸送と風力輸送の両方によって堆積物が海岸環境に運ばれることです。風力輸送は沿岸環境の堆積物予算全体に影響を及ぼしますが、海洋に流入する堆積物の 95% を占める河川輸送と比較すると、その影響は小さいものです。^[1] 堆積物が海岸に到達すると、沿岸漂砂と沿岸細胞に運ばれ、海岸や砂丘に堆積します。

暴風雨が海岸浸食の原因であることは認められているが、人間の活動、主に川のダムや貯水池の貯水が、土地利用の変化、灌漑、砂利採取、川の配置変更 など、他の地域規模の影響とともに、間接的な人間関連の海岸浸食の原因であるという一般的な合意がある。

世界中で、河川は毎年およそ35x10 ³ km ³の淡水を海に排出しています。この淡水には15～20 x 10 ⁹トンの堆積物が含まれています。^[2] この堆積物の量は世界の河川に均等に分配されているわけではなく、アジアとオセアニア地域は堆積状況の変化によって最も大きな影響を受けており、世界の堆積物予算の75%を占めています。

河川環境からの供給/補充率の変化は、沿岸侵食の速度を制御する上で主要な要因です。堆積物の供給は実際には増加していますが、侵食速度の増加により、沿岸環境への堆積物の供給は減少しています。

河川系は、陸地から海洋への水と堆積物の地球規模の流れのほとんどを運ぶため、地球表面の変化を操作する重要な要素です。人間の活動は、さまざまな方法で河川から沿岸環境への水と堆積物の排出に影響を与える可能性があります。森林伐採、農業、都市化により、河川流域の浸食が1 桁も増加する可能性があります。特に土地が農業によく使用され、降水量が多い地域では、露出したばかりの土壌は、降雨や流水による浸食に耐える可能性が非常に低くなります。

1950年代以降、世界のダムの数は7倍以上に増加しました。^[2]貯水池 の建設により、多くの河川の堆積量が大幅に減少しました。これは、流れに巻き込まれた堆積物が人工の障壁によって止められ、物質を運ぶのに必要なエネルギーが失われ、流れがなくなったり流れが遅すぎたりして堆積物が巻き込まれなくなったためです。

灌漑のために水を取り除くと、川の流れが減り、川の堆積物運搬能力も低下します。農業や農作業では、適切な生産レベルを達成するために、集中的な灌漑システムが必要になることがよくあります。水が転用され、作物や牧草地の灌漑に使用されるため、水路への需要が高まります。これにより、河川システム内の流量が減少し、川内のエネルギーが減少するため、川の堆積物運搬能力が低下します。^[3] 堆積物は川の流域に沿って堆積し、沿岸地域に到達するまでにはかなり長い時間がかかります。

この沿岸堆積物供給体制の変化は、主に侵食の結果をもたらしますが、それはケースバイケース、河川ごとに状況が異なります。沿岸堆積物の流入が増加し、海岸線の堆積が顕著になっている地域があります。堆積物の流入の変化の影響は非常に局所的ですが顕著であり、以下は渤海内の例です。黄河デルタは堆積段階にあり、海を200km越えたラウン川地域では、堆積物の流入の変化により海岸線に沿って侵食率が上昇しています。

黄河は、約2400年前に中国北部の黄土高原で大規模な耕作が行われる前と比べて、桁違いに多くの堆積物を運んでいます。アジアの河川の堆積物排出量が大幅に増加したことの1つの意味は、過去数千年の間にいくつかのデルタ地帯の海岸への堆積が増加したことです。^[2] 黄河デルタは、過去数十年の間に数百平方キロメートル増加しました。海岸線は海面上昇よりも速い速度で形成され、堆積物は侵食プロセスで除去できるよりも速く堆積しています。アジアの人類は、上流の侵食と沿岸環境への堆積物の供給の増加がなければ存在しなかったかもしれない陸地を占領しています。^[4]

海岸の浸食/後退は、人間の居住地に広範囲に影響を及ぼします。世界の人口の 45% が海岸線から 100 km 以内に住んでいます。海岸への堆積物の供給が減少すると、ビーチのプロファイルが養われなくなるため、一般的に浸食率が上昇します。時間の経過とともに、嵐が海岸線を「攻撃」し、堆積物を沖合の砂州に流したり、海岸線から完全に流したりすると、進む海を遅らせ、海岸の開発を保護する方法が現実的な問題になります。

1979年に洛安江に2つの大型ダムが完成して以来、渤海への年間堆積物運搬量は2,020万トンからわずか190万トンにまで削減されました。この堆積物排出量の急激な減少は、洛安江デルタの準放棄への段階的移行を伴っています。この堆積量の低下は、必然的に地元の沿岸地域の沿岸輸送の均衡を変えました。北向きの卓越風により、洛安江の北側の海岸線の後退率は、ダム建設後の20年間で1メートル/年から3.7メートル/年に増加し、地形と^[5]ビーチプロファイルを正のフィードバックによって急速に変化させ、新しい均衡に達し、現在の後退は元の1メートル/年に戻りました。沿岸漂流により、新しい状態で均衡が達成されました。

堆積物の流れの変化の影響は、 2005年にハリケーン・カトリーナがニューオーリンズにもたらした大惨事の明確な複合要因でした。ミシシッピ川デルタは、自然の圧縮と、ミシシッピ川流域でのダム建設により、上流からの堆積物の供給が最大50％まで大幅に減少したことにより、ゆっくりと沈下しています。^[6] 堆積物の供給の喪失により、デルタの沈下と湿地の減少が起こりました。海面が上昇すると、新鮮な堆積物が植物が生育するのに十分な速度で堆積しません。^[7] デルタの植物の成長に不可欠な汽水条件はもはや存在しません。これらの沿岸湿地は、そこに生息する多様な野生生物の生息地にとって、またカトリーナの際に経験したような高潮から開発地域を保護するために不可欠です。

これは長期的な問題に対する短期的な解決策です。海岸侵食の即時的な症状に対処するため、海岸沖または土手自体に砂を投棄します。定期的な維持管理が必要なため、費用と時間がかかるプロセスです。見た目は美しいかもしれませんが、目の前の問題を解決するものではありません。ビーチは自然の栄養源を失っています。人工の栄養補給は、小規模な修復プロジェクトに適した短期的な解決策です。

人間は土壌浸食を増やす活動や慣習を通じて河川輸送のための堆積物の利用可能性を同時に高めている一方で、堆積物を貯水池の壁の背後に保持し河川流量を低下させることで沿岸環境への堆積物の流入を減少させている。最終的な結果は、全体的な堆積物の流入の地球規模の減少である。^[8] この沿岸浸食への影響は、気候変動により予想される海面上昇によりさらに加速される。現代の河川堆積物負荷レベルを考えると、1000億トンを超える堆積物が人工貯水池の背後に隔離されている。このため、上流の河川環境の変化の影響を統合沿岸域管理の枠組みに含める必要がある。計画者や意思決定者は、上流の開発が沿岸環境にどのような影響を与えるかを考慮しなければならない。沿岸域の管理では、人間の活動の影響と、沿岸域の対応する変化から生じる影響の両方を考慮する必要がある。