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スウォッシュ（地理学ではフォアウォッシュとも呼ばれる）は、押し寄せる波が砕けた後に海岸に打ち上げられる乱流の水の層です。スウォッシュの作用により、海岸の物質が海岸を上下に移動し、その結果、海岸を横切る堆積物の交換が起こります。[ 1 ]スウォッシュの動きの時間スケールは、海岸の種類によって数秒から数分まで変化します（海岸の種類については図1を参照）。一般的に、より平坦な海岸では、より大きなスウォッシュが発生します。[ 2 ]スウォッシュの動きは、スウォッシュゾーンにおける地形的特徴の形成とその変化において主要な役割を果たします。スウォッシュの作用は、より広い沿岸地形力学における瞬間的なプロセスの1つとしても重要な役割を果たします。
波打ち際の動きを説明するアプローチは 2 つあります。(1) 高周波ボアの崩壊によって生じる波打ち際 (（）海岸面、および（2）定常低周波（波の動きの種類は、波の状態と海岸の地形に依存し、これは波の類似性パラメータを計算することで予測できます。（グザ＆インマン 1975）：
その中でブレーカーの高さは、重力です。は入射波の周期であり、ビーチの勾配です。値波打ち際が定常長波運動によって特徴づけられる散逸条件を示す。値波打ち際が波浪ボアによって支配される反射条件を示す。[ 3 ]
波打ち際は、上昇流（沿岸流）と後退流（沖合流）の2つの段階から構成されます。一般的に、上昇流は後退流よりも速度が速く、継続時間が短くなります。沿岸流の速度は上昇流の開始時に最大となり、その後減少しますが、沖合流の速度は後退流の終わりに近づくにつれて増加します。上昇流の方向は卓越風によって変化しますが、後退流は常に海岸線に垂直です。この波打ち際の非対称な動きは、沿岸漂流だけでなく、沿岸横断方向の堆積物輸送も引き起こす可能性があります。[ 4 ] [ 5 ]
波打ち際は、後背地と波打ち際の間の砂浜の上部で、嵐の際に激しい侵食が発生します（図 2）。波打ち際は、湿潤と乾燥が交互に起こります。波打ち際の流れと砂浜の地下水位の間では、浸透（水文学）（地下水位より上）と流出（地下水位より下）が起こります。砂浜面、砂丘、砂浜段丘、砂浜尖は、波打ち際の動きに伴う典型的な地形の特徴です。波打ち際の動きによる浸透（水文学）と堆積物の輸送は、砂浜面の勾配を決定する重要な要素です。[ 4 ]
ビーチフェイスとは、砂浜断面の平面で比較的傾斜が急な部分であり、波打ち際での浸食作用を受ける部分です（図2）。ビーチフェイスは、砂州から干潮位まで広がっています。ビーチフェイスは、押し寄せと引き寄せによる堆積物の輸送量が等しいときに、波打ち際での浸食作用と動的平衡状態にあります。ビーチフェイスが平衡勾配よりも平坦な場合、押し寄せによってより多くの堆積物が輸送され、結果として正味の陸上への堆積物輸送が生じます。ビーチフェイスが平衡勾配よりも急な場合、堆積物の輸送は引き寄せによって支配され、結果として正味の海側への堆積物輸送が生じます。平衡ビーチフェイス勾配は、波打ち際での堆積物のサイズ、透水性、沈降速度、波高、波周期などの要因の複雑な相互関係によって決まります。海岸面は、砕波帯や浅瀬波のプロセス、および波打ち際プロセスの影響を強く受けるため、砕波帯から切り離して考えることはできません。 [ 4 ] [ 5 ]
砂嘴は、波打ち際の中で比較的平坦な部分であり、波が陸側に最も遠くまで移動した地点で堆積物が蓄積される場所である（図2）。砂嘴は後浜や海岸砂丘を波から守るが、嵐などの高エネルギー条件下では侵食が発生する可能性がある。砂嘴は砂礫浜ではより明確に定義でき、異なる高さに複数の砂嘴が存在することがある。一方、砂浜では、後浜、砂嘴、海岸面の勾配はほぼ同じになることがある。砂嘴の高さは、波の押し寄せ時の堆積物輸送の最大高さによって決まる。 [ 4 ]砂嘴の高さは、武田と砂村（1982）の式を用いて予測することができる。
どこブレーカーの高さは、重力とは波の周期です。
ビーチステップとは、海岸面の基部にある水没した崖のことである（図2）。ビーチステップは一般的に最も粗い物質で構成され、高さは数センチメートルから1メートル以上まで変化する。ビーチステップは、引き波が入射波と相互作用して渦を発生させる場所で形成される。ヒューズとコーウェル（1987）は、ステップの高さを予測する式を提案した。
どこは堆積物の沈降速度です。段差の高さは波（砕波）の高さが増加するにつれて増加します（）、波周期（）と堆積物のサイズ。[ 4 ]
ビーチカスプとは、海岸の半円形の窪みを囲む三日月形の砂または砂利 の堆積物です。これらは波打ち際で形成され、砂浜よりも砂利浜でよく見られます。カスプの間隔は波打ち際の水平方向の広がりに関係しており、10 cm から 50 m まで変化します。より粗い堆積物は、急勾配で海に向かって突き出た「カスプホーン」（図 3）に見られます。現在、リズミカルなビーチカスプの形成を適切に説明する理論は、定常エッジ波と自己組織化の2 つあります。[ 4 ]
GuzaとInman（1975）によって提唱された定常エッジ波理論は、海岸線に沿って伝播する定常エッジ波の動きに砕波が重畳されることを示唆している。これにより、海岸線に沿って砕波の高さが変化し、結果として規則的な侵食パターンが生じる。侵食箇所には尖った湾入部が形成され、エッジ波の節には尖った角部が生じる。海岸の尖った角の間隔は、サブハーモニックエッジ波モデルを用いて予測することができる。
その中では入射波の周期であり、ビーチグラデーションです。
このモデルは、尖端の初期形成のみを説明し、尖端の継続的な成長は説明していません。尖端が成長するにつれてエッジ波の振幅は減少するため、これは自己制限的なプロセスです。[ 4 ]
自己組織化理論は、WernerとFink（1993）によって提唱され、海岸の地形と波打ち際の動きによって地形の不規則性を促進する正のフィードバックと、発達した海岸の尖端への堆積や侵食を抑制する負のフィードバックの組み合わせによって海岸の尖端が形成されることを示唆している。このようなフィードバックシステムによって安定したリズミカルな地形的特徴が生み出されることを示すための計算リソースと堆積物輸送の定式化が利用可能になったのは比較的最近のことである。[ 4 ]自己組織化モデルに基づく海岸の尖端の間隔は、次の式を用いて波打ち際の動きの水平方向の広がりSに比例する。
ここで、比例定数fはcです。1.5。
海岸の陸上ゾーンと水中ゾーン間の沿岸方向の堆積物交換は、主に砕波運動によって行われます。[ 6 ]砕波帯の輸送速度は波打ち際に比べてはるかに高く、海底付近の懸濁堆積物濃度は 100 kg/m 3を超えることがあります。 [ 4 ]したがって、砕波による陸上および海上の堆積物輸送は、海岸の堆積と侵食において重要な役割を果たします。
波打ち際の上昇流と後退流では、堆積物の輸送に根本的な違いがある。上昇流は、特に急な海岸では、主にボア乱流によって支配され、一般的に堆積物を懸濁させて輸送する。流速、懸濁堆積物濃度、懸濁フラックスは、乱流が最大となる上昇流の開始時に最大となる。その後、乱流は沿岸流の終わりに向かって消散し、懸濁堆積物は海底に沈降する。対照的に、後退流はシートフローと底質堆積物の輸送によって支配される。流速は後退流の終わりに向かって増加し、海底で発生する乱流を増加させ、その結果、海底付近で堆積物が輸送される。正味の堆積物輸送の方向（沿岸または沖合）は、主に海岸面の勾配によって決まる。[ 5 ]
沿岸漂砂は、海岸の尖った地形、または斜めに打ち寄せる波による強い沿岸漂砂運動によって発生します。沿岸漂砂の影響下では、引き潮時に緩流期がない場合、堆積物は懸濁状態のままとなり、沖合への堆積物輸送につながる可能性があります。沿岸漂砂による海岸侵食はあまり一般的ではありませんが、沿岸漂砂が強い場所では侵食が発生する可能性があります。
波打ち際は非常に動的で、アクセスしやすく、人間の活動の影響を受けやすい。このゾーンは開発された土地に非常に近い場合がある。 地球上で少なくとも1億人が平均海面から1メートル以内に住んでいると言われている。[ 7 ]波打ち際のプロセスを理解し、賢明な管理を行うことは、侵食や高潮などの沿岸災害の影響を受ける可能性のある沿岸コミュニティにとって不可欠である。波打ち際のプロセスは、サーフゾーンのプロセスと強く関連しているため、単独で考えることはできない。人間の活動や気候変動を含む他の多くの要因も、波打ち際の地形力学に影響を与える可能性がある。より広範な地形力学を理解することは、沿岸管理を成功させる上で不可欠である。
海岸侵食や後退から道路や建物などの開発済み資産を保護するために、防潮堤の建設は一般的な手段となってきました。しかし、多くの場合、防潮堤を建設して資産を保護しても、砂浜の保持は達成されません。波打ち際内に防潮堤のような不透水性の構造物を建設すると、波打ち際の地形力学システムに干渉する可能性があります。防潮堤を建設すると、地下水位が上昇し、波の反射が増加し、壁に対する乱流が強まります。これは最終的に、隣接する砂浜の侵食や構造物の崩壊につながります。[ 8 ]巨石の堤防（護岸またはリップラップとも呼ばれる）やテトラポッドは、不透水性の防潮堤よりも反射率が低く、波が材料を横切って砕け、侵食を引き起こさない波打ち際と引き波が発生することが期待されます。波の影響を軽減し、侵食された砂浜の回復を促すために、防潮堤の前に岩屑が配置されることがあります。[ 9 ]
海岸養浜事業においても、砕波帯における堆積物輸送システムの理解は不可欠です。砕波帯は、海岸に追加された砂の輸送と分布において重要な役割を果たします。過去には、理解不足のために失敗した事例があります。[ 9 ]砕波帯と波打ち際の両方における堆積物の動きを理解し予測することは、養浜事業の成功に不可欠です。
オーストラリア、フィリップ湾北東海岸のブラックロックにおける沿岸管理は、海岸侵食に対する構造的対応の良い例であり、その結果、波打ち際の地形変化が生じた。1930年代、ブラックロックの崖を後退から守るために防潮堤が建設された。これにより防潮堤前の砂浜が減少する結果となり、防潮堤は冬の度重なる嵐によって損傷を受けた。1969年、防潮堤を保護するために砂浜の砂の量を増やす目的で、内陸から約5000m³の砂が砂浜に供給された。これにより砂の量は10%ほど増加したが、砂は秋に北向きに流されて失われ、防潮堤は再び冬の嵐の影響を受けることになった。このプロジェクトは、沿岸漂砂の季節的なパターンを考慮に入れておらず、特に砂浜の南側では供給すべき砂の量を過小評価していた。[ 9 ]
砕波帯は浅く、酸素を含んだ環境で、砕波流が速く不安定なため、砕波帯での形態調査や現地測定は困難であると言われています。[ 5 ] [ 10 ]砕波帯は、沿岸域の他の部分に比べてアクセスしやすく、高解像度で測定できるにもかかわらず、データの不規則性が、理論と観測の重要な比較だけでなく、分析の妨げとなっています。[ 5 ]砕波帯での現地測定には、さまざまな独自の方法が使用されています。たとえば、波の遡上測定では、Guza と Thornton (1981、1982) は、砂浜の断面に沿って張られた 80 m の長さの二重抵抗ワイヤーを使用し、 非導電性の支持具で砂の上 3 cm の高さに保持しました。Holman と Sallenger (1985) は、砕波のビデオを撮影して、時間の経過に伴う水位の位置をデジタル化することで、遡上調査を実施しました。多くの研究では、極端な波の打ち上げによる越波から構造物を保護する設計基準を確立するために、防波堤、突堤、防波堤などの工学的構造物が対象となりました。 [ 2 ] 1990年代以降、Hughes MG、Masselink J.、Puleo JAなどの沿岸研究者によって、波打ち際の流体力学がより積極的に調査され、乱流、流速、海岸地下水位との相互作用、堆積物輸送など、波打ち際の形態力学の理解が深まりました。しかし、乱流、シートフロー、底質堆積物輸送、超散逸性海岸の流体力学など、波打ち際の研究には依然として理解のギャップが残っています。[ 5 ]
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