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運河のライニングとは、溝の端に不浸透性の層を追加することで、灌漑用水の浸透による損失を減らすプロセスです。浸透により、運河からの灌漑用水の 30 ～ 50 パーセントが失われる可能性があるため、ライニングを追加することで灌漑システムの効率を高めることができます。また、運河のライニングは、灌漑システム全体に広がり、水の流れを低下させる可能性のある雑草の成長を防ぐためにも使用されます。運河のライニングにより、運河の低地周辺の浸水を防ぐこともできます。 [1]
運河の浸透性を低下させることで、水流速度が上昇し、全体的な流量が増加します。また、速度が上昇すると蒸発や沈泥の発生量も減少し、運河の効率が向上します。[1]舗装された運河として知られている最古のものは、1995年にギザのピラミッドの近くで発見され、約4,500年前のものと推定されています。[2]
運河ライニングの種類
コンクリート
コンクリート製の運河ライニングは、構造強度が高く、耐久性に優れているため、よく使用されます。運河ライニングに使用されるコンクリートは、コストを削減する方法として、通常は補強されていません。コンクリートライニングを建設する一般的な方法は、コンクリートを流し込むときに運河の長さに沿って引き込まれるスリップフォームを使用することです。 [3]短い距離をカバーする必要がある場合は、コンクリートの手作業による敷設やプレハブセクションも使用されます。[3] カンカル石灰やスルキなどの特定の添加剤は、保水性を向上させるためにコンクリート混合物に含まれることがあります。[3]
コンクリートライニングを施工する前に、路盤の土層が十分に固められていることを確認するのが一般的です。[4]運河の敷地に膨張性粘土がある場合は、コンクリートライニングを施工する前に、この粘土層を除去して砂または砂利に置き換えます。この除去により、コンクリートのひび割れの原因となる地盤膨張のリスクを最小限に抑えることができます。硬化プロセス中のひび割れを防ぐために、コンクリートに水を散布するか、ライニングの上に湿ったカバーを置きます。ひび割れに対する別の予防策には、発生する可能性のあるひび割れを吸収するのに役立つ横方向および縦方向の溝または伸縮目地を追加することが含まれます。[3]
圧縮された土壌
圧縮粘土は、他の方法に比べて比較的安価な代替手段として、土壌水路ライニングのシンプルな形態です。ベントナイトなどの粘土は、吸水性は高いものの、その後は不浸透性になるため、理想的な土壌ライニングとなります。米国で行われた研究では、厚さ 15 ～ 30 cm の土の層の下に厚さ 2 ～ 5 cm のベントナイト層を敷くと、適切なライニング システムになることが示されています。通常、圧縮粘土を水路の底や側面に敷く前に、多孔質の土壌を除去します。[3]
運河を土で覆うもう一つの簡単な方法は、運河の路盤の上に圧縮したシルトの層を敷くことです。 [3]運河の覆工として土を使用すると浸透を抑えるのに効果的ですが、雑草の繁殖には効果がありません。[1]
プラスチック膜
プラスチックライニングは、ジオメンブレンまたはフレキシブルメンブレンライニングと呼ばれることが多い。 [5]プラスチックライニングは、多くの場合、土、岩、レンガ、コンクリート、またはその他の材料で覆われている。これは、ライニングを固定し、劣化や崩壊から保護するために行われる。プラスチックメンブレンは非常に薄く、厚さは8〜10000分の1インチまでさまざまである。[5]ゴミ袋に使用される素材に似た 低密度ポリエチレン（LDPE）フィルムは、一般的に使用されるプラスチックメンブレンの一種である。プラスチックライニングは、損傷したコンクリートライニングを改修する方法としても使用される。
運河のライニングへの潜在的な損傷
運河のライニングは風雨にさらされ、常に使用されているため、時間の経過とともに損傷を受けやすくなります。運河のライニングの設計では、構造物の軽量化のため、地質工学的な考慮がしばしば無視されます。コンクリート製の運河のライニングはひび割れが発生することが多く、その修復には多額の費用がかかります。ひび割れは、コンクリートが適切に養生されていない場合に建設中に発生するなど、いくつかの原因で発生する可能性があります。ひび割れは、凍上や膨張性土の膨張によって引き起こされる土壌の移動によっても発生する可能性があります。特定の種類の粘土などの膨張性土は、運河の排水、気候の変化、蒸散の結果として膨張する可能性があります。膨張性土の将来の膨張を減らす一般的な方法は、ライニングの建設前に土壌を湿潤と乾燥のサイクルにさらすことです。[6]実験室でのテストでは、粘土質の土壌を湿潤と乾燥のサイクルにさらすと、土壌の収縮のヒステリシスにつながり、自由膨張の可能性が大幅に減少することが示されています。 [7]細粒砂などの分散性土壌も、流水と接触すると浸食されて漏水の原因となるため、コンクリート製の運河ライニングに脅威を与える可能性があります。このような接触の可能性を減らす方法として、コンクリート製のライニングの下にジオメンブレンシートを設置し、運河から浸透する水の量を減らすことができます。[8]
参考文献
- ^ abc Basak (1999-10-01). 灌漑工学. Tata McGraw-Hill Education. ISBN 9780074635384。
- ^ 「エジプトで発見された最古の舗装運河」tribunedigital-chicagotribune 1995年10月30日2016年3月30日閲覧。
- ^ abcdef Michael, AM (2009-11-01). 灌漑：理論と実践。Vikas Publishing House Pvt Ltd. ISBN 9788125918677。
- ^ Kraatz, DB (1977-01-01). 灌漑用水路のライニング。国連食糧農業機関。ISBN 9789251001653。
- ^ ab Gary, Merkley (2016-03-28). 「Canal Linings」（PDF）。ユタ州立大学。2016年3月28日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。
- ^ ボナブ、マスード、サランド、ファリバ、ファリン、マジッド（2012）。不飽和土壌：研究と応用第2巻。シュプリンガー 。pp.308–314。ISBN 978-3-642-31343-1。
- ^ Ahmadi, Hojjat; Rahimi, Hassan; Rostami, Maryam (2012年4月16日). 「湿潤乾燥サイクルによる運河ライニング下の土壌の膨張制御」.灌漑と排水. 61 (4): 527– 532. Bibcode :2012IrrDr..61..527A. doi :10.1002/ird.1666.
- ^ Rahimi, Hassan; Abbasi, Nader; Shantia, Hassan (2010 年 7 月 30日)。「コンクリート運河ライニング下の砂質土壌の配管を制御するためのジオメンブレンの適用」灌漑と排水。60 (3)。doi : 10.1002/ird.574。