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土の力を活用する方法：アースロックダムと岩石ダムの意外な違いとは？
水資源管理に対する世界的な需要が高まるにつれ、アースロックダムや岩石ダムの設計と建設の重要性が高まっています。これらのダムの種類にはそれぞれ特徴、利点、欠点があるため、適切なダムの種類を選択することが重要です。この記事では、これら 2 種類のダムの建設、機能、および適用シナリオを検討し、土壌の力を最も効果的に活用する方法を理解できるようにします。
アースロックダムは、通常、さまざまな土や岩石で構成された半塑性堆積物で作られた大規模な人工ダムです。芯材には高密度で不浸透性の素材が使用されており、水分の浸入を効果的に防ぎます。
アースロックダムの種類
アースロックダムは、主にアースダムとロックダムの2種類に分けられます。アースダムは圧縮された土で作られ、一方、ロックダムは主に爆発技術を使用してダムに組み立てられた岩の破片で作られています。どちらのタイプのダムの断面も通常は堤防や丘の形をしており、ほとんどのダムの中央部分は水の浸入を防ぐために不浸透性の材料で構成されています。このため、広大な谷間地域はこのようなダムの建設に特に適しています。
アースダムのコアは、粘土、コンクリート、アスファルトコンクリートなどの不浸透性材料で作ることができるため、幅広い用途で人気があります。
アースダムの特徴
アースダムはレジリエントダムとも呼ばれ、地元の資材で建設できるため、地域によってはコスト効率に優れています。このタイプのダムを建設すると、肥沃な土壌を有効活用できるため、建設がより経済的になります。たとえば、パキスタンのターベラダムは世界最大の土手ダムで、貯水池面積は 95 平方マイル (250,000 平方キロメートル)、高さは 485 フィート (148 メートル) に達し、約 2 億立方ヤードのフィラーが使用されています。
現代のゾーン分けされたアースダムには、浸透水を収集して除去し、下流の完全性を保護するためのフィルターと排水エリアが装備されています。
岩盤ダムの特徴
岩石ダムは、不浸透性領域を持つ密に詰まった粒状土で作られています。通常、岩盤には多数の粒子が含まれており、地震に抵抗する効果が得られるように設計されており、これは地震が発生しやすい地域では特に重要です。さらに、アースダムの芯材に粘土を使用したものは、複合ダムと呼ばれます。岩石ダムには多くの利点があるにもかかわらず、砂やその他の劣悪な材料によってダムが液状化することを防ぐために、建設中は品質管理を遵守する必要があります。
たとえば、カリフォルニア州のニューメロニスダムとアルバニアのフェルザダムはどちらも岩石ダムです。
コンクリート面岩石ダム
コンクリート舗装岩石ダム (CFRD) は、上流面にコンクリートスラブを備えた岩石ダムです。この設計により、漏れがなく、浮力圧の影響を受けません。アースダムよりも建設が早く、コストも安いため、近年需要が高まり人気が高まっています。中国の水口ダムは現在世界で最も高いCFRDであり、2008年に高さ233メートル（764フィート）で完成しました。
セキュリティに関する考慮事項
ダムが建設され、貯水池が満たされると、谷とダムに新たな重量がかかり、水の深さに応じて水圧が増加します。これにより、ダムの挙動は半塑性になり、振動やその他の外力に対してより柔軟になる必要があります。水の流れが放水路の容量を超えるとダムが決壊する危険があり、少量の水の氾濫が継続した場合でも、数時間以内に大量のダムの土砂が流される可能性があります。このため、放水路の設計基準は非常に厳しくなり、通常は少なくとも 100 年に 1 回発生する洪水に対応する必要があります。
したがって、合流障害を防ぐためには、浸透監視が考慮されなければならない安全要因になります。
アースロックダムとロックダムの特性を考慮した上で、適切なダム設計を選択することが重要です。これは、特定の地理的環境における建設や維持管理に影響を与えるだけでなく、水資源の効果的な管理や地域社会の安全にも関係します。ますます深刻化する水資源問題に直面している中、どのダム設計がより将来を見据えた持続可能なものになると思いますか?
