自然界の素晴らしい現象、「明確な区別」の「創造者」は実はこれです！

「靖玮分明」という慣用句は『詩経・北風・古風』に由来し、荊江の水は澄んでいるが、渭江の水は濁っているという意味です。荊江の水が渭江に流れ込むとき、清水と濁水は混ざりません。それは明確な境界や善悪の比喩です。なぜこれほど明確な区別があるのでしょうか?堆積物は、

陝西省西安市の北郊で、2つの川が合流します。一つは荊川と呼ばれ、泥が少なく水が澄んでいます。もう1つは渭河と呼ばれ、泥や泥水が多く流れています。二つの川が合流した後も、川の半分は澄んでいて、もう半分は濁っていて、境界がはっきりしている長い区間が残っています。これが「荆玮分明」という慣用句の由来です。この現象の原因は、水文学における重要な研究対象である堆積物です。

シルトは粒状で非常に細かいです。その中で最も小さなものは、流水に堂々と浮かんで川を濁らせることが多く、浮遊物質と呼ばれます。もう少し大きいけれど、もっと「怠け者」な種類もあります。常に川底に横たわっていて、水に押されたときだけ前進するので、単に掃流砂と呼ばれます。

水中に浮遊している堆積物を浮遊土砂といい、川底に堆積している堆積物を掃流土砂といいます。

シルトは下流に流れ、流速が減少するにつれて、特に下流の平野河口の河床に徐々に沈殿し、大きな河浜を形成し、肥沃な土地を創出し、生物を養い、農業を生み出し、人類文明の発生と発展に大きく貢献しました。建築材料としても広く使われています。

しかし、シルトが多すぎるのは良くありません。一般的な危険としては、河川の転流、貯水池の沈泥、プロジェクトの放棄などがあります。水路が塞がれ、船が座礁するなど。

自然と対峙した際に、水文学者がすべきことは、利益を促進し、害を排除し、害を利益に変える科学的な解決策を見つけることです。堆積物の監視はこの目標に向けた第一歩です。

前漢の張容は河川堆積物の問題の解決策を提案した。

堆積物の監視は古代から行われてきました。西暦4年、治水術で有名な張容は、黄河の水の6割は泥であり、水流の速さを利用して泥の問題を解決すべきだと朝廷に提言しました。この方法は、黄河上流域における現在の高洪水・土砂監視、および貯水池などの水利事業を利用した水・土砂規制の有効性によって検証されています。これは水管理における古代人の知恵を示しています。

堆積物を監視するために、技術者は川砂のサンプルを採取する堆積物サンプラーを発明しました。その後、一連の専門的な方法を通じて、堆積物の量、粒子のサイズ、川全体における堆積物の分布を検出し、川の堆積物の法則を理解します。

洪水が大きくなればなるほど堆積物も多くなり、監視をより頻繁に行う必要があります。激しい流れの急流で、水文学者たちは強風と大雨に耐え、さらには命の危険を冒して堆積物のサンプルを採取した。

水文学者は砂計を使用して川の水に含まれる堆積物の含有量を測定します。

この操作は繰り返し行われ、測定プロセスは数時間、場合によっては 10 時間以上続くこともあります。結局、このようなテストでは水文分析チャートに 1 つのポイントだけが残りました。毎年、水文学では、河川堆積物の量と変化パターンを分析するために、このような地点を数百、あるいは数千箇所必要とします。

近年、技術者たちはついに、水中の沈殿物の含有量を測定できる砂計という新しい機器を発明し、開発しました。さまざまな原理に基づいて、主に光電式、超音波式、振動式の砂測定器があります。

堆積物粒子のサイズを分析するために、主に測定、ふるい分け、沈降という方法が使用されます。私の国の河川の堆積物の粒子サイズは大きく異なるため、複数の方法を同時に使用する必要がある場合もあります。現在、我が国では堆積物の粒子サイズを分析するためにレーザー粒子サイズ分析装置が広く使用されています。

私の国の堆積物研究のレベルは世界をリードしています。ちなみに、1957年には黄河主流によって運ばれた土砂は16億トンに達しました。もし今日、14億人以上の人々に堆積物の運搬を依頼するとしたら、一人当たり平均1トン以上を運ばなければならないことになる。しかし、過去20年間、黄土高原の生態管理は目覚ましい成果を上げ、黄河に流入する堆積物の量は大幅に減少しました。

なるほど

河川堆積物：川の水流によって運ばれたり、侵食されて川底に堆積した岩石や土の粒状物質。

堆積物運搬速度: 単位時間あたりに川の特定の区間を通過する堆積物の重量。

浮遊物質：水流の乱流により水中に浮遊し、水流とともに移動する物質。

掃流土砂: 水流の抵抗により川底に沿って転がったり、滑ったり、跳ねたり、層状に移動する堆積物。

参考資料：「水文学に関する一般向け科学書」