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砂ダムは、シンプルで低コスト、メンテナンスの手間も少なく、再現性の高い雨水貯留技術です。生活用水や農業用水として、清潔で地域的な水源を確保し、世界の半乾燥地域に適しています。
手術
砂ダムは、季節的な砂の川を横切って 1 ～ 5 メートルの高さに建設された 鉄筋コンクリートの壁 (または同様に頑丈で不浸透性の堰) です。
雨が降ると、ダムは土を含んだ水をその背後に捕らえます。水中の砂は底に沈み、沈泥は水中に浮いたままになります。
ケニアのダムに関する研究によると、各ダムに貯留される雨水は全体の1～3%に過ぎず、残りは自然に海へと流れていく。[1]最終的にダムは砂で満たされる。たった1回の降雨で満たされる場合もあれば、1～3シーズンかけて満たされる場合もある。貯留されている砂の25～40%は実際には水である。
成熟した砂ダムは数百万リットルの水を貯めることができ、雨が降るたびに水が補充され、1,000人以上の人々に年間を通じてきれいな水を供給します。
応用
砂ダムが最も集中し、最も優れた実績を持つのはケニアですが、アンゴラからジンバブエに至るまで、世界中の半乾燥地帯で同様の事例が見られます。さらに、日本、インド、タイ、アメリカ南西部、ブラジルでも事例が記録されています。
砂ダムは、季節的に砂質となる河川の谷（ワジとも呼ばれる）の上流域および中流域に建設されます。通常、砂ダムは丘陵と平野の境界域、つまり河床勾配が0.2～4%の場所に建設されますが、極端なケースでは10～16%の傾斜地に貯砂ダムが建設されたこともあります（Nilsson 1988）。ダムは、岩盤または高度に圧縮された下層土の上に建設する必要があります。資材と労力を節約するという明白な理由から、川幅は適度に狭く、川岸は明確で安定しており、河床から数メートル以内に岩盤または不浸透性の下層土が必要です。岩の多い川岸や渓谷は、最も適した地形です。砂ダムの設置場所、設計、建設に関する詳細なアドバイスは、下記の団体やマニュアルから入手できます。
貯水池からの水の汲み出し
簡単な方法は 2 つあります。
- 砂に穴を掘ります。水は自然に表面に出てきます。生活用水用の穴は、家畜による汚染から保護する必要があります（アカシアのフェンスなどを使用するなど）。
- 砂の中に埋め込まれたスロットパイプで、ダムの壁を通過するか、川岸にある単純な手動ポンプに接続されます。
利点
- 低コストでメンテナンスも簡単：砂ダムは、雨水貯留方法の中で最も低コストです。他の技術に比べて3分の1から100分の1のコストで済みます。砂ダムは50年以上の耐用年数を持つように建設され、運用コストはゼロで、メンテナンスもほとんど必要ありません。
- 地域住民による所有と管理：砂ダムの多くは、地域住民が地元および国際開発機関の支援を受けて建設しています。地域住民による所有と管理が、砂ダムの成功の鍵となっています。
- 時間を節約し、食料生産と植林の増加を可能にします。半乾燥地域では、干ばつ期には水を汲むために1日に最大12時間も歩かなければならないこともあり、その水は飲料水として安全ではない場合が多いのです。水汲みのために時には一日中歩き回るという重労働から解放された農家は、食料生産を向上させ、余剰収入を生み出すことができます。
- 水不足の地域において、清潔で安全な水を一年中供給します。砂は大型の緩速ろ過装置として効果的に機能し、高品質の飲料水を生み出します。砂の下に水が保持されるため、蒸発は最小限に抑えられ、人々は水系感染症から守られ、蚊の繁殖も抑えられるため、マラリアの脅威も軽減されます。
- 健康、教育、地域社会への幅広い利益: 砂ダムが建設された地域では、水に関連する病気の劇的な減少、学校への出席率の向上、世帯収入と食糧生産の大幅な増加が地域社会で確認されています。
- ダムは地域の生態系を変革します。ダム背後の砂に蓄えられた水は水平方向に広がり、地下水位を恒久的に上昇させます。これにより、樹木が自然に生育し、地域の生態系を変革します。ダムは自然の緩衝地帯となり、洪水や干ばつの脅威を軽減し、半乾燥地域における気候変動の影響に対処するための地域社会のレジリエンス（回復力）を高めます。
ケーススタディ：ケニア、キトゥイにおけるコミュニティ開発における社会経済的取り組み
地球規模での気候変動とその影響は、アフリカの人口の大部分の生存を左右する生物物理学的、経済的、政治的、そして社会的なシステムに多大な圧力をかけています。（Zierrogel et al, 2009）
「気候変動は、特に貧困が蔓延し、自然環境への依存が強いアフリカにおいて、既存の問題を深刻化し、新たなリスクの組み合わせを生み出すと予想されています。」（Zierrogel et al. 2009）
キトゥイは東アフリカ、ケニア東部に位置する地域で、砂ダムプロジェクトは、同一または類似のシステムを導入した他の地域と比較して、比較的成功を収めています。キトゥイ地域には約500基の砂ダムが稼働しており、灌漑、家庭用、家畜の飼料供給など、生活用水や商業用水の貯留に役立っています。(Maurits, 2008)
キトゥイの砂ダムの有効性
この地域には500基以上のダムが設置されており、これらの砂ダムが地域社会にとって重要なニーズであることは疑いようがありません。下の画像は、キトゥイ地域における砂ダムの多様な利用方法の概要を示しています。(Lasagne, 2008)
画像: キトゥイにおける砂ダムの使用状況を示す表 (ラザニア、2008 年)
人々の福祉：これらのダムは、地域の厳しい気候条件により多くの河川や井戸が干上がる乾季に、 水の安全保障を提供します。（ラザニア、2008年）
自然の質：ダムは地下水位を上昇させることで生態系に水を供給し、周辺地域では樹木や植物が繁茂しています。（ラザニア、2008年）
食糧生産力：水資源へのアクセスにより、多くの人々が自給自足型農業や半商業型農業に従事しており、キトゥイ族の収入源と生計手段となっています。（ラザニェ、2008年）
工業利用：これらのダムは、大規模な工業生産のための水源として機能し、炭焼き、籠作り、レンガ積みといった経済活動に従事する人々にとって、地元住民に安定した収入源を提供しています。（ラザニェ、2008年）
砂ダム計画の障害
砂ダムプロジェクトには数多くの障害がありますが、特に顕著なのは雨期の不規則性、資金調達の遅れ、そしてプロジェクトを運営・維持するための共同プラットフォームの欠如です。(Lasagne, 2008)
結論
「砂ダムを利用している農家の平均収入は9,000ケニアシリング（120米ドル）増加しましたが、総流出量の3%未満しか利用されていません。10年後には、一人当たり約35米ドルの投資で、10万人以上が低コストの対策を通じて水へのアクセスを改善できると推定されています。」（ラザニェ、2008年）これらのプロジェクトに政府、非政府、そして地域社会の参加がさらに拡大されれば、キトゥイは干ばつ、飢饉、そして気候変動によるその他の影響と闘う農村コミュニティの能力を示す、世界的に有名なモデルケースとなるでしょう。
砂ダム建設団体
- ウトゥーニ開発機構（UDO は以前はエクセレント デベロップメント、ケニアという名前でした）
- サンドダムズワールドワイド（旧エクセレントデベロップメント）英国
- ケニアのサヘル・ソリューション財団（SASOL）
- ケニアのアフリカ・サンド・ダム財団（ASDF）
- アカシア研究所とRAIN財団
- アクション・マイクロ・バラージ（ブルキノファソ）を通じて活動するウォーターエイド
- 教会世界奉仕（ケニア）
- ダバネ・トラスト（ジンバブエ）
- メノナイト中央委員会はケニア、タンザニア、モザンビークの砂ダムを支持
- SOSサヘル、スーダンとケニアの砂ダムを支援
- VSFベルギー（ケニア）
- ワールドビジョン（ケニア）
ポーランド人道支援活動がケニアとマダガスカルでダム建設
参考文献
- マドレル、サイモン・R.著『砂ダム：実用・技術マニュアル』エクセレント・デベロップメント社、2018年6月。ISBN 978-1-9997263-0-0砂ダムマニュアル
- Hut R et al. 2008 貯砂ダムの地下水位への影響：ケニアの事例より、Physics and Chemistry of the Earth Vol. 33, no. 1-2, 56–66
- ^ ハットら 2008
参考文献
- 砂のダム：気候変動に対するローテク兵器、ニューサイエンティスト、2006年
- 二つの滝は互いの音を聞かない、エルツェン他 2009
- pdf 異なる空間スケールにおける貯砂ダムの水文学的プロセスの測定とモデリング、Quilis et al. 2008
- Ertsen, M., & Hut, R. (2009). 二つの滝は互いの音を聞かない．ケニアにおける貯砂ダム，科学，そして持続可能な開発．『地球の物理と化学』第34巻第1-2号，14-22ページ．2016年1月30日閲覧．
- Hut, R., Ertsen, M., Joeman, N., Vergeer, N., Winsemius, H., & Giesen, NV (2008). ケニアの事例における貯砂ダムの地下水位への影響. 『地球の物理と化学』第A/B/C部, 33(1-2), 56-66. 2016年1月30日閲覧。
- Lasage, R., Aerts, J., Mutiso, G., & Vries, AD (2008). 干ばつに対するコミュニティベースの適応の可能性：ケニア・キトゥイの砂ダム. 『地球の物理と化学』第A/B/C部、33(1-2), 67-73. 2016年2月1日閲覧。
- マドレル、サイモン・R.著『砂ダム：実用・技術マニュアル』エクセレント・デベロップメント社、2018年6月。ISBN 978-1-9997263-0-0[1]
- Quilis, RO, Hoogmoed, M., Ertsen, M., Foppen, JW, Hut, R., & Vries, AD (2009). 異なる空間スケールにおける貯砂ダムの水文学的プロセスの測定とモデリング. 『地球の物理と化学』第34巻(4-5), 289-298. 2016年2月1日閲覧。
- Villavicencio, G., Espinace, R., Palma, J., Fourie, A., & Valenzuela, P. (2014). 地震多発国における砂尾鉱ダムの崩壊. Canadian Geotechnical Journal Can. Geotech. J., 51(4), 449-464. 2016年2月1日閲覧。
- Ziervogel, G., & Zermoglio, F. (2009). アフリカにおける気候変動シナリオと適応戦略の策定：課題と機会. Climate Research Clim. Res., 40, 133-146. 2016年1月28日閲覧
外部リンク
