原題は『River and Canal Engineering』、著者は E. S. Bellasis で、河川土工の詳細が語られています。
　例によって、プロジェクト・グーテンベルグさまに御礼もうしあげる。
　図版は省きました。
　以下、本篇です。

* プロジェクト グーテンベルク電子書籍「河川および運河工学、開水路の特性、およびそれらに対処するための原則と方法」の開始。*
私

ii

河川・運河工学
同じ著者による

作業台付き油圧装置。第2版。図160点、xii + 311ページ、8冊（1911年）。

12/-ネット。

パンジャブ川と作品集。第2版。図版47点、viii+64ページ、フォリオ（1912年）。

8/-ネット。

灌漑施設（印刷中）。図版27点、vi+130ページ、8vo（1913年）。

6/-ネット。

船による吸引力。わかりやすい言葉で解説。図版2枚、26ページ、8冊、製本（1912年）。

1/- ネット。

E. & FN SPON, LTD.、ロンドンiii

河川・運河
工学

開水路の特性とそれに対処するための原則と方法

による

ES BELLASIS、M.Inst.CE、
インド公共事業局灌漑部門の監督エンジニア

72 イラスト

ロンドン
E. & FN SPON, Ltd., 57 HAYMARKET, SW

ニューヨーク
SPON & CHAMBERLAIN, 123 LIBERTY STREET
1913
iv

v

目次
第1章
はじめに
記事 ページ

1. 予備的見解 1
2. 被験者の要約 1
3. 工事の設計と施工 3
4. 開水路の水理学 4
   第2章
   降雨
5. 降水量統計 6
6. 利用可能な降雨量 9
7. 降雨量の測定 13
8. 森林と植生の影響 14
9. 短期間での激しい落下 15
   第3章
   ストリームに関する情報の収集
10. 予備的見解 18
11. 流量計 19
12. 平面図と断面図 21
13. 退院時の観察 21
14. 流量曲線と表 23
15. 小川 24
16. 断続的なストリーム 25
17. 備考 266
    第4章
    河川の堆積作用と洗掘作用
18. 予備的見解 27
19. ロール材 29
20. 懸濁液で運ばれる物質 31
21. 調査方法 33
22. シルトの量と分布 35
23. 実用的な公式と図 37
24. チャネルの両側でのアクション 40
25. ベンズでのアクション 42
26. ストリームの一般的な傾向 45
    第5章
    堆積または洗掘を増加または減少させる方法
27. 予備的見解 48
28. 洗掘の増加または沈泥の減少 48
29. シルト堆積物の生産 51
30. 分岐における取り決め 53
31. 川に頭首工を備えた運河 54
32. ベッドの保護 58
    第6章
    銀行の保護のための活動
33. 予備的見解 60
34. スパーズ 61
35. 堤防の連続ライニング 64
36. エプロン付きヘビーストーンピッチング 71
    第7章
    河川の転流と閉鎖
37. 転換 73
38. 流れの閉鎖 75
39. ストリームの閉鎖の例 80七
    第8章
    河川の整備と運河化
40. 予備的見解 84
41. 浚渫と掘削 84
42. 幅の縮小 85
43. 深さまたは水位の変化 88
44. トレーニングと導水 89
    第9章
    運河と導管
45. 銀行 92
46. 航行運河 93
47. ロック 96
48. その他の人工チャネル 100
    第10章
    堰と水門
49. 予備的見解 102
50. 堰の一般的な設計 105
51. 砂質土または多孔質土の堰 106
52. 堰の種類 111
53. 水門付き堰 115
54. 落ちるシャッター 121
55. 調節可能な堰 126
56. 水門に関する注釈 128
    第11章
    橋梁とサイフォン
57. 橋 132
58. サイフォンと暗渠 135
59. トレーニングワークス 1368
    第12章
    排水と洪水
60. 予備的見解 141
61. 小川 141
62. 河川 146
63. 洪水の予測 150
64. 洪水の防止 153
65. 水位を下げる 154
66. 洪水堤防 156
    第13章
    貯水池とダム
67. 貯水池 162
68. 貯水池の容量 167
69. 土手ダム 174
70. 石積みダム 181
    第14章
    潮汐水と工事
71. 潮汐 190
72. 潮汐河川 192
73. 潮汐河川における作業 196
74. 潮汐河口 197
75. 潮汐河口での作業 198
    第15章
    河川砂州
76. デルタ河川 203
77. その他の川 205
    付録A.河川の水理学における誤解 209
    付録B.ピッチングとベッドの保護 212
    索引 213
    9

序文
本書の目的は、オープンストリーム工学に採用されている原理と実践を解説することです。本書の内容が目的に対してやや小さすぎるように思われるかもしれませんが、それは構成と文言への配慮によるものであることをご理解いただければ幸いです。

情報源は本文中で明示されているが、クーパーズ ヒル カレッジのアンウィン教授の講義、ハーコートの河川と運河に関する大著、降雨量に関するビニーの論文1、ティスタ川の閉鎖に関するショーの論文、可動堰と河口に関するハーコートの論文、貯水池に関するストレンジの論文、石造ダムの応力に関するオットリーとブライトモア、ゴアとウィルソン、ヒルの論文、多孔質基礎の堰に関するブライの論文2、貯水池容量に関するディーコンの論文3、インド政府のスプリングの論文「導水堤防システムの河川管理」、およびサーヒンド運河の堆積と洗掘に関するケネディの意見を含むパンジャブ政府の論文は特に言及されるべきである。最後に述べた 2 つの論文は容易に入手できないが、非常に興味深い内容が含まれている。大量の詳細や図表によって隠れてしまうことが多い重要なポイントを抽出しました。4×

沈泥と洗掘（第 4 章）については、すでに水理学5で取り上げられていますが、その後さらに情報が明らかになったため、この主題は新たに扱われ、内容が書き直されました。

ESB

チェルトナム、1913年5月1日。1

河川・運河工学
第1章
はじめに
1.予備的考察 —河川・水路工学は、開水路を流れる水流の特性、ならびにそれらの取り扱い、改変、および制御において従うべき原則と手法を扱う工学の一分野です。自然水路と人工水路を一概に区別する必要はありません。灌漑用水路やその他の人工水路の中には、河川と同程度の規模で、多くの点で共通するものがあります。いずれの分類にも当てはまる特別な説明は、必要に応じて行います。
2.主題の概要—本書の第2章では、河川に関する情報収集について述べます。これは、河川に関連した大規模な作業に着手する前に、そして多くの場合、作業を実施するかどうかを決定する前にも必要な手順です。第3章では降雨量を取り上げ、技術者が河川を扱う際に降雨量データと統計をどのように活用できるかを説明します。
第4章では、沈泥作用と洗掘作用の法則について説明しているが、これは非常に重要であり、 2通常の注意では不十分である。河川の一般的な特徴は、沈泥や洗掘の傾向に完全に起因しており、本章ではそれらについて論じる。第5章では、状況によっては、沈泥や洗掘が人為的に誘発または抑制される可能性があると説明する。

第6章では、侵食や損傷から河岸を守る様々な方法について解説します。第7章では、河川の転流や新たな水路の開設、そしてその反対である水路の閉鎖について扱います。水路が流れている状態では、閉鎖は非常に困難な場合があります。また、浚渫と掘削についても解説します。

第8章では、河川整備について論じます。これは通常、河川を航行可能にするため、または既存の航行能力を向上させるために行われますが、他の目的で行われる場合もあります。この種の工事の主な特徴は、河川を狭く深くすること、多くの場合、流速と勾配を低下させること、そして一般的には水位を上げることです。この種の工事では、水路を完全に作り直したり、新たな区間を建設したりすることもあります。第9章では、土や石で作られた人工水路について扱い、航行用水路も含みます。6

第10章と第11章では、主要な石積み工事または独立した構造物（水路の相当な長さにわたる一般的な工事とは区別して）について扱い、その水理容量に影響を与える設計原則について論じる。アーチや擁壁の厚さなど、あらゆる種類の工事に適用される一般的な設計原則は、 3壁などは考慮されていません。一般的なエンジニアリング設計に関する書籍に記載されています。

第12章では、暴風雨と河川の洪水について扱い、洪水の排水と洪水の軽減・防止のための工事設計方法を示す。主要な対策の一つである水路拡幅と水位低下は、導水工事で採用されているものとは逆の手法である。洪水を阻止するための堤防についても扱う。 第13章では、土堰堤や石積みダムの設計を含む貯水池について扱う。

第 14 章と第 15 章では、潮汐、河口、河口、およびそれらに関連する作業、つまり河口の整備と砂州への対処法について取り上げており、いずれの場合も水路の航行能力の向上が目的となっています。

3.工事の設計と実施 —大規模かつ重要な工事においては、対象となる河川に関する十分な情報を得た後、その工事によってもたらされる影響について綿密な計算が行われます。これらの影響は必ずしも正確に予測できるとは限りません。場合によっては、完了した部分の有用性を損なうことなく、工事を途中で中止したり、完了した工事にある程度の変更を加えたりできるような調整が可能な場合もあります。
後述するように、水路制御工事においては、工事の種類や工法には相当な選択肢があります。実際には、特定の地域において、特定の種類の工事を優先する理由がある場合や、あるいは、特定の種類の材料や器具がより安価に入手できるなどの理由で、選択肢が限られている場合が一般的です。 4特定の種類の工事が既にその地域で成功裏に実施されている、あるいはその地域の人々が特定の種類の工事や建設方法に慣れているといった理由から、他の場所よりも容易に施工できる場合もあれば、あるいは人里離れた場所では、その場所の近くにある手段で容易に修理したり整備したりできないような工事を避けることは、往々にして望ましくない。

樹木、杭、柴などの腐りやすい材料は、永続的な成果を生み出すことはできないと言われることがあります。しかし、長期間、あるいは永久に持続する成果を生み出すことは可能です。材料が腐る頃には、大きな変化が起こり、砂利やシルトが堆積して植物に覆われ、元の状態に戻る可能性はほとんどないかもしれません。もし、より耐久性のある材料を使用する費用がかかっていたとしたら、これらの工事はそもそも行われなかったかもしれません。ミシシッピ川では、大量のファシネ（粗朶）を用いた工事が行われてきました。

4.開水路の水理学。河川の任意の区間が、例えば幅が広くなったり、狭くなったり、深くなったりして水位が変化すると、その区間の上流のある距離では水位も変化し、徐々に減少していきます。また、その区間の最下流部でも水位の変化は徐々に減少し、その区間の最下流端では変化はなくなります。次に低い区間では変化はありません。したがって、水位の変化を区間全体に完全に反映させたい場合、水路の変化をさらに下流まで伝える必要があります。堰が 5建設後は、上流域における水位の損失による場合を除き、下流の水位に変化はありません。上記の点は、実際には水力学に関する問題ではありますが、非常に重要であり、非常に一般的に応用できるため、ここで言及しました。
開水路の水理学に関する事柄は、曖昧な表現や誤った意見が飛び交いやすいという奇妙な傾向がある。河川が岸に向かって流速を変えると、分水路や支流の流量に重大な影響を与えるとされることがある。その影響は単に「接近速度」によるもので、周知のとおり、通常の速度では全く小さく、落差のわずかな増加に相当するに過ぎない。狭い橋やその他の構造物は、橋を通る水面の落差を観測することなく、水流を著しく「阻害する」と言われることがある。この落差こそが、真の阻害度を測る唯一の尺度なのである。76

第2章
降雨
1.降雨量統計— 年間平均降雨量は地域によって大きく異なります。イングランドでは、ケンブリッジシャー州ハンスタントンの約20インチから、カンバーランド州シースウェイトの約200インチまで変化します。インドでは、シンドの一部で2～3インチから、東ヒマラヤのチェラプンジでは450インチ以上まで変化します。
雨は海を渡る風によってもたらされます。したがって、どの国でも降雨量は、海から吹く卓越風が長距離を海を越えて吹き渡る地域で一般的に最も多くなります。降雨量は丘陵地帯で他の地域よりも多くなります。これは、標高の高い場所では気温が低いためです。丘陵地帯に当たる湿った空気の流れは上方に逸らされ、冷却されて水蒸気が雨になります。この作用は、丘陵地帯が高くない場合、空気の流れが丘陵地帯を通過するまで十分に効果を発揮しないことがあります。そのため、風下斜面の降雨量は他の地域よりも多くなりますが、内陸部や標高の高い山脈では、降雨量は一般的に風上側で最大になります。

そのため、それほど離れていない場所でも降雨量が大きく異なることがあります。その極端な例が、 7ボンベイヒルズでは、わずか 10 マイル離れた 2 つの観測所の平均年間降水量は、それぞれ 300 インチと 50 インチです。

温帯気候で​​は、降雨量は一般に年間を通じて分散しますが、熱帯地域では、大部分の降雨量が数か月間に降ることがよくあります。

ある場所における降下量は年によって大きく異なります。ある場所について真に信頼できる数値を得るには、その場所における観測期間を30年から35年にわたって行う必要があります。そうすれば、年間降下量の平均値はおそらく2%以内の精度で得られるでしょう。より短い期間の観測から推定される結果の精度は、以下のとおりです。

年数 25 20 15 10 5
エラーパーセント。 3 3¼ 5 8 15
これらの数値は、ビニー（Min. Proc. Inst. CE、第19巻）が、世界各地の多くの地点で長期間にわたって得られた降水量の数値を調査した結果から推定したものです。もちろん、誤差はプラスまたはマイナスになる可能性があります。これらは実際に得られた誤差の平均であり、それ自体が変動する可能性があります。例えば、5年間の15%の誤差は16%または13%になる可能性があり、10年間の8%の誤差は8.5%または7.5%になる可能性があり、他の期間についても同様の変動が見られますが、これはごくわずかです。

ビニーの数値によると、最も乾燥した年における降水量と平均年間降水量との比率は、平均で-51～-68、平均で-60となっている。また、最も雨の多い年における降水量と平均年間降水量との比率は、平均で1.41～1.75、平均で1.51となっている。インドでは、平均は-50と1.75である。 8これらの数値は、年間降水量の最大値と最小値を推定する手段としては有用ですが、複数の場所における平均値です。特定の場所における最大降水量は、平均年間降水量の 2 倍になることもあります。インド、モーリシャス、マルセイユの一部の場所で、最大降水量は平均年間降水量の 2.5 倍となっています。インドにおける最小降水量は、平均の -27 程度まで低下することがあります。イングランドでは、乾燥した年の降水量が平均年間降水量の -30 に過ぎなかったことが、少なくとも一度は確認されています。ビニーの数値によると、最も乾燥した 3 年間の平均降水量 (全場所の平均) は、平均年間降水量の約 -76 です。上記の数値は、特定の国について言及されている場合を除き、すべての国、降雨量の多い場所と少ない場所に当てはまります。しかし、極端に乾燥した場所では、変動がはるかに大きくなる可能性があります。クラチーでは、年間降水量の平均はわずか 7.5 インチですが、非常に雨の多い年には降水量が年間降水量の 3.73 倍、非常に雨の少ない年には降水量が年間降水量の 3.07 倍にしかならないことが分かっています。

英国では、最も乾燥した年における、どの場所でも推定降雨量は平均年間降雨量の-63とみなすことができます。2年、3年、4年、5年、6年連続の乾燥した年については、-72、-77、-80、-82、-835となります。これらの数値は、貯水池の容量を計算する際に重要です（第 13章第2条）。

何らかの作業において正確な降雨量統計が必要な場合は、対象地域の降雨量を特別に調査し、可能な限り長期間にわたり地域ごとの降雨量データを入手する必要があります。雨量計を1つ設置する必要がある場合が多く、対象地域が広大であったり、標高の異なる複数の地域にまたがっている場合は、複数の雨量計を設置する必要があります。 9時には、データを収集できる期間が 1 年程度しかないこともあります。このような場合は、観測された降雨量と、定期的に記録が保管されている最寄りの観測所における同期間における降雨量の比率を計算します。この比率は全期間にわたって有効であると仮定されるため、新しい観測所の推定降雨量は、通常の観測所で記録が保管されている期間全体にわたって得られます。英国降雨量機構の刊行物には、降雨量に関する膨大な情報が掲載されています。広い地域では 500 エーカーごとに 1 つの雨量計を設置し、狭い地域ではそれ以上の雨量計を設置する必要があります。谷の場合は、最深部に沿って少なくとも 3 つの雨量計（最高地点に 1 つ、最低地点に 1 つ、高さの中間に 1 つ）を設置し、中央の雨量計の反対側の両側に 2 つの雨量計を設置する必要があります（Ency. Brit.、第 10 版、第 33 巻）。通常の雨量計がその地域の降雨量を正確に表しているかどうかを確認するために、短期間だけ追加の雨量計を設置することもあります。そうしない場合は、これに対して何らかの配慮がなされる可能性がある。

2.利用可能降雨量— 河川が排水する地域は、「集水域」または「流域」と呼ばれます。集水域における利用可能降雨量は、総降雨量から蒸発量または植生に吸収される量を差し引いたものです。蒸発は主に地表から直接起こるわけではありません。雨水は地中に浸透し、その後蒸発します。利用可能降雨量はすべて河川に直接流れ込むわけではありません。一部は地中深くまで浸透して湧水となり、数ヶ月後に河川の流量を増大させ、乾期には水量を維持します。特定の集水域における利用可能降雨量は、その地域の「揚水量」として知られています。10
利用可能な降雨量の推定は、主に、都市給水や灌漑用に貯水池に水を貯める場合に必要となる。総降雨量に対する利用可能な降雨量の比率は、主に集水域の地表の性質と傾斜、気温と乾燥度、そして降雨量と分布によって決まる。降雨量が多い場合、この比率は少ない場合よりもはるかに大きくなる。また、地面がかなり乾燥していて気温が高い場合（イングランドの夏のように）、降雨量のほぼ全てが蒸発する可能性がある。しかし、地面が湿っていて気温が低い場合（イングランドの晩秋や冬のように）、降雨量の大部分は流失する。1893年から1900年までの18年間、テディントンにおけるテムズ川の平均流量は、水道会社による取水量を考慮した後、7月、8月、9月には12%であった。 1960年代後半、スペインの河川は流域降雨量の6.9インチ（約17.3cm）を流量で流し、1月、2月、3月には5.9インチ（約17.3cm）の60%を流量で流しました。年間降雨量は26.4インチでした。スペインの河川の中には、降雨量の多い年には降雨量の39%、少ない年には9%を流量で流すところもあります（Min. Proc. Inst. CE、第117巻）。河川の流量は必ずしも降雨量の多い月、あるいはその年に最大になるとは限らないのです。

右の表は、降雨量と河川流量を比較した数値を示しています。ケープタウン近郊の2208エーカーの地域における事例は、バートレットの論文（Min. Proc. Inst. CE、第138巻）に記載されており、雨期の降雨量の一部が地下水供給量の増加に寄与し、それが乾期の流量維持につながったことが数値で示されています。11

場所。 集
水域。
観察が延長された期間
。 観測された総
降水量
。 利用可能な
降雨量。 備考
エーカー。 インチ。 合計に対する比率。
インド中部、ナグプール 4,224 6月から9月
（モンスーン期）。 44 ·40
インド中部、ナグプール 4,224 （モンスーン期）。 30 ·27
南インドのメルカラ 48 一年中。 119 ·37 花崗岩の上にある砂利質の土壌。
ケープ植民地のキングウィリアムズタウン 67,200 一年中。 27 ·21 森と茂みのある丘。
ケープタウン近郊、ケープコロニー 110 5月から10月
（雨季）。 31.5 ·51 禿げた丘。
ケープタウン近郊、ケープコロニー 2,208 （雨季）。 43 ·40 禿げた丘。
メルベリー・ムーア、デヴォンシャー … 一年中。 50·7 ·54
ニューポート、モンマスシャー … 一年中。 40 ·40
ニューポート、ワイト島 … 一年中。 32 ·40
ニューサウスウェールズ州ネピアン川流域 284平方マイル 一年中。 44·3 ·44 むき出しの、荒れた地面。
ニューサウスウェールズ州カタラクト川流域 70平方マイル 一年中。 54 ·45 むき出しの、荒れた地面。
12

以下の記述は、利用可能な降雨量が年によってどのように変化するかを示しています。数値は、ニューサウスウェールズ州カタラクト川の50平方マイルの集水域におけるものです（Min. Proc. Inst. CE、第131巻）。

年。 降雨。 利用可能な
降雨量。 備考
インチ。 合計に対する比率。
1895 34.1 ·84 飽和地域に大雨が降っています。
1896 33.7 ·28 均等に分散された落下。
1897 44.7 ·49 5月は大雨。
1898 56·4 ·45 2月の大雨（15インチ）。
1899 54.9 ·43 8月の大雨（11.5インチ）。
1900 26.1 ·50 5月と7月には大雨が降ります。
1901 37.4 ·11 均等に分散された落下。
1902 29.9 ·06
1903 41.7 ·23 大きな落下はありません。
利用可能な降雨量が月ごとにどのように変化するかは、マサチューセッツ州のサドベリー川の 1905 年の数値を示す次の記述に示されています。

月。 降雨。 利用可能な
降雨量。
インチ。 落下率。
1月 5·3 48
2月 2·2 24
行進 3·2 142
4月 2·7 104
5月 1·3 40
6月 5·0 16
7月 5·5 6
8月 2·7 8
9月 6·9 31
10月 1·5 18
11月 2·1 23
12月 4·0 40
合計 42·3 平均 39.5
13

ランキンは、利用可能な降雨量と全降雨量の比率を、急峻な岩場で 1.0、荒野や丘陵の牧草地で -8 ～ -6、平坦な耕作地で -5 ～ -4、白亜ではゼロとしている。これらの数字はあくまでも大まかなものである。岩や牧草地の数字は高すぎる。蒸発や吸収による損失は降雨量に比例しない。損失はどの地域でもほぼ一定量だが、降雨量が多いときにはいくらか増加すると考えたほうがはるかに正確である。英国における利用可能な降雨量は一般に過大評価されている。時には全降雨量の -60 とみなされてきた。より一般的には、損失は 13 ～ 15 インチとされている。これは、降雨量が約 80 インチで、土壌が主に岩で構成され、部分的に荒野や牧草地に覆われている西部の山岳地帯には当てはまる。国内の他の地域、特に平坦な場所では、損失は 17 ～ 20 インチになることが多い。しかしながら、上記の数値はすべて一般的な平均値です。どの国、どの場所においても利用可能な降雨量を正確に推定するには、経験と判断力、そして類似した事例のデータがどの程度入手可能かに大きく依存します。短期間における飽和状態の土地からの「流出」については、 第12章第1条および第2条を参照してください。

3.降雨量の測定。雨量計は地面に立てて設置し、いかなる物体にも遮られないようにする必要があります。一般的な雨量計は短い円筒形で、多くの場合、先細りの部品でより長い直径の小さい円筒に接続されています。この円筒形の中に雨水が安全に蓄えられ、目盛り付きの棒で測定されます。直径が上部と全体にわたって同じ場合よりも、より正確な測定が可能です。 14他の場合には、水はシリンダーから測定容器に注がれます。雨量計の上部が地面と同じ高さになるように設置した場合、雨量計の外側に落ちた雨は雨水に跳ね返り、雨量計が溝で囲まれていない限り、測定値に悪影響を与えます。通常、雨量計の上部は、地面から 1 ～ 3 フィートの高さにあります。地面から 1 メートルの高さにある場合、記録される雨量は、風によって渦や流れが生じ、雨量計に落ちるはずだった雨滴が運び去られるため、平均して本来よりも 6 パーセントほど少なく記録されると言われています。風速は地面からの高さとともに増加し、雨量計の誤差も増大します。渦を取り除く装置は、Boernstein と Nipher ( Ency. Brit.、第 10 版、第 18 巻) によって発明されましたが、まだ一般には普及していません。Boernstein の装置は、Eskdalemuir で実験的に使用されています。地面が草で覆われている場合は、水しぶきがあまり発生しないと思われます。そのような場合には、ゲージの上部が地面から 1 フィート上にあるため、誤差が非常に小さくなります。
地面が最初は水平で、その後隆起し、その後再び水平になった場合、斜面の麓にある雨量計は、斜面を吹き上げる卓越風の影響で、多すぎる雨量を示し、斜面の頂上を少し越えたところにある雨量計は少なすぎる雨量を示します ( Ency. Brit.、第 10 版、第 33 巻)。

4.森林と植生の影響 —地面が植生、特に森林に覆われている場合、葉などから形成された腐植土やカビが水分を吸収・保持します。これは貯水池のような働きをするため、流出はゆっくりと起こり、侵食は徐々に進行します。 15土壌の浸食は抑制されます。樹木やその他の植生の根は土壌を固める役割も果たします。植生と森林は洪水の規模を緩和し、河川に流入するシルトの量を減らします。また、直射日光から地面を遮り、蒸発を抑制します。その結果、全体として利用可能な降雨量が増加します。森林は気候をより穏やかにし、気温を下げる傾向があるため、少なくとも丘陵地帯では、実際の降雨量をある程度増加させます。
森林が伐採され、耕作地が建設されると、土壌の耕作は森林の腐植土と同様に機能し、作物が樹木に取って代わります。米国では、洪水を緩和し、土壌の荒廃を防ぐ上で、耕作は森林と同様に有益であるとされています ( Proc. Am. Soc. CE、vol. xxxiv.)。しかし、森林が伐採されても、少なくとも丘陵地帯では、必ずしも耕作地が建設されるわけではありません。森林破壊を阻止したり、裸地を植林または再植林したりする措置は、河川の治水体制や水供給の問題に関係する場合があります。ライン川では、洪水の激しさが増した原因は、明らかに流域の森林伐採によるものでした。

森林は雪解けを防ぐ貯水池の役割を果たすと一般的に言われています。しかし、上記の論文ではこの点に異論があり、森林がない場合、雪は非常に深い吹きだまりを形成し、森林の雪が消えた後も、この吹きだまりが非常にゆっくりと溶けて貯水池として機能すると述べられています。

5.短期間の豪雨。雨水を貯めたり利用したりせずに、排水しなければならない場合、最も起こりうる最大降雨量を大まかに見積もることが最も重要です。正確な見積りは不可能です。 16短期間で。これは平均年間降水量と大まかな比率です。24時間で観測された最大降水量は、英国では一般的に平均年間降水量の5～10％ですが、ある時は20％に達したこともありました。また、熱帯地方では10～25％です。特定の場所の実際の数値は降水記録から抽出できますが、それを超える可能性を考慮する必要があります。英国で24時間に観測された最大降水量は7インチ、インドでは東ヒマラヤで30インチです。
しかし、24時間よりもはるかに短い期間についても考慮する必要があります。シャミエ（Min. Proc. Inst. CE、第134巻）は、ニューサウスウェールズ州に適用される以下の数値を示しており、シャミエは、これらの数値が安全を最優先に考慮した上で、他の国々にとっても妥当な指針となると考えています。

落下時間（時間） 1 4 12 24
最大日降水量に対する降水量の比率 ¼ 1/2 ¾ 1
上記の数字はイギリスではおそらく問題ないだろう。しかしインドでは状況は全く異なる。インドでは以下の減少が観測されている。

期間。 秋。 時間あたりの料金。 備考。
インチ。 インチ。
7時間 10 1·43
4.5時間 7·7 1·7
2時間 8 4
1時間 5 5
20分 1·6 4·8
10分 1 6
17

年間降雨量が30インチ以下のアッパー・ジェルム運河源流付近では、10分間に1インチの降雨が頻繁に観測されています（第12章第1条も参照）。東ヒマラヤの一部の地域では、1日に30インチの降雨があり、1時間に8インチの降雨があった可能性があります。イングランドでは、1時間に4インチの降雨がありました。短期間に最も激しい降雨が発生するのは、通常、最も雨の多い年ではなく、非常に乾燥した年に発生することがあります。また、常に非常に雨の多い日に発生するわけでもありません。18

第3章
ストリームに関する情報の収集
1.予備的考察— 河川に関して必要な情報は、河川の特性と、実施する作業の性質によって異なります。ここでは、河川が大きく、かつ恒常河川であると仮定します。その他の種類の河川については、第6条および第7条で扱います。恒常河川である大規模な河川を扱う場合、ほとんどの場合、おおよその最高水位と最低水位を知る必要があります。これらは通常、現地での調査と水位の観測を組み合わせることで確認できます。しかし、既知の最高水位よりも高い水位や、既知の最低水位よりも低い水位が発生する可能性は常に存在し、ある程度は考慮に入れる必要があります。航行が既に行われている場合、または航行が計画されている場合は、航行に支障のない最高水位と最低水位を把握する必要があります。このような最高水位は、主に橋の高さによって決まります。また、ほとんどの場合、かなり大規模な計画も必要です。
洪水を防ぐための堤防を、その工事によって洪水位が著しく影響を受けないほど大きな川沿いに建設する場合、実際の洪水位と、堤防がどの程度洪水に影響するかに関する情報のみを入手する必要があるかもしれない。 19河川は河岸を侵食しやすい。河岸の一部を洗掘から守る必要がある場合、河床と河岸がどのような材料で構成されているのか、また河川が変化しやすいかどうか、またその程度はどの程度なのかを知る必要がある。また、水が固形物を運ぶかどうかも知っておくことが望ましい。これらの固形物は、いくつかの種類の護岸工事で利用される。

しかし、河川に大きな支障をきたす場合には、水位、河道の変化、固形物の輸送だけでなく、河川の縦断形状や横断面、そして水位の変化に応じた流量など、河川に関する完全な情報が必要となります。特に、年間の様々な時期や洪水時の水位と流量に関する情報の収集には、かなりの時間を要する可能性があります。

河川水中に含まれるシルト量を確認する方法については、『水理学』第4章第4条に記載されています。 河川は依然として大規模で常流であると想定されているため、必要なその他の情報については、本章第2条から第5条に記載されています。ただし、必要な情報の精度は作業の重要度に応じて異なり、場合によっては手順を簡略化できます。流量や地表勾配の観測に使用される計測機器や方法、計測器に関する詳細な説明は、『水理学』第8章 および付録Hに記載されています。

2.流量計。—対象とする河川が人工河川でない限り、対象区間における流量は均一とは考えにくい。ある地点における水位の上昇と下降は、 20したがって、別の地点の水位から水位を正しく推測することはできない。毎日読み取るか、あるいは自動的に水位を記録する計器を 2 つ設置し、関係する流域の両端近くに 1 つずつ設置し、流域が非常に長い場合は中間の計器を設置することが望ましい。流域内またはその付近に、定期的に読み取られる計器がすでにある場合は、新しい計器を 1 つだけ設置し、水位の適切な範囲が得られる期間だけそれを読み取り、古い計器の読み取り値と比較するだけで十分な場合がある。そうすれば、観測された水位の範囲外にある新しい計器の読み取り値を推測することができるが、水流が非常に不規則な場合は、多少問題が生じる可能性がある (第 4 条)。
流路が変化する大きな河川の場合、水位計の指示値は水位を正確に示さない。言い換えれば、水位計から流路の両端までの距離は変化する可能性がある。これは、河川が安定していて水位計を移動させた場合と同じである。このような河川では、精度が求められるならば、流路が変化する場合でなければ1つしか設置されない地点ごとに、2つ以上の水位計を設置する必要がある。また、河岸の浸食や砂州の形成により、水位計を移動させる必要が生じることも少なくない。可能であれば、水位計は河川の概ね方向に対して直角に敷設された固定線上に設置するべきである。移動させる際は、移動時の新しい地点における水位計の指示値が移動前と同じになるように、水位計のゼロ点を調整する必要がある。水位計を元の場所に戻す際は、ゼロ点を元の水位に戻す必要があるが、これにより水位計の急激な上昇が生じる可能性がある。 21この段落の最初の文で述べた理由による読み方。

3.平面図と断面図— 測量と平面図を作成し、その上に縦断線と横断線を描き、横断面の測量を行うことは、測量における通常の作業である。浸水の恐れがある土地がある場合は、その境界を平面図と横断面のいくつかに示す必要がある。水深が浅くない限り、水準測量によって水位から河床高を求める必要がある。水位に杭を立て、その高さを測量によって測定しておく必要がある。すべての断面は、ある特定の時点における水位を示すべきであるが、測量の進行中に水位が変化する可能性もあるため、これを考慮に入れる必要がある。すべての横断面と河川の両岸（対岸の水位は必ずしも同じではないため）の杭は、例えば、水位が安定した時点まで打ち込み、その後、水位の変化を記録し、それに応じて測量を修正することができる。
水路にどのような変化が起こっているかを確認するためには、間隔をあけて測深を繰り返す必要があり、岸の浸食が大きい場合には新たな計画を立てる必要があるかもしれない。

4.流量観測。大規模な河川では、横断面を測り、流速を測定することで流量を観測する必要がある。水位に十分な範囲があれば、十分な数の流量を実際に観測することができる。水深や流速の関係で満水時に測深ができない場合は、過去の測深結果から推定する必要があるが、この方法では河道の変化を考慮することができない。 22流量は時として大きく、急激です。水位範囲が十分でない場合は、ある水位における流量は他の水位における流量から計算する必要があります。この場合、表面勾配の観測が必要となり、観測範囲において水路の急激な変化が生じないように排水地点を選定する必要があります。この長さは、水面の落差が正確な観測を可能にするのに十分な大きさである必要があります。流速と断面積がこの長さ全体にわたってほぼ均一である場合、または長さの一方の端で最大になり、もう一方の端で最小になるなど規則的に変化し、両端の断面積の差が10～12%以内である場合、通常の方法で長さの中央部で流速と断面積を観測できます。そうでない場合は、全長にわたって間隔をあけて観測するか、少なくとも断面積の小さい場所と大きい場所の2か所で観測し、その平均値をとらなければなりません。あるいは、一つの断面のみで流速を観測し、他の断面については単純な比例関係と平均で計算する。係数Cは、式C = V/√(RS)から求められる。水位が上昇または下降した場合の流量を求めるには、表からCの値を調べることでRの変化に対応するCの変化を推定し、新しいCとRの値、そして新しい断面積を用いて流量を計算する。ただし、水位の変化によってSが変化する可能性のある水路の場合は、この変化を考慮する必要がある。このような変化は、 23不規則性の相対的影響の変化は、観測が行われた長さまたはその長さの下流のいずれかで発生します。河床の不規則性の影響は、干潮時に最大になります。横方向の狭まりの影響は、満潮時に最大になります。S が 10 パーセント変化しても V は 5 パーセントしか変化しないため、通常は、観測された実際の水面を縦断面に描き、新しい水位の推定表面をスケッチするだけで十分です。排水地点の下流の長距離にわたって水路全体がかなり規則的である場合、勾配観測を行う必要はなく、V を見つけるために複数の断面を作成する必要もありません。ただし、変化した C の値は、上記で示した方法で推定する必要があります。この目的には、S の推定値であればどれでも十分です。
5.流量曲線と流量表 —通常、観測流量を縦軸、水位計の指示値を横軸にプロットすることで、流量曲線を描き、そこから流量表を作成することができます。水路が堅固な材質で変化しにくい場合を除き、観測流量には矛盾が生じ、プロットされたすべての点を規則的な流量曲線が通らない可能性があります。矛盾が深刻でない場合は無視し、すべての点にできるだけ近づくように曲線を描くことができますが、そうでない場合は問題や不確実性が生じる可能性があります。水路に変化が生じていないかどうかを確認するために、測深結果を比較する必要があります。そのような変化が矛盾の原因とならない場合は、記録された流速のいくつかに原因を探す必要があります。風など、これらの誤差要因が見つからない場合は、流速が表面の変化によって影響を受けている可能性があります。 24下流側の水路に何らかの変化が生じ、勾配が変化する可能性があります。この説明がつかない場合、不一致の原因は不明とする必要があります。水路が不安定で精度が求められる場合は、断面積と流速を定期的に表にまとめたりプロットしたりして、変化を観察・調査する必要があります。そのためには、表面勾配の観測を行うか、勾配の変化を示す追加の測定器を設置する必要があるかもしれません。
排水地点の下流に、流入水量が変化する場所や、水門や水門が操作される場所があり、その影響が排水地点まで及んでいる場合、排水地点の水位はもはや流量のみに左右されず、排水表は、擾乱が発生する場所のさまざまな条件を示す見出しが付いた複数の列を持つ表でなければなりません。

流量計の指示値と流量が年間を通して日々どのように変化するかを示すためには、縦軸に流量計の指示値と流量、横軸に任意の日付を0として日数を表す図を作成する必要がある。このような図は、流量計の指示値のみを示しており、第12章の図56に示されている。

6.小河川。ここでは、例えば航行するには小さすぎる、あるいは時折干上がったり、ほぼ干上がったりする小河川について考えてみましょう。小河川の水を貯めて給水、発電、灌漑に利用する場合、流量と運搬される土砂に関する詳細な情報が必要となります。小河川が十分に小さければ、板で作った堰堤によって流量を把握することができます。流量は、 25流量は水位計の指示値から知ることができます。河川の改変や盛土を行う場合を除き、横断図や大縮尺図は必要ありません。排水工事のように、水を貯留するのではなく排出する場合、流量に関して必要な情報は最大流量のみです。河川の改変や盛土を行う場合を除き、大縮尺図、断面図、または堆積物や水位に関する情報（流量を推定する手段として使用する場合を除く）は必要ありません。
これらすべての小規模河川の場合、必要な情報は、既に述べたように、大規模な常流河川の場合よりも一般的には少ないですが、入手はより困難です。河川が不明瞭であったり、流れが断続的であったりする場合、特に河川が非常に小さく、人がまばらな場所である場合は、降雨量に基づく流量データ以外を取得することは困難です。そのような流量データを取得する方法は、第2章で説明しました。必要な流量データは、貯水する場合は年間および月間の降雨量、そして放流する場合は短期間の最大降雨量です。もちろん、集水域の図面も必要です。

7.断続的な河川— 流量が断続的な大河川の場合、必要な情報は前述の通り、状況によって異なります。このような河川は多くの国に存在します。情報の入手はしばしば非常に困難です。日流量の数値を得るには、河川に水位計を設置し、記録簿を保管する必要があります。人里離れた場所では、最大流量に関する正確な情報を入手することが最も困難となるでしょう。報告書や想定される洪水位から得られる最高水位の情報は不正確である可能性があります。 26降雨量に基づく情報は、集水域の広大さ、雨量計の不在、そして特に降雨量がそれほど多くない場合の降雨量の推定の難しさなどにより、極めて疑わしいものとなる可能性があります。あらゆる情報源を活用し、可能な限り長期間にわたる観測を行う必要があります。
8.備考 —流量と降雨量の比率に関する情報の収集と公表には、まだ多くの課題が残されています。降雨量とその前後の河川流量を観測することで、その時点の数値を確定することは可能ですが、それがすべての時点に当てはまるとは限りません。継続的な観測が必要です。最大の障害は費用です。計測堰や水位を自動記録する装置を設置する必要があるだけでなく、堰はしばしば土地の浸水を引き起こし、補償金の支払いを伴います。観測を行うのに最適な場所は、水道用の貯水池が既に存在するか、または建設が予定されている場所です。27
第4章
河川の堆積作用と洗掘作用
1.予備的考察 —流水が固体物質を懸濁させて運ぶ場合、それらは「シルト」と呼ばれます。物質は川底を転がされても移動します。シルトと転がされた物質の違いは程度の違いであり、種類によるものではありません。同じ種類の物質でも、転がされたり運ばれたりを繰り返すことがあります。1立方フィートの水に含まれるシルトの量は、シルトの「充填量」と呼ばれます。シルトは主に泥と細砂で構成され、転がされた物質は砂、砂利、小石、玉石で構成されています。川が水路を侵食することを「洗掘する」といいます。川に物質を堆積させることを「シルト化する」といいます。どちらの用語も、物質がシルトであるか転がされた物質であるかに関わらず使用されます。一定の速度と深さの水流は、一定量のシルトしか運ぶことができません。一定量のシルトを運んでいる状態を「完全に充填されている」といいます。
川が特定の物質をその流路から削り取る力を持っているならば、それを運ぶ力も持っている。しかし、逆は真ではない。物質が硬かったり、凝集性があったりする場合、川はそれを単に流し続けるよりも、侵食する方がはるかに困難になる可能性がある。そして、物質が柔らかい場合でも、一般的に多少の困難を伴う。28

堆積や洗掘は、水路の河床、側壁、あるいはその両方に影響を及ぼす可能性があります。そのため、水路は幅が狭まったり広がったりすることがあります。また、一方の岸が他方の岸よりも大きく、あるいは異なる方法で影響を受けた場合は、河床高の変化の有無にかかわらず、水路の位置が横方向に変化します。逆の場合も同様です。

川の断面は一般的に「浅い」、 つまり川床の幅が川の側面の水没長さの合計よりも大きく、川床への作用は一般的に川の側面への作用よりも大きいです。

沈泥と洗掘は、流れが規則的か不規則か、つまり水路に急激な変化や渦があるかどうかに応じて、その作用が規則的か不規則かが一般的に決まります。河川から水が供給される均一な運河では、運河の頭流域の堆積物はくさび形の塊となり、堆積物の深さは均一に近づくにつれて減少します。障害物の突き出た角やそばの場所は洗掘が最も起こりやすく、深い窪みや窪みは沈泥が堆積しやすくなります。渦は例外的に強い洗掘力を持っています。急激な変化のすぐ下流では、洗掘が激しいことがよくあります。急激な変化とは、断面積や流れの方向に関係なく、合流点や分岐の有無に関係なく、渦を引き起こすほど急激な変化のことです。障害物のそばで洗掘された穴は上流側まで広がることがありますが、一般的に最初はそこで洗掘が起こる傾向はほとんどありません。障害物とは、川の断面積の全体的減少の有無にかかわらず、川の断面積のいずれかの部分で急激な減少を引き起こすもの（ 例えば、橋脚や支流）のことです。

ほとんどの河川は、流量と速度、物質の量の両方において、時間によって大きく変化する。 29河川には様々な物質が流入します。したがって、その作用は一定ではありません。ある季節には堆積が起こり、別の季節には洗掘が起こりますが、平均的には一定に保たれます。これが中程度に起こる場合、あるいは河川が堆積や洗掘をほとんど起こさない場合、その河川は「恒常状態」または「安定状態」にあると言われます。土水路にある河川のほとんどは、安定しているだけでそれ以上は安定していないか、不安定です。

波は、風によるものであれ、その他の原因によるものであれ、特に岸の洗掘を引き起こす可能性があります。波が河床に与える影響は水深が深くなるにつれて小さくなりますが、これまで考えられていたように水深21フィートで完全になくなるわけではありません。塩水は泥を堆積させる力を持っていますが、砂を堆積させる力はありません。

本章第2条、第3条、および第6条は、川底における行為について規定している。川岸における行為については、第7条において検討する。

雑草は通常、流速が非常に低く、シルトをほとんど含まない水域でのみ生育しますが、シルトが混入すると雑草が堆積物を形成します。雑草はそのような堆積物でも繁茂します。

2.圧延された物体。—複数の物体が類似した形状をしており、そのうちの一つの直径をD、それに対する水の相対速度をVとすると、理論上、圧延力はV 2 D 2、抵抗力または重量はD 3となる。これらがちょうど釣り合っている場合、DはV 2、すなわち、ちょうど圧延できる類似形状の物体の直径はV 2、重量はV 6となる。実際の観察から、直径は上記の法則によるほど急激に変化せず、重量はV 5に近い値となるように思われる。
深さDの純水の流れと、その底に岩石がある場合、その流れの速度Vは、岩石を非常にゆっくりと移動させるのにちょうどよい速度である。それより大きな岩石は、 30動かすことはできません。小さな岩はより速く移動するでしょう。同様に、細かい砂は粗い砂よりも速く転がります。流れの速度が増加すると、大きな岩は移動します。このように、川は常に転がす物質を選別しています。川底を調べると、大きな岩はある地点までしか存在せず、その後に小さな岩、小石、砂利、粗い砂、そして細かい砂が順に続いていることがわかります。

水が純粋ではなく、シルトを含んでいると想定される場合、これは水の速度に影響を与える可能性があります (ただし、そのように影響することは知られていません)。しかし、一定の速度を前提とすると、水流の回転力がシルト含有量によってそれほど影響を受ける可能性は低いでしょう。

深さが増すと圧力が増加するため、転がり抵抗も増加すると考えられることがありますが、これは正しくありません。深さの増加による圧力増加は、物体の上流側と下流側の両方に作用します。物体を動かすのは、速度による圧力のみです。

川底に沿って砂が転がると、通常、川底には急峻な滝が連続して現れます。それぞれの滝の後には、次の滝に達するまで長く緩やかな上り坂が続きます。砂は長い斜面を登り、急峻な斜面を転がり落ちます。そしてすぐに砂は川底に埋もれてしまいます。滝の位置は当然ながら下流に向かって移動し続けます。大きな水路では、滝の高さは6インチ（約15cm）または1フィート（約30cm）ほどで、滝と滝の間の距離は20フィート（約6～9m）です。滝は通常、川底をまっすぐに横切るのではなく、ジグザグに伸びます。

川底の傾斜が大きいと、洗掘が促進され、物質が急斜面を転がり落ちやすくなると言われることがある。 31傾斜角はほとんどの場合小さすぎて、目立った直接的な影響は及ぼさない。もちろん、水面の傾斜は水流の速度に影響を与え、これが今回の場合の主な要因となる。

川底の急激な隆起は、必ずしもそこに転がった物質を堆積させるわけではありません。ただし、緩やかな傾斜を形成するのに必要な程度までは堆積させる場合があります。特に転がった物質が砂だけの場合は、この傾斜さえも形成されないことがよくあります。渦によって転がった物質はかき混ぜられ、そのまま流されていきます。上記の考察は、堰堤やその他の局所的な川底の隆起にも当てはまります。

3.懸濁液で運ばれる物質。—川の洗浄力と運搬力は流速とともに増大することが古くから知られています。ケネディの観察によると、水深が深くなるにつれて、川がシルトを運搬する力は低下します ( Min. Proc. Inst. CE、第 cxix 巻)。この力は、おそらく川底で発生する渦に由来するものです。すべての懸濁粒子は、その比重が 1 より大きい場合、沈む傾向があります。渦の上向きの成分によって沈むのが妨げられます。V を川の流速、D を水深とすると、1 平方フィートの川底に発生する渦によって及ぼされる力は、流速が大きいほど大きくなり、おそらく V の2乗程度になります。しかし、シルトの電荷を考えると、底面積が1平方フィートの垂直な水柱に含まれるシルトの重量はDとなる。したがって、水流がシルトを支える力はV 2であり、その逆はDとなる。深さDの水流が運ぶことができるシルトの電荷はV ½である。Vはその深さにおける「臨界速度」と呼ばれ、V 0と表記される。
充填量はシルトの性質によって左右される。細泥の比重はそれほど大きくない。 32泥の粒子は水よりも大きく、砂の粒子は約 1.5 倍大きいです。また、砂の粒子は泥の粒子よりはるかに大きいです。同じ深さと速度の 2 つの流れに泥の粒子を、もう 1 つに砂の粒子をそれぞれ満たした場合、後者のほうが急速に沈むため、より頻繁に投げ上げなければなりません。砂の粒子の数は少なくなります。ケネディが参照したいくつかの観察 ( Punjab Irrigation Paper、No. 9、「Sirhind Canal のシルトと洗掘」、1904 年) によると、泥と砂の混合物を全容積の 1/3300 流した全容積の流れでは、特定の粗さの砂は水の容積の 1/35,000 しか占めませんが、同じ流れが澄んでいて粗い砂床に向けられると、その容積の 1/15,000 を占めるようです。したがって、シルトの粗さと重さが増すほど、シルトの全課税額は少なくなると考えられます。これは前述の法律（第2条第1項）に合致しています。また、第5章第2条最終項も参照してください。

細泥はほぼ均等に川の全域に運ばれるのに対し、砂はほぼ常に川底付近でより多く存在し、前述のように、一部の物質は転がりと浮遊を交互に繰り返す可能性がある。川が運ぶことができる混合シルトの量は、各種類を個別に運ぶことができる量の間であることは間違いないが、この分野の法則はまだ完全には解明されていない。上記の観察から、ケネディは、速度V 0の運河は、全ての種類の砂を運ぶか、より重い種類の砂のみを運ぶかによって、その体積の1/3300から1/5000のシルトを浮遊状態で運ぶと結論付けている。33

川があらゆる種類のシルトで満杯になっているとします。流速が少しでも低下すると、（水深も浅くならない限り）堆積が起こり、シルトの充填量が川の全充填量まで再び減少するまで続きます。堆積は一般的にゆっくりと起こり、かなり長い水路にわたって広がります。もちろん、重い物質が最初に堆積します。川が完全に充填されていない場合は、水路を洗掘することによって充填される傾向があります。一般的に、シルトで満杯になった水路は、水路からシルトを洗掘することも、新たなシルトの流入に耐えることもできないと考えられています。これは概ね正しいように思われますが、前の段落の後半で述べた点を考慮する必要があります。

堰堤や河床の急激な上昇は、必ずしも転流物の堆積を引き起こすわけではないと述べられている（第2条）。堰堤や河床の急激な上昇は、流速上昇を引き起こし、臨界速度以下に低下させない限り、浮遊物の堆積を引き起こすことはない。

4.調査方法。水中のシルトの量は、水からサンプルを採取し、蒸発させるか、シルトが大量に存在する場合は、12時間放置して沈殿させます。沈殿を促進するために、水10立方フィートごとに1オンスのミョウバンを加えることができます。サイフォンで水を抜き、堆積物を加熱して乾燥させます。その後、堆積物を測定または重量を測定します。重量を測定するのが最適です。粘土を枡に詰める場合、その体積は充填方法に大きく依存します。水路にシルトが大量に堆積した場合、または激しい洗掘が発生した場合は、水路の断面を注意深く採取して、堆積または洗掘された体積を確認します。34

図1.

シルトは静水中の落下速度を観察することで最もよく分類されます。インドでは、毎秒約10フィートの速度で落下する砂はクラス(·1)と呼ばれ、毎秒約1フィートから約2フィートの速度で落下する混合砂はクラス·1/·2と呼ばれます。図1は、ケネディが設計した砂分離器を示しています。スケールは1/8です。サイフォン作用を持ち、出口パイプの長さを変えることで流量を調整できます。 35等級(·10)の砂およびそれより重い砂を計量する。パイプは、上昇流に毎秒·1フィートの速度を与えるように調整され、等級(·10)以下のシルトをすべて流し去る。それより重いシルトはすべてガラス管に落ちる。シルトは水と混合し、再び計器に通すことで再び分離することができ、計器内の流速は増加する。

様々な深さに存在するシルトの量は、パイプを通して水のサンプルを汲み上げることで測定できます。深さが変わるたびに、パイプ、送水ホースなどを清掃する必要があります。パイプを上昇する水の速度を考慮する必要があります。例えば、この速度が毎秒1.4フィートと仮定します。この場合、等級(-2)の砂の速度は毎秒1.2フィートとなり、水中に実際に存在する砂の量は6分の1増加します。

5.シルトの量と分布。水中のシルトの量は極めて多様です。細かい泥は、水を変色させるほどの量であっても、量が非常に少ないため、水が静止しているときにのみ堆積し、その場合でもゆっくりと堆積します。パース近郊のテイ川では、シルトは通常、水量の1/10,000、干潮時には1/28,000であることが確認されています。ヒマラヤ山脈から発するルパールのサトレジ川では、洪水期のシルトは非常に重くなります。4年連続の洪水期に、水深12フィートまでの様々な深さで行われた360回の観測のうち、シルトが水重量の2.1%であることが一度確認されました。1.2%を超えた時期が4回あり、0.3%を超えた時期もありました。 （1000回中3回）64回。一般的には半分程度 36シルトの大部分は粘土と、(-10)より細かいクラスの砂で、約3分の1は、(-1/-2)クラスの砂、残りは(-2/-3)クラスの砂であった。チェナーブ川の砂は、一般にサトレジ川の砂よりも粗い。川砂の粗さには非常に大きな差がある。どの川の砂も、海に近づくにつれて勾配が緩やかになるので、どんどん細かくなる。海砂は(-20)クラスであることがわかっている。ルパールでサトレジ川から流れ出るシルヒンド運河では、4回の洪水期に観測された浮遊シルトの最大量は、270回のうち1回で0.7%であり、25回で0.3%を超えた。シルトの約80%は粘土であった。
引用した論文の別の箇所では、運河の水に浮遊するシルトは、洪水期全体を通して平均して水量の約1/1700であったと述べられている。これは重量で約1/1200に相当する。数日間で運河の底に堆積したシルトは、通過した水の1/1000に達することもあれば、1/500に達することもあった。シルトはほとんど砂で、粘土は約3%に過ぎなかった。(·1)より細かいシルトは問題を引き起こさず、将来の調査で除去される予定である。運河では、川と同様に、底の砂は源流から離れるほど細かくなる。

様々な深度におけるシルトの分布について、水深5～17フィート（約1.5～4.7メートル）では、堆積物が重質で混合シルトで構成されている場合、河床付近のシルトの量は表層部の1.25～3倍になることがあります。堆積物が細泥の場合、表層部のシルト量は河床付近と同程度になる可能性がありますが、砂の場合は表層部には全くなく、上流部にもほとんど残らない可能性があります。37

いずれの場合も、単一の観察では非常に矛盾した結果が示される可能性が高いため、各ポイントで複数の観察を行って平均化する必要があります。

6.実用的な公式と数値。―シルトを運ぶ川は、通常、川床に沿って物質を転がします。転がる物質の量と運ばれる物質の量の割合は不明であるため、このようなケースに適用できる正確な公式を定めることは不可能ですが、ケネディは、インドの丘陵地帯の川によく見られる重いシルトと細砂で満たされた運河の観察から、臨界速度に関する経験式を導き出しました。
V = ·84 D ·64
バリ・ドアブ運河とその支流で観察が行われ、水路の幅は8フィートから91フィート、水深は2.3フィートから7.3フィートまで変化しました。これらの水路の底は、長年にわたり堆積や洗掘によって調整され、各河川が堆積したシルトを十分に運び、その量は全体でほぼ均等という恒久的な状態が保たれています。上記（第3条、第2項）のさらなる観察から、この種のシルトは水量の約1/3300を占め、シルヒンド運河では（10）クラスよりも粗い砂が水量の1/35,000を占めていることがわかります。
この式は、さまざまな深さに対して次の臨界速度を与えます。

D = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
V 0 = ·84 1·30 1·70 2·04 2·35 2·64 2·92 3·18 3·43 3·67。
38

丘陵地帯に近くないインドの河川では、運ばれるシルトはそれほど重くなく、臨界流速は上記の約4分の3と推定される。Thrupp（Min. Proc. Inst. CE、vol. clxxi.）は、河川が様々な種類のシルトを運ぶことができる流速の範囲として、以下の範囲を示している。各ケースで示されている高い数値以外では、河川がシルトを完全に充填することはないようである。

D = 1·0 10·0
V = 1.5～2.3 3.5～4.5（粗砂）
V = ·95から1·5 2.3～3.5（重いシルトと細かい砂）。
V = ·45 ～ ·95 1.2～2.3（細粒シルト）。
DとVの正確な関係はまだ分かっていないが、VがDに応じて変化しなければならないことを知ることは実用上非常に重要である。Vがどのように変化するかは、中程度の変化であれば、それほど大きな違いはない。水路の設計においては、水深と流速の適切な関係を設定し、洗掘や沈泥のどちらを警戒すべきかに応じて、どちらかの量を優先させることが可能である。

従来の考え方では、流量Vの増加は、たとえ流量Dの増加を伴う場合でも、例えば特定の水路への流量を増やすだけで、シルト運搬力を増加させると考えられていました。非常に浅い断面の水路では、流量Vの増加は流量Dの増加よりも速いため、この考え方はおそらく正しいでしょう。·64（『水理学』第6章第2節）。深い断面の水路では、流量Dの減少はシルト運搬力を増加させます。流量が一定であれば、水深または幅の変化は、他の量の反対方向の変化によって対応する必要があります。この場合、水路を広げたり狭めたりすることが適切かもしれません。 39状況に応じて。深い区間では、拡幅により水深が浅くなり、流速も増加する可能性があり、その結果、洗掘力が増大します。浅い区間では、狭窄による流速の増加はD ·64の増加よりも大きくなります。中程度の区間では、拡幅と狭窄のどちらが状況を改善するかは、正確な計算によって判断する必要があります。

水路に流入する水のシルト含有量が水路で運搬できる量を上回る場合、その一部は堆積する。仮に流量が増加し、シルト運搬能力が高まり、流量1立方フィートあたりの堆積速度が減少すると仮定する。しかし、必ずしも堆積量が減少するわけではない。水路に流入するシルトの量は、以前よりも増加している。シルトと転圧物質の割合に関する知識が不足しており、また計算式も正確ではないため、堆積量に関する信頼性の高い計算は不可能である。

上で言及した観察が行われた水路はすべて、ほぼ長方形の断面をしており、その側面は細かいシルトの堆積によって垂直になっています。しかし、D が側面から側面までの平均深さ、V が断面全体の平均速度である場合、この式はほぼどの水路にも当てはまります。

断面内のVとDの比率が場所によって異なる場合、比率が低い場所では堆積が起こりやすく、比率が高い場所では洗掘が起こりやすい。シルト量は、上記の比率が低い場所では自然に減少する傾向があるが、河川の不規則な流れによってすべての場所で水の移動が起こり、シルト量は均一になる傾向がある。40

デュブアは、河床近傍における、河川が様々な物質を洗掘または転がす流速として、以下の値を挙げている。河床流速は、荒い河道では平均流速より約6倍、滑らかな河道では約7倍の比率で小さいと考えられる。

エンドウ豆ほどの大きさの砂利 ·70フィート/秒
インゲン豆ほどの大きさの砂利 1.0フィート/秒
直径1インチの砂利 2.25フィート/秒
直径1.5インチの小石 3.33フィート/秒
重いシングル 4.0フィート/秒
軟岩、レンガ、陶器 4.5フィート/秒
さまざまな種類の岩石 6.0フィート/秒
そして上向きに。
レンガ、陶器、岩石に関する数値は、極めて質の悪い材料にのみ適用されます。良質で硬い石材で作られた石積みは秒速20フィート（約6メートル）の流速にも耐えられます。また、水が砂を運ばず、レンガの壁に沿うように流れる限り、レンガ造りの建物が秒速90フィート（約27メートル）の流速にも損傷なく耐えた事例もあります。流れが急激に変化して渦を巻いたり、衝撃や揺れがあったり、砂、砂利、小石、玉石が流される可能性がある場合は、流速を制限する必要があります。

7.水路側面における作用— 水路底の堆積と洗掘の法則は、水深と流速の比に依存することが既に示されている。緩やかな傾斜の岸の場合にも同様の法則が成立すると考えられるため、この場合も流速はD ·64のように変化するはずである。斜面が水面と接する角度付近では、流速はD ·64よりも速く減少するように見える。いずれにせよ、シルトは斜面に堆積しやすく、斜面は急勾配になる傾向がある。41
斜面が急な場合は法則が異なり、川岸での堆積や洗掘の発生傾向は、水深にはあまり関係なく、実際の流速に依存するようです。急な川岸のすぐ近くの流速は、川の他の部分の流速に比べて常に低くなります。そのため、特に川の上部では、シルトが川岸に堆積する傾向があり、下部の角がわずかに丸くなる以外は、川岸が垂直になる傾向があります。川床が堆積を受けていない場合でも、川岸に堆積物がある場合があり、川に向かって成長し続ける傾向があります。川岸の成長は一般に規則的で、川岸の線は維持されますが、特に小さな草以外の植物が新しい堆積物の上に定着した場合は、不規則になることがあります。

水路の側面の洗掘は、水位近くの側面に水流が直接作用することによって起こる場合もあれば、法尻またはその近くでの作用によって起こる場合もあり、後者の場合は堤防の上部が陥没する。このような陥没は一般に多かれ少なかれ不規則で、堤防は不均一な外観を呈する。崩落した堤防の破片は、特に、倒れた場所で草の根などによってまとめられ、法尻に沿ったさらなる洗掘を防ぐ場合は、多かれ少なかれ無傷のまま残ることがある。堤防の陥没は、大河川や軽い土壌で起こりやすい。これは、汽船や船舶によって発生する波、または特に幅の広い川では風によって引き起こされる場合がある。湾曲部における堤防の作用については、第 8 条で論じている。

したがって、第6条に定められた原則に従って水路を設計する場合、水路の両側の作用の問題は次のように扱われなければならない。水路の速度が、水路の両側に比べて低いか低いか、 42深さ、つまり河床堆積が洗掘よりも起こりやすいかどうかは、特に土が軽く砕けやすい場合は、水深が実際に低すぎたり、逆に高すぎたりしないように注意する必要があります。一般的な土の場合、水路の平均流速が毎秒3.3フィートであれば、側面の洗掘に関しては一般的に安全です。毎秒3.5フィートを超える流速は問題を引き起こす可能性があります。毎秒1フィート未満の流速では、側面に堆積が生じる可能性があります。

沖積土の水路では、水位が下がっているときに堤防の崩落が他の時期よりも多く発生すると言われることがあります。これはミシシッピ川とインダス川の両方で観察されています。原因は、堤防に浸透していた水が流れ出し、水が砂を運んで流れ出すためだと言われています。しかし、その影響は大きくないと考えられます。

8.湾曲部における作用。湾曲部では、遠心力とそれに伴う横流の影響により、凸状河岸付近に堆積物が生じ、凹状河岸付近ではそれに応じて河床が深くなる（河床が硬すぎて洗掘されない場合を除く）。凹状河岸の水位は凸状河岸よりもわずかに高い。最大流速は、河川の中流ではなく、凹状河岸付近で発生する。
横断流と横断面勾配は急激に始まったり終わったりすることができないため、ある一定の長さで変化します。この長さにおいて、湾曲部の曲率半径と断面形状も変化する傾向があります。これは河川の湾曲部の平面図でよく見られ、端部に向かうにつれて曲率は緩やかになります。

流れが一度曲がった形になると、 43たとえわずかでも、湾曲は拡大する傾向があります。凹状の土手付近では、流速と水深が互いに作用し合い、互いに影響を及ぼします。凹状の土手は、河床付近で侵食によって削られたり、垂直になったりして、ひび割れが生じ、陥没し、流され、凸状の土手にシルトが堆積するため、川幅はほぼ一定に保たれます。湾曲はさらに拡大する可能性があり、下流に向かって移動する傾向がしばしば見られます。

図2.

図2では、深い箇所は点線で示されています。直線の点線に沿っては深い箇所はありません。そのような線は浅瀬として利用されます。干潮時には浅瀬になります。これが、干潮時に蛇行する川が淵と急流を交互に形成する主な理由です。深い水は急峻な岸の近くに発生すると言われることがあります。このような水深の深さは、流れを岸に向かわせる湾曲部や障害物、あるいは岸の凹凸によって渦が生じることによるものです。岸が均一で規則的な直線の水路には、このような水深の深さはありません。

以前は直線であった水路に湾曲部が形成されると、湾曲部の下流の水流は対岸に押し寄せることで、最初の湾曲部とは逆の湾曲部を形成する傾向がある。したがって、 44流れは蛇行する傾向があり、蛇行がわずかである間は長さ、したがって勾配と流速はほとんど影響を受けません。しかし、長さの増加によって斜面が著しく平坦になり、その結果流速が低下して侵食が止まるまで、この作用は続くことがあります。あるいは、洪水時に川が湾曲部の弦に沿って、当然ながらより急な勾配を持つ直線ルートを見つけることがあります。このルートに沿って水路を洗掘すると、川はまっすぐになり、そこから新たな作用が始まります。しかし、この種の近道は、時々考えられているほど頻繁には発生しません。一部の川では、湾曲部が馬蹄形になり、川底が非常に狭くなり、近道が発生する可能性があります。それ以外の場合は、近道は一般的ではありません。V は√(S) だけ増加し、その地域が植生で覆われている場合、川が新しい水路を洗掘することは容易ではありません。

曲がりが水流の流速に与える影響は十分に解明されていない。90°の曲がりの場合、曲がりが急峻な場合（急峻な曲がりは「エルボ」と呼ばれる）に増加する流れ抵抗は、おそらくV 2 /(2 g )に相当する。90°の緩やかな曲がりの場合にこれより大きいか小さいかは分かっていない。パイプの場合、抵抗が最小となる半径が存在する（『水理学』第5章）。曲がり部における抵抗増加は、最大流速がもはや水流の中心ではなくなることと、曲がり部の開始時と終了時に断面の異なる部分における流速が再調整される必要があることに起因している。したがって、45°の曲がりの影響は、90°の曲がりの影響の半分以上となる。2つの曲がり 4545°の湾曲部が同一方向で、その間に直線部がある場合、湾曲部の上または下に直線部がある90°の湾曲部が1つある場合よりも抵抗が大きくなります。2つの45°湾曲部が異なる方向にある場合、抵抗はさらに大きくなります。急な湾曲部が連続すると、水路の荒さが増すなど、深刻な影響を与える可能性があります。当然のことながら、中程度の長さの水路では、角度の大きい緩い湾曲部が連続することはあり得ません。

余裕水位がある場合、堤防の保護が必要な場合を除けば、湾曲部を設けることに何ら異論はありません。堤防を必ず保護する必要がある場所、 例えば堰堤などでは、エルボ形状でも異論はありません。

9.河川の一般的傾向。流速は断面積が小さいほど大きいため、河川は狭いまたは浅い場所では常に洗掘されやすく、広いまたは深い場所では堆積しやすくなります。そのため、断面のサイズは均一になる傾向があります。2つの断面が同じサイズで形状が異なると仮定します。2つの断面の流速は等しくなります。河床が堆積する傾向は、深い部分でより大きくなり (第6条)、河床に堆積が発生すると、断面が狭くなり、側面が洗掘される傾向があります。このように、断面の形状も均一になる傾向があります。河川にシルトの土手が形成されると、洗掘が発生する傾向があります。また、土手のすぐ下にシルトが堆積する傾向があります。したがって、シルトの土手は下流に移動することがよくあります。
障害物の横や下流を洗掘する性質（第1条）により、河川は常に障害物を破壊する傾向があることは明らかである。46

川床の勾配が平坦なところにはシルトが堆積し、急勾配のところには洗掘が発生するという明らかな傾向があり (水力学、図 16 および 17、24 ページおよび 25 ページ)、そのため勾配が均一になる傾向があります。

丘陵地から湖や海へと流れる自然の流れでは、勾配は源流部で最も急峻で、その後徐々に平坦になります。そのため、河口部を除いて河床が上昇する傾向があります。この上昇は下流域の勾配と流速を増加させる傾向があり、これもまた、前の記事で述べたように、河川の屈曲度が増す傾向を強めます。

シルトを多く含んだ川が堤防を越えると、氾濫した堤防の水深はおそらく浅く、流速も非常に遅いため、堤防にシルトの堆積が起こります。堆積したシルトが一定の高さに達すると、次の洪水の水に対して堰堤のような働きをし、水は堆積したシルトの上を素早く流れ、水位を高く上げる代わりに、シルトを川から離れた場所に堆積させます。このようにして、川沿いの帯状の地域が徐々に隆起し、特に川に近い地域で隆起が最も大きくなります。地域は川から離れるにつれて下方に傾斜します。言い換えると、川は尾根上を流れています。堤防が非常に高くなって洪水が起こらなくなると、隆起作用は止まりますが、沖積地域によくあるように川床も上昇すると、この作用は継続して尾根が非常に顕著になります。

いくつかの川は非常に広くて柔らかい水路を持っており、洪水の時のみ両岸から両岸まで水が満たされます。深い流れは水路の中を曲がりくねって流れ、残りの部分は砂州と小さな支流で占められています。 47蛇行は水路の流速に対して速すぎるために起こります。特に本流は、常に一方の岸を削り取ることで流れを変えています。時折、本流は小さな支流を下ったり、侵食されやすい砂州を横切ったりして近道をします。これは高地を近道する場合とは全く異なります。砂州は洪水でシルトを堆積しますが、その両側は常に削られています。このような川は、しばしば並外れた程度に岸を侵食します。インダス川は時には 1 日で 100 フィート以上岸を削り取り、時には半マイル以上も絶え間なく削り取ることもあります。このような川の蛇行は、海に近づくにつれて大きくなります。海に最も近い 400 マイルにおけるインダス川の実際の長さは、岸に沿って測った距離より 39 パーセント長くなります。海から 600 マイルから 700 マイルの範囲では、その差はわずか 3 パーセントです。こうした川の詳細な説明については、「Punjab Rivers and Works」を参照してください。

例えば、堤防や導水壁に囲まれた河川、堤防から越流した河川、堰堤によってせき止められた河川などにおいて、堆積や洗掘に関する一般的な説明がなされることがあります。流速深度とシルト量（堆積物量）が不明瞭な限り、このような状況、あるいはいかなる状況においても堆積や洗掘が発生すると断言することは不可能です。48

第5章
堆積または洗掘を増加または減少させる方法
1.予備的考察 —河川の形態に影響を及ぼす重要な工事のほとんどは、堆積作用や洗掘作用に何らかの影響を与えますが、一般的にこれが主な目的ではありません。そのような工事については後ほど扱い、堆積作用や洗掘作用にどのような影響を与えるかについても触れます。本章では、河川の堆積作用や洗掘作用を変化させることを主な目的とする工事や対策についてのみ考察します。この議論においては、その目的が直接的なもの、すなわち効果を生み出すべき特定の場所のみに関係するものか、あるいは間接的なもの、例えば河川を洗掘させることで下流に物質を堆積させるようなものかを問いません。河岸の洗掘からの保護については第6章で、浚渫については第8章で扱います。
2.洗掘の促進または堆積の減少。川底の堆積物は、例えば、スクレーパーやハローを取り付けて川に流したり、円筒の周囲に爪のような歯を突き出して水路に流したりといった単純な手段で人工的にかき混ぜられることがある。 49この方法は、河床に沿って転がしたり、ボートにシャッターを取り付けて河床近くに下ろし、その下に水の流れを起こしたり、汽船を停泊させてスクリュープロペラを動かしたりすることで行われる。こうしてかなりの局所的な洗掘を引き起こすことは可能であるが、シルトはすぐに再堆積する傾向があり、かなり長い水路を恒久的に洗掘された状態に保つことは容易ではない。このシステムは、局所的な浅瀬や砂州を取り除き、少し下の方にシルトが堆積しても問題ない場合に適している。特に、水路の側面にシルトの堆積を促す何らかの手段を講じれば、河床を洗掘しながら水路の側面にシルトの堆積が必要な場合にも適している可能性がある（第3 条第 4 項、 第 6章第 3 条）。
例えば、調節堰や可動堰によって水をせき止め、再び勢いよく流し込むという行為を頻繁に繰り返せば、下流域でシルトを移動させるのにいくらか効果があります。上流域に関しては、堰が必ずしもシルトの堆積を引き起こすわけではないことが指摘されています（第 4 章、第 3 条）。通常はシルトが発生しない河川で、調節堰や可動堰によって水が逆流してシルトが堆積する場合、逆流が止まるとシルトが堆積する傾向がなくなるだけでなく、堆積が発生した場所の水流の断面積が他の場所よりも小さくなり、その結果、その場所で洗掘が発生する傾向があります。調節堰を交互に開閉すると、重大な永久堆積は発生しそうにありません。

河川は、逃げ道や支流を開くことで、その流路を削り取ることがあります。これにより、水流が引き込まれ、上流に向かって長距離にわたり流速が増加します。 50分岐部の（水理学、第7章、第6条）。この手順は灌漑用水路で時々採用される。エスケープヘッドは、通常、流下水量を減らすために開けられるが、洗掘を誘発したり、堆積を防いだりするためだけに開けられることもある。エスケープヘッドの底は通常、水路の河床よりも高いが、水量が少ない場合を除き、作業に支障をきたすことはない。エスケープヘッドから排出される転圧材の量に多少の影響を与える可能性がある（第4章、第2条）。

運河の取水口より下流の川に堰堤があり、水が川に戻って十分な勾配がある場合、運河の洗掘作用は非常に強力になる可能性があります。

主水路全体が均一な勾配である場合、水面勾配は放水口の上流側の方が下流側よりも急激に大きくなり、その結果、流速が急激に低下し、放水口下流の主水路にシルトが堆積する可能性があります。これは問題となる場合もあれば、そうでない場合もあります。灌漑用水路の場合、水路の源頭に堆積するよりもはるかに問題になりにくいです。放水路や洗掘水路の取水口として最適な地点は、主水路における堆積物の位置によって異なります。取水口は主要な堆積物の下流に設置する必要がありますが、可能な限りすべての堆積物に近い場所に設置する必要があります。堤防の決壊は、当然のことながら放水口と同様の作用を及ぼします。

清流を水路に流すと、その物質が十分に軟らかければ、水路は洗掘される。シルヒンド運河の事例では、洪水後に水が澄んだ状態になると、運河の水によって運ばれる粗砂、すなわち（·10）級以上の砂の割合が減少することが既に述べられている（第4章第3条 ）。 51体積で約1/15,000でした。これは9月22日から10月7日までの期間でした。10月8日から23日までは平均で1/32,000、10月24日から11月8日までは1/44,000、11月9日から24日は1/85,000でした。この減少の理由は、比較的澄んだ水が川底から砂を吸い上げて移動させ続け、細かい砂が最も速く移動したためです。川底に残された粗い砂の量が少なくなるにつれて、水が吸い上げる量も少なくなりました。しかし、水は残っていた粘土も吸い上げてしまったようで、11月の浮遊シルトの総量は水の1/9000でした。この段落で述べたすべての観察は、運河の源流から26マイル離れたガルヒで行われたようです。

3.シルト堆積の生成。シルト堆積を促す工事や対策は、特定の場所にシルトを堆積させることを目的として実施される場合もあれば、水からシルトを取り除くために実施される場合もあります。場合によっては、両方の目的が組み合わされることもあります。
川を大きな池や低地に変えることができれば（必要であれば周囲に堤防を築くなど）、転流水や懸濁水に関わらず、堆積物の一部または全部を流下させることが可能になります。池が非常に大きく、流速が感知できないほどであっても、十分な時間が経たない限り、懸濁物質のすべてが堆積することはありませんが、水中に残る物質の量は極めて微量であると考えられます。蚊やマラリアが蔓延している地域では、沼地、池、土取場などの堆積物の堆積が現在行われているか、あるいは行われるべきです。

河川の上流部または激流部には、水門と高レベル廃棄物堰を備えた高ダムが建設されることがあります。ダムの上部の空間は 52砂利などである程度埋まる。これはスイスで行われた事例である（Min. Proc. Inst. CE、第121巻）。アメリカ合衆国では、金鉱山からの堆積物の流入を阻止するために長い堰堤が建設された。こうした堆積物は河川を閉塞させ、隣接する土地に損害を与える可能性があった。丘陵の急流からの堆積物も、丘陵斜面の植林によって軽減できる。

図3.

図4.

小川が盛土されている場合（灌漑用水路はよくあることですが）、その土手を後退させることができ（図3）、浮遊するシルトがバームに堆積します。この配置の目的は通常、低地に非常に強固な土手を作ることです。バームが水面よりわずかに低い場合や、たまにしか水に浸からない場合にも、同様の計画を採用できます。この場合、小川に隣接するバームの縁に沿って小さなシルトの土手を堆積させることで、シルトを含んだ新しい水が離れた場所に流れ込むのを防ぎます。図4に示すように、シルトの土手に一定間隔で隙間を切り、土手を横切って「シルティングタンク」を形成します。タンク内の水の流速が小さくなるように、タンクの入口は大きく、出口は小さくする必要があります。 53しかし、水に含まれるシルトが非常に少ない場合を除き、流出口を小さくしてタンク内の流量をほとんど出さないようにするのは適切ではありません。たとえ水中のシルトのごく一部しか堆積しなかったとしても、タンク内の流量を多くすることで、一般的にタンクは最も早く堆積します。上記の原理に基づいてタンクを形成するために規則的な堤防を、運河の元の堤防が何らかの理由で後退していない場合に限り、元の堤防の背後に設置することができます。

低地に水路を造成する場合、掘削量が堤防建設に十分でない場合は、水路底に土取り用の竪穴を掘ることができます。この竪穴は長く連続したものではなく、幅の広い框を残し、短い竪穴を多数形成するようにします。これらの竪穴は、転圧された土砂や浮遊するシルトを捕捉します。この場合の目的は、水からシルトを取り除き、水路の規模を縮小することで、浸透による水の損失を減らすことです。

インダス川は西方へと移動する傾向が強く、西岸から砂州を横切って長い土手堰堤、すなわち水制堤が建設されている。その目的の一つは、シルトの堆積を促進し、川が削り取る土砂の量を増やすことであるが、この効果が達成されるかどうかは疑問である。砂州にはいずれにせよ堆積物が堆積する。水制堤は上流側の堆積量を増加させるかもしれないが、下流側からの洪水を遮断するため、下流側の堆積量は減少する。

4.分岐点における対策。分岐点では、運河から支流が分岐する箇所で、運河床を高くしたり、支流を建設したりすることで、運河に流入する圧延材の量を減らすことができます。 54支流の河床に堰堤または「敷居」を設ける。この方法は、玉石、砂利、砂利の排除に大きな効果を発揮する。ただし、転圧された砂に関しては、期待されるほどの効果は期待できない（第4章第2条）。運河幅が狭くなると（図5 ） 、支流の河床面より下に渦が発生する。渦は砂を巻き上げ、その一部は支流に流入する。運河幅が狭まらない場合、表層水に渦が発生し、河床に影響を与える。
上記の説明は、川に工事がない場合に川から離れた運河に水路を設ける場合にも当てはまります。

図5.

図6.

5.河川に頭首工を備えた運河— 河川から発着し、完全な頭首工を備えた運河の場合、はるかに多くのことが可能になります。既に言及したシルヒンド運河（第4章、第5条および第6条）は、注目すべき例です。この運河（図6）は幅200フィート以上、最大水深10フィート、最大流量は約7,000立方フィート/秒です。1893年、灌漑が発達し、夏季（7月、8月、9月の一部）に大量の水を供給する必要が生じたとき、堆積泥の増加により運河の機能が停止する恐れがありました。 55秋から冬にかけて、例えば9月25日から3月15日までは、運河に流れ込む水は澄んでいる。 56堆積物の多くは水路に吸い上げられたが、全てが吸い上げられたわけではなかった。1893年から1897年までの5年間で、以下の対策が講じられた。12マイル地点の排水口の利用が促進された。これはある程度効果があったが、水が余ることはほとんどなかった。1893年から1894年にかけて、調整器の土台が運河の底から7フィート上に上げられ、シャッターを使えばさらに3フィート上げることも可能だった。しかし、これはほとんど効果はなかった。最も粗い砂の等級は-4であり、川底から上がって土台を通過する水の部分でさえ、水の流速は毎秒2フィート以上あったため、砂はすべて運ばれてしまった。 1894年から1895年にかけて、長さわずか59フィートだった分水壁が710フィートに延長され、分水壁と調整器の間に池が作られました。しかし 、おそらく下部水門からの漏水量は運河の供給量と同程度であったため、池の水は急速に流れ、シルトで満たされていました。大洪水時には運河が閉鎖されました。これはある程度の効果がありましたが、水が濁って見えても砂分が過剰に含まれていない場合、運河はしばしば不必要に閉鎖されていた可能性があります。上記の対策に関するコメントは、当時のケネディ氏が主任技師であった際に述べました。上記の対策によってシルトの堆積量は減少しませんでしたが、清水期の洗掘は改善されました。これはおそらく灌漑の増加により水量が増加したためと考えられます。運河上流部の堆積量は、毎年8月末頃に最大となり、通常2,000万立方フィートを超えました。 1900年からは、よりよい規制システムが施行され、下水管が 57可能な限り閉鎖されたため、池の動きが大幅に減少し、水中の泥も大幅に減少しました。1904年までに運河の堆積物は300万立方フィートにまで減少し、その後は問題は発生しませんでした。
1908年9月20日から1908年10月10日までの期間、シャムクール（12マイル）より上流の運河の沈泥量は19,325,800立方フィートから12,477,600立方フィートに減少した。洗い流された量は6,848,200立方フィートであった。この期間中、沈泥は運河に入り込まなかった。問題の範囲から浮遊状態で流出した量は4,183,660立方フィートであったため、2,664,540立方フィートの物質が河床に沿って転がされたと推定される。転がされた物質は、浮遊物質の64パーセントであった。この期間中、12マイルのダヘル排水口は開通しており、排水口直上の運河の平均流速は約4フィート/秒で、水深は約10フィートであった。したがって、流出点付近の速度は混合シルトの臨界速度（第4章第6条）よりも大きく、運河をかなり上流まで遡っても臨界速度を超えている。水はシルトをその体積の約1800分の1ほど運んだとみられる。上記の転がり物質と懸濁物質の比率が、臨界速度で流れる満水流においても当てはまるかどうかは、容易に判断できない。

池にシルトが堆積するにつれて、池の水流は運河に向かう主流に沿って速度を増し、最終的には運河にとって危険な粗い砂を水に含み始めます。この状態に達したかどうかを確認するには、2つの方法があります。1つは、頻繁に 58池の水の試験片を主流に沿って採取し、その体積の 1/15,000 を超える粗い砂が含まれるかどうかを確認します。この計画は面倒で間違いが起きやすいため、ケネディは却下し、池の水の深さと流速を主流に沿って頻繁に観察することを提案します。流速がシルト混合の臨界流速を超えたらすぐに、運河を閉鎖して下部水門を開き、池から堆積物を洗い流す必要があります。運河に最も多くのシルトが堆積すると考えられる期間は、春と初夏、つまり 3 月 15 日から 7 月 1 日です。これは雪が溶けて川の水が澄んでいる時期です。そのため、泥水になる雨期 (7 月 1 日から 9 月 15 日) よりも多くの砂を運ぶことができます。

ケネディ氏はまた、川の向こう側、つまり堰の右側にいくつかの下水門を設置することを提案している。そうすれば、下水門を開けることで、池に支障をきたすことなく洪水を流すことができる。

図面に示されている2つの突堤、あるいは突堤は、1897年に建設されたもので、水流を水路調整堤の面に沿って流し、そこに堆積物が堆積するのを防ぐことを目的としています。池の大部分に堆積したシルトの深さは、時として8フィートから10フィートに達しました。

6.河床の保護。河床を横切る壁を建設することで、河床の洗掘から直接保護することは可能ですが、壁が近接していない限り、保護効果は期待できません。スイスのいくつかの河川では、短い杭で固定した木の幹を河床の上に載せる構造が採用されています。 59灌木。しかし、壁が河床より高くならない限り、非常に近接していない限り、洗掘を完全に防ぐことはできません。河床より高くなっている場合は、一連の堰堤を形成します。
堰は、二つの堰の間の区間の水深が、流速を臨界流速以下にまで低下させるのに十分な深さとなるように設計されなければならない。各堰における水面の落差は非常に小さいため、堰​​を下流の水面まで延びる開口部とみなし、その落差を堰における水面の落差とすることで、堰を越える流量を求めることができる。

水位を上昇させることなく河床の洗掘を直接防ぐ方法として、河床を舗装する方法があります。これは、流速が非常に速い人工水路で採用されている方法です。舗装には、石、レンガ、コンクリートブロックなどを使用することができます。イタリア、フランス、スペインで採用されているヴィラ式防護システムは、河床に敷かれた柔軟な被覆材で構成されています。焼成粘土またはセメントの柱状体を、数本の平行な亜鉛メッキ鋼線に通し、横木に固定することで、数フィート四方の格子を形成します。格子は角で互いに緩く接続されており、被覆材全体が河床の凹凸に合わせて自動的に調整されます（Min. Proc. Inst. CE、第44巻）。

堰やそれに類する工事に関連して必要な特別な保護や舗装については、第10章第2条および第3条で検討 されています。60

第6章
銀行の保護のための活動
1.予備的所見— 洗掘から堤防の長さを保護するには、一定の間隔を置いて流れに突出する構造物である突堤、または堤防を連続的に覆うことが効果的である。突堤は水路の障害物となり（第4章第1条）、建設された場合、あるいは部分的に建設された場合であっても、水路全体の縮小は少ないものの、突堤の端部付近の洗掘は非常に激しい場合がある。河床が軟らかいと、穴が掘られる。この穴に突堤は沈下し続けるため、その建設、さらには維持管理さえも非常に困難となる場合がある。大洪水は突堤を破壊する可能性がある。破壊されない場合、何らかの理由でその場所で水流が堤防を侵食しなくなったためと考えられる。堤防を連続的に覆うことには異論はなく、一般に最良の保護方法である。パンジャブ川の大きな河川では、大量の土砂を飲み込む、比較的小さな木を多数束ね、石を詰めた網で重しをつけた支流が使用されてきた。しかし、現在では、そのような河川での支流の使用はほとんどの場合中止されている。Lを堤防に直角に測った支流の長さとすると、支流が保護する堤防の長さは約7L、上流では3L、下流では4Lとなる。 614 L 下流ですが、支間は強固に構築する必要があり、そのコストは多くの場合、堤防全体を連続ライニングで保護する費用とそれほど変わりません。
どのような方法を採用する場合でも、すべての不規則性を示すのに十分な大きさの計画を常に作成し、銀行を誘導する予定の線をその上にマークする必要があります。

図7.

自然の支脈が存在する場合もあります。例えば、木が小川に突き出ていたり、小川に倒れていたりする場合、支脈間の穴が深く、継続的な保護には費用がかかることがあります。あるいは、木が倒れたとしても支脈を設置するのに適した位置に立っている場合もあります。このような場合、水路が緩やかな小川であっても、支脈を設置することが適切な場合があります。

転流工事や川幅の縮小を目的とした突堤や水制の使用については、第VII章第 1 条および第 VIII章第3 条を参照してください。

2.拍車。拍車は次のような材料で作られる。
（a）緩い石。低水位より上では瓦礫に覆われている可能性がある（図7）。

（b）砂利や石で重しをした束の層。

（ｃ）土や砂が密集して塊茎に覆われている。62

（d）杭を2本並べ、その間に束木または柴を敷く（図8）。

（ｅ ）図２０に示すように、上流側に板張りまたは籠を組んだ１列の杭、または水平に置かれた小枝または枝編み細工を杭の間から出し入れした１列の杭。

（f）幹の太い端を岸に置き、必要に応じて流れで動かないように杭を立てた一本の木。

( g ) たくさんの小さな木を積み重ね、石を詰めた網で重しをする。

（h）柱の層とその上の束石の層。束石の壁はセルまたは中空の長方形の空間を形成するように配置され、シルトで満たされます。

（i）大きな束木が川に突き出ており、内側の端は岸に固定され、外側の端は浮かんでおり、その上に別の束木が追加されて川に突き出ており、最終的に全体が沈んでいます。

図8.

上記の組み合わせも使用される。例えば、 63上部には （ｄ）または（ｅ ）を使用し、基礎は（ ａ）または（ｃ）とすることができる。

図9.

図10.

図11.

支流は、岸に対して直角に延びるのではなく、下流に向かってやや傾斜させることもできる。これにより、端部周辺の渦や洗掘がいくらか軽減される。支流システムの端部は、水路の縁が想定される線と一致するように配置する必要がある（図9）。短い支流の頂部は通常、洪水位よりも高い。支流は下向きに傾斜させる場合もある（図10）。その場合、点線で示す形状に建設した場合よりも、水の流れの乱れや洗掘が少なくなる。このような支流は、水路を横断する低い壁と組み合わせられることもあり、全体として、水路を導く予定の断面の「輪郭」を形成する。このような壁については、第5章第6条を参照のこと。支流が長い場合は、水の流れを緩和するために、小さな補助支流（図11）を設けることができる。あるいは、支流の端部を保護する必要がある場合も ある。64 閉鎖ダムの前進端と同じ方法（第7章第2条）。

以下は、突堤の作用に関する奇妙な誤解の事例である。1909年、インダス川は右岸を侵食し、デラ・ガジ・ハンの町を滅ぼす危機に瀕していた。ナツメヤシの群落が岬を形成し、ある程度侵食を防いでいた。以前この件で相談を受けていた著名な技術者が、ナツメヤシが擾乱と洗掘を引き起こすという理由で、ナツメヤシを撤去するよう提案した。この原理に従えば、突堤は河岸を守るためではなく、侵食を促すために設置されるべきである。

3.堤防の連続覆工。堤防の覆工または保護には、石積みまたはレンガ積み（図12および13）、砕石（図14）、束石（図15）、芝張り、植林地、柴、または他の材料を斜面に敷き詰める方法があります。堤防を保護する前に、凹凸を取り除き、規則的な線にするのが最善です。これは通常、窪地を埋めることによって最も簡単に行えますが、突起部を切り落とすことによって行われる場合もあります。また、側面の法面を均一にすることも必要です。図12～14の点線で示すような法面の場合は、埋め戻しが可能ですが、法面の上部を切り落とすことも可能です。このような切り落としは、法面の急勾配部分が陥没している場合の対策として提案されてきましたが、あまり効果的な対策ではありません。
ボートが岸に接近する必要がある場合、石積みは図13、9のようにコンクリートの土手の上に置くか、図12 のように緩い石の基礎の上に置くことができます。コンクリートを使用する場合は、底部を浚渫します。 65基礎は、洗掘による掘削を防ぐのに十分な深さに築造します。前面に杭に取り付けた傾斜板を配置し、水中にコンクリートを投入します。石積みまたはレンガ積みの勾配は通常 2 対 1 から 1 対 1 ですが、最大で 1/2 対 1 の急勾配になることもあります。積み上げ後の土は、何層にもしっかりと突き固めなければなりません。石やレンガの隙間から浸入する水によって土が侵食されるのを防ぐため、土の上に 3 から 6 インチの厚さの砂利またはバラストの層を置いて突き固めます。砕石を使用する場合は、浚渫は不要ですが、石を徐々に沈め、その上にさらに石を追加します。一定の割合で大きな石を使用する必要があります。

図12.

図13.66

束ねる場合は、長い小枝を束ねて 2 フィートごとに縛り、厚さ約 4 ～ 6 インチの束を作ります。これを斜面に置き、束の間に短い間隔で打ち込んだ杭で固定します。

図14.

図15.

時には、傾斜石や緩い石が堤防の頂上まで、あるいは洪水位まで運ばれず、傾斜石より上の堤防は芝で保護される。芝は、非常に急な斜面の場合は斜面に対して垂直に敷かれ（図14）、それほど急でない斜面の場合は斜面と平行に敷かれる。あるいは、通常の水位より上では、柳やヤナギの植栽によって、堤防の浸食を防いでいる。 67水が溜まりやすく、土砂降りの原因となる傾向があり、その根が土手を結び付けています。

図16.

束草を利用するもう一つの方法は、束草の長さを川の方向と垂直にして斜面に敷くことです。束草の上端は干潮時より上に、下端は川底まで伸びます。わらで作った太いロープや草で作った粗いマットを斜面に敷き、ペグで固定したり、束草で作ったマットレスを斜面に敷き、石で重しをしたりします。

図17.

堤防の深い窪み（図16）は、保護工を加える前に、土をしっかりと押し固めて埋め戻すことができます。アディジェ川では、埋め戻し材として石を詰めた束（図17）が使用され、点線で示すように、一定の間隔で小さな横堤が作られ、洪水をせき止めてシルトを堆積させました。土手の奥にはポプラやヤナギの苗木が植えられ、成長して根が堤防を支えました。この方法は成功を収めました。

次のような場合に適した保護方法 68水にシルトが多く含まれる場合、インドではブッシングと呼ばれる作業が行われます。図18に示すように、木の大きな葉の茂った枝を切り、ロープで杭に吊るします。枝は揺れないようにしっかりと束ねる必要があります。最初は手入れが必要ですが、シルトがすぐに堆積し、枝は固定され、ロープに頼らなくなります。丁寧に作業すれば、図の点線のように、滑らかで整然とした、粘り強い土手ができます。

図18.

図19.

運河で用いられるもう一つの方法は、図19に示すように、土で堤防を築き、小枝や葦で護岸を張るというものです。基礎は河床よりかなり下まで掘り下げる必要があります。そうでないと、作業が滑ってしまう可能性があります。このような作業は、運河が乾いているとき以外は行うことができません。

堤防が砂または非常に砂の多い土でできている場合、いずれにしても 3 対 1 などの平坦な側面勾配が必要です。砂が固い土と交互に層になっている場合は、砂の一部を掘り出して、固い土の塊と置き換えるのが得策です。69

杭打ち（図20）を使うこともできます。杭の中心から中心まで30～60cmの間隔をあけ、長い小枝を水平に並べて杭に差し込んだり、杭の後ろにブッシュを詰めたりします。しかし、ブッシュだけの方が安価で、効果もほぼ同等です。

図20.

インダス川の岸を守るため、灌木と全く同じ方法で樹木を利用することが提案されている（『パンジャブ河川事業』第4章）。つまり、樹木を川と平行に数列植え、川が侵食して岸辺が樹木列まで達すると、最初の列が倒れるようにする。最初の列は2番目の列に鎖で繋ぎ、灌木に使われた杭の代わりにする。残りの列は予備として残す。

ヴィラ式河床保護システム（第5章、第6条）は、スヘルデ川やブリュッセル・ゲント運河の護岸にも効果的に利用されている。このプリズムは約10×10×4インチで、重なり合う接合部を持つ。プリズムの帯はボートによって所定の位置に配置される。この際、帯はドラム上で展開される。ボートには、先端にローラーを備えた揺動台が備え付けられている。護岸上に薄い砂利層が敷かれ、ローラーによって押し下げられた後にプリズムが敷かれる（Min. Proc. Inst. CE、第cxxxiv巻および第clxxv巻）。70

第11章第3 条で言及されている、極めて高い流速に遭遇した川の場合、長さ50フィート、直径5フィートの円筒形の金網ロールが作られ、玉石が詰められていた。これらのロールは護岸に使用できる。この網は、6インチ間隔の金網を直角に交差させ、交差部で短い金網で結束して作られていた。

図21.

船舶運河では、水面下数フィートにバーム（図21）が作られることが多い。これは傾斜の基礎となるもので、通常、水面下5フィート以上まで敷設する必要はない。それより下であれば、洗掘による土手への影響はほとんど、あるいは全くない。通常の航行運河でも、同様のバーム（幅1～2フィート、水面下1フィート以下）が作られ、その上にイグサが植えられることがある。

時には、ロープに繋がれた低木や木の枝など、人工の雑草で堤防が保護されていることもあります。ロープの端は堤防に固定され、雑草は堤防沿いの小川に浮かんでいます。

氷は傾斜時に浮上力を発揮するため、堤防を守るために、鉄筋コンクリート製のカバーが使用されてきました。 71コンクリートにワイヤーが埋め込まれており、長さ 20 インチのワイヤーが土手まで通って土手に固定されています。これらのワイヤーはモルタルに埋め込まれ、杭のような役割を果たします。

図22.

4.エプロン付き重石積み。インドの大河では、傾斜した法面とエプロンからなる護岸システムが採用されています（図22）。このシステムは主に鉄道橋や堰堤に用いられますが、デラ・ガジ・カーンの例では、町の近くの護岸に用いられたことがあります。通常、洪水位が川岸よりも高い場合は、人工の護岸が作られます。いずれの場合も、護岸は適切に配置されます。この傾斜は2対1で、採石した石のブロックを緩く積み上げて作られており、最大の石の重さはおそらく120ポンドです。エプロンは、干潮時に砂州または川床に設置されます。必要であれば、地面を特別に平らにならします。これは、洗掘が発生したときに滑るように設計されています。スプリング（インド政府技術文書、第153号、「河川整備とガイドバンクシステムにおける管理」、1904年）は、以下のエプロンの寸法を示しています。洗掘の最大深さは、第11章第3条の説明に従って計算できます。この深さを法尻から測ったものをDとし、法面に必要な厚さをTとすると、 72傾斜している場合は、エプロンの幅は 1.5 D、厚さは斜面近くで 1.25 T、川沿いで 2.8 T にする必要があります。これにより、洗掘された斜面を 1.25 T の厚さまで覆うことができます。この厚さが T よりも厚くなるのは、石が規則的に滑りにくいためです。スプリングによると、厚さ T は 16 インチから 52 インチで、流れが遅く、粗い砂の溝の場合​​は最小、流れが速く、細かい砂の場合は最大になります。ただし、流れが遅いほど砂は一般に細かくなるため、約 3 フィートの厚さが一般に適切と思われます。粗い石の下には、より小さな石片またはレンガを敷きます。堤防の上部には、通常、一列のレールが敷かれており、川が傾斜した斜面をどこかで損傷した場合に備えて、堤防に沿って一定間隔で設置されている予備の石積みから石をすぐに現場に運ぶことができます。
堰堤や類似の工事の付近で要求される堤防への特別な保護については、第10章第2条および第3条を参照してください。73

第7章
河川の転流と閉鎖
1.転流 —河川が恒久的に転流される場合、新しい流路は一般的に以前の流路よりも短くなり、その転流はしばしば「遮断」と呼ばれます。遮断の最初の結果は、上流の水位の低下と、そこでの洗掘傾向、そして遮断箇所の下流でのシルト堆積です。図23は、遮断ABが行われた後の河川の縦断図を示しています。河床は点線で示した位置になる傾向があります。転流と以前の水路の両方を開通したままにしておくと、分岐点の水位はさらに低下し、転流箇所の洗掘傾向は減少します。

図23.

堆積物が水流によって洗掘されるほど軟らかい場合は、小さな区間に分水路を掘削し、洗掘によって拡大させる方法がしばしば実用的です。この作業は、分岐点で旧水路を閉鎖できれば非常に容易になります。洗掘された堆積物が下流の水路に堆積するかどうかという問題は、 74分水路の拡大が不規則にならないように、図 24 に示すように掘削し、水は中央の溝にのみ流入させる。側溝は完全に連続してはならず、一定間隔で掘削しない部分を残す。こうすることで、水路を洗掘した水が溝に侵入しても、溝全体に侵入するまでは水は溝に沿って流れなくなる。

図24.

水位を下げる目的ではなく、単に水路を短くする目的で転流を行う場合、勾配の急化によって流速が上昇し、支障をきたす可能性があります。このような場合には、堰（複数可）を増設することができます（第8章第4条）。

水に十分なシルトが含まれており、廃棄されたループを妥当な期間内に堆積させることができれば、そうすることが望ましいかもしれません。堆積させることで、例えば土地の価値が上がる可能性があります。ループは上端で閉じておく必要があります。下端に水が流入すると、そこに堆積物が発生します。下端がシルトで十分に塞がれている場合は、上端を開けておく必要があります。75

例えば、分水路の始点における湾曲部による水流の傾きは、分水路を流れる水量とはほとんど関係がありません。水流の傾きが及ぼす影響は、対岸と比較して水位がわずかに上昇する程度です。同様に、分水路の始点の角度は、場合によっては接近速度に影響を及ぼす程度で、その影響は一般的に小さいです。分水路と旧水路への水の配分は、実際にはそれぞれの排水能力の相対的な大きさに依存します。必要な水量が分水路を流れない場合は、浚渫することができます。

時には、分水路の取水口へ水を送るために長い支水路が設けられる。その効果は非常に小さく、水流の流れを一定に保つ程度で、その長さが長すぎて閉鎖ダムのような役割を果たさない限りは、その効果はごくわずかである。川を流すよりも導く方が簡単だと言われることがある。この発言は、おそらく、検討中の支水路のような構造物は一般にほとんど効果をもたらさないのに対し、分水路の掘削や浚渫による支川の深掘りは、何らかの効果を生み出す可能性が高いという事実に基づいている。しかし、この点については確実なことは言えない。時には、このような水路に過大な期待がかけられることがある。水流の洗掘力は必ずしも計算されていないし、切土が洗掘されるにつれて勾配が平坦になるという事実も必ずしも考慮されていない。

2.流水路の堰き止め— 流水路をダムで堰き止めるのは、通常、ある程度の困難を伴い、時には極めて困難な場合もあります。両岸から一定の距離までダムを流すのは容易かもしれませんが、 76ダム間の隙間が元の川幅よりもはるかに狭くなると、上流側の水は上流に押し上げられ、隙間から水が流れ込みます。この水は川底を深く洗掘し、ダムを崩壊させる傾向があります。隙間が狭くなるほど、水の流れと洗掘は大きくなります。
ダムの閉鎖は、川が別の川と分岐する地点、またはその付近で最も容易に行うことができます。その後、隙間が狭まるにつれて、水の一部はもう一方の川に流され、それほど上昇しません。最終的にはすべての水がもう一方の川に流され、総上昇量は、このもう一方の川が増加流量を運ぶことができる程度にまでしか上がりません。もし閉鎖が分岐点付近で行われなければ、閉鎖が完了した後も水位の上昇は続き、どこかから水が漏れたり、噴出したりしない限り、閉鎖が分岐点であった場合と同じ水位まで、あるいは完全に同じ水位までではないまで上昇し続けます。なぜなら、水面にわずかな傾斜が残っており、ダムを通って少量の水が浸透している可能性があるからです。このような場合、主要な閉鎖が完了した後、一時的な流出部や分岐部を設けることが可能です。これらの水位は浅く、したがって容易に閉鎖できます。

もちろん、河床が硬い場所の方が、柔らかい場所よりも閉鎖がはるかに容易です。恒久的なダムを別の場所に設置しなければならない場合でも、そのような場所や分岐点付近で一時的に閉鎖し、その後、乾いた水路または静水域に恒久的なダムを建設し、仮設ダムを撤去するか、ダムに隙間を開けるのが最善の場合がよくあります。

一般的に、クロージャに採用する最良の方法は 77水路の底がすでに十分に固くない限り、隙間が閉じるときに洗掘されないように、あらかじめマットレスや床で覆っておきます。床は、ボートから投げ込んだり、その他の適切な方法で落としたりした多数の石や土嚢でできており、隙間や盛り上がりができないように注意して配置します。土嚢は注意深く縫い合わせます。マットレスは、束ねた粗朶を並べて結び、浮かべて所定の位置に置き、重しを付けて沈めます。マットや布で作ったカーペットに適切な重しを付けても十分な場合もあります。洗掘によって石や土嚢が流されそうな場合は、石を網、籠、または木箱に入れます。土嚢を網に入れることもできます。第 6章第 3条に記載されている、石を詰めた長い金網のロールがおそらく何よりも優れており、直径をいくらか小さくすることができます。床またはマットレスは、通常、水路を横切る必要はありません。洗掘が始まる際に想定される隙間の幅よりもはるかに広い、場合によっては2倍ほどの幅を覆わなければなりません。その長さは、水路の方向と平行に測り、水路が下流端に達する前に、狭窄部における激しい渦が消失する程度でなければなりません。ダムの上流にかなりの距離まで延びる必要はありません。

堤防からダムを建設する場合、ダムは一般的に単純な土や砂利、あるいは砕石で作ることができますが、ダムが深くまで進む前に、端部を石で覆ったり、杭や柴、あるいは集水桝で保護する必要があるでしょう。ダムがマットレスの上に十分に進み、端部が十分に保護されたら、ダムの建設を中止するのが最善です。 78側から川の流れをせき止め、隙間に土嚢を何個か置いて底から水量を絞り、水中堰を作る。こうして、流れはかなりの幅にわたって広がる。次に堰を水面より上に上げる。上流側に土や砂利、草の束を投げ入れれば漏水を止められる。時には、川幅全体にマットレスを作り、全体を堰で閉じ、各層を横切ってから次の層を加えるのが最善の場合もある。川岸は、固くない場合は、土嚢、石、杭、または結石で保護することができる。

流水路を塞ぐ試みが失敗する主な原因は、適切な床材や敷石の設置を怠ることです。石やその他の資材の重量が不足していたり​​、敷き詰めが不十分だったり、床材の面積が不足していたり​​する場合があります。水路が軟弱で水深が深い場合、遊石はどんなに少量であっても、その下に粗朶材の敷石を敷かなければ、崩壊する可能性があります。土嚢などの資材が不足することも、崩壊のもう一つの原因です。工事の一部が破損した場合の補修を含め、あらゆる不測の事態に備える必要があります。堤防の決壊やダムの隙間を塞ごうとする無駄な試みによって、莫大な資金が浪費され、多大な不便、損失、そして問題が生じてきました。

隙間を埋める方法としては、石を積んだ艀を沈める方法や、粗朶材でできた「ゆりかご」と呼ばれる大きなマットレスを沈める方法があります。このマットレスは4艘の船で現場まで運び、各隅を支えて石を積み込み、沈めます。また、隙間の片側から反対側まで粗朶材でできた浮きマットレスを流し出す方法もあります。 79真ん中に穴を開けて沈め、反対側も同様に進めていきます。

採用できる場合の優れた計画は、複数の作業ラインを用意し、それらの間で水の上への移動を分割することです。

インドでは、水深 6 フィートまたは 8 フィートの小川を封鎖するには、小木の幹で作った粗い架台を橋脚のように川の中に一定間隔で設置します。架台の 1 本の脚は上流に、もう 1 本は下流に傾斜しています。隣接する架台の各ペアは、いくつかの粗い水平の支柱で接続されています。これらの支柱に、柴の束が立てられます。同時に土が集められ、最後に手早く加えられます。最大の危険は、洗掘によって川床が陥没することです。これは、杭を打ち、その上に柴を置くことで防ぎます。小さな水路や運河の堤防の決壊を封鎖するには、杭と柴を使用します。危険な決壊が発生しそうな場合は、小型の杭打ち機を装備し、矢板を積んだはしけを便利な場所に用意しておくのが得策です。

ミシシッピ川で初めて使用されたハードル堤防は、1902年にインダス川でも採用され、川の主流路を部分的に閉鎖しました。堤防は3本で、それぞれ3列の非常に長い杭（長さ60フィートのものもありました）で構成され、川底に打ち込まれました。そして、川底はファスシン（粗朶）で作られたマットレスで保護され、マットレスの先端は洪水面より上になるように川底を横切って敷かれました。目的は水の流れを完全に止めることではなく、泥が堆積して水路が塞がれ、水が別の流れに流れ込むほどに水の流れを遮断することでした。 801902年3月に着工され、同年5月には工事が進行中だったが、異例の早すぎる洪水により中断された。この時点で堤防は川の右岸からかなりの距離まで築かれていたが、未完成のものがあった。3つあった堤防のうち2つは大部分が流失した。しかし、川ははるか上流から新たな流れを辿り、西側の水路は小川となり、堤防の残骸はすぐに土砂に埋もれた。

適切なマットレスの設置が省略された場合、マットレスが破損した場合、あるいは堤防に決壊が生じた場合など、つまり、水が他の方法で排出されない限り隙間を塞ぐことができないことが明らかな場合は、ダムまたは堤防の下流側の別の場所で一部を切断し、その場所を徹底的に保護し、ダムまたは堤防から下流に保護範囲を拡張することで、そのような排出口を設けることが可能です。その後、水を流し込み、以前の隙間の閉鎖を試みます。閉鎖が成功すれば、保護された隙間も閉鎖できます。場合によっては、事前に慎重に保護された隙間を設けることが望ましいこともあります。

干上がった小川を塞ぐためのダムは、洪水堤防（『洪水防護』第12章第7条）と同様に建設できます。砂は、粘土または砂礫で覆われていれば、非常に効果的です。

3.河川の閉鎖例— 1904年、コロラド川は4000平方マイルの広さを持つソルトン・シンクに決壊した。 81川を塞ぐために、柳と土嚢を挟んだ2列の杭、500本の杭で支えられた長さ200フィートのゲート、そして幅12フィートのゲート12基が設置された。その後、幅100フィート、厚さ1.5フィートのマットレスの上に「ロックフィル」ダムが建設された。幅600フィートの川は決壊したが、その隙間に3つの平行なロックフィルダムが建設され、堰き止められた（Min. Proc. Inst. CE、第121巻）。

図25.

ベンガルのティスタ川に架かる鉄道橋の建設現場では、水路の左側を流れる本流（図25）を閉鎖する必要がありました。本流は水路の右側に橋が建設されていたためです。水路は砂地で、幅500フィート（約150メートル）、深さ6フィート（約1.8メートル）、流量は毎秒3700立方フィート（約200立方メートル）でした。水路を閉鎖する最初の試みは、MN（約60メートル）で行われました。MNは、厚さ200フィート（約60メートル）の石床でした。 82長さ20フィート、幅2フィート、厚さ2フィートの堰堤が川の真ん中に敷かれ、両岸から土、土嚢、石で堰堤が築かれていた。隙間が狭まるにつれて川床が引き裂かれ、工事は失敗に終わった。上端の高さは3フィート9インチだった。後に、現場は上流の分岐点であるべきであり、石の床はマットレスの上に敷くべきだったことが判明した。

次の作業シーズンには、ダム CD と EFG が建設されました。ダム CD は土でできていました。2 つの壁はそれぞれ 2 列の竹で構成され、列の間は土で重しをした草の束で満たされていました。壁は法面のつま先近くの土塁の 50 フィート前方に建設されました。上部の壁の線に沿って、幅 10 フィート、厚さ 1 フィートの砕いたレンガのマットレスが敷かれ、壁の 50 フィート前方に保たれました。全長 1000 フィートの盛土が 5 か月で建設され、上流側に張られました。端部は石の塊で強固に保護されていました。盛土 FG は土でできていました。ダム EF は、ベッドに 10 フィート打ち込まれた 3 列の杭で構成されていました。石で重しをしたマットレスは、ダムの上流 20 フィート、下流 40 フィートまで延長されていました。DE には 150 フィートの隙間が残され、いかなる床面によっても保護されていませんでした。 FGに平行にKまで延びる水路が幅200フィート（約60メートル）まで掘られていた。洪水の間、DEの上流は約2.5フィート（約7メートル）、水深は30フィート（約9メートル）だった。EFの溝は大きく損傷し、修復された。FGKの切通しは徐々に広がり、洪水の終わりには本流よりも多くの水がFGKを流れ下るようになった。DEの溝は最終的に、 83竹や草が生い茂り、河床は土嚢で重しをつけた普通の布でできた100フィート×50フィートのカーペットで保護されていた。この作業の成功は、切土FG Kの洗掘によってもたらされた。洪水の際にDEの隙間が完全に管理不能に陥らなかったことは注目に値する（Min. Proc. Inst. CE、第1巻）。84

第8章
河川の整備と運河化
1.予備的考察— 河川を整備または整流する場合、通常は河川幅を狭くしますが、狭い箇所を拡張しなければならない場合もあります。また、河川を深くすることも非常に頻繁に行われます。整備の目的は一般的に航行性の向上ですが、沈泥の堆積を防ぐことが目的となる場合もあります。パンジャブ地方の運河の源流を形成する一部の天然の支流は幅が広く曲がりくねっており、整備されることがあります。整備には、河川の直線化や湾曲部の切断が含まれることが多く、これについては第7章を参照してください。
2.浚渫と掘削。河川を深くする必要がある場合、通常は浚渫船が作業を行います。浚渫船は泥、砂、粘土、玉石、砕けた岩片などを取り除くことができます。最も一般的なのは「バケットラダー」浚渫船です。「ディッパー」浚渫船もその一つです。どちらも水深35フィートまで作業可能です。「グラブバケット」浚渫船は、どんな水深でも、限られた空間でも作業可能です。「サクション浚渫船」は、水と混ざった泥や砂を引き上げます。浚渫船にはホッパーや可動底が取り付けられており、浚渫土を排出することができますが、そのためには作業の中断が必要です。 85浚渫船が堆積場所まで航行している間に作業を行う。あるいは、ホッパーバージに排出したり、ロングシュートを使って直接岸に排出したりすることもできる。比較的浅い水域での小規模な作業には、2人乗りの「バッグ・アンド・スプーン」浚渫船が使用される。
水中の岩石を除去する必要があるときは、鋼鉄の先端のカッターが付いた重いラムの打撃によって岩石を爆破または粉砕します。

水路を拡張する場合、通常の方法で水面下まで掘削し、水が入らないように壁のような狭い土塊を残すことができます。水路を乾いた状態にできない場合は、浚渫によって工事を完了することができます。

川自体の水路を深くしたり広げたりする方法については、第 V 章を参照してください。

3.幅の縮小。狭窄する水路が広くない場合は、護岸（第6章）で説明したいずれかの方法で幅を縮小することができます。しかし、広い水路では、直接的な方法による幅の縮小は一般的に実行不可能です。費用が高額になるからです。埋め立てた場合、土砂は全域にわたって保護されていない限り流失する可能性があります。大水路の幅の縮小は、ほとんどの場合、水制堤（図26）または導流壁（図27）によって行われます。護岸のための突堤または短い水制堤については、既に説明しました（第6章、第2条）。水路を狭めるための水制堤も同様の方法で同じ材料で作られますが、長さは長くなります。水制堤は水路に対して直角またはほぼ直角になります。サトレジ川の水制堤については、第5章、第5条で触れており、図に示されています。 86図6、55ページ。突堤を用いる場合でも導流壁を用いる場合でも、目的は水流を特定の領域に限定し、その両側の空間を堆積させることです。これらの空間が部分的に堆積している場合は、柳や一部が水没しても生育する植物を植えることで、堆積の完了を助けます。

図26.

図27.

導水壁は、突堤に用いられる材料のいずれかで作ることができます。各壁と隣接する河岸との間の空間を堆積させるために、他の壁を一定の間隔で横断させて設置します。導水壁と横断壁は通常、常用水位までしか建設されませんが、場合によっては低水位までしか建設されません。そのため、洪水が広がり、壁が水没して堆積物が発生する可能性があります。壁を高く建設しすぎると、 87洪水に余裕を持たせるためには、堤防の間隔をあまりに離す必要があるが、これは後述するように、好ましくない。

導水壁と水制工の違いは、種類というよりは程度の違いである。どちらの場合も、最も一般的に使用される材料は、必要に応じて低水位より上に勾配を付ける緩い石であるが、編み杭が使用されることもある。川の水に供給のあらゆる段階でシルトが含まれる場合は、洪水時だけでなく常時シルトの堆積が起こるように、導水壁に隙間を残しておける。壁が編み杭であれば、水は壁を通過するので、隙間を残す必要がない場合もある。水制工は、 T字型の頭を持つことが多い (図 26 )。したがって、長い隙間のある導水壁に相当します。狭い水路の縁は、通常、図に示すような形状になる。水制工を規則的な水路になるほど互いに近づけて配置する場合、コストは導水壁のコストとそれほど変わらない可能性が高い。

導水壁や突堤の配置は、費用対効果を最良に保ちつつ、最良の水路を形成するように設計すべきである。最良の水路とは、一般的に、急峻な屈曲部が最も少ない水路である。ここでは、勾配を大きく変えるような長さの切通しや迂回は行わないものとし、導水路の幅を狭くし、また、屈曲部をわずかに変更したり緩めたりすることで、ある程度の配置の自由度を確保するものとしている。直線区間は、水流が左右に揺れ動き、浅瀬を形成する傾向があるため好ましくないと言われることがあるが、屈曲部ではそのような傾向は見られない。浅瀬形成に関する困難は、直線区間が最も大きい。 88干潮時には問題となるが、導水壁の幅が広すぎる場合にのみ深刻になる可能性がある。幅を狭めても問題が解決しない場合は、曲線コースを採用する方がよいだろう。導水壁の幅は、区間が直線か曲線かに関係なく、一般的には全体で同じであるべきであるが、前述の点を考慮して、区間を直線以外にできず、浅瀬化が懸念される場合は、直線部分の幅を狭めて当然ながら水深を深くし、同様に逆の曲率変化部分でも幅を狭めることが望ましい。少しでも急な曲線の場合は、曲線の両端よりも中央部の曲率を急にすべきである（第 4 章、第 8 条）。

4.水深または水位の変更。河川幅が変更される場合、水深は勾配が不変であると仮定し、反対方向に変化する必要があります。導水によって水路が狭くなると、水深の増加が必要となり、同じことが河川の支流が閉鎖される場合にも当てはまります。水深の増加は、水位を上げるか、河床を下げるか（都合に応じて）、あるいはその両方によって実現できます。河床を下げる場合、河床が硬い粘土質であれば浚渫が必要になる可能性があり、これが行われていれば導水は不要です。河床が軟らかい泥質であれば、浚渫した水路は再び埋め立てられる可能性が高いため、導水のみを採用する方法が適切です。河床が中程度に硬い場合、例えば締固められた砂質の場合は、まず水路を導水し、必要に応じて浚渫を行うのが適切です。いずれにせよ、硬い物質の浅瀬は浚渫する必要があるかもしれないし、岩が浅瀬や横の障害物を形成するかどうかは、 89爆破その他の方法により河床を破壊してはならない（第2条）。河床を低下させることなく水位を上昇させたい場合には、当然のことながら導水が必要である。河床が目標よりも低い水位まで洗掘される恐れがある場合、または河床を上昇させる必要がある場合には、第5章第 6条に規定する措置を採用することができるが、これらの措置がすべての場合に適切かつ満足のいくものであるとは考えにくい。
5.導水と運河化。—ここまでに述べた手順は、第5章および第6章で述べた手順と併せて 、河川の横断面のみを扱う限りにおいて実行可能なすべての手順である。これはしばしば河川の「調整」と呼ばれるが、「導水」という用語の方が適切である。10

図28.

河川の断面を単に変更するだけでは、必ずしも問題を解決できるとは限りません。勾配の変更が必要になることも少なくありません。勾配は、直線化によって急勾配にしたり、堰堤の設置によって緩やかにしたり、あるいは当初の計画よりも多少迂回した経路を採用したりすることで調整できます。こうした広範な作業は、河川の場合は運河化、運河の場合は改修と呼ばれます。

通常の水位における河川の断面を、幅を狭めて深さを増すように変更したいとします（図28）。平均深さが2倍になった場合、新しい幅はおよそ 90改修後の水路は、 新設水路と全く同じ方法で設計される。流量に最も影響を与えるのは水深であり、勾配は最も小さくなる。堰堤を含む計画の弱点は、洪水への対処が難しいことである。他のすべての点で完璧な計画であっても、堰堤によって洪水の通過が妨げられると、計画が台無しになることがある。この困難は可動堰によって克服される。堰に関する全体的な主題は第 10 章で扱われます。

河川のどの区間においても、他の区間を考慮せずに導水や運河化を行うべきではない。浚渫によって局所的に水位を下げるだけでも、上流端の浅瀬の影響が強まる可能性がある。

堰堤や水路の狭窄によって水位が上昇する場合（後者の場合、水位上昇は恒久的ではない可能性がある）、一般的には上流端から工事を開始するのが最善である。水位上昇は、残りの工事の実施を妨げることはない。しかし、拡張工事の場合、工事上流の水位が下がるため、下流端から工事を開始するのが都合が良い。このことは、新しい水路がそれほど大きくない限り、直線化工事にも当てはまる。 91当初は水位低下を招かないほど小さい。計画全体が実行されるかどうか疑問がある場合は、状況に応じて最初に対処する区間を決定することができる。上流区間または下流区間を選択する一般的な理由はないが、水位の上昇または低下は、その区間の上流にまで及ぶものであり、下流には及ばない（第1章第4条）。

導水壁や突堤が杭や束石、あるいは石以外の材料で作られている場合は、注意深く監視し、メンテナンスを行う必要があります。92

第9章
運河と導管
1.堤防。水を保持する必要がある堤防はすべて注意深く構築する必要があります。土は層状に堆積し、すべての土塊は砕かれます。高い堤防では、層を湿らせて土を固めます。図29の点線は、浸透水の2つの経路を示しています。水位から堤防の外側の地面までの垂直高さを浸透線の長さで割ったものが動水勾配であり、これはパイプの場合と同様です。この勾配は、漏水の傾向をある程度示す尺度です。常に水が流れている堤防は、ほとんどの場合、やがてほぼ確実に水密状態になります。その時間は、土壌の良し悪しと、堤防の構築における注意の程度によって、短くなったり長くなったりします。

図29.

土手の側面勾配は土壌によって異なります。一般的には1.5対1ですが、2対1、あるいはそれ以上になることもあります。 93土壌が悪いか砂質である場合、または破損に対して厳重な予防措置を講じる必要がある場合は、3対1になります。

漏水箇所の水に籾殻などの微細な物質を投入することで漏水を止めることができる場合もあります。また、堤防の一部を掘り起こし、漏水経路を特定し、土と突き固めで埋め戻す必要がある場合もあります。フランスの一部の航行可能な運河では、かつては深刻な漏水が発生すると、その区間を干拓し、堤防を掘り下げてその上にコンクリートのスラブや水たまりを敷くという慣習がありました。この方法は廃止され、代わりに矢板が打ち込まれています。矢板は1本ずつ引き抜かれ、漏水が発生した場合はコンクリートで埋め戻されます。

堤防の大きさは、ある程度、堤防に面する水頭と、堤防がせき止めている水量によって決まります。流出する水量が多いほど、決壊の危険性が増すのは明らかです。この水量は、水量と流速によって決まります。英国の航行用運河では、曳航路と反対側の堤防は、通常、幅が 4 ～ 6 フィート、水面から 1.5 フィートの高さになっています。インドの灌漑用水路では、非常に大きな運河の堤防は水面から 2 フィートの高さで幅が 20 フィートですが、水深 6 フィートの小さな運河の堤防は幅が 8 ～ 10 フィート、水面から 1.5 フィートの高さになり、水深 3 フィートの小さな分水路の堤防は幅が 4 フィート、水面から 1 フィートの高さになります。土壌が貧弱な場合が多いです。

特別な高さまたは特別な重要性を持つ堤防に適用される詳細な説明は、堤防（第12章、第6条）に記載されています。

2.航行運河。航行運河は、時には同じレベルにあることもあるが、通常は異なる 94航路は水位が異なり、水門によって水位が変わります。最も一般的な「横行」運河は、川の谷に沿って、川とほぼ平行に走ります。このような運河を建設する方が、川を運河化するよりも安価になることがよくあります。「頂上」運河は尾根を越え、2 つの谷を結びます。航行用運河では、閘門、漏水、または吸収と蒸発によって生じる水の損失を補うために水の供給が必要です。運河は、使用する船のサイズに応じて、任意のサイズにすることができます。建設費用を抑えなければならない短い区間を除いて、常に 2 隻の船がすれ違うための余地があります。
横行運河は、川や横断する小さな支流から水を得ます。山頂運河では、貯水池の設置が必要になる場合があります。運河は尾根の低い部分を横切るため、貯水池は高台に建設されます。また、乾季に水を貯めたり、修理のために干拓された運河に水を素早く補給したりするために、他の運河にも貯水池が必要になる場合があります。

熱帯の国では、水が止まっている、あるいはほぼ止まっている運河に雑草が大量に生い茂ります。交通量が多いため雑草は抑えられていますが、定期的に除去する必要があります。

はしけ運河を設計する際には、一般的に、洪水による被害を受けやすいほど低地や河川に近すぎないこと、河川付近でよく見られる透水性の非常に高い土砂や砂利を横切らないこと、掘削する材料は、同じ場所で盛土に必要な量とできる限り同じであること、そして、非常に費用のかかる高い盛土はできるだけ避けることなどが主な考慮事項となる。 95建設が困難で、多かれ少なかれ危険源となるようなものは避けなければならない。航行用運河の堤防の側勾配は土壌の性質によって異なる。通常は1.5対1だが、内側の勾配は2対1の場合もある。堤防は水面から通常1.5～2フィートの高さにあり、曳航路側の堤防の幅は8～16フィートの範囲だが、通常は12フィート、反対側の堤防の幅は4～6フィートである。運河の幅は2隻の船が通れるように確保され、深さは使用する船の喫水より1.5～2フィート深くする。堤防は短い距離だけ傾斜させて保護する場合もあるが、通常は単に芝を敷くだけである。水面近くの堤防は摩耗するため、堤防の側勾配は上部で急勾配になり、下部で緩勾配になる。運河における船の牽引抵抗は次式で表される。
R = r (8·46)/(2 + (A/ a ))、
ここで、 rは大きな水域における抵抗、A とaはそれぞれ運河の断面積と船の水中部分の断面積です。A がaの6倍のとき、R はrよりわずか6% 大きいだけです。実際には、A がa の6倍未満になることはありません。

銀行を保護する方法については、第6章を参照してください。

船舶運河は、大規模なはしけ運河です。河岸への損傷を避けるため、船舶の速度は厳しく制限されています。

マンチェスター船舶運河は、アーウェル川とマージー川の水を取り入れ、数マイルにわたって輸送しています。そのため、その一部は運河化されています。その下流は潮汐流であり、潮の満ち引き​​によって運ばれます。 96下流ではマージー川の河口に合流し、上流では河口を迂回して河口から流れ出る。この水の循環は河口にとって有益である。

パナマ運河は一階部分で建設することもできたが、その場合の費用と時間は、山頂運河を建設する場合の2倍に上っただろう。チャグレス川の水を貯めて広大な湖を形成する予定である。この湖は、閘門用の水を供給するだけでなく、それ自体が運河の高水位区間の一部を形成し、船舶は運河の他の部分よりも高速で通過できるようになる。

インドの灌漑用水路の中には、航行可能な状態に整備されたものもある。そのコスト増加は、結果として得られる利益をはるかに上回っていることが多い。

3.水門。図 29 Aに普通の水門を示します。ヘッドゲートの上側の空間は「ヘッドベイ」、テールゲートの下側​​の空間は「テールベイ」と呼ばれます。水門の床は逆アーチ型になっていることが多く、鋳鉄製の場合もあります。「リフトウォール」は一般に水平アーチ型です。ゲートは閉じた状態で下端が「マイターシル」に押し付けられ、ゲートの端にある垂直の「マイターポスト」が出会って押し付けられます。ゲートは開閉時に、水門壁の「くぼんだ隅石」に立っている円筒形の「ヒールポスト」の上を回転し、完全に開いた状態では「ゲートリセス」に収納されます。
閘門は常に石積みまたはコンクリートで頑丈に造られています。壁は、修理のために閘門を乾燥させる際に土圧に耐えなければなりません。床は、水による洗掘作用に耐えなければなりません。 97水門。閘門が空いているときの水の上向きの圧力については、第10章第3条を参照してください。はしけ運河の2つの区間の水位差は通常4フィートから9フィートですが、場合によってはそれよりはるかに高くなることもあります。

図29a.

小型閘門のゲートは一般的に木製で、カウンターバランスが取られています。大型閘門のゲートは木製または鋼製で、重量は通常ローラーで支えられています。テレド・ナバリス（ 海底曳き網）が存在する場合は、通常の木製ゲートは使用しないでください。鉄製のゲートは、四方を板で囲むことで浮力が得られ、ヒールポストの上端を支えるローラーとアンカーストラップにかかる重量を大幅に軽減できます。パナマ運河の閘門は長さ110フィート、厚さ7フィートで、高さは48フィートから82フィートです。98

閘門に水を満たしたり排出したりするための水門は、水門または壁に設置されます。水門と水門は、通常、水力または電気で駆動されます。

閘門はしばしば連設されています。1連に20～30の閘門が設けられ、総揚程は150～200フィート（約45～60メートル）になる場合もあります。これによりゲート数が削減され、1つの閘門の末尾ゲートが残りの閘門の先頭ゲートとなるため、閘門操作の労力が軽減されます。

上流域と下流域の間の閘門に貯留されている水の容積をL、船の水中容積をBとします。運河の上流域から取水される「閘門容積」は、以下の式で表されます。

事件の参照
番号。
ボートの数
。
移動方向。 ロックが
見つかり
ました。 ロックまたは左に
ロックします
。 ロック。
シングル
ロック。
mロックのフライト 。
1 1 下。 空の。 空の ポンド ポンド
2 1 ” 満杯。 ” – B – B
3 1 上。 空の。 満杯。 L + B m L + B
4 1 ” 満杯。 ” L + B L + B
5 2 n 交互に上下
します
。 下に行く
と満員。
上に行くと
空。
下に行くと
空になります。
上に行くと
満員になります。 n L mn L
6 n 下。 空の。 空の。 n L- n B n L – n B
7 n ” 満杯。 ” ( n -1)L

• n B ( n – 1) L
• nB
  8 n 上。 空の。 満杯。 n L+ n B ( m + n -1)L
• n B
  9 n ” 満杯。 ” n L+ n B n L + n B
  10 { n 下。} ” ” (2 n -1)L ( m +2 n -2)L
  { n 上。 }
  99

単一の閘門の場合、2 隻の船が通過し、1 隻が下り、もう 1 隻が上り (ケース 2 と 3)、閘門が満杯であれば下り船が先に通過し、空であれば上り船が先に通過する。いずれの場合でも、総閘門数は L、つまり各船ごとに L/2 となる。これはケース 5 からもわかる。ケース 6 から 10 は、長い列の船が下りる場合、たとえ閘門が最初の船にとっては満杯であっても、または長い列の船が上りる場合、たとえ最初の船にとっては閘門が空であっても、総閘門数は船 1 隻あたりほぼ L であることを示す。したがって、単一の閘門では、可能な限り船は交互に上りと下りを行うべきである。

m個の閘門が連なる場合、1 隻の船が下降する際に使用する水量は、閘門が 1 個しかない場合（閘門から閘門へ同じ水が流れる）と変わりませんが、上昇する際にはより多くの水を使用します。複数（2 n）の船が交互に上下する場合（ケース 5）、閘門数はm n L で、1 隻の閘門あたりの閘門数が m n L となり、その後に同じ数の船が上昇する場合（ケース 7 および 8）、閘門数は少なくなります。n をmとすると、1 隻あたりの平均閘門数は次のようになります。

メートル ＝ 1 2 3 4 5 6 無限

ボート1隻あたりの閘門数 ＝ L̲
2 L 7̲L̲
6 5̲L̲
4 1̲3̲L̲
10 4̲L̲
3 3̲L̲
2
したがって、 nとmが非常に大きい場合、ボートが列をなして上下する場合のボート1隻あたりの平均閘門数は、それぞれ異なる場所にあるm 個の単独の閘門をボート1隻が交互に上下する場合のボート1隻あたりの閘門数と同じであり、3はmと同じである。 100この違いの理由は、不思議に思われるかもしれませんが、ロックが異なる場所にある場合、それらは互いに独立して作動するからです。

閘門には中間ゲートが設けられている場合があり、短い船舶用の短い閘門として機能する。マンチェスター船舶運河では各閘門の横に、小型船舶用のより小型のゲートがあり、これにより閘門数を節約している。マンチェスター船舶運河がマージー川の河口に下りるイーストハム閘門には、テールゲートの下に河口に向かって開く一対のゲートが追加されており、河口の水位が運河の水位より高いときにも閘門を操作できる。水は「サイドポンド」によって節約でき、閘門からの上部の水を「サイドポンド」に排出して、閘門を満たす必要があるときに再び利用できる。2 つの閘門を並べて建設した場合は、それぞれが他方のサイドポンドとして機能する。2 列の閘門を並べて建設することもできる。

閘門の代わりに、上下に傾斜面が設けられ、その上に水を入れたケーソンが描かれ、ボートが浮かぶ。レールは両リーチの水面より下まで伸びており、ケーソンはボートの下を通れるようになっている。また、ボートを持ち上げ、一方のリーチからもう一方のリーチへ揺り動かすための「リフト」も建設されている。

4.その他の人工水路。水路の流量計算方法は水理学の分野である。土工水路の設計において従うべき原則と規則は、第4章第6条および第8章第5条に規定されている。堤防の設計については、本章第1条で扱っている。都市への給水その他の目的のために水を輸送するために、石造水路が用いられる。 101よく使用されます。一般的な形状を図30 に示します。断面形状を曲線にすることで、断面積と水力半径が増加し、流量が増加します。

図30.102

第10章
堰と水門
1.予備的考察 —流れを少しでも阻害するあらゆる構造物は、流れに急激な変化をもたらす（第4章第1条）。急激な変化には必ず渦が発生し、これが特異な洗掘効果をもたらす。この効果は、例えば障害物によって狭窄された後に再び拡大する場合、あるいは堰堤から流れ落ちる場合、あるいは水門から流れ出る場合など、流れの速度が急激に低下する箇所で最も顕著となる。このような場合において、構造物を洗掘から保護することが最も重要である。
河川が不安定な場合、堰堤その他の恒久的な構造物の設置場所は、比較的直線的な区間、あるいは少なくとも屈曲部の直下流には設けるべきではない。これは、屈曲部が下流に移動する傾向があるためである（第4章第8条）。狭い場所を選択することに特に利点はない。狭い場所は水深が深くなったり、幅が広くなったりする可能性が考えられる。硬く安定した河川においては、設置場所に関する制限はない。

第8章で述べたように、堰は航行の目的で建設されることが多い。また、勾配が急すぎないように航行できない河川や灌漑用水路にも堰は使用される。 103運河も同様の理由で使用されています。河川と運河の両方において、水位を上げ、支線から水を排出することで、製造業、水力発電、灌漑などに利用されています。

堰の上流では、シルトが堆積する傾向が多少ありますが、必ずしも堆積するとは限りません（第4章第2条最終項、および第3条最終項）。砂や泥の堆積が懸念される場合は、「ウィープホール」と呼ばれる小さな水平通路を堰の上流河床の高さに残すことがあります。かつてのナイル川の堰には鉄格子が設けられていましたが、それは不必要に大きすぎました。

図31.

通常の堰の本質的な欠点は、洪水の通過を阻害することです。この阻害は重大な場合もあれば、そうでない場合もあります。時には重大な場合さえあります。この欠点を部分的に改善するために、堰を水路に対して斜めに設置し、長さを長くする試みがなされてきました。通常の水位では、堰頂部を越える流れは、堰の長さに対して垂直、あるいはほぼ垂直です。水を一定の水位まで保持する必要がある場合、堰頂部は水路に対して垂直な場合よりも、長さが長いため高くなければなりません。洪水時には、水は高速で堰を越えて水路の軸とほぼ平行な方向に流れます。そのため、堰の有効長さは水路に対して垂直な場合とそれほど変わりません。また、堰頂部が高いため、洪水の阻害効果も同程度です。斜め堰は通常、図31のように作られます。一方、直線状に作られた堰では、 104ラインを下回ると、下端のバンクに過度の動きが生じる可能性があります。

堰を長くする場合、斜めに建設するのではなく、現地で川幅を広げることにより、堤防の頂上を高くする必要があり、何も得られません。

堰を水位が低いときに堰き止め、洪水時には自由に通過させる唯一の方法は、堰の一部を可動式にすることです。 つまり、水門、シャッター、あるいは水平または垂直の木材で構成し、洪水時には引き下げて通過させ、通過水量を調節するために任意の角度に操作することができます。可動式堰のよく知られた例としては、製粉所の水路を横切るように設置される堰が挙げられます。木製の水門は石積みの溝に差し込まれて機能します。

ジャワ島にある全長162フィートの堰の上流の川床には大量の砂利が堆積し、堰の上流から流れ出る運河の源流が閉塞した。運河から遠い側の堰の天端は5.25フィート高くされ、運河に隣接する側の天端は徐々に下がっていき、長さ43フィートはそのまま残された。これは非常に効果的だった。これは運河の取水口付近で実質的に川幅が狭まったことを意味し、これが洗掘を引き起こしたに違いなく、その結果、川床が運河の源流よりも低くなり、砂利は運ばれなかった。しかし、砂利は堰を越えて運ばれたと言われている（Min. Proc. Inst. CE、第115巻）。

閘門は堰に付属する施設であり、航行の安全を確保する必要がある場合に使用されます。閘門は堰に近接して設置される場合もあれば、側水路内に設置される場合もあります。その場合、閘門の上流端は堰とほぼ一直線になります。閘門については、既に第9章第3条で説明しました。105

多くの場合、「サーモンラダー」を設置する必要があります。これは、水流が魚が登るのに支障をきたさないよう、階段状またはジグザグ状の構造になっています。

2.堰の一般的な設計。水路の底と側面が岩石でない限り、堰には側壁があり、強固な床面、すなわち「エプロン」の上に設置されます。これらの側壁は上流まで長く延びる必要はありませんが、水の洗掘作用のため、下流まである程度延びていなければなりません。11図32に一般的なタイプの堰を示します。下流側の面は傾斜しており、水が垂直に落下して堰の下の床面に当たることがありません。床面の厚さと長さは、通過させる水の量、落下する高さ、および土壌の性質によって決まり、通常は判断の問題ですが、特定の特殊なケースに適用される規則については、次の記事で説明します。

図32.

堰の上部の角は丸くする必要があります。これは摩耗を防ぐためです。しかし、上流側の角を丸くすることには別の利点もあります。角が鋭角であれば、そこから水が勢いよく湧き出し、堰は特に洪水時に水を高く保持します。水深が浅い場合はその差は小さく、水がわずかに流れる程度では差はなくなります。したがって、 106上流側の稜線が丸みを帯びていると、尖った稜線とほぼ同等に低水位を支えられますが、洪水はよりスムーズに通過します。上流側の傾斜角にも同様の利点があります。傾斜角が小さいほど、丸みを帯びていることがより重要になります。同様の理由から、上流側の袖壁は、流れに対して垂直に建設するのではなく、側壁に接するように広がったり、湾曲したりする必要があります。これらの利点は見落とされがちです。下流側の壁は、渦流を軽減するために広がっています。

堰本体は砕石、堰壁面は切石で造られる。大型堰では、石材を接合するダボ接合が用いられることもある。インドの多くの地域のように石材が高価な場合、小型堰にはレンガが使用され、堰頂部と堰壁面は縁付きレンガで造られる。

床面の下流では、水路が非常に硬い材料でできていない限り、河床の舗装または傾斜、および側面の傾斜が行われます。これらはカーテンウォールで終わることもあります。河岸の傾斜は第6章第3条に記載されている種類のいずれでもよく、河床の舗装は第5章第6条に記載されているとおりです。しかし、堰の下流では渦流が連続しており、河岸への水の打ち寄せが絶え間なく続くため、適切な工法が必要です。舗装と傾斜の代わりに、木製の骨組みの上に敷いたり、杭に固定したりした板材が使用される場合もあります。

堰の高さが厚さに比べて高い場合、堰が転倒する危険性を考慮する必要があります。転倒を防止するためには、堰にかかる圧力の合力が堰底の中央3分の1を通過する必要があります（第13章、図62参照）。

図33.

3.砂質または多孔質の土壌上の堰。水路が非常に軟らかったり砂質であったりする場合は、堰は1つまたは2つの堰の上に建設できます。 107より多くの井戸列が必要です。井戸は堰を支えるためではなく、カーテンを形成し、動水勾配 AE (図33 ) によって構造物の下に水流が形成され、徐々に土が流されるのを防ぐためのものです。図に示されているケースでは、下流の水路が乾燥しているときに最大落差が発生すると想定されています。堰の下から土を取り除くと、堰が破壊される可能性があります。井戸はできる限り互いに近づけて配置し、井戸と井戸の間の空間はレンガやコンクリートで可能な限り深く注意深く埋め、その下には杭を打ちます。井戸の代わりに、鋼板製または木製の矢板列を使用できます。継ぎ目はしっかりと固定する必要がありますが、完全に防水である必要はありません。目的は、水がBEからBLGH Eまで移動する距離を長くすることで、水力勾配を平坦化することです。もちろん、カーテンが防水されていない箇所では平坦化は起こりませんが、小さな隙間しかない場合は、わずかな水しか通過できず、ろ過床の砂が詰まって洗浄が必要になるのと同じように、すぐに隙間が詰まってしまいます。いずれにせよ、カーテンのつま先を迂回する以外に重要な水流は発生しません。カーテンが防水である場合、 108水は線 BLMGHKE に沿って流れていますが、これには証明が必要です。別の計画は、水路の底と側面を、堰の上流 B から D まで伸びる連続したコンクリートのシートで覆い、AE から F E までの動水勾配を平坦化することです。コンクリートの代わりに、粘土の水たまりを使用し、その上にピッチングすることができます。さまざまな方法の中から選択することは、コストと建設のしやすさの問題によって大きく異なります。オクラ堰 (第 4 条) などの構造物の下では、ある程度の漏水が発生すると言われていますが、それでも損傷はありません。ただし、特に上流と下流の水位に大きな差がある場合、構造物の下を水が通過すること以外の明らかな原因がなく、工事が失敗するケースがあります。
多孔質土壌の堰についてはブライ（エンジニアリングニュース、1910年12月29日）によって議論されており、ブライは安全動水勾配（秒）または最大水頭ABと長さBEの比として以下を示しています。

ナイル川のような細かいシルトと砂 18人に1人
コロラド川やヒマラヤ川のような細かい雲母砂 15人に1人
普通の粗い砂 12人に1人
砂利と砂 9人に1人
岩、砂利、砂 4人に1人から6人に1人
これらの数値は、最も重要な工事や勾配が一定である工事であっても、おそらく十分に安全である。小規模な工事や勾配が一定でない規制区域（第5条）では、より急な勾配が許容される。また、状況は大きく左右される。 109水の状態によります。シルトが多ければ、すべての隙間が詰まってしまうでしょう。ガンジス川にかかるナロラ堰の動水勾配は1/11でした。この堰は20年間使用した後に機能を停止しました。その後、1/16の勾配で再建されました。ナイル川のジフタ堰とアシュート堰の勾配は、1/16.4と1/21です。

ナローラ堰は元々建てられた時のままです。

再建されたナローラ堰。

ナイル川の ZIFTA 規制局の設立。

水頭ABからの静水圧による床への上向きの圧力に関しては、床のどの点Pにおいても、その部分の重量が水頭P Rによる圧力と釣り合うことができるという理論がある。この理論では、石積みの重量が水の2倍であると仮定すると、床の厚さはP Rの半分になる。ブライによれば、安全のためには理論的な厚さを増やす必要がある。 110排水が床面を覆う場合、床面の一部分の重量は等体積の水の重量だけ軽減されます。床面のいずれかの部分の基礎が BE より高い場合、水は土壌を通って上方に押し上げられるため、その部分への上向きの圧力は軽減されます 。

ブライはまた、経験則として、洗掘を効率的に防ぐためには、床 BE の長さは 4/ s √(H/13) でなければならないと述べています。ここで、H は最大水頭 AB です。また、この長さが、前述の規則に従って必要な平坦さの水力勾配を与えるために必要な長さよりも短い場合 (通常はそうである)、下流の床に石積みまたはコンクリートでなければならない長さ EC を追加するよりも、水たまりでできていて安価である可能性がある上流の床 BD を追加する方がよいこと、また、この配置により、水力勾配の線が AE から FE にシフトすることで、下流の床にかかる上向きの圧力が減少することを指摘しています。

リップラップタイプのピッチングが延長されるべき長さENは、ブライによって10/ s √(H/10) √( q /75)と与えられており、qは立方フィートあたりの最大流量である。 1112 番目は堰の 1 フィートの長さを通過し、H は A B の頭です。

4.様々なタイプの堰。図 32に示すタイプの堰は、片面または両面の斜面を急峻にしたり平坦にしたりすることで変化させることができます。平坦にするとコストは増加しますが、基礎の広がりが大きくなります。ただし、天端の幅を狭くすることと組み合わせることができます。下流斜面を平坦にすると、床面への水の衝撃は軽減されますが、斜面自体、特に下部は大きな摩耗に耐える必要があり、摩耗にさらされる長さが長くなります。上流斜面を平坦にすると、洪水の流れが容易になります。天端を上向きに傾斜させても同じ効果が得られます (図 34 )。小川や灌漑用水路では、堰は両面が垂直で角が丸い単純なレンガ壁になることがあります。

図34.

アメリカの堰は、石を詰めた杭で作られることが多い。また、砕石を詰めた矢板で作られることもあり、その上部は鉄板で保護されている場合もある。マンチェスター運河工事に関連してマージー川に建設された堰も、そのように作られた。3列の杭があり、後端の充填材は粘土であった。

堰の下流面は、かつては 112堰堤は湾曲した形状に作られ（図35と36）、落下する水の衝撃を軽減する目的があるが、得られる利点はそれほど大きくなく、このタイプの堰堤はあまり一般的ではない。

図35.

図36.

デリー近郊のジュムナ川にかかるオクラ堰（図37）は、約38年前に細砂からなる河床に築造された。洪水時には、堤防の堤頂から水深は6フィートから10フィートに達する。堰壁と3つの壁を除くすべての材料は乾燥した砕石である。

図37.

堰堤下流の水路の河床高が上流の水路の河床高よりはるかに低い場合 113灌漑用水路では、この作業は「落差」または「急流」と呼ばれます。落差では、水は一般的に垂直に落下し、貯水槽（図38）が設けられます。落下する水は貯水槽内の水に当たり、床面への衝撃は大幅に軽減されます。貯水槽の深さは、下流区間の河床から測ると、経験則によって次のように求められます。
K = H + ∛H√D,
ここで、Hは上流水位からの滝の頂上の深さ、Dは上流と下流の水位差です。インドの運河にある古い滝の中には、水が貯水槽に流れ落ちる際に、下流に向かって堰堤の頂上から上向きに傾斜して突き出た格子を通過するものがあります。これにより水は分割され、衝撃は軽減されますが、ゴミが溜まりやすくなります。

図38.

インドで一般的に見られる現代の運河の滝では、堰堤に隆起した頂部はなく、滝のすぐ上の水路が横方向に狭くなることで水が堰き止められます。水が通過する開口部は台形（図39）で、水面では広く、河床では狭くなっています。小さな水路では開口部は1つだけですが、大きな運河では複数の開口部が並んでおり、水は複数の異なる流れとなって流れ落ちます。 114図面に示されている湾曲した縁は、水が拡散して床への衝撃を少なくするために追加されています。 開口部の寸法は、運河の供給量がどのように変化しても、水頭が上がったり下がったりしないように計算されます。 CF と AB と BC の比を求める詳細な計算方法は、水理学、第 IV 章に記載されています。水深が BC から BC の 3/4 までの範囲でノッチが正確である必要があるだけの場合は、次のように計算すれば十分です。b を運河の河床幅、Q を水深が B C のときの流量、B を平均水路幅とします。ノッチの数を決定し、W を、通常の堰の公式によって長方形であるかのように計算したノッチの幅とします。幅をW´ = 1.05 Wに広げます。次に、ノッチを台形にします。平均幅W´はそのままに、底部幅w （またはCF）をw /W´ = b /Bとなるように 設定してください。ノッチの上部幅は、底部幅が狭くなるのと同程度に広くなります。

図39.

急流は下流に向かって長い勾配を持つため、建設費用が高く、特に運河を短時間しか閉鎖できないため、維持管理が困難です。インドのバリ・ドアブ運河には多数の急流が存在し、その切羽は多くの 115丸みを帯びた未加工の玉石の場合、隙間はスパウルとコンクリートで埋められており、摩耗によく耐えます。玉石が入手しやすく、深い基礎では排水が困難だったであろう場所では、より近代的な運河でも急流が再び利用されています。急流の上流面は垂直、または急勾配です。

図40.

5.水門付き堰— 灌漑用水路の源流より下流のインド河川に建設された長い堰は、通常、河床の大部分を覆っています。残りの部分、一般的には水路の源流に最も近い部分には、堰の代わりに、一連の開口部、すなわち「下水門」（図40）が設けられています。これらの開口部には、鉄の溝が刻まれた支柱が設けられ、ゲートが上下にスライドします。支柱の間隔は20フィート、厚さは5フィートです。ゲートは、アーチ状の道路上のレール上を走行する1台または複数のトラベラーによって操作されます。トラベラーには、ゲートを始動させるためのねじ歯車が備え付けられており、ゲートは固定されています。始動後は、通常の歯車で容易に持ち上げることができます。ゲートは自重で下降します。各開口部のゲートは通常、上部と下部の2つの半分に分かれており、それぞれ専用の溝があり、両方を洪水から持ち上げることができます。川の中流域では、これらのゲートは頻繁に操作する必要があります。 (第 V 章第5条も参照 ) 通常、堰堤の頂上には蝶番式のシャッターが取り付けられており、川の水位が低いときを除いて、どの季節でも平らになっています。116

図41.117

運河の頭頂部は、小さなアーチ型の開口部から構成され、垂直の溝にゲートが設置され、軽いトラベラーによって持ち上げられます。運河の頭頂部の底が川床と運河の底よりも高い場合は堰と呼ばれますが、そうでない場合は、運河の頭頂部は堰のない単なる水門の集合体です。

アシュートのナイル川堰（図41）と、ロゼッタ支流およびダミエッタ支流の古い堰は、堰堤のない水門の集合体で構成されています。アシュートには5メートル間隔の橋脚と、前述のインドの頭首工と同様の溝に水門が設置されています。

図42.

パンジャブ州のシドナイ運河上流にあるラヴィ川にかかる「ダム」も、堰堤のない水門開口部で構成されている。橋脚は水平の梁（図42）で接続されており、その梁と下端の土台に、ほぼ垂直に伸びた木製の「針状」の橋脚が密集して設置されている。これらの針状は、必要に応じて歩道橋の上から取り外すことができる。洪水時には、針状はすべて取り外されて高架（図面には示されていない）の上に置かれ、歩道橋は水没する。針状であれば、2つの橋脚間のスパンはゲートの場合よりも長くできる。針状は最大で 118水平梁より上に突き出た柄を除いて、長さは12フィートまたは14フィートです。松材で作られ、流れの方向に約5インチの深さ、厚さ4インチです。

インドの運河から支流が分岐する場所には、通常、固定の堰堤はなく、運河に1つ、支流に1つ、計2組の支柱が設置されています。支柱には、運河の源流にあるものと同様の開口部と水門、あるいはそれよりも広い開口部と水門があります。これらの構造物はレギュレーターと呼ばれます。水門はトラベラー、固定式のウィンドラス、またはラックとピニオンによって操作されます。分流用の非常に小さな水門は、多くの場合、完全にねじ歯車で操作されます。より小さな支流の場合、水門は、重ね合わせた板や木材のセットに置き換えられ、フックを使って取り外します。取り外しはフックで行うか、水面より少し高い位置に保持してから降ろします。最終的には、突き固めて閉じます。

板材や針材のいずれの場合も、上流の水に削りかすや切り刻んだ藁を投げ込むことで、漏れを大幅に減らすことができます。

針の下流側には、上端が接する梁の高さより少し上にアイボルトを取り付けることができます。針はチェーンや紐で梁や次の橋脚に固定でき、外しても紛失することはありません。アイボルトの下にレバーを差し込むことで針を外すことができます。針の先端を前方に押し出し、その下に木片を差し込むと、少量の水を流すことができます。このように、あるいは針をあちこち取り外すことで、流量を正確に調整することができます。

インドの運河にあるニードル堰では、一つの開口部にあるすべてのニードルが同時に折れたと報告されている。考えられる説明としては、1本のニードルが折れ、もう1本が 119接近する流れの中でこのようにして生じた速度によって、他の針葉樹は折れてしまった。また別の機会には、運河が干上がっていたため、針葉樹がすべて吹き飛ばされたこともあった。

堰堤の針状部の上端が支える梁や棒自体が可動式になっている場合もあります。イタリアのラヴェンナでは、2本の支柱の間にある棒は、一方の支柱に垂直の支点があり、水平方向に揺動できます。もう一方の端は、支点付近にある次の棒の延長部分によって支えられています。堰堤の端の棒が解放されると、他の棒も自動的に解放されます。

テムズ川沿いのテディントンには、長さ480フィートの斜堰があり、35基のゲートが堰の半分の長さに渡って設置されています。これらのゲートは、歩道橋の上を移動するトラベラーによって操作されます。ゲートの開口部は川底まで達しておらず、低い堰の頂部に設置されています。堰の残りの半分は固定されています。ゲートは洪水時に上昇し、通過させます。

テムズ川沿いのリッチモンドでも同様の構造で、水門はカウンターバランスが取られており、容易に素早く開閉できるようになっています。水門を開閉すると、視界を遮らないよう水平に傾けられます。

ストーニー式水門では、ゲートと溝の間に一組のローラーが介在しています。ローラーはチェーンに吊り下げられており、チェーンの一端はゲートの上部に、もう一端は溝に接続されています。そのため、ローラーはゲートの半分の速度で上下に移動し、ローラーの一部は常に圧力を受けるための適切な位置にあります。ゲートと溝の間からの水の漏れは、ゲートの上流側端部近くに吊り下げられたロッドによって防止され、このロッドは水によって橋脚に押し付けられます。ストーニー式水門は、最大30フィートのスパンを持ち、マンチェスター運河で使用されています。 120ウィーバー川の水を運河に流す水門、そしてアーウェル川とマージー川の洪水を運河に流す閘門に使用されます。水門はカウンターウェイトによってバランスが保たれています。

フレーム堰は主にフランスの河川で使用されているが、ベルギーやドイツでも、上述の針状堰と板状堰の改良型である。石積みの支柱の代わりに鉄製のフレームまたは架台が使用され、床面レベルで蝶番で固定されているため、木材を取り除いた後、フレームを横向きにひっくり返して床に平らに置くことができ、水路を川の両側から完全にクリアに保つことができる。フレーム上に載っている歩道橋は、個別に取り外される。フレームは、取り付けられたチェーンを使用して再び持ち上げられる。フレームが重くなりすぎないように、フレーム間の間隔は 3 ～ 4 フィート、つまり石積みの支柱を使用する場合よりもはるかに狭くする。こうすることで、針状堰よりも短い水平板を使用でき、漏れが少なくなるように幅を広くすることができる。

更なる改良点は、橋脚を洪水面より上に配置し、架台を床ではなく架台に蝶番で固定することです。架台は堰の長さに平行な水平軸を中心に回転します。この種の堰は、通常の架台堰よりも深い水深にも対応できます。

水平方向の板材を蝶番で連結し、「カーテン」を形成する場合もあります。このカーテンはトラベラーで巻き上げて上げます。これにより水位を迅速かつ正確に調整できますが、カーテンを少し上げると、カーテンの下側がかなり洗掘されます。121

図43.

6.シャッターの落下。フランスで初めて使用されたテナールのシステムでは、シャッター（図43）の下端が蝶番で固定され、支柱によって支えられています。支柱の下端を押し下げると、支柱は下流にスライドし、シャッターは平らに落下します。シャッターを再び上昇させるには、通常は平らに置かれ、ボルトで固定されている上流のシャッターを解放し、取り付けられたチェーンの許容範囲内で流れによって上昇させます。次に、下流のシャッターを上げます。テナールのシステムはフランスではあまり使用されませんでした。シャッターを上げるには、川の水位が航行できないほど低くならなければならなかったからです。上流のシャッターのチェーンが突然引っ張られると、損傷する恐れもありました。このシステムは、灌漑用水路の源流の下流にあるインドの河川を横断するいくつかの長い堰に採用されています。衝撃による損傷を防ぐために、フォーエーカーズ社によって油圧ブレーキが設計されました。ピストンがシリンダー内を移動し、小さな穴から水を押し出す構造です。シャッターは固定堰の上部に設置され、通常は水位が低い時期を除いて平らに保たれています。流量の調整は下部水門によって行われます。
フランスで最初に使用されたシャノワーヌ式シャッター（図44）では、シャッターは圧力中心よりもかなり高い位置に蝶番で取り付けられている。蝶番は 122堰は垂直の架台で支えられており、架台の下端は蝶番で連結され、溝内をスライドしてストッパーに当たる支柱で支えられています。水がシャッターの上端より一定の高さまで上昇すると、水の力で水平位置になります。次に、シャッターの列と平行に床に沿って設置され、土手から操作される「トリッピング バー」を使用して、支柱をストッパーから横に押し出すことができます。すると、支柱、架台、シャッターが平らに倒れます。堰を閉じるには、まず、ボートから操作するフック、または堰の上流の川にかかる歩道橋に取り付けたチェーンを使用して、シャッターを倒れる前の水平位置まで持ち上げます。その後、ボートのフックで簡単にシャッターを閉じることができます。水位が十分に下がれば、シャッターは自然に閉じます。

図44.

シャッターが下がると、大量の水が流れ込みます。これを防ぐため、シャッターの上部にバルブが設けられています。これは、メインシャッターと同じ原理の小型シャッターです。メインシャッターの支点（ピボット）は、わずかな水深ではシャッターが回転しない高さに設計されています。その代わりに、バルブが作動します。このバルブは、シャッターの上昇も容易にします。 123シャッター。また、トリッピングバーは長すぎる場合があり、歯に石が挟まって損傷する恐れがあるため、代わりに、支柱を上流に引いて第二の溝に落とし、そこから滑り降りることでシャッターを解除することができます。トリッピングバーを使用する場合、その歯の配置は、シャッターが一度に数枚ずつ、最初は1枚ずつ、次に2枚、3枚と解除されるようにすることができます。シャッターとシャッターの間に数インチの隙間がある場合があり、必要に応じて針で隙間を埋めることができます。

シャノワーヌ・シャッターは非常に迅速に降ろすことができ、フランスやアメリカ合衆国では、突発的な洪水が発生する場所で使用されています。また、交通量の多い航行「パス」にも使用されます。航行「パス」では、交通量が多く、閘門では対応できないほど混雑している場合に使用されます。川や航行パスに歩道橋を架けることは常に役立ちますが、浮遊ゴミや氷が多い場合は使用できない場合があります。歩道橋の設置費用は、ニードル堰よりも高くなります。14

図45.

ベアトラップ堰（図45）では、上流側のシャッターが下流側のシャッターに接して設置されている。上流部から暗渠を経由して側壁の開口部を通して水を導入することで、シャッターは両方とも上昇し、この開口部を連通させることで下降する。 124上流区間ではなく下流区間でシャッターを設置する。このタイプのシャッターは中程度の幅の通路にしか適しておらず、暗渠を設ける必要があるため、かなり高価になる。15

アーウェル川とマージー川では、固定支柱付きのシャッターが使用されています。水流を横切るように固定フレームが構築され（図46）、シャッターはそれに蝶番で固定されています。水位が一定の高さまで上昇するとシャッターは水平位置になりますが、激しい水流が発生するため、通常はシャッターの下端に取り付けられたチェーンでシャッターを上げ、川岸から操作します。水平位置にあるときは、ラチェットによってその位置に保持されます。水位が下がるとラチェットが解放され、シャッターは水流によって閉じられます。この種のシャッターは、航行可能な場所では使用できません。

パンジャブ州ハンキのチェナーブ川にかかる全長 4,000 フィートの堰には、高さ 6 フィート、幅 3 フィートの下降シャッターが蝶番で留められており、上流側ではタイ ロッドによって支えられています。ロッドを解放するトリガーは、鋼球を載せたワイヤー ロープによって作動し、堰の台座または 500 フィート離れた橋脚の 1 つからウインチによって操作されます。各橋脚の上部にはウインチが固定されており、橋脚との通信は、支柱に支えられ堰を横切る鋼球ワイヤ ロープから吊り下げられたクレードルによって行われます。鋼球を載せたワイヤー ロープは、各シャッターに 1 つずつある一連のフォークの上を通過します。1 つのトリガーが放されると、そのシャッターが下降し、鋼球がぶら下がります。ロープをさらに引っ張ると、次のシャッターのトリガーが作動し、これが繰り返されます。シャッターの一部だけを下ろしたい場合は、ロープを 125シャッターのフォークの上を通過するだけで、シャッターはクレーンで持ち上げられる。 126堰の下流のレールに沿って運ぶか、水位が高くてそれができない場合は、堰の上流に係留した船尾のクレーンで降ろして運ぶ。

図46.

図47.

7.調節式堰 —デフォンテーヌが発明したドラム堰は、フランスとドイツで使用されてきた。2枚の櫂（図47）が水平軸に固定され、約90度回転する。下側の櫂はわずかに大きい方で、「ドラム」と呼ばれる容器の中で動作する。このドラムには屋根がかけられており、水門によって水路の上流域または下流域のどちらにも連通させることができる。上側の櫂を上げ下げすることで、上流域から下側の櫂の上または下から水が取り入れられ、同時に反対側の水も下流域と連通する。マルヌ川で最初に作られた堰では、上側の櫂の高さは3フィート7.5インチで、堰には幅4フィート11インチの櫂が複数組使用されていた。両方の橋台に水門を設け、両方の区間に連絡させ、それぞれの水門を開閉することで、様々なパドルを異なる位置に配置することができ、水門の完璧な制御が可能になります。 127排水は水門のハンドルを回すだけで簡単に行えます。その後、開口部（33フィート）を横切るように一対のパドルが伸びる堰が作られ、上部のパドルの高さは9フィートを超えています。16
ドラム堰に対する主な反対意見は、空洞またはドラムが必要であることであり、わずかな深さの水しか保持しない場合を除いて、作業が非常に高価になります。

図48.

ナイル川の堰の古い水門は分節型（図48）で、橋脚の軸で回転し、鎖で上げ下げされていました。

バイエルン州とスイスの工場には、下端の水平軸を中心に回転する自動シャッターが設置されており、側壁の通路を転がる円筒形の重りによってバランスが取られています。この配置はスパンが1つしかない場合に適していますが、スパンは最大30フィートにもなります。メイン川のシュヴァインフルトで使用されている調節式堰は、長さ59フィート、直径10フィートの中空の鉄製円筒で構成され、水路を横切って設置されています。円筒の断面は洋ナシ形で、機構によって回転し、その上を水が通過します。ライン川のミュールハウゼンで使用されている別の種類の堰もあります。 128長さ85フィート、直径9.8フィートの中空の鉄製円筒で構成されており、円筒全体をウインチで引き上げることができる（Min. Proc. Inst. CE、第3巻および第4巻）。

8.水門に関する注釈。あらゆる種類の水門開口部または調節器において、河床と側面の保護、壁と支柱の傾斜と湾曲、床の厚さ、構造物の下の流れの形成の防止に関する設計原則は、堰に規定されているものと同じです。
ゲートや支柱が下がった状態で橋脚が水圧によって転倒しないよう安全を確保するには、橋脚の重量（橋脚上に載っているものを含む）と水圧の合力が、橋脚の長さの中央3分の1を通過するようにする必要があります。これは通常、アーチ型の道路がある場合に当てはまります。アーチ型の道路がない場合は、橋脚の基部を下流側に延長し、下流側に斜面や階段を設けることで対応する必要があります。

床は通常、川床の平均水位よりいくらか低い位置に設置します。川床は、時間の経過とともに低下する可能性があります。床を下げることで、水門や板を伝って水が落下する際の衝撃を吸収する水クッションの厚みも増します。床上に、川床の高さかその程度まで届く低い壁や敷居を築き、水門やニードルの下の橋脚から橋脚へと渡らせると便利です。こうすることで、水門やニードルの高さを低くすることができ、泥や石が溜まって支障をきたす可能性も少なくなります。ニードルの場合は、壁は水平方向の圧力に耐えられるほどの強度が必要です。川床が低下した場合でも、壁は簡単に切り倒したり撤去したりできます。129

ゲート付き水門は、堰や調節装置以外の設備、例えば貯水池や閘門、あるいは一般的には2つの水域間の連絡に使用されます。水門は完全に水没している場合もそうでない場合もあります。完全に水没していない場合は、板材を使用できます。流れが常に一方向で、逆方向に流れない場合は、ニードルを使用できます。いずれの場合も、開口部の下流側は保護する必要があります。

水門や水門調整器の設計では、水路の総面積を障害物のない状態の水流の総面積と同じにすることが慣例となっている場合があります。同じにしなければならない特別な理由はありません。アシュート堰の説明（Min. Proc. Inst. CE、第4巻、30ページ）では、堰床を川床より低く設定した理由の1つとして、堰の水路幅が川の幅より狭かったことが挙げられています。いずれにしても、川床は厳重に保護する必要があり、適切な原則は、安全と考えられる流速を固定し、最大流量がわかっている場合、それに応じて水路面積を決定することです。ナイル川のように水路が明確に定義された非常に広い川の場合、工事の橋台間の距離を水路幅よりはるかに小さくすることは不便ですが、流速に関する限り、通常、川床を川床より低くする必要はありません。堰堤上流側の水路に施された保護は、必要以上に厚すぎるように思われます（図41）。床の厚さ（9フィート10インチ）は過剰に思えます。当初提案された厚さは、はるかに薄かったのです。

この中で説明されている多くの種類の装置のうち、 130それぞれのゲートには長所と短所がある。ゲートには強力な揚水装置を備えた橋が必要で、大きな水域や深い水深に適している。針型堰と板型堰を比べると、針型堰は一人で操作でき、素早く撤去でき、必要な橋脚の数もはるかに少ない。板型堰は二人必要で、時々詰まる傾向があるが、針型堰よりも浮遊ゴミを妨げにくく、浅瀬では漏水も少ない。針型堰であれ板型堰であれ、砂や砂利が床に堆積しやすい場所や浮遊ゴミが多い場所には、石造の橋脚が最も適している。蝶番式のフレームはその他の場合に適している。シャノワーヌ型の落し込みシャッターは非常に素早く降ろすことができ、歩道橋なしでも使用できる。ドラム堰は動作は完璧だが、コストが高い。

いかなる水門システムにおいても、河床や堤防への損傷の可能性を最小限に抑えるよう、水門の開閉を制御する必要があります。水門が構造物の片側のみで開放されると、その側に水が流れ込み、深刻な損傷が発生する可能性があります。水門の開放は左右対称に行い、可能な限り全長にわたって均等に行う必要があります。

経験的に不要と判断されるまで、洗掘が発生する可能性のあるすべての重要な工事の下流では、定期的に測深を行うべきである。工事の特定の箇所で洗掘が発生していることが判明した場合は、当該箇所への水の流れを可能な限り阻止し、堆積が生じる機会を与えるべきである。

経験的に損害が発生しにくいことが示されていない限り、コンクリートブロック、土嚢、その他の備蓄品を 131適切な資材を現場に常備し、いつでも使用できるようにしておく必要があります。大量の水を扱う作業では、特にフェンスが設置されていない場合や、雇用されている人の中に臨時労働者がいる場合は、必ず救命浮輪を備え付ける必要があります。

河川の流れを変えて堰または類似の工作物を損傷し、または破壊することを防止する工作物については、第11章第3条を参照。132

第11章
橋梁とサイフォン
1.橋梁— 橋には様々な種類があります。本書では、水流に面する部分のみを考察します。橋に橋脚がある場合、水流は多少なりとも乱れます。この乱れは、橋の流路面積が水流の面積と少なくとも同じ大きさで、かつその形状が可能な限り水流に近くなれば最小限に抑えられます。小規模な水路では、特に水路が軟弱な場合は、水路全体を跨ぐ単一径間を採用できますが、大規模な水路では、中間橋脚に一定の保護を施したり、基礎を深くしたりしても、アーチの厚さや桁の深さが小さいため、橋脚にかかる費用は十分に相殺されます。
一般的に橋は水路を制限する垂直の橋台を有しますが、陸橋を有する場合もあり、その場合、水流は上流に広がることがあります。橋脚と橋台は、水路の断面が急激に変化しないように設計する必要があります。橋脚は両端が丸型または船型に、橋台は適切な曲線を描くようにします（図49）。船型の橋脚は、見た目が最もすっきりしているだけでなく、水の流れを最も乱す量も少なくなります。

橋は洗掘に対して安全であるためには、 133橋脚と橋台に深い基礎を設けるか、床板を追加し、必要に応じて勾配を付ける。通常は前者が採用され、これが最善である。しかし、河川の流量を増やす必要がある場合、または流量が過小評価されている場合は、橋のスパンを長くするよりも、既存の橋に床板を追加する方がはるかに容易な場合が多い。水路長を長くするために、床板を「窪み」状にすることができる。つまり、河床17よりも低い高さに作り、橋の上流と下流の両方で、河床に接するように徐々に傾斜させる（勾配を付ける）。

図49.

いずれの場合も、水位がアーチの頂上より上に上昇すると、橋はサイフォンとなり、基礎が非常に深い場合、または水位の頂上より上の上昇が一時的なものでない限り、床が必要になると思われます。

図50.

インドの河川は水路が緩やかで、通常は中程度の幅だが、川幅が数倍になり非常に広くなると時折洪水が発生することがある。 134鉄道橋のスパンはこの広い幅よりはるかに短くする規則に従っています。洪水時の水流は、橋を通り深い水路を猛スピードで削り取り、特に水頭上昇は発生しません。橋脚の基礎は非常に深く、橋から数マイル以内のどこにでも見られる川床の最低地点より 50 フィート下になることがよくあります。橋のスパンは、大洪水時の川の一般的な断面を考え、今説明したように見つかった最低地点の深さまでの洗掘が橋のスパンの 3 分の 1 で発生すると仮定することで算出できます。そうすれば、スパンは水頭上昇が発生しないように決定できます。橋を通る流速が増加しないとは想定されていません。深く洗掘された部分の流速は増加します。橋脚は緩い石で保護されています (図 50 )。スパンは 100 フィートから 250 フィートまで変化します。ワジラバードのチェナブ川に架かる橋は、当初は145フィート（約43メートル）の径間が64ありました。その後、径間数は28に短縮されました。橋が長すぎると、変化する川の流れが橋に斜めに当たる可能性が高くなりますが、これが橋長短縮の主な理由ではありません。 135例えば ​​250 フィートの長いスパンの方が、短いスパンよりも優れていることがわかっています。橋脚の周りの石による保護にかかるコストも当然少なくて済みます (インド政府技術論文、第 153 号、「ガイド バンク システムにおける河川整備と制御」、Sir FJE Spring、CIE、1904 年)。

2.サイフォンと暗渠。サイフォンは、排水路やその他の水路を運河やその他の連絡路の下に通すために使用されます。石造サイフォンの場合、水路が満水状態でも乾いている可能性がある場合、アーチとその固体荷重の重量は、サイフォンを通過する水の上向きの水圧以上である必要があります。水路には、上流側に垂直な落差があり (図 51 )、下流側に傾斜がある場合があります。傾斜により、固体物質を通過させることができ、清掃と排水が容易になります。上流側の落差は、サイフォンが満水状態のときに床に衝撃を与えませんが、余裕がある場合は傾斜があり、水頭損失が少なくなるため、傾斜があることが望まれます。

図51.

満水になりやすく、かつアプローチ水路が急勾配である暗渠（図52）は、上流側で突然水没してしまう可能性があります。水がアーチの天端まで上昇すると、暗渠の湿潤境界が大きくなり、流速と流量が減少します。 136接近水路の下流の水位が急激に上昇し、水流の断面が大きくなることで接近水路の流速が低下し、暗渠からの流量がさらに減少します。この上昇は、上流と下流の水位差が十分に大きくなり、状況が調整されるまで続きます（Min. Proc. Inst. CE、vol. clxxxvi.）。設計においては、このような上昇の可能性を考慮する必要があります。大洪水を通過させる必要がある鉄道盛土内の暗渠の場合、上流側に湾曲した盛土を建設することで、暗渠をベルマウス状にすることができます。

図52.

3.導流工事— 既に述べた上流および下流の防護（第10章）の目的は、構造物自体が引き起こす撹乱によって構造物が損傷するのを防ぐことです。河川が流路を変え（第4章第9条） 、河岸を削り取る傾向がある場合、別の種類の防護が必要になります。川は、放っておくと、構造物の上流の片方の河岸を長距離にわたって削り取り、最終的には上流の傾斜部や橋台自体を損傷したり、掘削によって破壊したりする可能性があります。これは外縁部への侵入（アウトフランキング）として知られています。 137線AB（図53）では、川が損傷を与えるものは何もありません。例えば、構造物が堰で、運河があるとしても対岸にしかない場合、そして土地に特に価値がない場合、橋台を四方から保護することでこの状況に対応できる可能性は考えられますが、それでもなお、川がC地点で下流域と接続するまで、河岸の浸食が続く可能性があります。もちろん、堰の場合、これは工事を無駄にし、破壊することさえあります。

図53.

道路や鉄道を通す橋、あるいは運河やその他の河川を通すサイフォンや導水路の場合、河川がA地点までさえも切り崩すことは、交通路を遮断する恐れがあるため、全く許容されない。したがって、いかなる場合においても、構造物の上流側の堤防の深刻な侵食を防止することが実務上必要である。通常の場合には、堤防CDを、第6章第3条に規定されているいずれかの方法で保護すれば十分である。ただし、その際、Dに示すように、堤防の端部が損傷するのを防ぐため、保護は内側に向けるものとする。

インドの大河川を横断する鉄道橋の場合、かつては様々な支保工によって橋梁の保護が行われていました。しかし、現在ではベルのガイドバンク（図54）が採用され、はるかに優れた構造であることが分かっています。このガイドバンクについては、前述のスプリングの論文（第1条）で論じられています。ガイドバンクの背後の空間は、少なくとも洪水時には水で満たされるため、土砂で埋め立てられるようになっています。 138一定の水の流れを確保するため、川の A に鉄道盛土を、反対側にもう 1 つ設ける必要があります (第 V 章、第 3 条)。ただし、盛土は高速を引き起こすほど大きくしてはいけません。誘導盛土が招きやすい主な危険は、川が図に示した位置を取ったときに側流になることです。この危険を防ぐには、誘導盛土に非常に強固で巨大な頭頂部を設ける必要があります。誘導盛土の頭より下流の浸食された川の土手が半円またはそのあたりになると、川は砂州を横切って近道します。これを促進するために、干潮時に適切な線で人工の切通しを掘ることができます。

図54.

誘導堤防の上端の開口部の幅が広くなれば、側面攻撃の可能性は減りますが、危険は増します。 139図に示すように、左岸への直接的な攻撃から川を守るために、上流端の幅を橋梁部分の幅よりも狭くする案もあるが、これは望ましくない。おそらく 図54に示す形状が適切だろう。橋上流側の導水堤防の長さは、2つの導水堤防間の橋のスパンとほぼ等しくする。これより短くすると、川が鉄道線路を切断する可能性がある。橋下流側の導水堤防の長さは通常300～500フィートで、川の流速が速く、川底の砂が細かいほど長くなる。

図55.

ベンガル・ドゥアーズ鉄道はブータン・ヒマラヤ山脈の麓近くを走り、いくつかの広い河川を横断している。これらの河川は、大雨が降ると非常に速い速度で水が流れ込む。そのような河川の一つ、あるいは複数の河川（図55）は幅が半マイル以上あり、橋が架けられている。 140この水路は、各径間が 60 フィートの 10 径間から構成されています。水路の残りの部分を横切る鉄道の盛土は 1903 年に多くの場所で決壊したため、T 字型の支間とその他の突堤によって保護されました。1904 年の洪水に耐えた最初の配置は図に示すとおりでした。橋の南東にある A 字型の突堤の三角形の頂点は、これがないと水が橋に斜めに当たるため、1905 年に追加されました。追加後、4 つの T 字型の支間の近くに大量の泥が堆積しました。翌年、大洪水で川の水位がこれらの突堤近くの鉄道の盛土を越えて上昇し、最終的に 600 フィートの幅の決壊を引き起こしました。その後、盛土がかさ上げされました。橋を通過する速度は、毎秒 18 フィートに近づいたようです。当初、橋には床がありませんでした。 A floor was added, but was much damaged by the floods ( Min. Proc. Inst. CE , vol. clxxiii.). The level of the floor is not given, but it would seem to have been desirable to make it at a very low level. The rising of the stream over the railway embankment was attributed to the silting up near the T-headed spurs. The addition of the triangular portion above referred to would seem to have somewhat assisted this process. If all the trouble could have been foreseen, it might have been best to build an additional bridge 2000 feet south-east of the existing bridge. The groynes were composed of the wire-network rolls, described in Chap. VI. , Art. 3 , piled pyramid fashion.141

第12章
排水と洪水
1.序論—本章第2条および第3条は洪水流量の計算について規定しており、 第2条は排水を必要とする小河川について、第3条は大河川について規定している。残りの条項は、洪水を予測し、洪水による被害を防止する方法について論じている。いずれにせよ、流量が算出された後は、第10章 および第11章に規定されている原則に従って必要な石積み工事を設計することができる。水路および堤防の設計に関する規定については、本章第9章、第4条、および第6条を参照のこと。
イングランドでは、小川や浸水地帯に近い土地は、洪水が地表から3フィート以内まで達すると「浸水」状態にあると言われます。このような土地の排水は不十分になりがちです。土地が浸水または浸水している場合は、支線排水口を本排水口より下流に移動させることが望ましい場合があります。

2.小規模な水路。支流や水源からそれほど遠くない自然河川などの小規模な水路を扱う場合、技術者は最大流量のみに関心を持ちます。技術者は暗渠を設計しなければなりません。 142河川に道路やその他の施設の下を通す橋やサイフォン、あるいは河川用の水路や排水堰を設計する。居住地では、同じ河川に既に何らかの施設が存在する場合があり、それが目安となる。あるいは、洪水の高さや流量に関する現地の情報を得ることができるかもしれない。そのような場合でも、降雨量は非常に役立つ。居住人口がいない地域や、河川が明確に定義されておらず、流れが断続的な場合、降雨量は流量を推定する唯一の、あるいは少なくとも最も優れた手段となる可能性がある。
これらすべての場合において考慮すべき降雨量は、短時間に降る可能性のある最大の降雨量です。対象となる集水域は小規模で、例えば5平方マイル以下です。降雨は集水域の全域に及び、その全域から水が工事現場に到達するのに十分な継続時間があると仮定する必要があります。集水域の異なる谷や区画は個別に検討する必要があり、各区画の面積だけでなく、その区画を排水する河川に沿って測定された長さと傾斜も考慮する必要があります。これらの2つの要因によって、雨水が工事現場に到達するまでの時間が左右されます。雨水が地面を流れて小川や小さな支流に流れ込む速度は、平地では時速1/4マイル、急斜面では時速1マイルと見なすことができます。小川や大きな河川の流速は、一般的に時速2～4マイルです。必要に応じて、川の大きさと勾配から大まかに計算できます。安全のため、最も可能性の高い数値を採用することもできます。

水が流れ出るまでの時間 143上記のように集水域の最遠点から工事現場までの距離が決定されたら、次に、その期間における集水域全体における降雨量の推定最大強度を推定する。現時点で入手できる唯一の数値は年間平均降雨量、あるいは24時間の最大降雨量であるが、より短期間における推定最大強度を推定する方法は既に示されている（第2章第5 条）。

次に計算すべきは「流出量」、すなわち降雨量のうちすぐに流出する割合です。 この割合は、最終的に「利用可能」となる割合よりも少なくなる可能性があります。なぜなら、その一部は湧水の水源となる地下水に流れ込む可能性があるからです。限られた地域から短時間で流出する割合を推定するのは、ほとんどの場合困難ですが、今回のケースでは、推定最大値のみが必要です。これは、地面が飽和状態にある場合に発生します。このような状況下では、総降雨量に対する流出量の比率は、おおよそ以下のようになります。

急峻な岩だらけの丘陵 ·70 に ·90
普通の丘 ·50 ” 75
起伏のある国 ·40 ” ·50
平地 ·30 ” ·35
地表が特に硬かったり凍っていたりする場合は数値が大きくなり、地表が柔らかく、砂地であったり、森林や植物で覆われていたり、耕作されていたりする場合は数値が小さくなります。

上記の手順が全体として必要かどうかは、主に、計画されている作業の規模と、排出量の誤った推定から生じる可能性のある不都合の程度によって決まります。144

パンジャブ州のジェルム運河上流に急流を流すサイフォンの設計において、79平方マイルの集水域からの流量が毎秒約4,000立方フィートであることが判明しました。これは平方マイルあたり毎秒約5,000立方フィートの流量に相当し、1時間あたり7.8インチの流出量に相当します。集水域はヒマラヤ山脈からそれほど遠くない低い丘陵地帯にあり、小川の傾斜は非常に急でした。監督技師のR.E.パーヴェス氏は、流量観測は信頼できるものであり、24時間あたりの降雨量は2～3インチを超えないとしても、10分間に1インチの降雨量が発生することは珍しくないと述べています。検討中の事例における流出量を説明するには、一見すると、1時間あたり7.8インチの降雨量が発生しただけでなく、そのすべてが流出したと仮定する必要があるように思われます。しかし、実際にはそこまでの仮定は不要です。地面が飽和状態にあるため、5分間に降った雨量はほとんど損失なく排水地点に到達する可能性があります。その後、突然、1時間あたり6インチの降雨量に増加し、より速く、ほとんど損失なく流れていく水が、すでに排水地点を通過している水を追い越す可能性があります。この事例は、非常に小さな集水域では、降雨量全体、そしてそれ以上の降雨量を考慮する必要があることを示しているようです。

パンジャブの主任技師は上記の数字を受け入れなかった。19彼は、時間と場所に関して非常に困難な状況で行われた観察は間違いを招きやすいと述べ、 145パーヴェス氏が提出した数字が大きく間違っていたとは到底言えない。アッパー・ジェルム運河の当初の計画見積もりが作成された当時、灌漑技術者たちは小規模で急勾配の集水域の設計経験がなく、誰も平方マイル当たりの流量が上記のような数値になるとは思っていなかった。急流の通行のための工事のために提供される金額は、2.5対1から6対1まで変化する比率で増加されなければなりませんでした。

以下の記述は、ジェルム川上流域の近隣にある他の小規模集水域の数値を示しています。

集
水域。
1平方マイルあたりの排出量。 決着。
平方マイル。 立方フィート/秒 インチ。
.79 5000 7·8
1·47 3825 5·82
2·96 2214 3·46
ニューサウスウェールズ州南東部の洪水流出 146荒廃した土地の集水域 91 平方マイルと 2.5 平方マイルで、それぞれ毎秒 135 立方フィートと 84 立方フィートの降水量が確認されています。

3.河川— 前項の方法を広大な集水域に適用することは可能ですが、その結果は極めて信頼性の低いものとなります。安全側に傾くような計算を行った場合、結果として生じる流量はしばしば莫大なものとなります。次の表は、実際の洪水流量に基づく数値を示しています。いずれの地域も極端な降雨量に見舞われることはありませんが、ほとんどの地域で時折非常に激しい降雨が発生することがあります。イングランド北部とスコットランドの山岳地帯では、集水域1平方マイルあたりの洪水流量は毎秒64立方フィートから320立方フィートまで変動することが分かっています。
参照
番号。 国。 地域。 集
水域。 集水域の1平方マイルあたりの洪水
流量。

備考。
平方マイル 立方フィート
1 インド。 上部
ジェルム。 5～10 1613
2 ” ナグプール。 6·6 480
3 南アフリカ。 ケープ
タウンの近く。 34.5 78
4 ” ポート
エリザベスの近く。 35 640 推定。
5 ニューサウスウェールズ。 南東
地区。 49 37
6 インド。 上部
ジェルム。 56 1000
7 ” ” 174 550
8 ニューサウスウェールズ。 南東
地区。 418 11·2
9 インド。 カリ・ナディ
川。 2593 51
以上 大体見積もってます
。
147

表の5列目の数値は、集水域が増加するにつれて減少する傾向があります。この傾向は以前から知られており、この傾向に基づいて洪水流量を計算する公式を見つけようとする試みがなされてきました。そのような公式の1つはQ = c M ¾です 。ここで、Qは立方フィート/秒で表した洪水流量、Mは平方マイルで表した集水域の面積です。この公式は、cが、特徴がそれほど違わず、降雨量もそれほど変わらない集水域に対しては定数であるため、おおよそ正しいです。しかし、他の場合にはcがどのように変化するかはわかりません。そのため、この公式は実質的に役に立たなくなります。そのような別の公式の作成者は、上記の表のケース5と8、および記事2の最後で言及されている2つのケースを、彼の公式の結果とかなりよく一致するとして引用しています。上述の傾向は、すべての河川が支流から構成され、各支流はそれぞれ小さな集水域を持ちながらも、全体の出口、つまり流量が考慮されている地点までの長さが非常に異なるという事実、これらの小さな地域すべてに大雨が降り、異なる洪水波が同時に出口に到達する可能性が低いという事実、そして長い支流の場合、洪水波は平坦化するため（『水理学』第9章第3条および第 4条） 、よりゆっくりと到達するという事実、そして、これらの長い支流の全域にわたって雨が降っていない限り、蒸発と吸収による損失を受けるという事実に起因しています。しかし、時折、さまざまな洪水波がほぼ同時に出口に到達し、降雨が非常に長く続き、非常に広範囲に分布する（必ずしも同じ強度ではない）こともあります。 148洪水を引き起こした原因、つまり洪水の波が平らにならず、水路の損失が発生しないという仮定は、洪水の激しさが極めて大きく変化する可能性があり、公式は全く役に立たない。だからこそ、例えば最近のパリの洪水のように、過去の記録をはるかに超える洪水が発生するのだ。洪水がどれほど深刻であろうとも、降雨量が非常に多く、非常に長く続き、そして非常に広範囲に分布しているため、それ以上の被害が発生する可能性が低いことが示されない限り、最大被害が、たとえ可能性があったとしても、達したとは決して言えない。

大きな常流河川の洪水流量を推定する最もよい方法は、現地での調査により、その河川の水位がこれまでに上昇したことがわかっている高さを確認し、河川の断面を測定して流量を計算することです (第 III 章、第 4 条および第 5 条)。工事の設計では、これまでに知られているどの洪水よりも大きな洪水も考慮に入れることができます。この方法は、2 つ以上の大きな支流が合流して河川が形成される場合にも適用されます。人類の記憶の中で、これらの支流が同時に大洪水に見舞われたことがない可能性もあります。もしそうであれば、その発生確率は、河川がいくつかの小さな流入河川で構成されている場合と比べて大きくも小さくもありません。断続的な河川に関する説明は、第 III 章、 第 7 条に記載されています。

1エーカーは43,560平方フィートで、その12分の1は3630平方フィートなので、1時間に4インチの降雨があり、そのうち1インチが流出すると、1時間あたり3630立方フィート、つまり毎秒約1立方フィートの流量となる。これは1平方マイルあたり毎秒640立方フィートに相当する。上記の表の5列目の数値は、引用された事例において、流出量が概してはるかに大きかったことを示している。 1491インチ未満。ケースNo.4では1インチ、ケースNo.2では¾インチでした。

カリ・ナディ（表の9番）の場合、下流ガンジス運河を川に架ける水路橋の設計が進められていました。想定される洪水位と川の断面積から推定された洪水流量は、（Min. Proc. Inst. CE、第xcv巻）毎秒26,352立方フィートでした。当時3,025平方マイルと考えられていた集水域に24時間で6インチの降雨があり、その25分の1が流出すると仮定して推定された流量は、毎秒114,950立方フィートでした。この数値は、3,025平方マイルという広大な地域に連続的に降雨が降り続くとは考えられないという理由で却下されました。 1平方マイルあたり毎秒7立方フィートの許容量が設けられ、新たな調査で集水域がわずか2,593平方マイルであることが示されたため、毎秒18,000立方フィートの流量が見込まれた。 導水路は1875年頃に、各スパンが35フィートのアーチ型スパンを5つ備えて建設され、水路の総面積は約3,000平方フィートであった。橋脚と橋台の長さは212フィート、導水路上の運河の幅は192フィートであった。 1884年に導水路は、流量が毎秒約44,000立方フィートだった洪水により部分的に破壊された。 1885年7月には、流量が毎秒132,475立方フィートと推定される洪水により完全に破壊されたが、おそらくはそれ以上であった。流量は毎秒51立方フィート以上であったに違いない。水道橋は約15,000平方フィートの水路を備えて再建されました。水道橋の下には100年間も立っていた橋がありましたが、その水路はわずか1146平方フィートでした。 1501884年の洪水で橋は大きな被害を受けましたが、水の多くは橋を迂回し、盛土された道路を突き破ったり、道路を越えたりしました。橋は1885年の洪水で破壊されたと考えられています。

この事例は、重要な工事における洪水流量の計算において、あらゆる考慮を払う必要があることを示している。河川の断面から計算された流量が小さかったのは、調査当時は水が乾いていて流速を観測できなかったためと考えられるが、水道橋を破壊するほどの流量が河川を通過したことはこれまでなかった可能性が高い。

4.洪水の予測。河川の上流域では、水源に向かって暴風雨（熱帯地方では雷を伴うことが多い）が発生しているのが確認できれば、洪水の発生を予測できることが多い。下流域の観測所に正確な情報を提供するため、上流域の観測所の記録を電信で送信することができる。観測所が観測所から遠く離れている場合や鉄道網が整備されている場合は、記録を郵便で送ることができる。
下流の観測所への洪水到達時間を予測するためには、下流の観測所と上流の観測所の水位計の読み取りを頻繁に行う必要がある。大規模な河川や数百マイルに及ぶ距離の場合、この間隔は6時間、あるいは12時間にもなるが、そうでない場合はもっと短い間隔で測定する必要がある。図56のように測定値をプロットすれば、隆起部と窪み部を結ぶ斜線を引くことができ、それぞれの変化に要した時間を容易に把握できる。上流部が 1512 つ以上の重要な支流によって形成される場合は、支流ごとに水位計が必要です。

洪水とは何かという問いについてですが、河川の水位線図（図56）では、一般的に点線で示すような線が描かれます。この線より上の水位上昇が洪水となります。北インドの河川の最大洪水流量は、概ね低水位流量の100倍と推定されています。イギリス諸島における洪水に関するレスリーの法則によれば、ある河川の年間の一日流量を大きさ順に並べた場合、上流4分の1の流量が洪水とみなされます。

図56.

インドでは、川の水位が低い時期に、24時間以内に2フィート以上の水位上昇があった場合、上流の観測所から電報が送られ、その後も同様の上昇があった場合にも電報が送られるという取り決めが時々あります。電報には、水位計の正確な指示値と、水位が安定して上昇しているか下降しているかが記載されます。これは、電報を使用しなければならないが、長文や頻繁な電報は望ましくない場合にとるべき手順を示しています。

洪水の波の進行端は、 152波は上昇中または形成中は急速に移動するが、波が形成されると、上昇した水流の通常の流速で移動する。トラフの前進端は、形成中は急速に移動するが、形成後は下降した水流の通常の流速で移動する（『水理学』第9章第3条および第4条）。したがって、水位の変化が水路を伝わる速度は、最初は上昇または下降の量に依存するが、その後は上昇または下降した水流の水位に依存する。

上記の事実を考慮し、図から得られる実際の時間を記録することで、変化にかかる推定時間を算出できます。また、洪水の高さを予測することも可能です。必要であれば、経験式を導き出すこともできます。支流があり、それぞれに水位計が設置されている場合は、問題はより複雑になります。おそらく支流ごとに洪水の到達時間が異なるでしょうが、そのような場合でも、特にフランスでは経験式が導き出されており、『土木学会紀要』の様々な巻に掲載されています。

いずれの場合も、上限と下限の間の地域で雨が降ると、予測は多少なりとも狂う可能性があります。非常に乾燥した天候では、洪水の波の速度はいくらか低下し、その高さもほぼ確実に低下します。

変化の完全な影響は、上層観測所での変化が十分に長期間維持されない限り、下層観測所では感じられません。短い波、つまり谷は平坦になります。したがって、あらゆる経験式や予測システムでは、上層観測所での変化が続く時間を考慮する必要があります。 153そうでなければ、上部のゲージが複数あり、それらすべての測定値を考慮する必要があります。

山岳地帯では、土砂崩れが起こり、川の谷が塞がれて湖が形成されることがあります。水位は徐々に上昇し、最終的にはダムを越えてダムを押し流し、洪水を引き起こします。洪水は突然で高さも高くなりますが、谷を下るにつれて水位は急速に下がります。1888年にヒマラヤで発生した事例では、ダムから丘陵地帯から川が流れ出る地点までの谷の住民は、政府によって洪水の想定水位より下にあるすべての住居から立ち退くよう強制されましたが、人的被害はありませんでした。同様の洪水が、より小規模ではありますが、通常の貯水ダムの決壊によって引き起こされることがあります。大陸の河川によっては、氷が水路を塞ぎ、洪水を引き起こすことがあります。

5.洪水の防止— 近年、イングランドをはじめとする国々では、排水溝の普及により洪水の深刻度が著しく増加しています。洪水を軽減または防止する方法の一つは、貯水池の建設です。地元では「ウォッシュ」として知られる貯水池は、堤防を後退させることで形成され、フェン川に存在します。ピーターバラ下流のネン川にあるウォッシュの一つは、長さ12マイル、幅0.5マイルで、洪水時には7フィートの深さまで水が溜まり、流域全体で1インチの降雨量を貯留します。この貯水量で十分なことが分かっています。しかしながら、貯水池の建設は、ほとんどの場合、費用がかかるため現実的ではありません。テムズ川流域で1インチの降雨によって得られる水を貯留するには、深さ50フィート、面積約7平方マイルの貯水池が必要になります。その費用は700万ポンドに上るでしょう。154
河川流域の植林や再植林（第2章第4条）も時々行われるが、一般的には実行可能ではない。20

洪水を防ぐ最も実用的な方法は、川の水位を下げ、川沿いに堤防を築くことです。これらについては、次の2つの記事で検討します。

6.水位を下げる。与えられた長さの水路の水位は、河床を下げる、水路を拡幅する、または水路を直線化することによって下げることができる。これらの方法の有効性は、上記の順序で高い。第1章第4条に述べたように、水路の改変は、いずれの場合も、検討対象の区間の下流のある地点まで継続されなければならない。水路は、側面が傾斜した「浅い」断面であると仮定する。Wを平均幅、Dを水深、Sを勾配とする。水位をD/5に等しい量だけ下げる必要があるとする。これは、河床をDの約25%下げるか、幅を約50%広げるか、勾配を約100%広げることによって実現できる。河床を下げると、Vは影響を受けず、平均幅は減少する。Wの増加はDを減少させ、したがって水力半径と流速を減少させる。したがって、大規模な拡幅が必要となる。 Sが増加しても、Rが同じであれば、流速は√S（水理学、 第6章、第2条）のみに影響しますが、水深は減少し、Rも減少します。水路の側面を整形して滑らかにすることは、わずかに拡幅するのと同じ効果をもたらします。
もちろん、ベッドを下げると 155常に最善の計画であり、矯正は最悪の計画です。例えば、除去する材料の硬さや、障害物除去にかかる費用（補償を含む）などにより、いずれかの工程が多かれ少なかれ実行不可能となる場合があります。

拡張の特別な種類は、新しい水路を掘り、新しい水路と古い水路の両方を開いたままにすることです。

水路に堰、または一種の潜堰を形成する局所的な河床の隆起部分、もしくは狭隘な場所や橋がある場合は、その障害物を単に除去または縮小するだけで上流水位を下げることができます。水位の低下は障害物のある場所で最大になり、はるか上流のある地点ではゼロになります (水理学、第 VII 章、 第 5 条)。隆起部分が長い浅瀬を形成している場合、その除去は (河床からの高さが同じであると仮定すると) 短い場合よりも効果があります。隆起部分の高さが水深に比べて小さい場合、または狭隘な部分が水幅に比べて小さい場合は、除去の効果は見た目よりもはるかに小さい可能性があります (第 I 章、第 4 条)。

軟弱な土壌では、水位を下げるための直線化システムの利点の 1 つは、短い区間に近道を掘って、そのまま大きく広げることができることです (第 VII 章、第 1 条)。

もう一つの利点は、分水路が水路の残りの部分と同じ大きさに拡大した後、あるいは元々そのように掘削されていた後に、水路全体が洗掘され、水位が下がり続ける可能性があることです。もちろん、このような事態が発生する可能性がある場合は、その可能性を考慮する必要があります。156

堰堤、浅瀬、あるいは狭隘な水路を撤去した場合にも同様のことが起こる可能性があります。洗掘は最初は障害物の近くで発生しますが、上流にまで及ぶ可能性があります。

洪水を軽減するために水路を拡幅または深堀りする場合、下流端から工事を開始するのが賢明です。水位低下は工事区間を超えて上流にまで及ぶため、上流での工事が容易になるからです。拡幅した区間で再び土砂が堆積する傾向については、短期間で大きな堆積となる可能性は低く、他の区間での工事が適切であれば、それを妨げるものではありません。

7.洪水堤防。洪水堤防は川岸に近接して築造することも、後退させることもできます。後退させる場合、河川の屈曲部すべてに沿う必要はありません。堤防を後退させることで、洪水時に河川への水路が増加し、洪水位が低下しますが、浸水地の水深が浅い場合、特に植生に覆われている場合や、その他著しく障害物がある場合には、その効果はわずかです。河川が河岸を著しく侵食する可能性がある場合には、一般的に後退が必要となります。このような場合、堤防は侵食の危険が大きいほど河川に近接させるべきではありませんが、既に述べたように（第4章第9 条）、地盤は河川から離れるにつれて一般的に低下するため、堤防を大きく後退させると、地盤が低くなり、建設費用がかさみ、決壊しやすくなります。最も適切な配置は判断の問題であり、川がどの程度移動する可能性があるかによって大きく異なります。157
堤防は、可能な限り、直線または適切な曲線区間で建設されるべきである。洪水堤防は、少なくともその上流端では、洪水位より上の地盤で終端されるべきである。大河川の場合、堤防の天端は、その河川の最高洪水位より 2 ～ 3 フィート上にすべきである。もちろん、堤防は、全体の最高洪水位と平行に勾配を付ける必要があるが、勾配も洪水の高さも通常は正確には分かっていない (第 II 章、第 1 条および第 2 条)。通常、ある程度の洪水の記録または痕跡があり、これが暫定的に洪水位とされる。あるいは、最も近い河川水位計の洪水表示から、水位を概算する。経験から堤防が低すぎることが判明した場合は、堤防を高くする。堤防の断面は、土壌、決壊が発生した場合に生じる損害の程度、利用可能な資金、および堤防が占める土地の価値によって決まる。

支流が川に流入する箇所では、支堤防を敷設する必要があるでしょう。また、主堤防から高台まで横断堤防が敷設されることもあります。横断堤防の目的は、決壊が発生した場合の被害を局所化することです。堤防の背後には排水路が設けられ、洪水時以外は水門やフラップバルブで閉じられたパイプを通して堤防から水を排出することができます。フラップバルブは川からの洪水を遮断します。堤防内には、背後の土地を灌漑するために水門が設置されることもあります。

川沿いに堤防を建設すると、洪水が川の向こう側に広がることがなくなり、水位が上昇します。 158国によっては洪水の影響が大きくなる可能性があるが、洪水の断面積が小さい場合や流速が遅い場合には、この効果は大きくない。洪水堤防の建設後、川床が上がったり下がったりする傾向にある場合もあれば、そうでない場合もある。堆積や洗掘の問題に一般的な方法で答えることはできないことはすでに述べた。しかし、洪水が一部地域に溢れ出る場合には、洪水の深さは一般に浅く、その地域は多かれ少なかれ遮蔽されている。一般に、ある程度の堆積が発生する。堤防の建設により洪水面積が縮小され、その結果一般に堆積が軽減され、川本体にはより多くの堆積が残る。川の深さと流速は増加する。すべては、どちらが最も増加するかによって決まる。おそらく川の断面が浅く、流速が最も増加する（ 『世界史』第 4章、 第 6 条、第 6 項）、増加した堆積物支持力が増加された堆積物を補う可能性がある。

主堤防がかなり後方に築かれた場合、より小断面の補助堤防が河川に近い位置に築かれることがあります。これはしばしば問題となります。補助堤防は決壊しやすく、水位は徐々に上昇するのではなく、急激に上昇します。特に主堤防は水浸しではなく乾燥しているため、ある程度危険にさらされます。

河川のある区間を堤防で囲むと、下流域の洪水の規模が大きくなるとよく言われます。しかし、この重要性は一般的に誇張されています。堤防部分で洪水の流れが狭まると、その区間では洪水がより速く流れ、水位が上昇します。さらに下流でも同様の効果が見られます。 159しかし、その程度は小さく、特に上昇の直後に下降が続く場合、速度が上昇し、その結果洪水の波が平坦化するのが少なくなるためである。相当の時間にわたって緩やかな上昇が続く場合（これが高洪水を引き起こす可能性が高い）、堤防区間の下流では洪水位の上昇は起こらない。ただし、堤防区間の浸水面積が減少することで吸収量と蒸発量が以前より少なくなり、その結果流量が増加する場合を除く。前述のような長期間にわたる上昇の場合、堤防区間のすぐ上流の区間も、ある程度は洪水の高さの上昇に寄与する。

堤防は、川側の側面勾配が 4 対 1、陸側の側面勾配が 3 対 1、上面が幅 10 フィート、高洪水位より 3 フィート上であることが適切です。イワラディ川では、上面の幅は通常 8 フィートです。非常に高い堤防と非常に低い堤防の場合は、それぞれ 10 フィートと 3 フィートです。オランダでは、高洪水位より 1 フィート上がかつて規則とされていましたが、実際には通常 4 フィートでした。砂質土壌の場合、規定の川方向の勾配は 6 対 1 でした。保護のために魅力的なまたは硬い土を使用する場合は、このような平坦な勾配は必要ありません。ライン川では、砂利と砂でできた堤防の上面の幅は約 15 フィートに作られていますが、側面勾配は 1.5 対 1 と 1 対 1 でした。堤防には流れを遮るための支保工がありました。

上記のように保護された砂は良好な堤防を形成し、ネズミが穴を掘ることはありません。もちろん、砂を主成分とする堤防に決壊が発生した場合、その規模は急速に拡大します。堤防の芯壁が砂や粘土層で構成されている場合もあります。 160オランダでは、砂質の土の上に幅 8 フィートの溝が掘られ、粘土層まで掘り下げられます。

堤防を築くには細心の注意が必要です。土は層状に積み上げなければなりません。オランダでは、各層ごとに馬を上り下りさせます。インドのある地域では、堤防用の土は牛にスコップを引かせて土取場から運び込まれます。土は踏み固められているため、土工事は非常に良好な状態を保っており、沈下を考慮する必要がありません。土壌が砂地の場合、堤防の上部と側面は、可能であれば、厚さ9インチまたは1フィートの良質な堅い土で覆う必要があります。そうでない場合は、川に面した側面は、洪水位より上2フィート、下数フィートにわたって盛土（『土塁と堤防』第6章第3条）で保護する必要があります。このような保護は、波が発生しやすい場所では必ず必要になります。オランダでは堤防には芝が敷かれ、樹木や低木は生育させません。パンジャブ地方では、あらゆる種類のジャングルの生育が奨励されています。それは土を結び付け、波の洗い流しや風から土を守ります。風は砂や塵を吹き飛ばし、堤防をゆっくりと削り取ります。

長い河川の堤防を築く場合、上流端から始めるのが都合が良い。そうしないと、洪水が堤防の完成部分の背後にまで入り込み、堤防と高地によって形成される「ポケット」に溜まって異常な高さまで上昇し、堤防に隙間を残しておくか、後で隙間を作っておかないと、決壊の原因になるからである。

洪水時には、洪水位を示すために杭を頻繁に打ち込みます。洪水がさらに深刻になった場合は、杭の位置を調整します。杭の高さはいつでも観察できます。161

堤防に決壊が発生した場合、まず最初に行うべきことは、決壊箇所が広がらないように端部を保護することです。決壊箇所を通過した水が溜まってしまう場合は、堤防を切断して水を排出する必要があるかもしれません。

漏洩の阻止については、第IX章第1 条を参照してください。侵害の封鎖については、第VII章第2条を参照してください。

北インドの大きな変遷河川沿いの洪水堤防の説明については、「Punjab Rivers and Works」を参照してください。

第5条に関する注記：洪水区域内に窪みを設け、洪水の水が透水性の地層に接触して吸収されるようにすることで、洪水を軽減できる場合がある。

162

第13章
貯水池とダム
1.貯水池。貯水池の目的は、都市の給水、灌漑、その他の目的のために水を貯留することです。都市給水用の貯水池は、「貯水池」と「給水池」に分けられます。後者は比較的小規模で、都市の近くに短期間分の水を貯留することを目的としています。貯水池は1つではなく、複数のダムによって形成され、それぞれが別のダムに水を流す複数の貯水池が存在する場合があります。「貯水池」と限定せずに言及されている場合は、貯水池を指します。貯水池は通常、土砂または石積みのダムによって谷を堰き止めることによって造られます。ダムの建設地は、谷が狭い場所を選ぶ必要があります。貯水池の最も低い部分、つまり「底水」は、他の部分よりも純度が低いため、通常は利用されません。乾燥した天候の際には、魚のために残しておく必要があります。これは、貯水池の容量の計算には含まれません。
イギリスでは、河川の水を堰き止める場合、「補償水」を下流の河川に返還しなければなりません。この補償水は、通常、一定の水位の形で与えられます。 163供給量は、利用可能な供給量の4分の1程度に相当します。貯水池から取水される1日あたりの供給量の計算には、この水量を含める必要があります。乾季にこの水量が追加されることによる川への恩恵は非常に大きいです。

すでに述べたように（第 9章第1 条）、水を貯留する必要がある土塁では、一般に漏水は急速に減少し、土塁はほぼ不浸透性になります。谷の表面も、通常の土壌であれば、水面下に保たれている限り、同じことが当てはまります。日光や風雨にさらされる部分はひび割れが生じ、浸透を引き起こしやすくなります。したがって、地表にダムを建設して形成される貯水池は、状況に応じて多かれ少なかれ防水性があります。十分に防水性が高いものも多数あります。しかし、ほとんどの場合、ダム（または不浸透性のコア壁）は不浸透性の地層まで達します。石積みダムは岩まで達します。

かなりの高さのダムの場合は、ボーリング調査によって土壌を調査する必要があります。傾斜した地層が下層と十分に接続されていない場合、ダムの不均一沈下が発生する可能性があります。また、圧縮性の高い粘土層が厚い場合にも、同様の現象が発生する可能性があります。

非常に高いダム（例えば、地上から水面までの高さが110フィートまたは120フィートを超えるダム）を除けば、アースダムは石積みダムよりも安価です。また、例えば貯水池の堆積が進んだ場合（この作業は石積みダムでも行われてきましたが）、土手ダムの方が嵩上げや補強が容易です。これは、通常、ダムの建設には時間がかかります。 164イギリスでは、ダムの建設は比較的容易ですが、インドの灌漑用貯水池のように、シルトを多く含む水を扱う場合は、それほど遅くはありません。ダムは、石積みやコンクリートの壁の背後に土を支えとして設ける場合もあります。どのような種類のダムを用いるにせよ、その建設には常に細心の注意が求められます。ダムの決壊により、多くの死者を伴う深刻な災害が発生しています。

土手堰堤を備えた貯水池には、洪水を流すための排水堰が設置されています。排水堰がなければ、ダムを越えて氾濫し、ダムを破壊する恐れがあります。一般的に、排水堰堤はダムの延長線上に設置されます。堰堤の頂部は貯水池の満水位より低くなければなりませんが、許容できる範囲を超えて低くすることはできません。そのため、排水堰堤の長さはかなり長くする必要があります。また、溝付きの支柱が設置され、洪水が発生しにくい時期には、支柱の間に板が敷かれることもあります。

西インドの灌漑用貯水池に関して、ストレンジ（Min. Proc. Inst. CE、第cxxxii巻）は、長い高位排水堰は貯水池への涵養が不確実な場合に最も適しており、ほぼ確実な場合には、高位堰は事故や修理の際に貯水池の水位が急速に低下するのを防ぎ、最もシルトを多く含む初期の洪水を堰き止め、水域を最大にすることで、すべての洪水においてシルトを堆積させる時間を最大限に与えると指摘している。そこで彼は、これらの貯水池の排水堰の頂部を短縮・低位化し、下降式シャッターを設置することを提案している（これは1つの貯水池で既に実施されており、その後別の貯水池でも実施されている）。また、下げた頂部よりもさらに低い位置に敷居を備えた水門を設けることも提案している。これらの提案は、 165全く合理的であるように思われますが、もちろん水門の操作には熟練した監督が必要です。排水堰は、ダムとは鞍部で隔てられた別の場所に作られる場合もあります。

石積みダムは、それ自体が排水堰の役割を果たします。洪水は、頂上を越えて後斜面を流れ落ちますが、大洪水が発生しそうな場合には、ダムの近くか他の場所で峡谷の側面を切り取って、別の排水堰を設けるのが普通です。

ダム建設中は、洪水に対処するための準備が必要です。一般的に、ダムの一部を建設し、水を通過させる必要があります。石積みダムの場合、通常の手順で工事を後退させれば、どの部分を延期しても大きな問題にはなりません。土手ダムの場合は、ダムが最も高い最低地盤ではなく、その片側に工事を延期するのが最善です。こうすることで、ダムの最も高い部分を継続的に持ち上げることができます。一時的な盛土や堰堤を建設すれば、水が損傷を与えることなく目的の経路を通過できるようになります。土手を段階的に建設することは、できる限り避けるべきです。やむを得ず段階的に建設する必要がある場合は、小さな段階にしてください。洪水は、全く異なる経路で「迂回」して流されることもあります。

図57.

インドの貯水池では、排水堰を越える流量が大きくなることがあります。排水堰は図57に示す位置にある場合があり、aeは堰です。このような場合、特別な水理学的問題が発生します。速度Vの水流が、 166ダム湖から、あるいは大水路から直角に流れ出る場合、（『水理学』第 2 章、第19 条および第20 条）約 V 2 /2 gの水位低下があります。同じことが堰の下流でも発生します。少なくとも、垂直またはほぼ垂直な明確な落差がある場合、つまり、落下後の水に水平速度がない場合は、同じことになります。水は新たにコースを再開する必要があります。図で示される場合、水路の幅は、fより先の高地のために制限されることが多く、水路内の速度が非常に高くなる可能性があります。 efより下の水路が、垂直の側面を持つレンガ造りで、河床が 20 フィート、勾配が 1:500、水深が 10 フィートであると仮定します。速度は毎秒 15 フィートで、 V 2 /2 gは 3.49 フィートになります。eにおいて水が堰堤を越えて澄んだ勾配を持つ場合、 eにおける水路の水深は10フィートではなく13.49フィートと見なす必要がある。通常、 ae の長さはefに比べて図に示されているよりもはるかに長くなる。 aeが300フィートで、水路底の勾配がefからa、b、c、dまで1/500 で続くと仮定する。 167いずれの場合も、図に示された流れの方向を示す線に沿って進む必要があります。長さfaは約 310 フィートで、aの床面レベルはefよりも約 62 フィート高くなります。堰の下の水位は、いずれの場合も床面から 13.49 フィート上になります。設計では、この点を考慮する必要があります。確かに、水流は最初堰の下で水平方向に動き始めると、堰に対してほぼ直角に動き、そのため断面積が大きく流速が低いです。しかし、すぐに堰と平行になり、最大流速 15 フィート/秒を獲得する必要があり、この流速を与えるために必要な追加の落差が必要です。堰が水没すると、堰を通過する水は高い水平方向の流速を持つことができますが、水路の軸に対して直角になり、その効果は渦の中で無駄になります。

2.貯水池の容量。貯水池の水供給は、集水域を形成する特定の谷（複数可）からの降水量に依存しており、ダムの高さや数を変えることで貯水池の容量を調整できます。貯水池が必要なのは、降水量の分布が不均一なためです。もし毎週同じ量の雨が降れば、日々の変動は給水池によっておそらく均等化されるでしょう。貯水池は比較的小さくても構いません。実際には、貯水池は流量を「均等化」するために、つまり断続的な流量を一定に保つために必要です。貯水池が小さければ小さいほど、干ばつ時には早く干上がり、雨天時には早く氾濫して水を無駄にしてしまうことになります。言い換えれば、貯水池が大きいほど、流量均等化の機能をよりよく果たし、集水域の利用度も高まります。168

図58.

イギリス諸島では、貯水池にとって最も厳しい降雨量の分布は、冬に雨が多く、夏に非常に少ないときに発生します。図 58 は、降雨量が平均年間降雨量の 63% である最も乾燥した年の貯水池の図を示しています。降雨量の分布は、今説明したように不利になるはずです。図の下部は各月末の水位を示しており、貯水池は垂直の側面を持ち、その量の深さは水深に比例すると想定されています。図の上部には、貯水量 (利用可能な降雨量に集水域の面積を乗じた値) が実線で、消費量が点線で示されています。どの月でも、2 本の線の間の距離は、その月の貯水池の水位の上昇または下降と同じです。越流は発生せず、年間の総消費量は年間貯水量と等しいと想定されているため、図の左右の水平線A、Bで示される1月1日と12月31日の貯水池水面の高さは同じである。この件を調査したディーコン氏は、 169（Ency. Brit.第10版、第33巻「給水」）によると、上記の条件を満たすためには、貯水池の容量は年間貯水量の30%、つまり約110日分の消費量でなければならない。1月1日には貯水池は約3分の2まで満水でなければならない。2月末には溢れそうになり、8月末にはちょうど干上がり始める。1日あたりの消費量は年間を通して一定であると考えられる。

例えば、集水域が1000エーカー、年間平均降水量が60インチ、蒸発と吸収による損失が14インチだとします。年間利用可能降水量は（下表の最終欄を参照）、23.8インチ、つまり1.983フィートです。年間の貯水量と消費量は、1000 × 43,560 × 1.983 × 6.25 = 539,962,000ガロンです。貯水池の容量は、この10分の3、つまり161,988,600ガロンとなります。これは高さ C E で表されます。1 月と 2 月の平均降雨量が 6.3 インチ、つまり 525 フィートの場合、これらの月に貯水される水量は 1000 × 43,560 × 525 × 6.25 = 143,931,000 ガロンとなり、消費量は 539,962,000/6 = 89,993,667 ガロンとなります。この差 53,937,333 ガロンが貯水池への追加量 AC を表します。同様に、夏の少雨は減少量 AE を引き起こし、年の最後の 4 か月間の大雨は追加量 E B を引き起こします。AB より上の貯水池の高さが AC より低い場合、2 月末に氾濫が発生します。また、AB より下の深さが AE より低い場合、干ばつが終わる前に貯水池が干上がります。貯水池の上部または下部の容量を増やすと、コストが増加し、何も得られなくなります。 170得られる。上記のように設計された貯水池の最高水位と最低水位が、最も乾燥した年に常に氾濫点と干上点と正確に一致するという意味ではないが、ほぼ一致するだろう。ディーコンは、このような貯水池が機能不全に陥るのは50年に一度だけで、それも短期間であると述べている。

上で検討した貯水池は、既に述べたように、集水域の揚水量を十分に活用していません。雨量の多い年には越流が発生し、貯水池からの揚水量はそれほど増加しません。最も雨量の少ない2年間の流量を均等にするには、貯水池の容量を増やす必要があり、それに伴い揚水量も増加します。これは、より大規模な年にも当てはまります。ディーコンは、イギリス諸島の多数の場所から情報を収集し、貯水池の容量と揚水量を示す図表を作成しました。次の表は、降雨量が60インチで、蒸発と吸収による損失が14インチの場合の数値を示しています。

流量を均等化する必要がある連続する最も乾燥した年の数。 100 エーカーの集水域に対する貯水池の正味容量。 貯水池の毎日の収穫量。 列 2 ÷ 列 3 または貯蔵庫に含まれる供給日数。 降雨量と平均年間降水量の比率。 利用可能な降雨量。
ガロン。 ガロン。 インチ。
1 1億6600万 1,475,000 113 ·63 23.8
2 2億5800万 1,815,000 142 ·72 29·2
3 3億2900万 1,987,000 165 ·77 32·2
4 3億9000万 2,103,000 190 ·80 34·0
5 4億4100万 2,187,000 201 ·82 35·2
6 4億8700万 2,255,000 216 ·835 36.1
5列目の数字は、 171第2章第1条。最後の列の数値は、 14インチの損失を差し引いた後の、対応する有効落差を示しています。この控除により、短い期間の有効落差は、5列目の数値よりも大幅に減少していることがわかります。

イギリス諸島の都市への水供給を確保するにあたっては、連続する最も乾燥した3年間の流量を均等にするように貯水池を設計するのが一般的です。既存の貯水池は、新旧を問わず通常140～170日分の水を貯蔵していますが、それ以下のものもあります。上の表は、降水量が60インチ、水位が14インチ減少すると仮定した場合、6年間の乾燥期に対応するためには、貯水池の容量は3年間の乾燥期に対応する場合よりも49%多く必要である一方、1日あたりの供給量はわずか13%しか増加しないことを示しています。

以下の記述は、平均年間降雨量が30インチから100インチの範囲にある場合のディーコンの数値を示しています。Rと記された列は貯水池の容量（百万ガロン単位）、Sと記された列は貯水池の1日あたりの降水量（千ガロン単位）を示しています。他の降水量の数値は内挿可能です。例えば、降水量が50インチの場合、RとSのどちらの数値も、実質的には40インチと60インチの降水量の平均値となります。

供給を均等化する年数。 F = 30。 F = 40。 F = 60。 F = 100です。
R. S. R. S. R. S. R. S.
1 35 300 79 695 166 1475 345 3040
2 85 470 140 900 258 1815 495 3600
3 120 560 190 1050 329 1987 610 3900
4 150 620 230 1110 390 2103 710 4100
5 175 650 260 1170 441 2187 800 4230
6 195 680 290 1220 487 2255 887 4320
172

いずれの場合も、年間の降水量は14インチ（約30cm）と想定されます。15インチ（約30cm）または13インチ（約30cm）の場合、貯水池の貯水量は、第1欄の年数が1年、3年、または6年であるのに応じて、約500万ガロン（約5百万ガロン）、1000万ガロン（約1億5千万ガロン）、1日あたりの湧水量は約5万ガロン（約5万ガロン）減少または増加します。

降雨量が少ない場合、大規模貯水池の利点はいくらか増します。6年貯水池の30インチ降雨時の容量は3年貯水池より63%多く、供給量は22%多くなります。

貯水池容量に関する上記の数値は、イギリス諸島に適したものである。これらの数値は、降雨量の分布が起こり得る中で最も不利であると仮定している。ディーコンは、これらの数値は技術者の判断を免除するものではないと述べている。イギリス諸島に関しては、流量を3年間均等化するか、それとも他の年数均等化するか、そしてどの程度の損失を見込むか、という点が主な判断材料となる。既に述べたように、通常は3年間が考慮される。これらの数値はヨーロッパのほとんどの地域に適しているが、地中海沿岸など一部の地域で は、降雨量の分布はイギリス諸島よりも幾分不利である。世界の他の地域、特に熱帯地方またはその付近では、降雨量の分布を特別に研究し、図58の場合と同じ原則に基づいて図を作成する必要がある。図は、必要な年数をカバーするように拡張する必要がある。暑い国では、貯水池の表面からの蒸発による損失を考慮する必要がある。インドでは暑くて乾燥した月には、この損失は 24 時間で半インチになることがあります。173

上記引用記事では、よくあるように、水の消費量が夏季に平均より多く、冬季に少ない場合、貯水池の状況はより厳しくなることが示されています。また、夏の消費量が平均より 13% 多い場合、最も乾燥した年の水を貯水する貯水池の容量は、年間の総貯水量の 30% ではなく 33% になるはずです。そうなると、貯水池には平均 110 日分ではなく 121 日分の水が貯まることになります。170 ページの表では、貯水日数は 113 日となっています。このことから、抜粋元の表は消費量が一定であると計算されていることがわかります。しかし、供給量が均等化される年が 1 年を超える場合、貯水池のサイズが大きくなるため、実質的な違いは生じません。

バーミンガム市への給水のためのラドノーシャーの大規模貯水池に関する計算は以下のとおりである（Min. Proc. Inst. CE、第10巻）。最も雨量の少なかった3年間の平均降水量と年間平均降水量の比は、-77ではなく-80とされた。最適な数値については意見の相違がある。

さまざまな計測器の測定値から決定された平均年間降下量 65 インチ
最も乾燥した3年間の平均秋 52 ”
蒸発と吸収による損失と洪水時の損失を差し引く 15 ”
利用可能な降雨量 37 ”
これを集水域面積44,000エーカーに掛けると、1日あたり1億200万ガロンになります。このうち2,700万ガロンは補償水であり、残りは 174バーミンガムには7,500万ガロン。貯水池の容量は172億5,000万ガロン、つまり169日分の供給量。

図59.

3.アースダム。アースダムを建設する前に、敷地内の軟らかい土を取り除き、下流の土地の排水を行う必要があります。ダムの軸に平行に数本の溝を掘ってダムの保持力を確保することができますが、水の推進力によってダムが水平方向に移動する危険はありません。地面が横に長い傾斜している場合は、図 59に示すようにベンチ状​​に傾斜させます。アースダムの前面勾配は通常約 3 対 1、後面勾配は約 2 対 1 です。上部は、保持できる最大水深の 1/3 ～ 1/2 の幅を持ち、最高水位より 5 ～ 10 フィート上にあります。ダムの土を採取する土取場は、ダムの安定性に影響を与えるほどダムに近づけてはなりません。

図60.

イギリスや一般的に他の国々では、土手ダムはコア壁（図60）を持ち、 175ダムの遮水性は主にこのコアウォールによって決まります。コアウォールは粘土質の場合には 1 フィート以上、粘土質の場合には数フィートの深さまで固定されます。このコアウォールによってダムの遮水性は大きく左右されます。コアウォールは粘土質のパドル、コンクリート、または石積みで作ることができます。イギリスでは一般に粘土質のパドルが使われます。コアウォールは 100 フィートまたは 200 フィートの深さまで伸びることもあります。その上端は水平で、最高水位とほぼ同じ高さになります。基礎は階段状にせず、遮水性の地層の輪郭に沿わせることが望ましいです。壁の端部は谷または峡谷の側面に固定されます。コンクリートまたは石積みのコアウォールは、高ダムの場合、必然的に比較的薄い構造となり、周囲の土壌からの不均等な圧力によって大きな歪みを受ける可能性があります。そのため、ある程度のひび割れが生じやすくなります。米国ボストンの水道事業で使用されているコンクリートの芯壁は、高さ100フィート、基礎部の厚さ8フィート、上部の厚さ4フィートです。粘土製のパドル壁は、少なくとも工事の直後は可塑性があり湿っているため、ひび割れが発生しにくいです。パドル壁の上部の幅は4フィートから10フィート、側面の傾斜は1/20から1/8です。地表より上の壁に使用される粘土には、約33%の砂と石が含まれている必要があります。これにより、乾燥時の収縮が少なくなります。混合時に水を与えすぎてはいけません。十分に混合し、練り上げ、踏み固める必要があります。

粘土層とダムの土は均一に盛り上げます。沈下許容量は1/30～1/50とします。土は薄く敷き詰め、湿らせて突き固め、すべての土塊を砕きます。 176インドをはじめとするいくつかの国では、土を突き固める代わりに、牛や羊を何度もその上に追い立てます。これにより土工の質が非常に高くなり、沈下も（たとえあったとしても）ごくわずかです。

貯水池溝の底より下の岩盤に亀裂が生じ、水が貯水池の下から漏れてくる場合、通常は溝の側面に垂直に敷設したパイプで水を運び、その後水平に流してダムから排出します。英国では、このような水やその他の漏水は、補償水の一部として使用されることがよくあります。しかし、溝の底より下の岩盤に含水亀裂がある場合、浸透する水流によって貯水池が流されてしまう可能性がある程度あります。そのような場合には、コンクリート製のコアウォールを用いてコアウォールを地表付近まで導き、それを水面まで導くより厚い貯水池の壁に繋ぎ止めることが望ましいでしょう。

粘土製の貯水池やその他の不透水性層は、ダムの中央に垂直に設置するのではなく、ダムの上流面に敷設することが望ましいと提案されている。そうすることで、ダムの半分ではなく、ダム全体から水を遮断することができる。粘土製の貯水池を使用する場合の反対意見としては、害虫が穴を開ける可能性があること、また粘土の種類によっては滑ってしまうことが挙げられる。これらの反対意見は、貯水池の上にコンクリートブロックを敷設することである程度は克服できるかもしれない。石積みやコンクリートを使用する場合にも当てはまる反対意見としては、表面積とコストが増大すること、地盤沈下や貯水池の水位が低い時の温度変化によって亀裂が生じることなどが挙げられる。ダム上流面に不透水性層を敷設した事例は数多くある。 177斜面が何らかの原因で崩壊するケースがあります。フランスでは、そのような層（コンクリート）に頼り、コアウォールを省略するのが一般的です。垂直壁を設ける方法が最善のようで、最も広く採用されています。パドルを使用する場合、その上にある塊の重量によって溝が完全に埋められ、設置して覆われると、損傷を受ける可能性は全くありません。

図61.

高い盛土の外側部分は滑ることがあり（図61）、これに対して予防措置を講じる必要があります。ダムの建設場所が地質学的に慎重に選定されていない場合、または工事が異なる時期に行われたために不均一な沈下が生じた場合、滑動が発生する可能性があります。滑動の原因の1つは、飽和度の急激かつ部分的な変化であり、もう1つの原因は過度の飽和です。一部の粘土は、湿潤すると非常に平坦な側面勾配を必要とし、5対1でさえも耐えられません。盛土の外側部分は浸透を止める必要はありません（これについては次の段落でさらに検討します）。また、注意深く敷設および固結させる必要がありますが、多孔質材料でできている必要があり、ダムの下流側の部分は排水が良好でなければなりません。一連の表面排水溝を設置し、砕石や砂利を充填することができます。ダムの両側の外側部分の最も低い部分には、小石などの重い材料を使用することにも明確な利点があります。 178良質な材料が入手できない場合は、ダム下流側の側法面を平坦にすることができます。上部から3対1の勾配で始まり、下部に向かって4対1、そして最終的に底部で5対1の勾配となる勾配は、ダムの滑落防止、ひいてはダムの安全性にとって非常に優れた形状です。貯水池側の部分は滑落しにくい構造です。この部分は水に浸かりますが、水圧を受けて傾斜します。貯水池が非常に多いマドラスでは、貯水池側の勾配は通常1.5対1です。

アーステンダムの各部は、それぞれ異なる2つの機能を果たします。一部の部分は「スタウンチ」と呼ばれ、貯水池からの水の浸透を阻止する必要があります。他の部分は「サポート」と呼ばれ、単にスタウンチを支えるだけです。英国式ダムでは、両側のコアウォールに最も近い部分（図60）は、通常、不透水性に特に配慮した土で造られます。壁からどれだけの距離を延ばすかは、利用可能な土の量に一部依存します。いずれにせよ、コアウォールへの不均等な圧力や、コアウォールが壁から離れる原因となる不均等な沈下を避けるために、非常に慎重に造られ、しっかりと固められなければなりません。その機能の一つは、貯水池の水位が低下した際にコアウォールの湿潤状態を維持することです。これがスタウンチとみなされるか、サポートとみなされるかは、一見重要ではないように思えるかもしれませんが、排水の問題に影響を与えるため、重要です。ダム下流側の支保工は、既に述べたように、多孔質の材料で作られ、排水性に優れていなければならない。しかし、当然のことながら、支保工は多孔質であってはならず、また排水溝が貫通することもあってはならない。この問題は、 179それぞれのケースにおいて判断に従う。土木技術者協会において、上述のストレンジの論文について行われた討論では、ダムの下流半分、すなわちコアウォールの下流部分を排水することが望ましいかどうかについて、著名な技術者の間で多様な意見が示された。ある技術者は、土塁が滑る可能性を減らすために排水が必要だと主張した。他の技術者は、ダムを貫通する排水は貯水池からの水の浸透を促進しなければならないと主張した。発言者の中には、コアウォールの下流のダムは部分的に堅固であるとみなし、またある者は完全に支えられていると考えていたことは明らかである。何らかの理由でコアウォールから水が漏れる可能性があると思われる場合は、コアウォールに隣接する盛土を堅固であるとみなすことが望ましい。

西インドでは、「黒綿土」を3：2の割合で混ぜて、一種の水溜りが作られます。この水溜りの壁の目的は、水が地表を伝わるのを防ぐことだけです。水は、比較的水密性の高い地層までしか浸透せず、地表から30センチほどの高さまでしか浸透しません。それより上のダム本体は、堅固な黒綿土で作られ、その両側にはより多孔質な材料が敷かれています。

波とその飛沫からダムを完全に保護するためには、ダム上流面の傾斜は、最高水位から垂直に測って5フィートの高さまで延長する必要があります。波の伝播距離（フェッチ）が2マイルを超えるダムの場合は、上記の高さを若干高くする必要があります。21 180敷石は通常、外側の端がほぼ四角形に整えられた石を砕いた石の層の上に敷き詰めます。

貯水池の水は通常、ダムの下に建設された石積み暗渠内に敷設されたパイプによって取水されます。パイプはこのようにして検査することができます。暗渠の上流端は、パイプが通る厚い石積み壁によって塞がれています。過去に発生した事故は、暗渠の脆弱性、または石積みの外側を伝って水が浸入したことが原因でした。暗渠は適切な強度で製造でき、ダムの粘土層コア壁に粘土層を厚く塗布する必要があります。コア壁が石積みまたはコンクリート製の場合、暗渠の石積みはコア壁に適切に接合されます。多くの場合、暗渠とパイプはダムの下ではなく、切通しまたはトンネルを通って設置されます。

暗渠の上流端には石造りの塔があり、ダムの頂上から歩道橋でアクセスでき、そこからパイプを開閉するためのバルブが作動する。貯水池が町の給水用である場合、垂直のパイプを用いて様々なレベルで取水できるようにし、常に表流水が利用できるようにしている。現在バーミンガムに給水している貯水池のいくつかの塔の場合、垂直のパイプは砲金の表面を持つ多数の鋼鉄製円筒で構成されており、これらの円筒は非常に精密に作られているため、円筒が単に他の円筒の上に立っているだけで接合部は水密である。取水は、特定の数の円筒を持ち上げることによって、所定のレベルから行われる。塔は鉄筋コンクリートで作られることもある。塔が高い場合は、 181貯水池が空のときに吹く強風に耐えられるほどの強度が必要です。

4.石積みダム。高さが110フィートまたは120フィートをはるかに超える場合、石積みダムは土手ダムよりも安価です。また、工事中に洪水が発生した場合でも、石積みへの被害は少なく、土工は完全に流される可能性があります。石積みダムは通常、表面を仕上げ石で覆った不規則な砕石積みで建設されます。このような石積みの重量は1立方フィートあたり約140ポンドで、通常は1平方フィートあたり20トンの圧力を受けても全く安全ですが、石積みダムでは高い安全率が必要であり、1平方フィートあたり15トンまで許容される場合があります。両面が垂直のこのような石積みの壁では、壁の重量による圧力は、壁の高さが約220フィートに達した時点で上記の限界に達します。
石積みダムでは、石材は常に最高品質のものを使用しますが、石材のどの部分にも張力を与えないように寸法を計算するのが原則です。石材が硬化する前に亀裂や接合部の隙間が生じると、そこから水が浸入し、その圧力によって亀裂が徐々に広がり、最終的には亀裂上部の部分が転覆する可能性があります。

図62は石積みダムの上部を示しています。矢印の付いた線は、ABより上の石積みの重量による垂直方向の力、水圧による水平方向の力（深さの3分の2で作用）、そしてこれら2つの力の合力を示しています。石積みに張力がかからないようにするためには、合力は常にダムの厚さの中央3分の1以内に収まらなければなりません。 182中間の 3 分の 1 より外側に圧力がかかる場合、下流側の面は外側に広げる必要があり、その広がりはいくらか増加していきます。次に、貯水池が干上がった状態であると仮定します。高さが 100 フィートを超えるダムの場合、壁の重量のみによる圧力が壁の厚さの中間の 3 分の 1 より外側、つまり上流側にかかるため、上流側に若干の広がりを与える必要があることがわかります。この広がった部分に水が垂直に加わることも考慮する必要があります。ダムの高さによっては、最終的に圧力の限界である 1 平方フィートあたり 15 トンに達する可能性があり、この場合は追加の広がりを与える必要がある場合があります。外側の広がりがかなり大きくなると、水平断面の端の応力が面に接するため、さらに広がりを考慮します。接線応力が1平方フィートあたり15トンを超えないようにするためには、ダムの水平断面の外縁における垂直応力が約 18312トン。上記の規則に従えば、ダムの断面は上から下に向かって計算できます。結果として得られるダムの断面は、図63に示すようなものになります。石積みダムが上記の原則、つまり圧壊や転倒に対して安全となるように設計されていれば、せん断や水平方向の滑りに対しても安全ですが、この点については簡単に試算できます。

図62.

図63.

もちろん、上記のような計算では、石積みの固体に生じるすべての応力を計算できるわけではありません。温度変化による膨張と収縮によって大きな応力が生じます。また、ダムと、ダムが置かれる岩盤や峡谷の側面との接合部によっても応力が生じます。上記の計算方法は、ダムの適切な形状を示しています。採用された大きな安全率は、その他の応力も考慮に入れています。スペインで建設された最古のダムの断面は、図64に示すようなもので、必要な量の約2倍の材料が使用されていました。計算の目的は、この無駄な出費を節約することです。184

上記の原則に基づいて設計された石積みダムは、基礎から頂上までの高さが約 300 フィートに達するものまで建設されてきました。基礎は常に亀裂のない硬い岩盤上に築かれます。一般的には基礎溝が掘削されます。ダムの端部は峡谷の側面の岩盤に埋め込まれます。ただし、峡谷の側面が急峻な場合は、モルタルで埋め込むのではなく、垂直方向に伸縮できるようにし、アスファルトで防水目地を作ります ( Ency. Brit.、第 10 版、第 33 巻、「給水」)。これにより、明らかに歪みが軽減されます。ダムは涼しい気候の中で建設する必要があります。そうすれば、温度変化によって最終的にダムに生じる応力は、主に圧縮応力になります。上流面は可能な限り防水する必要があります。ただし、表面構造から内部構造にかけて、石積みの性質が急激に変化しないようにする必要があります。湧水がある場合は、慎重にパイプに接続し、ダムの外に導かなければなりません。峡谷の側面の湧水や貯水池の水から、ダムの下や内部に水が入り込まないようにしなければなりません。既存のダムの多くは、谷の側面と接する部分でわずかに水漏れしています。 185そして、ほとんどの歯では、面に対して垂直な縦方向の亀裂が生じています。

図64.

これまでに建設された数百基もの高石積みダムのうち、決壊したのはわずか 3 基だけです。これらのうち、プエンテス ダムは部分的に杭の上に築かれており、ハブラ ダムとブーゼ ダムの 2 基では、中間 3 分の 1 のルールが守られていませんでした。それほど高くない別のダム、米国テキサス州のオースティン ダムは建設後 7 年で決壊しました。高さ 65 フィート、石灰岩の上に築かれ、基礎の幅は 66 フィートでした。峡谷の底と側面の泉は、ダム建設中に大きな問題を引き起こし、完成後には下の岩を突き破ってしまいました。決壊時には 11 フィートの水がダムを通過し、ダムは 2 か所でせん断され、長さ 440 フィートのダムが 40 フィートから 50 フィート押し出されましたが、ひっくり返ることはなかったものの、その後崩壊しました。ダムは岩に掘った溝に築かれました。基礎溝の下流側の岩盤は水によって削り取られ、溝はもはや存在しなくなったようです（サイエンティフィック・アメリカン誌、1900年4月28日）。しかし、上記の説明だけではダムの崩壊を説明するには不十分と思われます。ダムの長さ1フィートにかかる水平方向の水圧は18万ポンド、移動する石積みの重量はおそらく32万ポンドに上ります。上流からの水がダムの下に流れ込み、ダムに揚力を与えて滑落を引き起こした可能性が高いと考えられます。

石積みダムを直線ではなく、上流側が凸となるように平面的に湾曲させた場合、アーチとして機能し、比較的狭い峡谷の場合はダムの厚さを大幅に減らすことができます。このタイプのダムは 186峡谷の側面が堅固な岩石でできていて、その岩石が間違いなく推力に耐えられる場合に適した方法です。最近、かなり大きなダムがいくつかこの方法で建設されました。ダムの上部の厚さと、アーチの正弦とスパンの比率は、一般的なアーチの建設方法に従って決定できます。ダムの下部は厚くなっています。最下部は基礎に固定されているため、アーチとして機能することはできません。しかし、その上部にある部分がアーチとして機能するため、「重力」セクションほど厚くする必要はありません。高さ 64 フィートのベア バ​​レー ダムは、上部でも厚さが 3 フィートしかありません。厚さは徐々に増加し、上部から 48 フィートのところで 8.5 フィートになります。曲線の弦長は 250 フィート、曲率半径は 335 フィートです。峡谷が広い場合、アーチの厚さが大きくなりすぎて、湾曲形状を採用しても何のメリットもありません。しかし、そのような場合でも、そしてどのような場合でも、ダムをわずかに湾曲させることで、転倒に対する抵抗力を大幅に高めることができます。ダムはアーチとして機能する必要はなく、峡谷の側面に切られた溝に入ったダムの端部が溝の端より手前で止まるようにすることで、過度の応力を回避することができます。

図65.

ここ数年、石積みダムが受ける応力の研究に多くの注目が集まっています。研究の中には理論的なものもあれば、ゴムなどの模型を用いた実験など実践的なものもありました。これらの研究から、ダム模型にかかる応力は、一般的に、 187予想通りですが、これまで見落とされていた、ダムが基礎の上に置かれている点 M 付近 (図 65 ) に引張応力が存在します。この張力は線 MN 上の基礎上に存在し、水の水平方向の推力によるものです。弾性モデルでは、この応力が変形という形で現れるのは当然です。岩の上に置かれている実際のダムの場合は事情が異なりますが、この引張応力は考慮に値します。ここでは溝はなく、ダムは単に岩の上に立っていると仮定します。岩の厚さは M R だけだと仮定します。MN には張力が、おそらく N R には圧縮力が存在します。ベース MP に沿って、ダムと岩は完全に結合していると想定します。温度変化によって岩石が受ける張力は水圧による張力を上回る可能性があるが、両方の原因から生じる張力によってMNに亀裂が生じ、それがRにまで広がる可能性も考えられる。これはダムと岩石の微小な滑りを意味している。 188その下では、動きは平面 R Q 上で起こっています。水の推力は、P Q の下流の岩石によって抵抗されます。岩石 MRQP が付着しているダムは、点 P の周りを回転する傾向があります。回転する傾向は、水が MR に入ると高まり、R Q に入るとさらに高まります。ただし、MR の岩石が砕かれない限り、回転は起こりません。岩石は P Q でも破砕する必要があります。点線で示されているように、ダムの上流面を湾曲させることが提案されています。これにより、主な張力がmnに移動し、ダムは、その下の岩石と湾曲部分の上の水の重さにより、明らかに P の周りの回転に対する抵抗が増加します。ダムのコストは当然増加します。MN で亀裂が形成される危険性は、下の岩石にしっかりと接続されていない薄い上部の岩石層がある場合にのみ存在するようです。このような状況が存在すると考えられる場合、石積みダムを建設する場合には、上流面を上述のように湾曲させる必要があります。既存の非常に高いダムで、上記のような状況が存在すると疑われる場合は、貯水池を空のままにしておき、MN に亀裂が見つかった場合は湾曲部分を追加することができます。ただし、この場合は新旧の工法の接合が不完全になるため、湾曲部分はダムの上流面の高い位置から始める必要があります。亀裂への水の浸入を防ぐため、岩の上にアスファルトなどの不浸透性材料を敷くことが提案されています。しかし、この材料はダムの上流に敷くだけでなく、ダムの一部の下にまで敷く必要があるため、ある程度ダムの強度を弱めることになります。

ダムが深い溝に建設される場合（図63）、上流の 189三角形の空間に材料を追加し、ダムと溝の側面の両方に材料を接合する方法は、ある程度は有効かもしれませんが、亀裂が生じる可能性があります。健全な岩石であれば、前述のように岩石の頂部に湾曲部分を追加するか、健全でない岩石を取り除き、溝を拡張してから湾曲部分を追加することが望ましいでしょう。下流の三角形の空間に材料を追加し、しっかりと接合することで、ダムの転倒に対する抵抗力も高まります。これは、重量の増加によるものではなく、ダムが転倒する際に回転する中心点が高くなるためです。

最近のダムの多くはサイクロプスコンクリートで建設されており、作業には10トンもの重さの岩石ブロックが使われることもある。このようなブロックはダムの平らな面の一方に敷かれる。米国では、土盛土で裏打ちされた鉄筋コンクリートの壁で作られた貯水池や、鉄筋で補強されたサイクロプス石積みで作られた貯水池もある（Min. Proc. Inst. CE、vol. clxxxix.）。米国で使用されている別の種類のダムは、ロックフィルダムで、アースダムの水たまり壁に相当し、リベット留めされて防水加工された鋼板を両側の岩に挿入したコアがある。ユタ州モーガンのイーストキャニオンクリーク貯水池の場合、ダムの高さは110フィートである。鋼板の厚さは底部で3/8インチ、上部で1/4インチと様々で、アスファルトコンクリートに埋め込まれ、コンクリートの土台の上に載っている。ダムの乾式石積みは、両側面とコアの両側に手詰めで行われ、残りは投げ込まれます。上流面は1対1、下流面は2対1です。排水堰はダムの一端にあり、そこから水路が続いており、水はダムから完全に流れ落ちます。排水口は岩盤に掘られたトンネルです。190

第14章
潮汐水と工事
1.潮汐。潮汐、あるいは「潮汐波」は、月と太陽の引力によって引き起こされます。この現象は複雑なので、ここでその原因を詳しく説明する必要はありません。潮が満ちる時は「流れ」、満潮と呼ばれます。潮が引く時は干潮と呼ばれます。1つの潮汐から次の潮汐までの周期、例えば満潮から満潮までは、約12時間25分です。大潮の時は潮の干満の差が通常より大きくなり、小潮の時は小さくなります。例えばイギリス諸島を取り囲む海のように水路がある場合、潮汐波は近隣の海で満潮になると水路を遡上し、干潮になると水路を遡上します。サウサンプトンのように、潮が2方向から流れ込む場所もあり、二重潮となります。各地の満潮・干潮の時刻と水位は観測によって確認され、記録されています。しかし、水位は風の影響を受けやすいものです。岸に向かって吹く風は満潮・干潮の両方の水位を上げ、岸から吹く風は両方の水位を下げます。北海で発生した激しい嵐は、北海の潮汐を加速させ、ロンドン・ドックで二面潮を引き起こしました。191
漏斗状の河口では、特に海の高潮の方向に面している場合、水路を遡る潮の速度が増し、水の勢いにより、幅が狭まるにつれて水位がどんどん高くなります。ブリストル海峡の上流では、潮の干満の差は海峡の外側の差の 2 倍になります。ファンディ湾でも同様の現象が起きます。川や河口が浅く、潮の干満の差が大きい場合、つまり潮位が急激に上昇すると、満潮が波または「波頭」の形で進行し、水位が急上昇して流れが急激に逆転する場合があります。波頭は大潮のときに最も顕著になります。セヴァーン川の波頭はよく知られています。

海岸沿いや河口を流れる潮の場合、満潮の水は満ち潮が止まった後も、その勢いにより、しばらくの間、以前と同じ方向に流れ続けます。干潮の水は干満が止まると、同様のことが起こります。また、突き出た岬の周りでは、川と同じように、潮流も特別な速度を得ます。

潮の満ち引き​​は、潮の変わり目付近で最も緩やかになります。流れの始まりから終わりまでの時間を6等分すると、水位の上昇率はおおよそ以下のようになります。また、干潮時の水位低下率も同様です。

時間 1 2 3 4 5 6
水位上昇 ·067 ·25 ·5 ·75 ·933 1
潮汐水は、しばしば、海岸やその近くの浅瀬から流れや潮汐波、あるいは通常の波の作用によってもたらされたシルトを、多かれ少なかれ含んでいます。潮汐水は 192河川の下流部分を上下に拡張すると、航行能力が大幅に向上し、特に河口が拡大すると、導水工事によって変更される可能性が高くなります。

潮位計は、自動記録式流量計と同じ原理で作られています。水位の上昇と下降は、機構によって適切な範囲に縮小され、時計仕掛けで回転するドラムに取り付けられた帯状の記録装置に記録されます。空気を満たした逆サイフォンと水銀サイフォンを使用する別の種類の潮位計が、Min. Proc. Inst. CE、第14巻に記載されています。

図66.

2.潮汐河川。AB（図66）を、川の下流または河口の水面（幅は一定と仮定）とし、Bを平均海面とします。潮位がDまで上昇すると、川の水は上昇し、線A-Dをとります。潮位がFまで下がると、川面は線A-Fをとります。もし潮位BHの上昇があまりにも大きく、川の水量がAとHの間の空間全体をHの水位まで満たすことができないほどであれば、Hから点Mへ海水が流れ、Aから点Mへ川水が流れます。点Mは 193AとHよりも低い。ここで潮の満ち引き​​が起こり、水位Hが下がり始めても、H Mに沿って流れは依然として存在する。これはしばらくの間、運動量によるものであるが、Mでの水位上昇とHでの水位低下によって、表面が点線AN Jで示される形状になるまで続く。この間、Mに対応する点、つまり高地水の凹曲線と潮汐水の凸曲線が交わる点はより高くなり、海側へ移動する。2つの曲線の性質は変わらないが、より平坦になり、表面NJはほぼ水平になる。
したがって、M での満潮時刻は H での満潮時刻よりも遅くなります。H から A に向かって川を遡るにつれて、満潮時刻は通過する地点ごとに遅くなります。最終的に、潮の満ち引き​​がない、つまり満ち引きのない地点 A に到達します。この地点よりはるか下流、A と B の間に、上向きの流れはなく、下流の流れが弱まるだけの地点があります。H では、潮の満ち引き​​を示す図が対称的であり、N では満ち引きは H よりも小さく、発生する周期も遅くなります。川を遡るにつれて、上げ潮の継続時間は短くなり、下げ潮の継続時間は長くなります。上げ潮は始まってすぐに最大速度に達し、下げ潮は終わりに近づきます。潮汐の影響が及ぶ距離は、当然のことながら、潮位の範囲が広くなるほど、また川の勾配が緩やかになればなるほど大きくなります。川の流量は当然変化します。流量が大きいほど、川の水位上昇は潮位上昇に追随する傾向が強くなり、潮汐の影響が及ぶ距離は短くなります。川の縦断断面では、高水位線は次のように示されます。 194AN H. これは単に便宜上のものです。すべての地点が同時に満潮になることはありません。潮の様々な段階における実際の状態を示すには、図67のように一連の線を描く必要があります。実線は満潮、点線は干潮を示します。

河川の潮汐地帯における流れは、水が可動堰堤によって逆流させられた後、自由に流れ、その後、水位が下がった場合と同等である。水にシルトが含まれている場合、堆積が発生する傾向は（第5章第2条） 、逆流や水位の低下がない場合と同程度である。この傾向は、主に、潮汐の影響を受けない上流域と比較して、平均的に流速が低下しているか、水深が増加しているか、そしてその区間の水がシルトで完全に満たされているかどうかによって決まる。両方の答えが否定的である場合、潮汐地帯において河川シルトによる堆積は発生しない可能性が高い。

図67.

海水にシルトが含まれている場合、当然のことながら、遡上するにつれてシルトが川に流れ込みますが、流入した水の全量は再び川から流れ出なければなりません。全体として、川にシルトが堆積する傾向は、流れが止まる時期に近い「干潮」の期間にのみ起因します。この傾向が顕著になることは稀です。195

海水に泥が混じっていて川の水が澄んでいる場合、川の水は当然堆積物の除去に役立ちます。つまり、水路をきれいに保つことができるのです。

河道が軟らかく、海水がシルトを運んでいない場合、海水は川を上下する際にシルトを帯び、それを運んだまま海に戻る可能性があります。そのため、海水は河道に洗掘効果をもたらし、河道が深くなったり広くなったりする可能性があります。たとえば、下流域の河床勾配が平坦化しているために、川が潮汐域にシルトを堆積する傾向がある場合、海水はこの堆積を防ぐ可能性があります。したがって、河川の潮汐域におけるシルトの堆積に関しては、海の潮汐水はシルトを含んでいてもほとんど悪影響はなく、そうでない場合は有益な影響があります。幅が均一な川の潮汐域にシルトが堆積するのは、河川水が多くのシルトを運び、勾配が上流域に比べて平坦または断面積が大きい場合のみです。

海水は淡水より約2.4%重いため、ある程度は混ざり合うのを防いでいます。満潮のどの段階においても、淡水と塩水が出会う地点では、淡水は表層に、海水は底に溜まる傾向があります。潮が川を遡上し始めると、低層の塩水流が陸地へ、高層の淡水流が海へ流れることがありますが、これはあくまで一時的な状態です。表面の傾斜は陸側に向かっており、海へ流れる水は表面の傾斜に従って動いているわけではありません。それは、以前に得た運動量の結果として動いているに過ぎません。低層の流れは多少の速度と洗掘力を持っているかもしれませんが、それほど大きなものではありません。なぜなら、平均陸側の流れは 196二つの流れによって生じる内部抵抗のため、川全体の流速は二つの流れがない場合よりも遅くなるはずです。しかも、この状態は一時的なものです。二つの水は最終的に混ざり合い、一時的な分離は、潮汐域における川の洗掘や堆積の傾向にほとんど影響を与えません。

河川の潮汐区間の任意の2つの断面の間に含まれる水域は、次の干潮時には海に到達しない場合があります。この場合、その水域は次の満潮時に河川を遡上し、上下に流れ続け、潮の満ち引き​​ごとに海に近づきます。

De Franchimont は ( Min. Proc. Inst. CE、第 16 巻)、あらゆる潮汐河川について、水先案内人や船長に河川の上流または下流への航海を開始する最適な時間や河川上の各地点を通過する最適な時間を示す図式的な航路ガイドを作成する方法を示しました。

3.潮汐河川における工事。河川の潮汐部において工事が必要な場合、その設計にあたって従うべき原則は、その河川が潮汐の無い場合と同様である。第8章第1条から第3条までに述べたことはすべて、これらの工事にも適用される。河川は、直線化、導水、または浚渫することができる。一般的に、導水と浚渫は組み合わせて行われる。海に最も近い河川部分における浚渫は、もちろん河口付近の水位を変化させないが、それより上流の水位を変化させる。潮はより大量に上昇し、より高く、より上流まで達する。引き潮は促進され、低水位は低下する。河口付近の水路を導水壁によって狭める場合、河床を下げることを目的として、潮汐水量への影響は、 197河口付近の狭窄部に限定され、その結果生じる水深の増大が狭窄部の影響を打ち消すのに十分でない場合、狭窄部以外の部分に到達する潮汐水の量が減少し、これが有害となる可能性があります。洗掘効果が不十分となる可能性があります。適切な方法は、上流に向かって狭窄部をさらに狭めることです。そうすれば、満潮時に深水を維持する、あるいは堆積物のない状態に維持する必要がある水路幅は、潮汐水の量の減少とほぼ同程度に減少することは明らかであり、害は生じないでしょう。
川を遡る潮の流れを突然止める堰堤やそれに類する構造物は、当然のことながら、その流れを河口まで、長い距離にわたって遮ります。かつては潮の流れを阻害していた旧ロンドン橋が撤去されたことで、潮の流れが広がり、有益な効果がありました。

潮汐河川は一般に河口付近である程度広がっており、河川というよりはむしろ河口域である。このような河川における工事については、 第5条でより詳細に論じる。

4.潮汐河口 —河口の幅が均一な河川ではなく、海に向かって徐々に幅が広がり、漏斗状になっている河口がある場合、第2条に規定されている条件は変更される。河口は、まず海の波によって河口の角が削られ、より多くの潮が流入するようになり、次に潮の満ち引き​​によって形成される。河口の河床の傾斜は通常、河川の傾斜よりもはるかに緩やかであり、水面は図67に示すようになる。潮汐の動きは、河川の場合よりも上流まで及ぶ。 198高地の水が河口の広い水路を埋めるのがより困難であるという理由だけでなく、漏斗状の水路を遡上する潮汐水の勢いによるものである（第 1 条）。河口の容量は、もちろん高地の水の排出のみに必要な容量よりはるかに大きい。もし海面が常に一定の高さに留まり、高地の水が泥を含んでいたとしたら、それは河口に堆積する傾向があり、確かにある程度は河口に堆積するだろう。海水の作用は第 2 条で述べたものと同じであり、流入時に透明であれば洗掘するが、透明でない場合は洗掘はそれほど問題にならない。河口が漏斗状であるため、河口を河道に置き換えた場合よりも上流の潮位が高くなり、潮流もより上流まで及ぶ。これは、河道と比較した場合の河口での泥の堆積のより大きな傾向を、部分的または全体的に相殺するかもしれない。
河口における引き潮は、必ずしも満潮と全く同じ流れを辿るわけではありません。もちろん、河口の最も低い部分は最初に水が満たされ、最後に水が抜けますが、水路はすべて連続しているわけではありません。下流で開いている水路が上流で行き止まりになっている場合もあり、その逆も同様です。また、水路が急に曲がる箇所では、水の勢いによって、満潮と干潮の経路に差が生じることがあります。深い水路では、引き潮が近づくにつれて、隣接する砂州から水が水路を横切って流れ込む傾向があり、その際にある程度、土手から水路へと流れ落ちます。

5.潮汐河口での作業。浅い河口は訓練に最適な場所です。 199潮流の流量を減少させるいかなる変更も有害であるとは、一度も述べたことがありません。河口が例外的に広い場合を除いて、河口を狭めて残りの部分をそのままにしておくのは有害です。河口全体を狭め、適切な漏斗形状を維持する場合、開口の大きさに比べて開放しておくべき幅は以前より広くならず、潮は以前と同じくらい上流まで流れ、同じ高さまで上昇します。狭窄は、適切に計画されれば、河口の形状を改善し、洗掘を増加させます。上流水の影響も、狭い水路では大きくなります。しかし、河口の改良は導水に限定されません。常に1つ以上の深い水路があり、その中から最適なものを選択し、浚渫によって改良することができます。水路は、上げ潮と下げ潮の両方が通る水路でなければなりません。上記の訓練に関する記述は、河口の外側に砂州がある場合には適用されません。訓練によって砂州における洗掘を抑制できる可能性があります。砂州については第15章で解説します。
河口が漏斗状でない場合、例えば急速に広がる場合、潮流は水路を開通させる効果が著しく低下します。このような場合、浚渫ではなく、必要な漏斗形状を形成するための導水工事が適しています。河口が狭まっている場合、狭い部分の水深が深くない限り、流れの力は著しく弱くなりますが、その場合でも水路形状の変化により潮流の力は弱まります。

河口底が非常に軟らかく砂質であるため、浚渫された水路は側面からの物質の流入によってすぐに埋め戻される可能性がある（第4条）。そのような場合、訓練を受けていない 200水路をその最大深度まで開通状態に保つには、継続的な浚渫しか方法はなく、おそらく最善の策は導水路を建設することである。ただし、壁の基礎を軟弱な河床に深く沈めなければならないため、硬い水路の場合よりも費用がかかる可能性がある。また、河床が絶えず変動している場合、浚渫水路だけでは効果がなく、導水路を建設する必要がある。また、河床が非常に硬い材質でできているため、導水壁では洗掘が起こらないこともある。この場合は水路を浚渫するべきであり、導水路を建設する必要はない。浚渫か導水路のいずれかによって深い水路を形成できる中間的なケースの大部分では、両方の方法を採用することができる。一般的な計画は、河口が広く導水壁が波の影響を受けやすい下部を、上部を導水し、浚渫する方法である。

図68.

このように河口が部分的に整備された場合、整備による深まりは堤防の終端を超えてはそれほど広がりません。しかし、河口の側壁に堆積した物質は、潮流がもはや自由に流れることができなくなった場所では、さらに下流まで広がることがあります。これはセーヌ川河口で実際に発生しました（図68）。アーヴル市当局は、 201河口からほど近い河口の片側に位置するアルクールは、導水壁をさらに下げると堆積物が近隣まで広がることを懸念した。堆積物によって河口の容量が減少したため、河口はより早く埋め立てられ、アーヴルの満水時期が早まった。点線は、アルクールが提案した導水壁の適切な配置を示している。

河口を貫通して導水壁を建設すること、あるいは少なくとも深水域に達する地点まで導水壁を建設することは、常に実行可能であることは疑いようがありません。また、導水壁を適切な漏斗形状にすれば、潮流の減少や導水壁背後の空間の堆積による問題も発生しません。ティーズ川では河口全体の導水が行われました。しかし、この川の河口はそれほど長くなく、また、河口を開放状態に保つには形状が適切ではありませんでした。河口に流入する流入水には、別途導水壁を建設することができます。しかし、堆積物によって河口から遮断される町がある場合は、問題が生じる可能性があります。

一般的に、導水路または浚渫水路に選定される線は、可能な限り短く直線的でなければならないものの、水が自然に開通させようとする線と可能な限り一致させるべきである。これは、潮の接近方向に応じて、河口のどちらか一方に向けられる可能性がある。ディー川の場合、最適な線は採用されなかった。これは、壁の外側の空間を堆積させて埋め戻し、土地を再生するという問題に主眼が置かれたためである。これは常に二次的な重要性として扱われるべき問題である。河口における導水壁は、通常、半潮までしか建設されない。 202高さまで築かれた。費用がかからなければ、満水位まで築かれたかもしれない。セーヌ川河口の壁は白亜のブロックで作られていた。

整備された水路が自然に開通し続けるか、あるいは定期的な浚渫が必要になるかは、もちろん、水中の泥の量、流速、水深によって決まります。この問題は、潮汐のない河川の場合と同様に、検討・計算する必要があります。

マージー川の河口は他の多くの河口とは異なります。リバプール近郊の河口に向かって狭くなり、内陸に向かって広がっています。狭い部分を流れる潮汐は、内陸の広大な盆地を埋め、また排水するため、狭い部分を深くまで洗掘します。マンチェスター船舶運河のために、広い部分を整備する計画がありました。この整備は間違いなく成功したでしょうが、河口の大部分が堆積していたため、リバプール近郊の洗掘は大幅に減少し、リバプール港に深刻な被害を与えていたでしょう。203

第15章
河川砂州
1.デルタ河川。河川が潮汐のない海に流れ込むと、堆積物が堆積して浅瀬や砂州を形成します。この浅瀬はやがて広がり、水面まで上昇することがあります。川の流れは様々な方向に流れ、こうしてデルタが形成され、絶えず海に向かって広がります。これにより、下流域の斜面は平坦になり、上流域の河床が上昇します。さらに上流域で水が流れ出し、海への新たな水路が形成されることもあります。デルタ河口の砂州は、一般的に非常に急速に形成され、航行の大きな障害となる傾向があります。砂州は、河川の洪水によって部分的に削り取られることもありますが、その場合、削り取られた砂州の外斜面に堆積することがあります。砂州を運ぶ河川にデルタがない場合、それはおそらく沿岸流があり、それが砂州の堆積を妨げているためです。一方、河川が非常に重い堆積物を流下させると、潮流が完全に消失していない場合でもデルタが形成されることがあります。これはガンジス川の例です。
デルタ河口の砂州は通常、多大な費用をかけない限り浚渫によって抑えることはできない。 204こうした砂州への対処法として通常用いられるのは、川岸に沿って2本の平行な突堤を建設し、河口を砂州まで延長することです。すると川は砂州を削り取り、両岸の間隔があまり広くなければ、水深は川底と同程度になり、航行に十分な深さになります。しかし、川はすぐに砂州から沖合に新たな砂州を形成する傾向があります。新たな砂州が形成される速度は、川が運ぶ物質の比重の大きさ、そして沿岸流の強さによって変化します。粘土は遠くまで広がりますが、砂はすぐに沈みます。しかし、沿岸流が強いと、堆積物はすべて流されてしまいます。砂州から離れた海底の傾斜が急であればあるほど、新たな堆積物が新たな砂州を形成するのに時間がかかります。また、川の流量が少ないほど、堆積物の量も少なくなります。デルタ地帯の河口の砂州を撤去して改修する対象として選ばれた支流は、流量が少なく、河口が強い沿岸流の影響を受ける場所にある支流であるべきである。ローヌ川の場合、選ばれた支流は東側の支流であり、河口は沿岸流に全くさらされていなかった。さらに、川の他の支流は閉鎖されていたため、開放された支流の流量が増加した。この作業は成功しなかった。他の事例では、平行突堤工法が成功した例があり、特にミシシッピ川の場合が顕著である。このケースでは、石で重しを付けた柳のマットレスが使用された。しかしながら、流量を抑えるという問題は必ずしも十分な注意が払われてきたわけではないようだ。ミシシッピ川の場合、「南の峠」が改修対象として選ばれた。浅瀬を撤去するために、その上流端は 205狭窄部が設けられ、流量が減少した。その後、他の「通路」の上端が塞がれ、全ての通路の流量が以前の状態に戻された。この措置の賢明さには疑問がある。改良対象となる支流の流量は、自由な航行が可能な最低限度に抑えることが望ましい。

河口付近の川幅が防波堤間の望ましい幅よりも広い場合、防波堤の外側の端を平行にしながらも防波堤を収束させることもあります。

ミシシッピ川の場合、防波堤はわずかに右にカーブして作られました。防波堤は常にかなり大きなカーブを描くことが望ましいと思われます。そうすれば、水路に対して凸状の防波堤はおそらく短くなるでしょう。例えば右岸の流れがある場合、防波堤のカーブを右にすることで、流れが流れに合流し、流れを助けるようにすることができます。

2.その他の河川。海岸を構成する砂、砂利、小石などの物質が海岸沿いに徐々に移動することがよくあります。これは「沿岸漂流」として知られています。これは潮汐の作用によると考える人もいれば、波の作用によると考える人もいます。波の作用は、沖合の風を除き、卓越風の方向に漂流するからです。後者の原因の方がより可能性が高いです。
ほとんどの河川は河口に砂州を持っています。デルタ地帯の河川の場合、砂州は既に述べたように、河川が運ぶ重いシルトによって形成されますが、沿岸漂流によっても促進されることがあります。デルタ地帯以外の河川が干潟に流れ込む場合、砂州のシルトの量は 206砂州を形成するには不十分であり、潮汐河川の場合も同様である。潮汐河川では、潮汐の量が通常、高地の水量よりもはるかに多い。これらの2種類の河川において、砂州の形成は主に沿岸漂砂または海水によって運ばれた堆積物による。デルタ河川の場合と同様に、砂州は河川の洪水によって部分的に洗掘され、洗掘された物質が砂州の海側斜面に堆積することがある。一般に、この種の砂州を横切る航路は浚渫によって十分な深さを保つことができるが、前の記事で述べたような防波堤が建設されている場合があり、この場合は砂州がそれ以上沖合に形成されにくいという大きな利点がある。沿岸漂砂が堆積する傾向がある場合は、防波堤、少なくとも漂砂の流入側にある防波堤を長くすることができる。ハーコート（『河川と運河』第9章）が述べているように、これはアメリカの五大湖に流れ込むシカゴ川、バッファロー川、オスウェゴ川のケースで行われた。同著者は、潮の干満のないオーデル川のスワイン河口の防波堤が左に湾曲するように設計されたと述べている。凸型、つまり左側の防波堤の方が短いため、河口は左からの沿岸漂流物にさらされることになる。防波堤の上流の川はわずかに左に湾曲していたが、これは修正できたかもしれないし、いずれにせよ防波堤を右に湾曲させることもできただろう。

最近、潮汐のある海に平行な突堤が建設された事例（図69）として、ニューサウスウェールズ州のリッチモンド川の河口の事例がある（Min. Proc. Inst. CE、vol. clx.）。

図69.

河口の砂州の場合、平行に張られた突堤の間隔は広すぎる。このような場合、 207収束型防波堤（図70）は、特に河口の潮汐容量が小さい場合に建設されることがある。入口は通常1,000～2,500フィートの幅である。狭くすると潮流が過度に減少する。防波堤内部の空間が潮汐容量を増加させ、砂州の洗掘を誘発する。この事例はマージー川河口（第14章第 5条）の場合と類似しており、防波堤は砂州の洗掘を助長する。 208ただし、河口の潮流には若干影響している可能性があります。

図70.

収束型防波堤は沿岸漂流物を防ぐ効果もあり、その内部空間は嵐の際の避難港として、また浚渫船の作業場所として保護される（『河川と運河』第11章）。収束型防波堤は大がかりな建設が必要で、非常に高価であるため、一般的には重要な港があり、かつ上記のような用途すべてに使用できる場合にのみ採用される。209

付録A
河川の水理学における誤り（第 1 章、第 4 条、および 第 6 章、第 2 条）—インドのある氾濫水路では、洪水時の水供給が過剰でした。図 71に示すように、水路の頭部に水路を作るよう命令が出されました。側面は、図 19に示すように（第 6 章、第 3 条）、広がった部分を除いた長さは 200 フィート、床はしっかりと杭で固定されたマットレスとすることになりました。命令では、「この方法では、水路の実際の容量を超えて水路に入ることはできません」と述べられていました。水深 9 フィートの場合、300 フィートで表面落差が 4 インチであれば、毎秒約 6.5 フィートの速度になり、この速度を水に及ぼすには、水路の頭部でさらに約 8 インチの落差が必要になります。水路を建設すると、運河の水深は1フィート、つまり9フィートから8フィートに減少します。これは望ましい割合とは全く異なります。さらに、水路は、河床が極めてしっかりと保護されていない限り、 210破壊されるだろう。上記は「障害」の影響を誇張した例である。

図71.

また、支流の運河では、「牛の通る場所には必ず深いシルトが堆積し、支流を事実上塞いでいる」ことが観察されました。この堆積物は、水路の側面が浸食されたために発生します。広い場所は必ず浅くなりがちです（『水路史』第4章第9条）。もし堆積物が水の流れを遮れば、その場所を水が流れ、支流は存在し得なくなります。

Lower Chenab Canal の Gagera 支流 (図 72の左側の支流)に泥が堆積していることが判明しました。そこで、満水位まで延びる分離壁 (図 72 ) を作ることが提案されました。この考えは理解不能です。泥は単独では移動せず、水によって運ばれるか、転がされます。水が Gagera 支流に入ってくる限り、泥も水と一緒に移動します。この提案を受け入れたと思われる当局は、見積もりを受け取るとそれを変更し、点線で示したように、高さが半分の壁を作るよう命じました。この指示は実行されました。この考えは、壁が敷居として機能し、泥の転がりを止めるというものだったようです。この考えは理解できますが、第 IV 章、第 2 条の最後の段落を参照してください。さらに、壁には AB で示す大きな隙間がありました。この工事は役に立たないことが判明したと言われており、壁を A から B まで延長するという提案がなされている。この形であれば役に立つ可能性があると考えられる。

図72.

川では、場所によって水位の上昇と下降は異なりますが、 211粗い水は、長く続く場合であっても、同じです。チェナブ川では、シェルシャの鉄道橋付近では、低水位から満水位までの水位上昇は、上流25マイル地点の水位上昇よりも一般的に1～2フィート高くなります。洪水地帯を横切る鉄道の盛土が、川の上流化を引き起こしているのではないかと考えられています。もしこれが事実であれば、ある程度までであれば、橋を流れる「急流」が発生し、橋が破壊されなくても、少なくとも目に見えるほどの音と音が聞こえるはずです。

洪水時に河川が新たな河川を削り取るという、しばしば広まっている誇張された考えについては、すでに第4章第8節で触れている。スプリングは、河川管理に関する論文の中で、デラ・ガジ・ハーンに言及する際には危険はほとんどなかったと認めているが、シェルシャのチェナブ橋については、異論なく反対の意見を引用している（インド政府技術論文第153号「ガイドバンクシステムによる河川管理と管理」）。

その他の誤りについては、『水力学』第 VII 章、第 9 条および第 15 条を参照してください。212

付録B
ピッチングと河床保護（ 『水理学』第6章第3条および第10章第2条）—堰上流の洗掘は、堤防の上流で発生する渦流によるものであり（『水理学』第2章第7条）、深刻なものではありません。橋脚上流の洗掘についても同様です。橋脚や障害物に床がない場合、その脇に穴が開いても、上流に影響を及ぼす可能性があります。上流まで延びる床の主な目的は、水力勾配を平坦化することです（『水理学』第10章第3条）。

側面の勾配付けには、モノリシックコンクリートはあまり適していません。不均一に沈下してひび割れが生じる可能性があるためです。急勾配の場合は、コンクリートブロックを使用できます。コンクリートブロックは、厚さ3～6インチの押し固めバラストまたは砂利層の上に設置できます。図13（65ページ）に示すように、土手尻壁は省略される場合もあります。その場合は、勾配は単に河床下の適切な深さまで延長し、河床下端は水平ではなく斜面に対して直角にします。河床下側の部分はコンクリートで覆ってもよいでしょう。213

索引
河川の急激な変化、28。
チャネルの変更、上流効果、4。
水道橋、カリ・ナディ、149。
利用可能な降雨量、9。
堤防保護、60。
— — 人工雑草、70。
— — ベルム、70。
— — ブッシング、68。
— — 興味深い、66。
— — エプロン付きの重い石投げ、71。
— — アディジェ川沿い、67。
— — 鉄筋コンクリート、70。
— — 金網のロール、70、140 。
— — 杭打ち、69。
— — 木、68。
— — 小枝護岸、68。
— — ヴィラシステム、69。
バンクス、92。
— ベルのガイド、137。
— 連続ライニング、64。
— 寸法、93。
—ガイド、137。
— 側面の勾配、92。
ナイル川の堰堤、アシュート、117。
バー、川、203。
ベッド、保護、58。
— — ヴィラシステム、59。
ベルのガイドバンク、137。
曲げ、効果、44。
— ショートカット、44。
ベンガル・ドゥーアーズ鉄道、橋と洪水、139。
チャネルの分岐、53。
バーミンガム水道、173。
水路の底にある土取り場、53。
防波堤、収束、207。
橋、132。
— 基礎または床、132。
— インドの川では、134。
— 橋脚と橋台、132。
— 保護、137 .
— ワジラバード、134。
英国降雨量機構、9。
河川の運河化、84。
運河、92。
— 秋、113。
— 頭首工、54。
— ナビゲーション、93。
— 急行、113。
— シップ、95。
集水域、「収穫量」、9。
チャンネル、変更、4。
シャノワーヌの落ちるシャッター、121。
シェルシャのチェナブ川、210。
仕事の種類の選択、3。
コロラド川の河川閉鎖、80。
— — ゆりかご、78。
— — ティスタ・リバー、81歳。
河川に関する情報の収集、18。
コロラド川、閉鎖、80。
導管、92、100 。​
川を閉じるためのゆりかご、78。
暗渠、135。
— 洪水、136。
ダム、暗渠、180。
— 石積みの設計、181。
— 土製、174。
— 石積み181 .
— — 建設、185。
— — デザイン、181 .
— — 失敗、185。
— — 185の強調。
— ピッチング、179。
— 貯水池、162。
— シドナイ運河、117。
— 暗渠用塔、180。
ディー河口、201。
デラ・ガジ・カーン、インダス、71 歳。
排出曲線、23。
— 観察、21。
— 表、24。
隔壁、ガゲラ支水路、209。
排水、141。
浚渫と掘削、84、88 。
漂流物、沿岸、205。214
渦、洗浄力、28。
堤防、156。
— デザイン、157。
— ホランド、159。
— イラワジ川、159。
— ライン、159。
— が入り込む、177。
河口、ディー、201。
— マージー、202。
— セーヌ、200。
— 潮汐、197。
滝、運河、113。
水力学における誤り、5。
落ちるシャッター、シャノワーヌ、121。
— — フォーエーカーズ、121。
— — ハンキ、124 .
— — テナール、121 .
洪水流量、推定、148。
洪水、141、146 。​
— ベンガル・ドアーズ鉄道、139。
— 式、147。
— 予測、150。
—予防、153。
流れている小川、閉鎖、75。
川の浅瀬、43。
森林と植生による降雨量への影響、14。
洪水の公式、147。
突堤または支脈、58、60、61 。​
— インダス川沿い、53。
ガイドバンク、137。
運河の頭首工、54。
オランダ、堤防、159。
ハードル堤防、79。
開水路の水理学、4。
— — の誤り、209。
重要な作品、注意事項、130。
インドの河川と橋、134。
インダス川、防波堤上、53。
ストリームに関する情報、収集、18。
氾濫水路、水路入口、209。
イワラディ川、堤防、159。
堤防上の灌漑用水路、52。
アーウェル、堰堤、124。
川岸の延長にある桟橋、204。
—ミシシッピ州、205。
— ニューサウスウェールズ州リッチモンドリバー、206。
カリ・ナディ、水道橋、149。
ハンキ、 124でシャッターが降りる。
漏れ、詰まり、78。
ロックエイジ、98。
ロック、96。
— 飛行中、98。
マージー川河口、202。
ミシシッピ桟橋、48。
ナロラ堰、109。
航行用運河、93。
ニードル、レギュレーター、117。
ニューサウスウェールズ州、降水量、12。
妨害、その影響、5。
河川の障害物、28。
オクラ堰、112。
開水路、水力学、4。
生鮮食品の使用、4．
ストリームの永続的な体制、29。
ピッチング、64。
洪水の予測、150。
洪水の防止、153。
銀行の保護（銀行保護を参照）。
降水量、6。
— 入手可能、9、26 。
— — ニューサウスウェールズ州、9。
— — マサチューセッツ州サドベリー川、12。
— — さまざまな国、11。
— 英国組織、9 .
—「集水域」、「流域」、9 .
— の配布、7。
— 最も乾燥した年、7。
— 蒸発、9。
— 短時間での激しい落下、15。
— 栽培の影響、15。
— — 森林と植生、14。
— 地元の数字、8。
— 測定、13。
— 観察期間、7。
— 統計、6。
— のバリエーション、6。
雨量計、8、13 。
ラピッド、運河、113。
規制当局、118。
貯水池、162。
— 収容人数、167。
— 補償水、162。
— 漏れ、163。
— 排水堰、164。
研究対象者の概要、1。
ライン川の堤防、159。
リッチモンド川、桟橋、206。
— 堰、119。
川砂州、203。
— トレーニング用股間、85。
— — 壁、85。215
河川、デルタ、203。
— 洪水が発生、146。
— 非デルタ型、205。
— 潮汐、192。
—トレーニングと導水、84、89 。
小川の流出、143。
塩水、その効果、29。
砂分離機、34。
サンドバンクス、47。
洗掘（シルトと洗掘を参照）。
セーヌ川河口、200。
ストリームのセット、効果、5。
船舶運河、95。
シャッター、自動作動式、スイスおよびバイエルン、127。
沈泥と洗浄、27。
シルトと洗掘、湾曲部での作用、42。
— — — チャネルの側面に、40。
— — 調節器または可動堰の効果、49。
— — シルヒンド運河にて、32、54 。
— — 増加または減少、48。
— — 懸濁液で運ばれる物質、3。
— — 調査方法、33。
— — 実用的な公式と図、37 .
— — 生産、48。
— — 圧延材、29。
— — 砂分離機、34。
— — スクレーパーまたはハロー、48。
— 粘土と砂、36。
— 預金、生産、51。
— サトレジ川で、35。
— テイ川にて、35。
— 量と分布、35。
— 堰の上流、103。
シドナイ運河、ダム、117。
シルヒンド運河、シルトと洗掘の流入、32、54 。
堤防の滑り、177。
水門、ストーニーズ、119。
水門、102。
小川、洪水、141。
サウンディング、21。
スパースまたはグロイン、58、60、61 。​
流量計、19。
— 転用、73。
— 一般的な傾向、45。
— 断続的な情報、25。
— — —小さい、24、25 。
— オーバーフロー、46。
—シフト、20、47 。
マサチューセッツ州サドベリー川、降雨量12。
地表傾斜観測、22。
河川の調査、21。
サトレジ川、シルト入り、35。
サイフォン、132、135 。​
テイ川、シルト混入、35。
テディントン、堰、119。
潮汐河口、198年の作品。
— 川、図解ルートガイド、196。
— 川、192。
— 作品、196。
潮位計、192。
潮汐、190。
ティスタ川、閉鎖、81。
河川の修行、84。
仕事の種類、選択、3。
上部ジェルム運河、急流を運ぶサイフォン、144。
川が洗掘できるようにする速度、40。
別荘護岸システム、69。
— — ベッド保護、59。
排水堰、水力問題、165。
水道、バーミンガム、173。
水路、区域、規制区域、129。
波は流れ下って行く、152。
波、その影響、29。
ワジラバード、橋、134。
雑草、人工、70。
— 成長、29。
ウィアーズ、102。
— 調整可能、126。
— ベアトラップ、123。
— ドラム、127 .
— フレーム、120。
— 一般的な設計、105。
— ナロラ、109歳。
— 斜め、103 .
— オクラホマ、112。
— 砂質または多孔質の土壌では、106。
— リッチモンド、119。
— シルト堆積物、上流、103。
— 種類、111。
— 廃棄物、164。
— 水門付き、115。
護岸用金網、70、140 。
工事、設計および施工、3。
ジフタレギュレーター、109。
印刷：NEILL AND CO., LTD.、エディンバラ。

脚注:
1 ミニプロセス研究所 CE

2 エンジニアリングニュース。

3 ブリタニカ百科事典。

4 スプリングの論文（書籍ほどの大きさ）は、変動の激しい大河川に架かる鉄道橋の建設に携わる技術者にとって、一読の価値があるだろう。ロンドン・エージェント、コンスタブル・アンド・カンパニー

5 作業台付き油圧装置。スポン社、1912年。

6 灌漑用水路については、『灌漑事業』（Spon、1913 年）で取り上げられています。

7 付録Aも参照してください。

8 調整器は運河の頭部を横切って走っており、下部水門は隔壁と調整器の間の堰の延長となっています。

9 付録Bも参照してください。

10 インドの運河では、「規制」という用語は、規制装置または取水施設での排出の制御に適用されます。

11 付録Bも参照してください。

12 灌漑施設法第1章第4条。

13 分。手順研究所CE、vol. 1x。そしてlxxxv。

14 川と運河、ハーコート。

15 川と運河、ハーコート。

16 川と運河、ハーコート。

17 橋脚と橋台の基礎は、これを許容できるほど深くなければなりません。

18 ジェルム川上流域の修正見積りに関する報告書。

19 上部ジェルム運河、上部チェナブ運河、下部バリドアブ運河の改訂推定値。

20 161ページの注記も参照してください。

21 波の高さは 1·4√(fetch) になるはずですが、これでは波しぶきが上がりません。

転写者メモ:
明らかなプリンタ エラーがサイレントに修正されました。

スペルやハイフネーションの不一致は原文どおりです。

* プロジェクト グーテンベルク電子書籍 河川および運河工学の終了、開水路の特性、およびそれらに対処するための原則と方法。*
《完》