(57)【要約】  易吸水性、難放水性および水膨潤性を有する保水材を通水性のある袋の中に詰めて成る吸水土のうであって、水災害の発生時に使用され保水材に吸水が行われた吸水済みの吸水土のう１を土壌１００中に埋設し、吸水土のう１による保水層２を土壌１００中に形成することにより、吸水土のう１を埋めた土地に雨がすぐに降らなくても、保水効果を発揮することができるようにするとともに、水災害の発生時に出水対策として利用した吸水土のう１を保水層２として再利用することができるようにして、地球上の限られた水資源を有効に活用して土地の保水化を推進する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
易吸水性、難放水性および水膨潤性を有する保水材を通水性のある袋の中に詰めて成る吸水土のうであって、水災害の発生時に使用され上記保水材に吸水が行われた吸水済みの吸水土のうを土壌中に埋設することにより、上記吸水土のうによる保水層を土壌中に形成することを特徴とする土壌改善方法。
【請求項２】
上記吸水済みの吸水土のうを地表から所定の深さの土壌中に埋設することを特徴とする請求項１に記載の土壌改善方法。
【請求項３】
上記吸水済みの吸水土のうを地表から第１の深さの土壌中に埋設するとともに、上記吸水済みの吸水土のうを地表から第２の深さの土壌中に埋設することにより、２段の保水層を土壌中に形成することを特徴とする請求項１に記載の土壌改善方法。
【請求項４】
上記吸水済みの吸水土のうを複数個、地表から所定の深さの土壌中に並べて埋設することを特徴とする請求項１に記載の土壌改善方法。
【請求項５】
上記吸水済みの吸水土のうを複数個、地表から所定の深さの土壌中に埋設する際に、上記吸水済みの吸水土のうが埋められる地表からの深さよりも深く根を張る植物を植えることを想定して、複数個の上記吸水済みの吸水土のうの間に所定の大きさの空間を空けた状態で上記吸水済みの吸水土のうを埋設することを特徴とする請求項１に記載の土壌改善方法。
【請求項６】
分解性素材より成る容器の中に収納された土中に上記吸水済みの吸水土のうを埋設するとともに、上記容器並びにその中に収納された上記土および上記吸水済みの吸水土のうをまとめて土壌中に埋設することを特徴とする請求項１に記載の土壌改善方法。
【請求項７】
上記容器並びにその中に収納された上記土および上記吸水済みの吸水土のうをまとめて地表から第１の深さの土壌中に埋設するとともに、上記吸水済みの吸水土のうを地表から第２の深さの土壌中に埋設することにより、２段の保水層を土壌中に形成することを特徴とする請求項６に記載の土壌改善方法。
【請求項８】
上記吸水土のうは、上記保水材に加えて、難水溶性および分解性を有し水より比重が重い比重調整材を上記袋の中に詰めて成ることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の土壌改善方法。
【請求項９】
通水性を有する袋と、
上記袋の内側に収納された、易吸水性、難放水性および水膨潤性を有する保水材と、
上記袋の内側に収納された、難水溶性および分解性を有し水より比重が重い比重調整材とを備えたことを特徴とする土壌改善用構造体。
【請求項１０】
上記比重調整材は廃棄貝殻であることを特徴とする請求項９に記載の土壌改善用構造体。
【請求項１１】
分解性素材より成る容器と、
上記容器の中に収納された土と、
易吸水性、難放水性および水膨潤性を有する保水材を通水性のある袋の中に詰めて成る吸水土のうであって、水災害の発生時に使用され上記保水材に吸水が行われた吸水済みの吸水土のうとを備え、
上記吸水済みの吸水土のうが上記土の中に埋設されて成ることを特徴とする土壌改善用構造体。
【請求項１２】
上記吸水土のうは、上記保水材に加えて、難水溶性および分解性を有し水より比重が重い比重調整材を上記袋の中に詰めて成ることを特徴とする請求項１１に記載の土壌改善用構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌改善方法および土壌改善用構造体に関し、特に、土壌に保水層を設けて土壌の保水力を改善する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球上のＣＯ２排出量が増えて温暖化が進み、気温上昇に伴う様々な問題が生じている。現在、地球温暖化が将来の人類や環境へ与える悪影響を考慮して、様々な対策が立てられ、実行され始めている。その対策の１つとして、道路緑化、工場緑化、学校緑化、公園緑化といった緑化運動が行われている。また、世界各地で進む砂漠化を抑制するための緑化運動も行われている。【０００３】
砂漠化を防止する効果的な手法として最近注目されているのが、草方格と呼ばれる治沙手法である。草方格とは、麦藁を利用した治沙手法であり、砂の移動を止めるのに絶大な威力を発揮する。また、土壌中に保水層を形成することによって砂漠化を防止する技術も提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。【０００４】
特許文献１には、疎水性粒子（例えば、撥水砂）からなる疎水層を地表から所定深さの土壌中に設けることによって土壌中の水分量を制御するとともに、地表から所定深さの土壌中で疎水層よりも上層に保水剤（例えば、保水性を有する高分子化合物）を含む保水層を設けることが開示されている。【０００５】
特許文献２には、易吸水性・難放水性を有する保水フィルムを砂漠地帯に敷き詰めることが開示されている。また、複数の微細な給水口を有する上蓋と、複数の微細な放水口を有する側壁および底板からなり、その内部に保水材を封入した保水容器を砂漠地帯の地表面近傍に埋設することも開示されている。さらに、砂漠表面に高吸水層を設けることも開示されている。【０００６】
【特許文献１】特開平６−１１３６７３号公報
【特許文献２】特開平１０−３１３６８４号公報
【発明の開示】
【０００７】
しかしながら、道路、工場、学校、公園などにおいて行われる都市緑化では、土壌に対する給水が必ず必要となる。雨が降れば給水が自然と行われるが、降雨量が少ない土地や降雨量が少ない季節もあるため、人工的な散水も必要となることが少なくない。そのため、散水のための手間やコストが多くかかるという問題があった。
【０００８】
そこで、特許文献１または２に記載された保水層を都市の土壌中に形成し、これによって土壌の保水力を高めることにより、散水すべき回数を減らすことが考えられる。しかしながら、散水の回数が減らせたとしても、散水用の水（保水層に貯えるべき水）を確保しなければならないことに変わりはない。生活用水や工業用水などが多量に必要な都市においては水不足の問題に直面しており、降雨という自然現象以外で水をいかに確保するかが課題となる。
【０００９】
特に砂漠の場合は、この問題が深刻である。そもそも砂漠とは、雨があまり降らず降雨量よりも蒸発量の方が多い土地のことである。そのため、特許文献１，２のように単に保水層を砂漠の土壌中に設けても、その土地に雨が降るまでの間は何の役にも立たない。やはり、保水層を砂漠に形成した後、保水層に貯えるべき水を人工的に用意することが必要となる。しかし、その水の確保が困難である。現在から将来にかけて、人口爆発に伴う世界的な水不足が懸念されており、保水層に貯える水をいかに確保するかが重要な課題となる。
【００１０】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、地球上の限られた水資源を有効に活用して土地の保水化を推進できるようにすることを目的とする。
【００１１】
上記した課題を解決するために、本発明では、易吸水性、難放水性および水膨潤性を有する保水材を通水性のある袋の中に詰めて成る吸水土のうであって、水災害の発生時に使用され保水材に吸水が行われた吸水済みの吸水土のうを土壌中に埋設することにより、吸水土のうによる保水層を土壌中に形成するようにしている。
【００１２】
上記のように構成した本発明によれば、洪水などの水災害の発生時に使用された吸水済みの吸水土のうが土壌中に埋設されるので、その吸水土のうを埋めた土地に雨がすぐに降らなくても、その土地に保水効果を発揮することができる。保水材に吸水済みの水は徐々に蒸発していくが、雨が降れば保水材は再び吸水し、保水効果を維持することができる。
【００１３】
また、本発明によれば、保水材に吸水される水は、洪水などの水災害により発生した余剰の水であり、人工的にわざわざ用意した水ではない。すなわち、本発明によれば、水災害の発生時に出水対策として利用した吸水土のうを保水層として再利用することができ、地球上の限られた水資源を有効に活用して土地の保水化を推進することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態による土壌改善方法の一例を説明するための図である。
【図２】本実施形態による吸水土のうの構成例を示す平面図である。
【図３】本実施形態による土壌改善方法の他の例を説明するための図である。
【図４】本実施形態による土壌改善方法の他の例を説明するための図である。
【図５】本実施形態による吸水土のうの埋設方法の例を示す図である。
【図６】本実施形態による吸水土のうの他の構成例を示す平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態による土壌改善方法を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態では、複数の吸水土のう１を土壌１００中に並べて埋設する。例えば、複数の吸水土のう１を地表から所定の深さの土壌１００中に並べて埋設する。これにより、吸水土のう１による保水層２を土壌１００中に形成するようにしている。【００１６】
土壌１００中に埋設する吸水土のう１は、易吸水性、難放水性および水膨潤性を有する保水材を通水性のある袋の中に詰めて成り、水災害の発生時に実際に使用されることによって、保水材に吸水が行われた吸水済みの吸水土のうである。以下、この吸水土のう１の構成について詳しく説明する。【００１７】
図２は、本実施形態による吸水土のう１の構成例を示す平面図である。図２に示すように、本実施形態の吸水土のう１は、外袋１１と、中袋１２と、易吸水性、難放水性および水膨潤性を有する粉末状または顆粒状の保水材１３（吸水前）とを備えて構成されている。保水材１３は水溶性パック１４内に収納され、当該水溶性パック１４が中袋１２内に収納されている。外袋１１と中袋１２とで土のう袋１０が構成される。【００１８】
外袋１１は、通水性を有するものであり、例えば、強靱な繊維で粗く織られた麻袋により構成される。中袋１２は、同じく通水性を有するものであり、例えば、通水性の高い薄手の木綿袋により構成される。これらの外袋１１および中袋１２の縁部は、例えば糸で縫ってある。糸は麻糸のような丈夫なものを使うと良い。なお、外袋１１および中袋１２の大きさや形状については、本実施形態では特に限定しない。【００１９】
水溶性パック１４は、中袋１２のサイズより小さいサイズで構成されている。素材としては、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムが使われる。なお、水溶性パック１４の素材はＰＶＡフィルムに限らず、水溶性紙やオブラートのような他の適宜の水溶性素材を用いてもよい。ただ、ＰＶＡフィルムには、水に溶解したＰＶＡを分解する微生物が存在するなど、環境保護の観点からみて非常に優れた特徴を持つので、土壌１００に埋める素材として好ましい。【００２０】
また、ＰＶＡフィルムには、各種加熱シール機で加熱シールできるという特徴もある。そのため、袋状のＰＶＡフィルム内に所定量の保水材１３を収納した後、袋の入り口を加熱シールすることで簡単に水溶性パック１４のパッケージを行うことができる。保水材１３を収納する水溶性パック１４は必須のものではないが、水溶性パック１４を用いた方が保水材１３の取り扱いが容易である。水溶性パック１４は水に触れるとすぐに溶解し、中に収納された保水材１３が膨潤することの妨げとはならないので、水溶性パック１４の大きさを必要最小限の小さなサイズとすることができる。そのため、土のう袋１０への袋詰め作業時の取り扱いが極めて簡便であり、作業効率が良い。【００２１】
水溶性パック１４に収納される保水材１３としては、ポリアクリル酸塩、ポリアクリルロニトリルのケン化物、アクリル酸塩／ビニルアルコール共重合体、デンプン／アクリル酸グラフト共重合体、デンプン／アクリロニトリルグラフト共重合体のケン化物、セルロース／アクリル酸グラフト共重合体、ポリアクリルアミド及びその部分加水分解物、ポリビニアルコール、ポリエチレンオキシド等、任意の高吸水性ポリマーを使用することができる。ただし、これは一例に過ぎず、易吸水性、難放水性および水膨潤性を有する素材であれば適用することが可能である。【００２２】
上記のように構成した吸水土のう１を洪水等の自然災害時に出水対策として使用すると、吸水された水によって保水材１３が膨潤ゲル化する。これによって土のう袋１０は膨潤し、実際に土のうとして機能する。ここで、外袋１１は織りの粗い麻で出来ているので通水が速く、また、中袋１２は薄手の木綿布で出来ているので通水が速い。すなわち、外袋１１および中袋１２の両方とも通水性に優れているので、吸水土のう１を出水対策として使用すれば、速やかに中袋１２内に水が浸入する。中袋１２内の水溶性パック１４は水に触れるとすぐに溶解して、当該水溶性パック１４内の保水材１３が即座に水に触れる。これにより、保水材１３が吸水により膨潤してゲル化し、膨潤した吸水土のう１を形成することができる。【００２３】
膨潤した吸水済みの吸水土のう１は、水災害発生時の出水対策としての役割を終えた後は、図１のように土壌１００中に埋設して保水層２として使用することができる。この場合、吸水土のう１を埋めた時点で保水材１３は既に吸水済みなので、吸水土のう１を埋めた土地に雨がすぐに降らなくても、その土地に保水効果を発揮することができる。【００２４】
保水材１３に吸水済みの水は時間経過と共に徐々に蒸発していくが、雨が降れば保水材１３は再び吸水し、保水効果を維持することができる。地表から約７０ｃｍ程度以上の深さに吸水土のう１を埋めれば、地表からの紫外線や酸素が届かなくなり、保水材１３の劣化を抑制することができる。これにより、吸水土のう１が保水層２としての機能を長期間にわたって発揮することができる。【００２５】
また、保水材１３に吸水される水は、洪水などの水災害により発生した余剰の水であり、人工的にわざわざ用意した水ではない。すなわち、本実施形態では、水災害の発生時に出水対策として利用した吸水土のう１を土壌１００中に埋めて保水層２として再利用することができ、地球上の限られた水資源を有効に活用して土壌１００の保水化を推進することができる。【００２６】
特に、砂漠の場合、ある程度の雨が降ると、土に保水力がないので、水は土中に染み込むより早く表面を流れて行く。その結果、大した降雨量でなくても低地に洪水をもたらすことがある。また、砂漠には、普段は水が流れなくても川がある。たまに雨が降ると川に水が流れ込むが、川に溜まった水量が一定以上になると、鉄砲水として一気に流れ出し、雨が降っていない地域にも洪水の被害をもたらすことがある。本実施形態によれば、このような洪水の発生時に吸水土のう１で出水対策をし、更にその後は吸水済みの吸水土のう１を保水層２として活用することができる。【００２７】
なお、上記実施形態では、外袋１１および中袋１２により土のう袋１０を構成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、麻の外袋１１だけで土のう袋１０を構成するようにしてもよい。ただし、この場合、外袋１１の通水性を確保するためにメッシュを粗くすると、吸水して膨潤した保水材１３が漏出する恐れがある。一方、保水材１３の漏出を防ぐためにメッシュを細かくすると、通水性が損なわれる。これに対して、外袋１１および中袋１２の二重構造とし、中袋１２を木綿で構成した場合には、中袋１２のメッシュが細かいので、保水材１３が水を吸収して膨潤しても漏出することがない。【００２８】
また、上記実施形態では、外袋１１および中袋１２の素材として麻と木綿を示したが、これは単なる一例であり、本発明はこれらの素材に限定されるものではない。例えば、ポリエステルやアクリル繊維等の合成繊維、あるいはレーヨン等の半合成繊維も適用可能であるが、土壌１００中に埋設する際の自然環境への配慮から、天然繊維を用いるのが好ましい。例えば、外袋１１の素材は椰子の繊維としてもよい。中袋１２の素材も麻または椰子の繊維としてもよい。また、外袋１１および中袋１２は繊維に限らず、フィルム状シートに細かな孔を設けたものであってもよい。【００２９】
また、上記実施形態では、吸水済みの吸水土のう１を複数個、地表から所定の深さの土壌１００中に並べて埋設する例について説明したが、埋め方はこの例に限定されない。例えば、複数個の吸水済みの吸水土のう１を並べずに任意の位置に埋設するようにしてもよい。また、複数個ではなく、１個の吸水土のう１を埋設してもよい。【００３０】
また、図３に示すように、吸水済みの吸水土のう１を地表から第１の深さの土壌１００中に埋設するとともに、吸水済みの吸水土のう１を地表から第２の深さの土壌１００中に埋設することにより、２段の保水層２Ａ，２Ｂを土壌１００中に形成するようにしてもよい。もちろん、３段以上の保水層２を土壌１００中に形成するようにしてもよい。このように２段以上の階層で保水層２を設けることにより、土壌１００の保水力を更に高めることができる。なお、図３の例では、上段の保水層２Ａと下段の保水層２Ｂとの間に間隔を空けているが、空けなくてもよい。【００３１】
また、上記実施形態では、土壌１００中に直接的に吸水済みの吸水土のう１を埋設する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図４（ａ）に示すように、直方体形状で上面が開放された所定サイズの容器２０に土１５０を入れ、当該土１５０の中に吸水済みの吸水土のう１を埋める。そして、図４（ｂ）に示すように、容器２０並びにその中に収納された土１５０および吸水土のう１をまとめて土壌１００中に埋設することによって保水層２を形成するようにしてもよい。また、図４（ｃ）に示すように、容器２０による保水層２Ａの下側（上側でもよい）に吸水土のう１による保水層２Ｂを設けてもよい。容器２０も土壌１００中に埋設するので、水や微生物などが作用して分解される分解性を有する素材（例えば、分解性プラスチックや廃棄貝殻を粉砕したものなど）で構成するのが好ましい。なお、容器２０の形状は直方体に限定されない。【００３２】
図４のように構成した場合、吸水土のう１を水災害時の出水対策として１次利用した後、容器２０内の土１５０に埋めてプランターの保水層として２次利用し、更にその後、土壌１００中に埋めて当該土壌１００の保水層２として３次利用することができる。２次利用のプランターは家庭で植物栽培のために使用したり、植物を植えて展示会で使用したり、その他様々な目的のために使用することが可能である。【００３３】
また、容器２０を土壌１００に埋める際に、土１５０の中に植物の種を仕込んでおけば、緑化を効率的に進めることができる。特に、容器２０を砂漠の土壌１００中に埋設する場合、地上を吹く風によって砂が移動しても、土１５０の中に仕込まれた種が風で飛ばされることはない。容器２０に植物の種を仕込む場合、図４（ｃ）のように２段の保水層２Ａ，２Ｂを土壌１００中に形成し、下側の保水層２Ｂを作る吸水土のう１を地表から約７０ｃｍ程度以上の深さに埋め、上側の保水層２Ａを作る容器２０を地表から約７０ｃｍ程度以下の比較的浅い位置に埋めるようにしてもよい。このようにすれば、下側の保水層２Ｂで保水材１３の劣化を抑制して長期間にわたって保水効果を維持しつつ、土壌１００の比較的浅い位置に種を植える必要がある植物を育成することができる。【００３４】
また、上記実施形態において、保水層２（または保水層２Ａ，２Ｂ、以下この段落において同様）よりも浅く根を張る草花や野菜のような植物を植える場合と、保水層２よりも深く根を張る樹木のような植物を植える場合とで、吸水土のう１（または容器２０、以下この段落において同様）の埋め方を変えるようにしてもよい。例えば、浅く根を張る植物を植える場合は、図５（ａ）に示すように吸水土のう１をほぼ敷き詰めてその上に植物を植えるようにしてよい。一方、深く根を張る植物を植える場合は、図５（ｂ）に示すように、吸水土のう１の間に所定の大きさの空間（土壌１００があるのみで吸水土のう１が存在しない領域）２００を空けて、その空間２００の部分に植物を植えるようにするとよい。このようにすれば、植物が根を張るときに、吸水土のう１が障害になることを防ぐことができる。なお、図５は、土壌１００に埋められた吸水土のう１を土壌１００の上面から見た状態を示している。【００３５】
また、上記実施形態では、土のう袋１０の中に保水材１３（水溶性パック１４に入れたもの）を収納して吸水土のう１を構成する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図６に示すように、保水材１３に加えて、難水溶性および分解性を有し水より比重が重い比重調整材１５を土のう袋１０の中に詰めて吸水土のう１を構成するようにしてもよい。図６の例では、保水材１３は水溶性パック１４内に収納され、比重調整材１５は中袋１２の内側で水溶性パック１４の外側に収納されている。【００３６】
比重調整材１５は、水災害で吸水土のう１を使用するときに、保水材１３で吸水した吸水土のう１を重くして、吸水済みの吸水土のう１が水に流されにくくなるようにするための機能を持つ。この機能を発揮するために、比重調整材１５は、難水溶性を有し、かつ、水より比重が重い素材を用いる。また、出水対策後は吸水済みの吸水土のう１が土壌１００中に埋められるので、比重調整材１５は分解性を有していることが好ましい。【００３７】
例えば、比重調整材１５として、牡蠣やホタテ等の廃棄貝殻を用いることが可能である。廃棄貝殻を用いる場合は、炭酸カルシウムを主成分として含むので、比重調整機能に加えて、吸水土のう１を土壌１００中に埋めて緑化を行う場合の植物に対する養分源としての機能も有する。なお、廃棄貝殻は、粉砕して中袋１２に収納するようにしてもよい。また、廃棄貝殻を粉砕したものを水溶性パック１４の中に保水材１３と共に収納するようにしてもよいし、水溶性パック１４とは別の水溶性パックの中に収納するようにしてもよい。【００３８】
その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、都市緑化や砂漠緑化などの緑化を行う際に、吸水済みの吸水土のうを土壌中に埋めて保水層を形成するのに利用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2012004874.tif 000010
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