JP2921607B2 - 不透水層膜の形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は土壌中に不透水層膜を形
成させる方法の改良に関するものである。さらに詳しく
いえば、不透水層膜を形成させるために施したポリマー
水溶液が所要区域外に拡散して不透水層膜の形成に利用
されずに流出するのを防止し、効率的に土壌中に不透水
層膜を形成させるための改良方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、世界的な人口増加に伴う食糧不足
が、重大な社会問題として取り上げられている。この食
糧不足の解決策の１つとして、砂漠や乾燥地の農地化が
考えられているが、これには砂漠や乾燥地の土壌中に不
透水層を設けて、雨水の貯水を容易にしたり、あるいは
農作物に有害な塩類の滲出を遮断することが必要であ
る。

【０００３】このような不透水層膜を設ける方法として
は、これまで所要の区域全体にわたって、所定の深さま
で掘り起し、プラスチックフイルムを敷きつめたり、ア
スファルトを流展したのち埋め戻す方法、セメント、水
ガラス、各種高分子形成剤のような固化性物質をノズル
を介して地中に注入し、止水層を形成させる方法などが
知られている。

【０００４】しかしながら、プラスチックフイルムを敷
きつめたり、アスファルトを流展する方法は、掘り起し
や埋め戻しに、多大の労力と時間を要するため、広い土
地に適用するには不適当であるし、また、固化性物質を
注入する方法はそれぞれの地域に適合する液の調製や注
入条件の制御が必要な上に、効果的な止水層を形成する
には、できるだけ多くの注入点を設けなければならない
という作業上の問題もあり、いずれも実用可能な方法と
はいえない。

【０００５】これらの方法の欠点を改良したものとし
て、土壌に対し、土壌中のイオンにより不溶化しうる水
溶性ポリマーの水溶液を所定地域内に施し、自然浸透さ
せて所要の深度の地層に不透水層膜を形成させる方法が
提案されている（特開昭５９−２０２２８７号公報、特
開昭６１−２５００８５号公報）。しかしながら、この
方法では、所要の不透水層を形成するのに必要な量に達
するまで、ポリマー水溶液を連続的に供給しなければな
らない上に、所定地域の周辺部では供給されたポリマー
水溶液が地域外に拡散し、不透水層膜の形成が不完全に
なるのを免れない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来方法の欠点を克服し、簡単な作業で、しかも効果的
に土壌中に不透水層膜を形成させる方法を提供するもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、水溶性ポ
リマーの水溶液を施して土壌中のイオンの作用により地
中に不透水層膜を形成させるための実用可能な方法を開
発するために種々研究を重ねた結果、所要区域の周囲に
隆起部を設け、隆起部で囲まれた内側にポリマー水溶液
を湛水し、そのまま放置することにより、その目的を達
成しうることを見い出し、この知見に基づいて本発明を
なすに至った。

【０００８】すなわち、本発明は、土壌に対し、その土
壌中のイオンにより不溶化しうるポリマーの水溶液を施
し、地中に不透水層膜を形成させる際に、所要区域の周
囲に隆起部を設け、この区域内の地表に前記ポリマー水
溶液を湛水し、自然浸透させることを特徴とする不透水
層膜の形成方法を提供するものである。

【０００９】本発明方法においては、地中に不透水層膜
を形成させるために、土壌中のイオンにより不溶化しう
るポリマーの水溶液を用いるが、このようなポリマーと
しては、例えばポリアクリル酸又はそれと他の水溶性ポ
リマーとの混合物を挙げることができる。このポリアク
リル酸と混合して用いる他の水溶性ポリマーとしては、
例えばポリアクリル酸とポリアクリルアミドとの混合物
（重量混合比１：１００ないし１００：１）、アクリル
酸／アクリルアミド共重合体（モノマー比１：１００な
いし１００：１、ポリアクリル酸とポリビニルピロリド
ンとの混合物（重量混合比１：１００ないし１００：
１）、アクリル酸／Ｎ−ビニル−２−ピロリドン共重合
体（モノマー比１：１００ないし１００：１）、ポリア
クリル酸とポリアクリルアミドとポリビニルピロリドン
との混合物（重量混合比１：０．０１〜１００：０．０
１〜１００）、アクリル酸／アクリルアミド／Ｎ−ビニ
ル−２−ピロリドン共重合体（モノマー比１：０．０１
〜１００：０．０１〜１００）、又はこれらのポリマー
とポリビニルアルコールとの混合物（重量混合比１０：
１００ないし１００：１）などを挙げることができる。
これらのポリマーは、濃度０．０１〜３０重量％の水溶
液として用いられる。

【００１０】本発明方法においては、このポリマー水溶
液を、好ましくは塩酸、硝酸、硫酸、リン酸などの酸、
又は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシ
ウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムなどの
アルカリを用いて所要の不透水層形成深度に対応するｐ
Ｈに調節し、地表に湛水するだけで、通常地表から０．
０１〜１．５ｍの範囲内に制御された深さの不透水層膜
を形成することができる。

【００１１】前記のポリマー水溶液は、土壌中の無機塩
を形成するナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシ
ウムイオン、マグネシウムイオン、アルミニウムイオン
などの陽イオンとイオン交換することにより不透水層膜
を形成すると考えられるが、この場合前記ポリマー水溶
液のｐＨを調節することによりイオン交換速度を任意に
変更し、それにより制御された不透水層膜を形成させる
ことができると推測される。

【００１２】本発明方法においては、所要区域すなわち
地中に不透水層膜を形成させようとする区域の周囲に隆
起部を設けることが必要である。この隆起部は、この区
域内に湛水されるポリマー水溶液を所定時間支持しうる
ものであればよく、その材料は特に制限されないが入手
容易性、作業性の点で最も好ましいのは、所要区域の土
壌で形成された隆起条である。そのほか、プラスチッ
ク、セメント、金属などの板状体、ブロックなどを用い
ることもできる。

【００１３】このような隆起部は必ずしも所要区域の周
囲を完全に囲んでいる必要はなく、ポリマー水溶液を湛
水したときに、これが所要の間保持される程度の不透水
性を有していればよい。この隆起部の高さは、湛水され
るべきポリマー水溶液の量により変わるが、通常は１０
〜１００ｃｍの範囲内で選ばれる。

【００１４】図１は、本発明方法により地中に不透水層
膜が形成される状態を説明するための断面図で、所要区
域１の周囲に隆起部２，２が設けられ、その間にポリマ
ー水溶液３が湛水されている（Ａ）。このポリマー水溶
液は時間の経過とともに地中に浸透し、土壌中のイオン
の作用により不溶化して、地中の所定の深さの層に不透
水層膜４を形成する（Ｂ）。この際、周辺部において
も、隆起部２，２によりポリマー水溶液の区域外への拡
散が抑制される結果、効果的な不透水層膜の形成がなさ
れる。

【００１５】本発明方法においては、このようにして形
成された不透水層膜の強度を高めるために、所望に応じ
前記ポリマー水溶液を施した土壌に対し、さらに無機物
質粒子の分散液を施すこともできる。この無機物質粒子
としては、例えば水酸化第二鉄や水酸化アルミニウムな
どが好適であり、また分散液の濃度は通常０．００１〜
１重量％の範囲である。さらに、この分散液には、無機
物質粒子の凝集を遅延させる効果を有する物質、例えば
Ｃ₁₂アルコールエトキシ硫酸ナトリウム（ｐ＝３）など
を所望に応じ含有させてもよい。

【００１６】さらに、本発明方法を施すに当り、被処理
土壌が適量以上の塩を含有している場合は、あらかじめ
散水などによって脱塩したのち、ポリマー水溶液の散布
を行えばよい。

【００１７】

【発明の効果】本発明方法によれば、ポリマー水溶液を
単に所定区域内に湛水しておくだけで所望の不透水層を
形成しうるので、作業性が著しく向上する上に、ポリマ
ー水溶液の外部への拡散が抑制されるため、効率よく、
しかも完全な不透水層膜を得ることができる。

【００１８】本発明方法は、例えば（１）土壌に対する
かんがい水量節減のための工事、（２）乾燥地や半乾燥
地又はそれに類する地域の土壌における塩害防止のため
の工事、（３）堰堤や貯水地などの漏水防止のための工
事、（４）その他、ポリマー水溶液を用いて地中に不透
水層膜を形成させる土壌処理方法全般、などに好適に利
用することができる。

【００１９】

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。なお、本発明方法により、周辺部におけるポリ
マー水溶液の拡散が防止しうることを確認するための予
備実験の結果を参考例として示す。

【００２０】参考例１ 図２は、この例で用いた実験装置の斜視図である。底部
及び側部を多孔板５，６とした縦２０ｍｍ、横１０００
ｍｍ、深さ５００ｍｍの透明アクリル樹脂製の箱を用意
し、この多孔板部分に目開き５００μｍ金網７を張った
のち、砂（粒径０．１〜１ｍｍ）を充てんし、幅３００
ｍｍ、高さ５０ｍｍの隆起条２，２をもつ砂層を形成さ
せることにより、図２の装置を作製した。

【００２１】他方、ポリアクリル酸（平均分子量１１
０，０００）とポリアクリルアミド（平均分子量７０
０，０００）とを重量比１０：１で混合し、これを水に
溶かして濃度０．３重量％水溶液としたのち、２０重量
％水酸化ナトリウム水溶液によりｐＨ５．０に調節し
た。

【００２２】図２の装置の隆起条にはさまれた凹部に、
上記のポリマー水溶液３８００ｍｌを湛水し、３．５時
間放置したところ、深さ１６０ｍｍの場所に、不透水層
膜が形成されるのが観察された。この際、隆起条の部分
には側面から１８０ｍｍの位置に不透水層膜が形成さ
れ、区域外への拡散が抑制されたことが分った。

【００２３】参考例２ 参考例１で用いた透明アクリル樹脂製の箱に、４５０ｍ
ｍの高さまで砂を充てんし、砂の表面を平らにならした
のち、この上に縦２０ｍｍ、横３００ｍｍ、高さ５０ｍ
ｍのプラスチックブロックを３００ｍｍの間隔で配置
し、この間の凹部に参考例１と同じポリマー水溶液４０
００ｍｌを満たし、４時間放置した。この結果、砂の表
面から１６０ｍｍの深さの位置に不透水層膜が形成した
のが認められた。また、ブロックの内側の壁面から１９
０ｍｍに相当する位置にも不透水層膜の形成が認めら
れ、ポリマー水溶液の区域外への拡散が抑制されている
ことが分った。

【００２４】比較のため、プラスチックブロックを配置
せずに、ほぼ中央部から同じポリマー水溶液４０００ｍ
ｌを滴下し、不透水層膜の形成状態を観察したところ、
中央部２００ｍｍの位置には完全な膜が形成したが、周
辺部の膜の形成は不完全であった。

【００２５】参考例３ 参考例１で用いた透明アクリル樹脂製の箱に、４５０ｍ
ｍの高さまで砂を充てんし、砂の表面を平らにならした
のち長さ８０ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚さ３ｍｍのプラスチ
ック板２枚を３００ｍｍの間隔で配置し、深さ５０ｍｍ
の凹部を形成した。次いで、この凹部に参考例１と同じ
ポリマー水溶液４１００ｍｌを満たし、３．５時間放置
したところ、砂の表面から１６０ｍｍの位置に不透水層
膜の形成が認められた。また、両プラスチック板から２
２０ｍｍ外側の位置にも不透水層膜が形成され、ポリマ
ー水溶液の区域外拡散が阻止されていることが分った。

【００２６】参考例４ 図３は、この例で用いた実験装置の断面図である。直径
３００ｍｍ、高さ３００ｍｍの底部及び側部を多孔板
５，６とした円筒の全面を目開き５００μｍの金網７で
覆い、その中に参考例１で用いたのと同じ砂を３００ｍ
ｍまで充てんした。次いで中心部に直径２０ｍｍ、深さ
５０ｍｍの凹部１′を設け、かつ周囲に幅２０ｍｍ、深
さ５０ｍｍの間隙部を設けることにより幅１３０ｍｍの
環状の隆起条２を形成させた。このようにして作成した
図３の装置の中央の凹部に参考例１と同じポリマー水溶
液をｐＨ４．５に調節したのち、１０ｌを満たし、４時
間放置したところ、直径１８０ｍｍの半球状の不透水層
膜の形成が認められた。

【００２７】実施例１ 一辺１０ｍの正方形の砂場に、砂を盛り上げることによ
り幅２０ｃｍ、高さ５０ｃｍの隆起条で囲んだ一辺８ｍ
の正方形の区画を形成した。この区画内に参考例１で用
いたのと同じポリマー水溶液１０ｋｌを満たし、２４時
間放置した。このようにして砂の表面から２５ｃｍの位
置にほぼ区域全体にわたって層厚５ｍｍの不透水層が形
成された。

【００２８】実施例２ 一辺１０ｍの正方形の砂場に、砂を盛り上げて内径８
ｍ、外径８．５ｍ、高さ５０ｃｍの環状隆起条を形成さ
せ、この中に参考例１と同じポリマー水溶液８ｋｌを満
たし、２４時間放置した。このようにして砂の表面から
３０ｃｍの位置にほぼ区域全体にわたって層厚５ｍｍの
不透水層が形成された。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明方法により不透水層が形成される状態
を示す断面図。

【図２】 参考例１〜３で用いた実験装置の斜視図。

【図３】 参考例４で用いた実験装置の断面図。

【符号の説明】

１ 凹部 ２ 隆起部 ３ 不透水層膜 ５，６ 多孔板 ７ 金網

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 土壌に対し、その土壌中のイオンにより
   不溶化しうるポリマーの水溶液を施し、地中に不透水層
   膜を形成させる際に、所要区域の周囲に隆起部を設け、
   この区域内の地表に前記ポリマー水溶液を湛水し、自然
   浸透させることを特徴とする不透水層膜の形成方法。
2. 【請求項２】 隆起部が土壌隆起条である請求項１記載
   の方法。
3. 【請求項３】 隆起部が不透水性材料のブロック又は板
   状体である請求項１記載の方法。