JP6292372B2 - Greening methods such as deserts - Google Patents
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Description
本発明は、降雨量に対して蒸発量が大きく乾燥が著しい砂漠などにおいて、超撥水性ナノファイバーシートを使用して、豊かな風土の緑化を可能にした砂漠などの緑化方法に関するものである。 The present invention relates to a method for greening a desert or the like that enables the greening of a rich climate using a super-water-repellent nanofiber sheet in a desert or the like that has a large evaporation amount with respect to rainfall and is extremely dry.
アフリカ大陸北部にある世界最大の砂漠であるサハラ砂漠や、ユーラシア大陸内陸部にあるゴビ砂漠、オーストラリヤ大陸にあるグレートビクトリ砂漠、グレートサンディ砂漠など広大な砂漠が近年増え続けている。これを止めるために緑化が考えられているが、以下のような問題を克服しなければならない。
1.砂が風によって移動する。これによって、根がむき出しになったり、植物に砂が被ったりする風害があること。
2.砂には保水力がないこと。
3.太陽光による水の蒸発があること。
4.灌漑による塩害が生じていること。
5.昼夜の寒暖差が激しいこと。
6.人口の増加によりわずかに生えている木を燃料化とする人口増加による砂漠化が生じていること。
7.家畜の頭数が増え、牧草を食い尽くす家畜による砂漠化が生じていること。In recent years, vast deserts such as the Sahara Desert, the world's largest desert in the northern part of Africa, the Gobi Desert in the inland part of Eurasia, the Great Victory Desert in the Australian continent, and the Great Sandy Desert continue to increase. To stop this, greening is being considered, but the following problems must be overcome.
1. Sand moves by wind. Due to this, there is a wind damage where the roots are exposed and the plants are covered with sand.
2. Sand has no water holding capacity.
3. There is evaporation of water by sunlight.
4). There is salt damage caused by irrigation.
5. The temperature difference between day and night is intense.
6). Desertification has occurred due to population growth that uses wood that grows slightly due to population growth as fuel.
7). The number of livestock has increased, and desertification has occurred due to livestock that eats up pasture.
このため、本発明は上記1〜5の項目を解決し、砂漠の緑化が拡大することで6、7の項目を必然的に解決するようにしたものである。砂漠の緑化を行うためこれまで、多くの研究者による保水への試み、国や人々による灌漑、植林が行われてきたがその多くは十分な効果を果さなかった。その原因は、広大な砂漠に対して灌漑、植林などで対応しようとした為、多くのコストや労力を無駄に費やしたことからである。 For this reason, the present invention solves the
本発明は、広大な砂漠を緑化するために、砂漠が持つ特性を生かし自然に適合した方法すなわち自然の治癒力を活力して砂漠を緑に復活させることで砂漠を緑の地によみがえらせることに着目したものである。 In order to green the vast desert, the present invention is a method adapted to nature by utilizing the characteristics of the desert, that is, reviving the desert to green by revitalizing the desert to green by revitalizing the natural healing power. Is focused on.
そのため、まず砂漠の特性について考えてみる。
1.砂漠には無尽蔵の砂がある。
2.砂には毛管現象がある。特に細かい砂になればなるほど毛管現象が強くなる。
3.砂にはフイルタの機能を持つ浄化作用があり、生物がすめない。
4.砂漠には強烈な太陽光がある。
5.多くの砂漠には地下水がある。
6.砂漠の近くには海がある場所がある。
7.砂漠の近くには川や池などの飲めない水が存在する場所がある。Therefore, first consider the characteristics of the desert.
1. There is inexhaustible sand in the desert.
2. Sand has capillary action. In particular, the finer the sand, the stronger the capillary phenomenon.
3. Sand has a purifying action with the function of a filter, and organisms do not recommend it.
4). There is intense sunlight in the desert.
5. Many deserts have groundwater.
6). There is a place with the sea near the desert.
7). There are places near the desert where there are non-drinkable water such as rivers and ponds.
これらのことを考慮すると、
砂漠の緑化の方法は、砂漠の特徴である砂を利用して砂漠に貯水湖を作ることで、具体的には砂漠に超撥水性ナノファイバーシートを敷き、その上に砂の層を作ることである。特に、超撥水性ナノファイバーシートは、水が地下に浸透することを遮断し、保水をする役割を果たす機能を有しており砂漠に貯水湖を作るには最適である。Considering these things,
The method of greening the desert is to create a reservoir in the desert using sand, which is a feature of the desert. Specifically, a super-water-repellent nanofiber sheet is laid in the desert and a layer of sand is formed on it. It is. In particular, the super-water-repellent nanofiber sheet has the function of blocking water from penetrating into the basement and retaining water, and is optimal for creating a reservoir in the desert.
そのことから、砂と超撥水性ナノファイバーシートの特性について述べる。
まず、砂の特性としては
1.砂漠には無限に砂が存在する。
2.砂には毛管現象があるため、水を低いところから高いところへ浸透させることができる上保水が可能である。
3.砂の量が多ければ多いほど保水量が多い。
4.超撥水性ナノファイバーシートに砂の層がある場合、砂の毛管現象によって超撥水性ナノファイバーシートに直接水圧がかからない。つまり、砂の層は無限に厚くすることができ、砂漠では簡単に巨大な貯水湖を作ることができる。Therefore, the characteristics of sand and super water-repellent nanofiber sheet will be described.
First, the characteristics of sand are as follows: There is infinite sand in the desert.
2. Since sand has a capillary action, it is possible to retain water so that water can permeate from a low place to a high place.
3. The greater the amount of sand, the greater the amount of water retained.
4). When the super-water-repellent nanofiber sheet has a sand layer, water pressure is not directly applied to the super-water-repellent nanofiber sheet due to the capillary action of sand. In other words, the sand layer can be made infinitely thick, and in the desert you can easily create a huge reservoir.
次に、超撥水性ナノファイバーシートの特性としては
1.ポリプロピレン,ポリエチレンなど撥水性ポリマーをナノファイバーシート化することで超撥水性となる。
2.超撥水性ナノファイバーシートは、端部同志を重ねて一体に敷き詰めたシート上に砂を掛けるだけといった簡単な方法で砂漠の地形に応じて設置することができ、重機が不要で人力だけで可能となる。
3.非常に軽く、1kgで30m2の広さにすることができる。
つまり、1.5m幅×100mのシートで重さが5kg程度である・
4.ペットボトルなど廃材から作ることができるため安価である。
5.断熱性が良い。
6.遮光性が良い。Next, the characteristics of the super water-repellent nanofiber sheet are as follows. It becomes super water-repellent by making a water-repellent polymer such as polypropylene and polyethylene into a nanofiber sheet.
2. The super water-repellent nanofiber sheet can be installed according to the desert terrain by a simple method, such as simply placing sand on a sheet that has been laid down together by overlapping the ends. It becomes.
3. It is very light and can be as large as 30m 2 with 1kg.
In other words, the sheet is 1.5m wide x 100m and weighs about 5kg.
4). Because it can be made from waste materials such as plastic bottles, it is inexpensive.
5. Good thermal insulation.
6). Good light shielding.
そこで、超撥水性ナノファイバーシートを使用する理由について以下に示す。
1.超撥水性ナノファイバーシートが安価であること。
(1)ペットボトルをリサイクルしてナノファイバー化することでペットボトルのゴミの処理を兼ねて安価な方式になる。
(2)1kgの超撥水性ナノファイバーシートで30m2の広さに使用することができる。
2.施工が簡単である。
(1)各超撥水性ナノファイバーシートの端部を15〜30cm程度重ね合わせ砂を掛けるだけで防水ができる。
(2)砂の毛管現象を利用して水を全体に行き渡らせることで散水を簡単にする。
(3)水を含んだ砂は飛散しない。水を含んだ砂の上に乾燥した砂が被さると毛管現象にて砂に水が浸透し飛散しなくなる。
(4)軽いこと。3m幅のナノファイバーシート100mで10kgである。
(5)重機を用いることなく、人力で設置できる。
3・砂漠の起伏を整地することなく、超撥水性ナノファイバーシートを設置できること。
4.超撥水性ナノファイバーシートで昼間の強烈な太陽光による水分の蒸発を防ぐことができ、夜間の冷却から超撥水性ナノファイバーシート下の保温性を保つことができること。
5.超撥水性ナノファイバーシートを使用した砂漠の緑地化費用を算出すると、材料代については、ペットボトルの廃材を利用する。現在、日本でリサイクルペットの価格が1kgあたり約40円である。また、ナノファイバーシートの作成には電気が必要であるが、太陽光を利用して対応するため無料となる。
1ha(100m×100m)を貯水湖にするには、1kgのペットボトルで約30平方メートルの領域が対応できるため、(10000/30)×40=333kgあれば対応可能である。費用は、333kg×40円=13,320円となる。例えば、中国の砂漠の面積が174万平方キロメートルであるため費用は、(174×10000×10000/30)×40=2.32兆円となる。これは、あくまで材料代ではあるが、実現できない金額ではない。Therefore, the reason for using the super water-repellent nanofiber sheet will be described below.
1. Super water-repellent nanofiber sheet is inexpensive.
(1) By recycling PET bottles into nanofibers, it becomes an inexpensive system that doubles as waste disposal for PET bottles.
(2) A 1 kg super water-repellent nanofiber sheet can be used in an area of 30 m 2 .
2. Easy to install.
(1) The end of each super-water-repellent nanofiber sheet can be waterproofed by simply overlaying about 15-30 cm and applying sand.
(2) Simplify the watering by spreading the water using the capillary action of sand.
(3) Sand containing water will not scatter. When dry sand is placed on sand containing water, the water penetrates into the sand due to capillary action and does not scatter.
(4) Be light. A 3 m wide nanofiber sheet 100 m is 10 kg.
(5) It can be installed manually without using heavy machinery.
3. A super water-repellent nanofiber sheet can be installed without leveling the undulations in the desert.
4). Super water-repellent nanofiber sheet can prevent evaporation of water by intense sunlight in the daytime, and can keep the heat retention under super water-repellent nanofiber sheet from cooling at night.
5. If we calculate the greening cost of desert using super water-repellent nanofiber sheet, we will use the waste material of PET bottles for the material cost. Currently, the price of recycled pets in Japan is about 40 yen per kg. Electricity is required to create the nanofiber sheet, but it is free because it uses sunlight.
In order to make 1ha (100m x 100m) a reservoir, a 1kg plastic bottle can handle an area of about 30 square meters, so (10000/30) x 40 = 333kg can be handled. The cost is 333 kg × 40 yen = 13,320 yen. For example, since the area of the desert in China is 1.74 million square kilometers, the cost is (174 × 10000 × 10000/30) × 40 = 2.32 trillion yen. This is a material cost, but not an unrealizable amount.
そこで、本発明の第1の目的は超撥水性ナノファイバーシートを活用して砂漠化を止め砂漠を緑化しょうとしたことである。 Therefore, the first object of the present invention is to stop the desertification by using the super water-repellent nanofiber sheet and to try to green the desert.
次に、本発明のもう一つの目的は、昼間においては灼熱の太陽光線の直射を遮って、表面からの水分の蒸発を減らし、夜間における地熱の放射冷却現象を抑制して、表面の保温を維持するようにしたことである。 Next, another object of the present invention is to prevent the direct sunlight from burning sunlight during the daytime, reduce the evaporation of moisture from the surface, suppress the radiative cooling phenomenon of geothermal heat at night, and keep the surface warm. It was to keep it.
本発明のもう一つの目的は、重機が不要で人力だけといった簡単な方法で施工可能にしたことである。 Another object of the present invention is that construction is possible by a simple method such as no need for heavy machinery and only human power.
本発明のもう一つの目的は、安価な費用で且つランニング費用も安価にしたものである。 Another object of the present invention is to reduce the cost and running cost.
本発明のもう一つの目的は、ペットボトルなどの産業廃棄物を利用し、環境保全に貢献しょうとしたことである。 Another object of the present invention is to use industrial waste such as plastic bottles to contribute to environmental conservation.
砂漠の拡大を止める方法として、植林などの活動では広大な砂漠を緑化できない。そのためには、大規模な灌漑が必要と考える。そのために淡水とそれを溜める貯水湖が必要となる。そこで本発明者は、種々の実験を踏まえ下記の視点から砂漠は水を溜めることに適していることを発見したことから砂漠に貯水湖が作れることに着目し、砂漠の緑化を完成したものである。
1.砂には、毛管現象があること。
2.砂の中に水を溜めるを太陽光による蒸発を抑えることができること。
3.砂漠の地下には地下水が豊富に存在すること。
4.砂の量が多ければ多いほど多くの水を溜めることができること。
5.水を含んだ砂は飛散しないこと。
6.水を含んだ砂の上に積もった砂は毛管現象で水が浸透すること。As a way to stop the expansion of the desert, activities such as afforestation cannot green the vast desert. To that end, large-scale irrigation is necessary. For this purpose, fresh water and a reservoir to store it are required. Therefore, the present inventor has found that deserts are suitable for collecting water from the following viewpoints based on various experiments, and has focused on the fact that a reservoir can be created in the desert, and completed desert greening. is there.
1. Sand must have capillary action.
2. Capable of suppressing the evaporation of sunlight by accumulating water in the sand.
3. There should be plenty of groundwater in the desert basement.
4). The more sand you have, the more water you can store.
5. Do not scatter sand containing water.
6). Sand that has accumulated on sand that contains water must be penetrated by capillarity.
そこで、本発明の第1の解決手段は、乾燥した砂漠の上に超撥水性ナノファイバーシートを敷き詰め、その上に砂を積み上げたことである。 Therefore, the first solution of the present invention is to spread a super water-repellent nanofiber sheet on a dry desert and to pile up sand on it.
本発明の第2の解決手段は、積み上げた砂に地下水あるいは海水、汚水より汲み上げた水を本発明者が開発したナノファイバー膜淡水化装置を通して必要量供給し、貯水湖を形成したことである。 The second solution of the present invention is that a necessary amount of water pumped up from the ground water, seawater, and sewage is supplied to the accumulated sand through the nanofiber membrane desalination apparatus developed by the present inventor to form a reservoir lake. .
本発明の第3の解決手段は、貯水湖の表面に超撥水性ナノファイバーシートで被せたことである。 The third solution of the present invention is that the surface of the reservoir is covered with a super-water-repellent nanofiber sheet.
ここで、超撥水性ナノファイバーシートは本発明者が開発したエアーブロー方式の電界紡糸法あるいは溶融電界紡糸法で繊維径が10nm〜1μmのナノファイバーからなる薄い層を積層して製作する。この場合、エアーブロー方式の電界紡糸法あるいは溶融電界紡糸法で製造すると、均一の層厚の超撥水性ナノファイバーシートを大量生産でき好ましい。 Here, the super water-repellent nanofiber sheet is manufactured by laminating thin layers made of nanofibers having a fiber diameter of 10 nm to 1 μm by an air blow type electrospinning method or a melt electrospinning method developed by the present inventors. In this case, it is preferable to produce by an air blow type electrospinning method or a melt electrospinning method because a super-water-repellent nanofiber sheet having a uniform layer thickness can be mass-produced.
そして、エアーブロー方式の電界紡糸法あるいは溶融電界紡糸法に使用する超撥水性ナノファイバーシートの素材は、ポリプロピレンやポリエチレンあるいはポリエステルなどの熱可塑性ポリマー性ペットボトルがそのまま利用される。特にペットボトルについては、イラク、アフガニスタン、サウジアラビアなどの国では、飲料水などの水の供給にペットボトルが使用されていることから、産業廃棄物の処理で大変な問題となっており、これを使用することにより産業廃棄物の減少につなげられ環境保全に大いに貢献できるものである。 As the material of the super water-repellent nanofiber sheet used for the air blow type electrospinning method or the melt electrospinning method, a thermoplastic polymer PET bottle such as polypropylene, polyethylene or polyester is used as it is. In particular, plastic bottles in Iraq, Afghanistan, Saudi Arabia, and other countries have become a serious problem in the treatment of industrial waste because plastic bottles are used to supply drinking water. By using it, it leads to reduction of industrial waste and can greatly contribute to environmental conservation.
また、超撥水性ナノファイバーシートの機能は、砂漠の砂の上に超撥水性ナノファイバーシートを敷き詰めることにより、砂中の水分が地下へ流出するのを遮断し貯水湖の形成の役目を助けている。 In addition, the super water-repellent nanofiber sheet functions to form a reservoir by blocking the outflow of moisture in the sand to the ground by laying the super water-repellent nanofiber sheet on the desert sand. ing.
さらに、超撥水性ナノファイバーシートの機能は、貯水湖の表面を被せることによって、昼間においては灼熱の太陽光線の直射を遮って、表面からの水分の蒸発を減らし、夜間における地熱の放射冷却現象を抑制して、表面の保温を維持する役目を有している。さらに、超撥水性ナノファイバーシートは表面の砂が風で吹き飛ばされるのを阻止する役目も有している。 In addition, the super-water-repellent nanofiber sheet functions to cover the surface of the reservoir, blocking direct sunlight from burning in the daytime, reducing water evaporation from the surface, and radiative cooling of geothermal heat at night. And has the role of maintaining the heat insulation of the surface. Furthermore, the super water-repellent nanofiber sheet also has a role of preventing the sand on the surface from being blown away by wind.
上記課題解決手段による作用は次の通りである。乾燥した砂漠の上に超撥水性ナノファイバーシート同志の端部が隙間なく重ね合わさるように敷き詰め、その上に砂を積み上げて、地下水あるいは海水、汚水より汲み上げた水を本発明者が開発したナノファイバー膜淡水化装置を通して必要量供給する。これにより、砂に供給された水は砂の毛管現象により砂の全体に行き渡らせられ、砂は水の貯水湖として形成される。これにより、この貯水湖は豊かな農作物および植物の生育を可能にするオアシスとして形成されるものである。 The operation of the above problem solving means is as follows. The nanometer developed by the inventor was laid down on a dry desert so that the ends of the super water-repellent nanofiber sheets overlap each other without any gaps, and sand was piled on top of it, and the water pumped up from groundwater, seawater, or sewage The required amount is supplied through a fiber membrane desalination system. As a result, the water supplied to the sand is spread throughout the sand by the capillary action of the sand, and the sand is formed as a water reservoir. As a result, this reservoir is formed as an oasis that enables the growth of rich crops and plants.
また、貯水湖の表面を超撥水性ナノファイバーシートで被せるようにしたので、昼間においては灼熱の太陽光線の直射を遮って、表面からの水分の蒸発を減らし、夜間における地熱の放射冷却現象を抑制して、表面の保温を維持することができ豊かな農作物および植物の生育を可能にするものである。さらに、超撥水性ナノファイバーシートは表面の砂が風で吹き飛ばされるのを阻止する効果も発揮するものである。 In addition, since the surface of the reservoir was covered with a super-water-repellent nanofiber sheet, direct sunlight was blocked during the daytime to reduce the evaporation of water from the surface and reduce the radiant cooling of geothermal heat at night. It is possible to suppress the temperature of the surface and maintain the surface and to enable the growth of rich crops and plants. Furthermore, the super water-repellent nanofiber sheet also exhibits an effect of preventing the sand on the surface from being blown away by wind.
また、超撥水性ナノファイバーシートの上に積み上げた砂に地下水あるいは海水、汚水より汲み上げた水を必要量供給するようにしたナノファイバー膜淡水化装置は、冷却ユニットのタンクと、ナノファイバー厚膜で蒸発室と淡水室とに二分して形成した蒸留器と、蒸留器の底部に設けた貯水タンクと、貯水タンクの下部に設けた加熱部および取水口とから構成したナノファイバー膜淡水化装置本体に、冷却ユニットのタンクに水を導入する導入管を接続し、冷却ユニットのタンクと貯水タンク間に移送管を取り付け、取水口には淡水容器に延びた回収管を設けて、水から大量の淡水を生成できるようにした構成であることから、海水の塩分や汚水中の微生物などが除去され、農作物および植物の生育を阻害することなく、最適な緑化を可能にするものである。 In addition, the nanofiber membrane desalination system that supplies the necessary amount of groundwater, seawater, or sewage pumped to the sand stacked on the super water-repellent nanofiber sheet consists of a cooling unit tank, nanofiber thick film A nanofiber membrane desalination apparatus composed of a distiller formed by dividing it into an evaporation chamber and a fresh water chamber, a water storage tank provided at the bottom of the distiller, a heating unit and a water intake provided at the bottom of the water storage tank Connected to the main unit with an introduction pipe for introducing water into the tank of the cooling unit, attached a transfer pipe between the tank of the cooling unit and the water storage tank, and provided a recovery pipe extending to the fresh water container at the intake port to make a large amount of water Because it is configured to produce fresh water, it can remove the salt from seawater and microorganisms in sewage, enabling optimal greening without hindering the growth of crops and plants It is intended to.
1.厚い砂の層に水を与えると毛管現象によって砂の中に水が広がっていくが、超撥水性ナノファイバーシートより遮断され地下へ水が浸透することを防ぐことができ、砂の中に保水することができる。これによって、砂漠に巨大な貯水湖を作ることができる。
2.毛管現象で超撥水性ナノファイバーシートにかかる水圧は非常に低いものとなることで砂の量が多ければ多いほど水を溜めることが可能となる。
例えば、砂の厚みを100m以上にすることも可能であるため、砂漠では簡単に巨大な砂の貯水湖すなわちダムを作ることができる。
3.砂の毛管現象で水を低いところに加えることで高いところに広がって行く。
例えば、穴を掘ったり、整地することなく砂漠の地形に沿って、超撥水性ナノファイバーシートを敷き、砂をかけるだけで施工できる。
4.水が浸透した砂は風によって飛散しなくなる。また、水が浸透した砂の上に飛散してきた砂が乗ると毛管現象で飛散してきた砂に水が浸透して風で飛散しなくなる。つまり、砂漠では風によって飛散する砂によって貯水湖すなわちダムを更に巨大なものに成長させる。
5.超撥水性ナノファイバーシートは、地下からの水を通さないため、超撥水性ナノファイバーシートの層で地下とも縁をきることができる。つまり、塩害の土地から塩分を除去することは不可能であるため超撥水性ナノファイバーシートを塩害の土地の上に敷き、塩の層の下にある塩分を含まない砂をその上にかけることで塩害を対策することができる。
6.この地下と縁を切る方法は下記の場合も適用することができる。
(1)福島原発に引き起こされた放射性物質で汚染された田、畑を除染するのではなく、地下に格納することで再生することができる。
(2)ミャンマーやカンボジアなど地下水にヒ素が混じっている場合、超撥水性ナノファイバーシートと砂の貯水湖すなわちダムを作ることで雨を溜め安全な水を溜めることができる。
(3)熱帯雨林で雨が多く降るが、平坦な場所で水をためることができない場所でも超撥水性ナノファイバーシートと砂で貯水湖すなわちダムを作ることができる。
7.砂すなわち貯水湖の上に薄い超撥水性ナノファイバーシートを被せることで砂漠の強烈な太陽光による水の蒸発を防ぐことができる。
8.さらに、必要に応じて超撥水性ナノファイバーシートの上に薄い砂の層を被せることも可能である。超撥水性ナノファイバーシートと薄い砂の層の組み合わせは、必須ではなく必要に応じて設置する。そして、超撥水性ナノファイバーシートは、太陽光を全反射することで水の蒸発を抑えることができる。
すなわち
(1)薄い砂は、撥水性ナノファイバーシートが風で飛ばされないための重しと超撥水性ナノファイバーシートへの直射日光の照射を緩和するためにある。超撥水性ナノファイバーシートの素材がポリエチレンの場合、ポリエチレンは直射日光が当たると短期間で劣化する可能性があることから、薄い砂の層はポリエチレンの劣化を抑える効果がある。
(2)超撥水性ナノファイバーシートと薄い砂の層の組み合わせで太陽光を反射し水の蒸発を抑えることができること。また油を超撥水性ナノファイバーシートに噴霧することで水の蒸発を更に抑えることができると思われる。
(3)超撥水性ナノファイバーシートは、断熱性が良く夜間では水を含んだ砂を保温することができる。1. When water is applied to a thick sand layer, the water spreads into the sand by capillary action, but it is blocked by the super-water-repellent nanofiber sheet, preventing water from penetrating into the basement and retaining water in the sand. can do. This makes it possible to create a huge reservoir in the desert.
2. The water pressure applied to the super-water-repellent nanofiber sheet due to the capillary phenomenon becomes very low, so that the larger the amount of sand, the more water can be stored.
For example, since it is possible to increase the thickness of the sand to 100 m or more, it is possible to easily create a huge sand reservoir or dam in the desert.
3. It spreads to high places by adding water to the low places due to the capillary action of sand.
For example, it is possible to lay a super-water-repellent nanofiber sheet along the desert terrain without digging a hole or leveling it, and just apply sand.
4). Sand that has penetrated water will not be scattered by the wind. In addition, when the sand that has scattered on the sand in which water has permeated, the water has penetrated into the sand that has been scattered by capillarity and is not scattered by the wind. In other words, in the desert, the reservoir lake, or dam, grows even larger by sand scattered by the wind.
5. Since the super-water-repellent nanofiber sheet does not pass water from the underground, it can be separated from the basement by the super-water-repellent nanofiber sheet layer. In other words, it is impossible to remove salt from salt-damaged land, so a super-water-repellent nanofiber sheet is laid on the salt-damaged land, and the salt-free sand below the salt layer is placed on it. Can take measures against salt damage.
6). This method of cutting the edge with the basement can also be applied in the following cases.
(1) Rather than decontaminating fields and fields contaminated with radioactive materials caused by the Fukushima nuclear power plant, they can be regenerated by storing them underground.
(2) When arsenic is mixed in groundwater such as Myanmar and Cambodia, it is possible to collect rain and store safe water by creating a super water-repellent nanofiber sheet and a sand reservoir or dam.
(3) Reservoir lakes or dams can be made with super-water-repellent nanofiber sheets and sand even in places where it rains a lot in the rainforest but water cannot be collected on flat places.
7). By covering the sand or reservoir with a thin super water-repellent nanofiber sheet, it is possible to prevent water evaporation due to intense sunlight in the desert.
8). Furthermore, a thin sand layer can be placed on the super water-repellent nanofiber sheet as necessary. The combination of a super water-repellent nanofiber sheet and a thin sand layer is not essential and is installed as needed. And the super water-repellent nanofiber sheet can suppress evaporation of water by totally reflecting sunlight.
That is, (1) The thin sand is for reducing the weight of the water-repellent nanofiber sheet not to be blown by wind and the irradiation of direct sunlight to the super-water-repellent nanofiber sheet. When the material of the super water-repellent nanofiber sheet is polyethylene, the thin sand layer has an effect of suppressing the deterioration of the polyethylene because the polyethylene may deteriorate in a short period of time when exposed to direct sunlight.
(2) The combination of a super water-repellent nanofiber sheet and a thin sand layer can reflect sunlight and suppress water evaporation. Moreover, it seems that water evaporation can be further suppressed by spraying oil onto the super-water-repellent nanofiber sheet.
(3) The super-water-repellent nanofiber sheet has good heat insulating properties and can keep the water-containing sand warm at night.
図1は本発明に使用する超撥水性ナノファイバーシート1の製作概念図を示すもので、超撥水性ナノファイバーシート1は本発明者が開発したエアーブロー方式の電界紡糸法あるいは溶融電界紡糸法で繊維径が10nm〜1μmのナノファイバーからなる薄い層を積層して製作する。この場合、エアーブロー方式の電界紡糸法あるいは溶融電界紡糸法で製造すると、均一の層厚の超撥水性ナノファイバーシートを大量生産でき好ましい。 FIG. 1 is a conceptual diagram of production of a super water-
このとき、ポリプロピレンやポリエチレンあるいはポリエステルは溶融しても混ざり合わないため、分別をしなくてもそれぞれの超撥水性ナノファイバーシートが生成される。 At this time, since polypropylene, polyethylene, or polyester does not mix even when melted, the respective super-water-repellent nanofiber sheets are generated without separation.
また、超撥水性ナノファイバーシートの機能は、砂漠の砂の上に超撥水性ナノファイバーシートを敷き詰めることにより、砂中の水分が地下へ流出するのを遮断し貯水湖の形成の役目を助けている。 In addition, the super water-repellent nanofiber sheet functions to form a reservoir by blocking the outflow of moisture in the sand to the ground by laying the super water-repellent nanofiber sheet on the desert sand. ing.
図2は、図1で形成した超撥水性ナノファイバーシートの接合部2を重ね合わせ、その上に砂3または土をかけたもので、これにより水が漏洩することを止めることができる状態を示している。 FIG. 2 shows a state in which the joining
図3は、各超撥水性ナノファイバーシート1の継ぎ目4を合わせて拡張した状態を示すもので、拡張した超撥水性ナノファイバーシート1の上に砂3を被せることで、砂3の毛管現象によって、注入した水の水圧を押さえ直接水圧がかかることを防ぎ超撥水性ナノファイバーシート1の水漏れを防ぐことができる。このように超撥水性ナノファイバーシート1の継ぎ目4に砂3または土をかけることで漏水を防ぐことができる。 FIG. 3 shows a state in which the
図4は、高低差の大きな砂漠5の表面に超撥水性ナノファイバーシート1を敷き詰め、その上に砂をかけた状態を示すものである。このように高低差の大きな砂漠5のケースに於いても、注入された水は、砂の毛管現象により水を低いところから高いところへ浸透させるため、水をまんべんなく全体に行き渡らせることができ、特に低い場所でも水が漏れることがないことを示している。 FIG. 4 shows a state in which the super-water-
図5は、平坦な砂漠5の表面に超撥水性ナノファイバーシート1を敷き詰めても注入した水が全体に行き渡り、平坦な砂漠5においても好ましい貯水湖を形成することができることを示している。 FIG. 5 shows that even when the super-water-
図6は、砂漠5の表面に敷き詰められた超撥水性ナノファイバーシート1上の水を含んだ砂3‘に、乾燥地帯の雨季に大量の雨が貯水されることから貯水湖が形成されることを示している。水の注入は、特に地下水を汲み上げあるいは海岸のちかくでは海水を汲み上げナノファイバー膜淡水化装置6で淡水化して注入するようにしたものである。 FIG. 6 shows that a large amount of rain is stored in the sand 3 'containing water on the super-water-
図7は、水を含んだ砂3‘の上に飛散してきた乾燥の砂3が被さった状態を示すもので、水を含んだ砂3‘の上に乾燥した砂3が被さると毛管現象によって乾燥した砂に水が浸透して飛散しなくなる上、砂の量が多くなりその分水分保水量が多くなって大きな貯水湖が形成される。また、水の注入は特に地下水を汲み上げるかあるいは海岸のちかくでは海水を汲み上げナノファイバー膜淡水化装置6で淡水化して注入するようにしている。 FIG. 7 shows a state in which the
図8は、地下水をあるいは海岸のちかくでは海水を汲み上げナノファイバー膜淡水化装置6で淡水化して、水を含んだ砂に注入し貯水湖が形成しオアシスを実現したものである。このオアシスにより生態系を復活しようとしたものである。 FIG. 8 shows an oasis in which groundwater or seawater is pumped up from the coast and desalinated by the nanofiber
図9は、地下水をあるいは海岸のちかくでは海水を汲み上げナノファイバー膜淡水化装置6で淡水化して、水を含んだ砂3‘に注入し貯水湖を形成し、この貯水湖の表面に超撥水性ナノファイバー1を被せ、超撥水性ナノファイバーシート1で昼間の強烈な太陽光による水分の蒸発を防ぎ、夜間の冷却から超撥水性ナノファイバーシート1下の保温性を保つことができるようにしたものである。 FIG. 9 shows that groundwater or seawater is drawn up from the seaside and desalinated by the nanofiber
図10は、砂漠5の表面に敷き詰めた超撥水性ナノファイバーシート1上の砂3の貯水湖は簡単にどの場所であっても井戸7を設置できるようにしたものである。また雨や汚水が入っても砂が水を浄化するためきれいな水となる。さらに、砂漠7だけでなくミャンマーやカンボジアなど地下水がヒ素や重金属を含んでいる地域でも簡単に砂3の貯水湖を作ることができ、きれいな水を溜めることが可能である。 FIG. 10 shows that the reservoir 7 of the
図11は、砂3の貯水湖から塩を生産するシステムを示し、灌漑によって塩類集中が起き、砂に大量の塩8が含まれる場所がある。ここでは、貯水湖を作成することで塩の生産が可能となる。しかも、地下水など淡水化が存在する場合は、これによって本発明者が開発した浸透圧発電を行うことができる。
すなわち、灌漑によって塩類集中が起きた原因は、灌漑によって水をまくことで砂3の毛管現象によって砂3の中に水が広がり、太陽により水が蒸発することで毛管現象で広がった水に塩分が溶け込み上昇し、砂漠5の表面に塩分が集中することで起きる。この現象を使用して貯水湖の一方から淡水を注入し、他方からナノファイバー膜淡水化装置6で淡水と塩を分離して取り出す。ナノファイバー膜淡水化装置6は、太陽光を利用して蒸発のエネルギーを供給し、且つ浸透圧発電によって地下水の汲み上げのためのポンプなどの電力を発生する。FIG. 11 shows a system for producing salt from a reservoir of
In other words, the cause of salt concentration by irrigation is that water spreads in the
図12は、塩分を含まない砂の層9の上に形成した塩の表層10を示すもので、通常、灌漑を行って排水が不十分である場合、地下水面が上昇し、毛管現象によって塩類を含んだ地下水が地表に到達し吸い上げられ続ける。結果として、塩分を含まない砂の層9の上に形成した塩の表層が形成される。 FIG. 12 shows a
図13は、塩害を対策した状態を示すもので、図12に示す塩の表層10の上に超撥水性ナノファイバーシート1を敷き、その上に塩の表層10を削り塩分を含まない砂11を超撥水性ナノファイバーシート1上にかける。これによって塩の表層10から縁をきることができ塩害を対策することができるようになる。 FIG. 13 shows a state in which salt damage is counteracted. The super-water-
図14は、砂漠の緑化方法を示したもので、まず砂漠5の表面に超撥水性ナノファイバーシート1が敷き詰められる。次に、超撥水性ナノファイバーシート1上に砂が相当量積み上げられる。さらに、積み上げられた砂3に地下水より汲み上げられた水をナノファイバー膜淡水化装置5を通して必要量注入される。これにより、砂3に注入された水は砂3の毛管現象により全体に行き渡り、砂3の貯水湖が形成される。この貯水湖に樹木の苗や植物の種をまくことにより緑豊かな緑化が長期に渡り可能となるものである。さらに、砂3の表面に必要に応じて超撥水性ナノファイバーシート1を被せることにより、昼間においては灼熱の太陽光線の直射を遮って、表面からの水分の蒸発を減らし、夜間における地熱の放射冷却現象を抑制して、表面の保温を維持することができ豊かな農作物および植物の生育を可能にするものである。さらに、超撥水性ナノファイバーシート1は表面の砂が風で吹き飛ばされるのを阻止する効果も発揮するものである。 FIG. 14 shows a desert greening method. First, the super-water-
なお、本発明は前記実施形態そのままに限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化でき、また前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の変更が可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the components without departing from the scope of the invention in the implementation stage, and a plurality of components disclosed in the embodiments. Various modifications can be made by an appropriate combination of the above.
本発明は、降雨量に対して蒸発量が大きく乾燥が著しい砂漠を緑化する対策は従来種々試みられてきたが、未だ満足する方法がなく、好ましい緑化対策が切望されている。本発明は超撥水性ナノファイバーシートを使用して、樹木や各種の植物を根付かせて生育し、豊かな風土の緑化を可能にした砂漠などの緑化方法で、従来の懸念された問題点を解消し、実用的にした効果はなはだ大なるものである。 In the present invention, various countermeasures for greening a desert having a large evaporation amount with respect to rainfall and remarkably dry have been attempted in the past. However, there is no satisfactory method, and a preferable countermeasure for greening is desired. The present invention uses a super water-repellent nanofiber sheet, grows by rooting trees and various plants, and is a greening method for deserts and the like that enables greening of a rich climate. The effects that have been eliminated and made practical are enormous.
1・・・超撥水性ナノファイバーシート
2・・・超撥水性ナノファイバーシートの接合部 3・・・砂
4・・・超撥水性ナノファイバーシートの継ぎ目 5・・・砂漠
6・・・ナノファイバー膜淡水化装置 7・・・井戸
8・・・砂に大量の塩 9・・・塩分を含まない砂の層
10・・塩の表層 11・・・塩分を含まない層DESCRIPTION OF
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