「精衛が海を満たす」という神話は現実になるのか？海に何もないところから陸地を作る方法を見てみましょう

オランダには、「神が世界を創造し、オランダ人がオランダを創造した」ということわざがあります。この文章は、オランダの国土の特徴を如実に反映しています。オランダの国土の 5 分の 1 は海から埋め立てられたものです。

オランダの国土面積は41,500平方キロメートルで、そのうち陸地面積は34,000平方キロメートル未満（海南島の面積に相当）であり、国土の3分の1は海面以下です。限られた土地面積と洪水の脅威という二重の課題に直面したオランダ人は、13世紀に早くも干拓事業を開始しており、この分野の先祖とみなすことができます。

画像出典: Earth Knowledge Bureau

01静かに育つ土地はどこにあるのでしょうか？

人間と海の長い関わりの歴史の中で、埋め立ては都市が空間を拡大し、発展を遂げるためのユニークな手段となってきました。オランダの前例に倣い、シンガポール、香港、日本、ドバイなどでも埋め立て事業が相次いで実施された。シンガポールは比較的面積の小さい島国です。中華人民共和国の建国初期から現在に至るまで、その国土面積は当初の581.5平方キロメートルから728.6平方キロメートルに増加し、約20％増加しました。

シンガポールの10年ごとの埋め立て地域 |出典: 周雲

中国の香港は、利用可能な平地の面積が小さい、山岳地帯、丘陵地帯、海岸沿いの国です。香港は19世紀半ば以来、干拓によって継続的に土地を拡大してきました。初期の山や海岸の切り開きから今日の深海開発まで、埋め立てプロジェクトにより香港の陸地面積は当初の 1,033 平方キロメートルから 1,114 平方キロメートルに増加しました。

香港の歴史的埋め立て地と今後の埋め立て計画｜出典：キャセイパシフィック航空

地震の多い島国である日本は、埋め立てにおいて独特の課題に直面しています。日本では地震による沖合埋立地の沈下リスクを回避するため、主に内海や湾岸地域で埋め立て事業を行っています。 1945年から1974年にかけて、干拓によって1,180平方キロメートル以上の新たな領土が追加されました。

東京湾のギザギザした人工海岸線はほぼ全周を覆っている |出典：ザ・ペーパー

ドバイは観光業を発展させるために、ペルシャ湾にユニークな人工群島を建設しました。中でも世界第8の不思議として知られるパーム・ジュメイラは、世界最大の埋め立てプロジェクトです。建設には10年かかり、面積は12平方キロメートル、消費された石は550万立方メートルで、海の上に「何もないところから」陸地を創り出すという奇跡を達成した。

パーム・ジュメイラの全景｜出典：China Architecture

02海の中の何もないところから陸地を創り出すには？

「干拓」とは、海岸地域や島嶼付近で、人間が土木技術を用いて砂、砂利、土などを使い、海域を陸地に変える活動です。さまざまなシナリオに応じて、「干拓地方式」、「ケーソン方式」、「砂吹き島埋め立て」など、さまざまな方法を使用できます。 「干拓地法」
「干拓地方式は、独特で洗練されたプロセスを備えたオランダの伝統的な干拓技術です。まず海上に防波堤を築き、次にダムの上に発電システムを設置して防波堤の後ろの海水を汲み出し、最後に利用可能な乾燥した土地を形成します。」

土地造成のための「ダーク工法」 |出典: 悪いレビュー

初期のオランダ人は風車を巧みに水汲み上げの動力源として利用したため、オランダ全土に風車が見られました。これらの風車は工学的な機能を果たすだけでなく、オランダのユニークな文化的シンボルにもなっています。

オランダの風車 |出典: Baijiahao「ケーソン工法」

「ケーソン工法」は、海底に積み木を積み上げるようなもので、まず陸上で鉄筋コンクリートのケーソンを組み立て、その後、指定された海域まで運んで沈めていきます。ケーソンが海底に沈んだ後、複数のケーソンを組み合わせて支持基盤を形成し、その上に鉄筋コンクリート層を流し込んで基礎を形成し、土をかぶせて埋め立てが完了します。

海に入るケーソン｜出典：国務院国有資産監督管理委員会

「干拓地工法」と「ケーソン工法」はどちらも共通のジレンマに直面しています。それは、大量の充填材を陸上から輸送する必要があることです。これはコストがかかり、時間がかかり、労働集約的であるだけでなく、本土から遠く離れた島のプロジェクトに適用することも困難です。この問題を解決するために、「砂吹き島埋め」技術が誕生しました。 「島を埋め尽くす砂の吹き上げ」

「砂を吹き飛ばして」土地を埋め立てる｜出典：Sina

「砂吹き埋め立て」技術は、浚渫船を使って海底から砂と海水を対象の島や岩礁に「吹き飛ばす」技術です。この方法は、資材の入手が容易で、土地を早く造成でき、コストも低く、環境への影響も少ないという特徴があります。

わが国の南沙諸島の開発においては、大陸から遠く、陸上の条件も整っていないことから、この技術が有利に作用しました。中国は南シナ海の海底の堆積物を利用して、メイジ礁、スビ礁、ヨンシュ礁など南シナ海の8つの島と岩礁で「吹き砂埋め」に成功した。

03土地開拓用の「魔法兵器」はどれくらい強力ですか？

「干拓」プロジェクトの中核設備は大型浚渫船です。カッターサクション浚渫船とトレーリングサクション浚渫船は現在、最も大​​型の浚渫船です。

「スカイホエール」

「天津」は中国で独自に建造された初の大型自走式カッタサクション浚渫船である。船体の長さは127.5メートル、最大浚渫深度は30メートルです。 2010年に完成した当時、その設置電力と浚渫能力はアジア第1位であった。

「天京」｜出典：人民日報オンライン

4,200キロワットのオーガー（浚渫能力の鍵）を装備したこの船は、1時間あたり4,500立方メートルの海底混合物を掘削することができる。これは、標準的なサッカー場の大きさで深さ50センチの穴を埋めるのに十分な量だ。 2013年、天津号は南シナ海へ航海し、200日間で8つの島と岩礁を建設するという奇跡を起こし、中国の工学力を実証した。

「天津」リーマには45個のリーマ歯が装備されています

圧縮強度40MPaの岩石を掘削可能 |出典：広西ニュースチャンネル

「天君」

2019年、中国は「天津」の製造経験を基に、自主的に「天坤」大型自走式カッター吸引浚渫船を開発した。船の長さは140メートル、最大掘削深度は35メートルです。現在アジア最大の自走式カッターサクション浚渫船です。

「天坤」｜出典：Zaojiu

建設中は、まず2本の鋼鉄杭を水中の固定位置に挿入し、次に位置決めシステムと6,600キロワットの超強力なオーガーを使用して精密な掘削を行い、1時間あたり6,000立方メートルの土壌を掘削することができます。掘削された堆積物はパイプラインシステムを通じて目標の埋め立てエリアまで輸送されます。

カッターサクション浚渫船の建造工程 |出典: ディ・フェイ

「ニュースタージョン」

「新海チョウザメ」は、液化天然ガスとディーゼルの二重燃料動力システムを備えた世界最大かつ中国初の大型牽引吸引浚渫船である。 2023年に完成。船の長さは155.7メートル、幅は32メートル。この船には23トンの浚渫ヘッド（浚渫能力の鍵）があり、巨大な海底「掃除機」のような働きをして、海底の泥を17,000立方メートルの泥タンクに吸い込むことができる。ドラッグヘッドがキャビン内に泥を充填した後、泥は泥排出エリアに運ばれ、下部の泥扉から投げ出されるか、ヘッドの泥排出パイプシステムを通じて指定エリアに吹き飛ばされます。 7,000平方メートル以上のサッカー場を2メートル以上高くするのに十分な量の泥と砂を掘るのに、わずか1時間半しかかかりません。

「ニュースタージョン」｜出典：CCTVニュース

古代の「景尾満海」の伝説から現代のハードコアテクノロジーまで、「干拓」は人類の知恵の進歩を目の当たりにしてきました。古代には「天意に反する」とされたこのプロジェクトは、現在では各国の工学力を示す重要な分野となり、人類に新たな可能性を提供し、より広い発展の場を切り拓いてきました。

参考文献

[1]周雲、陳天、張郃。シンガポールの埋立地の空間的進化と規模変化の傾向[J]。国際都市計画、2016年、31(03):71-77。

[2] 羅張仁香港における埋め立てとその影響の分析[J]。 Acta Geographica Sinica、1997、(03): 30-37。

[3] 潘穆ケーソンを用いた埋立工法[P]天津：CN201510688583.6、2017-05-03。

[4][科学普及中国]-「天坤」：土地開拓のための新しいツール！ - · 科学普及中国ネットワーク

[5] 「天空の鯨」から「天空の坤」まで：中国の大型浚渫機械が長い旅に出発 - 中央企業 - 人民日報オンライン

[6] 中国の人工島「天津」を詳しく見る - その自走能力は世界でもユニーク - 軍事 - 人民日報オンライン

[7] 中国海運公司上海航行局の二元燃料駆動式曳航式浚渫船「新海勲」が正式に進水_ニュース写真_中国政府ネットワーク

著者: Sun Yue、同済大学海洋地球科学学院修士候補 企画・編集者: Xiaoxiaodandelion 科学査読者: Chen Xinquan、上海交通大学造船・海洋・土木工学学院准教授

表紙画像出典：上海ポピュラーサイエンス、写真は「天坤」のリーマー