愛知用水とサイフォン（その２）

２月１６日、ブログを始めてちょうど1年が経ちました。ブログでは個々の記事のアクセス回数まではわからないのですが、同時並行で始めたYouTube（投稿総数106本）ではそれぞれの動画ごとに視聴回数がわかります。この1年間のトップは”ツキノワグマ親子”。しかし、たかだか736回で大した数にはなっていません。第2位が金環日食ですが、アクセスが集中したのは短い期間でした。少し興味深かったのは“愛知用水とサイフォン”のベストテン入りでした。少しずつですが年間を通してアクセスがあったようです。1年前に投稿したブログとYouTubeのエントリーを記しておきます。

　blog: http://blog.goo.ne.jp/kukuzann/d/20120313　

　YouTube: http://youtu.be/vZeLndvSyP8

 

１６日朝、“サイホン”の入口から出口にかけて、GPSを持って歩いてみました。 下は Google map にGPSでとった歩行軌跡を書き込んだものです。この付近の愛知用水にはサイホンが２つあり、写真の右手の、細い道の下を通る距離の短いものが和合第一サイホン、入口と出口の間に県道218号が通り、距離が250m ほどのものが和合第二サイホンとされています。 

 

この日、赤、青の軌跡の線に沿って矢印方向、すなわちサイホン入口から出口に向かって歩きました。、下左にGPSの標高測定データをグラフにしてみました。

 

マップの青い軌跡部分の相対的な標高の変化がグラフの黒い実線です。絶対値を知るために、国土地理院ポータルサイトで、より正確な標高値を調べてみました。（図中３つの丸印）。サイフォンの入り口と出口は47.9m、中間の県道218号線あたりは34.4mとのことです。GPSデータは気圧測定から求めた相対変化、国土地理院のデータは航空機とレーザーから相対変化を求め、基準点と照合した絶対値、両者がそこそこあっていることがわかります。もちろん地面自体のでこぼこもありますし、小数点以下一桁の精度はないと思います。また、水面の標高や通水管の軸の最低点も不明です。しかし、それらを考慮しても、水面の最低～最高点の標高差は少なくとも10m以上はありそうです。

 

ついでですが、国土地理院のサイト（下記）で自宅の標高も簡単に知ることができます。津波が心配な方など、便利かもしれません。
http://saigai.gsi.go.jp/2012demwork/checkheight/index.html

 

グラフの右に、いわゆるサイフォンと”逆サイフォン”の概念図を描いておきました。愛知用水などで用いられているのは下の形で、土木工学分野ではこれを”逆サイフォン”と呼んでいるそうです。本来のサイフォンとちがって、この場合は標高差が10m以上あっても、出口が１cmでも低ければ単に水を流すだけで上流から下流に通水できるはずです。というか、流れを下流でせき止めた状態で、上下流の水面の高さは等しく、用水路の縁の高さまで上昇し縁の低い方から溢れることになります。

 

”サイフォン”をどのように定義するかについては議論があり、分野によって違うのかもしれません。言葉は生き物で、元の意味から離れても広く使われていればそれでよい、という考え方もあります。しかし、”逆サイホン”では水がただ重力にしたがって「高きから低きに流れる」、というだけで面白味がありません。気体圧力の関与を考えないとその不思議さが理解できない本来のサイフォンとはおおいに違っているように思われます。

 

難しい話はこれくらいにして第二サイホン出入り口付近で撮った写真を以下に並べておきます。

 

　　　　　　　　　　　　　第二サイホン入口　ここから水が流入する

　　　　　　　　　　　　第二サイホン入口から出口（円内）を望む

　　　　　　　　　　　第二サイホン出口から入口（円内）を望む

　　　　　　　　　　第二サイホン出口　ここから水がこんこんと湧き出る

 

　　最初のマップ、Ａ地点から矢印方向を見た写真　出口は10数メートルの崖上にある

 

そもそもこの話は、上の写真の崖の上から、突然大量の水流がこんこんと湧きだしているのを”発見”し、感動を覚えたことに始まっています。その点からはサイホンという言葉の定義はどうでもよいとも言えるのですが・・・。

 

ブログ１周年を記念して、もう一度この話題を取り上げてみました。

 

　　　

 

愛知用水 これはサイフォンでしょうか？

３年ほど前、ウォーキングを始めた頃のことです。ある朝、高さ20m ほどの崖の横にある坂道を、何人かの人がウォーキングして下ってくるのを見かけました。何があるんだろう？と思って坂を登ってみると、崖の上からコンコンと水が湧き、流れ出しているではありませんか。

「こんなところに水の流れが」と驚いたものです。それが愛知用水との出会いでした。

　　愛知用水　‐ 高さ20mの崖上の湧きだし口（出口）

場所は愛知郡東郷町。和合ゴルフ場の裏手になります。

和合コースは中日クラウンズの会場。あの石川遼が２年ほど前に世界最小ストロークを記録したゴルフ場です。

見晴しが良く、野鳥との出会いも豊富な愛知用水沿いの道は、その後、折戸川と共に　私の”お気に入りウォーキングコース”　の一つとなっています。

ところで、「崖の上からコンコンと水が湧いて・・・」と書きましたが、水流の入口は、出口から直線距離にして240 m ほど離れたもうひとつの崖の上。入口と出口の間には県道 218 号線、田んぼ、細い農業用水があり、愛知用水はトンネルでその地下を潜っているのです。

入口に行くと、「和合第二サイホン」と書いてあります。

「サイホン」という呼び方に違和感があり、少し調べてみました。

谷や道路や別の川の流れを横切って用水を通すとき、空中を渡すのは水道橋と呼ばれています。ローマやニームの壮大なスケールの水道橋を思い出す方もいることでしょう。反対にトンネルで地下を通すのを「サイホン」あるいは「逆サイホン」と呼ぶことがあるようです。

　　　　　　　　　　　

上図上が本来のサイフォンです。閉じた配管の中が水で満たされているとき、配管の途中が入口より高くても、入口、出口の圧力（気圧）差で水が流れる、というのがサイフォンの原理です。途中の閉じた配管をいったん水で満たす必要があり、配管上部の空気をポンプで抜くなどの特別な工夫が必要になります。しかし、下の場合は入口の水面より高い場所が配管にはなく、入口に水を流せば「水は低きに流れる」という単純な原理で自然に流れていきます。特にサイフォンとか逆サイフォンというほどのことはないようにも思えます。

それにしても、「崖の上から突然滔々たる水の流れが始まる」ことに少しばかり驚き、感動しました。

愛知用水にはいくつか不思議に思っていることがあります。そのうちの一つが下の写真の "571.0" という数字です。

50m ごとに数値が記してあるのですが、なぜか数値の単位は 100m になっています。つまり、"571.0" というのは 57.1km を示しているようなのです。愛知用水は兼山というところで木曽川から取水しているのですが、57.1km はこの取水口からの延長距離と推察されます。

なぜ km 単位でなく、 100m が単位になっているのでしょうか？

愛知用水は知多半島先端部まで流れ、農業、工業用水として利用されています。先日訪れた佐布理池はその溜池の一つで、そこに「水の資料館」があり、愛知池についても様々な展示や説明があります。そこのスタッフの人にこの疑問をぶつけてみました。その方もはっきりしたことはわからないようでしたが、「長い距離を小さな勾配で流すため、50m か100m という短い距離毎に勾配測定をした名残りではないでしょうか？」とのことでした。

愛知用水の日の出と、"サイフォン" の動画を YouTube に投稿しました。

http://youtu.be/vZeLndvSyP8

投稿して知ったのですが、notosanchi さんが同じような動画を一昨年７月にすでに投稿されていました。