〈愛媛県高等学校教育研究会長賞〉砂の飛び方の研究西条市立西条西中学校１ (2) 研究の動機２年戸田彩花指導教諭山田雅也風の強さと飛び方砂を入れたケースと大型扇風機までの距離を変え天気が良く風の強い日には、グランドの砂が部活ることで、風の強さを調整して研究を行った。中舞い上がり、砂が目に入ることがよくある。また近年、中国から日本へたくさんの黄砂が飛んできて、研究の結果、風が強いほど、加速度的に砂の飛ぶアレルギーの原因になっていることを新聞で読んだ。量が多くなり、砂の粒子が細かいほど、重量が小さいため、飛びやすいことがわかった。そこで、砂が飛ばないようにすれば、部活動も楽 (3) になるし、アレルギー予防や、砂漠化防止にもなる植物の模型として弁当に入れるバランを用い、砂と思い今回研究を行った。２植物を植えることによる対策に差し込む方法をいろいろ変えて研究を行った。研究の方法 ① 砂等を入れたケースに、屋外用の大型扇風機でお植物の量植物を直線状に１列、２列、３列と植えた場合、こした人工の風を当て、いろいろ条件を変えて研究３列に植えたパターンが一番砂が飛ばなかった。たを行った（写真１）。次に、砂を飛ばさないようにする対策を見つけ出だし、植物が壁となり、植物に沿った風の流れがですために、砂の中に植物や壁(フェンス)の模型を入きるため、植えつけ間隔が狭いと、植物に対して前れたり、砂に水を含ませたりして研究を行った（写後から風が当たり、倒れやすくなった。よって、何列も植物を植える場合、植えつけ間隔真２）。をある程度開けた方がよいということがわかった。 ② 高さの高い植物バランを縦に２段貼りつけて高さの高い植物の模型を作り研究を行ったところ、植物に当たる風のエネルギーが強くなり、植物自体が倒れたり飛んでしまい、多くの砂が飛んだ。よって、高さの高い植物を使った対策では、十分写真１３写真２根づかせ、根が風のエネルギーに対して抵抗体にな研究の内容と結果 (1) る必要があると思った。飛びやすい土の種類 ○ 山砂、川砂、粘土それぞれをケースに入れて大型わかったこと高さのあまり高くない植物を、ある程度間を開け扇風機の風を当て、研究を行った。ながら何列かに分けて植えると、風のエネルギーが研究の結果、川砂は山砂に比べ土の粒の大きさが徐々に弱まり、砂の飛散防止に効果的であることが約２倍あるため重く、川砂の方が飛びにくいことがわかった。わかった。また粘土は、一つ一つの粒の大きさは小 (4) 地上に壁（フェンス）を作ることによる対策さいけれど、粘土に含まれている水が粘土の粒同士壁（フェンス）の模型として、網目が３ｍｍ角のをくっつけ、かたまりで存在しているため、土としプラスチックの板と、網目が１ｍｍ角のビニールのては重く飛びにくいことがわかった。袋を砂に差し込み、①網目の大きさ、②壁の傾きをよって、一番飛びやすいのは、土の粒が小さく、変えて研究を行った。土としてかたまりになりにくい、山砂であることが ○ わかった。風に対してあまり抵抗とならないように壁を風下以上より、研究で使用する土は、一番飛びやすかわかったこと側に傾けておくことが、砂の飛散防止に効果的であった山砂とした。ることがわかった。 - 15 - (5) 地下に壁（フィルム）を作ることによる対策表２ ①グランドと②黄砂の発生場所である砂漠の特徴壁（フィルム）の模型としてクリアファイルを用い、砂を入れたケースの底に着くほど深く入れ、① 地下に入れる壁の数と入れ方、②地下に壁でなく棒を入れる等の研究を行った。 ○ ①グランド狭い有る良い求められる求められる土地の広さ散水施設植物の生育環境広場、運動施設としての利用性経済性 (4) わかったこと ②砂漠広い無い悪い求められない求められる研究した対策ごとに適応可能か検討する（表３、表４）。地下に壁を作る場合は、ある程度硬い材質でないと、壁が風により振動してしまい、よけいに砂を飛表３ばしてしまうことがわかった。広場、運動施植物の生育地上に物を設としての使土地の狭いと散水施設の環境の良いと出してはいけ用性を求めら経済性ころで使用であるところでころで使用でないところでれる所で使用使用できるかきるか使用できるかきるかできるか（１）土の種類による対策 ○ ○ ○ ○ × ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ （２）植物による対策 ○ ○ ○ × ○ × （３）地上部に壁を作る対策 ○ （４）地下部に壁を作る対策 ○ ○ ○ ○ × （５）水分を地中に含ませる ○ ○ ○ ○ ○ ○ 対策（地表面に散水）（５）水分を地中に含ませる ○ ○ ○ ○ × △ 対策（地表面に散水） (6) 地中の水分量を増やすことによる対策 ① 地中の水の量、②地中に水を含ませた物を混ぜるなどの実験をして水分量がどの程度砂の飛び方に影響するかを研究した。 ○ 表４わかったこと ①グランドへの対策の評価植物の生育土地の狭いと散水施設の環境の良いところで使用であるところでころで使用で使用できるかきるかきるか面が湿る程度散水する必要があり、手間がかかり大（１）土の種類による対策（２）植物による対策（３）地上部に壁を作る対策（４）地下部に壁を作る対策（５）水分を地中に含ませる対策（地表面に散水）（５）水分を地中に含ませる対策（地表面に散水）吸水した状態を長時間地中に保持できれば、散水による労力と水を節約できると考えて研究を行った。 (5) 吸水材を砂に混ぜると、地表面だけでなく、地中のエネルギーに対して抵抗力を発揮し、飛びにくくなることがわかった。まとめ研究の動機は、『グランドの砂の舞い上がり対策』と『黄砂の発生防止対策』だった。両方とも、風によって発生するが、風を止めることは不可能であるため、いかに砂を飛ばさないようにするかという対策について研究を行った。ただし、①グランドと②黄砂の発生場所である砂漠では面積などが違いすぎるので、それぞれの場所研究した対策の評価研究の結果効果の高い対策飛んだ距離(cm) 総合評価 × △ ○ ○ ○ × ○ ○ ○ × ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ × ○ ○ ○ × ○ ○ ○ × × ○ ○ ○ ○ × ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ①グランド②黄砂の発生場所である砂漠で使実際に使用する場合の工夫グランドの周辺に花壇を作る風の強い日は定期的に散水する表６ ②黄砂の発生場所である砂漠で使用できる対策対策項目各対策項目の中で実際に使用する場合研究の結果一番効の工夫果の高い対策壁を風下側に傾けて網目の大きさを現地立てる（3mm角の網実験で決める地上部に壁を作る対策目）地上に2mm壁を出し地上に出す壁の量をた地中壁を２列作る現地実験で決める地下部に壁を作る対策 (6) 研究した対策の結果を整理する（表１）。表１ × 水を含ませた吸水材吸水材と砂を均一に混ぜる機械を作る水分を地中に含ませる対策を砂に混ぜるに有効な対策を研究結果から見つけていった。 (2) 広場、運動施地上に物を設としての使出してはいけ用性を求めら経済性ないところでれる所で使用使用できるかできるか表５ ①グランドで使用できる対策対策項目各対策項目の中で研究の結果一番効果の高い対策植物を直線上に３列植物による対策植える地表面に散水する水分を地中に含ませる対策砂のかたまりができ、砂の重さが重くなることで風 (1) ○ 用できる対策を選定する（表５、表６）。にも水を保持できるため地表面だけでなく地中にも４ × ○ × △ ②黄砂の発生場所である砂漠への対策の評価散水により砂が飛ばないようにする方法は、地表変である。そこで、吸水性のよい物を混ぜることで総合評価飛んだ全体量(g) 具体的な対策例 ① グランド・グランドの周辺に花壇を作る(植物を植える対策)｡（１）土の種類による対策砂５０％に川砂５０％を混ぜる。 60 73.3 ・定期的に散水する(地中の水分量を増やす対策)。（２）植物による対策植物を直線上に３列植える。 90 137.4 ② 黄砂の発生場所である砂漠 75 73.3 ・水を含ませた吸水材を砂と混ぜる（地中の水分 80 87.9 40 73.3 30 24.4 150 219.8 壁を風下側に傾けて立てる。（3mm角の網の目）地上に2mm壁を突き出した地中（４）地下部に壁を作る対策壁を２列作る。 ①地表面に100cc散水する（５）水分を地中に含ませる ②水を含ませた吸水材を砂に混対策ぜる。（３）地上部に壁を作る対策（６）無対策量を増やす対策)。・作る対策）。・ (3) 砂漠の地下へ一定間隔で壁を作る（地下に壁を砂漠周辺の地上部に壁を作る（地上に壁を作る対策）。 ①グランドと②砂漠の特徴をピックアップする（表２）。 - 16 -