Canal - Unga (English spelling) canal

Japanese: 運河 - うんが（英語表記）canal

A canal is an artificial waterway built for navigation, irrigation, water supply, or drainage. Most of them are created by excavating land, but canals can also be called waterways created by filling in landfilled areas, waterways created by renovating rivers, or navigation channels created by dredging the coast.

[Hideo Igarashi]

Types and Structure

Canals can be broadly classified by function into water-operated canals and irrigation canals. Water-operated canals can be further classified into ocean-operated ship canals and inland canals. Ocean-operated ship canals are canals that connect oceans, such as the Suez Canal and the Panama Canal. Inland canals are canals that connect two rivers or run parallel to a river, such as the Manchester Canal in the UK and the Illinois Canal in the US.

Canals can be classified structurally into horizontal canals and gated canals. A horizontal canal is one with almost no elevation difference, and the Suez Canal is a typical example. To build such a canal, the terrain must be flat, or there must be no mountainous areas along the route that would make excavation difficult. A gated canal is a canal that connects seas and rivers with different water levels, and has an intermediate drop in the middle of the canal, with lock gates so that ships can go up and down this drop. The reason for using a gated canal is that if a high water level and a low water level were directly connected, the flow rate of the waterway would be too high, and the waterway would not be deep enough. Famous examples of this type of canal include the Panama Canal and the Kiel Canal (Nord-Ostsee Canal) in Germany, and the Panama Canal uses this method to move ships to Lake Gatun, which is 26 meters above sea level.

[Hideo Igarashi]

Construction method

The main part of canal construction is a large amount of excavation work over a wide area. This is convenient for mechanization of construction, and scrapers, bulldozers, power shovels, bucket excavators, etc. are used. Canalized rivers generally have a fairly wide channel, but artificial canals have a narrow channel, and both banks are washed by waves every time a ship passes, so sufficient bank protection work is required. Also, when a canal is built in a place where the waterway is built by filling up the landform or on a plateau with a low groundwater level, there is a lot of leakage from the canal, so a clay or concrete layer must be laid on the bank and riverbed to waterproof it. When connecting two seas or two large rivers with an artificial canal, the waterway often crosses a watershed where the direction of the water flow reverses. In this case, many lock gates are required, and how to supply water to the lock gates becomes a major problem. For this reason, it is necessary to build a reservoir in the middle of the canal or a facility to pump up water.

[Hideo Igarashi]

history

Canals have a long history. Around 3000 B.C., in the Oriental civilizations, canals were built in Mesopotamia and Egypt that used the waters of the Tigris, Euphrates, and Nile rivers. Around 510 B.C., Darius I of the Persian Empire is said to have planned a canal connecting the Mediterranean Sea and the Red Sea, which could be considered the predecessor of the Suez Canal. Meanwhile, in the Orient, creeks had been used as canals for irrigation and flood control since ancient times in China, where the Yellow River civilization flourished. In the 12th and 13th centuries, a Grand Canal was built that connected the Yellow River and the Yangtze River (Yangtze River), and was the largest in the world at the time, with a total length of about 1,900 km. Until the time of the Grand Canal in China, both in the West and the East, canals had a gentle bed gradient and were horizontal. Lock gates were introduced to canals in China and the Netherlands around the 14th century, and from this period onwards inland canals saw great development. In the 18th and 19th centuries, along with advances in civil engineering technology, canal construction became more active, supported by the economic demands of the Industrial Revolution. This period is known as the "Canal Age" in the history of transportation, and until the development of rail transport in the 19th century and road transport in the 20th century, rivers and canals made a major contribution to a country's industrial development.

Looking at modern canals by country, the Bridgewater Canal was opened in England in 1776, with a length of 46 km from the mouth of the Mersey River to Manchester. The success of this canal motivated the construction of modern canals, and a network of 3,400 km of canals was built throughout England. Another famous canal is the Manchester Ship Canal, opened in 1894. It connects Manchester to the Irish Sea, and with a length of about 58 km, ships of 10,000 to 20,000 tons can travel all the way to Manchester. The center of the canal network in France is north of the Seine River, with a total length of about 4,800 km. A famous example is the Grand Canal of Alsace, which runs parallel to the Rhine River from the center of the Alsace region to Strasbourg from the Quince Dam. One of its characteristics is the large number of canal tunnels, as it passes through hilly areas. Many of the canals in the Netherlands are small canals built for the purpose of draining lowlands and controlling flooding. The total length of the canals is about 7,000 km, connecting the ports of Rotterdam and Amsterdam with inland cities. Belgium, like the Netherlands, has a well-developed network of drainage canals, and the Albert Canal, which was fully opened in 1939, is famous for its water management. This directly connected the heavy industrial region of Liège with the trading port of Ambers without having to detour through the Netherlands. Germany is blessed with natural rivers such as the Rhine, Weser, Elbe, and Oder, and canals that cross these rivers connect inland cities. Famous canals include the Dortmund-Ems Canal, which connects the Ruhr region with the North Sea, and the Mittelland Canal, which opened in 1938. The length of canals in the Soviet Union reached about 130,000 km. Famous canals include the White Sea-Baltic Canal (1933), the Moscow-Volga Canal (1937), and the Volga-Don Canal (1952), which turned Moscow into an inland port connected to the sea. In the United States, important canals were opened around the Great Lakes in the early 19th century. The characteristic of the canals in the United States is that many of them are large-scale canals that were created by converting rivers into canals, and the New York State Barge Canal and the Illinois Canal are famous.

Ocean canals developed from the late 19th century to the early 20th century. Famous canals include the Suez Canal (162 km between Port Said and Suez, opened in 1869), the Kiel Canal (98 km between the North Sea and the Baltic Sea, opened in 1895), and the Panama Canal (82 km between the Pacific Ocean and the Caribbean Sea, opened in 1914). Together with the inland Manchester Ship Canal (58 km between Manchester and the River Mersey, opened in 1894), they are known as the four largest canals in the world.

In Europe, the Rhine-Main-Danube Canal, construction of which began in 1921, was completed in 1992. With the opening of this canal, it became possible to cross the North Sea from the Black Sea, and European countries were now connected to each other by canal.

Canals connecting open oceans have a great impact on international trade and military significance, and have become an important issue in the fields of international politics and international law.

[Hideo Igarashi and Satoshi Suzuki]

Japanese canals

In Japan, water transport became popular during the Edo period, mainly for the transportation of rice, and several canals were built. Japan's first full-scale canal was the Takasegawa River in Kyoto, designed by Suminokura Ryoi. Other famous canals include Horikawa Canal in Nagoya, designed by Fukushima Masanori, and Teizanbori Canal in Sendai, designed by Date Masamune. Since the Meiji period, famous canals include the Lake Biwa Canal, which was completed in 1890 (Meiji 23), the Asaka Canal, and the Tone Canal.

[Hideo Igarashi]

The modern significance of the canal

Today, with the highly developed economy and the strengthening of organic connections between life and industry, and with remarkable advances in civil engineering technology due to the mechanization of civil engineering works and the development of civil engineering materials, it is now possible to build canals for flood control, irrigation and drainage, power development, water transportation, and other purposes. The development of new water resources through the construction of canals not only contributes to land improvement and conservation and forest resource development, but also promotes regional industrial development through the supply of large amounts of cheap electric energy and the provision of low-cost transportation. In Japan, the use of canals has decreased due to the development of railways and automobile transportation. However, worldwide, their significance is being reconsidered, for example, for use in leisure activities and for hydroelectric power generation in response to environmental and energy issues.

[Hideo Igarashi and Satoshi Suzuki]

Suez Canal
The world's largest horizontal ocean canal, connecting the Mediterranean Sea and the Red Sea. It was opened in 1869. After several expansion works, it became possible for tankers carrying 240,000 tons of crude oil to pass through. Egypt ©Shogakukan ">

Suez Canal

Panama Canal
The canal connects the Caribbean port of Cristobal (Colon) and the Pacific port of Balboa (Panama City). The photo shows the Miraflores Locks. Panama City, Panama ©Shogakukan ">

Panama Canal

Cross-section and location of the Panama Canal
©Shogakukan ">

Cross-section and location of the Panama Canal

Takase River in the Meiji Period
"Kyoto Landscapes" (1903, Meiji 36) owned by the National Diet Library

Takase River in the Meiji Period

Teizanbori moat in the Meiji period
Near the Gamo Lock, which connects to the Nanakita River. Takasago Village, Miyagi County, Miyagi Prefecture (present-day Gamo, Miyagino Ward, Sendai City). "Photograph Album of Imperial Visits" (1908 (Meiji 41)) National Diet Library .

Teizanbori moat in the Meiji period

Lake Biwa Canal (First Canal First Tunnel East Exit) (Meiji period)
Otsu Town, Shiga County, Shiga Prefecture (present-day Otsu City). "Photographic Collection of Scenic Places and Historic Sites of Japan, Based on National Elementary School Textbooks, Heaven" (1912, Meiji 45), National Diet Library .

Lake Biwa Canal (First Canal No. 1 Tunnel East Exit) (Ming.…

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

舟運、灌漑(かんがい)、用水、排水のために設けた人工の水路。その多くは陸地を掘削してつくるが、埋立てのときに埋め残してつくった水路、河川を改修してつくった水路、海岸を浚渫(しゅんせつ)した航路も運河とよぶことがある。

［五十嵐日出夫］

種類と構造

運河を機能的に分類すると、水運用運河と灌漑用運河とに大別される。水運用運河はさらに海洋船運河と内陸運河とに分類することができる。海洋船運河は海洋と海洋とを結ぶ運河であり、スエズ運河やパナマ運河などがこれである。内陸運河は二つの河川を連絡したり、河川に並行する運河であり、イギリスのマンチェスター運河、アメリカのイリノイ運河などが著名である。

　運河を構造的に分類すると水平運河と有門運河とに分けられる。水平運河は水路の高低差のほとんどない運河をいい、その代表的な例としてスエズ運河があげられる。この運河をつくるためには、平らな地形であるか、掘削工事が困難であるような山地がルート上にないことが必要である。有門運河とは、水位の違う海と海、川と川とを結ぶ運河であり、運河の途中に中間的な落差をつくり、この落差を船が上下できるようロックゲートlock gateが設けられている。有門運河とする理由は、高い水面と低い水面とをそのまま連絡すると水路の流速が大きくなりすぎることと、水路の水深が不足するためである。この種の運河としてはパナマ運河、ドイツのキール運河（ノルト・オストゼー運河）が有名であり、パナマ運河ではこの方式によって湖面の標高26メートルのガトゥン湖まで船を移動させている。

［五十嵐日出夫］

工法

運河工事の主要部分は広い範囲にわたる大量の掘削工事である。このことは工事の機械化のためには好都合であり、スクレーパー、ブルドーザー、パワーショベル、バケット式掘削機などが利用される。運河化された河川では一般に水路幅がかなり広いが、人工水路では水路幅が狭く、両岸は船が通るたびに波で洗われるため、十分な護岸工事を必要とする。また、地形上から盛り土をして水路をつくった所や地下水位の低い高原で運河をつくる場合には、運河からの漏水が多く、岸や河床に粘土層、コンクリート層を設け防水しなければならない。二つの海や二つの大河川を人工運河で結ぶ場合には、水路が水の流れる方向が逆転する分水界を越えることが多い。この場合には多数のロックゲートが必要となり、ロックゲートにいかに水を補給するかが大きな問題となる。このため運河の途中に貯水池を設けたり、水をポンプで汲(く)み上げる施設が必要となる。

［五十嵐日出夫］

歴史

運河の歴史は古く、オリエント文明では、紀元前3000年ごろのメソポタミアやエジプトで、ティグリス川、ユーフラテス川、ナイル川の水を利用した運河がつくられた。また前510年ごろ、スエズ運河の前身ともいうべき地中海と紅海とを結ぶ運河が、ペルシア帝国のダレイオス1世によって計画されたと伝えられる。一方東洋では、黄河文明の栄えた中国で古くからクリークcreek（溝渠(こうきょ)）が灌漑、治水用の運河として使用されていた。12～13世紀にかけて黄河(こうが／ホワンホー)と長江(ちょうこう／チャンチヤン)（揚子江(ようすこう／ヤンツーチヤン)）を結ぶ、当時としては世界最大の全長約1900キロメートルに及ぶ大運河がつくられた。この中国の大運河時代までの運河は、西洋、東洋を問わず水路の床勾配(こうばい)が緩やかな水平運河であった。14世紀ごろに中国およびオランダの運河にロックゲートが取り入れられ、この時期を境に内陸運河は大きな発達をみた。18～19世紀に入り、土木技術の進歩とともに、産業革命による経済の要請に支えられ運河づくりが活発になった。この時代は交通史上「運河時代」とよばれ、19世紀の鉄道交通の発展、20世紀の道路交通の発展までは、河川および運河が一国の産業発展に大きく貢献していた。

　近代の運河について各国別にみると、イギリスでは1776年、マージー川河口よりマンチェスターに至る延長46キロメートルのブリッジウォーター運河が開通した。この運河の成功が近代運河建設の一つの動機となり、3400キロメートルに及ぶ運河網がイギリス全土に張り巡らされた。このほか著名な運河としては、1894年に開通したマンチェスター・シップ運河がある。マンチェスターとアイリッシュ海とを結ぶ運河で、延長約58キロメートル、1～2万トン級の船舶がマンチェスターまでさかのぼることができる。フランスの運河網の中心はセーヌ川以北にあり、総延長は約4800キロメートルである。著名なものとしては、アルザス地方の中央をカンス・ダムからストラスブールまでライン川と並走するアルザス大運河があげられる。丘陵地帯を通過しているため、運河用トンネルが多いことが特徴の一つである。オランダの運河は低地排水と治水を目的につくられた小運河が多い。総延長は約7000キロメートルに達し、ロッテルダム港、アムステルダム港と内陸都市を結んでいる。ベルギーもオランダ同様、排水用運河網が発達し、水運用としては1939年に全通したアルベール運河が有名である。これによってリエージュ重工業地帯とアンベルスの貿易港がオランダを迂回(うかい)することなく直接結ばれた。ドイツはライン川、ウェーザー川、エルベ川、オーデル川の自然河川に恵まれ、これらの河川を横断する運河が内陸都市と結ばれている。著名なものには、ルール地方と北海を結ぶドルトムント・エムス運河や、1938年に開通したミッテルラント運河がある。ソ連の運河は延長約13万キロメートルにも達していた。著名なものに白海バルト海運河（1933）、モスクワ・ボルガ運河（1937）、ボルガ・ドン運河（1952）があり、これらの運河によりモスクワが海につながる内陸港となった。アメリカでは19世紀の初頭、五大湖を中心にして重要な運河が開通した。同国の運河の特徴は河川の運河化による大規模なものが多く、ニューヨーク州バージ運河、イリノイ運河が有名である。

　海洋船運河は19世紀末期から20世紀初期にかけて発達した。これらの運河としてはスエズ運河（ポート・サイド―スエズ間約162キロメートル、1869年開通）、キール運河（北海―バルト海間約98キロメートル、1895年開通）、パナマ運河（太平洋―カリブ海間約82キロメートル、1914年開通）が有名であり、内陸運河のマンチェスター・シップ運河（マンチェスター―マージー川間約58キロメートル、1894年開通）とあわせて世界の四大運河と称されている。

　またヨーロッパにおいては、1921年から建設が進められたライン・マイン・ドナウ運河が1992年に完成した。この運河の開通により、北海から黒海の横断が可能になり、ヨーロッパ各国が運河で相互に結ばれた。

　外洋間を結ぶ運河は国際貿易に及ぼす影響や軍事的意義が大きく、国際政治、国際法の分野で重要な問題とされてきている。

［五十嵐日出夫・鈴木聡士］

日本の運河

日本においても江戸時代、米の輸送を中心に舟運が盛んとなり、いくつかの運河がつくられた。日本最初の本格的な運河は角倉了以(すみのくらりょうい)による京都の高瀬川である。このほか、福島正則(まさのり)による名古屋の堀川、伊達政宗(だてまさむね)による仙台の貞山堀(ていざんぼり)が有名である。明治以降では1890年（明治23）に完成した琵琶(びわ)湖疏水や安積(あさか)疏水、利根(とね)運河が有名である。

［五十嵐日出夫］

運河の現代的意義

経済が高度に発達して、生活、産業間の有機的連関が強まり、一方においては土木工事の機械化、土木材料の開発による土木技術の進歩が著しい現在において、運河を大出水調節、灌漑排水、電力開発、水運などのために建設することが可能となった。運河の建設による新たな水資源開発は、土地改良保全、森林資源の開発のみならず、大量安価な電力エネルギーの供給や低廉な輸送手段の提供を通し、地域の産業開発を促進させる。日本においては、鉄道や自動車輸送などの発展により、運河の利用は少なくなっている。しかし世界的には、レジャーでの利用、あるいは環境・エネルギー問題への対応に関連して、水力発電利用など、その意義が見直されている。

［五十嵐日出夫・鈴木聡士］