以下の文書は以下の日本語訳です。

Culvert - Wikipedia

カルバートは排水渠の訳でもよい場合がありますが、日本語の感じとずれているようです。 カルバートは以下の写真を見れば一目瞭然で、典型的には橋の代りに川を通すためにパイプを埋めたものです。 (川を通す暗渠の意味にもなります。) 日本にも随分あります。大きな川に小さな川が流入する時に、堤防の下を通過する水路もこれに該当します。 (この場合は日本語の「樋門」が該当するが少し難しい用語になる。) 日本語の排水渠では家庭排水を流すために地面に埋められた排水路を指す場合が多く、誤解を招く可能性があります。

カルバートは道路の下、鉄道の下、あるいは類似の障害物を一方の側から他方の側に水が流れることを可能にする構造である。 カルバートは典型的には土で囲まれ、 パイプから作ることができ、コンクリートなどの材質で強化されている。 英国では、この用語は埋設された、より長い人工水路にも使用される。

カルバートは普通に横断排水路として使用され、 道路そばの溝の排水を軽減するためにも、 自然な排水で、川が横断する時に、道路の下を水が通過するためにも使用される。 カルバートは橋のような構造で、車両や歩行者が水路の上を通過し、 一方で水が適当に通過できるようにデザインされた構造でもある。

カルバートは色々な大きさと形があり、 これには円 (round)、楕円 (elliptical)、底面が平ら (flat-bottomed)、底が無い (open-bottomed)、 西洋梨の形 (pear-shaped)、箱のようなもの (box-like construction) がある。 カルバートの形式と形の選択は幾つかの因子に依存し、 これに要求されるのは：　水力学の性能、上流の水面の高さの限界、 そして道路の盛土 (もりど) の高さである。

横断の幅が 12 フィート (3.7 m) より大きければ、構造は橋と呼ばれる。 水が地面の上を通る構造は水道橋と呼ばれる。

カルバートを取り除く工程は、ますます普通なものとなり、デイライティング (daylighting、採光) と呼ばれる。 英国ではこれはデカルバーティング (deculverting、非カルバート化) と呼ばれる。

鋼のカルバートと 落ち込み池 (plunge pool)	波型鋼カルバート、排出口で落下 ノーザン・バーモント	イタリアの多重カルバート (multiple culvert assembly)

コンクリート・ボックス のカルバート	ヴィスワ川の堤防と、ワルシャワの 通りの下のカルバート	テイム川の支流である Holbrook が レンガのの裏打ちをしたカルバート から登場、北バーミンガム

カルバートは色々な材質から作ることができ、 これに含まれるものは：　 現場打ち (cast-in-place) あるいはプレキャスト (precast) のコンクリート (鉄筋が入っていたり、そうでなかったり)、 亜鉛メッキした鋼、 アルミ、 プラスチック (典型的には 高密度ポリエチレン) がある。 2 つ以上の資材を組み合わせて、合成構造を作ることもある。 例えば、底が無い波型鋼の構造 (open-bottom corrugated steel structure) はしばしばコンクリートの足場の上に建設される。

カルバートの設置場所での建設と設置は一般に現場の土壌、川の堤防、あるいは川床に乱れを生み、 望ましくない結果を引き起こすことがあり得、 例えばカルバート構造に隣接する擦り取り穴 (scour hall) と堤防の崩壊 (slumping of banks) がある。

カルバートは適当な大きさで、適切に設置して、 浸食 (erosion) と擦り取り (scour、スカウア) から保護しなければならない。 多くの米国政府機関 -- 例えば連邦道路管理局 (Federal Highway Administration)、 土地管理局 (Bureau of Land Management)、 環境保護庁 (Environment Protection Agency)、 更には州あるいは地方当局 -- が要求することは、 カルバートのデザインと設計は特別な連邦政府、州政府、あるいは地方自治体の規制とガイドラインに沿って、 適切な機能を確実にして、カルバートの崩壊に備える必要がある。

カルバートの分類は荷重能力、水量能力、寿命、土台と埋め戻しの設置要求の標準に よっている。 大半の政府機関はカルバートのデザイン、設計、及び明細で、標準に固執する。

カルバートの崩壊は幅広い理由から起き、 これに含まれるものは、 保守、 環境、 設置に関連した崩壊、 カルバートのまわり、あるいは下の土壌の浸食を引き起こす機能と手順による崩壊、 カルバートの破綻を引き起こす構造や材質の破綻がある。

破綻が突然で破局的であれば、負傷や命が失われることになる。 突然の道路の陥没はこの場を横断するカルバートの設計の結果であるか、 周りの環境の予期せざる (複数の) 変更によりデザイン・パラメーターが超過した結果である。 小さすぎるカルバートを通過する水は時間と共に周りの土壌をはぎ取っていくことになる。 これは中程度の雨の時に、突然破綻する原因となる。 カルバートが破綻する事故が起きるのは：　 カルバートが適当な大きさでなく、洪水により、カルバートが圧倒される、 あるいは、この上の道路や鉄道が崩壊する場合である。

破綻がなく、カルバートの機能が継続することは、 適当なデザイン・設計考察に依存し、 これら (デザイン・設計考察) を決めるのは：　 荷重、 水流 (hydraulic flow)、 周りの土壌解析、 埋め戻し、 土台圧縮、 浸食保護である。 カルバートの周りの不適切にデザインされた埋め戻しによる支えは、 不適切な荷重の支えから、材質崩壊あるいは破綻する結果となる。

既存のカルバートにとり、 劣化したり、構造的完全性を損失したり、あるいは 新しい基準や標準に合致する必要性があれば、裏打ちパイプ (reline pipe) を使用して復旧することは、 交換するよりも望ましいかもしれない。 裏打ちカルバート (reline culvert) の大きさは、 新しいカルバートのものと同じ水流デザイン基準 (hydraulic flow design criteria) を使用する、 しかしながら裏打ちカルバート (reline culvert) は既存のカルバート、あるいは ホスト・パイプ (host pipe) に挿入されることを意味し、 裏打ち設置はホスト・パイプと裏打ちパイプの間の環状の空間を グラウト材 (典型的には低圧強度のグラウト (low compression strength grout)) で固めることが要求され、これにより浸透と土壌移動が削減される。 グラウト材で固めることは、 裏打ちパイプ、ホスト・パイプ、及び土壌の間の構造接続を確立する手段の役目も果たす。 パイプの大きさと充填する環状空間、更には内部と外部の間のパイプのリフト (持ち上げ) は言うまでもなく、グラウト材の複数段階、あるいはリフトにより実施されることが 要求される。 複数リフトが必要であれば、グラウト材で固める計画が必要となり、 これにより必要となるものは：　 グラウト材の挿入チューブ、エアー・チューブの設置、 使用されるグラウト材、 グラウト材を挿入するための必要とされる挿入圧力である。 裏打ちパイプの直径がホスト・パイプよりも小さいので、 横断する流れの部分は小さくなる。 とても滑らかな内部表面を持つ裏打ちパイプ -- およその ヘーゼン・ウィリアムス (Hazen Williams) マサツ係数 C が 140 - 150 の値 -- を選択することにより、 減少した通水断面 (flow area) は相殺 (offset) され、流水率 (hydraulic flow rates) は、減少した表面マサツにより増大する可能性がある。 高い C 因子を持つ材質の実例は 高密度ポリエチレン (150) と ポリ塩化ビニル (140) である。

安全で安定した川の横断は野生生物の場所を提供し、川の健康を保護し、 一方で、高価な浸食と構造被害を減少している。 小さくて、貧弱に設置されたカルバートは水質と 水生生物 (aquatic organism) に問題を引き起こす。 貧弱にデザインされたカルバートは 擦り取り (scour、スカウア) と浸食 (erosion) により水質を悪化させ、 更には水生生物の上流と下流の生息域の間の動きを制限することはいうまでもない。 魚は貧弱にデザインされた横断構造により、生息域を失う普通の犠牲者である。

水生生物の通過を提供するカルバートは魚、野生生物、 そしてその他の水生生物の移動の障害を減少する。 これらは水中での通過が必要なのである。 貧弱にデザインされたカルバートは中規模から、大規模の雨には 沈殿物でもっと詰まりやすいこともある。 もしもカルバートが大量の川の水を通すことができなければ、 水は道路の盛土 (embankment) の上にあふれる。 これは随分と浸食の原因となり、究極的にはカルバートを押し流す。 押し流された盛土 (embankment) の材質は下流の他の構造に詰まり、 これも同様に破綻させる。 これは農作物と資産にも被害を与える。適当な大きさの構造と堤防の硬い外装 (hard bank armoring) は この圧力を軽減する助けになる。

カルバート様式の交換は川の復活で広範囲に行われている。 この実践の長期間の恩恵は破壊的な破綻の危険を少なくし、 魚の通過を改良することである。 もしも最良の方法を実践すれば、水生生物における短期間の影響は 最小になる。

このカルバートには自然な 表面と底を接続する野生生物 の生息域がある。	水生生物の通過と両立するカルバート への交換、バーモント州フランクリン カーミ湖のすぐ上流

カルバートの排出容量は水文科学 (hydrological) と水力学 (hydraulic) の 工学的考察から得られ、この結果は時々、円筒の中で大きな速度となり、 魚の通過の障壁になった。 魚が通過する観点からは、カルバートの致命的なパラメーターは 円筒の大きさで、とりわけ長さ、断面の形、そして逆向きの傾きである。 カルバートの大きさ、光の状態、水の乱流に対しての魚の種類による 行動の反応は、泳ぐ能力とカルバートの通過率に役割を演じているかもしれない。 魚のカルバート通過に最も関連のある乱流を究明する単純な技術的方法はないが、 水の乱流は魚の行動にキーとなる役割を演じることは理解されている。 およぐ魚と渦構造の間の相互作用は関連する長さと時間の尺度 の幅広い範囲が関連している。 最近の議論で強調されることは：　 第 2 の流れの動き、 乱流スケールの範囲との関連で魚の大きさの考察、 魚が乱流構造を利用できる場合に、この恩恵の役割である。 魚によるカルバート通過の現在の文献の大半は、 速く動く種類の魚に焦点を合わせているが、 わずかな研究は小さな魚 -- 幼魚を含む -- のためのより良いガイドラインを議論している。

エネルギー・ロスが最小のカルバート、あるいは水路は、落差最小の構想を持ってデザインされた構造である。 進入水路の流れは、流線型の流入口を通り抜けて、 円筒 -- ここで水路の幅が最小 -- に縮小し、次に流線型の流出口で拡張し、 最後に下流の自然水路に放出される。 流入口と流出口はどちらも流線型にして、多大な形状損失 (form loss) を避けなければならない。 円筒はしばしば低くされて、放出能力を拡大される。

エネルギー・ロス最小のカルバートの構想は 1960 年代末にビクトリア州の 地方自治体 (shire) の 1 人の技術者とクイーンズランド大学の 1 人の教授により開発された。 大きさが小さな構造の幾つかは、ビクトリア州でデザイン・建設されたが、 幾つかの大きな構造はクイーンズランド南西部で、デザイン・テスト・建設された。

林業では、横断排水のカルバートの適切な使用は林業の作業を継続しながら、水質を改善する。