JP2004180529A - 地下灌漑システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】圃場(耕作区13)の地中に有孔管22を埋設するとともに該有孔管の下流側に水位設定器31を設置し、該水位設定器によって排水水位を調節することによって圃場の水位を設定する地下灌漑システムにおいて、給水路14からの用水を圃場に供給するための地下給水管41を圃場の地中に埋設し、該地下給水管と前記有孔管とを有孔管の排水側で接続し、該地下給水管から有孔管に用水を供給するように形成する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、地下灌漑システムに関し、詳しくは、地下に埋設した有孔管からの排水水位を調節することによって圃場の地下水位や地表水位を設定する地下灌漑システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年行われつつある地下潅漑は、畑作時の圃場の地下水位を調節して毛管現象により水分を補給するものであって、地下水位を作物に適した水位に調節することによって収穫量向上等の効果を得ることができる。この地下潅漑は、圃場の地中に有孔管からなる暗渠排水パイプを埋設し、地中の余剰地下水を排水路に排出するとともに、不足する用水の供給も暗渠排水パイプを利用して行うのが一般的である(例えば、特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−155375号公報(第2頁、第1,2図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような地下灌漑において、圃場の水位は、畑作と稲作との相違、作物の生育状況、圃場の地質等の各種条件に応じて適切に設定する必要があり、また、肥料や農薬の流出も最小限に抑える必要がある。さらに、供給される用水中にゴミや土砂のような異物が多く含まれていると、これらの異物が暗渠排水パイプ内に蓄積して通水性能を阻害するおそれもある。
【0005】
そこで本発明は、圃場からの肥料や農薬の流出を最小限に抑え、各種条件に応じた適切な灌漑を行えるとともに、暗渠排水パイプ(有孔管)内への土砂等の蓄積も抑えることができる地下灌漑システムを提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の地下灌漑システムは、圃場の地中に有孔管を埋設するとともに該有孔管の下流側に水位設定器を設置し、該水位設定器で排水水位を調節することにより圃場の水位を設定する地下灌漑システムにおいて、給水路からの用水を圃場に供給するための地下給水管を圃場の地中に埋設し、該地下給水管と前記有孔管とを、該有孔管の排水側で接続したことを特徴としている。
【0007】
さらに、本発明の地下灌漑システムは、前記地下給水管の末端が排水路側に開放可能に形成されていること、前記地下給水管が前記有孔管よりも深い位置に埋設されていること、前記地下給水管が前記有孔管よりも大きな口径を有していること、前記地下給水管は圃場の灌漑中は満水状態となっていること、また、前記給水路から耕作区内に用水を直接供給可能な取水口が設けられていることを特徴としている。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1及び図2は、本発明の地下灌漑システムの第1形態例を示すもので、図1は地下灌漑システムの断面図、図2は配管系統を示す概略平面図である。また、図3及び図4は、本発明の地下灌漑システムの第2形態例を示すもので、図3は断面図、図4は平面図である。
【0009】
まず、図1及び図2において、圃場の内部は、農道11や畦畔12によって複数の耕作区13に区画されており、一方の農道部分には給水路14が設けられ、他方の農道部分には排水路15が設けられている。各耕作区13には、作物の種類やその生育状況に応じて水位を適切に設定するための地下灌漑システムがそれぞれ設けられている。なお、給水路や排水路は圃場の状況に応じて任意の位置に設けることができ、畦畔の部分に設けられていることもあり、パイプラインで形成されていてもよい。
【0010】
地下灌漑システムは、耕作区13の地中に、集合管21から分岐した複数の有孔管22を並列に等間隔で埋設するとともに、前記集合管21から前記排水路15に至る排水管23の途中に水位設定器31を設置したものであって、この水位設定器31によって耕作区13からの排水水位を調節することにより、各耕作区13における水位を所定の水位に設定できるように形成されている。
【0011】
さらに、前記給水路14には、給水路14から耕作区13に直接用水を供給することができるように、取水弁24を有する取水口25が設けられるとともに、用水を前記有孔管22に向けて供給するための地下給水管41が接続されている。なお、取水口25や地下給水管41の用水取入口部分には、配管経路内で詰まるおそれのある粗大なゴミを分離するための目の粗いフィルターを設けておくことが望ましく、さらに、用水取入量を調節するための弁や堰、流量を確認するための流量確認手段等を設けておくことができる。
【0012】
前記地下給水管41や集合管21は、複数の有孔管22の全体に用水を供給するため、有孔管22より口径の大きなもの、例えば有孔管22の口径の2倍程度の口径、具体的には、呼び径50程度の有孔管22に対して呼び径100程度のパイプを用いればよい。
【0013】
前記地下給水管41は、耕作区13の地中に、前記有孔管22と同程度の深さ、好ましくは有孔管22よりも深い位置に、前記排水路15に向けて水平方向あるいは適度な水勾配を設けた状態で埋設された給水本管部42と、この給水本管部42の上流部分から立ち上がって前記給水路14に接続した取水管部43と、給水本管部42の下流側から分岐して前記有孔管22の排水側に位置する前記排水管23に接続する給水管部44と、給水本管部42の下流側を延長して前記排水路15に至る放水管部45と、この放水管部45を開閉して排水路15に開放可能とするための止水部46とで構成されている。
【0014】
また、前記水位設定器31は、水位設定枡32の下部に、排水管23の上流側配管23a及び下流側配管23bをそれぞれ接続するとともに、両配管接続部を仕切るようにして水位調節堰33を設けたものであって、この水位調節堰33の高さを変更することにより、耕作区13内の水位を任意に設定できるようにしている。なお、水位設定器31の構造は任意であり、堰に代えて二重構造のスライドパイプ型式のものなど、任意の水位設定手段を使用することが可能である。
【0015】
このように形成した地下灌漑システムにおいて、通常の状態では、給水路14を流れる用水が地下給水管41から集合管21及び有孔管22を経て地中から耕作区13内に供給され、耕作区13内の余剰水が、有孔管22から集合管21及び水位設定器31を通り、排水管23から前記排水路15に排出される。このときの耕作区13の水位は、前記水位調節堰33の高さによって略一定に保たれている。
【0016】
このとき、給水路14からの新たな用水は、前記地下給水管41から有孔管22の排水側に供給され、余剰分はそのまま水位設定器31を通って排出されるので、耕作区13内には不足分だけが供給される状態となる。したがって、耕作区13内には、用水の流れがほとんど生じない状態となるので、耕作区13内に温度の低い用水が過度に流れ込んだり、耕作区13内に施した肥料や農薬が用水と共に流出することもほとんどなくなる。
【0017】
また、耕作区13内に大量の用水を供給する必要があるときには、前記取水弁24を開くことによって取水口25から耕作区13内に大量の用水を直接供給することができる。さらに、取水口25から耕作区13に供給する用水量を適当に設定することにより、耕作区13内に適度な水の流れを形成することができるので、例えば、夏季に耕作区13内の水温を下げたり、硫化水素等の有害物質を地中から排出したりすることができる。
【0018】
そして、このような灌漑状態において、前記有孔管22には、前記地下給水管41から集合管21を経て各有孔管15に分岐した用水がそれぞれ流入する状態となっている。このように、有孔管22に流入する用水を、給水路14から直接ではなく、地下給水管41を通して有孔管22に流入するように形成したことにより、給水路14から供給される用水に土砂等が多く含まれている場合でも、用水中の土砂等を地下給水管41の給水本管部42内で沈降させることができ、有孔管22に用水と共に流入する土砂等の量を大幅に減少させることができる。
【0019】
このとき、給水本管部42の口径や取水量を適当に設定して用水の流速を十分に遅くすることにより、給水本管部42での土砂等の沈降分離を略完全に行うことが可能となり、有孔管22への土砂等の流入を確実に防止することができる。
【0020】
したがって、長期間の使用においても、有孔管22内に土砂等が蓄積して有孔管22の通水性能を阻害することがなくなる。これにより、目の細かいフィルターを設置したりする必要がなくなるので、日常的な保守点検作業を省略することが可能となり、農作業の省力化を図ることができる。また、地下給水管41の敷設は、有孔管22等の敷設作業と同時に行うことができるので、初期コストの上昇は僅かで済む。
【0021】
さらに、地下給水管41の末端部に設けた止水部46を開放し、給水路14から地下給水管41に流入した用水を排水路15に直接放水することにより、給水本管部42内に十分な速度で用水を流すことができるので、給水本管部42内に沈降した土砂等を排水路15に排出することができる。また、給水本管部42に適当な水勾配を設定しておくことにより、給水本管部42内の土砂等の除去排出をより確実に行うことができる。
【0022】
特に、地下給水管41、特に給水本管部42の埋設位置を前記有孔管22より深い位置に埋設して給水本管部42内を常時満水状態にしておくことにより、給水本管部42内で沈降した土砂等が乾燥して給水本管部42内で固まることを防止できるので、給水本管部42からの土砂の除去排出をより容易に行うことができる。
【0023】
なお、止水部46には、弁や水閘を用いてもよいが、前記放水による土砂等の排出作業は頻繁に行う必要がなく、通常時は常に閉状態としておくので、放水管部45の端部にネジ止めするキャップを用いることにより、設備コストの低減を図れる。さらに、給水本管部42から放水管部45までを、途中に弁等を設けずに直線状に配置しておくことにより、放水管部45の端部からパイプクリーナー等の器具を挿入して給水本管部42内を容易に清掃することができる。また、給水路14と排水路15との間に十分な高低差を得られない場合は、ポンプ等を使用して地下給水管41内に強制的に水を送り込んで水流を発生させることにより、前記同様にして土砂等を排出することができる。
【0024】
図3及び図4に示す灌漑システムは、複数設けられている有孔管22の中の一部、通常は1本に大径の有孔管22aを使用して前記地下給水管と同等の機能を持たせ、この大径有孔管22aの給水路側を前記給水路14に接続し、その他の各有孔管22への用水の供給を、この大径有孔管22aを介して行うようにしたものである。
【0025】
このように、地下給水管として大径有孔管22aを使用した場合でも、前記同様の灌漑を行えるとともに、大径有孔管22a内で土砂等の沈降分離を行うことができる。この大径有孔管22a内に沈降した土砂等は、水位設定器31の水位調節堰33を全て取り除き、水位設定枡32の下部で排水管23の上流側配管23aと下流側配管23bとを連通状態とすることにより、排水管23から用水と共に土砂等を排出することができる。
【0026】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の地下灌漑システムによれば、肥料や農薬の流出を最小限に抑え、各種条件に応じた適切な灌漑を行えるとともに、暗渠排水パイプ(有孔管)内への土砂等の蓄積も抑えることができ、長期間にわたって確実な地下灌漑を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の地下灌漑システムの第1形態例を示す断面図である。
【図2】配管系統を示す概略平面図である。
【図3】本発明の第2形態例を示す断面図である。
【図4】同じく平面図である。
【符号の説明】
11…農道、12…畦畔、13…耕作区、14…給水路、15…排水路、21…集合管、22…有孔管、22a…大径有孔管、23…排水管、24…取水弁、25…取水口、31…水位設定器、32…水位設定枡、33…水位調節堰、41…地下給水管、42…給水本管部、43…取水管部、44…給水管部、45…放水管部、46…止水部
Claims (6)
- 圃場の地中に有孔管を埋設するとともに該有孔管の下流側に水位設定器を設置し、該水位設定器で排水水位を調節することにより圃場の水位を設定する地下灌漑システムにおいて、給水路からの用水を圃場に供給するための地下給水管を圃場の地中に埋設し、該地下給水管と前記有孔管とを、該有孔管の排水側で接続したことを特徴とする地下灌漑システム。
- 前記地下給水管は、その末端が排水路側に開放可能に形成されていることを特徴とする請求項1記載の地下灌漑システム。
- 前記地下給水管は、前記有孔管よりも深い位置に埋設されていることを特徴とする請求項1記載の地下灌漑システム。
- 前記地下給水管は、前記有孔管よりも大きな口径を有していることを特徴とする請求項1記載の地下灌漑システム。
- 前記地下給水管は、圃場の灌漑中は満水状態となっていることを特徴とする請求項1記載の地下灌漑システム。
- 前記給水路から耕作区内に用水を直接供給可能な取水口が設けられていることを特徴とする請求項1記載の地下灌漑システム。
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