JP4544611B2

JP4544611B2 - 水位調整システム

Info

Publication number: JP4544611B2
Application number: JP2004004419A
Authority: JP
Inventors: 恒雄小野寺; 新作藤森
Original assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Current assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Priority date: 2004-01-09
Filing date: 2004-01-09
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2024-01-09
Also published as: JP2005192524A

Description

本発明は、水位調整システムに関し、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水位調整システムに関する。

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。）。
特開平１０−１５５３７５号公報

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。

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水位調整システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の水位調整システムは、圃場の地中に有孔管を埋設し、該有孔管の上流側に給水路からの用水を有孔管に供給するための用水供給部を、下流側に圃場の水位を設定するための水位設定器をそれぞれ設けるとともに、前記有孔管の埋設位置よりも浅く形成された複数本の暗渠通水溝を前記有孔管に対して交差する方向に設けたことを特徴としている。

さらに、前記有孔管は、その末端が排水路側に開放可能に形成されていること、圃場の灌漑中は満水状態となっていること、一区画の圃場内に１本だけ設けられていることを特徴とし、前記用水供給部は、給水路から圃場内に用水を直接供給可能な用水供給口を有していること、前記水位設定器は、圃場内の用水を直接排水可能な用水排水口を有していることを特徴としている。

本発明の水位調整システムによれば、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。特に、一区画の圃場内に口径の大きな有孔管を１本だけ設けることにより、施工コストの低減が図れる。

図１は本発明の一形態例を示す水位調整システムの断面図、図２は同じく平面図である。まず、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、他方の畦畔部分には排水路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水位調整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、パイプラインで形成されていてもよい。

水位調整システムは、耕作区１３の地中に、有孔管２１を埋設し、該有孔管２１の上流側に前記給水路１４からの用水を有孔管２１に供給するための用水供給部となる給水パイプ２２を、下流側に圃場の水位を設定するための水位設定器２３をそれぞれ設けるとともに、この有孔管２１に対して交差する方向に暗渠通水溝２４を設けたものであって、水位設定器２３で耕作区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。

また、前記給水路１４には、給水路１４から耕作区１３の地表面に用水を直接供給することができるように、取水弁２５を有する用水供給口２６を設けておくことができ、水位設定器２３には、耕作区１３から余剰の用水を直接排水することができるように、土砂の流入を防止するための堰板２７を設けた用水排水口２８を設けておくことができる。なお、給水パイプ２２や用水供給口２６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２９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。

前記有孔管２１には、通常の地下灌漑に用いられている暗渠排水パイプよりも口径の大きなもの、例えば、呼び径が１００以上の大口径のパイプを使用し、通常は耕作区１３の中央部分に１本だけを埋設している。有孔管２１の埋設深さは、圃場の土質等の条件にもよるが、通常は、６０〜１２０ｃｍ程度に設定される。また、有孔管２１は、前記排水路１５に向けて水平方向あるいは僅かな水勾配を設けた状態で埋設される。有孔管２１に設ける通孔２１ａは、根の進入や土砂の侵入をできるだけ回避するため、下半分に設けることが好ましい。

前記水位設定器２３は、水位設定枡３１の下部に、有孔管２１を接続する有孔管接続部３２と、排水路１５に至る排水管３３が接続される排水管接続部３４とを対向配置するとともに、両接続部３２，３４を仕切るようにして水位調節堰３５を設けたものであって、この水位調節堰３５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。また、有孔管接続部３２の軸線と排水管接続部３４の軸線とは、１本の直線上に位置するように設定されている。

暗渠通水溝２４は、バックホーやトレンチャーを用いて形成することができ、溝下半部に疎水材を充填したものであってもよく、弾丸暗渠とすることもできる。この暗渠通水溝２４は、有孔管２１の埋設位置よりも浅く形成され、通常は４０〜１００ｃｍ程度の深さに設定され、間隔は１００ｃｍ程度に設定される。また、各暗渠通水溝は、全て同一形状である必要はない。

このように形成した水位調整システムにおいて、通常の状態では、給水路１４を流れる用水が給水パイプ２２を通って有孔管２１に供給され、該有孔管２１の通孔２１ａから流出し、各暗渠通水溝２４を経て耕作区１３の地中全体に供給される。また、耕作区１３内の余剰の用水、すなわち、耕作区１３内の水位が水位調節堰３５を超える高さとなったときには、地中の用水が各暗渠通水溝２４を経て通孔２１ａから有孔管２１内に流入し、水位設定枡３１内で水位調節堰３５を超えて排水管３３から排水路１５に排出される。これにより、耕作区１３の水位が、水位調節堰３３によって略一定に保たれた状態となる。

このとき、給水路１４から有孔管２２に供給される新たな用水は、耕作区１３で不足する分だけが通孔２１ａを通って耕作区１３の地中に供給され、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。

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２５を開くことによって用水供給口２６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、用水供給口２６から耕作区１３に供給する用水量を適当に設定し、堰板２７の高さ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。加えて、有孔管２１からの排水能力を超えるような大雨で耕作区１３に大量の雨水が溜まってしまうような場合でも、水位設定器２３の用水排水口２８から水位設定枡３１を通して排水管３３に直接排水することができ、余剰水の排出を速やかに行うことができる。また、堰板２７を取り外すことにより、耕作区１３の地表面からの排水をより効果的に行うことができる。

このような灌漑状態において、給水路１４から有孔管２１に供給される用水中に土砂が含まれていても、有孔管２１を大口径のパイプで形成しておくことにより、すなわち、各耕作区１３における設計通水量に対応した口径よりも十分に大きな口径を有するパイプを用いることにより、通常の暗渠排水用に用いられているような小口径のパイプを用いた場合に比べて有孔管２１内の用水の流速を遅くすることができるので、用水中の土砂を有孔管２１の底部に沈降させることができ、底部以外の通孔２１ａの閉塞を防止して確実な通水性能を長期にわたって継続することができる。さらに、このようにして有孔管２１で土砂を沈降分離させることにより、用水供給部等に目の細かいフィルターを設置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、水位設定器２３の水位調節堰３５を取り外して有孔管２１と排水管３３とを直接接続したような状態とし、給水路１４から有孔管２１に流入した用水を排水路１５に直接放水することにより、有孔管２１内に十分な速度で用水を流すことができるので、有孔管２１や水位設定枡３１の底部に沈降した土砂等を排水路１５に排出することができる。特に、灌漑中は、有孔管２１内を常時満水状態にしておくことにより、有孔管２１内で沈降した土砂等が乾燥して有孔管２１内で固まることを防止できるので、有孔管２１内からの土砂等の除去排出をより確実に行うことができる。

さらに、有孔管２１と排水管３３とを直線状に配置しておくことにより、排水管３３の端部開口からパイプクリーナー等の器具を挿入して有孔管２１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有孔管２１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。

なお、有孔管２１は、耕作区１３の広さに応じて複数本を設置することもでき、補助的な有孔管を接続することもできる。また、有孔管上流側の用水供給部は、耕作区地表面へ用水を供給する給水枡に接続することもでき、有孔管下流側は、水位設定器２３との接続用とは別に土砂排出用の配管を設けるようにしてもよい。

本発明の一形態例を示す水位調整システムの断面図である。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…有孔管、２１ａ…通孔、２２…給水パイプ、２３…水位設定器、２４…暗渠通水溝、２５…取水弁、２６…用水供給口、２７…堰板、２８…用水排水口、２９…フィルター、３１…水位設定枡、３２…有孔管接続部、３３…排水管、３４…排水管接続部、３５…水位調節堰

Claims

圃場の地中に有孔管を埋設し、該有孔管の上流側に給水路からの用水を有孔管に供給するための用水供給部を、下流側に圃場の水位を設定するための水位設定器をそれぞれ設けるとともに、前記有孔管の埋設位置よりも浅く形成された複数本の暗渠通水溝を前記有孔管に対して交差する方向に設けたことを特徴とする水位調整システム。
前記有孔管は、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記載の水位調整システム。
前記有孔管は、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記載の水位調整システム。
前記有孔管は、一区画の圃場内に１本だけ設けられていることを特徴とする請求項１記載の水位調整システム。
前記用水供給部は、給水路から圃場内に用水を直接供給可能な用水供給口を有していることを特徴とする請求項１記載の水位調整システム。
前記水位設定器は、圃場内の用水を直接排水可能な用水排水口を有していることを特徴とする請求項１記載の水位調整システム。