JP5872195B2 - 地下灌漑システム - Google Patents

Description

この発明は、地下灌漑システムに関し、特にたとえば、地下から水を供給して土壌の水分量を適切に保つ、地下灌漑システムに関する。

従来、畑地などの灌水には、地表に這わせた孔あきホースやスプリンクラ等を用いて、地表面から土壌に水を供給する地表灌水が一般的に用いられている。ここで、地表灌水によって土壌に供給された水は、土壌表面や植物表面も潤すことになるが、これらの水は大気中に蒸発（つまり表面蒸発）してしまうだけであるので、水の無駄遣いが生じる。また、土壌のぬかるみによって作業に支障が出たり、泥跳ねや土壌表面の凝固などの不具合を招いたりしてしまう。さらに、ハウス栽培の場合には、表面蒸発した水分によってハウス内の湿度が過剰に高くなり、植物の病気発生の原因となる場合もある。

これに対して、地下から水を供給する地下灌漑では、供給した水が表面蒸発することが無いので、水の無駄遣いを低減でき、水資源を効率的に利用できる。また、土壌がぬかるんだり、ハウス内の湿度が過度に上昇したりする等の地表灌水に起因する不具合も生じない。このため、近年では、各種の地下灌漑システムが提案されている。

たとえば、特許文献１には、本願出願人等が提案した地下灌漑システムが開示される。
この地下灌漑システムでは、上側開口の容器状に形成された遮水部材が耕作地などの地中に埋設される。そして、遮水部材の内部に水を供給して重力水状態の土壌部を形成し、その重力水状態の土壌部から毛細管現象によって植物根圏の土壌に水を供給するようにしている。一例として、上側に開口を設けた横管状（横長の容器状）の遮水部材が用いられる。
特開２０１０−２９０７２号公報 [Ａ０１Ｇ ２５／００]

特許文献１の技術では、上側開口の遮水部材内に重力水状態の土壌部を形成するので、遮水部材が傾いて設置されると、地下灌漑時に遮水部材内の重力水が開口からこぼれてしまう可能性がある。このため、特許文献１の技術では、遮水部材を水平に設置する必要があるので、遮水部材の設置作業に注意を要し、特に傾斜を有する耕作地（傾斜地）に適用する場合には、等高線に沿って遮水部材を設置する必要が生じるなど、遮水部材の配置態様に地理的な制約を受けるので、施工が煩雑になっていた。

また、特許文献１の技術では、遮水部材内の重力水の水位管理を水位管理器によって行うようにしているが、この地下灌漑システムを傾斜地に適用する場合には、土壌に対して均等に給水できるように、各遮水部材内の重力水の水位を個別に調節できることが望ましい。しかしながら、そのために遮水部材ごとに水位管理器を設けると、コストが大幅にアップしてしまう。

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、地下灌漑システムを提供することである。

この発明の他の目的は、水位管理器等の設備を必要とすることなく、傾斜地にも好適に用いることができる、地下灌漑システムを提供することである。

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明などは、本発明の理解を助けるために後述する実施の形態との対応関係を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。

第１の発明は、上側開口の容器状に形成され、少なくとも底部に複数の溝部が形成される遮水部材、および溝部に給水して、遮水部材の内部に重力水状態の土壌部を形成する給水手段を備え、給水手段は遮水部材に沿って延びて複数の溝部に水を導く導水管を含み、溝部内の重力水がその上側の土壌に毛細管現象によって吸い上げられて浸透していき、これによって、重力水状態の土壌部よりも上側の土壌に、毛管水状態の土壌部を形成する、地下灌漑システムである。

第１の発明では、地下灌漑システム（１０）は、地下に埋設される遮水部材（１２）、および給水部材（１４，１４ａ，１４ｂ）を含み、地下から水を供給して土壌中の水分を植物の生育にとって適切な状態に保つものである。遮水部材は、合成樹脂や金属などによって形成され、その底部には、間隔を隔てて並ぶ複数の溝部（２０）が形成される。給水部材は、給水源（１６）からの水を遮水部材の各溝部まで送る管路であって、合成樹脂や合成ゴムなどによって形成される。給水部材（１４，１４ａ，１４ｂ）は、たとえば配水管（１４ａ）を介して給水源（１６）と接続される導水管（１４ｂ）を含む。導水管は、遮水部材（１２）の底部に沿って延びて、遮水部材内を通る水路を形成する。また、導水管は、たとえば管壁に孔（３０）や空隙などを有し、その管壁を介して給水源からの水を各溝部（２０）内に導く。この地下灌漑システムでは、灌漑時には、給水源からの水を給水部材によって遮水部材の溝部内に供給して、遮水部材内に重力水状態の土壌部（２８）を形成し、そこから毛細管現象によって土壌に水を供給する。つまり、溝部内の重力水がその上側の土壌に毛細管現象によって吸い上げられて浸透していき、これによって、重力水状態の土壌部よりも上側の土壌に、毛管水状態の土壌部を形成する。

第１の発明によれば、遮水部材の底部の内面側に複数の溝部を形成して、そこに重力水状態の土壌部を形成するようにしたため、遮水部材が傾斜して設置されても、重力水状態の土壌部の水分量をほぼ均等に保つことが可能である。よって、毛管水状態の土壌部の水分量が場所によって偏ることがなく、作土層の水分量を可及的均等に保つことができるようになる。つまり、傾斜地に対しても好適に用いることができる。しかも、給水手段が導水管を含むので、遮水部材が上下方向に蛇行するように設置されても、遮水部材の各溝部には確実に水が供給される。したがって、一様な傾斜を有する耕作地だけでなく、起伏がある（上り下りがある）耕作地にも地下灌漑システムを好適に用いることができる。

また、水位管理器等の特別な設備を用いなくても、重力水状態の土壌部の水分量をほぼ均等に保つことができるので、設備コストや維持管理コスト等を低減できる。

第２の発明は、第１の発明に従属し、導水管は遮水部材の一方端部から給水し、溝部を越流する余剰水は遮水部材の他方端部側から排出される。
第３の発明は、第２の発明に従属し、遮水部材は、その上面に開口を設けた横管状に形成され、管底部において軸方向に複数の溝部が間隔を隔てて並ぶ。

第２の発明では、導水管（１４ｂ）から溝部（２０）への水の供給量が土壌部（２８）から上側の土壌に毛細管現象によって吸い上げられていく水の量よりも多くても、一方端部側の溝部（２０）内に供給された水のうちの一部が越流して、順に他方端部側の溝部（２０）内に供給され、さらに他方端部側から排出される。
第３の発明では、遮水部材（１２）は、その上面に開口（１８）を設けた横管状に形成される。そして、遮水部材の管底部には、遮水部材の軸方向に間隔を隔てて並ぶ複数の溝部（２０）が形成される。実施例では、遮水部材は、波形管を軸方向に沿って２つに切断した半割り管であり、耕作地（１００）の両端付近まで延びる遮水部材が、所定の間隔を隔てて並ぶように配置される。

第４の発明は、第１ないし第３のいずれかの発明に従属し、導水管は、管壁に形成される複数の貫通孔を有し、その貫通孔を通して溝部に給水する。

第４の発明では、導水管（１４ｂ）は、管壁に複数の貫通孔（２６）を有する有孔管であり、この貫通孔を通して遮水部材（１２）の溝部（２０）内に給水する。実施例では、導水管の管底部には、円形の貫通孔が軸方向に所定間隔で１列に並んで形成される。

第５の発明は、第４の発明に従属し、遮水部材の軸方向に複数の溝部が第１間隔を隔てて並び、導水管の軸方向に複数の貫通孔が第１間隔以下の第２間隔を隔てて並ぶ。

第５の発明では、遮水部材（１２）は、その上面に開口（１８）を設けた横管状に形成され、その管底部には、軸方向に第１間隔を隔てて並ぶ複数の溝部（２０）が形成される。また、導水管（１４ｂ）の管壁には、第１間隔以下の第２間隔を隔てて並ぶ複数の貫通孔（２６）が形成される。

第５の発明によれば、遮水部材内に導水管を配置する際に、溝部と貫通孔との位置合わせを厳密に行う必要がなくなるので、導水管の軸方向の位置決めを容易に行うことができる。

第６の発明は、第１ないし５のいずれかの発明に従属し、遮水部材の下方に埋設される拡散防止部材をさらに備える。

第６の発明では、遮水部材（１２）の下方には、拡散防止部材（３４）が埋設される。拡散防止部材は、合成樹脂などによって形成される遮水性を有するシートであり、遮水部材の溝部（２０）内の重力水状態の土壌部（２８）から毛細管現象によって土壌に浸透した水の拡散を防止する。拡散防止部材は、たとえば、遮水部材の下方において、遮水部材の全長に亘るように略水平方向に帯状に配置される。

第６の発明によれば、土壌下方への水の無駄な拡散が拡散防止部材によって防止されるので、植物の根圏に対して適切に水分を供給できる。

この発明によれば、遮水部材の複数の溝部のそれぞれに水を溜めて、そこに重力水状態の土壌部を形成するようにしたため、遮水部材が傾斜して設置されても、重力水状態の土壌部の水分量をほぼ均等に保つことが可能である。したがって、傾斜地に対しても好適に用いることができる。また、水位管理器等の設備を用いる必要がないので、設備コストや維持管理コスト等を低減できる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

この発明の一実施例の地下灌漑システムを示す図解図である。 図１の地下灌漑システムを傾斜地に適用した様子を示す図解図である。 図１の地下灌漑システムを傾斜地に適用した様子を示す図解図であり、（ａ）は、遮水部材の溝部の部分を軸方向から見た断面を示し、（ｂ）は、遮水部材の溝部ではない部分を軸方向から見た断面を示す。 図１の地下灌漑システムにおける水の流れを示す図解図である。 この発明の他の実施例である地下灌漑システムを軸方向から見た断面を示す図解図である。 この発明のさらに他の実施例である地下灌漑システムを軸方向から見た断面を示す図解図である。 この発明のさらに他の実施例の地下灌漑システムにおける水の流れを示す図解図である。 この発明のさらに他の実施例の地下灌漑システムを示す図解図である。 図７の地下灌漑システムを傾斜地に適用した様子を示す図解図である。 図７の地下灌漑システムにおける水の流れを示す図解図である。 この発明のさらに他の実施例の地下灌漑システムを示す図解図である。

図１を参照して、この発明の一実施例である地下灌漑システム１０（以下、単に「システム１０」という。）は、地下に埋設される遮水部材１２、および給水部材１４を含み、たとえば傾斜を有する耕作地（傾斜地）１００に適用されて、地下から水を供給して土壌中の水分を植物の生育にとって適切な状態に保つものである。詳細は後述するが、このシステム１０では、給水源１６からの水を給水部材１４によって遮水部材１２の内部に供給して、遮水部材１２の内部に重力水状態の土壌部２８を形成し、そこから毛細管現象によって土壌に水を供給する。

図２および図３に示すように、遮水部材１２は、ポリ塩化ビニルやポリエチレン等の合成樹脂やステンレス等の金属などの遮水性を有する材質によって、その上面に開口１８を設けた横管状に形成される。遮水部材１２は、たとえば植物の根圏に沿うように耕作地１００に埋設され、その内部には、周囲の土壌と同様の成分によって構成される土が充填される。

この実施例では、遮水部材１２は、半円状の断面形状を有する半割り管であり、耕作地１００の両端付近まで延びる遮水部材１２が、所定の間隔を隔てて並ぶように配置される（図１参照）。たとえば、複数の畝がある耕作地１００では、畝ごとに遮水部材１２を配置してもよいし、２−３本の畝に１本の割合で遮水部材１２を配置してもよい。隣り合う遮水部材１２どうしの間隔は、たとえば５００−２０００ｍｍとされる。また、遮水部材１２の管底部から地表面までの距離は、たとえば１００ｍｍ−５００ｍｍとされる。

遮水部材１２の管内面側には、軸方向に間隔を隔てて並ぶ複数の溝部２０が形成される。具体的には、遮水部材１２は、環状の山部２２と谷部２４とを交互に繰り返す波形状（蛇腹状）の管壁を有しており、この山部２２の内面側が、周方向の全周に亘って延びる環状の溝部２０となる。一例として、遮水部材１２には、汎用の波形管（コルゲート管）を軸方向に沿って２つに切断したものを利用することができ、その外径（山部２２の外径）は、たとえば５０−３００ｍｍであり、溝部２０の幅および深さのそれぞれは、たとえば５−５０ｍｍである。なお、図２では、溝部２０の断面形状が台形状のものを例示しているが、これに限定されず適宜の形状を適用可能であり、たとえば円形状や方形状などであってもよい。また、遮水部材１２の配置個数、配置深さ、配置間隔、および大きさなどは、上述した数値に限定されず、このシステム１０を適用する耕作地１００の面積、土壌成分および気候条件などに応じて、適宜設定される。このことは、後述する他の各実施例においても同様である。

図１に戻って、給水部材１４は、給水源１６内の水を遮水部材１２の内部まで送る管路であって、複数の直管、可撓管および継手などを適宜連結して形成され、給水源１６と接続される配水管１４ａ、および配水管１４ａから分岐する導水管１４ｂを含む。

図２および図３に示すように、導水管１４ｂは、塩化ビニル等の合成樹脂や合成ゴムなどによって形成される有孔管であり、遮水部材１２の底部に沿って軸方向に延びて、遮水部材１２内を通る水路を形成し、給水源１６からの水を遮水部材１２の各溝部２０まで導くものである。導水管１４ｂの上流側端部は、配水管１４ａを介して、給水源１６と接続される。また、導水管１４ｂの下流側端部は、管端キャップ（図示せず）等によって適宜封止される。

この実施例では、導水管１４ｂは、遮水部材１２の管内面側における谷部２４（の内面）上に載置され、その管底部に軸方向に一定間隔で並んで形成された貫通孔２６を通して溝部２０内に給水する。導水管１４ｂの外径は、たとえば５−３０ｍｍであり、導水管１４ｂの管壁に形成される貫通孔２６の大きさは、たとえば直径１−５ｍｍである。ただし、貫通孔２６の大きさ、形状、形成位置および数などは、適用する耕作地１００の土壌成分などに応じて適宜設定されるものであり、これらを調整変更することによって、導水管１４ｂから溝部２０への水の供給量を制御することができる。たとえば、この実施例では、導水管１４ｂから溝部２０への水の供給量が、重力水状態の土壌部２８から上側の土壌に毛細管現象によって吸い上げられていく水の量と同程度になるようにしている。

図１に戻って、給水源１６は、地上に設置されて、耕作地１００に供給するための水を貯留する水タンクであり、たとえば、農業用水配管（図示せず）などと接続されて、農業用水配管から送られてくる水をその内部に貯留する。給水源１６に貯留される水量は、耕作地１００の面積などによって適宜設定され、給水源１６内には、常に一定量以上の水が貯留される。たとえば、給水源１６内の水位が一定水位を下回ると、農業用水配管から自動的に水が補給されるようにしてもよいし、手動で栓を開け閉めすること等によって水を適宜補給するようにしてもよい。

図１−図４を参照して、このようなシステム１０では、灌漑時には、たとえば給水源１６に設けられているバルブ（図示せず）を手動で開け閉めすること等によって、給水源１６から給水部材１４に対して水が供給される。ただし、電磁弁やタイマ等を利用して、所定の時間帯に自動的に給水源１６から水が供給されるようにしてもよいし、給水源１６からの取水量を適宜調整して、水が常時供給されるようにしてもよい。

給水源１６から給水部材１４に供給された水は、配水管１４ａを介して導水管１４ｂに流れ込み、導水管１４ｂ内を通って遮水部材１２の全長に亘るように搬送されるとともに、図４に示すように、各貫通孔２６から導水管１４ｂ外に出て、遮水部材１２の各溝部２０内に振り分けられる（給水される）。そして、上述のように、溝部２０の内部に供給された水は、その内部の土中に徐々に浸透していき、重力水となって溝部２０の内部に留まり、これによって、遮水部材１２（の溝部２０）の内部には、重力水状態の土壌部２８が形成される。このとき、土壌部２８の重力水の水位３０は、溝部２０が重力水により満水になる程度の高さ（つまり、谷部２４の内面とほぼ等しい高さ）に設定される。

それから、遮水部材１２（の溝部２０）内の重力水、つまり土壌部２８の水分は、その上側の土壌に毛細管現象によって吸い上げられて浸透していき、これによって、重力水状態の土壌部２８よりも上側の土壌に、毛管水状態の土壌部３２が形成される。ここで、毛管水状態の土壌部３２の水分量は、土壌部２８の水分量、つまり重力水の水位３０の高低によって変動するが、このシステム１０では、遮水部材１２の溝部２０のそれぞれに水を溜めて、そこに重力水状態の土壌部２８を形成するようにしているので、遮水部材１２が傾斜して設置されても、各溝部２０内の土壌部２８の重力水の水位３０はほぼ均等に保たれる。すなわち、たとえば耕作地１００で栽培する植物に合わせて、土壌部２８の重力水の水位３０を適切な位置に保つことにより、その植物にとって最適な水分量を有する土壌部３２が耕作地１００に実現される。

以上のように、この実施例によれば、遮水部材１２の内面側に形成された複数の溝部２０のそれぞれに水を溜めて、そこに重力水状態の土壌部２８を形成するようにしたため、遮水部材１２が傾斜して設置されても、重力水状態の土壌部２８の水分量をほぼ均等に保つことが可能である。したがって、場所によって毛管水状態の土壌部３２の水分量が偏ることがなくなり、同一システム１０の耕作地１００において、作土層の水分量を可及的均等に保つことができるようになる。つまり、遮水部材１２を地下に埋設する際に、遮水部材１２の正確な水平出しを行う必要がないので、傾斜地に対しても好適に用いることができる。

さらに、たとえば、地下灌漑のシステムを傾斜地に適用する場合には、上述した特許文献１のように、各遮水部材内の重力水の水位を水位管理器によって個別に調節する必要があったが、この実施例によれば、水位管理器等の特別な設備を用いなくても、土壌部２８の重力水の水位３０をほぼ均等に保つことができるので、設備コストや維持管理コスト等が低減できる。

また、遮水部材１２の底部に沿うように導水管１４ｂを延ばし、この導水管１４ｂによって遮水部材１２の各溝部２０まで水を導くようにしたので、導水管１４ｂが上下方向に蛇行するように設置されても、遮水部材１２の各溝部２０には確実に水が供給される。このため、システム１０は、一様な傾斜を有する耕作地だけでなく、起伏がある（上り下りがある）耕作地にも好適に用いられる。特に、畑などの耕作地は、一見すると水平地に見えても起伏がある場合が多いので、システム１０を利用する効果は大きい。もちろん、システム１０は、水平地にも好適に用いることができる。

さらに、導水管１４ｂの管底部付近に貫通孔２６を所定の間隔を開けて軸方向に１列に並んで形成するようにしたため、導水管１４ｂは給水源１６から供給された水を主として下方に供給することとなる。したがって、たとえば、水の供給源に向けて延びる植物の根が導水管１４ｂの貫通孔２６に侵入することによって、貫通孔２６が閉塞されてしまうことがなくなる或いは低減されるので、導水管１４ｂは遮水部材１２の溝部２０内に適切に給水することができる。

さらにまた、耕作地１００の面積などに応じて、給水管１２の大きさや配置態様などを適宜変更することによって、システム１０は、個人用から大規模なものまで幅広く適用できる。たとえば、庭の花壇に用いることもできるし、大規模な畑作や稲作などに用いることもできる。

なお、システム１０の他の実施例として、図５に示すように、給水管１２の下方に埋設される拡散防止部材３４をさらに備えるようにしてもよい。拡散防止部材３４は、ポリエチレンおよびポリ塩化ビニル等の合成樹脂などによって形成される遮水性を有するシートであり、遮水部材１２から土壌に供給された水の移動を規制するものである。一例として、拡散防止部材３４は、遮水部材１２の底部からたとえば１０−５０ｍｍ離れた下方において、遮水部材１２の全長に亘るように略水平方向に帯状に配置され、その両側部は、遮水部材１２に沿うように立ち上げられる。

このように拡散防止部材３４を遮水部材１２の下方に設けることによって、遮水部材１２から土壌に供給された水は、下方および側方への移動が抑制され、毛管水として上方に移動し易くなる。したがって、植物の根圏に対してより効率よく水を供給できるようになる。ただし、拡散防止部材３４は、遮水部材１２の下方において略水平方向のみに配置されるだけでもよい。また、拡散防止部材３４を容器状に形成したり、耕作地１００の広範囲に亘って配置したりすると、降雨があったときに水が溜まってしまい、根腐れ等が発生する恐れがあるので、過度の水は下に抜けるように孔などを拡散防止部材３４に形成しておくことが望ましい。

また、上述の実施例では、溝部２０を遮水部材１２の周方向全周に亘って延びる円弧状に形成したが、これに限定される必要はない。溝部２０は少なくとも遮水部材１２の底部（管底部）に形成されていればよく、遮水部材１２の周方向の一部に亘って延びる円弧状に形成することもできる。さらに、たとえば、遮水部材１２の底部の内面側に円弧状の凹みを軸方向に並べて配置したものを溝部２０としてもよいし、遮水部材１２の底部の内面側に軸方向に所定間隔で仕切る複数の堰部（たとえば半円状の突出部）を形成し、その堰部によって区画された各部分を溝部２０としてもよい。

また、遮水部材１２の軸方向全長に亘って凹凸を繰り返すように溝部２０を形成する必要はなく、遮水部材１２の軸方向一部に複数の溝部２０を形成することもできる。つまり、遮水部材１２の溝部２０は、灌漑を行いたい必要な場所に設けてあればよく、遮水部材１２の底部は、溝部２０が形成される波形状の部分の他に、溝部２０が形成されない平面状の部分を有していてもよい。また、溝部２０は、必ずしも軸方向に一定の間隔で設けられる必要もない。

さらに、溝部２０は、上述のように、少なくとも遮水部材１２の管内面側に形成されていればよいので、遮水部材１２の管外面側は平滑に形成されていてもよい。

また、上述の実施例では、給水源１６から給水部材１４に供給された水が、導水管１４ｂ内を通って遮水部材１２の全長に亘るように搬送されると共に、各貫通孔２６から導水管１４ｂ外に出て、遮水部材１２の各溝部２０内に振り分けられたが、これに限定される必要はない。

たとえば、図６に示すように、導水管１４ｂ内の全長に亘って給水ホース３６を挿通させて、この給水ホース３６から導水管１４ｂ内に放出された水を、導水管１４ｂの各貫通孔２６を介して遮水部材１２の各溝部２０内に振り分けるようにしてもよい。一例を挙げると、給水ホース３６としては、たとえば水圧をかけることによって内部の水が壁面の外部に染み出す、所謂染み出しチューブなどを利用し得る。この場合には、導水管１４ｂは土壌と接触しないので、貫通孔２６が土や砂などによって詰まってしまうことがない。すなわち、導水管１４の目詰まりによる導水機能の低下が発生せず、導水管１４ｂ内を洗浄したり、交換したりする必要が生じないので、システム１０の維持管理が容易になる。

さらに、上述の実施例では、導水管１４ｂの管底部において軸方向に所定間隔で並んで形成された円形の貫通孔２６を通して各溝部２０内に給水したが、これに限定される必要はなく、貫通孔２６は、周方向に２列以上に並べて配置したり、導水管１４ｂの管壁全体にランダムに分散させて配置したりすることもできる。たとえば、貫通孔２６を導水管１４ｂの周方向に２列以上に並べて配置するようにすれば、遮水部材１２内に導水管１４ｂを配置する際に、導水管１４ｂの管底部と溝部２０との位置合わせを厳密に行う必要がなくなるので、導水管１４ｂの周方向の位置決めを容易に行うことができるようになる。

また、導水管１４ｂの周方向全周に亘って貫通孔２６を形成するようにしてもよいし、貫通孔２６をスリット状に形成するようにしてもよい。

ただし、少なくとも遮水部材１２の全ての溝部２０に適切に給水できるように、貫通孔２６どうしの間隔は、遮水部材１２の溝部２０どうしの間隔と同等かそれ以下になるように設定することが好ましい。すなわち、図７に示すように、遮水部材１２の軸方向の溝部２０どうしの間隔を、導水管１４ｂの軸方向の貫通孔２６どうしの間隔と同等かそれ以下になるように設定することにより、遮水部材１２内に導水管１４ｂを配置する際に、溝部２０と貫通孔２６との位置合わせを厳密に行わなくても溝部２０内に適切に給水することができるようになり、延いては、導水管１４ｂの軸方向の位置決めを容易に行うことができる。

また、図示は省略するが、上述した染み出しチューブを導水管１４ｂとして用いるようにしてもよい。

さらにまた、上述の実施例では、複数の遮水部材１２を規則正しく並べて配置したが、これに限定される必要はなく、遮水部材１２は、不規則的な配置位置となっていてもよい。また、耕作地１００全体に万遍なく遮水部材１２を配置することによって、耕作地１００の作土層全体を毛管水状態の土壌部３２とすることもできるし、耕作地１００の一部の範囲に遮水部材１２を配置することによって、耕作地１００の作土層の一部の範囲のみ、つまり耕作者が望む範囲のみを毛管水状態の土壌部３２とすることもできる。

また、遮水部材１２は、基本的には直線状に配置されるが、蛇行するように配置してもよい。図示は省略するが、たとえば１本の長尺の遮水部材１２を耕作地１００の全面に給水できるようにジグザグ状に複数回折り返して配置するようにしてもよい。さらに、そのような１本の長尺の遮水部材１２を、灌漑を行いたい複数の耕作地１００に亘って配置する場合には、予め、遮水部材１２に、溝部２０を形成している部分と、溝部２０を形成していない部分とを設けておき、耕作地１００の地中には、遮水部材１２における溝部２０を形成している部分を複数回折り返して配置するようにし、耕作地１００どうしの間の区間の地中には、遮水部材１２における溝部２０を形成していない部分を配置するとよい。

さらに、上述の実施例では、遮水部材１２として、上面に開口１８を設けた横管状に形成されたものを例示しているが、これに限定される必要はなく、上側開口の容器状に形成されて貯水機能を有するものであれば、適宜の形状を適用可能である。

たとえば、図８に示すこの発明の他の一実施例であるシステム１０は、図１の実施例におけるシステム１０と遮水部材１２の形状が異なる。以下、図１の実施例と共通する部分については同じ番号を付し、重複する説明は省略または簡略化する。

図８および図９に示すように、このシステム１０では、傾斜を有する耕作地（傾斜地）１００の全面に広がるように、シート状の遮水部材１２が耕作地１００の地下に敷かれる。シート状の遮水部材１２の端部は立ち上げられ、これによって遮水部材１２は上側開口の容器状に形成される。

遮水部材１２は、ポリ塩化ビニルやポリエチレン等の合成樹脂やステンレス等の金属などの遮水性を有する材質からなり、その底面には、平面視で円形かつ断面形状が半円形状の溝部２０が相互の間隔を隔てて規則正しく並ぶ。

また、給水部材１４は、１本の長尺管である導水管１４ｂを含み、この導水管１４ｂをジグザグ状に複数回折り返して配置することによって、導水管１４ｂに遮水部材１２の全ての溝部２０上を通過させる。導水管１４ｂのたとえば管底部には、各溝部２０に対応させた位置に、貫通孔２６が形成される。

このようなシステム１０では、地下灌漑時には、給水源１６から給水部材１４に供給された水が、導水管１４ｂ内を通って遮水部材１２の全体に亘るように搬送されると共に、図１０に示すように、各貫通孔２６から導水管１４ｂ外に出て、遮水部材１２の各溝部２０内に振り分けられる（給水される）。そして、溝部２０の内部に供給された水は、その内部の土中に徐々に浸透していき、重力水となって溝部２０の内部に留まり、これによって、溝部２０の内部には、重力水状態の土壌部２８が形成される。そして、遮水部材１２内の重力水がその上側の土壌に毛細管現象によって吸い上げられて浸透していき、これによって、重力水状態の土壌部２８よりも上側の土壌に、毛管水状態の土壌部３２が形成される。

この実施例においても、図１の実施例と同様に、遮水部材１２の溝部２０のそれぞれに水を溜めることができるので、遮水部材１２が軸方向に傾斜して設置されても、重力水状態の土壌部２８の水分量を均等に保つことが可能である。したがって、遮水部材１２を地下に埋設する際に、遮水部材１２の正確な水平出しを行う必要がないので、傾斜地に対しても好適に用いることができる。

さらに、水位管理器等の特別な設備を用いなくても、耕作地１００の土壌に対して均等に給水することができるので、設備コストや維持管理コスト等が低減できる。

なお、シート状の遮水部材１２は、必ずしも耕作地１００の全面に設ける必要はなく、耕作地１００の一部の範囲に形成することもできるし、耕作地１００の地中に分散配置することもできる。たとえば、シート状の遮水部材１２を耕作地１００の全面に設ける場合には、降雨があったときに水が遮水部材１２内に溜まってしまい、根腐れ等が発生する恐れがあるので、過度の水は下に抜けるように孔などを遮水部材１２の底面の、溝部２０の形成位置以外の部分に形成しておくことが望ましい。

たとえば、シート状の遮水部材１２を耕作地１００の地中に分散配置する一例を挙げると、図１１に示すように、灌漑を行いたい複数（この実施例では、２つ）の耕作地１００のそれぞれにシート状の遮水部材１２を埋設する。給水部材１４は、たとえば１本の長尺管である導水管１４ｂを含み、導水管１４ｂには、管壁に貫通孔２６や空隙などを有する有孔管部分３８の他に、貫通孔２６や空隙などが形成されない無孔管部分４０を設けておく。そして、遮水部材１２の内側（上側）では、導水管１４ｂの有孔管部分３８を複数回折り返して配置して、導水管１４ｂに遮水部材１２の全ての溝部２０上を通過させるようにするとともに、遮水部材１２どうしの間の区間には無孔管部分４０を配置するようにする。

なお、上述の各実施例では、導水管１４ｂから溝部２０への水の供給量を、土壌部２８から上側の土壌に毛細管現象によって吸い上げられていく水の量と同程度になるように管理するとともに、土壌部２８の重力水の水位３０を、溝部２０が重力水により満水になる程度の高さに設定したが、これに限定される必要はない。

たとえば、導水管１４ｂから溝部２０への水の供給量が土壌部２８から上側の土壌に毛細管現象によって吸い上げられていく水の量よりも多くても、上流側の溝部２０内に供給された水のうちの一部が越流して、順に下流側の溝部２０内に供給されるので、導水管１４ｂの下流側端部を封止する管端キャップ等を取り外しておけば、余剰水分が導水管１４ｂの下流側端部から地下深くに排水されることとなる。この場合には、遮水部材１２の傾きにより、溝部２０内の土壌部２８の重力水の水位３０が、自然と溝部２０が重力水により満水になる高さに設定される。

また、必ずしも土壌部２８の重力水の水位３０を、溝部２０が重力水により満水になる程度の高さに設定する必要はなく、システム１０を適用する耕作地１００の面積、土壌成分および気候条件などに応じて、溝部２０の深さ範囲内の適宜の高さに設定するようにしてもよいし、溝部２０よりも高い位置であってかつ遮水部材１２の高さ範囲内の適宜の高さに設定するようにしてもよい。

さらにまた、遮水部材１２内の土の成分を周囲（外部）の土壌成分と同じにしたが、遮水部材１２内の土壌成分は、特に限定されない。たとえば、遮水部材１２内の土壌成分として、周囲の土壌成分より粒子径の大きい土粒子、或いは小さい土粒子を用いてもよい。また、たとえば、下層から順に、礫層、砂層、およびシルト層を形成するというように、遮水部材１２内の土壌を複層状態にすることもできる。

また、上述の各実施例では、給水源１６は、農業用水配管などと接続されて、そこから送られてくる水を貯留するようにしたが、これに限定されない。たとえば、給水源１６は必ずしも設ける必要は無く、農業用配水管などから直接給水部材１４に水が供給されるようにすることもできる。

さらに、上述した径や高さ等の具体的数値は、いずれも単なる一例であり、必要に応じて適宜変更可能である。

１０ …地下灌漑システム
１２ …遮水部材
１４ …給水管
１４ｂ …導水管
２０ …溝部
２６ …貫通孔
２８ …重力水状態の土壌部
３２ …毛管水状態の土壌部
３４ …拡散防止部材
１００ …耕作地

Claims (6)

1. 上側開口の容器状に形成され、少なくとも底部に複数の溝部が形成される遮水部材、および
   前記溝部に給水して、前記遮水部材の内部に重力水状態の土壌部を形成する給水手段を備え、
   前記給水手段は前記遮水部材に沿って延びて前記複数の溝部に水を導く導水管を含み、
   前記溝部内の重力水がその上側の土壌に毛細管現象によって吸い上げられて浸透していき、これによって、前記重力水状態の土壌部よりも上側の土壌に、毛管水状態の土壌部を形成する、地下灌漑システム。
2. 前記導水管は前記遮水部材の一方端部から給水し、前記溝部を越流する余剰水は前記遮水部材の他方端部側から排出される。請求項１記載の地下灌漑システム。
3. 前記遮水部材は、その上面に開口を設けた横管状に形成され、管底部において軸方向に前記複数の溝部が間隔を隔てて並ぶ、請求項２記載の地下灌漑システム。
4. 前記導水管は、前記管壁に形成される複数の貫通孔を有し、その貫通孔を通して前記溝部に給水する、請求項１ないし３のいずれかに記載の地下灌漑システム。
5. 前記遮水部材の軸方向に前記複数の溝部が第１間隔を隔てて並び、前記導水管の軸方向に前記複数の貫通孔が前記第１間隔以下の第２間隔を隔てて並ぶ、請求項４記載の地下灌漑システム。
6. 前記遮水部材の下方に埋設される拡散防止部材をさらに備える、請求項１ないし５のいずれかに記載の地中灌水システム。

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