JP7140330B2 - 農地の雨水貯水管理のための給排水管理装置 - Google Patents

Description

本発明は、豪雨などの気象災害に対応する雨水及び用水の農地貯水制御装置及びその制御方法に関する。

近年の異常気象の条件下では、農村地域における水田や畑に、豪雨による冠水・洪水、湿害や冷害などの低温障害、高温障害、風害などの多様な気象的要因の被害が多発して社会的問題となっている。これら気象災害に対応するため、行政機関、農業者や地域住民は、それぞれ対応策を推進する必要がある。
農業は、農地の貯水機能を最大限に発揮させることで、農業生産を安定させるとともに地域の災害リスクの緩和に貢献できる点からも、地域社会にとって有益な産業である。

農業生産を向上させるため非特許文献１、２、３のように用水のきめ細かな給水管理により常に農地の水位を一定に管理する技術が提案されている。これらの管理では農業生産にとっては最適であるが、降雨を貯留する余地が乏しく、降雨・豪雨時には全ての降雨を排水することとなり農地の貯水機能が発揮できていないのが現状である。そのため、農地の雨水貯水機能を強化して、農地からの排水流出を抑制して流域の洪水等の栽培リスクを提言することが求められている。

特開２０１７－５１１３７号公報 実用新案登録第３１９８９９０号明細書

２００８年３月発行 集中管理孔を利用した地下かんがいの手引きｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｏｒａｃｈｉ．ｐｒｅｆ．ｈｏｋｋａｉｄｏ．ｌｇ．ｊｐ／ｓｓ／ｔｋｓ／ｇｒｐ／ｐａｎｆｕ．ｐｄｆ ２００９年６月１９日発行 地下水位制御システム（ＦＯＥＡＳ）による大豆の安定生産マニュアルｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎａｒｏ．ａｆｆｒｃ．ｇｏ．ｊｐ／ｐｕｂｌｉｃｉｔｙ＿ｒｅｐｏｒｔ／ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ／ｆｉｌｅｓ／ｎａｒｏ－ｓｅ／ｄａｉｚｕｆｏｅａｓ．ｐｄｆ 地下潅がいシステム「ＦＯＥＡＳ」の開発、著者：小野寺恒雄 （パディ研究所）、藤森新作 （農業工学研究所）、谷本岳 （農業工学研究所）、資料名：農業土木学会東北支部研究発表会講演要旨集 巻：４７ｔｈ ページ：３３－３６、発行年：２００３年１０月２９日

そのため、気象災害を回避する農地貯水制御対策としては、田んぼダムの取り組みがあり、例えば特許文献１や特許文献２により降雨の水田から排水路への流出を遅延させて下流の河川の水位上昇を緩和することを狙っている。しかし、降雨前の用水の給水管理による農地の水位が低い水位で管理されていない場合は、降雨直後から農地からの排水の流出が発生するとともに、落水口の水位は農地面と連動しており、流出口が縮小していることで、農地面の水位上昇は早くなり、それに伴う導水勾配の増加によって排水の流出口の縮小による流出量の削減効果は打ち消されてしまう。また、出口を縮小するだけでの水位の上限を管理できない構造は、予測しない農地の畦畔部分からの越流などの無管理な排水の流出を引き起こし道路の冠水などを発生させる可能性もある。このことから従来技術は、十分な対策となっていない。本質的な農地の貯水制御となる地下浸透以外の水を水位上昇に応じて段階的に排水し、許容できる貯水量までの到達時間を最大化する装置でなければならない。加えて、農地等による降雨の貯留機能について手間を要さずに発揮させるには技術的手法を強化しなければならず、従来技術では要求を満たしていない。

斯かる農地の用水と排水の具体的な技術には、次のようなものがある。土地改良事業により整備されることの多い暗渠排水とその機能を高める補助暗渠については、一般的に農林水産省構造改善局監修土地改良事業計画設計基準計画画「圃場整備」や「暗きょ排水」、「用水（水田）」に必要な改良の手順や標準的な工法や施工上の基準が示され、それらに基づく必要な施設がある。新たな技術もこれらに適合した装置である必要がある。

しかしながら、以上の従来技術によれば、前述のとおり、公共事業等での導入を想定しており高価なため、整備後の機能追加等に対応できず、また、生産者自身が追加で機器の整備ができず、技術導入の容易性に課題があった。また、公共事業での整備ではこれらの課題に対応する整備を行っておらず本質的な対策となっていない。本質的な農地の貯水制御となる地下浸透以外の水を長期的に貯水し続け、許容できる貯水量を超えると排水が行われる装置は現有していない。加えて、農地等による降雨の貯留機能について手間を要さずに発揮させるには十分な技術的手法が提供されてしておらず、社会的な要求を満たしていない。また、コスト面や実施のための労力面などの課題もあった。

以上の現状を鑑みて、本発明は、豪雨などの気象災害に対応する雨水及び用水の農地貯水制御装置及びその制御方法に関する。さらに詳しくは、水田・畑などの農地や貯水施設において、豪雨による冠水・洪水、湿害や冷害などの低温障害、高温障害、風害などの多様な気象災害に対応するため、１）下面開放型フロート構造を有して水の浮力感知により水位調整機能を付加した多種類の無動力による水量調整装置とその装置を装着できる管理桝、２）それを補助あるいは開水路から直接制御する円形の遮水板による水量調装置、３）必要に応じて直接操作や有線又は無線通信による人為操作又は用水の電気伝導度と用水水温、事前に設定したスケジュールにより給水・停止する自動給水装置又は溶質供給装置などを接続又は取り外しできる構造、４）各種の水位制御板により水位制御できる落水桝と簡便に追加設置できる落水板、５）これら装置の組み合わせにより降雨を最大限に活用した水管理を実現する農地の雨水貯水管理のための給排水管理装置を提供することである。

具体的に本発明は豪雨や無降雨が続いたときに、パイプラインでの用水供給地域では下面開放型フロートで農地の水位を感知して水位調整機能を有した水量調整装置により無電力で用水のる給水と停止でき、必要に応じて直接操作や有線又は無線通信による人為操作又は用水の電気伝導度と用水水温、事前に設定したスケジュールにより給水・停止する、開水路の用水供給地域では用水路に追加設置できる手動式の円形遮水板による水量調装置により吸水量を調整できる。

また、排水には複数形状の水位制御板により水位制御できる落水桝とともに簡便に設置できる落水板により降雨による水田の水位上昇に応じて排水水量を自動調整して水田の排水遅延機能を発揮する。これら装置の組み合わせにより降雨を最大限に活用した水管理を実現する農地の雨水貯水管理のための給排水管理装置を提供し、従来技術より水管理機器の自由度を高めることを目的とする。

上記の目的を達成すべく、本発明は、以下の構成を提供する。括弧内の数字は、後述する図面中の符号であり、参考のために付すものである。
・ 本発明の１つの態様は、給水装置桝（２）内に設けられるフロート構造変位感知式給水装置部（３０）であって、
下方開放型フロート（１０）と、給水器具（１６）とを具備する水位管理器（１）と、
前記給水器具（１６）に水を供給する用水用給水管（８７）と、
前記給水装置枡（２）内に設けられた暗渠の管理孔用立ち上がり管（８６）と、
前記給水装置桝（２）の給水口（２７）に設置された水量調整器具（２９）と、
前記用水用給水管（８７）に設けられた人が操作可能な給水主バルブ（３４）と、を有し、
前記用水用給水管（８７）から水を供給された前記給水器具（１６）が、前記給水装置桝（２）内で前記水位管理器（１）により感知される水位の上下動に合わせて用水を給水又は停止し、前記給水装置桝（２）内の水が前記暗渠の管理孔用立ち上がり管（８６）から暗渠に流れ、前記水量調整器具（２９）により水量調整される前記給水口（２７）から水田又は農地に水が流れる自動操作が可能であると共に、
前記給水主バルブ（３４）により給水の人為操作が可能であり、
前記下方開放型フロート（１０）は、上面と側面の部材を有し下方が開放した構造であり、下方開放面を液体面に接触させて浮力を発生させ、側面の高さ又は上面の幅により浮力を調整でき、浮力を上方に伝達するために前記上面に設置された下方開放型フロート位置調整支柱（１１）と、前記下方開放型フロート位置調整支柱（１１）を前記上面に貫通させかつ前記下方開放型フロート位置調整支柱（１１）を上下の任意の位置で前記上面に固定可能な固定具（１２）とを有し、
前記水位管理器（１）は、前記下方開放型フロート位置調整支柱（１１）の上端である作動始点（１４）と前記給水器具（１６）の給水器具作動支柱（１５）の先端が作動支点ネジ式止め具（１４Ｆ）又は作動支点ピン式止め具（１４Ｇ）により取り外し可能に接続されており、水田又は農地の水位の、設定管理水位からの変動に対応して前記下方開放型フロート（１０）が上下に変位することにより前記給水器具（１６）の給水の開始又は停止を制御し、
前記水量調整器具（２９）は、水量調整蓋（２０）と、貫通する前記給水口（２７）を形成した給排水用給水調整板（２５）と、前記給排水用給水調整板（２５）に取り付けられた２本の逆Ｌ字状の水量調整蓋用ガイド（２６）と、を有し、
前記水量調整蓋（２０）は、円錐状の円錐圧力伝達表面（２３）と左右の円周から半径の半分以内の位置における左右の平行な円弧から円周に向かって傾斜切り口を形成された裏面（２４）とを具備する略円板状の押板（２１）と、前記押板（２１）に取り付けられ前記押板（２１）の裏面（２４）の円中心を通過し円周から突出する長さを有しかつ傾斜切り口の円弧に平行に延在する操作棒（２２）と、を有し、
前記水量調整蓋（２０）を２本の前記水量調整蓋用ガイド（２６）の間に挿入し、上下方向の所定の位置にて前記操作棒（２２）を回転させることにより前記水量調整蓋（２０）をその位置に固定可能であり、それにより前記給水口（２７）の水量を調整することを特徴とする。
・ 上記態様において、前記給水器具（１６）に水を供給する用水用給水管（８７）と前記給水器具（１６）との間に接続された給水ホース（１９）に取り外し可能に設置されたタイマー付き水質及び水温センサー（１８）を有し、
前記タイマー付き水質及び水温センサー（１８）が、電気伝導度及び水温を計測可能であり、タイマーにより前記給水器具（１６）に関係する電磁弁又は遮水器具（１７）の作動時間を設定可能あることを特徴とする。
・ 上記態様において、前記給排水用給水調整板（２５）が、コンクリート、木材又は樹脂の面状部材からなり、前記水量調整蓋用ガイド（２６）がネジ又は接着剤により前記給排水用給水調整板（２５）に固定されていることを特徴とする。
・ 本発明の別の態様は、水田又は農地の給水側に設置される給水装置桝（２）であって、上記いずれかのフロート構造変位感知式給水装置部（３０）を設けたことを特徴とする。
・ 本発明のさらに別の態様は、畦畔（８１）と用水路側畦畔（８２）に囲まれた水田又は農地に設置される給排水管理装置であって、１又は複数の給水枡部（９０）と、１又は複数の落水枡（７０）とを設置されており、前記給水枡部（９０）が、上記の給水装置桝（２）であることを特徴とする。

本発明によれば、まず、給水側は、パイプラインや水圧が確保できる開水路からの用水の給水において、下面開放型フロート構造を有して水の浮力を感知する構造による水位調整機能を付加した無電力・無動力の給水装置による水量調整装置とこれらを配置した管理桝、又は、開水路から直接制御する円形の遮水板による水量調装置により気象予報に対応した事前の給水管理を実施するとともに、降雨による増水に対応して給水が自動的に停止され水田の流出抑制機能と貯水機能を発揮する。加えて、用水の塩分や温度に対応して、電気伝導度と用水水温、事前に設定したスケジュールによる自動操作や有線又は無線通信による人為操作により、用水の給水・停止する自動給水装置又は溶質供給装置を後付けで装着と自由に取り外しできる機能により、寒冷前線等による冷害時の田水温低下、低気圧や台風時の高潮や潮風害による用水の塩水化による水田内への塩分混入による被害を軽減できる。

排水側は、水田の落水口に設置できる各種のフロート式やスリット式の水位制御板により降雨に伴う水位上昇に対応した排水量を制御することで排水流出制御と貯留機能を発揮し、豪雨時に、水田水位の上昇時には水田からの排水を適度な量に減少させながら排水を最小限に抑えつつ、水田水位の上昇に伴った排水量を徐々に増加させるが水田の貯水機能も発揮させ排水のピークを遅延させる。豪雨が長期的に続き場合は、水田の貯水機能を最大限に発揮させつつも降雨分の排水を実施し、その後の降雨停止以降には水位低下に応じて流量を徐々に減少させて長期にわたり貯水機能を発揮させ、降雨の期間とそれ以降も低下した水位に併せて排水量を調整する。水田ではワラなどのゴミの浮遊があるため、ゴミを自然に越流排除される、又は、ゴミの浮遊面より深い水深の水を排水できる機能により適切は貯水・排水管理が実現できる。

これら装置の組み合わせにより降雨を最大限に活用した水管理を実現する農地の雨水貯水管理のための給排水管理装置により、水田からの排出されるピーク排水量を大幅に低下させて短期間での排水になるところを降雨後に長期的に少ない排水にするとともに長期的に貯水機能を発揮する。また、水質や水温を考慮した給水口・排水口の配置により不良な水質の用水が供給されたときに給水された面積が最低限にできるよう適切かつ迅速に排除できる。

この結果、従来技術より水管理機器の自由度を高めることが可能となり、より多くの農地の貯水機能を高め、雨水の資源を有効活用し、気象災害にも強く、高生産性化可能な、優良な農地の創出に貢献できる。

本発明の下方開放型フロートの側方から見た構成を示す図である。 本発明の給水器具と下方開放型フロート位置調整支柱の作動支点の構成を示す平面図である。 本発明の給排水用の遮水及び給水量調整蓋及び器具の部品構成の側方、前方、上方から見た図である。 本発明の給排水用の遮水及び給水量調整器具の作動状況を前方、上方から見た図である。 本発明の給排水用の遮水及び給水量調整器具の作動状況を前方から見た図である。 本発明の給排水用の遮水及び給水量調整器具の設置例上方と前方から見た図である。 本発明の給水枡部とフロート構造変位感知式給水装置部を示す図である。 本発明の下方開放型フロート支柱と給水器具作動支柱の作動支点とを取付け取り外しできるネジ止め具及びピン式止め具の図である。 本発明の開水路式用水路に設置する給水部の構成を示した図である。 本発明の開水路式用水路に設置する給水部の構成を示した図である。 本発明のフロート式水位調整器付き落水口の構成を上方、前方から見た図である。 本発明のフロート式水位調整器付き落水口の作動状況を示した図である。 本発明のフロート式水位調整器付き落水口と落水口水位調整器を落水桝に設置した時の作動状況を示した図である。 本発明のフロート式水位調整器付き落水口と落水口水位調整器を落水桝に設置した時の作動状況を示した図である。 本発明のフロート式水位調整器付き落水口と落水口水位調整器を傾斜板用落水桝に設置した時の作動状況を示した図である。 本発明のフロート式水位調整器付き落水口と落水口水位調整器を傾斜板用落水桝に設置した時の作動状況を示した図である。 本発明の落水口水位調整器の流量調整板を示した図である。 本発明の落水口水位調整器の流量調整板を示した図である。 本発明の落水口水位調整器の流量調整板の切断ライン塗装補助板を用いて製作する方法の図である。 本発明の落水口水位調整器の流量調整板を傾斜板用落水桝に設置した時の図である。 本発明の落水口水位調整器の流量調整板を傾斜板用落水桝に設置した時の図である。 本発明の板の厚さで表面に傾斜がつけられた落水口水位調整器の事例を示した図である。 本発明の複数枚垂直板用落水桝の事例を示した図である。 本発明の複数枚垂直板用落水桝の事例を示した図である。 本発明の差込み式落水板及び複数板用差込み式落水板の事例を示した図である。 本発明の差込み式落水板用箱型水位調整板の事例を示した図である。 本発明の差込み式落水板の設置事例を示した投影図である。 本発明の、農地の雨水貯水管理のための給排水管理装置における給水桝部及び落水枡の設置例を示す図である。 本発明の圃場への給水桝部と落水桝等の設置事例を示した平面図である。 本発明の圃場への給水桝部と落水桝等の設置した時の結果の事例を示したグラフである。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
図２８を参照して、本発明の給排水管理装置の全体構成の概要を説明する。
給排水管理装置は、農地の雨水貯水管理を行うために圃場８９に設置される装置である。給排水管理装置は、圃場８９の給水側に、給水枡部９０と、フロート構造変位感知式給水装置部３０とを有する。圃場８９の排水側に、落水枡７０と、排水路８５とを有する。給水側と排水側の間に拡がる田面８３の地下には、暗渠８４が設置されている。

＜給水側の構成＞
先ず、給水側の構成について説明する。図７に示すように、給水側の主な構成として、給水枡部９０と、フロート構造変位感知式給水装置部３０とがある。フロート構造変位感知式給水装置部３０の構成について説明する。最初に、フロート構造変位感知式給水装置部３０の主要構成要素である下方開放型フロート１０について説明する。

図１に示すように、下方開放型フロート１０は、上面と側面の部材を有し下方が開放した構造を有する。下方開放型フロート１０は、側面の高さＡを、フロート内寸高さＡ１若しくはフロート内寸高さＡ２にすることにより、又は、上面の幅Ｂを調整することにより、浮力Ｆを発生させる下方開放型フロート容積Ｄを調整できる。これにより、フロート内寸高さＡ１の下方開放型フロート容積ＤＡ１又はフロート内寸高さＡ２の下方開放型フロート容積ＤＡ２のように調整できる。

下方開放型フロート１０は、上面と側面から空気や液体が漏れない密閉構造で浮力Ｆを発生させることができる。一般的な密閉型のフロートでは水などの液体が気体部分に入ると浮力Ｆが減少し、液体を排除しない限り浮力は回復できず、実質的に浮力の回復は不可能である。それに対し、下方開放型フロート１０では、下方開放型フロート容積Ｄの気体容積が減少し液体容積が増加すると浮力Ｆは減少するが、下方開放面があることによって、液体面から離れて下方開放型フロート１０を空気中に持ち上げれば、下方開放型フロート容積Ｄが最大に戻り、再度、水面に接触させることで浮力Ｆを簡単に回復できる。

下方開放型フロート（以下「フロート」と略称する場合がある）１０の上面には、浮力Ｆを上方に伝達するために、下方開放型フロート位置調整支柱１１が設置されている。フロート１０の上面に下方開放型フロート位置調整支柱（以下「位置調整支柱」と略称する）１１を貫通させた場合、貫通部分の上面と位置調整支柱１１との気密性を維持するために、フロート１０と位置調整支柱１１とを固定する固定具１２を設置する。これにより、フロート１０に対して位置調整支柱１１を上下してスライドさせて任意の位置に固定できる。よって、水面に対する位置調整支柱１１の上端の位置を、縮小時Ｃ１又は伸長時Ｃ２に簡単に変更できる。位置調整支柱１１によりフロート１０の浮力Ｆを伝達できることこから、フロート１０と位置調整支柱１１の組合せ構造を、水位管理器１として利用できる。

図２は、暗渠の管理孔用立ち上がり管８６の上端に連結された枡である給水装置１３を示す。給水装置１３は、フロート１０と位置調整支柱１１の組合せである水位管理器１と、給水器具作動支柱１５と、給水器具１６とを有する。フロート１０は、暗渠の管理孔用立ち上がり管８６に連通する給水装置１３内の水面に浮いている。図２に示す給水器具作動支柱１５は、水位調整支柱１１の作動支点１４を先端に有する。給水器具作動支柱１５の先端は、図８に示す作動支点ネジ式止め具１４Ｆ又は作動支点ピン式止め具１４Ｇにより、位置調整支柱１１の上端と容易に取付け、取り外しできる。これによりフロート１０の浮力Ｆを、ボールタップ等の給水器具１６まで伝達できる。それによって、水田の田水位の、設定管理水位に対する上下動に対応して給水の開始及び停止を操作し制御することができる。

図２に示すように、給水器具１６のもう一方の端部は、給水器具１３の外側に配置された電磁弁又は遮水器具１７に接続され、タイマー付き水質水温センサー１８を介して、給水ホース１９の一端に接続されている。給水ホース１９は、図７に示す用水用給水管８７に接続されている。

図３は、図７に示す給排水用遮水及び水量調整器具２９において用いることができる給排水用遮水及び水量調整蓋２０を示す。

図３（イ）（ロ）に示すように、給排水用遮水及び水量調整蓋２０は、略円板状の押板２１を有する。押板２１は、その一面に高さ２ｃｍ以内の円錐状の円錐圧力伝達表面２３を有する。押板２１の裏面２４には、左右の円周から半径の半分以内の位置に傾斜切り口２４ａが形成されている。一対の傾斜切り口２４ａ、２４ａはそれぞれ、左右の平行な円弧から円周に向けて押板２１の厚さが適当な厚さで残る位置まで切削された、圧力発生用左右対称傾斜面である。

さらに、給排水用遮水及び水量調整蓋２０の押板２１は、裏面２４に操作棒２２を取り付けられている。操作棒２２は、押板２１の裏面２４の円中心を通過し円周から突出する長さを有し、傾斜切り口２４ａの円弧に平行に延在する。操作棒２２は、給排水用遮水及び水量調整蓋２０の操作のための持ち手である。

図３（二）（ホ）に示すように、給排水用遮水及び水量調整蓋２０は、図３（ハ）に示す給排水用給水調整板２５に挿入配置される。給排水用給水調整板２５は、給排水用遮水及び水量調整蓋２０の押板２１の直径より若干広い位置に、平行な２本の逆Ｌ字状の給排水用遮水及び水量調整蓋用ガイド２６を対向させて配置している。一対のガイド２６の間に給排水用遮水及び水量調整蓋２０を挿入できる。給排水用給水調整板２５の中央には、円形の給水口２７が貫通している。給水口２７の直径は、給排水用遮水及び水量調整蓋２０の押板２１の直径より小さい。

図４（イ）～（ニ）は、図３に示した給排水用遮水及び水量調整蓋２０の遮水時の操作方法を示す。給排水用遮水及び水量調整蓋２０は、押板２１の表面２３が水田側に向けられて設置される。先ず、給排水用遮水及び水量調整蓋２０を上下方向にスライドさせて給排水用給水調整板２５の給水口２７の適当な位置に合わせる。それから、その位置にて給排水用遮水及び水量調整蓋の操作棒２２を左右のどちらかに適当な角度まで回転させる。これにより、給排水用給水調整板２５のガイド２６と、給排水用遮水及び水量調整蓋２０の裏面２４の左右の傾斜切り口２４ａが接点部２８において接触して素材弾性により互いに抑えつけ、給排水用遮水及び水量調整蓋２０を圧力で支えることにより固定する。この圧力が、給排水用給水調整板２５の方向に加わることで給排水用遮水及び水量調整蓋２０の押板２１の円錐圧力伝達表面２３の円錐状の形状の特徴により、給排水用給水調整板２５の給水口２７に最も収まる位置に押板２１がはまり遮水できる。

図５（イ）（ロ）は、図３（二）（ホ）に示した給排水用遮水及び水量調整蓋２０の水量調整時の操作方法を示す。先ず、給排水用遮水及び水量調整蓋２０を上下方向にスライドさせて給排水用給水調整板２５のガイド２６の任意の位置に配置させる。それから、その位置にて給排水用遮水及び水量調整蓋の操作棒２２を左右のどちらかに適当な角度まで回転させる。これにより、給排水用給水調整板２５のガイド２６と、給排水用遮水及び水量調整蓋２０の裏面２４の左右の傾斜切り口２４ａが接点部２８において接触して素材弾性により互いに抑えつけ、給排水用遮水及び水量調整蓋２０を圧力で支えることにより固定する。この結果、給排水用給水調整板２５の給水口２７を任意の大きさで開口して給水量を調整できる。

図６（イ）（ロ）は、図３（二）（ホ）の給排水用遮水及び水量調整蓋２０及び給排水用給水調整板２５の別の実施例である。給排水用給水調整板２５とガイド２６に、筒状の給水口２７を一体化させている。筒状の給水口２７は、既存のパイプや給排水口に挿入して接続できる。また図６（ハ）（ニ）はさらに別の実施例である。本例では、コンクリートや木材、樹脂からなる平面状の給排水用給水調整板２５に給水口２７を配置し、ガイド２６をネジや接着剤により固定する。この場合、給排水用遮水及び水量調整蓋２０を自由な位置に後付けすることができる。

図７は、給水枡部９０とフロート構造変位感知式給水装置部３０を示している。下方開放型水位調整フロート１０と位置調整支柱１１の組合せによる水位管理器１を、位置調整支柱１１の作動支点１４と接続し、給水器具作動支柱１５を介して給水器具１６に水位管理器１の上下の動作を伝達できる。

給水装置桝２内では、用水用給水管８７から給水補助バルブ３５を経て給水器具１６に水が供給される。水位管理器１が感知する水位の上下動に合わせて、給水器具１６から給水装置桝２内への水が供給又は停止される。給水装置桝２内の水は、暗渠の管理孔用立ち上がり管８６へ自動的に流れる。また、給水装置桝２から、給排水用遮水及び水量調整器具２９を設置した給水口３６を介して、水田への自動的な給水が制御される。

また、給水主バルブ３４を人が操作することにより、一般的な給水を単独で、又はフロート構造変位感知式給水装置部３０の自動制御と併用して水田に給水を行うことができる。

農業用水は、河川や湖沼からの水を使用することが一般的である。したがって、生物及び植物の残渣、ゴミ、土砂などが暗渠の管理孔用立ち上がり管８６から暗渠８４の管内に流入することを抑制する必要がある。このため、給水主バルブ３４を配置している槽と暗渠の管理孔用立ち上がり管８６を配置している槽との仕切り部分において、給水器具設置板３１の下部にゴミ類の通過を制限し水を通す給水網又は給水スリット３２を配置する。給水器具設置板３１と給水網又は給水スリット３２は、給水による水流の乱れを抑えると共に、泡が暗渠の管理孔用立ち上がり管８６内に流入し通水を阻害するのを防ぐ役割がある。

また、水田側の給水口３６が配置されている側の槽に、給水主バルブ３４と、ゴミや土砂などが堆積する堆積槽３３を設置することにより、水田側にこれらの堆積物を堆積させ排出しやすくする。堆積槽３３からのゴミ等の撤去はオーガやスコップなどの道具により人力で排除できる。

さらに、フロート構造変位感知式給水装置部３０において、必要に応じて給水ホース１９に用水の塩分濃度を評価できる電気伝導度と冷害などの気象災害を評価できる水温を計測できるタイマー付き水質及び水温センサー１８を、接続及び取り外しが容易な方法で設置する。タイマー付き水質及び水温センサー１８は、必要に応じて直接操作又は有線若しくは無線通信による人為操作が可能である。タイマー付き水質及び水温センサー１８により、例えば、電気伝導度２．０、１．０、０．５、０．３、０．１ｍＳ／ｃｍなどの設定値、摂氏温度１５～２０度の範囲以下の設定値又は３５度以上などの設定値を設定できる。特に、午前３時～午前８時までの夜間取水、高温時取水など、自由な時間若しくは時間範囲又は温度条件の設定値により、電磁弁又は遮水器具１７を作動させることができる。このようにして、水質や時間による給水管理を、水位管理器１による水位管理に合わせて可能とした。

図８は、下方開放型フロート位置調整支柱１１の上端の作動支点１４と、給水器具作動支柱１５の先端との接続部の構成例を示す。作動支点ネジ式止め具１４Ｆ又は作動支点ピン式止め具１４Ｇにより、位置調整支柱１１の上端と給水器具作動支柱１５の先端とが、回動可能に連結され、かつ容易に取付け、取り外しできる構造となっている。

図９は、図６の給排水用遮水及び水量調整器具２９を開水路式用水路３７の壁面に設置し、給水口３６から水田に一定水量を給水している構成例を示している。

図１０は、図９の構成例においてさらに、給水口３６の水田側の出口にタップ等の給水器具１６を接続し、給水器具１６から延びる給水器具作動支柱１５の先端と、下方開放型フロート位置調整支柱１１の上端の作動支点１４とを連結する。下方開放型フロート１０による水位管理器１の上下の動作を伝達することにより、給水器具１６の供給及び停止の制御を可能とする。水位管理器１は、給水管理枠３内にありワラなどのゴミによる作動の妨害を軽減するため給水網又は給水スリット３２が設置される場合もある。これにより、必要最低限の水量で適切に水田への給水を行うことができる。

＜排水側の構成＞
次に、排水側の構成について説明する。図１３に示すように、排水側の主な構成として、落水口水位調整器５０と、落水枡７０とがある。落水口水位調整器５０の構成について説明する。最初に、落水口水位調整器５０の主要構成要素であるフロート式水位調整器付き落水口４０について説明する。

図１１は、フロート式水位調整器付き落水口４０の構成例を示す。フロート式水位調整器付き落水口４０は、下方開放型フロート１０と同様の機能をもつ落水口用下方開放型フロート４１を有する。落水口用下方開放型フロート４１は、上面の環状部材と、上面の中央に貫通孔である主落水口４６と、上面外側の側面部材と、主落水口４６の側面部材４４とを有する。上面の環状部材の下側に下方が開放された空洞がある。

上面外側の側面部材と主落水口４６の側面部材４４の下端部を水面に接触させると、それらに囲まれた空洞が、空気や液体が漏れない密閉構造となり、浮力が発生する。フロート式水位調整器付き落水口４０は、平面視にて（イ）の円形、（ロ）の矩形、（ハ）の三角形等とすることができる。通水孔である主落水口４６の側面部材は、落水口用下方開放型フロート管４４を構成する。落水口用下方開放型フロート管４４の下端には、周方向に配置され径方向外側に突出する１又は複数の係止突起４５が形成されている。

一方、落水口用下方開放型フロート接続管４２が水中に設置されている。落水口用下方開放型フロート管４４の下端近傍部分は、落水口用下方開放型フロート接続管４２の上端近傍部分に挿入されている。落水口用下方開放型フロート接続管４２の上端にはフロート抑え弁４３が形成されている。フロート抑え弁４３は、落水口用下方開放型フロート管４４の係止突起４５と係合可能であって係止突起４５より上方に位置する。フロート抑え弁４３の返し留め構造により、落水口用下方開放型フロート管４４の上下の作動範囲が制限される。その作動範囲内で、落水口用下方開放型フロート管４４は、落水口用下方開放型フロート接続管４２に対してスライドすることができる。

落水口用下方開放型フロート管４４は、側面の高さと上面の面積により下方開放型フロート容積Ｄを変更することができる。例えば、図１１（ホ）（ヘ）の下方開放型フロート容積Ｄ１、（ト）の下方開放型フロート容積Ｄ２である。

落水口用下方開放型フロート４１の浮力を、図１１（ホ）（ヘ）の下方開放型フロート容積Ｄ１により調整することで、フロートの最低位置よりフロートが上昇するときに常に水位がフロート側面の任意の高さになるように設定できる。図１１（ホ）では、フロートが水位とともに上昇している。

図１１（ト）に示すように、落水口用下方開放型フロート４１が最上地点まで浮上した後、更に水位が上昇すると、フロート上面から越水してフロート中央の主落水口４６内に水を流入し流下できる。落水口用下方開放型フロート４１の浮力を、図１１（ト）の下方開放型フロート容積Ｄ２により調整することで、フロートの最低位置よりフロートが上昇するときに常にフロート上面から越水してフロート中央の主落水口４６内に水を流入させ流下するように設定できる。

図１２に示すように、フロート式水位調整器付き落水口４０は、落水口用下方開放型フロート４１の浮力を下方開放型フロート容積Ｄ３により調整することで、フロートの最低位置よりフロートが上昇するときに常に水位がフロート側面の任意の高さになるように設定し、落水口用下方開放型フロート４１の落水口用下方開放型フロート管４４の外側と、そのパイプを保持する落水口用下方開放型フロート接続管４２の隙間から水を流入させ流下できる。これにより、ゴミなどによる通水阻害を回避することができる。

図１３は、落水口水位調整器５０及び落水桝７０を示す。落水口水位調整器５０は、図１１～図１２に示したフロート式水位調整器付き落水口４０を有し、水田に貯水するために落水桝７０の水田側に接続されている。フロート式水位調整器付き落水口４０は、落水口用下方開放型フロート接続管４２の下端に接続された落下水管５２を介して垂直遮水板５１に接続されている。垂直遮水板５１は、落水桝７０の本体である垂直板用落水桝７１に設置されることにより保持される。垂直遮水板５１に穿設された開口により、落下水管５２と垂直板用落水桝７１が連通している。

下方開放型フロート容積Ｄ２が、フロート式水位調整器付き落水口４０のフロート上面から常に越水してフロート中央の落水口用下方開放型フロート主落水口４６内に水を流入させ流下するように設定される。これにより、排水量と水田の水深を管理することができる。降雨時には、水田の水位の一定水深までの上昇を許容し、落水口用下方開放型フロート４１の可動上限に達すると更に排水が強くなり、段階に応じて排水強度を調整できる。

図１４（イ）に示すように、落水口水位調整器５０は、フロート式水位調整器付き落水口４０が最下位置に有る場合の最も低い調整水位ＷＥ１、下方開放型フロート１０が最高部に達した調整水位ＷＥ２、落水口水位調整器５０の垂直遮水板５１の最高部の調整水位ＷＥ３に設定される。これらの水位の調整可能な位置はいずれも例示である。

さらに図１４（イ）に示すように、フロート式水位調整器付き落水口４０を接続した落水口水位調整器５０の下部には、落水口水位調整器５０の垂直遮水板用下方調整板５３を追加して重ねている。図１４（ロ）に示すように、落水口水位調整器５０の垂直遮水板５１を上方にスライドすることで、水田の水位の調整可能な位置ＷＥ１‘、ＷＥ２’、ＷＥ３’を調整することが容易にできる。

図１５は、水田に貯水するための落水口水位調整器５０の別の例を示す。本例では、フロート式水位調整器付き落水口４０が、落下水管５２を介して落水口水位調整器５０の傾斜遮水板５４に接続されている。傾斜遮水板５４は、落水口水位調整器５０を保持する落水桝７０の本体である傾斜板用落水桝７２に設置されている。下方開放型フロート容積Ｄ２が、フロート式水位調整器付き落水口４０のフロート上面から常に越水してフロート中央の落水口用下方開放型フロート主落水口４６内に水を流入して流下するように設定されることにより、排水量と水田の水深を管理することができる。降雨時には、水田の水位の一定水深までの上昇を許容し、落水口用下方開放型フロート４１の可動上限に達すると更に排水が強くなり、段階に応じて排水強度を調整できる。

なお、傾斜板用落水桝７２に対応する落水口水位調整器５０の傾斜遮水板５４と傾斜遮水板用下方調整板５５には水圧Ｐが斜め方向に加わり、横方向水圧Ｐ１と縦方向水圧Ｐ２の複合的な圧力が加わることから落水口水位調整器５０の傾斜遮水板５４と傾斜遮水板用下方調整板５５のズレを抑える働きがある。

図１６（イ）に示すように、落水口水位調整器５０は、フロート式水位調整器付き落水口４０が最下位置に有る場合の最も低い調整水位ＷＥ１、下方開放型フロート１０が最高部に達した調整水位ＷＥ２、落水口水位調整器の傾斜遮水板５４の最高部の調整水位ＷＥ３に設定される。これらの水位の調整可能な位置はいずれも例示である。

さらに図１６（ロ）に示すように、フロート式水位調整器付き落水口４０を接続した落水口水位調整器５０の下部に追加して重ねられた傾斜遮水板用下方調整板５５により、傾斜遮水板５４を上方にスライドさせることができる。これにより、水田の水位の調整できる位置ＷＥ１‘、ＷＥ２’、ＷＥ３’の調整を容易に行える。

図１７及び図１８は、落水口水位調整器５０の流量調整板５６の例を示す。流量調整板５６は、落水桝７０の前面や内部に設置される。流量調整板５６により、水田に水を貯水し、降雨時の水位上昇に応じて水量を調整しながら排水を実現する。調整水位ＷＥ４までは貯水するための遮水板となる。調整水位ＷＥ４より上の水位として例示する調整水位ＷＥ５、ＷＥ６、ＷＥ７は、想定する水量を排水するためのスペースとなる流量調整式成形排水部５９に位置する。流量調整式成形排水部５９は、流量調整板５６をその上端から所定の形状で切り欠いて形成されている。その形状は、方形の溝や方形で途中から方形の幅が変わる溝、円形空洞や円形空洞とその上部に方形や三角堰が複合する溝、三角堰や三角堰で途中から角度が変わる溝、三角堰で途中から円弧になる溝、下方が三角堰で上方が方形の溝などの多様な形状の溝を有する。落水口水位調整器５０の流量調整板５６が一枚の場合と、流量調整上板５７に下方の流量調整下板５８を追加して２枚の板を重ねる場合がある。２枚の板を重ねる場合は、各種の溝のある流量調整上板を５７スライドして水位を変更できる。

図１９は、図１７及び図１８に示した流量調整板５６の作製工程の例を示す。切断ライン塗装補助板６０から落水口水位調整器５０の流量調整板５６を作製する。先ず、単独や混合、複層により板状に成形できる各種素材の板６３が準備され、板６３は、木材や合板、プラスチックや塩化ビニールなどの化学樹脂、金属、ガラス、セラミック、石や粘土などの土壌、石膏、ロックウールやグラスウール、ウレタン等の樹脂、有機物などを材料として作製される。次に、板６３に、電動鋸や鋸などの切断器具６６により流量調整板５６を容易に切断成形するための塗装ライン６１を描く。各種の流量調整板５６に対応する塗装ライン６１をスプレー塗料６４やマジック又はペン６５、塗装筆などで塗装しマークできる。塗装ライン６１は、隙間のあるスリット状である。板６３から切断ライン６０が切断成形される。塗装・マークする者が容易に設置・固定・撤去できる切断ライン塗装補助板６０の持ち手６２を有する場合もある。

図２０は、図１７及び図１８に示した流量調整板５６の各種形状を例示する。例えば傾斜板用落水桝７２の前面に配置することもできる。そのほか、図１４に示した垂直板用落水桝７１やその他の桝にも簡単に配置できる。また、流量調整板５６が、流量調整上板５７と流量調整下板５８に分かれる場合は、お互いを重ねてスライドさせて貯水する調整水位ＷＥ４、ＷＥ７や調整水位ＷＥ４’、ＷＥ７’に調整することが容易にできる。

図２１は、傾斜板用落水桝７２を例示する。傾斜板用落水桝７２には、前面側に下方に落水口水位調整器５０の流量調整下板５８を傾斜させて上面に配置する設置スライドガイド溝７７と、その内側に落水口水位調整器５０の流量調整上板５７を傾斜させて下側に隙間なく配置する設置スライドガイド溝７６とが形成されている。流量調整板５６を設置スライドガイド溝７６に配置することもできる。流量調整上板５７を上下にスライドさせることにより田面の水位を調整できる。水圧により遮水性が高くなる。

図２２に示す落水口水位調整器５０は、垂直遮水板５１又は５１’の厚さを上下方向に変化させて表面に傾斜を付けている。縦断面は、上方が薄く下方が厚い台形状である。水圧Ｐを横方向水圧Ｐ１と縦方向水圧Ｐ２として伝達することにより、枠からの脱落を防止する効果がある。この断面形状は、垂直遮水板５１又は５１’、又は流量調整板５６、流量調整上板５７、流量調整下板５８においても同様に適用できる。

図２３は複数枚垂直板用落水桝７１’を示し、図２４は複数枚傾斜板用落水桝７２’をそれぞれ示している。複数枚垂直板用落水桝７１’は垂直遮水板５１を前面に配置する垂直板用落水桝７１（図１４）の応用形態であり、複数枚傾斜板用落水桝７２’は傾斜遮水板５４を前面に傾斜した状態で配置する傾斜板用落水桝７２（図１６）の応用形態である。複数枚垂直板用落水桝７１’及び複数枚傾斜板用落水桝７２’は、それぞれの前面の垂直遮水板５１及び傾斜遮水板５４に加えて、桝内にも流量調整板５６を配置するための垂直又は傾斜した枠がある。落水口水位調整器５０の流量調整板５６を配置することで、最低の調整水位ＷＥ１から最高の調整水位ＷＥ３の途中で、落水口用下方開放型フロート４１より高い水位に数段階の調整水位ＷＥ４、ＷＥ５、ＷＥ６、ＷＥ７を設定することができる。

図２５は、畦畔に差し込んで用いられる差込み式落水板の例を示す。差込み式落水板７３又は複数板用差込み式落水板７５は、逆三角形に上部が方形の野球のホームベース型の板の方形部分上辺の中央部分から方形の切り抜きがある。差込み式落水板７３は、その切り抜きに沿ってコ型アングルが設置されている。複数板用差込み式落水板７５は、一定の奥行きでＵ型の水路部材が垂直に配置され、その水路内にコ型アングルが板面と同面の方向でＵ字状に２重に上から下に向かって前面に向かうように傾斜が付けられた形で配置されている。
アングルのガイドには、落水口水位調整器５０、差込み式落水板用箱型水位調整板７４を挿入して水位を調整することができる。畦畔に設置する場合、畦畔の一部を板幅よりせまく掘削し、差込み式落水板を差し込んで遮水し、水田の水位を調整する落水口とする。

図２６は差込み式落水板用箱型水位調整板の例を示す。差込み式落水板用箱型水位調整板７４は、落水桝７０や差込み式落水板７３の前面や桝内の枠に設置される。これにより、水田に水を貯水し、降雨時の水位上昇に応じて水量を調整する。差込み式落水板用箱型水位調整板７４には、方形板の上辺の中央部に方形の開口があり、その裏面の上面が開口している箱が取り付けられている。その箱の裏面の下部に所定の大きさの円形空洞又は多様な形の空洞が形成されることにより排水量を調節できる。

図２７は、差込み式落水板７３又は複数板用差込み式落水板７５の畦畔における設置状態を示す。差込み式落水板を設置する場合、畦畔の一部を板幅よりせまく掘削し、差込み式落水板を差し込んで遮水し、水田の水位を調整する落水口とする。

図２８は、農地の雨水貯水管理のための給排水管理装置８０における給水桝部９０及び落水枡７０の設置例を示す。給排水管理装置８０は、畦畔８１と用水路側畦畔８２に囲まれた水田又は農地に設置される。用水路側畦畔８２に給水桝部９０が設置され、畦畔８１に落水枡７０が設置される。

＜全体構成＞
図２８には、給水桝部９０の幾つかの例が示されている。
第１の例では、フロート構造変位感知式給水装置部３０が、用水用給水管８７からの水を供給する機器である。フロート構造変位感知式給水装置部３０により水位の上下を感知して自動的に給水栓を作動させる。給水装置桝２には、給排水用遮水及び水量調整器具２９（図３）と給水主バルブ３４（図７）、用水用給水管８７、必要に応じて暗渠の管理孔用立ち上がり管８６（図７）が設置されている。給水装置桝２内の水位と田面への給水量を調整して所定の水深に管理するため、用水用給水管８７からの水を供給・調整するフロート構造変位感知式給水装置部３０が、水位の上下を感知して自動的に給水栓を作動させる。給水桝部９０は、必要に応じて暗渠の管理孔用立ち上がり管８６に給水し、暗渠８４を通して田面への給水量を調整して所定の水深に管理する。給水桝部９０に暗渠の管理孔用立ち上がり管８６がない場合は、給水口３６（図７）を通して田面への給水量を調整して所定の水深に管理する。

第２の例では、給水装置１３（図２）が、給水装置１３内の水位と田面への給水量を調整して所定の水深に管理するため、用水用給水管８７からの水を供給・調整するフロート構造変位感知式給水装置部３０により水位の上下を感知して自動的に給水栓を作動させる。必要に応じて暗渠の管理孔用立ち上がり管８６に給水して暗渠８４を通して田面への給水量を調整して所定の水深に管理する。

第３の例では、給水桝部９０が、開水路式用水路３７（図９）から供給する水を、給排水用遮水及び水量調整器具２９により調整し、併せてフロート構造変位感知式給水装置部３０により水位の上下を感知して自動的に給水栓を作動させ所定の水深に管理する。

上述した各例の給水枡部９０は、いずれも１又は複数設置することができる。

図２８に示す落水桝７０は、垂直板用落水桝７１又は傾斜板用落水桝７２、差込み式落水板７３又は複数板用差込み式落水板７５を選択して設置される。さらにそれに適した落水口水位調整器５０を用いる。それぞれの落水口水位調整器５０に適した差込み式落水板用箱型水位調整板７４を挿入して水位を調整することができる。

図２９は、農地の雨水貯水管理のための給排水管理装置８０における各装置又は施設の配置例を示す。畦畔８１に囲まれた圃場８９に、暗渠８４や排水路８５の配置に対応して、給水桝部９０、暗渠の管理孔用立ち上がり管８６、落水桝７０、暗渠水閘８８を（イ）～（ヌ）のとおり自由に配置できる。暗渠の管理孔用立ち上がり管８６には、用水用給水管８７を有するフロート構造変位感知式給水装置部３０を追加取り付けできる。

不要な装置は設置しない場合もある。（へ）～（ヌ）の給水と排水が隣接する配置においては、塩分を含む用水や低温又は高温の用水等の不適な給水があった時、これらの不適に給水された用水や用水用給水管８７に残存している不適な用水を、水田の全体に影響を与えることなく排水できる。既設の圃場に対して、それぞれの装置や施設を追加設置できる。

以下に、本発明の実施例及び比較例を示す。なお、説明の便宜のため、図面に用いた符号を用いる場合がある。

[実施例１]
本発明の給水装置桝２に下方開放型フロート１０を装備したフロート構造変位感知式給水装置部３０による試験結果を示す。
試験場所：北海道岩見沢市上幌向町２１６番地
北海道立総合研究機構中央農業試験場岩見沢試験地のグライ土圃場
加圧パイプラインによる用水用給水管８７からの水を供給する機器となる図３及び図９のフロート構造変位感知式給水装置部３０により暗渠の管理孔用立ち上がり管８６から圃場に給水したところ、所定の水位に上昇した後、フロート構造変位感知式給水装置部３０からの給水量が徐々低下して約１０分後に設定水位を感知して自動的にボールタップ式給水栓を作動させ給水を停止した。
また、水位が低下したところ、給水が開始したことを、１分間で撮影する定点カメラにより記録して確認した。

［実施例２］
本発明の傾斜板用落水桝７２に落水口水位調整器の傾斜遮水板５６・傾斜遮水板用下方調整板５５を用いたフロート式水位調整器付き落水口４０である落水口水位調整器５０による試験結果を図３０に示す。
試験場所：福岡県筑紫野市吉木の現地圃場
比較例２と隣接した水田圃場
雨水の貯水機能が発揮され水田からの排水が多い時期に排水からの排水量が減少する傾向が見られ、水田の雨水の貯水機能を高めることが確認された。

［実施例３］
本発明の傾斜板用落水桝７２に落水口水位調整器の傾斜遮水板５６を用いたフロート式水位調整器付き落水口４０である落水口水位調整器５０による試験結果
試験場所：茨城県つくば市観音台
農研機構農村工学研究部門の水田圃場
比較例３と隣接した水田圃場
傾斜板用落水桝７２に落水口水位調整器の傾斜遮水板５６・傾斜遮水板用下方調整板５５を用いることで、傾斜板用落水桝７２に落水口水位調整器の傾斜遮水板５６との接着等を行うことなく水田の水の遮水が適切に行え、水田の水位管理も落水口水位調整器の傾斜遮水板５６のスライド操作で簡単に管理できる。

［実施例４］
本発明の落水口水位調整器の流量調整板５６を用いた水位管理の試験結果
試験場所：北海道美瑛町留辺蘂の丘に隣接する圃場の排水路に接続する落水部
排水路の落水部分に図１７（ハ）記載の落水口水位調整器の流量調整板５６を設置したところ、落水部に排水が一時的に貯水され水位を一定に保ち、排水の流量を一定に安定化させることで、流水中の土壌の蓄積効果が得られ、急激な排水流出の抑制と土壌流亡の抑制の効果が確認された。

［実施例５］
本発明の円形の給排水用遮水及び水量調整蓋２０、給排水用給水調整板２５を用いた給排水用遮水及び水量調整器具２９の給水性・遮水性に関する試験結果
試験場所：農研機構農村工学研究部門の水田圃場の給水部
水田圃場の給水部に円形の給排水用遮水及び水量調整蓋２０、給排水用給水調整板２５を用いた給排水用遮水及び水量調整器具２９を設置し、給水部に円形の給排水用遮水及び水量調整蓋２０により所定の給水量になる位置に設定して圃場への給水試験を実施したところ、給排水用遮水及び水量調整蓋２０の開度に対応して給水量を調整でき、給水量の調整機能を確認した。

［比較例１］
試験場所：北海道立総合研究機構中央農業試験場岩見沢試験地
水田の土壌条件：グライ土
通常の暗渠の管理孔用立ち上がり管８６から圃場に給水する管理では、ろ加圧パイプラインによる用水用給水管８７に接続している給水主バルブ３４の吸水口を暗渠の管理孔用立ち上がり管８６に塩ビパイプで接続し、人が給水主バルブ３４の開閉操作で給水操作を実施している。人による管理が不可欠な状態であった。

［比較例２］
本発明の傾斜板用落水桝７２に落水口水位調整器の傾斜遮水板５６・傾斜遮水板用下方調整板５５を用いたフロート式水位調整器付き落水口４０である落水口水位調整器５０による試験結果の比較として通常の落水口で実施した結果について図３０に示す。
試験場所：福岡県筑紫野市吉木の現地圃場
実施例２と隣接した水田圃場
雨水が直接、排水に流出することから、実施例２より雨の多い時期の水田からの排水が多く、雨水の貯水機能が低いことが確認された。

［比較例３］
本発明の傾斜板用落水桝７２に落水口水位調整器の傾斜遮水板５６を用いたフロート式水位調整器付き落水口４０である落水口水位調整器５０の対象として通常の水管理をしている圃場の管理状況を示す
試験場所：茨城県つくば市観音台
農研機構農村工学研究部門の水田圃場
実施例３の近隣の水田圃場
水田から排水する落水口に一定の高さの板をはめて落水口水位調整を行なったところ、落水時や水深を変える時期に落水口水位調整の板をその都度、撤去・再設置を行なったことから、実施例３に比べ手間のかかる作業であった。

［比較例４］
本発明の落水口水位調整器の流量調整板５６を用いた水位管理の試験結果
試験場所：北海道美瑛町留辺蘂の丘に隣接する圃場の排水路に接続する落水部
排水路の落水部分に図１７（ハ）記載の落水口水位調整器の流量調整板５６を設置する前は、落水部に貯水する機能はなく、雨天時には、雨量に応じて排水が流出し、濁水となり流出することから土壌の流亡を助長し、急激な排水流出と土壌流亡が確認された。

［実施例６］
本発明の円形の給排水用遮水及び水量調整蓋２０、給排水用給水調整板２５を用いた給排水用遮水及び水量調整器具２９の給水性・遮水性を比較するためこれらを撤去した場合の試験結果
試験場所：農研機構農村工学研究部門の水田圃場の給水部
水田圃場の給水部に円形の給排水用遮水及び水量調整蓋２０、給排水用給水調整板２５を用いた給排水用遮水及び水量調整器具２９を設置した部分を撤去した後に、圃場への給水試験を実施したところ、用水からの水が全て流入する状態となり、給排水用遮水及び水量調整器具２９の必要性を確認した。

以上のことから、本発明より、下面開放型フロート構造を有して水の浮力感知により水位調整機能を付加した多種類の無動力による水量調整装置とその装置を装着できる管理桝、それを補助あるいは開水路から直接制御する円形の遮水板による水量調装置、各種の水位制御板により水位制御できる落水桝と簡便に追加設置できる落水板など降雨を最大限に活用した水管理を実現できる農地の雨水貯水管理のための給排水管理装置が提供される。この結果、降雨を最大限に活用した水管理を実現できる農地の雨水貯水管理のための給排水管理装置が実現される。

Ａ フロート内寸高さ
Ａ１ フロート内寸高さ１
Ａ２ フロート内寸高さ２
Ｂ フロート内寸幅
Ｃ フロート支柱
Ｃ１ フロート支柱の縮小時
Ｃ２ フロート支柱の伸長時
Ｄ 下方開放型フロート容積
ＤＡ１ フロート内寸高さ１時の下方開放型フロート容積
ＤＡ２ フロート内寸高さ２時の下方開放型フロート容積
Ｄ１ 下方開放型フロート容積の例１
Ｄ２ 下方開放型フロート容積の例２
Ｄ３ 下方開放型フロート容積の例３
Ｆ 浮力
Ｆ１ 浮力１
Ｐ 水圧
Ｐ１ 横方向水圧
Ｐ２ 縦方向水圧
ＷＥ 調整水位
ＷＥ１ 調整水位の例１
ＷＥ２ 調整水位の例２
ＷＥ３ 調整水位の例３
ＷＥ１‘ 調整水位の例１’
ＷＥ２‘ 調整水位の例２’
ＷＥ３‘ 調整水位の例３’
ＷＥ４ 調整水位の例４
ＷＥ５ 調整水位の例５
ＷＥ６ 調整水位の例６
ＷＥ７ 調整水位の例７
１ 水位管理器
２ 給水装置桝
３ 給水装置枠
１０ 下方開放型フロート
１１ 下方開放型フロート位置調整支柱
１２ 下方開放型フロート位置調整支柱の固定具
１３ 給水装置
１４ 下方開放型フロート位置調整支柱の作動支点
１４Ｆ 作動支点ネジ式止め具
１４Ｇ 作動支点ピン式止め具
１５ 給水器具作動支柱
１６ 給水器具
１７ 電磁弁又は遮水器具
１８ タイマー付き水質及び水温センサー
１９ 給水ホース
２０ 給排水用遮水及び水量調整蓋
２１ 給排水用遮水及び水量調整蓋の押板
２２ 給排水用遮水及び水量調整蓋の操作棒
２３ 給排水用遮水及び水量調整蓋の押板の円錐圧力伝達表面
２４ 給排水用遮水及び水量調整蓋の押板の圧力発生用左右対称傾斜面付き裏面
２５ 給排水用給水調整板
２６ 給排水用遮水及び水量調整蓋用ガイド
２７ 給排水用給水調整板の給水口
２８ 給排排水用遮水及び水量調整蓋の操作により給排排水用遮水及び水量調整蓋用ガイド部と蓋裏面の左右称傾斜面が接触して素材弾性により抑えつけられる接点部
２９ 給排水用遮水及び水量調整器具
３０ フロート構造変位感知式給水装置部
３１ 給水器具設置板
３２ 給水網又は給水スリット
３３ 堆積槽
３４ 給水主バルブ
３５ 給水補助バルブ
３６ 給水口
３７ 開水路式用水路
４０ フロート式水位調整器付き落水口
４１ 落水口用下方開放型フロート
４２ 落水口用下方開放型フロート接続管
４３ 落水口用下方開放型フロート接続管フロート抑え弁
４４ 落水口用下方開放型フロート管
４５ 落水口用下方開放型フロート管フロート抑え弁
４６ 落水口用下方開放型フロート主落水口
５０ 落水口水位調整器
５１ 落水口水位調整器の垂直遮水板
５２ 落水口水位調整器の落水口管
５３ 落水口水位調整器の垂直遮水板用下方調整板
５４ 落水口水位調整器の傾斜遮水板
５５ 落水口水位調整器の傾斜遮水板用下方調整板
５６ 落水口水位調整器の流量調整板
５７ 落水口水位調整器の流量調整上板
５８ 落水口水位調整器の流量調整下板
５９ 流量調整板の流量調整式成形排水部
６０ 流量調整板の切断ライン塗装補助板
６１ 切断ライン塗装補助板の塗装ライン
６２ 切断ライン塗装補助板の持ち手
６３ 板
６４ スプレー塗料
６５ マジック又はペン
６６ 切断器具
７０ 落水桝
７１ 垂直板用落水桝
７１’ 複数枚垂直板用落水桝
７２ 傾斜板用落水桝
７２’ 複数枚傾斜板用落水桝
７３ 差込み式落水板
７４ 差込み式落水板用箱型水位調整板
７５ 複数板用差込み式落水板
７６ 落水口水位調整器の流量調整板並びに流量調整上板用の設置スライドガイド溝
７７ 落水口水位調整器の流量調整下板用の設置スライドガイド溝
８０ 給排水管理装置
８１ 畦畔
８２ 用水路側畦畔
８３ 田面
８４ 暗渠
８４Ｈ 暗渠細管
８４Ｉ 暗渠中管
８４Ｊ 暗渠太管
８５ 排水路
８６ 暗渠の管理孔用立ち上がり管
８７ 用水用給水管
８８ 暗渠水閘
８９ 圃場
９０ 給水桝部

Claims (5)

1. 給水装置桝（２）内に設けられるフロート構造変位感知式給水装置部（３０）であって、
   下方開放型フロート（１０）と、給水器具（１６）とを具備する水位管理器（１）と、
   前記給水器具（１６）に水を供給する用水用給水管（８７）と、
   前記給水装置枡（２）内に設けられた暗渠の管理孔用立ち上がり管（８６）と、
   前記給水装置桝（２）の給水口（２７）に設置され前記給水口（２７）の水量を調整する水量調整器具（２９）と、
   前記用水用給水管（８７）に設けられた人が操作可能な給水主バルブ（３４）と、を有し、
   前記用水用給水管（８７）から水を供給された前記給水器具（１６）が、前記給水装置桝（２）内で前記水位管理器（１）により感知される水位の上下動に合わせて用水を給水又は停止し、前記給水装置桝（２）内の水が前記暗渠の管理孔用立ち上がり管（８６）から暗渠に流れ、前記水量調整器具（２９）により水量調整される前記給水口（２７）から水田又は農地に水が流れる自動操作が可能であると共に、
   前記給水主バルブ（３４）により給水の人為操作が可能であり、
   前記下方開放型フロート（１０）は、上面と側面の部材を有し下方が開放した構造であり、下方開放面を液体面に接触させて浮力を発生させ、側面の高さ又は上面の幅により浮力を調整でき、浮力を上方に伝達するために前記上面に設置された下方開放型フロート位置調整支柱（１１）と、前記下方開放型フロート位置調整支柱（１１）を前記上面に貫通させかつ前記下方開放型フロート位置調整支柱（１１）を上下の任意の位置で前記上面に固定可能な固定具（１２）とを有し、
   前記水位管理器（１）は、前記下方開放型フロート位置調整支柱（１１）の上端である作動始点（１４）と前記給水器具（１６）の給水器具作動支柱（１５）の先端が作動支点ネジ式止め具（１４Ｆ）又は作動支点ピン式止め具（１４Ｇ）により取り外し可能に接続されており、水田又は農地の水位の、設定管理水位からの変動に対応して前記下方開放型フロート（１０）が上下に変位することにより前記給水器具（１６）の給水の開始又は停止を制御し、
   前記水量調整器具（２９）は、水量調整蓋（２０）と、貫通する前記給水口（２７）を形成した給排水用給水調整板（２５）と、前記給排水用給水調整板（２５）に取り付けられた２本の逆Ｌ字状の水量調整蓋用ガイド（２６）と、を有し、
   前記水量調整蓋（２０）は、円錐状の円錐圧力伝達表面（２３）と左右の円周から半径の半分以内の位置における左右の平行な円弧から円周に向かって傾斜切り口を形成された裏面（２４）とを具備する略円板状の押板（２１）と、前記押板（２１）に取り付けられ前記押板（２１）の裏面（２４）の円中心を通過し円周から突出する長さを有しかつ傾斜切り口の円弧に平行に延在する操作棒（２２）と、を有し、
   前記水量調整蓋（２０）を２本の前記水量調整蓋用ガイド（２６）の間に挿入し、上下方向の所定の位置にて前記操作棒（２２）を回転させることにより前記水量調整蓋（２０）をその位置に固定可能であり、それにより前記給水口（２７）の水量を調整することを特徴とするフロート構造変位感知式給水装置部。
2. 前記給水器具（１６）に水を供給する用水用給水管（８７）と前記給水器具（１６）との間に接続された給水ホース（１９）に取り外し可能に設置されたタイマー付き水質及び水温センサー（１８）を有し、
   前記タイマー付き水質及び水温センサー（１８）が、電気伝導度及び水温を計測可能であり、タイマーにより前記給水器具（１６）に関係する電磁弁又は遮水器具（１７）の作動時間を設定可能あることを特徴とする請求項１に記載のフロート構造変位感知式給水装置部。
3. 前記給排水用給水調整板（２５）が、コンクリート、木材又は樹脂の面状部材からなり、前記水量調整蓋用ガイド（２６）がネジ又は接着剤により前記給排水用給水調整板（２５）に固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のフロート構造変位感知式給水装置部。
4. 水田又は農地の給水側に設置される給水装置桝（２）であって、請求項１～３のいずれかに記載のフロート構造変位感知式給水装置部（３０）を設けたことを特徴とする給水装置桝。
5. 畦畔（８１）と用水路側畦畔（８２）に囲まれた水田又は農地に設置される給排水管理装置であって、１又は複数の給水枡部（９０）と、１又は複数の落水枡（７０）とを設置されており、前記給水枡部（９０）が、請求項４に記載の給水装置桝（２）であることを特徴とする給排水管理装置。

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