(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
漏水のない農道によって囲まれており、対向する一対の農道間にわたって設けられた畦畔によって複数の耕作区に分割された水田と、前記農道の一方に沿って埋設されており、各耕作区に用水を供給し得るようになった給水パイプと、前記給水パイプに用水を強制的に供給する用水供給手段と、前記農道の他方に沿って埋設されており、各耕作区に供給された用水が流入して排出される排水パイプと、各耕作区に供給された用水を所定の水位とするべく、各耕作区に供給された余剰の用水を前記排水パイプに排出するように、その排水パイプにそれぞれ接続された複数の水位調整器と、を具備することを特徴とする水田の用水管理システム。
【請求項２】
前記用水供給手段が、排水パイプ内の用水が流入する集水枡と、この集水枡内の用水を給水パイプに強制的に供給するようにその集水枡内に設けられた給水ポンプとを有する請求項１に記載の水田の用水管理システム。
【請求項３】
前記集水枡には、貯水池に貯留された用水が供給されるようになっている請求項２に記載の水田の用水管理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水田に対する灌漑用水を供給および排出する用水の管理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来の水田構造の概略平面図である。この水田構造では、農道４２によって囲まれた水田４１内に、畦畔４４によって囲まれた複数の耕作区４３が、２列になって横方向に並んで設けられている。水田４１における幅方向に沿った一方の農道４２には、その農道４２に沿って、上面が開放された開放型の幹線用水路４５が設けられている。長手方向に延びる一方の農道４２には、幹線用水路４５から分岐した開放型の支線用水路４６が、その農道４２に沿って設けられている。また、幹線用水路４５が沿った農道４２に対向した農道４２には、開放型の幹線排水路４７が設けられており、支線用水路４６がこの幹線排水路４７に接続されている。水田４１の幅方向の中央部には、開放型の支線排水路４８が設けられており、この支線排水路４８は、幹線用水路４５と幹線排水路４７とにそれぞれ接続されている。
【０００３】
図９はその水田構造の要部の横断面図である。水田４１内に設けられる支線用水路４６は、農道４２と畦畔４４との間に設けられている。支線用水路４６には、幹線用水路４５内を流れる用水の一部が流入するようになっており、支線用水路４６に沿った畦畔４４に設けられている取水口（図示せず）から各耕作区４３内に用水が供給される。各耕作区４３内の用水は、集水枡（図示せず）に集められて、支線排水路４７を通って排出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような水田構造では、各耕作区４３が畦畔４４によって囲まれた状態になっており、耕作区４３内に供給される用水が畦畔４４を浸透して外部に漏水するおそれがある。このために、各耕作区４３に、供給された用水を一定の水位になるように維持することは容易ではない。また、各水路は、それぞれ、上方に開放された状態になっているために、外気の影響を受けやすく、冷夏年では、各耕作区４３に供給される用水の水温が上昇せず、冷害が生じやすくなる。また、各水路を流れる用水は、水温があまり上昇しないために、耕作区４３における取水口近傍では、供給される用水の温度が上昇しないことによる作物の生育不良（水口冷害）が発生するおそれもある。
【０００５】
さらに、各水路は、開放型であるために、土砂等が進入して堆積しやすく、また、堆積した土砂に雑草が生えるおそれもある。さらには、進入する土砂によって水路が破損されるそれもある。このために、水路の補修、土砂の排出、除草等の管理作業を、頻繁に実施しなければならず、管理作業が煩わしいという問題もある。
【０００６】
また、開放型の水路では、耕作区４３や農道４２のスペースが狭くなり、農地を有効利用できないという問題もある。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、各耕作区に供給される用水を、常時、一定の水位に自動的に維持することができる水田の用水管理システムを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、外気によって水温が低下する影響を抑制し得て、冷夏による作物の生育不良、水口冷害を抑制し得る水田の用水管理システムを提供することにある。
【０００９】
本発明のさらに他の目的は、水田の耕作スペース、農道スペースを拡大することができ、農地を有効利用することができる水田の用水管理システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の水田の用水管理システムは、漏水のない農道によって囲まれており、対向する一対の農道間にわたって設けられた畦畔によって複数の耕作区に分割された水田と、前記農道の一方に沿って埋設されており、各耕作区に用水を供給し得るようになった給水パイプと、前記給水パイプに用水を強制的に供給する用水供給手段と、前記農道の他方に沿って埋設されており、各耕作区に供給された用水が流入して排出される排水パイプと、各耕作区に供給された用水を所定の水位とするべく、各耕作区に供給された余剰の用水を前記排水パイプに排出するように、その排水パイプにそれぞれ接続された複数の水位調整器と、を具備することを特徴とするものである。
【００１１】
請求項２に記載の水田の用水管理システムは、前記用水供給手段が、排水パイプ内の用水が流入する集水枡と、この集水枡内の用水を給水パイプに強制的に供給するようにその集水枡内に設けられた給水ポンプとを有する。
【００１２】
請求項３に記載の水田の用水管理システムは、前記集水枡には、貯水池に貯留された用水が供給されるようになっている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の水田の用水管理システムの実施の形態の一例を示す概略平面図である。この用水管理システムでは、農道１２によって区画された水田１１に対して、自動的に灌漑および排水するようになっている。各水田１１は、例えば、長辺が５００〜７００ｍ程度、短辺が２００〜３００ｍ程度の長方形状になっており、水平に整地されている。各水田１１の内部は、短辺に沿って延びる簡易畦畔１４によって、幅５０ｍ程度の耕作区１３に分割されている。
【００１５】
農道１２は、各水田１１内に供給される用水が漏れない構造になっている。各農道１２は、各側縁部が、水田１１側になるにつれて下側になるように傾斜した傾斜面になっており、その傾斜面が設けられた各側縁部を除いて、上面がほぼ水平な状態になっている。各農道１２は、水平な上面を自動車が通過し得るような幅寸法になっており、また、各傾斜面は、自動車の駐車スペースとして、あるいは、トラクターの旋回スペースとして利用できるようになっている。
【００１６】
各耕作区１３は、稲の作付け時における緻密な水管理に対応するように設けられるものであり、簡易畦畔１４は、稲等の作物の作付け時においてのみ灌漑用水が各耕作区１３内に貯留されればよいために、作物が成長して深水管理をする場合には水没してもよく、従って、強度を持たせるために草等を生やす必要がない。複数の農家が所有する農地を纏めて水田１１を形成する場合には、簡易畦畔１４が各農家の耕作区１３の境界となる。
【００１７】
水田１１の一方の側部には、貯水池１５が設けられている。この貯水池１５は、例えば、減反政策のために稲作が実施できない水田の一部を利用して設置される。
【００１８】
水田１１の長手方向に沿って延びる一方の農道１２には、貯水池１５に隣接するように、集水枡１６が埋設されており、この集水枡１６に一方の端部が接続された排水パイプ１７が、その農道１２に沿って埋設されている。また、水田１１の長手方向にそって延びる他方の農道１２には、給水パイプ１８が、その農道１２に沿って埋設されている。この給水パイプ１８は、貯水池１５に沿って水田１１の短辺方向に延びる農道１２に沿うように屈曲されて、その農道１２に沿って埋設されている。そして、その給水パイプ１８の端部が、集水枡１６内に挿入されている。
【００１９】
図２は、集水枡１６の断面図である。集水枡１６の内部には給水ポンプ２０が設置されている。この給水ポンプ２０は、垂直に延びる吐出管２１を有しており、集水枡１６内の用水を吐出管２１内に汲み上げるようになっている。吐出管２１の上部は、二股に別れた状態になっており、一方の端部が、集水枡１６内に挿入された給水パイプ１８に連結されている。吐出管２１の他方の端部は、集水枡１６の外部に延出されており、農道１２の下方を挿通して、貯水池１５内に挿入されている。貯水地１５内に挿入された吐出管２１の端部には、排水バルブ２２が設けられている。
【００２０】
集水枡１６の下部と貯水池１５の下部とは、開閉バルブ２４が設けられた流入パイプ２３によって連通状態になっており、貯水池１５内に貯留される用水が、流入パイプ２３を通って集水枡１６内に流入するようになっている。また、集水枡１６には、排水パイプ１７の端部が接続されており、排水パイプ１７内を流れる用水が、集水枡１６内に流入するようになっている。
【００２１】
貯水池１５内の用水は、開閉バルブ２４が開放されることによって、流入パイプ２３を通って、集水枡１６に流入するようになっており、集水枡１６内に流入した用水が、集水枡１６内に設置された給水ポンプ２０によって、吐出管２１を通って、給水パイプ１８に供給されるようになっている。
【００２２】
図３は、各耕作区１３の縦断面図である。給水パイプ１８には、水田１１内の各耕作区１３に対応して設けられた各給水バルブ２５が、それぞれ接続されており、給水パイプ１８に供給された用水は、各給水バルブ２５が開放されることによって、各耕作区１３にそれぞれ供給されるようになっている。
【００２３】
また、各耕作区１３には、各給水バルブ２５と対向するように、排水パイプ１７が埋設された農道１２に沿って、各耕作区１３に対応して、水位調整器３０がそれぞれ設けられている。各水位調整器３０は、農道１２に埋設された排水パイプ１７に接続されており、各給水バルブ２５によって各耕作区１３に供給された用水は、水位調整器３０によって所定のレベルとされて、余剰の用水が、各水位調整器３０により、排水パイプ１７に排出される。そして、排水パイプ１７内に排出された用水が、集水枡１６に流入するようになっている。
【００２４】
図４は、水位調整器３０の縦断面図である。水位調整器３０は、垂直状態になった円筒状の外筒３１を有している。外筒３１の中程には、水平方向に突出する排水部３１ｂが設けられている。水位調整器３０は、この排水部３１ｂが、用水を供給すべき水田１１の各耕作区１３内に位置されて、その下部の位置が、各耕作区１３の灌漑用水の水位よりも低くなるように、水田１１の農道１２における傾斜面に、外筒３１が垂直状態で設置されるようになっている。
【００２５】
外筒３１の上部内には、垂直状態になったガイド筒３８が同心状態で接続されている。このガイド筒３８の上部は、半円筒状に切り欠かれた状態になっており、その内周面が、外部から目視されるように露出されている。
【００２６】
外筒３１の下端部には、継手部３２が外筒３１と一体に接続されている。この継手部３２は、下側になるにつれて順次縮径した円錐台状になっており、その下端部内に、支持筒３３の下端部が同心状態で支持されている。この支持筒３３は、継手部３２を全長にわたって挿通しており、その上端部は、外筒３１の下端部内に挿入された状態になっている。支持筒３３内には、連結管部３４が同心状態で支持されている。連結管部３４の下端部は、支持筒３３から下方に延出した状態になっており、その下端部に、エルボ３５の垂直になった一方の端部が嵌合されている。エルボ３５の他方の端部は水平になっており、その端部が、農道１２に埋設された排水パイプ１７に接続されている。
【００２７】
図５は、図４におけるＡ部の拡大図である。支持筒３３の上端部には、円筒状のシール部材３６が嵌合されている。このシール部材３６は、支持筒３３の上端面を、その軸心部を除いて覆った状態で、支持筒３３に取り付けられている。シール部材３６には、全周にわたって外方に延出するフランジ部３６ａが設けられており、そのフランジ部３６ａと外筒３１との間に、シールリング３６ｂが嵌合されている。シールリング３６ｂは、外筒３１とシール部材３６との間を水密状態にシールしている。支持筒３３内に挿入された連結管部３４の上端部は、支持筒３３の上端面の近傍に位置しており、その外周面には、Ｏリング３４ａが嵌合されている。Ｏリング３４ａは、支持筒３３の内周面と、連結管部３４の外周面との間を水密状態にシールしている。
【００２８】
支持筒３３の上端部に取り付けられたシール部材３６の軸心部には、内筒３７が同心状態で、上下方向にスライド可能に支持されている。内筒３７は、上端面および下端面がそれぞれ開放された状態になっており、シール部材３６に対して水密状態になっている。
【００２９】
内筒３７の内周面には、垂直状態になった操作ロッド３７ａが取り付けられている。この操作ロッド３７ａは、内筒３７内を、軸方向の全長にわたって挿通して、内筒３７の上方に延出している。そして、内筒３７から上方に延出した操作ロッド３７ａの上部は、外筒３１の上部に接続されたガイド筒３８内を挿通している。操作ロッド３７ａは、ガイド筒３８における上部内を挿通している。
【００３０】
図６は、図４のＢ部における拡大図である。ガイド筒３８の半円形状になった上端面は蓋体３８ａによって覆われており、その蓋体３８ａの上面には、上方に突出するように設けられた筒部３８ｃが設けられている。操作ロッド３７ａは、筒部３８ｃ内をスライド可能に挿通するとともに、筒部３８ｃに嵌合されたナット部材３８ｂの軸心部をスライド可能に挿通して、蓋体３８ａの上方に延出している。操作ロッド３７ａの上端部には、操作用のハンドル３７ｂが設けられている。
【００３１】
ガイド筒３８内における外部から目視されるように切り欠かれた上部内を挿通する操作ロッド３７ａには、指針３７ｃが水平状態で取り付けられている。また、ガイド筒３８の外部から目視される上部内周面には、指針３７ｃの高さ位置を表示するための目盛り（図示せず）が、上下方向に沿って設けられている。従って、目盛りによって示される指針３７ｃの上下方向の高さ位置に基づいて、外筒３１に対する内筒３７の上端面の高さ位置が設定されるようになっている。
【００３２】
このような構成の水位調整器３０は、農道１２における各耕作区１３側の傾斜面に垂直状態で配置されて、その傾斜面に下部が埋設される。この場合、外筒３１の排水部３１ｂは、各耕作区１３内に位置されて、その下部内周面が、各耕作区１３に対する用水の水位よりも上方に位置される。また、ガイド筒３８における上部は、農道１２の傾斜面から露出した状態とされ、内周面に設けられた目盛りおよび操作ロッド３７ａの指針３７ｃが外部から目視できるようにされる。さらに、内筒３７は、その上端面が、排水部３１ｂの下部内周面よりも上方に位置するように、外筒３１に対して上下方向位置が設定されるようになっている。
【００３３】
このような状態で、各耕作区１３内に、給水パイプ１５から各給水バルブ２５を通って用水が流入し、各耕作区１３内の用水が所定の水位に達するまで、外筒３１の排水部３１ｂ内に用水が流入する。このとき、外筒３１と内筒３７との間がシール部材３６およびシールリング３６ｂによってシールされているために、外筒３１内に流入した用水は、外筒３１と内筒３７との間隙を通って下方に流下するおそれがない。
【００３４】
その後、耕作区１３内に用水が供給されると、耕作区１３内の水位が、内筒３７の上端面よりも上昇した状態になる。このような状態になると、外筒３１内に流入する用水は、内筒３７の上端面からその内部にオーバーフローする。そして、内筒３７内に流入した用水は、連結管部３４、エルボ３５を通って、エルボ３５に接続された排水パイプ１７に排出される。そして、排水パイプ１７を通って、集水枡１６に還流される。
【００３５】
このような構成の水田の用水管理システムでは、適当な水源から貯水池１５内に用水が供給されて、貯水池１５内に用水が貯留される。貯水池１５内に貯留された用水は、昼間の太陽熱によって温められており、このように、温められた用水が、夜間に水田１１の各耕作区１３に供給される。
【００３６】
水田１１における各耕作区１３に用水を供給する場合には、貯水池１５内にて温められた用水が、集水枡１６と貯水池１５との間に設けられた流入パイプ２３の開閉バルブ２４を開放することにより、流入パイプ２３を通って集水枡１６内に供給される。そして、給水ポンプ２０の吐出管２１における貯水池１５内に位置する端部に設けられた排水バルブ２２が閉じられて、給水ポンプ２０が駆動される。これにより、集水枡１６内に供給された用水が、給水ポンプ２０によって、強制的に給水パイプ１８内に供給される。
【００３７】
この場合、給水パイプ１８に接続された各給水バルブ２５が、それぞれ、予め開放されるとともに、各耕作区１３に対応して配置された各水位調整器３０における操作ロッド３７ａが操作されて、内筒３７の上端面が、耕作区１３に供給される用水の水位に対応したレベルに設定される。
【００３８】
給水パイプ１８に強制的に用水が供給されると、給水パイプ１８内を流れる用水は、各給水バルブ２５から各耕作区１３内に流入し、簡易畦畔１４によって区画された各耕作区１３内に用水が貯留される。そして、各耕作区１３内に供給された用水が、水位調整器３０によって設定された所定の水位に達すると、余剰の用水が、水位調整器３０の内筒３７内にオーバーフローして、排水パイプ１７に流入する。排水パイプ１７に流入した用水は、排水パイプ１７を通って、集水枡１６内に還流される。
【００３９】
各耕作区１３に対して用水を強制的に供給して循環させると、各耕作区１３には用水が補給されることになるために、各耕作区１３内を、常時、所定の水位とすることができる。
【００４０】
各耕作区１３に、用水が所定の水位にまで供給された状態になると、各給水バルブ２５が閉鎖状態とされるとともに、集水枡１６内に設置された給水ポンプ２０における吐出管２１の貯水池１５の上方に位置する排水バルブ２２が開放される。このような状態で集水枡１６内の給水ポンプが駆動されて、集水枡１６に還流された用水が、給水ポンプ２０によって、貯水池１５に排出される。そして、貯水池１５に貯留された用水が、太陽熱によって温められる。
【００４１】
水田１１における各耕作区１３には、昼間に貯水池１５にて温められた用水が、深夜に供給されるようになっているために、各耕作区１３に供給される用水は、従来のように、水路内の用水を直接、水田内に供給する場合に比べて、２〜３度程度、温度が高くなる。また、集水枡１６から給水パイプ１８、各耕作区１３、排水パイプ１７、集水枡１６に用水が循環されるために、その循環の間にも、用水が温められる。従って、各耕作区１３では、温められた灌漑用水により作物の保温効果に優れており、冷害による被害を防止することができるとともに、各耕作区１３における用水の流入口近傍での水温の低下に伴う冷害（水口冷害）の発生も抑制することができる。
【００４２】
また、集水枡１６から給水パイプ１８に供給される用水に、農薬や肥料等を混合しておくことにより、各耕作区１３には、農薬や肥料等を均一に施すことができる。しかも、この場合には、農薬等は、集水枡１６に還流されることになり、外部に流出するおそれがなく、従って、環境破壊を招来するおそれがなく、使用量も少なくてすむ。さらには、特に人手を必要とせず、省力化が可能である。
【００４３】
各耕作区１３には、給水ポンプ２０によって用水が強制的に供給され、これにより、各耕作区１３内の用水も強制的に排出パイプ１７に排出されるようになっているために、排水パイプ１７を特に急勾配にしなくても、用水の流速が確保される。従って、排水パイプ１７内に土砂等が堆積するおそれがなく、土砂等の堆積を防止するために大きな口径のパイプを使用する必要もない。排水パイプを急勾配にする必要がないために、排水パイプの敷設工事を、容易に、かつ安全に実施することができ、また、工事費を低減することができる。
【００４４】
用水は、農道１２内に埋設された給水パイプ１８によって各耕作区１３に供給され、また、農道１２内に埋設された排水パイプ１７によって排出されるようになっており、農道１２を駐車スペース等に有効利用できるために、開放型の用水路等を使用する場合に比べて、スペース効率が著しく向上する。
【００４５】
なお、集水枡１６内に設置された給水ポンプ２０、給水パイプ１８に接続された各給水バルブ２５、集水枡１６と貯水池１５との間の流入パイプ２３の間に設けられた開閉バルブ２４等は、コンピューター等を使用した制御器によって自動的に制御するようにしてもよく、この場合には、各耕作区１３に対する用水の水位管理を完全に自動化することができる。
【００４６】
図７は、本発明の水田の用水管理システムの実施の形態の他の例を示す平面概略図である。この用水管理システムでは、長方形状であって、幅方向に隣接する一対の水田１１の用水を管理するようになっており、両水田１１間の農道１２に一本の排水パイプ１７が埋設されている。この排水パイプ１７に、隣接する各水田１１におけるそれぞれの耕作区１３に対応して配置された各水位調整器３０がそれぞれ接続されている。また、排水パイプ１７が埋設された農道１２に対して、各水田１１を挟んで対向する各農道１２に、給水パイプ１８がそれぞれ埋設されており、各水田１１の耕作区１３に対応してそれぞれ配置された給水バルブ２５が、各給水パイプ１８にそれぞれ接続されている。
【００４７】
排水パイプ１７の一端は、集水枡１６に接続されており、また、各給水パイプ１８には、集水枡１６内に設置された給水ポンプ２０によって用水が供給されるようになっている。その他の構成は、前記実施の形態と同様である。
【００４８】
本実施例では、一対の水田１１に対して、排水パイプ１７を１本だけ使用すればよく、経済的であり、また、施工も容易である。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の水田の用水管理システムは、このように、農道に埋設された給水ポンプに強制的に供給される用水によって、水田の各耕作区を灌漑することができ、また、各耕作区に供給された用水は、各耕作区に対応して配置された各水位調整器によって、一定の水位に維持されて、余剰の用水が、農道に埋設された排出パイプによって排出されるようになっているために、各耕作区に対する用水管理が容易になり、また、冷害等による作物の生育不良等も抑制することができる。さらに、給水パイプおよび排水パイプが農道に埋設された状態になっていることによって、農地を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水田の用水管理システムの実施の形態の一例の概略を示す平面図である。
【図２】その用水管理システムに使用される集水枡の断面図である。
【図３】その用水管理システムにおける各耕作区の縦断面図である。
【図４】その用水管理システムに使用される水位調整器の縦断面図である。
【図５】図４におけるＡ部の拡大図である。
【図６】図４におけるＢ部の拡大図である。
【図７】本発明の水田の用水管理システムの実施の形態の他の例を示す概略平面図である。
【図８】従来の水田構造の一例を示す概略平面図である。
【図９】その水田構造の断面図である。
【符号の説明】
１１  水田
１２  農道
１３  耕作区
１４  簡易畦畔
１５  貯水池
１６  集水枡
１７  排水パイプ
１８  給水パイプ
２０  給水ポンプ
２１  吐出管
２２  排水バルブ
２３  流入パイプ
２４  開閉バルブ
２５  給水バルブ
３０  水位調整器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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