(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜地である耕作地に適用される地下灌漑システムであって、
上側開口の容器状に形成され、耕作地の傾斜に沿って埋設される遮水部材、
前記遮水部材内の少なくとも底部に設けられる、吸水性および保水性を有する保水部材、および
前記遮水部材内に配設され、給水源から供給された水を前記遮水部材内の前記保水部材に給水する給水部材を備え、
前記給水部材によって供給された水を前記保水部材に吸収させ、前記保水部材が保水した水を毛細管現象によって土壌に供給して、前記保水部材より上方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。
【請求項２】
前記給水部材よりも下流側に設けられ、前記給水部材の内部の余剰水が流入する貯水手段をさらに備える、請求項１記載の地下灌漑システム。
【請求項３】
前記貯水手段によって貯水した水を前記給水源に戻す循環手段をさらに備える、請求項２記載の地下灌漑システム。
【請求項４】
前記給水部材は、管壁に形成される複数の貫通孔を有する有孔管を含み、
前記有孔管は、前記遮水部材の内部の余剰水を集水する集水部材として兼用され、この集水部材によって集水された余剰水が前記貯水手段に排出される、請求項２または３記載の地下灌漑システム。
【請求項５】
上側開口の容器状に形成され、耕作地の地中に埋設される遮水部材、
前記遮水部材内の少なくとも底部に設けられる、吸水性および保水性を有する保水部材、および
前記遮水部材内に配設され、給水源から供給された水を前記遮水部材内の前記保水部材に給水する給水部材を備え、
前記給水部材によって供給された水を前記保水部材に吸収させ、前記保水部材が保水した水を毛細管現象によって土壌に供給して、前記保水部材より上方の土壌に毛管水状態の土壌部を形成し、さらに
前記給水部材から前記保水部材に給水された水の水位を検知する水位検知手段、および
前記水位検知手段の検知結果に基づいて前記給水部材から前記保水部材への給水を制御する給水制御手段を備える、地下灌漑システム。
【請求項６】
前記耕作地は傾斜地であり、
前記遮水部材は、前記耕作地の傾斜に沿って埋設され、
前記水位検知手段は、前記遮水部材の傾斜下端に設置され、
前記給水制御手段は、前記水位検知手段の検知結果に基づいて前記給水部材から前記保水部材への給水を停止させる給水停止手段を含む、請求項５記載の地下灌漑システム。
【請求項７】
傾斜地である耕作地に適用される地下灌漑システムであって、
上側開口の容器状に形成され、耕作地の傾斜に沿って埋設される遮水部材、
前記遮水部材内の少なくとも底部に設けられる、吸水性および保水性を有する保水部材、および
前記遮水部材内の底部との間に前記保水部材を介在させた状態で前記遮水部材内に配設され、給水源から供給された水を前記保水部材に給水する給水部材を備え、
前記給水部材によって前記保水部材に給水した水が前記保水部材から毛細管現象によって土壌に供給されて、前記保水部材より上方の土壌に毛管水状態の土壌部を形成し、
前記給水部材は、前記保水部材の余剰水を集水する集水部材として兼用される、地下灌漑システム。
【請求項８】
前記遮水部材内の底部のうち最も低い第１位置よりも段差状に高くなった第２位置の上側に前記給水部材を載置するようにした、請求項１ないし７のいずれかに記載の地下灌漑システム。
【請求項９】
前記遮水部材内の底部を当該遮水部材の設置方向に所定の間隔を隔てて仕切る仕切り部をさらに備える、請求項１ないし８のいずれかに記載の地下灌漑システム。
【請求項１０】
前記保水部材は、前記耕作地の土を含む、請求項１ないし９のいずれかに記載の地下灌漑システム。
【請求項１１】
前記給水部材は、前記遮水部材の内部の余剰水を集水する集水部材として兼用される有孔管を含み、この有孔管の上側に疎水部が設けられる、請求項１ないし１０のいずれかに記載の地下灌漑システム。
【請求項１２】
傾斜地である耕作地に適用される地下灌漑システムであって、
上側開口の容器状に形成され、前記耕作地の傾斜に沿って遮水部材、および
前記遮水部材内の底部に設けられる、吸水性および保水性を有する保水部材、
前記遮水部材内に配設され、給水源から供給された水を前記遮水部材内に給水する給水部材を備え、
前記給水部材によって供給された水を前記保水部材に吸収させ、前記保水部材が保水した水を毛細管現象によって土壌に供給して、前記保水部材より上方の土壌に毛管水状態の土壌部を形成し、
前記保水部材が吸水性高分子からなる保水剤を含む、地下灌漑システム。
【請求項１３】
傾斜地である耕作地に適用される地下灌漑システムの構築方法であって、
上側開口の容器状に形成された遮水部材を前記耕作地の傾斜に沿って埋設する第１ステップ、
吸水性および保水性を有する保水部材を少なくとも前記遮水部材内の底部に設ける第２ステップ、
前記遮水部材内の底部との間に前記保水部材を介在させた状態で前記遮水部材内に給水部材を配設する第３ステップを含み、
前記第３ステップでは、前記耕作地の地中において、耕していない土の上に前記遮水部材を挟んで前記給水部材を載置することによって前記給水部材の上下方向位置を位置決めする、地下灌漑システムの構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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、これらの水の多くは大気中に蒸発（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、泥跳ねや土壌表面におけるクラスト（土膜）形成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、土壌表面から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。
【０００３】
これに対して、地下から水を供給する地下灌漑では、供給した水が土壌表面から蒸発することがほとんど無いので、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。
【０００４】
たとえば、特許文献１には、従来の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。
【特許文献１】特開２０１０−２９０７２号公報  [Ａ０１Ｇ  ２５／００]
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、遮水部材を傾けて設置すると、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り、また、遮水部材内の重力水の量が場所によって偏ってしまうので、土壌の水分量を均等に保つことが困難であった。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り、傾斜を有する耕作地（傾斜地）にシステムを適用する場合には、施工現場で遮水部材の正確な（厳密な）水平出しを行い、遮水部材を等高線に沿って設置しなければならなかった。つまり、特許文献１の技術では、遮水部材の配置態様に地理的な制約が大きいという問題があった。
【０００６】
さらに、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。
【０００７】
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。
【０００８】
この発明の他の目的は、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。
【０００９】
また、この発明のさらに他の目的は、水位管理器等の設備を用いなくても、土壌に対して均等に給水できる、地下灌漑システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
第１の発明は、傾斜地である耕作地に適用される地下灌漑システムであって、上側開口の容器状に形成され、耕作地の傾斜に沿って埋設される遮水部材、遮水部材内の少なくとも底部に設けられる、吸水性および保水性を有する保水部材、および遮水部材内に配設され、給水源から供給された水を遮水部材内の保水部材に給水する給水部材を備え、給水部材によって供給された水を保水部材に吸収させ、保水部材が保水した水を毛細管現象によって土壌に供給して、保水部材より上方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。
【００１２】
第１の発明では、地下灌漑システム（１０）は、傾斜した耕作地（２００）の地中に埋設される遮水部材（１２）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、遮水性を有する材質によって上側開口の容器状に形成され、たとえば耕作地の傾斜に沿うように地中に埋設される。遮水部材内のたとえば底部には、保水部材（１４）が設けられる。保水部材は、吸水性および保水性を有する材質からなり、たとえば遮水部材の長さ方向の全長に亘って設けられる。また、遮水部材の内部には、給水部材（１６）が配設される。給水部材は、給水源（３０）から供給された水を保水部材に供給する管路であり、たとえば保水部材の上側に載置される。このような地下灌漑システムでは、灌漑時には、給水源から給水部材に供給された水が保水部材に給水され、その水が保水部材に吸収される。そして、保水部材が保水した水が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、上側の土壌に毛管水状態の土壌部（３８）が形成される。
【００１３】
第１の発明によれば、給水部材によって給水した水を保水部材に吸収ないし浸透させて、保水部材が保水した水を毛細管現象によって土壌に供給するようにしたため、遮水部材を耕作地の傾斜に沿って設置していても、作土層の水分量を可及的均等に保つことが可能である。つまり、傾斜地に対しても地下灌漑システムを好適に用いることができる。
【００１４】
また、水位管理器等の特別な設備を用いる必要もないので、設備コストや維持管理コスト等を削減できる。
【００１５】
第２の発明は、第１の発明に従属し、給水部材よりも下流側に設けられ、前記給水部材の内部の余剰水が流入する貯水手段をさらに備える。
【００１６】
第２の発明では、給水部材（１６）の下流側端部は、たとえば配水管（３２）を介して、給水部材よりも下流側に設置された貯水手段（３４）に接続される。実施例では、貯水手段は、貯水タンク（３４）であり、給水部材から保水部材に給水されなかった余剰水が貯水タンクに排出され、貯水タンクは、給水部材から送られてきた水をその内部に貯留する。
【００１７】
第２の発明によれば、給水しきれずに給水部材の内部に残った余剰水を貯水手段によって貯水するようにしたため、その水を再利用することにより、水資源を効率的に利用することができる。
【００１８】
第３の発明は、第２の発明に従属し、貯水手段によって貯水した水を給水源に戻す循環手段をさらに備える。
【００１９】
第３の発明では、地下灌漑システム（１０）には、貯水手段（３４）によって貯水した水を給水源（３０）に戻す循環手段が設けられる。実施例では、貯水タンク（３４）内に貯水した水をポンプ（４０）によって給水源（３０）に送水する。
【００２０】
第４の発明は、第２または３の発明に従属し、給水部材は、管壁に形成される複数の貫通孔を有する有孔管を含み、有孔管は、遮水部材の内部の余剰水を集水する集水部材として兼用され、この集水部材によって集水された余剰水が貯水手段に排出される。
【００２１】
第４の発明では、給水部材（１６）は、集水部材（３６）として兼用される有孔管（２４）を含む。有孔管は、合成樹脂や合成ゴムなどによって形成され、その管壁には、複数の貫通孔（２６）が形成される。灌漑時には、給水源（３０）から有孔管に供給された水が貫通孔を通して保水部材に給水される。また、降雨等により土壌に水が過多の時には、遮水部材内に溜まった水が貫通孔を通して有孔管の内部に集水される。そして、有孔管の内部に集水された水が貯水手段（３４）に排出され、貯水手段は、有孔管から送られてきた水をその内部に貯留する。
【００２２】
第４の発明によれば、遮水部材の内部に留まった余剰水を貯水手段によって貯水するようにしたため、その水を再利用することにより、水資源をより効率的に利用することができる。
【００２３】
第５の発明は、上側開口の容器状に形成され、耕作地の地中に埋設される遮水部材、遮水部材内の少なくとも底部に設けられる、吸水性および保水性を有する保水部材、および遮水部材内に配設され、給水源から供給された水を遮水部材内に給水する給水部材を備え、給水部材によって供給された水を保水部材に吸収させ、保水部材が保水した水を毛細管現象によって土壌に供給して、保水部材より上方の土壌に毛管水状態の土壌部を形成し、さらに給水部材から保水部材に給水された水の水位を検知する水位検知手段、および水位検知手段の検知結果に基づいて給水部材から保水部材への給水を制御する給水制御手段を備える、地下灌漑システムである。
【００２４】
第５の発明では、地下灌漑システム（１０）は、耕作地（２００）の地中に埋設される遮水部材（１２）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、遮水性を有する材質によって上側開口の容器状に形成され、耕作地の地中に埋設される。遮水部材内のたとえば底部には、保水部材（１４）が設けられる。保水部材は、吸水性および保水性を有する材質からなり、たとえば遮水部材の長さ方向の全長に亘って設けられる。また、遮水部材の内部には、給水部材（１６）が配設される。給水部材は、給水源（３０）から供給された水を保水部材に供給する管路であり、たとえば保水部材の上側に載置される。また、たとえば、給水部材の下流側の端には、給水部材から保水部材に給水された水の水位を検知する水位検知手段（６２）が設けられ、給水部材の上流側の端には、水位検知手段の検知結果に基づいて給水部材から保水部材への給水を制御する水位制御手段（６４）が設けられる。このような地下灌漑システムでは、灌漑時には、給水源から給水部材に供給された水が保水部材に給水され、給水部材の上流側から下流側に向けて遮水部材内でその水が保水部材に吸収される。このとき、保水部材が保水した水は、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、上側の土壌に毛管水状態の土壌部（３８）が形成される。また、たとえば給水部材の下流側の端において、給水部材から給水された水が保水部材に保水されると、保水部材が保水した水の水位を水位検知手段によって検知し、その検知結果に応じて給水部材からの給水を制御する。
【００２５】
第５の発明によれば、給水部材によって給水した水を保水部材に吸収ないし浸透させて、保水部材が保水した水を毛細管現象によって土壌に供給するようにしたため、作土層の水分量を可及的均等に保つことが可能である。つまり、傾斜地に対しても地下灌漑システムを好適に用いることができる。
【００２６】
さらに、保水部材が保水した水の水位を水位検知手段によって検知し、その検知結果に応じて給水部材からの給水を制御することにより、システムより下流側への水の無駄な放流を防止できるので、水資源を無駄にしてしまうこともない。
【００２７】
第６の発明は、第５の発明に従属し、耕作地は傾斜地であり、遮水部材は、耕作地の傾斜に沿って埋設され、水位検知手段は、遮水部材の傾斜下端に設置され、給水制御手段は、水位検知手段の検知結果に基づいて給水部材から保水部材への給水を停止させる給水停止手段を含む。
【００２８】
第６の発明では、遮水部材（１２）は、耕作地（２００）の地中に耕作地の傾斜に沿って埋設され、その傾斜下端に水位検知手段（６２）が設けられる。そして、その水位検知手段の検知結果の水位が設定水位（Ｗ）よりも高い時などに、給水制御手段（６４）によって給水部材（１６）から保水部材（１４）への給水を停止させる。
【００２９】
第６の発明によれば、給水開始後、水が遮水部材の傾斜上端から傾斜下端までの保水部材全体に給水された時点で給水を停止させることができ、給水量の過不足を防止することができる。
【００３０】
第７の発明は、傾斜地である耕作地に適用される地下灌漑システムであって、上側開口の容器状に形成され、耕作地の傾斜に沿って埋設される遮水部材、遮水部材内の少なくとも底部に設けられる、吸水性および保水性を有する保水部材、および遮水部材内の底部との間に保水部材を介在させた状態で遮水部材内に配設され、給水源から供給された水を保水部材に給水する給水部材を備え、給水部材によって保水部材に給水した水が保水部材から毛細管現象によって土壌に供給されて、保水部材より上方の土壌に毛管水状態の土壌部を形成し、給水部材は、保水部材の余剰水を集水する集水部材として兼用される、地下灌漑システムである。
【００３１】
第７の発明では、地下灌漑システム（１０）は、耕作地（２００）の地中に埋設される遮水部材（１２）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、遮水性を有する材質によって上側開口の容器状に形成され、たとえば耕作地の傾斜に沿うように地中に埋設される。遮水部材内のたとえば底部には、保水部材（１４）が設けられる。保水部材は、吸水性および保水性を有する材質からなり、たとえば遮水部材の長さ方向の全長に亘って設けられる。また、遮水部材の内部には、遮水部材内の底部との間に保水部材を介在させた状態で給水部材（１６）が配設される。給水部材は、給水源（３０）から供給された水を保水部材に供給する管路であり、たとえば保水部材の上側に載置される。このような地下灌漑システムでは、灌漑時には、給水源から給水部材に供給された水が保水部材に給水され、その水が保水部材に吸収される。そして、保水部材が保水した水が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、上側の土壌に毛管水状態の土壌部（３８）が形成される。そして、保水部材に余剰水が生じたとき、給水部材がその余剰水を集水する。
【００３２】
第７の発明によれば、第１の発明と同様の効果を奏する。
【００３６】
第８の発明は、第１ないし第７の発明のいずれかに従属し、遮水部材内の底部のうち最も低い第１位置よりも段差状に高くなった第２位置の上側に給水部材を載置するようにした。
【００３７】
第８の発明では、たとえば、遮水部材（１２）の一部には、遮水部材内の底部のうち最も低い底板（１８）よりも段差状に高くなった第２の底板（６０）が形成され、その第２の底板の上側に給水部材（１６）が載置される。
【００３８】
第８の発明によれば、給水部材の上下方向の位置を簡単かつ確実に位置決めすることができる。
【００３９】
第９の発明は、第１ないし８の発明のいずれかに従属し、遮水部材内の底部を当該遮水部材の設置方向に所定の間隔を隔てて仕切る仕切り部をさらに備える。
【００４０】
第９の発明では、遮水部材（１２）内の底部には、仕切り部（４６）が形成される。仕切り部は、遮水性を有する材質からなり、たとえば遮水部材の底部の内面側から突出して形成され、遮水部材の設置方向に一定の間隔で配置される。仕切り部は、遮水部材の底部の内面側の空間を区画し、その仕切り部によって区画された各部分に、保水部材（１４，１４ａ）がそれぞれ設けられる。
【００４１】
第９の発明によれば、有孔管から給水されて、仕切り部によって仕切られた各部分に溜まった水が、その各部分に設けた保水部材にそれぞれ吸収されるようになるので、各保水部材が吸収する水分量をほぼ均等に保つことができる。よって、作土層の水分量をより均等に保つことができる。
【００４２】
第１０の発明は、第１ないし９のいずれかの発明に従属し、保水部材は、耕作地の土を含む。
【００４３】
第１０の発明では、遮水部材（１２）内の底部には、保水部材（１４）として、たとえば、耕作地（１００）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。たとえば、給水部材（１６）から給水された水は、遮水部材の内部の土中に浸透し、毛管水または重力水となって遮水部材の内部に留まり、遮水部材の内部には、毛管水状態または重力水状態の土壌部（５０）が形成される。そして、この土壌部の水分が、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、上側の土壌に毛管水状態の土壌部（３８）を形成する。
【００４４】
第１１の発明は、第１ないし１０の発明のいずれかに従属し、給水部材は、遮水部材の内部の余剰水を集水する集水部材として兼用される有孔管を含み、この有孔管の上側に疎水部が設けられる。
【００４５】
第１１の発明では、給水部材（１６）は、遮水部材（１２）の内部の余剰水を集水する集水部材（３６）として兼用される有孔管（２４）を含み、この有孔管の上側、つまり有孔管の上部や上方には、疎水部（１０８）が設けられる。そして、耕作地（２００）の地中から疎水部の中へ滲みだした水が有孔管に集められ、有孔管の中を流れた水がたとえば貯水タンク（３４）などに排出される。
【００４６】
第１２の発明は、傾斜地である耕作地に適用される地下灌漑システムであって、上側開口の容器状に形成され、耕作地の傾斜に沿って遮水部材、および遮水部材内の底部に設けられる、吸水性および保水性を有する保水部材、遮水部材内に配設され、給水源から供給された水を遮水部材内に給水する給水部材を備え、給水部材によって供給された水を保水部材に吸収させ、保水部材が保水した水を毛細管現象によって土壌に供給して、保水部材より上方の土壌に毛管水状態の土壌部を形成し、保水部材が吸水性高分子からなる保水剤を含む、地下灌漑システムである。
【００４７】
第１２の発明では、地下灌漑システム（１０）は、耕作地（１００）の地中に埋設される遮水部材（１２）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、遮水性を有する材質によって上側開口の容器状に形成され、たとえば耕作地の傾斜に沿うように地中に埋設される。遮水部材内の底部には、保水部材（１４）が設けられる。保水部材は、吸水性高分子からなる保水剤のように吸水性および保水性を有する材質からなり、たとえば遮水部材の長さ方向の全長に亘って設けられる。また、遮水部材の内部には、給水部材（１６）が配設される。給水部材は、給水源（３０）から供給された水を遮水部材内に供給する管路であり、たとえば保水部材の上側に載置される。このような地下灌漑システムでは、灌漑時には、給水源から給水部材に供給された水が保水部材に給水され、その水が保水部材に吸収される。そして、保水部材が保水した水が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、上側の土壌に毛管水状態の土壌部（３８）が形成される。
【００４８】
第１２の発明によれば、第１の発明と同様の効果を奏する。
第１３の発明は、傾斜地である耕作地に適用される地下灌漑システムの構築方法であって、上側開口の容器状に形成された遮水部材を耕作地の傾斜に沿って埋設する第１ステップ、吸水性および保水性を有する保水部材を少なくとも遮水部材内の底部に設ける第２ステップ、遮水部材内の底部との間に保水部材を介在させた状態で遮水部材内に給水部材を配設する第３ステップを含み、第３ステップでは、耕作地の地中において、耕していない土の上に遮水部材を挟んで給水部材を載置することによって給水部材の上下方向位置を位置決めする、地下灌漑システムの構築方法である。
第１３の発明では、遮水部材（１２）の少なくとも一部は、耕作地（２００）の地中において、掘り起こされていない土の上側に配置され、第３ステップでは、給水部材（１６）は、その遮水部材を挟んで掘り起こされていない土の上側に載置される。こうすることにより、地下灌漑システムの施工時などに、給水部材や土の重量によって給水部材の下側の保水部材が圧縮されて給水部材が下方に移動したりすることがなくなり、給水部材の上下方向の位置を確実に位置決めすることができる。
そのため、遮水部材の傾斜上端から傾斜下端にかけて遮水部材内の底部から給水部材までの距離が安定するので、保水部材に保水される水分量を均一化させることが
できる。したがって、毛管水状態の土壌部の水分量が偏ることがなく、作土層の水分量をより均等に保つことができるようになる。
【発明の効果】
【００４９】
この発明によれば、給水部材によって給水した水を保水部材に吸収ないし浸透させて、保水部材が保水した水を毛細管現象によって土壌に供給するようにしたため、遮水部材の配置態様に地理的な制約がなくなり、傾斜地に対しても地下灌漑システムを好適に用いることが可能である。
【００５０】
また、水位管理器等の特別な設備を用いなくても土壌に対して均等に給水できるので、設備コストや維持管理コスト等を削減することが可能である。
【００５１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】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２】図１の地下灌漑システムを示す図解図である。
【図３】図１の地下灌漑システムを示す図解図である。
【図４】図１の地下灌漑システムを示す図解図である。
【図５】（ａ）は、図１の地下灌漑システムにおける有孔管の給水時の水の流れを示す図解図であり、（ｂ）は、図１の地下灌漑システムにおける有孔管の集水時の水の流れを示す図解図である。
【図６】有孔管の貫通孔から保水部材に給水する水の流れを示す図解図である。
【図７】図１の地下灌漑システムにおける貯水の循環時の水の流れを示す図解図であり、
【図８】この発明の他の実施例である地下灌漑システムを示す図解図である。
【図９】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示す図解図である。
【図１０】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示す図解図である。
【図１１】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示す図解図である。
【図１２】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示す図解図である。
【図１３】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示す図解図である。
【図１４】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示す図解図である。
【図１５】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示す図解図である。
【図１６】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示す図解図である。
【図１７】図１６の地下灌漑システムを示す図解図である。
【図１８】図１６の地下灌漑システムの遮水部材を設置する様子を示す図解図である。
【図１９】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示す図解図である。
【図２０】図１９の地下灌漑システムを施工装置を利用して施工する様子を示す図解図である。
【図２１】図１９の地下灌漑システムの遮水部材および給水部材を設置する様子を示す図解図である。
【図２２】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示す図解図である。
【図２３】図２２の地下灌漑システムの遮水部材および給水部材を設置する様子を示す図解図である。
【図２４】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示す図解図である。
【図２５】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示す図解図である。
【図２６】図２５の地下灌漑システムの水位検知手段を示す図解図である。
【図２７】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示す図解図である。
【図２８】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示す図解図である。
【図２９】図２８の地下灌漑システムの水位管理器を示す図解図である。
【図３０】図２８の地下灌漑システムの水位管理器の動作を示す概略断面図であり、（ａ）は給水口が開いた状態を示し、（ｂ）は給水口が閉じた状態を示す。
【図３１】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示す図解図である。
【図３２】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示す図解図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
図１および図２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」ということもある。）は、傾斜を有する耕作地（傾斜地）２００の地中に埋設される遮水部材１２、および遮水部材１２内の底部に設けられる保水部材１４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。詳細は後に説明するが、このシステム１０では、給水部材１６によって遮水部材１２の内部に給水した水を保水部材１４に吸収させて、保水部材１４が保水した水を毛細管現象によって土壌に供給する。
【００５４】
図１−図３に示すように、遮水部材１２は、ポリエチレンやポリ塩化ビニル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、上側開口の容器状に形成され、耕作地２００の傾斜に沿うように地中に埋設される。
【００５５】
たとえば、この実施例では、遮水部材１２は、底板１８の両側端から側板２０がやや外側に傾斜して立ち上がる細長い溝状に形成され、その長手方向が耕作地２００の傾斜に沿うように地中に埋設される。遮水部材１２としては、たとえば、上述のような、遮水性を有する材質からなる遮水シートを屈曲ないし湾曲させて細長い溝状に形成したものを用いるとよい。一例として、遮水部材１２の底板１８の幅は、たとえば１２０ｍｍであり、側板２０の高さ（遮水部材１２の深さ）は、たとえば１５０ｍｍである。また、遮水部材１２の上側（天端）の開口２２の幅は、底板１８の幅よりも大きく設定され、たとえば３００ｍｍである。
【００５６】
遮水部材１２は、植物の根圏に沿うように、耕作地２００の傾斜に沿って畝立てされた畝２０２ごとに配置されており、畝２０２に沿って耕作地２００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。なお、図１では、図解のために、耕作地２００内に４つの遮水部材１２を並べて配置しているが、これは単なる例示であり、必要に応じて遮水部材１２の配置個数は適宜変更され得る。また、必ずしも遮水部材１２を畝２０２ごとに配置する必要もなく、複数の畝２０２がある耕作地２００では、２−３本の畝２０２に１つの割合で遮水部材１２を配置してもよい。
【００５７】
一例として、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の底板１８から地表面までの距離は、たとえば１００ｍｍ−８００ｍｍとされる。
【００５８】
ただし、遮水部材１２の大きさ、配置個数、配置深さおよび配置間隔などは、これらの数値に限定されず、このシステム１０を適用する耕作地２００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。
【００５９】
遮水部材１２内の底部には、保水部材１４が設けられる。そして、この保水部材１４を介して、遮水部材１２内に給水部材１６が配設される。ただし、上述のように、遮水部材１２は上側開口の容器状に形成されるため、この場合の遮水部材１２の内部とは、遮水部材１２の上側に含まれる概念となり、遮水部材１２内の底部とは、遮水部材１２の底板１８の上側に含まれる概念となることに留意されたい。
【００６０】
図１、図３および図４に示すように、保水部材１４は、吸水性および保水性を有する材質からなり、遮水部材１２の長さ方向の全長に亘って遮水部材１２内の底部、つまり底板１８の上側に配置される。一例として、保水部材１４には、ポリアクリル酸ナトリウムなどの高吸水性高分子からなる汎用の保水剤や、そのような保水剤と土とを混合した混合物が用いられる。保水部材１４の厚み（高さ）は、たとえば５０−１００ｍｍである。
【００６１】
また、給水部材１６は、給水源３０から供給された水を保水部材１４に供給（給水）するためのものであり、遮水部材１２内を通る水路を形成する有孔管２４を含む。
【００６２】
たとえば、この実施例では、有孔管２４は、ポリエチレンやポリ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、保水部材１４に沿ってその上側に載置される。有孔管２４には、管壁全体に複数の貫通孔２６がランダムに分散配置され、その貫通孔２６を通して有孔管２４内の水が保水部材１４に給水される。一例として、有孔管２４の外径は、たとえば５−３０ｍｍである。貫通孔２６は、円形に形成され、その大きさは、たとえば直径１−５ｍｍである。また、図示は省略するが、有孔管２４の外面は、不織布などからなる防根シートによって覆われている。
【００６３】
ただし、貫通孔２６の形状、大きさ、形成位置および数などは、適用する耕作地２００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、有孔管２４から保水部材１４へ供給する水の量を制御することが可能である。
【００６４】
図１および図２に示すように、有孔管２４の上流側端部は、第１配水管２８を介して、有孔管２４よりも傾斜上側に配置された給水源３０に接続される。第１配水管２８は、給水源３０から供給された水を有孔管２４まで送る管路であり、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る。給水源３０は、耕作地２００に供給するための水を貯留する給水タンク３０であり、たとえば地上に設置される。給水タンク３０は、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。給水タンク３０に貯留される水量は、耕作地２００の面積などによって適宜設定され、給水タンク３０内には、常に一定量以上の水が貯留される。
【００６５】
一方、有孔管２４の下流側端部は、第２配水管３２を介して、有孔管２４よりも傾斜下側に配置された貯水手段３４と接続される。第２配水管３２は、有孔管２４から送られてきた水を貯水手段３４まで送る管路であり、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る。貯水手段３４は、第２配水管３２から送られてくる水をその内部に貯留する貯水タンク３４であり、たとえば地上に設置される。詳細は後に説明するように、給水しきれずに有孔管２４の内部に残った余剰水は、第２配水管３２を介して貯水タンク３４に排出される。また、このシステム１０では、有孔管２４が遮水部材１２内の余剰水を集水するための集水部材３６として兼用されるため、詳細は後に説明するように、有孔管２４によって集水された遮水部材１２内の余剰水が、第２配水管３２を介して貯水タンク３４に排出される。
【００６６】
図３−図６を参照して、このようなシステム１０では、灌漑時には、たとえば給水タンク３０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、給水タンク３０から第１配水管２８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タンク３０から水が供給されるようにしてもよいし、栽培作物の生理的状況をモニタリングして水分を補給するようにしてもよいし、給水タンク３０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。
【００６７】
給水タンク３０から第１配水管２８に供給された水は、図５（ａ）に示すように、有孔管２４に流れ込み、有孔管２４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６に示すように、各貫通孔２６から有孔管２４外に出て、遮水部材１２の内部に供給（給水）される。有孔管２４から遮水部材１２の内部に給水されると、その水は土中に浸透して、遮水部材１２内の底部に溜まる。そして、遮水部材１２内の底部に溜まった水が保水部材１４と混合して、その水が保水部材１４に吸収される。それから、時間の経過とともに徐々に保水部材１４が保水した（含んだ）水（水分）が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、保水部材１４よりも上側の土壌に、毛管水状態の土壌部３８が形成される。
【００６８】
ここで、毛管水状態の土壌部３８の水分量は、遮水部材１２内に保持される水の量によって変動するが、このシステム１０では、遮水部材１２の中に供給した水を一旦保水部材１４に吸収させて、保水部材１４が保水した水を毛細管現象によって上側の土壌に吸い上げるようにしているので、遮水部材１２を傾斜させて設置していても、遮水部材１２内の水がこぼれたり、遮水部材１２内に保持される水の量が傾斜の上側と下側とで偏ってしまったりすることがない。つまり、遮水部材１２内に保持される水の量はほぼ均等に保たれる。よって、たとえば耕作地２００で栽培する植物に合わせて、保水部材１４に給水する（吸収させる）水の量を適量に保つことにより、その植物にとって最適な水分量を有する土壌部３８を耕作地２００に実現できる。
【００６９】
また、このシステム１０では、灌漑時に、給水タンク３０から有孔管２４（給水部材１６）に余剰に水が供給されても、給水しきれずに有孔管２４の内部に残った余剰水が第２配水管３２に排出される。そして、第２配水管３２は、有孔管２４から送られてきた水を貯水タンク３４まで送り、貯水タンク３４は、第２配水管３２から送られてきた水をその内部に貯留する。
【００７０】
さらに、このシステム１０では、有孔管２４から遮水部材１２内に余剰に水が供給された時や、自然降雨などによって土壌に余剰に水が与えられた時に、それらの余剰水が遮水部材１２内に溜まって、保水部材１４が水で飽和した状態になると、保水部材１４に吸収されなかった水が貫通孔２６を通して有孔管２４（集水部材３６）内に集水される。そして、有孔管２４の内部に水が集水されると、図５（ｂ）に示すように、その水は有孔管２４内を通って第２配水管３２に排出される。そして、第２配水管３２は、有孔管２４から送られてきた水を貯水タンク３４まで送り、貯水タンク３４は、第２配水管３２から送られてきた水をその内部に貯留する。
【００７１】
以上のように、この実施例によれば、遮水部材１２内に供給した水を保水部材１４に吸収させて、保水部材１４が保水した水（水分）を毛細管現象によって土壌に供給するようにしているので、遮水部材１２が傾斜して埋設されていても、毛管水状態の土壌部３２の水分量が偏ることがない。したがって、同一システム１０の耕作地２００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、傾斜を有する耕作地２００などに対してもシステム１０を好適に用いることができる。
【００７２】
しかも、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、遮水部材１２内に保持される水の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が低減できる。
【００７３】
また、このシステム１０では、有孔管２４（給水部材１６）の下流側に貯水タンク３４が設けられ、給水しきれずに有孔管２４の内部に残った余剰水が貯水タンク３４に排出される。すなわち、通常であれば、給水しきれずに有孔管２４の内部に残った余剰水は給水部材１６の下流側末端などから地下深くに浸透させるが、このシステム１０によれば、有孔管２４内の余剰水を貯水タンク３４内に貯留することが可能である。
【００７４】
さらに、このシステム１０では、有孔管２４が集水部材３６として兼用される。このため、遮水部材１２内に余剰に供給された水や、自然降雨などによって土壌に余剰に与えられた水が遮水部材１２内に溜まると、その水が有孔管２４の内部に集水され、第２配水管３２を通って貯水タンク３４に排出される。すなわち、このシステム１０によれば、有孔管２４によって作土層の水分量の調整を行うとともに、遮水部材１２内の余剰水を貯水タンク３４内に貯留することが可能である。
【００７５】
したがって、たとえば、図７に示すように、システム１０に、貯水タンク３４内に貯水した水を給水タンク３０に送るポンプ４０（たとえば、ソーラー型循環ポンプなど）を設けて、貯水タンク３４内の水を同一システム１０の給水タンク３０に戻すようにしたり、貯水タンク３４内に貯水した水を作業員がタンクローリー車等で給水タンク３０に運搬するようにしたり、また、貯水タンク３４内に貯水した水を耕作地２００よりも傾斜下側の耕作地に適用した別のシステムの給水タンクに給水するようにすれば、貯水タンク３４内に貯水した余剰水を再利用することが可能である。
【００７６】
このように、このシステム１０によれば、水の無駄遣いを低減でき、水資源を効率的に利用することができる。特に、離島などの圃場においては、雨水を逃がさないことで、海水の淡水化量を減らす事に繋げながら、栽培する植物に潤いをもたらすことができるので、システム１０を利用する効果は大きい。
【００７７】
なお、システム１０の他の実施例として、図８に示すように、有孔管２４内の全長に亘って給水ホース４２を挿通させて、この給水ホース４２から有孔管２４内に放出された水を、有孔管２４の各貫通孔２６を通して遮水部材１２の中に給水するようにしてもよい。たとえば、給水ホース４２には、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、点滴チューブなどを利用し得る。こうすることによって、有孔管２４の各貫通孔２６から保水部材１４への給水量の均等化を図ることができ、延いては、同一システム１０の耕作地２００において、作土層の水分量をより均等に保つことができるようになる。
【００７８】
また、図示は省略するが、上述した有孔管２４の代わりに、給水ホース４２を給水部材１６として遮水部材１２内に配設するようにしてもよい。この場合には、給水部材１６は排水パイプとして機能しない。
【００７９】
さらにまた、図示は省略するが、上述した有孔管２４を排水部材３６として遮水部材１２内に配設するとともに、その遮水部材１２内に給水ホース４２を給水部材１６として配設するようにしてもよい。
【００８０】
さらに、上述の実施例では、遮水部材１２内の底部に保水部材１４が設けられ、その保水部材１４の上側に有孔管２４が載置されたが、必ずしも有孔管２４を保水部材１４の上側に載置する必要はない。
【００８１】
たとえば、図９に示すシステム１０のさらに他の実施例のように、有孔管２４の全部または一部を保水部材１４の中に埋め込んで配設するようにしてもよい。この場合には、有孔管２４は主として保水部材１４への給水パイプとして機能する。また、遮水部材１２内が保水部材１４で満杯になるようにし、その保水部材１４の中へ有孔管２４を埋め込んで配設するようにしてもよい。要は、上述した各実施例のように、遮水部材１２内の底部との間に保水部材１４が介在された状態で有孔管２４（給水部材１６）が配設されていれば、システム１０はその効果を発揮できる。
【００８２】
さらにまた、図１０に示すシステム１０のさらに他の実施例のように、遮水部材１２の上側の開口２２に、鍔状部材４４を設けるようにしてもよい。たとえば、鍔状部材４４は、合成樹脂および金属などの遮水性を有する材質によって形成され、遮水部材１２の全長に亘るように側板２０の上端から鍔状に外側に延びて、その下方の土壌への水の浸透を遮断する。上述のように、保水部材１４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、遮水部材１２の上部およびその周辺の土壌へと浸透していくが、遮水部材１２に鍔状部材４４を設けておくと、鍔状部材４４はその下方の土壌への水の浸透を遮断して、下方に向かって浸透していく水の量を低減させるので、浸透水は横方向ないし上方向に浸透していくことになる。これによって、使用する水の量を低減させつつ、横方向に広範囲に広がる毛管水状態の土壌部３８を形成することができるようになる。さらに、降雨があったときには、地中に浸透した雨水を鍔状部材４４によって下方の土壌へ浸透させずに遮水部材１２内に導くことができる。すなわち、遮水部材１２によって雨水を効率的に集水することが可能であるので、水資源をより効率的に利用できるようになる。
【００８３】
さらに、図１１に示すシステム１０のさらに他の実施例のように、遮水部材１２内の底部に複数の仕切り部４６を形成し、その仕切り部４６によって仕切られた各区画に保水部材１４ａを設けるようにしてもよい。
【００８４】
仕切り部４６は、合成樹脂および金属などの遮水性を有する材質からなり、遮水部材１２の底板１８の上面から上方に突出して形成される。仕切り部４６は、遮水部材１２の設置（傾斜）方向に一定の間隔で配置され、隣り合う仕切り部４６どうしの間隔は、耕作地２００の勾配に応じて適宜設定され、たとえば１０００ｍｍであり、その高さは、保水部材１４の厚みと同程度の高さにされる。
【００８５】
仕切り部４６は、遮水部材１２の内部の空間を区画し、その仕切り部４６によって仕切られた各区画の底部に、保水部材１４ａがそれぞれ設けられる。こうすることにより、有孔管２４から給水されて、仕切り部４６によって仕切られた各区画の底部に溜まった水が、その各区画の底部に設けた保水部材１４ａにそれぞれ吸収されるようになるので、各々の保水部材１４ａが吸収する水分量をほぼ均等に保つことができる。すなわち、同一システム１０の耕作地２００において、作土層の水分量をより均等に保つことができるようになる。
【００８６】
なお、遮水部材１２内の底部に仕切り部４６を形成する代わりに、遮水部材１２の底板１８を変形させる仕切り部材４８を耕作地２００の地中に埋設するようにしてもよい。
【００８７】
具体的には、図１２に示すように、耕作地２００の傾斜に沿って、地中に一定の間隔で仕切り部材４８を埋設する。たとえば、仕切り部材４８は、矩形の板状に形成され、その幅方向の長さは、たとえば遮水部材１２の開口２２の幅と同程度になるように設定される。そして、仕切り部材４８の上側に遮水部材１２を埋設することにより、仕切り部材４８の外形に沿って遮水部材１２の底板１８の形状を変形させて、底板１８に凹凸形状を形成する。そして、その凹凸形状のうち上方に突き出す凸部を仕切り部４６として機能させ、凸部によって仕切られた各区画に保水部材１４ａをそれぞれ設ける。こうすることにより、凸部によって仕切られた各区画の底部に溜まった水が、その各区画の底部に設けた保水部材１４ａにそれぞれ吸収されるようになるので、各々の保水部材１４ａが吸収する水分量をほぼ均等に保つことが可能である。
【００８８】
さらにまた、上述の実施例では、有孔管２４の管壁全体にランダムに分散配置した円形の貫通孔２６を通して保水部材１４に給水したが、これに限定される必要はない。上述したように、貫通孔２６の形状、大きさ、形成位置および数などは、有孔管２４から保水部材１４への水の供給量を考慮して適宜設定すればよい。
【００８９】
たとえば、有孔管２４の管底部付近に管軸方向に所定の間隔を隔てて並ぶように貫通孔２６を形成してもよい。この場合には、有孔管２４がその内部の水を主として下方に供給することとなるので、水の供給源に向けて延びる植物の根が有孔管２４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等の不具合が生じない。
【００９０】
さらに、貫通孔２６は、有孔管２４の管壁を直線状に貫くものに限定されず、多孔質状や網目状のものでもよいし、貫通孔２６をスリット状に形成するようにしてもよい。
【００９１】
また、上述の実施例では、有孔管２４（給水部材１６）の下流側の端部に第２配水管３２を介して貯水タンク３４を接続したが、これに限定される必要はない。たとえば、有孔管２４の下流側の端部を直接貯水タンク３４に接続するようにしてもよい。また、貯水手段は、貯水タンク３４に限定されず、給水部材１６の下流側にため池などを形成しておき、それを貯水手段として利用してもよい。
【００９２】
さらに、必ずしも貯水手段を設ける必要はなく、給水タンク３０から有孔管２４に必要水量だけ送水するのであれば貯水手段は不要である。さらにまた、有孔管２４の下流側の端部を排水管に接続し、この排水管を介して有孔管２４内の余剰水や、有孔管２４の内部に集水した遮水部材１２内の余剰水を下水処理施設などへ排出するようにしてもよい。
【００９３】
さらに、上述の実施例では、給水タンク３０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、給水タンク３０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１６に水が供給されるようにしてもよい。この場合には、その農業用配水管が給水源となる。また、給水部材１６に供給する水の中に肥料や農薬を溶かして、水とともに肥料や農薬を作物に投与するようにしてもよい。
【００９４】
さらにまた、上述の実施例では、遮水部材１２内の底部に、汎用の保水剤や、そのような保水剤と土とを混合した混合物からなる保水部材１４を設けたが、これに限定される必要はない。保水部材１４は、吸水性および保水性を有するものであれば、その材質は特に限定しない。
【００９５】
たとえば、図１３に示すシステム１０のさらに他の実施例のように、耕作地２００が保水力を有する土によって構成されている場合には、遮水部材１２内の底部に耕作地２００の土（または、耕作地２００と土壌と同様の成分によって構成される土）を充填し、遮水部材１２内の底部に形成した毛管水状態または重力水状態の土壌部５０を保水部材１４として用いるようにしてもよい。
【００９６】
このシステム１０では、有孔管２４から遮水部材１２の内部に供給された水は、遮水部材１２内の底部に充填された土の中に浸透していき、土中に保水される。すなわち、土中に浸透した水が、毛管水または重力水となって遮水部材１２の内部に留まることによって、遮水部材１２内の底部に、毛管水状態または重力水状態の土壌部５０が形成される。そして、遮水部材１２内の底部の毛管水や重力水、つまり土壌部５０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、上側の土壌に毛管水状態の土壌部３８を形成する。
【００９７】
ただし、耕作地２００が保水力が弱い所謂ざる田や砂地などの場合には、予め保水力が高い土を準備しておいて、それを遮水部材１２内の底部に充填するとよい。また、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内部に充填する土を複層状態にして、保水力を向上させるようにしてもよい。
【００９８】
さらに、上述の実施例では、保水部材１４は、遮水部材１２の長さ方向の全長に亘って設けられたが、これに限定される必要もない。たとえば、灌漑を行いたい必要な場所にのみ保水部材１４を設けるようにしてもよい。
【００９９】
さらにまた、上述の実施例では、細長い溝状に形成される遮水部材１２を耕作地２００の畝２０２に沿うように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。
【０１００】
さらに、必ずしも遮水部材１２をその長手方向が耕作地２００の傾斜に沿うように設置する必要もない。遮水部材１２を耕作地２００の地中に傾斜させて埋設するのであれば、遮水部材１２をその長手方向が耕作地２００の傾斜方向からずれるように配置してもよいし、遮水部材１２を耕作地２００の勾配よりも大きいまたは小さい勾配で傾斜させて埋設するようにしてもよい。
【０１０１】
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。さらに、耕作地２００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２００の作土層全体を毛管水状態の土壌部３８とすることもできるし、耕作地２００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２００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３８とすることもできる。
【０１０２】
さらにまた、基本的には、このシステム１０は遮水部材１２を耕作地２００の地中に所定勾配で傾斜させて設置する場合に好適に用いられるが、これに限定される必要はなく、遮水部材１２を耕作地の地中に水平または略水平に設置する場合にシステム１０を適用するようにしてもよい。その場合であっても、遮水部材１２を地中に埋設する際に、耕作地２００の多少の起伏（上り下り）に対し、施工現場で遮水部材１２の正確な（厳密な）水平出しを行う必要がないので、このシステム１０を利用する効果は大きい。
【０１０３】
一例を挙げると、図１４に示すシステム１０のさらに他の実施例では、傾斜に直交する方向（たとえば、等高線沿い）に畝立てした耕作地２００にシステム１０が適用され、遮水部材１２が耕作地２００の傾斜に直交する方向に沿うように水平に地中に埋設される。以下、先の実施例と同様の部分については、同じ参照番号を用い、その説明を省略或いは簡略化する。
【０１０４】
図１４に示すように、遮水部材１２は、細長い溝状に形成され、その長手方向が耕作地２００の傾斜に直交する方向に沿うように地中に埋設される。そして、耕作地２００の両端付近まで延びる遮水部材１２が、耕作地２００の傾斜方向に所定の間隔を隔てて並ぶように配置される。遮水部材１２内の底部には、保水部材１４が設けられる。そして、この保水部材１４を介して（つまり、遮水部材１２内の底部との間に保水部材１４が介在された状態で）有孔管２４（給水部材１６，集水部材３６）が遮水部材１２内に配設される。
【０１０５】
耕作地２００の傾斜方向に所定の間隔を隔てて並ぶ遮水部材１２どうしの間の区間では、それぞれの遮水部材１２の内部に配設された有孔管２４どうしが、管壁に貫通孔２６や空隙などが形成されない第３配水管５４によって接続される。
【０１０６】
また、耕作地２００の最上部に設置された遮水部材１２内に配設された有孔管２４の上流側端部は、第１配水管２８を介して、その遮水部材１２よりも傾斜上側の地上に設置された給水タンク３０に接続される。また、耕作地２００の最下部に設置された遮水部材１２内に配設された有孔管２４の下流側端部は、第２配水管３２を介して、その遮水部材１２よりも傾斜下側の地上に設置された貯水タンク３４に接続される。
【０１０７】
図１４の実施例においても、図１の実施例と同様に、遮水部材１２内に供給した水を保水部材１４に吸収させて、保水部材１４が保水した水（水分）を毛細管現象によって土壌に供給するようにしているので、水位管理器等の特別な設備を用いなくても、各遮水部材１２内に保持される水の量をほぼ均等に保つことができる。したがって、設備コストや維持管理コスト等が低減できる。
【０１０８】
さらに、傾斜地の傾斜に直交する方向に多少の起伏がある場合であっても、遮水部材１２を地中に埋設する際に、施工現場で遮水部材１２の正確な水平出しを行う必要がないので、システム１０の施工性が向上する。
【０１０９】
また、このシステム１０においても、給水しきれずに有孔管２４の内部に残った余剰水や、有孔管２４によって集水された遮水部材１２内の余剰水を貯水タンク３４内に貯留することができるので、水の無駄遣いを低減でき、水資源を効率的に利用することが可能である。
【０１１０】
さらにまた、傾斜に直交する方向に畝立てした耕作地２００にシステム１０を適用するのみならず、傾斜地に形成された段々畑や棚田などの平坦地部分の耕作地２００にもシステム１０を適用することが可能である。
【０１１１】
一例を挙げると、図１５に示すシステム１０のさらに他の実施例では、遮水部材１２が段々畑の平坦地部分の耕作地２００に沿うように水平に地中に埋設される。以下、先の実施例と同様の部分については、同じ参照番号を用い、その説明を省略或いは簡略化する。
【０１１２】
図１５に示すように、遮水部材１２は、細長い溝状に形成され、その長手方向が段々畑の平坦地部分の耕作地２００に沿うように地中に埋設される。そして、耕作地２００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。遮水部材１２内の底部には、保水部材１４が設けられ、この保水部材１４を介して（つまり、遮水部材１２内の底部との間に保水部材１４が介在された状態で）、有孔管２４（給水部材１６，集水部材３６）が遮水部材１２内に配設される。
【０１１３】
有孔管２４の上流側端部は、第１配水管２８を介して、耕作地２００の地上に設置された給水タンク３０に接続される。また、有孔管２４の下流側端部は、第２配水管３２を介して、耕作地２００よりも下の段の平坦地部分に設置された貯水タンク３４に接続される。なお、第２配水管３２は、有孔管２４から貯水タンク３４への水の流れがスムーズになるように、有孔管２４の下流側端部から貯水タンク３４に向けてやや下り勾配になるように配管される。
【０１１４】
図１５の実施例においても、図１の実施例と同様に、遮水部材１２内に供給した水を保水部材１４に吸収させて、保水部材１４が保水した水（水分）を毛細管現象によって土壌に供給するようにしているので、水位管理器等の特別な設備を用いなくても、各遮水部材１２内に保持される水の量をほぼ均等に保つことができる。したがって、設備コストや維持管理コスト等が低減できる。
【０１１５】
さらに、段々畑の平坦地部分の耕作地２００に多少の起伏がある場合であっても、遮水部材１２を地中に埋設する際に、施工現場で遮水部材１２の正確な水平出しを行う必要がないので、システム１０の施工性が向上する。
【０１１６】
また、このシステム１０においても、給水しきれずに有孔管２４の内部に残った余剰水や、有孔管２４によって集水された遮水部材１２内の余剰水を貯水タンク３４内に貯留することができるので、水の無駄遣いを低減でき、水資源を効率的に利用することが可能である。
【０１１７】
なお、上述の各実施例ではいずれも、底板１８の両側端から側板２０がやや外側に傾斜して立ち上がる細長い溝状の遮水部材１２を例示しているが、これに限定される必要はなく、遮水部材１２は、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。
【０１１８】
たとえば、遮水部材１２の上側（天端）の開口の幅を広げるようにすれば、その分だけ土壌に余剰に与えられた水が遮水部材１２内に溜まりやすくなる。すなわち、遮水部材１２の集水能力を増すことが可能であるので、水資源をより効率的に利用することが可能になる。また、遮水部材１２の材質についても、合成樹脂や金属などに限定される必要はなく、遮水性を有する材質であれば適宜のものを適用可能である。
【０１１９】
図１６および図１７に示すシステム１０のさらに他の実施例では、ゴムおよび合成樹脂などによって形成される遮水シート５６を利用して遮水部材１２を形成する。以下、先の実施例と同様の部分については、同じ参照番号を用い、その説明を省略或いは簡略化する。
【０１２０】
図１６および図１７に示すように、このシステム１０では、傾斜を有する耕作地２００の傾斜に沿って全面に広がるように、遮水シート５６が耕作地２００の地下に敷かれる。遮水シート５６は、耕作地２００の傾斜に直交する方向に凹凸を繰り返すように、波形状に（または、ジグザグ状に）に湾曲される。すなわち、遮水シート５６には、耕作地２００の傾斜方向に沿って延びる凹部５８が、一定の間隔を隔てて並ぶように形成される。そして、このシステム１０では、凹部５８のそれぞれが遮水部材１２として機能する。凹部５８内の底部には、保水部材１４が設けられ、この保水部材１４を介して、有孔管２４（給水部材１６，集水部材３６）が遮水部材１２内に配設される。有孔管２４の上流側端部は、第１配水管２８を介して、給水タンク３０に接続される。また、有孔管２４の下流側端部は、第２配水管３２を介して、貯水タンク３４に接続される。
【０１２１】
このようなシステム１０を耕作地２００に形成する場合には、図１８（ａ）に示すように、先ず、耕作地２００の地面を掘削し、その底に耕作地２００の傾斜に直交する方向に繰り返す凹凸部分６０を形成する。そして、図１８（ｂ）に示すように、凹凸部分６０の上側に遮水シート５６を敷設する。すると、凹凸部分５８の形状に合わせて遮水シート５６が波形状に湾曲し、遮水シート５６に凹部５８が形成されるので、その凹部５８内の底部に保水部材１４を設け、保水部材１４の上側に有孔管２４を配設する。それから、掘削した地面を埋め戻す。
【０１２２】
このシステム１０においても、凹部５８内に供給した水を保水部材１４に吸収させて、保水部材１４が保水した水を毛細管現象によって土壌に供給するようにしたため、図１のシステム１０と同様に、作土層の水分量を可及的均等に保つことができる。また、水位管理器等の特別な設備を用いる必要もないので、設備コストや維持管理コスト等を削減できる。
【０１２３】
さらに、給水しきれずに有孔管２４の内部に残った余剰水や、有孔管２４によって集水された遮水部材１２内の余剰水を貯水タンク３４内に貯留することができるので、水の無駄遣いを低減でき、水資源を効率的に利用することが可能である。
【０１２４】
なお、遮水シート５６は、必ずしも耕作地２００の全面に設ける必要はなく、耕作地２００の一部の範囲に形成することもできるし、耕作地２００の地中に分散配置することもできる。また、図１の実施例と同じように、耕作地２００の畝２０２ごとに遮水シート５６を配置するようにしてもよい。
【０１２５】
また、必ずしも耕作地２００の傾斜に直交する方向の全長に亘って遮水シート５６に凹部５８を形成する必要はなく、遮水シート５６の一部に複数の凹部５８を形成することもできる。つまり、遮水シート５６の凹部５８は、灌漑を行いたい必要な場所に設けてあればよく、遮水シート５６は、凹部５８が形成される波形状の部分の他に、凹部５８が形成されない平面状の部分を有していてもよい。また、必ずしも耕作地２００の傾斜方向に沿って延びる凹部５８を形成する必要もない。
【０１２６】
さらにまた、上述の各実施例ではいずれも、遮水部材１２内の底部の中央部、つまり底板１８の幅方向の中央部に有孔管２４が配設されたが、これに限定される必要はない。図１９に示すシステム１０のさらに他の実施例のように、有孔管２４を底板１８の幅方向の端で側板２０に接するように配設してもよい。こうすることにより、システム１０の施工時に有孔管２４が上下方向ないし左右方向に位置ずれしにくくなり、有孔管２４の位置決めを簡単かつ確実に行うことができるようになる。
【０１２７】
特に、保水力を有する土によって構成された耕作地２００において、遮水部材１２内の底部に耕作地２００の土を充填し、遮水部材１２内の底部に形成した土壌部５０を保水部材１４として用いるシステム１０を施工する場合などには、有孔管２４を底板１８の幅方向の端で側板２０に接するように配設することによって、施工性を向上させることができる。
【０１２８】
具体的には、本願出願人等は、平成２４年２月２３日付で特許出願された特願２０１２−０３７７９４号において、地下灌漑システムを耕作地に施工するための地下灌漑用部材（遮水部材１２，給水部材１６）の敷設装置を提案しているが、このような敷設装置２００を利用してシステム１０を施工する際などに、施工性を向上させることができる。
【０１２９】
以下には、図２０および図２１を参照して、敷設装置２００を使用してシステム１０を施工する方法を簡単に説明するが、このような敷設装置２００を使用したシステム１０の施工方法については、上述した特願２０１２−０３７７９４号において詳しく説明されているので、必要なら、この特許文献を参照されたい。
【０１３０】
先ず、耕作地２００におけるシステム１０の形成区間の一方端の地面を掘削して、耕作地２００に立抗（図示せず）を設け、その立抗内に敷設装置２０４の本体部分２０６を配置する。
【０１３１】
次に、敷設装置２００の第１ロール部２０８から引き出した合成樹脂シート２１０（遮水部材１２）を溝形状に成形して立抗内に固定するとともに、合成樹脂シート２１０の上側に、第２ロール部２１２から引き出した可撓管２１４（有孔管２４）を配設する。
【０１３２】
それから、合成樹脂シート２１０の先端部分と可撓管２１４の先端部分とを立抗内で固定した状態で、バックホーなどの作業機で牽引して敷設装置２０４を前進させることにより、立抗から本体部分２０６を耕作地２００の地中に打ち込んで（挿入して）、地中で本体部分２０６を牽引方向に移動させる。
【０１３３】
すると、図２１（ａ）に示すように、耕作地２００の土が本体部分２０６によって上下に分断されて、地中に空隙２１６が形成される。そして、掘り起こした（耕した）土を本体部分１６の内部に入り込ませて一旦持ち上げるとともに、図２１（ｂ）に示すように、空隙２１６に挟み込むようにして第１ロール部２０４から引き出した合成樹脂シート２１０を連続的に敷設する。そして、掘り起こした土を合成樹脂シート２１０の上側に埋め戻しつつ、合成樹脂シート２１０の上側に第２ロール部２１２から引き出した可撓管２１４を連続的に配設する。このとき、遮水部材１２の底板１８の幅方向の端に可撓管２１４を配設するようにしているので、掘り起こした土を埋め戻す際に、埋め戻す土が可撓管２１４に干渉することを可及的回避できる。
【０１３４】
これを耕作地２００のシステム１０の形成区間の他方端の地面に到達するまで行うことにより、耕作地２００の地中に遮水部材１２および有孔管２４が埋設される。
【０１３５】
このように、遮水部材１２の底板１８の幅方向の端に有孔管２４を配設するようにすれば、遮水部材１２内の底部に耕作地２００の土を充填し、遮水部材１２内の底部に形成した土壌部５０を保水部材１４として用いるシステム１０を施工する場合などに、有孔管２４が埋め戻す土に干渉しにくくなる。したがって、たとえば大きい土塊なども有孔管２４よりも下側に入り込みやすくなるので、遮水部材１２内の底部に適切かつ確実に土を埋め戻すことが可能になる。
【０１３６】
さらに、上述の各実施例ではいずれも、有孔管２４（給水部材１６，集水部材３６）を保水部材１４に沿ってその上側に載置したり、有孔管２４の全部または一部を保水部材１４の中に埋め込んで配設したりしたが、これに限定される必要はなく、有孔管２４を保水部材１４から離間して設置するようにしてもよい。この場合であっても、上述したように、遮水部材１２内に保水部材１４を介して、つまり遮水部材１２内の底部との間に保水部材１４が介在された状態で有孔管２４を配設するようにしていれば、システム１０はその効果を発揮できる。
【０１３７】
一例を挙げると、図２２に示すシステム１０のさらに他の実施例では、遮水部材１２内の底部のうち最も低い第１位置ｈ１よりも段差状に高くなった第２位置ｈ２の上側に有孔管２４が載置される。
【０１３８】
図２２に示すように、遮水部材１２は、底板１８の両側端から側板２０がやや外側に傾斜して立ち上がる細長い溝状に形成され、その長手方向が耕作地２００の傾斜に沿うように地中に埋設される。側板２０のうち一方は、所定の高さで外側に屈曲して、そこに平坦な第２の底板６０を形成する。第２の底板６０は、遮水部材１２内の底部のうち最も低い第１位置（高さ）ｈ１の底板１８よりも段差状に高くなった第２位置（高さ）ｈ２に形成される。そして、第２の底板６０に沿ってその上側に有孔管２４が載置される。
【０１３９】
また、たとえば、このシステム１０では、遮水部材１２内の底部には、耕作地２００の土が充填され、遮水部材１２内の底部に形成された土壌部５０が保水部材１４として用いられる。そして、土壌部５０つまり保水部材１４の厚み（上下方向の長さ）は、第１位置ｈ１から第２位置ｈ２までの高さとほぼ同じかそれよりも低くなるように設定される。
【０１４０】
ここで、このようなシステム１０を上述した敷設装置２０４を利用して施工する場合には、耕作地２００の土が本体部分２０６によって分断されることにより、図２３（ａ）に示すように、空隙２１６の下側の土（つまり、本体部分２０６によって掘り起こされていない土）には、遮水部材１２の底板１８が上側に載置される平面部分２１８が形成されるとともに、その第１平面部分２１８よりも所定高さ（第２位置ｈ２と第１位置ｈ１との高低差）高くなった位置に、第２の底板６０が上側に載置される第２の平面部分２２０が形成されることとなる。それから、図２３（ｂ）に示すように、空隙２１６に挟み込むようにして遮水部材１２を敷設し、掘り起こした土を遮水部材１２の上側に埋め戻しつつ、遮水部材１２の第２の底板６０の上側に有孔管２４を配設する。
【０１４１】
このように、図２２に示すシステム１０では、遮水部材１２の最も低い第１位置ｈ１よりも高い第２位置ｈ２に第２の底板６０を形成し、その第２の底板６０の上側に有孔管２４を載置するようにしているので、遮水部材１２を挟んで掘り起こされていない（耕されていない）硬い土の上側に有孔管２４を載置することが可能である。
【０１４２】
ここで、一度耕した土の上に有孔管２４を配設すると、土が耕されたことで柔らかくなっているので、有孔管２４や土の重量などで有孔管２４の下の土、つまり土壌部５０の土を圧縮して押しつぶして、有孔管２４が下方に移動したりすることが懸念される。つまり、有孔管２４の上下方向の位置が安定しないので、遮水部材１２内の底部と有孔管２４との距離が不均一になり、延いては、土壌部５０に保水される水分量も不均一になってしまう。
【０１４３】
これに対し、この実施例のように、耕されていない土の上に遮水部材１２を挟んで有孔管２４を載置することによって、有孔管２４の上下方向の位置決めを行うようにすれば、有孔管２４の上下方向の位置を安定させることができるので、遮水部材１２の傾斜上端から傾斜下端にかけて遮水部材１２内の底部と有孔管２４との距離を均一化させて、土壌部５０に保水させる水分量も均一化させることができる。したがって、毛管水状態の土壌部３８の水分量が偏ることがなく、作土層の水分量をより均等に保つことができるようになる。
【０１４４】
また、この実施例によれば、システム１０の施工時に有孔管２４の位置決めを簡単かつ確実に行うことができるようになる。
【０１４５】
なお、上では敷設装置２００を利用してシステム１０を施工した場合について説明したが、これに限定される必要はなく、トレンチャーなどの掘削用機械で地面を掘り起こし、そこに遮水部材１２や有孔管２４を設置した後で土を埋め戻す場合も同様である。
【０１４６】
また、図２２の実施例では、遮水部材１２の２つの側板２０のうち一方の側板２０を所定の高さで外側に屈曲させて第２の底板６０を形成し、その第２の底板６０の上に有孔管２４を載置したが、これに限定される必要はない。底板１８の第１位置ｈ１よりも段差状に高くなった第２位置ｈ２で上側に有孔管２４を載置可能な部分（第２の底板６０）を形成するのであれば、遮水部材１２の形状は特に問わない。たとえば、図２４に示すように、底板１８の幅方向の中央部を段差状に立ち上げて、そこに第２の底板６０を形成し、その第２の底板６０の上に有孔管２４を載置するようにしてもよい。
【０１４７】
ところで、上述の各実施例ではいずれも、遮水部材１２内に供給した水を保水部材１４に吸収させて、保水部材１４が保水した水を毛細管現象によって土壌に供給するようにしているので、遮水部材１２が傾斜して埋設されていても、毛管水状態の土壌部３２の水分量が偏ることがなく、また、水位管理器等の特別な設備を用いなくても、遮水部材１２内に保持される水の量をほぼ均等に保つことができた。
【０１４８】
しかしながら、傾斜上端側（つまり、有孔管２４の上流側）で遮水部材１２内の底部に溜まった水と同量の水が、傾斜下端側（つまり、有孔管２４の下流側）で遮水部材１２内の底部に溜まるまでにはどうしても時間差が生じてしまうので、遮水部材１２の傾斜上端側では土壌部５０が十分な水量を含んでいても、遮水部材１２の傾斜下端側では土壌部５０が含む水量が不足するという事態が発生することがある。
【０１４９】
特に、たとえば粘性が非常に高い（粘土質の）土によって耕作地２００が構成されている場合などには、遮水部材１２内の底部に形成した土壌部５０を保水部材１４として用いるようにすると、土の性質上、有孔管２４から遮水部材１２の内部に供給された水が土中に浸み込む速度が遅くなることにより、遮水部材１２の傾斜上端側と傾斜下端側との水量の差が顕著になる。
【０１５０】
そこで、図２５に示すシステム１０のさらに他の実施例では、遮水部材１２の傾斜下端に土壌部５０の重力水の水位を検知する水位検知手段６２を設置するとともに、その水位検知手段６２の検知結果に基づいて、給水部材１６から保水部材１４への給水を給水制御手段６４により制御することによって、遮水部材１２の傾斜上端側と傾斜下端側とで土壌部５０が含む水量、つまり土壌部５０の重力水の水位を均一化させるようにしている。
【０１５１】
図２５に示すように、遮水部材１２は、底板１８の両側端から側板２０がやや外側に傾斜して立ち上がる細長い溝状に形成され、その長手方向が耕作地２００の傾斜に沿うように地中に埋設される。そして、耕作地２００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。
【０１５２】
たとえば、この実施例では、遮水部材１２内の底部に耕作地２００の土が充填され、そこに形成された土壌部５０が保水部材１４として用いられる。また、保水部材１４を介して、遮水部材１２内に有孔管２４（給水部材１６，集水部材３６）が配設される。
【０１５３】
有孔管２４の下流側端部は、詳細は後述する水位検知手段６２を介して、第２配水管３２に接続され、第２配水管３２の下流側端部は、貯水タンク３４に接続される。また、有孔管２４の上流側端部は、第１配水管２８を介して、耕作地２００の地上に設置された給水タンク３０に接続され、第１配水管２８と給水タンク３０との接続部には、水位検知手段６２の検知結果に基づいて作動する給水制御手段６４が設けられる。
【０１５４】
図２６に示すように、水位検知手段６２は、縦管部材６６および水位検知器６８を含み、遮水部材１２の傾斜下端と隣接するように耕作地２００の地中に埋設される。
【０１５５】
縦管部材６６は、塩化ビニルなどの合成樹脂からなり、鉛直方向に立ち上がる側壁６６ａの下端に底板６６ｂが設けられた有底円筒状に形成され、その底板６６ｂが遮水部材１２の傾斜下端の底板１８よりも低い位置（高さ）になるように配置される。側壁６６ａには、遮水部材１２の傾斜下端と連通する流入口７０が形成されている。流入口７０は、遮水部材１２に対応した略台形の開口であって、この流入口７０に遮水部材１２の傾斜下端が差し込まれる（接合される）。このため、縦管部材６６の内部の水位は、遮水部材１２の傾斜下端の土壌部５０の重力水の水位と連動している。
【０１５６】
また、遮水部材１２と縦管部材６６との接合部では、有孔管２４の外側であってかつ遮水部材１２の内側に、フィルター７２が設けられており、このフィルター７２によって、遮水部材１２の内部の泥などが縦管部材６６の内部に侵入することが防止されている。
【０１５７】
さらに、縦管部材６６の側壁６６ａには、遮水部材１２の傾斜下端の土壌部５０の重力水の設定水位（土壌部５０の重力水の適正な水位）Ｗに対応した位置に流出口７４が形成される。たとえば、この実施例では、土壌部５０の重力水の設定水位Ｗは、遮水部材１２内に配設された有孔管２４の管底の高さ位置と等しくなるように設定されており、流出口７４は、その下端の高さが土壌部５０の重力水の設定水位Ｗと等しくなる位置に配置されている。ただし、これに限定される必要はない。そして、流出口７４には、第２配水管３２が接続され、第２配水管３２の下流側端部は、貯水タンク３４に接続される。
【０１５８】
また、水位検知器６８は、遮水部材１２の傾斜下端の土壌部５０の重力水の水位、つまりそれに連動した縦管部材６６の内部の水位を検知する。たとえば、この実施例では、水位検知器６８は、汎用の水位調整可変式ボールタップ６８ａを有し、このボールタップ６８ａによって縦管部材６６の内部の水位が設定水位Ｗに対して高いか低いかを検知する。そして、縦管部材６６の内部の水位が設定水位Ｗよりも高くなった時に、給水制御手段６４にたとえばパイロット圧や電気信号などの制御信号を伝達する。
【０１５９】
図２５に戻って、給水制御手段６４は、給水タンク３０と第１配水管２８との間に設けられるパイロット弁や電磁弁などであって、縦管部材６６の内部の水位が設定水位Ｗよりも高くなったという制御信号が水位検知器６８から伝達されたときに、その制御信号に基づいて、給水タンク３０から第１配水管２８への給水を停止させる。
【０１６０】
なお、給水タンク３０から第１配水管２８への給水の開始のタイミングについては、上述の各実施例と同様に、タイマ等を利用して、所定の時間帯に自動的に給水タンク３０から水が供給されるようにしたり、栽培作物の生理的状況をモニタリングして水分を補給するようにしたりして行う。ただし、それに代えて、縦管部材６６の内部の水位が設定水位Ｗよりも低くなった時に、給水タンク３０から第１配水管２８への給水が自動的に開始されるようにし、縦管部材６６の内部の水位が設定水位Ｗよりも高くなった時に、給水タンク３０から第１配水管２８への給水が自動的に停止されるようにしてもよい。
【０１６１】
このようなシステム１０では、灌漑時には、有孔管２４から遮水部材１２内に給水される水は、有孔管２４の上流側から下流側に向けて徐々に遮水部材１２内で土壌部５０に吸収される。そして、遮水部材１２の傾斜下端において、有孔管２４の給水した水が土壌部５０に吸収されると、その土壌部５０の重力水の水位を水位検知手段６２によって検知し、その水位が設定水位Ｗよりも高い時に、給水タンク３０から第１配水管２８への給水を停止させる。
【０１６２】
すなわち、図２５の実施例では、遮水部材１２の傾斜下端の土壌部５０の重力水の水位を基準として有孔管２４への給水を制御するようにしているので、仮に粘性が非常に高い土によって耕作地２００が構成されている場合などでも、遮水部材１２の傾斜下端側で土壌部５０が含む水量が不足してしまうことがない。したがって、遮水部材１２の傾斜上端から傾斜下端に亘って土壌部５０の重力水の水位を均一化させることができるようになる。
【０１６３】
さらに、給水開始後、有孔管２４の給水した水が遮水部材１２の傾斜上端から傾斜下端までの土壌部５０全体に給水された時点、つまり遮水部材１２の傾斜下端の土壌部５０の重力水の水位が設定水位Ｗよりも高くなった時点で給水タンク３０から第１配水管２８への給水を停止させるようにしているので、給水量の過不足を防止することができる。そして、過剰な給水や、システム１０より下流側への水の無駄な放流を防止できるので、水資源を無駄にしてしまうこともない。
【０１６４】
なお、必ずしも給水タンク３０と第１配水管２８との間に給水制御手段６４を設ける必要はなく、第１配水管２８の流路の途中や、第１配水管２８と有孔管２４との接続部分に給水制御手段６４を設けるようにしてもよい。要は、水位検知手段６２の検知結果に基づいて有孔管２４から遮水部材１２内への給水を制御することができればよい。
【０１６５】
また、水に混じった泥が縦管部材６６の底部に溜まっていくことで、縦管部材６６内の水位が遮水部材１２の傾斜下端の土壌部５０の重力水の水位と連動しなくなってしまうことを防止するために、縦管部材６６の底部に泥排出手段を設け、この泥排出手段によって定期的に縦管部材６６の底部に溜まった泥を排出するようにしてもよい。
【０１６６】
そのような泥排出手段の一例として、図２７に示すように、縦管部材６６の底部に上下動可能ないし取り外し可能な板部材７６を設置するようにしてもよい。たとえば、板部材７６は、その上端が設定水位Ｗ、つまり遮水部材１２の傾斜下端の有孔管２４の管底の高さ位置と等しくなるようにされ、流出口７４の下に設けられる。そして、必要に応じて板部材７６を上に移動させるないし取り外すことによって、縦管部材６６の底部と第２配水管３２とを連通させて、縦管部材６６の底部に溜まった泥を第２配水管３２に排出する。
【０１６７】
さらに、図２５の実施例では、水位検知手段および給水制御手段を設けたシステム１０を傾斜を有する耕作地２００に適用して、耕作地２００の地中に遮水部材１２を傾斜させて設置するようにしたが、これに限定される必要はない。水位検知手段および給水制御手段を設けたシステム１０を傾斜に直交する方向に畝立てした耕作地２００や、傾斜地に形成された段々畑や棚田などの平坦地部分の耕作地２００に適用して、耕作地２００の地中に遮水部材１２を水平または略水平に設置するようにしてもよい。こうすることにより、遮水部材１２を地中に埋設する際に、施工現場で遮水部材１２の正確な水平出しを行う必要がなくなり、施工性が向上する。ただし、この場合には、上述した“遮水部材１２の傾斜上端側”を“有孔管２４の上流端側”として、また、“遮水部材１２の傾斜下端側”を“有孔管２４の下流端側”として、システム１０を構築するようにする。
【０１６８】
さらにまた、システム１０を傾斜に直交する方向に畝立てした耕作地２００や、傾斜地に形成された段々畑や棚田などの平坦地部分の耕作地２００に適用して、耕作地２００の地中に遮水部材１２を水平または略水平に設置する場合には、必ずしも水位検知手段を遮水部材１２の傾斜下端に設置する必要はなく、水位検知手段および給水制御手段をともに遮水部材１２の傾斜上端に設けるようにしてもよい。
【０１６９】
一例を挙げると、図２８に示すシステム１０のさらに他の実施例では、遮水部材１２は、底板１８の両側端から側板２０がやや外側に傾斜して立ち上がる細長い溝状に形成され、その長手方向が水平または略水平になるように耕作地２００の地中に埋設される。そして、耕作地２００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。
【０１７０】
たとえば、この実施例では、遮水部材１２内の底部に耕作地２００の土が充填され、そこに形成された土壌部５０が保水部材１４として用いられる。また、保水部材１４を介して、遮水部材１２内に有孔管２４（給水部材１６，集水部材３６）が配設される。
【０１７１】
有孔管２４の下流側端部は、第２配水管３２に接続され、この第２配水管３２が貯水タンク３４に接続される。また、有孔管２４の上流側端部には、図２９に示すように、縦管部材７８が接合され、この縦管部材７８の内部に、水位管理器８０が設置される。
【０１７２】
縦管部材７８は、分岐継手８２と立ち上がり管８４とを含み、地中に埋設される。分岐継手８２は、塩化ビニルなどの合成樹脂からなり、３方向へ向けて受口８６が形成されたチーズ形状に形成され、それぞれの軸線が互いに一致する受口８６ａおよび８６ｂならびにその軸線が受口８６ａおよび８６ｂの軸線と直交する受口８６ｃを有している。分岐継手８２の受口８６ａには、この受口８６ａを封止する蓋体８８が設けられ、受口８６ｂには、径違いソケット（インクリーザ）９０などを介して、有孔管２４が接続される。なお、径違いソケット９０と有孔管２４との接合部では、有孔管２４の外側であってかつ遮水部材１２の内側に蓋体が設けられており、この蓋体によって、有孔管２４から遮水部材１２内に給水した水が遮水部材１２の外部にこぼれてしまうことが防止されている。
【０１７３】
さらに、分岐継手８２の受口８６ｃには、立ち上がり管８４が接続される。立ち上がり管８４は、塩化ビニルなどの合成樹脂によって両端開口の円筒状に形成され、分岐継手８２から地表面まで立ち上がる。立ち上がり管８４の上端開口の上方には、給水タンク３０に接続された第１給水管９２の端部が配置され、この第１給水管９２は、主として最初に遮水部材１２内に土壌部５０を形成する時など、多量の水を遮水部材１２内に供給する際に利用される。また、立ち上がり管８４の内部には、給水タンク３０に接続された第２給水管９４が挿入され、この第２給水管９４は、主として遮水部材１２内に形成した土壌部５０の水位管理を行う際に利用される。
【０１７４】
また、水位管理器８０は、水位検知手段ならびに給水制御手段として機能し、遮水部材１２の内部の土壌部５０の重力水の水位を検知して、その検知結果に応じて遮水部材１２の内部への給水を制御するものである。このような簡易型の水位管理器８０については、本願出願人等が先に出願した特開２０１０−０２９０７２号において詳しく説明されているので、必要なら、この特許文献を参照されたい。
【０１７５】
水位管理器８０について簡単に説明すると、水位管理器８０は、縦管９６を含み、縦管９６内の水位に応じて水の供給を調整する。縦管９６は、塩化ビニルなどの合成樹脂によって両端開口の円筒状に形成され、縦管部材７８の底部に立設される。縦管部材７８縦管９６の側壁の底部には、開口９８が形成され、その開口９８は、縦管９６内の水を外部に流入・流出させる出入口となる。
【０１７６】
さらに、縦管９６の内部には、水位設定具１００およびフロート１０２が設けられる。図３０に示すように、水位設定具１００は、縦管９６内に配置されて、その配置高さに基づいて縦管９６内の水位設定値を規定するものであり、縦管９６内で土壌部５０の重力水の設定水位の位置（高さ）に固定される。つまり、詳細は後に説明するように、縦管９６内の水位が重力水の設定水位になったときに、フロート１０２が上昇してその上面１０２ａ第２給水管９４の端に当接し、給水口１０６が閉じられるような位置に水位設定具１００が固定される。水位設定具１００は、有底円筒状に形成され、その外径は、縦管９６内の所望の位置（高さ）に配置可能な程度に、縦管９６の内径とほぼ同じに設定される。また、水位設定具１００の底面には、貫通孔１０４が形成される。
【０１７７】
また、縦管９６の上端開口には、上述した第２給水管９４の端部が挿入され、第２給水管９４は、さらに水位設定具１００の貫通孔１０４に挿通されて、水位設定具１００から下方に向かって突出するように固定される。第２給水管９４の端は、後述するフロート１０２の上面１０２ａと当接する弁座として機能し、その開口は、縦管９６内に水を供給する給水口１０６となる。
【０１７８】
フロート１０２は、ゴム等の弾性材および合成樹脂などによって中空円柱状に形成され、水位設定具１００の下方に配置されて、縦管９６内の水位変動に応じて上昇および下降し、その上面１０２ａは、弁座と当接して給水口１０６を閉じる弁体としても機能する。ただし、フロート１０２の上面１０２ａにおいて、少なくとも弁座と当接する部位は、フロート１０２の上昇する力が弱い場合でもフロート１０２の上面１０２ａ（弁体）と第２給水管９４の端（弁座）とが隙間無く接触して、給水口１０６を適切に閉じることができるように、ゴム等の弾性材によって形成すると好適である。
【０１７９】
このようなシステム１０では、システム１０の施工後に、第１給水管９２から縦管部材７８の内部に給水し、縦管部材７８から有孔管２４に水を供給する。有孔管２４に供給された水は、土中を浸透していき、重力水となって遮水部材１２内に留まる。これによって、遮水部材１２内に重力水状態の土壌部５０が形成される。
【０１８０】
そして、遮水部材１２内の底部の全長に亘って土壌部５０が形成されると、第１給水管９２からの給水を停止して、それから、水位管理器８０によって土壌部５０の重力水の水位を管理する。具体的には、図３０(ａ)に示すように、第２給水管９４を流れる水は、縦管９６内に流入する。そして、縦管９６内に流入した水は、開口９８を通って縦管９６の外部、つまり縦管部材７８の内部に流出し、その水が縦管部材７８から有孔管２４に供給される。
【０１８１】
つまり、遮水部材１２の土壌部５０の重力水の水位Ｗと縦管９６内の水位とは連動しており、土壌部５０の重力水の水位が設定水位に達すると、図３０(ｂ)に示すように、給水口１０６が閉じられて、第２給水管９４から縦管９６内への給水が停止される。また、土壌部５０の重力水が上側の土壌に吸い上げられて、重力水の水位が設定水位よりも低下すると、図３０(ａ)に示すように、給水口１０６が開かれて、第２給水管９４から縦管９６内への給水が行われる。
【０１８２】
なお、図２８のシステムでは、遮水部材１２の外側に縦管部材７８を設置し、その中に水位管理器８０を設置するようにしたが、これに限定される必要はなく、遮水部材１２の内部に水位管理器８０を直接設置するようにしてもよい。
【０１８３】
また、必ずしも上述したような水位管理器８０を用いる必要はなく、図２５の実施例で使用した水位調整可変式ボールタップならびにパイロット弁などを水位管理器として利用してもよい。要は、水位検知手段と給水制御手段とを備える任意の水位管理手段を適用することができる。
【０１８４】
さらにまた、図２５の実施例ならびに図２８の実施例では、遮水部材１２内の底部に耕作地２００の土が充填され、そこに形成された土壌部５０が保水部材１４として用いられた。そして、水位検知手段は土壌部５０の重力水の水位を検知したが、これに限定される必要はなく、保水部材１４には、汎用の保水剤や、そのような保水剤と土とを混合した混合物を用いるようにしてもよく、その保水部材１４が保有する水の水位を検知すればよい。
【０１８５】
なお、上述の各実施例ではいずれも、有孔管２４を余剰水を集水するための集水部材３６として兼用し、有孔管２４によって集水した遮水部材１２内の余剰水を第２配水管３２を介して貯水タンク３４に排出するようにしたが、それに加えて、有孔管２４の上に疎水部１０８を形成し、この疎水部１０８ならびに有孔管２４を集水部材３６として機能させるようにしてもよい。
【０１８６】
一例として、疎水部１０８は、図３１に示すように、石骨材などの無機質系材料や、もみ殻、木材チップ、貝殻、発泡スチロール等の周知の暗渠疎水材を成型することによって略直方体状に形成され、有孔管２４の上に隣接して地中に埋設される。こうすることにより、耕作地２００の地中から疎水部１０８の中へ滲みだした水が集められ、その水が有孔管２４の上側の貫通孔２６から有孔管２４の内部に移動する。そして、有孔管２４の中を流れた水が第２配水管３２に流入し、貯水タンク３４に排出される。
【０１８７】
また、必ずしも有孔管２４と疎水部１０８とを別個に設ける必要はなく、図３２に示すように、有孔管２４の断面形状を上下方向に長い楕円形または楕円近似形のリング状になるように形成し、その上部の空間を疎水部３８として機能させるようにしてもよい。
【０１８８】
なお、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。
【符号の説明】
【０１８９】
１０  …地下灌漑システム
１２  …遮水部材
１４  …保水部材
１６  …給水部材
２４  …有孔管
３８  …毛管水状態の土壌部
４６  …仕切り部
５０  …毛管水状態または重力水状態の土壌部
６２  …水位検知手段
６４  …給水制御手段
８０  …水位管理器
２００  …耕作地
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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