(57)【要約】【課題】  従来よりも環境適応性が高い排水暗渠用資材を提供しようとするもの。【解決手段】  炭素含有成分を炭化して得られる炭化物を土中に埋設するようにした。この排水暗渠用資材４によると、炭素含有成分を炭化して得られる炭化物は、土中に埋設すると長期的には土中において粉炭となって土に還すことができる。また土壌に鋤きこむことが可能で環境親和性に優れたものである。また、炭化物は従来の熱可塑性発泡樹脂粒子よりも比重が大きいので、埋設時に風等で飛ばされ難く作業性に優れる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素含有成分を炭化して得られる炭化物を土中に埋設するようにしたことを特徴とする排水暗渠用資材。
【請求項２】
前記炭化物として木質成分を炭化して得た木炭を土中に埋設するようにした請求項１記載の排水暗渠用資材。
【請求項３】
前記炭化物を形状が不定形な細片として土中に埋設するようにした請求項１又は２記載の排水暗渠用資材。
【請求項４】
前記炭化物に過剰養分を生分解するバクテリアを付着させて土中に埋設するようにした請求項１乃至３のいずれかに記載の排水暗渠用資材。
【請求項５】
前記炭化物は生分解性プラスチック製のネットに収容して土中に埋設するようにした請求項１乃至４のいずれかに記載の排水暗渠用資材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圃場の土壌水を排水し易くしたりするための排水暗渠用資材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圃場の土壌水を排水し易くしたり地下水位を調整して作土を乾き易くしたりするため古くから排水暗渠用資材が利用されており、これにより作物の生育環境を良好にしまた農耕機械の作業性の向上を図ることができる。
【０００３】
ところで、従来の農業用の排水暗渠用資材として塩化ビニール性の穴開きパイプが一般的に用いられているが、２〜３年(長くても５〜６年)で泥詰まり等を引き起こして機能不全となってしまう。
【０００４】
前記塩化ビニール性の穴開きパイプとは異なるものとして、ポリスチレン等の熱可塑性発泡樹脂粒子を暗渠排水材として、透水孔を有する排水管とともに或いはそのままで土中に埋設する暗渠排水構造体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、前記熱可塑性発泡樹脂粒子を土中に埋設する場合、耕地整備や排水設備の改変の際に環境保全の面から撤去する必要性がありまた農業排水の浄化機能がなく、環境適応性が低いという問題があった。
【特許文献１】特開平１０―２４５８３６号公報（第２〜４頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこでこの発明は、従来よりも環境適応性が高い排水暗渠用資材を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。
(１)  この発明の排水暗渠用資材は、炭素含有成分を炭化して得られる炭化物を土中に埋設するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
この排水暗渠用資材によると、炭素含有成分を炭化して得られる炭化物は、土中に埋設すると長期的には土中において粉炭となって土に還すことができる。また土壌に鋤きこむことが可能で環境親和性に優れたものである。
【０００９】
また、炭化物は従来の熱可塑性発泡樹脂粒子よりも比重が大きいので、埋設時に風等で飛ばされ難く作業性に優れる。
【００１０】
さらに炭化物(例えば木炭)は様々な大きさの細孔が存在し表面積が非常に大きいので土壌に吸着性を付与することができ、特にマクロ孔と呼ばれる細孔が存在すると土壌に保水性を付与することができる。
【００１１】
そのうえ、従来の熱可塑性発泡樹脂粒子にはポーラス構造は存在せず、生分解可能バクテリアの住める構造が少なくバクテリアの生息には適さなかったのに対し、この排水暗渠用資材の炭化物(例えば木炭)のポーラス構造では様々な大きさの細孔が分布しているため、バクテリアが住み易く過剰肥料を分解でき排水の浄化ができるという利点がある。
【００１２】
(２)  前記炭化物として木質成分を炭化して得た木炭を土中に埋設するようにしてもよい。
【００１３】
このように炭化物として天然由来の木質成分を(乾留)炭化して得られる木質炭、例えば木炭や竹炭、おがくずや小枝等を用いると、排水暗渠用資材として環境親和性に優れると共に木質由来の様々な細孔分布を有する素材となるという利点がある。ここで前記炭化物として他に次のようなものを例示することができる。
【００１４】
（1）  天然由来の草木類成分を炭化して得られる草本炭であり、排水暗渠用資材として環境親和性に優れると共に炭の粒度が非常に細かいという利点がある。
【００１５】
（2）  食品成分を炭化して得られる食品炭、例えば食品廃棄物炭であり、排水暗渠用資材として安価にできるという利点がある。
【００１６】
（3）  プラスチックや接着剤等の石油化学製品を炭化して得られるプラスチック炭・各種石油化学製品炭であり、排水暗渠用資材として安価で分解し易いという利点がある。
【００１７】
（4）  上記各種の炭素含有成分をそのまま或いは混合し炭化した炭化物を(圧縮)成型した(混合)(圧縮)成型炭、また各種の炭素含有成分を前もって混合圧縮して炭化した炭化物を(圧縮)成型した(混合)(圧縮)成型炭、例えば草本小枝炭、合板集成材炭、防蟻処理材炭であり、様々な細孔構造を有する資材とすることができるという利点がある。
【００１８】
(３)  前記炭化物を形状が不定形な細片として土中に埋設するようにしてもよい。
【００１９】
このように構成すると、成型炭以外の炭化物、特に木炭は形状が不定形でありその細片相互間の間隙は暗渠作成時に不揃いとなり易いため水路の確保が容易であり、また同様の理由で土中埋設管に収容した場合も目詰まりがし難いという利点がある。
【００２０】
なお炭化物の細片の長さは、それぞれ約1ｃｍ〜２０ｃｍ程度とすることがハンドリング等の点から好ましい。
(４)  前記炭化物に過剰養分(例えば硝酸塩等)を生分解するバクテリア(有効微生物)を付着させて土中に埋設するようにしてもよい。
【００２１】
この炭化物中にはバクテリアが住み着いて増殖し易いが過剰養分を生分解するバクテリアを付着させて土中に埋設すると、堆肥が過剰な状態の土壌中では前記バクテリアの働きにより余分な堆肥が分解され過堆肥が緩和され土壌が改良されることとなる。また過剰養分をバクテリアにより分解することで排水が浄化され、従来より環境適用性が高い資材とすることが出来る。
【００２２】
(５)  前記炭化物は生分解性プラスチック製のネットに収容して土中に埋設するようにしてもよい。
【００２３】
このように構成すると、炭化物の細片を収容するネットは生分解性プラスチック製であるので炭化物と共に前記ネットも一定期間後土に還り環境適応性が高い。
【発明の効果】
【００２４】
この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。
【００２５】
土中に埋設すると長期的には土中において粉炭となって土に還すことができるので、従来よりも環境適応性が高い排水暗渠用資材を提供することができる。
【００２６】
また、炭化物に過剰養分を生分解するバクテリアを付着させて土中に埋設するようにすると、過剰養分をバクテリアにより分解することで排水が浄化されることによって更に環境適用性が高い資材とすることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、この発明の実施の形態を説明する。
【００２８】
この実施形態の排水暗渠用資材は、炭素含有成分を炭化して得られる炭化物を土中に埋設するようにしている。前記炭化物として、木質成分を炭化して得た木炭を土中に埋設するようにしている。また前記炭化物は、形状が不定形な細片として土中に埋設するようにしている。炭化物の細片の長さは、それぞれ約1ｃｍ〜２０ｃｍ程度とすることがハンドリング等の点から好ましい。
【００２９】
ここで前記炭化物として、他に次のようなものを例示することができる。
【００３０】
（1）  天然由来の草木類成分を炭化して得られる草本炭であり、排水暗渠用資材として環境親和性に優れると共に得られる炭の粒度が細かいという利点がある。
【００３１】
（2）  食品成分を炭化して得られる食品炭、例えば食品廃棄物炭であり、排水暗渠用資材として安価にできるという利点がある。
【００３２】
（3）  プラスチックや接着剤等の石油化学製品を炭化して得られるプラスチック炭・各種石油化学製品炭であり、排水暗渠用資材として安価で分解し易いという利点がある。
【００３３】
（4）  上記各種の炭素含有成分をそのまま或いは混合し炭化した炭化物を(圧縮)成型した(混合)(圧縮)成型炭、また各種の炭素含有成分を前もって混合圧縮して炭化した炭化物を(圧縮)成型した(混合)(圧縮)成型炭、例えば草本小枝炭、合板集成材炭、防蟻処理材炭であり、様々な細孔構造を有する資材とすることができるという利点がある。
【００３４】
次に、この実施形態の排水暗渠用資材の使用状態を説明する。
【００３５】
この排水暗渠用資材によると、炭素含有成分を炭化して得られる炭化物は、土中に埋設すると長期的には土中において粉炭となって土に還すことができ、従来よりも環境適応性が高いという利点がある。また土壌に鋤きこむことが可能で環境親和性に優れたものである。
【００３６】
炭化物は従来の熱可塑性発泡樹脂粒子よりも比重が大きいので、埋設時に風等で飛ばされ難く作業性に優れる。
【００３７】
さらに炭化物(例えば木炭)は様々な大きさの細孔が存在し表面積も非常に大きいので土壌に吸着性を付与することができ、特にマクロ孔と呼ばれる細孔が存在すると土壌に保水性を付与することができる。
【００３８】
そのうえ、従来の熱可塑性発泡樹脂粒子にはポーラス構造は存在せず、生分解可能バクテリアの住める構造が少なくバクテリアの生息には適さなかったのに対し、この排水暗渠用資材の炭化物(例えば木炭)のポーラス構造では様々な大きさの細孔が分布しているので、バクテリアが住み易く過剰肥料を分解でき排水の浄化ができるという利点がある。
【００３９】
前記炭化物として木質成分を炭化して得た木炭を土中に埋設するようにしており、このように炭化物として天然由来の木質成分を(乾留)炭化して得られる木質炭、例えば木炭や竹炭、おがくずや小枝等を用いると、排水暗渠用資材として環境親和性に優れると共に木質由来の様々な細孔分布を有する資材とすることができるという利点がある。
【００４０】
前記炭化物を形状が不定形な細片として土中に埋設するようにしており、成型炭以外の炭化物、特に木炭は形状が不定形でありその細片相互間の間隙は暗渠作成時に不揃いとなり易いため水路の確保が容易であり、また同様の理由で土中埋設管に収容した場合も目詰まりがし難いという利点がある。
【００４１】
また、前記炭化物に過剰養分(例えば硝酸塩等)を生分解するバクテリア(有効微生物)を付着させて土中に埋設するようにした。この炭化物中にはバクテリアが住み着いて増殖し易いが過剰養分を生分解するバクテリアを付着させて土中に埋設すると、堆肥が過剰な状態の土壌中では前記バクテリアの働きにより余分な堆肥が分解され過堆肥が緩和され土壌が改良されることとなる。また、排水中の過剰養分が分解されることにより排水が浄化されることとなる。
【００４２】
さらに、前記炭化物は生分解性プラスチック製のネットに収容して土中に埋設するようにした。このため、炭化物の細片を収容するネットは生分解性プラスチック製であるので炭化物と共に前記ネットも一定期間後土に還り環境適応性が高い。
【００４３】
炭化物の原料や製造条件等により細片の粒度やポーラス構造を調節することが可能であるが、これらの調節や組み合わせ方によって排水暗渠用資材としての通水性や排水性等を調整することができる。例えば、細片の粒度を大きく設定すると水はけが向上し、逆に粒度を小さく設定すると排水の浄化能力が向上する。一方、細片のポーラス構造を大きく設定すると保水性が向上し、逆にポーラス構造を小さく設定すると排水の浄化能力が向上する。そして、細片の粒度やポーラス構造を組み合わせることにより、通水性や排水性、保水性や排水の浄化能力を自在にコントロールすることができる。
【００４４】
また、溝への炭化物の充填のレイアウトや細片の粒度の混合比率によって排水暗渠用資材としての通水性や排水性を調整することができる。例えば、炭化物の粒度の大きい細片を外方に炭化物の粒度が小さい細片を内方に配置レイアウトすると、排水浄化能力が向上するという利点がある。逆に、炭化物の粒度の小さい細片を外方に炭化物の粒度が大きい細片を内方に配置レイアウトすると、水はけが良くなるという利点がある。
【００４５】
溝の下側に炭化物の粒度の大きい細片を配置しその上側に炭化物の粒度が小さい細片を配置すると、排水浄化能力と土中の過栄養分分解能が向上するという利点がある。逆に、溝の下側に炭化物の粒度の小さい細片を配置しその上側に炭化物の粒度が大きい細片を配置すると、水はけが良くなるという利点がある。
【実施例】
【００４６】
次に、この発明の構成を図面を参照してより具体的に説明する。
【００４７】
（実施例１）
スギ木材を６００℃で乾留し炭化させることにより、細片の長さがそれぞれ約1〜２０ｃｍ程度の木炭(排水暗渠用資材)を得た。
【００４８】
図１及び図２に示すように、農地１に幅３０ｃｍ、深さ７０〜１００ｃｍ、長さ３０ｍのＵ字溝２(排水路Ｒに向かって流れるように勾配を調整した)を掘削した。そして、この上にＵ字溝２底部の全体となるように排水暗渠用資材３を厚み３０ｃｍ程度に充填し、排水領域では排水暗渠用資材３が流出しないようにネットＮで塞いだ筒状排水体４を配設し、この上に土壌を埋め戻した。なお必要に応じて、集水用の透水孔を有する中空筒状の吸水きょ (吸水管)を前記Ｕ字溝２内に敷設してもよい(図示せず)。
【００４９】
このようにすると、耕土５の地表面の残留水６は心土７を介して排水暗渠用資材３層を通じ、排水路Ｒへ流れていく。また吸水きょを敷設した場合は、その中へ集水され管中を排水路Ｒへと流れていく。
【００５０】
ところで、筒状排水体４の手前側に炭化物の粒度の大きい細片を配置しその遠方側に炭化物の粒度が小さい細片を配置すると、水はけが良くなるという利点がある。逆に、筒状排水体４の手前側に炭化物の粒度の小さい細片を配置しその遠方側に炭化物の粒度が大きい細片を配置すると、排水浄化能力が向上するという利点がある。
【００５１】
この排水暗渠用資材３を土中に埋設すると長期的には土中において粉炭となって土に還すことができ、従来よりも環境適応性が高いという利点があった。また土壌に鋤きこむことが可能で環境親和性に優れたものであった。
【００５２】
（実施例２）
排水暗渠用資材３をネットに収容して筒状(直径２０ｃｍ、長さ３ｍ)としたものを、Ｕ字溝２内に複数個縦方向に密接させて埋設した(図示せず)。前記ネットとして、生分解性プラスチック製のものを用いた。
【００５３】
このようにすると埋設の作業性に優れると共に、ネットにより排水暗渠用資材３に形態安定性が付与さればらけ難いという利点がある。また、前記ネットは生分解性プラスチック製であるので、炭化物と共に一定期間後土に還り環境適応性が高いという利点がある。
【００５４】
（実施例３）
（1）木炭（２０〜４０ｍｍ径）、（2）木炭（７５ｍｍ径）、（3）木炭（２０〜４０ｍｍ径と７５ｍｍ径との混合）、（4）発泡ポリエチレン（長さが約２０〜４０ｍｍの断面略Ｓ字状、旭化成社製の商品名  暗渠パックサラサラネット）の４種類の排水暗渠用資材の試料を用意した。（1）〜（3）の木炭は実施例、（4）の発泡ポリエチレンは比較例である。
【００５５】
図３に示すように、前記（1）〜（4）の４種類の試料８を、内径１０ｃｍ、長さ４０ｃｍの塩ビパイプ９内に充填し、定水位透水性試験を行った。乾燥密度が透水係数に及ぼす影響が大きいため、充填の際に土圧及び耕運機地耐力を考慮し、１０ｃｍ毎に一定圧（１０ＫＰａ）で圧密を行った。その後、塩ビパイプ９上部から水道水を注入し、５リットル（水深換算６３６．６ｍｍ）毎の浸入時間を測定し、透水係数を求めた。前記土圧は、かぶり土層厚４０ｃｍ、土粒子密度が１．２５ｇ/ｃｍ3として計算した。また、耕運機耐力は暗渠設計計画基準より５ＫＰａとした。
【００５６】
３回試験を行った平均について、図４のグラフに（1）木炭（２０〜４０ｍｍ径）の積算浸透量の結果を、図５のグラフに（2）木炭（７５ｍｍ径）の積算浸透量の結果を、図６のグラフに（3）木炭（２０〜４０ｍｍ径と７５ｍｍ径との混合）の積算浸透量の結果を、図７のグラフに（4）発泡ポリエチレンの積算浸透量の結果を示す。
【００５７】
図４〜図７のグラフに示すように、透水性の試験結果は（2）木炭（７５ｍｍ径）、（3）木炭（２０〜４０ｍｍ径と７５ｍｍ径との混合）、（1）木炭（２０〜４０ｍｍ径）、（4）発泡ポリエチレンの順であった。
【００５８】
すなわち、（1）〜（3）の実施例のものは（4）の比較例のものよりも優れた透水性を示した。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
土中に埋設すると長期的には土中において粉炭となって土に還すことができ、従来よりも環境適応性が高い排水暗渠用資材の用途に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】この発明の排水暗渠用資材の実施形態を説明する要部破断斜視図。
【図２】この発明の排水暗渠用資材の実施形態を説明する要部断面図。
【図３】実施例３の定水位透水性試験に用いる装置を説明する斜視図。
【図４】実施例３の定水位透水性試験で（1）木炭（２０〜４０ｍｍ径）の積算浸透量の結果を示すグラフ。
【図５】実施例３の定水位透水性試験で（2）木炭（７５ｍｍ径）の積算浸透量の結果を示すグラフ。
【図６】実施例３の定水位透水性試験で（3）木炭（２０〜４０ｍｍ径と７５ｍｍ径との混合）の積算浸透量の結果を示すグラフ。
【図７】実施例３の定水位透水性試験で（4）発泡ポリエチレンの積算浸透量の結果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００６１】
３  排水暗渠用資材
【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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