(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に埋設した複数の縦排水管と、横排水管とを備えた真空ポンプなどの動力を使用しない井戸暗渠であって、
前記複数の縦排水管は、凹凸のある管であり、かつ水が通過できる孔部が設けられ、凸部の外周には網が巻かれており、前記横排水管より地上側では水分の上昇が遮断され、
当該複数の網が巻かれた縦排水管は前記横排水管より下方で地中に埋設され、かつ前記横排水管に連結されており、
前記横排水管には、縦排水管との接続部と当該横排水管の排水口との間に水量調節手段が設けられ、当該横排水管は縦排水管より湧き出た水分を取り入れて排水溝に当該水量調節手段により水量を調節して排水することを特徴とする井戸暗渠。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、井戸暗渠及びその施行方法に関し、より詳しくは湿田でも農耕機械を運用できるように土地改良を行った井戸暗渠及びその施行方法を提供する。
【背景技術】
【０００２】
世界的な人口の増加に伴い、食料の増産は人類にとって重要な課題となっている。さらに最近は、石油燃料の高騰に伴い、バイオ燃料に穀物類が転用されるようになり、穀物価格も急騰している。
【０００３】
一方、競争の激しい世界市場において、市場価格に対応できる農産物を生産するためには、農業生産の機械化を行わなければ対応できない。ところが、日本国では、水稲を行うため湿田が多く、大きな農業機械では湿田の泥に埋没してしまうため使うことができないという問題があった。
【０００４】
この点を解決するため、従来は、図１２に示すように、地表から約５０ｃｍのところに、排水溝に連結する籾殻又は砕石を埋め込む土地改良工法が採られていた。
【０００５】
また、従来技術としては、土地改良における暗渠用の被覆材と、それを使用する暗渠の施工方法として、孔空きの吸水管のまわりに瓦廃材を粉砕してなる被覆材を形成した提案がなされている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１０５９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、これらの土地改良方法では、籾殻、砕石又は粉砕した瓦廃材を埋め込んだ地層よりさらに下層の地中より地下水が出てきた場合には、地下水が地表にまで滲みだしてきて、地表が軟弱となり大きな農業機械が適用できないという問題があった。特に、山に囲まれた谷田では問題であった。
【０００７】
本発明は、これらの問題を解決し湿田においても機械による耕作を行い易くする土地改良に資する井戸暗渠及びその施行方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、耕地への水分の提供を調節することができる井戸暗渠を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、複数の縦排水管と横排水管を適切に組み合わせることの有用性を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
（１）  地中に埋設した複数の縦排水管と、横排水管とを備えた井戸暗渠であって、前記複数の縦排水管は前記横排水管より下方で地中に埋設され、かつ前記横排水管に連結されており、前記横排水管は縦排水管より湧き出た水分を取り入れて排水溝に排水することを特徴とする井戸暗渠。
【００１０】
（１）に記載の発明の井戸暗渠は、地中に埋設した複数の縦排水管と、横排水管とを備える。複数の縦排水管は横排水管より下方で地中に埋設されている。また、複数の縦排水管は横排水管に連結されている。横排水管は縦排水管より湧き出た水分を取り入れて排水溝に排水する。
【００１１】
このように構成されることにより、地下で湧き出した水は縦排水管で吸収され、連結された横排水管を通過して排水溝に排水される。このようにして、横排水管より上部には湧き出した水が浸食しないので、地表が乾燥して硬くなる。その結果、地表が硬くなり農業機械等が入っても水田のように泥中に埋もれることなく、耕作をすることができる。
【００１２】
ここで、縦排水管は有孔コルゲート管によることが望ましく、横排水管はビニール管によることが望ましい。縦排水管は、地下水脈に接触したり、多量に水分が含まれた地質に埋め込まれて、その中の水分を吸収する必要があるからである。また、縦排水管はポリプロピレンを芯材として、周囲をポリエチレンで被覆した繊維を素材とした管を使用することもできる。なお、横排水管は金属管でもよいし、プラスチック管でもよい。
【００１３】
（２）  前記縦排水管は、前記横排水管より地上側では水分の上昇が遮断されたことを特徴とする（１）に記載の井戸暗渠。
【００１４】
（２）に記載の発明の井戸暗渠において、縦排水管は横排水管より地上側では水分の上昇が遮断されたことを特徴とする。このような構成をすることによって、縦排水管で吸収された水分は横排水管より地表側に行くことがないので、より早く地表が乾燥して硬くなる。その結果、地表が硬くなり農業機械等が入っても水田のように泥中に埋もれることがなく、耕作をすることができる。
【００１５】
（３）  前記縦排水管には、水分を内部に取り入れる複数の穴を側壁に備えたことを特徴とする（１）又は（２）に記載の井戸暗渠。
【００１６】
（３）に記載の発明の井戸暗渠は、縦排水管には、水分を内部に取り入れる複数の穴を側壁に備えているので、縦排水管の外部から管内に水分を取り入れることができる。特に砂・れきで構成された地下での水の通り道である圧力帯水層では、縦排水管の外部から管内に水分を取り入れることにより、圧力帯水層での圧力が下がる。この結果地下水流の下流側で地表に滲みだす水量が少なくなり、耕地の地表が乾燥する。
【００１７】
（４）  前記横排水管には縦排水管との接続部と当該横排水管の排水口との中間に水量調節手段を設けたことを特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載の井戸暗渠。
【００１８】
（４）に記載の発明の井戸暗渠は、縦排水管との接続部と当該横排水管の排水口との中間に水量調節手段を設けているので、排水する水量を調節することができる。また、これに連係して圧力帯水層での圧力を調節することができるので、耕地に供給される水分の量が調整される。その結果、栽培する作物、果樹などに適した水分を含む耕地を提供することができる。
【００１９】
ここで、水量調節手段は横排水管に連結した開閉バブルでもよいし、電磁力を用いて水量を調節する電磁バブルであってもよい。また、手動でもよいし、遠隔から通信により制御する手段であってもよい。
【００２０】
（５）  土地に複数の縦排水管を掘削する工程と、前記複数の縦排水管の上に、縦排水管より湧き出た水分を取り入れて排水溝に排水する横排水管を設置する工程と、前記複数の縦排水管と前記横排水管とを連結する工程と、を有する井戸暗渠の施工方法。
【００２１】
（５）に記載の発明は、（１）に記載の発明の井戸暗渠の施工方法に関するものである。（５）に記載の順序で井戸暗渠の施工を行うことにより、合理的に（１）に記載の井戸暗渠の施工を行うことができる。
【００２２】
（６）  井戸暗渠用の縦排水管を掘削する掘削装置であって、パイプと、前記パイプの外周に設けられた掘削歯と、前記パイプの先端に設けられ、高圧の液体を噴射する噴射部と、を備える掘削装置。
【００２３】
（６）に記載の発明の掘削装置は、井戸暗渠用の縦排水管を掘削する装置であり、パイプと、前記パイプの外周に設けられた掘削歯と、前記パイプの先端に設けられ、高圧の液体を噴射する噴射部と、を備える。湿田に於いては、井戸暗渠用の縦排水管が埋め込まれる井戸を掘削する場合に、櫓を設けてその中心でオーガにより掘削するか、杭打ち機により杭を打つことが行われていた。しかし、湿田に於いては、櫓を設けるとしても地盤が軟弱であるため作業が著しく困難であった。
【００２４】
本発明の掘削装置の動作は、湿田で縦排水管を設けたい部分にパイプの外周に設けられた掘削歯を立てる。湿田の外側の固い地盤の上にポンプを儲け、ホースでパイプに高圧の液体を注入する。注入された液体がパイプの先端に設けられ噴射部から、高圧の液体を地中に噴射する。湿田は、地盤が軟らかいので、高圧の液体により地盤の中に穴が掘られる。穴が掘られると掘削装置の位置が自重により又は力を加えることにより穴の下部に下がる。その結果噴射部が下がりさらに深い穴を掘ることができる。一方、泥と砂利等は液体とともに掘削歯の間を通過して地表に上がってくる。ここで、液体は水であることが望ましいが、他の液体であってもよい。
【００２５】
（７）  前記噴射部の外周に設けられた先端掘削歯をさらに備える（６）に記載の掘削装置。
【００２６】
（７）に記載の発明は、さらに噴射部の外周に設けられた先端掘削歯をさらに備えるので、掘削中に岩盤などに当たった時も、噴射圧によって押し返されることもない。また、先端の歯部で岩盤を突き崩すこともできる。
【００２７】
（８）  土地に縦排水管を設置する施工方法であって、掘削装置を前記土地に打ち込む工程と、前記掘削装置に高圧の液体を注入して、前記土地の内部で液体を噴射させる工程と、所定の深さまで掘削された穴に縦排水管を挿入する工程と、を有する縦排水管の施工方法。
【００２８】
（８）に記載の発明に縦排水管の施工方法は、（６）又は（７）に記載の掘削装置を用いた施行方法であり、湿田の軟弱な地盤においても作業がやり易くコストの安い縦排水管を設置することができる。なお、縦排水管は外側に網を巻いて設置することが望ましい。縦排水管の動きを防止することができるからである。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、地下で湧き出した水は縦排水管で吸収され、連結された横排水管を通過して排水溝に排水される。このようにして、横排水管より上部には湧き出した水が浸食しないので、地表が乾燥して硬くなる。その結果地表が硬くなり農業機械等が入っても水田のように泥中に埋もれることがなく、耕作をすることができる。また、栽培作物に適した水分を、または耕作に適した水分を耕地に供給することができる。
【００３０】
また、注入された液体がパイプの先端に設けられ噴射部から、高圧の液体を地中に噴射する。湿田は、地盤が軟らかいので、高圧の液体により地盤の中に穴が掘られる。穴が掘られると掘削装置の位置が自重により又は力を加えることにより、穴の下部に下がる。その結果、噴射部が下がりさらに深い穴を掘ることができる。一方、泥と砂利等は液体とともに掘削歯の間を通過して地表に上がってくる。その結果、湿田の軟弱な地盤においても作業がやり易くコストの安い縦排水管を設置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。
【００３２】
<第１の実施例>
図１は本発明に係る井戸暗渠の断面図であり、図２は、本発明に係る井戸暗渠の上から見た図である。図３は、本発明に係る井戸暗渠を設置した図である。図４は、本発明の井戸暗渠の施工方法のブロック図である。
【００３３】
本発明に係る井戸暗渠１は、図１（ａ）に示すように、地中に埋設した複数の縦排水管１０ａ、１０ｂ、１０ｘと、横排水管２０と、を備える。複数の縦排水管１０ａ、１０ｂ、１０ｘは横排水管２０より下方で地中に埋設され、かつ横排水管２０に連結されている。また、縦排水管１０ａ、１０ｂ、１０ｘは、横排水管２０より地上側では水分の上昇が遮断されている。さらに、縦排水管には、外部に例えば、図１（ｂ）に示すようなポリプロピレン等の網１４ａ、１４ｂ、１４ｘが巻き付けられている。網の目は、井戸暗渠が設置される地質に対応して、適切な粗さの網を選択するのが望ましい。
【００３４】
横排水管２０は、縦排水管１０ａ、１０ｂ、１０ｘより湧き出た水分を取り入れて排水溝４０に排水するように連結されている。縦排水管１０ａ、１０ｂ、１０ｘは有孔コルゲート管によることが望ましく、横排水管２０はビニール管によることが望ましい。コルゲート管は、例えば、大日本プラスチック株式会社製のＷ型又はＳ型のものを用いることができる。また、縦排水管１０ａ、１０ｂ、１０ｘは、日本ポリ・プロダクツ株式会社のＣＰドレーンを用いてもよい。一方、横排水管２０はプラスチック製の管、例えば、ＪＩＳ６７４１  ３９８０２１にビニール管により実現することができる。ビニール管は内径６５ｍｍに通常はよるが、水量の多いところでは内径１００ｍｍのものを使用してもよい。
【００３５】
このように構成されることにより、地下で湧き出した水は縦排水管１０ａ、１０ｂ、１０ｘで吸収され、連結された横排水管２０を通過して排水溝４０に排水される。特に、地下水脈５５がある場合は、その深さまで縦排水管１０ａ、１０ｂ、１０ｘを埋設することが望ましい。深さは、その土地によって２ｍ程度の場合もあれば、１１ｍ以上の場合も有る。
【００３６】
位置関係については、図２に示すように湧き出す水量に対応して、水田中で適切な間隔で設置することができる。通常は、１００ｍに対して、縦排水管３から４本を設置するが、水量によっては１０本設置する。
【００３７】
本発明の井戸暗渠は、図３に示すように山７０と７２に囲まれた耕地に適用されるとその効果が著しい。このような耕地では、表土３５の下にシルト層５０があり、その下に砂層５２があり、粘土層５４があって、れき層５５があり、その下に岩盤６０などの層があることが多い。砂層５２とかれき層５５には地下水の通路となっている。図３のような山の近くの田畑では傾斜していて、山から地下水が砂層５２とかれき層５５に流れ圧力帯水層を形成していることが多い。
【００３８】
図１、図３に示すように水は横排水管２０を通って排水溝４０に排水され、排水された水は、川８０に流れ込む。実験例によれば、１００ｍ当たり１０本縦排水溝を設置した場合に、従来の井戸暗渠では、毎分２リットルの排水量であったものが、毎分２００リットルと大幅に排水量が改善された。
【００３９】
このようにして排水されると圧力帯水層中の水圧が減圧される。その結果、横排水管２０より上部には湧き出した水が浸食しないので、地表３０が乾燥して硬くなる。また、本発明の井戸暗渠を設置した下流側では、圧力帯水層中の水圧が減圧されるので、地表に水を滲み出させる圧力が下がるので、滲みだす水の量が少なくなる。その結果、地表が硬くなり農業機械等が入っても水田のように泥中に埋もれることがなく、耕作をすることができる。
【００４０】
この井戸暗渠の施工方法については、図４に示すように、縦排水管に網を巻きつける（Ｓ１０５）、土地に複数の縦排水管１０ａ、１０ｂ、１０ｘを設置する（Ｓ１１０）。複数の縦排水管１０ａ、１０ｂ、１０ｘの上に、当該縦排水管より湧き出た水分を取り入れて排水溝４０に排水する横排水管２０を設置する（Ｓ１２０）。複数の縦排水管１０ａ、１０ｂ、１０ｘと横排水管２０とを連結する（Ｓ１３０）。その上で、耕作に適する土をかぶせることにより実現することができる。
【００４１】
<第２の実施例>
第２の実施例は、第１の実施例に、横排水管２０に縦排水管１０ａとの接続部と当該横排水管２０の排水口との中間に図５に示すように水量調節手段２４を設けたものである。縦排水管１０ａとの接続部と当該横排水管２０の排水口との中間に水量調節手段２４を設けているので、排水する水量を調節することができる。また、これに連係して圧力帯水層での圧力を調節することができるので、耕地に供給される水分の量が調整される。その結果、栽培する作物、果樹などに適した水分を含む耕地を提供することができる。
【００４２】
水量調節手段２４は横排水管２０に連結した開閉バブルでもよいし、電磁力を用いて水量を調節する電磁バブルであってもよい。また、手動でもよいし、遠隔から通信により制御する手段であってもよい。
【００４３】
<第３の実施例>
第３の実施例は、地表が軟弱な湿田等で井戸暗渠の施工に適する掘削装置に関する発明である。図６は、本願発明の掘削装置の外観図であり、図７は、本願発明の掘削装置の掘削歯と噴射部の細部を示す図である。図８は、掘削装置を用いて、縦排水管用の穴を掘削する図である。図９は、縦排水管の施工方法を示す概略ブロック図である。
【００４４】
本発明の井戸暗渠用の縦排水管穴を掘削する掘削装置１００は、図６、図７に示すように、パイプ１１０と、パイプの外周に設けられた掘削筒１２０と、掘削歯１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅと、パイプ１１０の先端に設けられ高圧の液体を噴射する噴射部１３０と、を有する。
【００４５】
掘削歯１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅは、噴射部１３０よりも歯部が先端に出ているのは、掘削時に岩盤などに当たった場合に噴射部１３０より噴射した圧力により持ち上がるのを防ぐためである。また、先端が尖っているので食い込むことができる。
【００４６】
また、掘削筒１２０は、筒状に作られており、先端の掘削歯１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄ、１２２ｅ回転させることにより周りの土をくずし、掘削した土砂を地表に噴き上げる通路を確保するのに役立つ。
【００４７】
掘削装置１００の使用方法について図８に示す。掘削装置１００は、ホース３１０に接続され、硬い地表４００上に設置したポンプ３００に接続される。ポンプは、標準吐出量毎分１．４５ｍ３のものを使用することができる。ポンプ３００はホース３２０に接続され、貯水量５００に貯められた水を吸い出す。図８に示すように、湿田に掘削装置１００を突き刺し、ポンプを始動させると、高圧の水が掘削装置１００の噴射部１３０より噴射され、土が噴射された水により掘削され、掘削筒１２０の間を通過して地表に噴出される。
【００４８】
本発明の施工方法は、図９に示すように、掘削装置１００を土地に打ち込む（Ｓ２１０）、掘削装置１００に高圧の液体を注入する（Ｓ２２０）。縦排水管に網を巻きつける（Ｓ２３０）。必要な深さまで穴が開いた場合に、その穴に縦排水管を挿入する（Ｓ２４０）。
【００４９】
湿田は、地盤が軟らかいので、高圧の液体により地盤の中に穴が掘られる。穴が掘られると掘削装置の位置が自重によりまたは、上から力を加えることにより穴の下部に下がる。その結果噴射部が下がりさらに深い穴を掘ることができる。一方泥と砂利等は液体とともに掘削歯の間を通過して地表に上がってくる。その結果、湿田の軟弱な地盤においても作業がやり易くコストの安い縦排水管を設置することができる。
【００５０】
<第４の実施例>
第４の実施例は、地質が固い岩盤を含む場合に有利な掘削装置２００に関するものである。掘削装置２００は噴射部２３０の外周に設けられた先端掘削歯２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄをさらに備えるので、固い岩盤があっても掘り進むことができる。
【００５１】
本発明の井戸暗渠用の縦排水管穴を掘削する掘削装置２００は、図１０、図１１に示すように、パイプ２１０と、パイプの外周に設けられた掘削歯２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄ、パイプ２１０の先端に設けられ高圧の液体を噴射する噴射部２３０と、噴射部２３０の外周に設けられた先端掘削歯２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄ、を有する。
【００５２】
先端掘削歯２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄは、噴射部２３０よりも歯部が先端に出ているのは、掘削時に岩盤などに当たった場合に噴射部２３０より噴射した圧力により持ち上がるのを防ぐためである。また、先端が尖っているので食い込むことができる。
【００５３】
また、掘削歯２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄは、先端掘削歯２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄより幅広く作られており、回転させることにより周りの土をくずし、掘削した土砂を地表に噴き上げる通路を確保するのに役立つ。
【００５４】
以上、本発明の実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることができる。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。例えば、液体は水で説明したが泥水であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る井戸暗渠の断面図である。
【図２】本発明に係る井戸暗渠の上から見た図である。
【図３】本発明に係る井戸暗渠を設置した図である。
【図４】本発明の井戸暗渠の施工方法の概略ブロック図である。
【図５】本発明に係る井戸暗渠の別の実施例の断面図である。
【図６】本発明の掘削装置の外観図である。
【図７】本発明の掘削装置の掘削歯と噴射部の細部の正面図と下側面図である。
【図８】掘削装置を用いて、縦排水管用の穴を掘削する図である。
【図９】縦排水管の施工方法を示す概略ブロック図である。
【図１０】本発明の別の実施例に係る掘削装置の外観図である。
【図１１】本発明の別の実施例に係る掘削装置の掘削歯と噴射部の細部の正面図と下側面図である。
【図１２】従来の土地改良工法を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０ａ、１０ｂ、１０ｘ  縦排水管
２０  横排水管
３０  地表
４０  排水溝
１００  掘削装置１
１１０  パイプ
１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ  掘削歯
１３０  噴射部
２００  掘削装置２
２１０  パイプ
２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄ  掘削歯
２３０  噴射部
２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄ  先端掘削歯
【図１】
0004623473.tif 000002
【図２】
0004623473.tif 000003
【図３】
0004623473.tif 000004
【図４】
0004623473.tif 000005
【図５】
0004623473.tif 000006
【図６】
0004623473.tif 000007
【図７】
0004623473.tif 000008
【図８】
0004623473.tif 000009
【図９】
0004623473.tif 000010
【図１０】
0004623473.tif 000011
【図１１】
0004623473.tif 000012
【図１２】
0004623473.tif 000013