(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
畦畔によって複数の耕作区に区分された水田の各耕作区にわたって給水経路と排水経路とを配設し、給水経路から供給される用水を耕作区に供給し、耕作区の余剰の用水を排水経路に排出する水田の用排水管理システムであって、水田の各耕作区に、前記給水経路に接続した給水装置及び前記排水経路に接続した水位調節装置をそれぞれ設置するとともに、前記給水装置を暗渠排水パイプを介して前記排水経路に接続し、前記耕作区に貯留されている用水を、前記給水装置から前記排水パイプに排出すると共に前記水位調節装置から前記排水パイプに排出する構成としたことを特徴とする水田の用排水管理システム。
【請求項２】
前記暗渠排水パイプは、水閘を介して前記排水経路に接続していることを特徴とする請求項１記載の水田の用排水管理システム。
【請求項３】
前記暗渠排水パイプは、前記排水経路への排水部に排水位調整手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の水田の用排水管理システム。
【請求項４】
前記暗渠排水パイプは、前記水位調節装置を介して前記排水経路に接続していることを特徴とする請求項１記載の水田の用排水管理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水田の用排水管理システムに関し、詳しくは、水田における各耕作区の用水の供給及び排出を迅速かつ確実に行える水田の用排水管理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の水田では、河川を流れる水を幹線給水路に導き、さらに、幹線給水路を流れる水を水田の側縁に沿って設けられた開放型の給水路に導いて水田の各耕作区に供給するようにしている。給水路と耕作区との間には給水口が設けられており、給水路を流れる用水は、各給水口から各耕作区にそれぞれ供給される。
【０００３】
また、前記給水路の反対側には開放型の排水路が設けられており、各耕作区に面した排水路の排水口には水位設定器が設けられている。この水位設定器は、堰板等の高さを調整することにより、それぞれの耕作区の田面水位を一定の高さに維持するように形成されている。また、排水路の下流側は、幹線排水路と接続しており、耕作区から排水路に排出された余剰の用水や雨水は、幹線排水路を経て河川に還流される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような水田において、耕作区から用水を排出する場合には、水位設定器の堰板を最下方に押し下げるか、堰板を取外すことにより行われている。したがって、用水の排出は水位設定器側から行われることになり、給水口側からの排出がほとんど行われないため、給水口付近の水はけが悪いという問題があった。
【０００５】
そこで本発明は、水田全体にわたっての用水を供排水を安定して行えるとともに、耕作区からの用水の排出を迅速かつ確実に行うことができる用排水管理システムを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の水田の用排水管理システムは、畦畔によって複数の耕作区に区分された水田の各耕作区にわたって給水経路と排水経路とを配設し、給水経路から供給される用水を耕作区に供給し、耕作区の余剰の用水を排水経路に排出する水田の用排水管理システムであって、水田の各耕作区に、前記給水経路に接続した給水装置及び前記排水経路に接続した水位調節装置をそれぞれ設置するとともに、前記給水装置を暗渠排水パイプを介して前記排水経路に接続し、前記耕作区に貯留されている用水を、前記給水装置から前記排水パイプに排出すると共に前記水位調節装置から前記排水パイプに排出する構成としたことを特徴としている。
【０００７】
前記暗渠排水パイプは、排水経路に直接接続することもできるが、水閘を介して排水経路に接続してもよく、暗渠排水パイプの排水経路への排水部に排水位調整手段を設けておくこともできる。
【０００８】
また、前記暗渠排水パイプを前記水位調節装置を介して排水経路に接続させるようにしてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の用排水管理システムを適用した水田の一形態例を示す概略平面図、図２は水田の概略縦断面図、図３は暗渠排水パイプと排水経路との他の接続状態例を示す要部の縦断面図、図４は給水装置の一形状例を示す縦断面図、図５は給水装置の他の形状例を示す縦断面図、図６は水位調節装置の一形状例を示す縦断面図、図７は水位調節装置の他の形状例を示す縦断面図である。
【００１０】
水田１０の内部は、短手方向に延びる畦畔１１によって複数の耕作区１２に区分されている。各耕作区１２は、例えば、長辺が１００〜２００ｍ、短辺が３０〜１００ｍ程度の長方形状に区分され、全体的に見れば緩やかに傾斜しているにしても、略平坦に整地されている。
【００１１】
水田１０の側縁には、その長手方向に沿って農道１３が設けられており、各農道１３には、その傾斜面の下方に、用水を通すための通水パイプである給水パイプ２１と排水パイプ２２とが埋設されている。前記給水パイプ２１及び排水パイプ２２は、上流側が用水ラインに接続しており、下流側が排水ラインに接続している。この用水ライン及び排水ラインは、状況に応じて開放型の水路で形成してもよく、パイプラインで形成することもできる。なお、用水ラインには、河川から水を引き込むための水路が接続しており、排水ラインには、放出された用水や雨水を河川に還流させるための水路が接続している。さらに、給水経路及び排水経路となる給水パイプ２１や排水パイプ２２は、必ずしも農道１３に沿って設ける必要はなく、必要に応じて畦畔１１に沿って設けたり、その他の箇所に設けるようにしてもよい。また、これらを開放型の水路で形成することもできる。
【００１２】
また、各耕作区１２の側縁には、前記給水パイプ２１に接続した給水装置３０と、排水パイプ２２に接続した水位調節装置４０とがそれぞれ設置されている。なお、給水パイプ２１及び排水パイプ２２の設置場所によっては、給水装置３０と水位調節装置４０とを耕作区１２の一辺に隣接させて、あるいは一体的に形成して設置することもできる。
【００１３】
さらに、各耕作区１２の地下には、暗渠排水パイプ２３が埋設されている。この暗渠排水パイプ２３は、上流側が給水装置３０に接続し、下流側が排水パイプ２２又は水位調節装置４０に接続しており、排水パイプ２２に直接接続する場合には、排水パイプ２２との間に、暗渠排水パイプ２３の流路を開閉する水閘２４が設けられる。また、図３に示すように、排水パイプ２２ではなく、開放型の排水路２２ａの場合は、同じように水閘２４を設けることもできるが、水閘２４を設けずに、暗渠排水パイプ２３の排水部に上方に開口したパイプ２５を設け、該パイプ２５に排水位調整手段となるパイプ２６を適当な高さに挿入して暗渠排水パイプ２３からの排水状態を調節するようにしてもよい。このように水閘２４や排水位調整手段を設けて排水量を適当に調節できる場合は、前記水位調節装置４０を省略することもできる。なお、暗渠排水パイプ２３は、耕作区１２の面積に応じて複数設けることができるが、給水装置３０には、少なくともその内の１本が接続していればよい。
【００１４】
前記給水装置３０は、図４の断面図に示すように、農道１３の一側の傾斜面部分に設けた給水枡３１の内部に給水バルブ３２を収納したものであって、この給水バルブ３２は、給水パイプ２１から鉛直方向に立ち上がって給水枡３１の底板を貫通したパイプ３３Ｐの上端開口部に弁座３３を設け、この弁座３３をパイプ３３Ｐの軸線方向に移動する弁体３４によって開閉するように形成されている。弁体３４は、支持部材３４Ｓの上端に回動可能に支持されたハンドル３４Ｈに螺合する弁軸３４Ａの下端に取付けられており、開閉操作部であるハンドル３４Ｈを回すことにより弁軸３４Ａを介して弁体３４を上下動させるように形成されている。また、給水枡３１の側壁下部あるいは底壁には、前記暗渠排水パイプ２３に接続するための暗渠接続部３５が設けられている。
【００１５】
この給水装置３０は、ハンドル３４Ｈを操作して弁体３４の開度を適当に調整することにより、給水パイプ２１からパイプ３３Ｐを上昇して給水枡３１内に流入する用水量を調整することができる。給水枡３１内に流入した用水は、耕作区１２に連通するように給水枡３１の一側に開口した耕作区給排水口３１Ｗから耕作区１２内に供給される。
【００１６】
このような給水装置３０を用いることにより、水田設置部の傾斜によって給水パイプ２１の上下で水圧が大きく異なっていても、各給水装置３０における弁体３４の開度を適切に調整することにより、必要十分な量の用水を各耕作区１２に満遍なく供給することができる。また、パイプ３３Ｐを給水パイプ２１に対して鉛直方向に設置することにより、給水パイプ２１内の空気を給水装置３０から排出することができる。これにより、給水パイプ２１内に発生した空気溜りを解消して通水不足を未然に防止でき、さらに、給水パイプ２１内が瞬間的に負圧となることによる給水パイプ２１の破損を防止できる。
【００１７】
また、この給水装置３０は、給水バルブ３２の弁座３３の高さを前記耕作区給排水口３１Ｗの下縁より下方に配置しているので、パイプ３３Ｐからの用水は、給水枡３１内に溜まっている用水中に噴出することになり、パイプ３３Ｐから噴出した用水が耕作区１２に勢いよく直接流入することがない。さらに、弁体３４がパイプ３３Ｐの軸線方向に移動してパイプ３３Ｐの開口端に設けた弁座３３を開閉するようにしているので、パイプ３３Ｐから噴出する用水を弁体３４で受け止めて水勢を弱めることができ、耕作区給排水口３１Ｗから耕作区１２に流入する用水の水勢を更に弱めることができる。
【００１８】
また、このような給水装置３０において、弁体３４の全開時における弁座３３からの距離を、弁座内径の５０％以上にしておくことにより、代掻き時等に大量の用水が必要なときには、給水バルブ３２を全開状態にすることによって大量の用水を耕作区１２に供給することが可能となる。
【００１９】
さらに、前記耕作区給排水口３１Ｗには、土砂流入防止堰３６が設けられている。この土砂流入防止堰３６は、耕作区給排水口３１Ｗの両側に設けられたガイド溝３６ａに、上下位置調節可能かつ着脱可能に挿入されており、土砂流入防止堰３６の上下位置を調節したり、取り外したりすることにより、給水枡３１内への土砂の流入を防止し、あるいは、耕作区１２内の排水を速やかに行うことができる。なお、土砂流入防止堰３６は、上下位置調節可能にすることなく、最上位位置に固定された状態のものであってもよい。
【００２０】
また、図５に示す給水装置３０ａのように、上方に開口した排水口３７を有するパイプ３７Ｐを前記暗渠接続部３５の給水枡３１内に接続し、前記排水口３７を栓３７Ｃで閉塞可能に形成しておくことにより、中干し時や転作時には、前記土砂流入防止堰３６を下方に押し下げたり、取り外したりするとともに、栓３７Ｃを抜き取ることにより、耕作区給排水口３１Ｗから給水枡３１内に流入する耕作区１２内の用水を、排水口３７からパイプ３７Ｐを介して暗渠接続部３５に接続した暗渠排水パイプ２３に排出することができる。
【００２１】
さらに、給水パイプ２１に接続して排水枡３１内で鉛直方向に立ち上がる前記パイプ３３Ｐに、給水バルブ３２の周囲を覆う逆流防止枡３８を設けておくこともできる。この逆流防止枡３８は、給水バルブ３２の外径より大きな内径を有する筒体３８Ｔの下部に、パイプ３３Ｐの周壁にゴムリング３８Ｒを介して上下動可能に摺接する摺動部３８Ｅを設けたものである。この逆流防止枡３８は、給水装置３０ａから耕作区１２内の用水を排出する際に、給水バルブ３２の周囲を覆うような状態に引き上げることにより、流出量を容易に調整でき、しかも、土砂による給水バルブ３２の汚染を防止できるとともに、パイプ３３Ｐ内への逆流も防止できる。
【００２２】
なお、図５に示す給水装置３０ａは、図４に示した給水装置３０と基本的に同じように形成することができるので、同一の構成要素には同一の符号を付してこれらの詳細な説明は省略する。
【００２３】
一方、前記水位調節装置４０は、図６に示すように、耕作区１２に連通する開口４１ａを備えた有底筒状の排水枡４１に、耕作区１２の下方に埋設した暗渠排水パイプ２３を接続するための暗渠接続口４１ｂと、排水パイプ２２に接続する排水部４２とを備えたものを用いることができ、排水部４２には、排水枡４１の上部に開口する高さ調節可能な水位調節堰４３と、排水枡４１の底部近傍で開口可能な排水弁４４とが設けられている。
【００２４】
前記水位調節堰４３は、排水部４２の水平方向のパイプ４２Ｐから垂直方向に立上がったパイプ４３Ｐの上端の上向きの開口に、水密性と摺動抵抗を得るためのゴム製のシールパッキン４３Ｓを介して上下動可能に嵌装した筒体４３Ｔにより形成されている。この筒体４３Ｔには、該筒体４３Ｔを上下動させるための操作ロッド４３Ｈが排水枡４１の上方に延びるように設けられている。
【００２５】
また、排水弁４４は、排水部４２のパイプ４２Ｐに対応した貫通口を有する２枚の板状部材の間に板状の弁体を上下動可能に設けたスライド弁を、パイプ４２Ｐの先端に装着したものであって、弁体の上方に連結した操作ロッド４４Ｈにより開閉操作が行えるように形成されている。
【００２６】
なお、前記各操作ロッド４３Ｈ，４４Ｈには、弁の開閉状態や堰の高さを表示するための目盛りを設けておくことができる。また、排水枡４１の上部には蓋体を装着しておくこともできる。さらに、水位調節堰４３の上下位置調整構造も任意に選択することができ、例えば蛇腹構造等を採用することができる。
【００２７】
上述のような構成からなる水位調節装置４０は、各耕作区１２に面した農道１３の側縁部等に鉛直状態に埋設され、各耕作区１２における田面水位は、各耕作区１２に設けた水位調節装置４０における水位調節堰４３の高さ位置を、筒体４３Ｔに設けた操作ロッド４３Ｈを上下に移動させることにより、各耕作区１２毎に設定される。
【００２８】
このように、水位調節堰４３の上縁を田面水位に対応した高さにそれぞれ設定し、排水弁４４を全閉にした状態で、前記給水装置３０の土砂流入防止堰３６の上縁を田面水位よりも若干高くして給水バルブ３２の弁体３４を適当な開度に設定することにより、給水パイプ２１からの用水が給水装置３０の給水枡３１内に流入した後、耕作区給排水口３１Ｗを通って各耕作区１２へ給水される。このとき、土砂流入防止堰３６が田面水位よりも若干高く設定しておくことにより、耕作区１２内の用水や土砂が給水枡３１内に流入することを防止できる。
【００２９】
一方、排水パイプ２２側の水位調節装置４０では、水位調節堰４３の筒体４３Ｔの上縁が田面水位に対応した高さに調節されているので、耕作区１２に供給された余剰の用水や雨水は、開口４１ａから排水枡４１内に流入した後、筒体４３Ｔの上縁を越えてパイプ４３Ｐ内を流下し、排水部４２から排水パイプ２２に排出される。
【００３０】
したがって、各耕作区１２内の田面水位は、水位調節装置４０に設けた水位調節堰４３の筒体４３Ｔを所定高さに調節することによって自動的に調節することができる。そして、給水パイプ２１に設置した給水装置３０の給水バルブ３２の開度を適当に調整することにより、耕作区１２への流入用水量を調整でき、必要最小限の用水量で田面水位を一定に維持することが可能となる。
【００３１】
このような用排水管理を行うことにより、各耕作区１２への用水の供給量を少なくできるため、水田を設置した部分の傾斜角度にかかわらず各耕作区１２に満遍なく用水を供給できるようになり、下流側の耕作区１２で水不足が発生することもなくなる。また、耕作区１２への用水の流入量を少なくできるため、耕作区１２に施用された農薬や肥料等が外部に流出することも少なくなり、環境破壊の問題を招来するおそれもない。
【００３２】
このように形成したことにより、給水パイプ２１を流れる用水を少量にすることができるため、小径のパイプを用いることができ、小径パイプにすることで流速も速くなるので、給水パイプ２１に大きな勾配を付けなくてもある程度の流速を確保できる。また、各耕作区１２に給水装置３０や水位調節装置４０を設置する作業も、軽量、コンパクトなため、容易に行うことができる。しかも、水位調節装置４０は、合成樹脂製の筒材等を適宜に組合わせて製作することができ、排水枡４１内に一体に組込まれているので、排水部４２と排水パイプ２２とを直接あるいは適当な継手を介して接続するだけでよい。また、従来の用水管渠は、用水を圧送するためのポンプが必要であったが、浅い水深で必要流量を確保できるので、ポンプは全く不要とすることができ、用水を超低圧で送水することができる。
【００３３】
また、耕作区１２から用水を排出する場合には、給水パイプ２１側の給水装置３０の給水バルブ３２を閉じ状態とし、給水装置３０から暗渠排水パイプ２３を通して排水を行うとともに、水位調節装置４０における水位調節堰４３の筒体４３Ｔを押し下げるか、排水弁４４を開くことにより、耕作区１２に貯留されている用水を給水装置３０及び水位調節装置４０から排水パイプ２２に速やかに排出することができる。
【００３４】
一方、一度に大量の用水を必要とする水田の代掻き時には、水位調節装置４０の筒体４３Ｔを引上げることにより、給水パイプ２１から給水装置３０を通って耕作区１２内に流入した用水が水位調節装置４０から排水パイプ２２に排出されることがなくなり、その全量が耕作区１２内に貯留される状態になるので、速やかに所定の水位にすることができる。
【００３５】
また、減反等でいくつかの耕作区１２への給水が不要な場合は、その耕作区１２に対応した給水装置３０の給水バルブ３２を閉じ、水位調節装置４０の排水弁４４を全開状態にしておくことにより、耕作区１２内の雨水等は、耕作区１２から水位調節装置４０の排水部４２を通って排水パイプ２２に排出される。同時に、給水装置３０においても、土砂流入防止堰３６を押し下げたり、取り外したりし他状態で暗渠排水パイプ２３から排水することにより、雨水等を迅速に排出することができる。
【００３６】
このように、耕作区１２からの排水を水位調節装置４０と給水装置３０との両方から行うことにより、従来は水はけが悪くなりがちだった給水側の水はけを良好にすることができる。
【００３７】
また、用水の排出時等に耕作区１２等から水位調節装置４０の排水枡４１内に侵入した土砂等は、枡底部の排水弁４４を開くことにより、パイプ４２Ｐから用水と共に排水パイプ２２に排出することができる。
【００３８】
図５に示す給水装置３０ａでは、耕作区１２等から耕作区給排水口３１Ｗを通って給水枡３１内に侵入した土砂等は、排水口３７の栓３７ｃを適宜引抜くことにより、排水口３７から暗渠排水パイプ２３に用水と共に排出することができる。このとき、逆流防止枡３８を引き上げておけば、耕作区給排水口３１Ｗから用水と共に流入する土砂で給水バルブ３２が汚染されることがない。
【００３９】
さらに、土砂流入防止堰３６や逆流防止枡３８を設けて、これらの高さを高く設定しておけば、代掻き時に土砂等が給水枡３１内や給水バルブ３２部分に侵入することを防止でき、土砂流入防止堰３６の高さを低くすれば、中干し時や転作時の水抜きを効果的に行える。
【００４０】
また、水位調節装置として、図７に示す構造のものを使用することもできる。この水位調節装置５０は、耕作区１２側の側面が開口した排水枡５１と、該排水枡５１の底板５１Ｂに設けた排水口５２に接続される鉛直方向の排水縦管５２Ｐと、排水口５２に上下方向に摺動可能に装着された筒体からなる水位調節堰５３とにより形成されている。
【００４１】
水位調節堰５３は、水密性と適度な摺動抵抗とを得るためのゴム製のシールパッキン５３Ｓを介して排水口５２に上下動可能に取付けられており、底板５１Ｂに対して任意の高さに保持できるように形成されている。また、水位調節堰５３の上部には把手５３Ｈが設けられており、排水枡５１の前面開口両側には、土砂の流入を防止する堰板５４を取付けるための堰板取付部が設けられている。
【００４２】
このように形成された水位設定器５０は、排水枡５１に接続した排水縦管５２Ｐの下端に、排水パイプ２２に至る水平乃至下り勾配を有する排水横管５５Ｐをエルボ５５Ｅを介して接続した状態で設置される。
【００４３】
さらに、前記排水縦管５２Ｐの外周には、止水シート５６が設けられている。この止水シート５６は、その中心部に設けた配管挿通孔５６ａが排水縦管５２Ｐの外周に密着するように形成されており、排水縦管５２Ｐと周囲の土砂との間に隙間が発生した場合でも、この隙間を伝わって水が流下することを防止し、耕作区１２内の用水が外部に流出することを防止している。
【００４４】
このような水位調節装置５０においても、水位調節堰５３の上下位置を調節したり、堰板５４を着脱したりすることにより、図６に示した水位調節装置４０と同様の作用が得られる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の用排水管理システムによれば、耕作区への用水の供給や田面水位の維持、耕作区からの用水の排出等を簡単な操作で確実に行うことができ、各耕作区毎の田面水位の維持等の用排水管理を効率よく行うことができる。さらに、給水側からも暗渠排水パイプを介して排水を行えるので、耕作区全体の水はけを向上させることができる。
【００４６】
また、各耕作区に供給された用水が余剰水として排出されるのを最小限に抑える用排水管理を行えるので、各耕作区に施用された農薬や肥料等が用水と共に外部に流出する量を低減でき、環境破壊の問題を招来することもない。また、給水パイプ及び排水パイプを農道や畦畔の部分に埋設することにより、水田の耕作区や農道等のスペースを大幅に拡大でき、農地を有効に利用することができる。さらに、一部の耕作区の減反等にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の用排水管理システムを適用した水田の一形態例を示す概略斜視図である。
【図２】  水田の概略縦断面図である。
【図３】  暗渠排水パイプと排水経路との他の接続状態例を示す要部の縦断面図である。
【図４】  本発明の給水装置の一形状例を示す断面図である。
【図５】  給水装置の他の形状例を示す縦断面図である。
【図６】  水位調節装置の一形状例を示す縦断面図である。
【図７】  水位調節装置の他の形状例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０…水田、１１…畦畔、１２…耕作区、１３…農道、２１…給水パイプ、２２…排水パイプ、２２ａ…排水路、２３…暗渠排水パイプ、２４…水閘、２５…パイプ、２６…パイプ、３０，３０ａ…給水装置、３１…給水枡、３１Ｗ…耕作区給排水口、３２…給水バルブ、３３…弁座、３３Ｐ…パイプ、３４…弁体、３４Ａ…弁軸、３４Ｈ…ハンドル、３４Ｓ…支持部材、３５…暗渠接続部、３６…土砂流入防止堰、３６ａ…ガイド溝、３７…排水口、３７Ｃ…栓、３７Ｐ…パイプ、３８…逆流防止枡、３８Ｅ…摺動部、３８Ｒ…ゴムリング、３８Ｔ…筒体、４０…水位調節装置、４１…排水枡、４１ａ…開口、４１ｂ…暗渠接続口、４２…排水部、４２Ｐ…パイプ、４３…水位調節堰、４３Ｈ…操作ロッド、４３Ｐ…パイプ、４３Ｓ…シールパッキン、４３Ｔ…筒体、４４…排水弁、４４Ｈ…操作ロッド、５０…水位調節装置、５１…排水枡、５１Ｂ…底板、５２…排水口、５２Ｐ…排水縦管、５３…水位調節堰、５３Ｈ…把手、５３Ｓ…シールパッキン、５４…堰板、５５Ｅ…エルボ、５５Ｐ…排水横管、５６…止水シート、５６ａ…配管挿通孔
【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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