(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
棚田の傾斜に沿って階段状に給排水路を設け、上段の耕作区部分の給排水路から取水した用水を下段の耕作区に供給し、該下段の耕作区の余剰の用水を該下段の耕作区部分の給排水路に排出する用水の給排水装置であって、耕作区に連通する給排水口を備えた給排水枡に、前記上段の耕作区部分の給排水路に接続して取水する用水流入部と、前記下段の耕作区部分の給排水路に接続して排水する用水排出部とを設け、前記用水流入部には、用水の供給を制御する給水弁を設けるとともに、前記用水排出部には、給排水枡の上部に開口する高さ調整可能な水位調節堰を設けたことを特徴とする棚田における用水の給排水装置。
【請求項２】
前記水位調節堰は、上向きに開口した前記用水排出部に、上下方向に伸縮可能な蛇腹構造を有する筒体を接続して形成されていることを特徴とする請求項１記載の棚田における用水の給排水装置。
【請求項３】
前記水位調節堰は、前記用水排出部の上向きに開口したパイプの上端部に上下動可能に嵌装された筒体により形成されていることを特徴とする請求項１記載の棚田における用水の給排水装置。
【請求項４】
前記用水排出部は、前記耕作区内の用水を排出するための排水口を備えていることを特徴とする請求項１記載の棚田における用水の給排水装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、棚田における用水の給排水装置に関し、詳しくは、棚田における各耕作区の田面水位を所望の高さに調節するとともに、必要最小限の用水を各耕作区に供給することによって、棚田全体にわたって満遍なく用水を供給できる棚田における用水の給排水装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
傾斜地に階段状に水田が設けられている棚田では、上段の耕作区と下段の耕作区とを区分する畦畔に両者の連絡通路となる溝を設け、この溝を介して上段の耕作区から下段の耕作区に用水を順次供給する田越し灌漑を採用しているが、この田越し灌漑の場合には、それぞれの畦畔に連絡通路となる溝を形成する作業が厄介であり、また、この溝の周辺部では稲の成育が悪くなることがあった。すなわち、連絡通路となる溝を低温用水が絶え間なく流れると、この溝の周辺部では、低温用水の影響を受けて稲の成育が悪くなるという問題があった。
【０００３】
さらに、各耕作区に施用した農薬や肥料等が用水の流れとともに下段の耕作区に流出するため、農薬等の効果を十分に発揮させることができず、外部に流出して環境破壊の問題を招来するおそれもあった。また、上段の耕作区から順次用水を供給するようにしているため、下段の耕作区へ十分な量の用水を供給するためには大量の用水を必要とする。逆に、日照りが続く旱魃期には、下段の耕作区への用水供給量が不足がちとなり、稲の成育不良によって収穫量が減少するということがあった。
【０００４】
一方、耕作区の両側に給水路と排水路とをそれぞれ設け、各耕作区において、給水路から耕作区内に用水を供給し、耕作区内の余剰の用水を排水路に排出することも行われている。しかし、この場合も、耕作区内の用水が給水路側から排水路側に流れるため、用水の再利用が困難で、用水消費量が多くなり、農薬等の流出も発生する。
【０００５】
そこで本発明は、棚田全体にわたって安定した状態で用水を供給でき、少ない用水量で田面水位を一定に維持できるとともに、農薬等の流出も抑制することができ、しかも、施工性に優れ、安価に提供することができる棚田における用水の給排水装置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、本発明の棚田における用水の給排水装置は、棚田の傾斜に沿って階段状に給排水路を設け、上段の耕作区部分の給排水路から取水した用水を下段の耕作区に供給し、該下段の耕作区の余剰の用水を該下段の耕作区部分の給排水路に排出する用水の給排水装置であって、耕作区に連通する給排水口を備えた給排水枡に、前記上段の耕作区部分の給排水路に接続して取水する用水流入部と、前記下段の耕作区部分の給排水路に接続して排水する用水排出部とを設け、前記用水流入部には、用水の供給を制御する給水弁を設けるとともに、前記用水排出部には、給排水枡の上部に開口する高さ調整可能な水位調節堰を設けたことを特徴としている。
【０００７】
さらに、本発明の棚田における用水の給排水装置は、前記水位調節堰が、上向きに開口した前記用水排出部に、上下方向に伸縮可能な蛇腹構造を有する筒体を接続して形成されていること、あるいは、前記用水排出部の上向きに開口したパイプの上端部に上下動可能に嵌装された筒体により形成されていることを特徴としている。また、前記用水排出部は、前記耕作区内の用水を排出するための排水口を備えていることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の給排水装置を適用した棚田の一形態例を示す概略縦断面図、図２は同じく概略平面図である。
【０００９】
傾斜地に形成された棚田は、畦畔１１を介して略平坦に整地した耕作区１２ａ，１２ｂを階段状に形成したものであって、耕作区１２ａ，１２ｂの側縁には、棚田の傾斜に沿うようにして階段状に給排水路となる給排水パイプ１３が埋設されている。通常、この給排水パイプ１３の上流側は河川等からの水が引き込まれる支線用水路に、下流側は排水路に接続されている。
【００１０】
各耕作区１２ａ，１２ｂの側縁には、前記給排水パイプ１３に接続した給排水装置２０が設置されている。この給排水装置２０は、有底筒状の給排水枡２１に、耕作区内に連通する給排水口２２と、前記給排水パイプ１３に給水パイプ３１を介して接続する用水流入部２３と、給排水パイプ１３に排水パイプ３２を介して接続する用水排出部２４とを備えている。前記用水流入部２３には、用水の供給を制御する給水弁３３が設けられており、前記用水排出部２４には、給排水枡２１の上部に開口する高さ調整可能な水位調節堰３４が設けられている。また、排水パイプ３２には、耕作区内の用水を排出するための排水口３５が設けられている。
【００１１】
下段の耕作区１２ｂに設けられている給排水装置２０における給水パイプ３１は、上段の耕作区１２ａ部分の給排水パイプ１３に接続されており、排水パイプ３２は、下段の耕作区１２ｂ部分の給排水パイプ１３に接続されている。
【００１２】
図３及び図４は、給排水装置２０の具体的な形状例を示すもので、図３は給排水装置の平面図、図４は給排水枡部分の縦断面図である。
【００１３】
前記給排水枡２１は、底部及び側壁部分の３箇所に開口２１ａ，２１ｂ，２１ｃを有する有底角筒状のものであって、底部の開口２１ａには、用水排出部２４となる短管２４ａが接続されている。また、耕作区１２ａ側の開口２１ｂには、給排水口２２となる短管２２ａが接続され、他方の開口２１ｃには、用水流入部２３となる短管２３ａが接続されている。
【００１４】
前記給水パイプ３１は、上段の耕作区１２ａ部分の給排水パイプ１３の底部側に接続されており、給排水パイプ１３内を流れる用水量が少なくても用水を取り入れることができるように形成されている。また、排水パイプ３２は、耕作区１２ｂ部分の給排水パイプ１３の上部側に接続されており、給排水枡２１からの排水を円滑に行えるように形成されている。
【００１５】
給水パイプ３１と前記短管２３ａとの間に設けられる給水弁３３には、ゲートバルブが用いられており、上方に突出した操作ロッド３３Ｈを上下動することにより、弁箱３３Ｖ内のゲート（弁体）が上下動して流路を開閉するように形成されている。
【００１６】
水位調節堰３４は、前記短管２４ａの上端部に、上下方向に伸縮可能な蛇腹構造を有する筒体３４Ｐを接続するとともに、該筒体３４Ｐの上部に蛇腹構造部分を伸縮させるための操作ロッド３４Ｈを設けたものである。
【００１７】
前記筒体３４Ｐは、全体として上部側が縮径した円錐状に形成されており、その底部が、シール材３４Ｓを介して前記短管２４ａに水密状態で固着されている。操作ロッド３４Ｈは、給排水枡２１の蓋体２５に設けられたガイド部２５ａを通って上方に延出しており、この操作ロッド３４Ｈを上下動させることにより、筒体３４Ｐの上縁開口の高さ、即ち堰の高さを任意に調節できるように形成されている。また、操作ロッド３４Ｈには、筒体３４Ｐの上縁開口の位置を表示するための目盛りを設けておくことができる。
【００１８】
前記排水口３５には、着脱可能なキャップ３５Ｃが装着されており、排水口３５からの耕作区内の排水は、排水口３５の周辺の土砂を取り除いてキャップ３５Ｃを取り外すことにより行うことができる。
【００１９】
このように形成された給排水装置２０は、各耕作区１２ａ，１２ｂに面した農道や畦畔の傾斜面部分に鉛直方向に埋設され、田面水位は、各耕作区１２ａ，１２ｂ毎に設定される。すなわち、各耕作区１２ａ，１２ｂに設置した給排水装置２０における水位調節堰３４の高さ位置を、筒体３４Ｐに設けた操作ロッド３４Ｈを上下に移動させることにより、各耕作区１２ａ，１２ｂ毎に設定する。
【００２０】
通常、各耕作区１２ａ，１２ｂに設置されている給排水装置２０において、給水パイプ３１の給水弁３３は適当に開いた状態とし、水位調節堰３４は、筒体３４Ｐの上縁を田面水位Ｌに対応した高さに設定する。なお、排水口３５にはキャップ３５Ｃを装着しておく。また、給排水口となる短管２２ａの開口部には、耕作区内の土砂が給排水枡２１内に流入することを防止するため、地表面Ｇに対応した適宜な高さの堰板を設けておくことが好ましい。
【００２１】
このような状態において、耕作区１２ｂに設置されている給排水装置２０では、前記給排水パイプ１３を流れる用水が、給排水パイプ１３の上段の耕作区１２ａ部分に接続している給水パイプ３１から給水弁３３を通って給排水枡２１内に流入した後、給排水口２２から耕作区１２ｂへ給水される。この耕作区１２ｂへの用水の供給は、田面水位が上昇して水位調節堰３４の筒体３４Ｐの上縁を超える高さに達するまで継続して行われる。
【００２２】
一方、耕作区１２ｂに供給された余剰の用水や雨水は、給排水口２２を逆流して給排水枡２１内に流入し、田面水位Ｌに対応した高さに調節されている水位調節堰３４の筒体３４Ｐの上縁を越えて筒体３４Ｐ内を流下し、用水排出部２４の短管２４ａから排水パイプ３２を経て耕作区１２ｂ部分の給排水パイプ１３に流出する。耕作区１２ｂ部分の給排水パイプ１３に流出した用水は、さらに下段の耕作区に設置されている給排水装置２０の給水パイプ３１に取り込まれ、同様に耕作区の水位調節を行いながら順次下段側に流れていく。
【００２３】
したがって、各耕作区１２ａ，１２ｂ内の田面水位は、水位調節堰３４の筒体３４Ｐ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、用水流入部２３の給水弁３３の開度を適当に調節することにより、各耕作区１２ａ，１２ｂへの流入用水量を調節でき、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。また、上段側で余剰となった用水を下段側で再利用するので、用水の無駄も少なくなる。
【００２４】
このような用水管理を行うと、各耕作区１２ａ，１２ｂへの用水の供給量を少なくできるため、棚田の各耕作区全体にわたって満遍なく用水を供給できるようになり、下段側の耕作区で水不足が発生することもなくなる。また、耕作区の田面水位が一定に維持されている状態では、耕作区内の用水は外部にほとんど排出されないため、耕作区に施用された農薬や肥料等が用水や雨水と共に外部に流出することも少なく、環境破壊の問題を招来するおそれもない。
【００２５】
また、耕作区１２ａ，１２ｂから用水を排出する場合には、給水パイプ３１の給水弁３３を閉じ状態とし、操作ロッド３４Ｈを押し下げて水位調節堰３４の筒体３４Ｐを下降させる。これにより、耕作区内に貯留されている用水を、排水パイプ３２から給排水パイプ１３に排出することができる。
【００２６】
一方、一度に大量の用水を必要とする水田の代掻き時等には、給水弁３３を全開状態にして水位調節堰３４の筒体３４Ｐを引上げる。これにより、給水パイプ３１から給排水枡２１に流入した用水は、用水排出部２４から排出されることなく、その全量が給排水口２２を通って耕作区内に供給されて貯留される状態になり、速やかに所定の水位に達する。この操作を各耕作区について繰り返すことにより、上段側の耕作区から下段側の耕作区にわたって順次用水を供給することができる。
【００２７】
また、水田の中干しなどで耕作区の水抜きを行うときには、給排水口２２の付近の地面を掘り下げて短管２２ａを全開状態とすることによって効率よく行うことができる。さらに、減反等でいくつかの耕作区への給水が不要な場合は、その耕作区に対応した給排水装置２０の給水弁３３を閉じ、排水口３５の周囲を掘り下げてキャップ３５Ｃを取り外す。これにより、耕作区内の雨水等は、排水口３５を通って排水パイプ３２，給排水パイプ１３に排出される。
【００２８】
このような給排水装置２０によれば、給排水パイプ１３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る。また、この給排水装置２０は、合成樹脂製の筒材等を適宜に組合わせて容易にかつ安価に製作することができる。また、棚田に沿って１本の給排水パイプ１３を設置するとともに、給排水装置２０に接続する給水パイプ３１及び排水パイプ３２を設置することによって用水の給排水システムを形成できるので、従来のように、用水供給用のパイプライン及び排水用のパイプラインの２本のパイプを設置する必要がなくなり、工事費等を大幅に削減できるとともに、耕作区の面積を増加させたり、農道を拡幅させたりすることができる。
【００２９】
図５は、水位調節堰の他の形態例を示す縦断面図である。この水位調節堰３４Ａは、給排水枡２１の底部で上向きに開口した用水排出部２４のパイプ２４Ｐの上端部に、シール材２４Ｓを介して上下動可能に筒体３４Ｔを嵌装したものであって、この筒体３４Ｔにも、前記同様の操作ロッド３４Ｈが設けられている。また、前記パイプ２４Ｐは、排水時に筒体３４Ｔを押し下げることができる長さを有している。
【００３０】
このように形成した水位調節堰３４Ａも、操作ロッド３４Ｈを操作して筒体３４Ｔの上縁高さを調節することにより、前記同様の田面水位の管理を行うことができる。なお、前記形態例と同一の構成要素には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３１】
本形態例の場合は、前記パイプ２４Ｐの長さ分だけ、排水パイプ３２及び給排水パイプ１３を深く埋設しておく必要がある。すなわち、前述のように、上下方向に伸縮可能な蛇腹構造を有する筒体３４Ｐによって水位調節堰を形成することにより、給排水枡２１の下方の寸法を短くすることができるので、排水パイプ３２及び給排水パイプ１３の埋設深さを浅くすることができ、これらのパイプの埋設工事が容易となり、工事費を削減できる。特に、筒体３４Ｐを円錐状に形成することにより、給排水枡２１内に土砂が流入しても蛇腹部分の伸縮にはほとんど影響がなく、上縁開口の高さ調節を容易に行うことができる。
【００３２】
なお、給排水装置を構成する給排水枡の形状は特に限定されるものではなく、円筒形等としてもよい。さらに、弁や堰の構造，形状も任意であり、給排水路には、給排水パイプに代えてオープン水路等のＵ字溝を用いることもできる。また、操作ロッドを、例えばねじ込み構造等により着脱可能に形成しておくことにより、必要時以外に水位調節堰が操作されることを防止できる。さらに、耕作区の面積が広い場合は、複数の給排水装置を設置することもできる。また、弁の開閉や堰の上下位置調節を、操作ロッドに代えてモーター等により遠隔操作可能に形成することもでき、コンピューター等を使用して自動的に制御することも可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の棚田における用水の給排水装置によれば、棚田の各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水管理を効率よく行うことができる。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。しかも、これらの機能を一つの給排水枡に集約させているので、給排水装置をコンパクトに形成することができ、施工性に優れるとともに、安価に供給することができる。また、棚田の側方の農道等には、１本の給排水路を設けるだけでよいため、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。
【００３４】
さらに、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。
【００３５】
また、上段の耕作区に設置された給排水装置から排出された用水を、給排水路を介して下段の耕作区で利用することができるので、用水の利用効率を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の給排水装置を適用した棚田の一形態例を示す概略縦断面図である。
【図２】  同じく概略平面図である。
【図３】  給排水装置の具体的な形状例を示す平面図である。
【図４】  同じく給排水枡部分の縦断面図である。
【図５】  水位調節堰の他の形態例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１１…畦畔、１２ａ，１２ｂ…耕作区、１３…給排水パイプ、２０…給排水装置、２１…給排水枡、２２…給排水口、２３…用水流入部、２４…用水排出部、３１…給水パイプ、３２…排水パイプ、３３…給水弁、３４…水位調節堰、３４Ｈ…操作ロッド、３４Ｐ…蛇腹構造を有する筒体、３５…排水口
【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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