地域環境に配慮した
暗渠排水工設計事例

株式会社イーエス総合研究所

辻 輝樹
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目

次

1.はじめに
2.地域環境の問題点(1)天塩ヤマトシジミ漁業(2)希少猛禽類
3.問題の解決策(1)赤サビ対策としての暗渠疎水材の選定(2)チュウヒ保護対策としての高速自動埋設機の導入
4.おわりに2

1.はじめに• 幌延町は、牛乳生産を主体とする酪農地帯である。

利尻礼文サロベツ国立公園
N

ラムサール条約湿地

幌延地区

パンケ沼
N

天塩川

地理院地図

0200km010km

幌延地区の位置3

農業農村整備事業の経緯
昭和23～43年
昭和48～56年

国営音類土地改良事業
国営幌延土地改良事業 等

泥炭土に起因した地盤沈下により、農用地においては過湿被害、不陸障害及び埋木障害が発生
昭和62年
平成18年

サロベツ湿原の乾燥化に関する調査と対策試験を実施
上サロベツ自然再生全体構想

今も継続して農業と湿原の共生に向けた自然再生の動きが活発
42.地域環境の問題点（1）天塩ヤマトシジミ漁業
天塩シジミ漁業の課題
1）資源枯渇2）貝殻への赤サビの付着
大きさが自慢の天塩産シジミ

天塩産シジミ汁

51）資源枯渇
昭和60年

パンケ沼におけるシジミ漁獲量のピーク（524トン）
パンケ沼での新規稚貝の枯渇が指摘され始めた。

平成13年

天塩シジミ資源環境対策委員会

設置

委員会の活動でわかったこと• 塩分が低くても水温が高いと産卵は行われる。
• 稚貝が大きく減耗する主な要因には底質の細粒化（浮泥化）が関係している。

平成19年

委員会で覆砂の実証実験（砂コンテナで着底稚貝が増）

平成20年

委員会が覆砂による底質改善の有効性を提言
覆砂による底質改善事業計画書

策定
62）貝殻への赤サビの付着
泥炭由来とみられる酸化鉄（赤サビ）がシジミ貝殻に付着

商品価値が下がる

赤サビ貝(左)と健全貝(右)平成14～16年
しじみ貝資源保護対策事業（留萌支庁水産課）平成14年には林産試験場もオブザーバとして試験に参加

原因解明と対策に取り組んでいる※赤サビ発生のメカニズムは解明されていない
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2.地域環境の問題点（2）希少猛禽類
これまでの鳥類調査では、地区内に希少種である猛禽類(チュウヒ、オジロワシ等)の生息が確認されている。
チュウヒ• 営巣環境はヨシ群落など湿原縁辺• 越冬期には下層植生が繁茂し、ヨシがまばらに生えた場所で集団ねぐらをとることが多い。

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チュウヒの生息に影響を及ぼす行為
 太陽光発電事業、住宅地造成、工業団地造成等の面的な開発事
業が繁殖地や越冬地の適地やその周辺で行われること
 道路建設事業、河川等の水位・水量に増減を及ぼす行為
 風力発電施設設置事業 等
 写真撮影や観察調査(特に双眼鏡や望遠鏡を用い、観察者の体を隠さず調査すること)等の、営巣地を一日中観察する行為には、忌避行動を示す。普段通過する巣への飛翔経路に調査員が立つことによって、経路、飛翔高度等が変わる行動が確認された。
 このことから、営巣地に不用意に接近すること等により繁殖活動が阻害され、営巣放棄する可能性が高い。
環境省「チュウヒの保護の進め方」より• 採食地はヨシ原、農耕地、牧草地等であることから、本事業の農地保全工対象区域がこれにあたる。
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目次

1.はじめに
2.地域環境の問題点(1)天塩ヤマトシジミ漁業(2)希少猛禽類
3.問題の解決策(1)赤サビ対策としての暗渠疎水材の選定(2)チュウヒ保護対策としての高速自動埋設機の導入
4.おわりに10

3.問題の解決策（1）赤サビ対策としての暗渠疎水材の選定
1）溶解性二価鉄の流出と赤サビ付着の関係
ヤマトシジミに酸化鉄(赤サビ)が付着し、商品価値が下がるなどの問題
泥炭地の地下水に含まれる溶解性二価鉄Fe2+が影響• 泥炭地の地下水中の溶解性二価鉄濃度は、分解が進行して繊維含量が低い泥炭で高い傾向がある。
• 溶解性二価鉄濃度の比較では、下サロベツ(天塩郡幌延町)は、霧多布(厚岸郡浜中町)、別寒辺牛(厚岸郡厚岸町)、十勝太平洋沿岸(広尾郡大樹町、中川郡豊頃町)に比べて高い。

幌延地区においても溶解性二価鉄の流出を軽減できる疎水材の選定が重要
111）近隣地区の事例• 疎水材の選定では、鉄分の流出抑制
効果はもとより、施工性、資材調達の容易性、機能の持続性(耐久性)、維持管理性、経済性等の総合的に判断する必要がある。

サロベツ地区

幌延地区
暗渠排水の疎水材に石灰石を用いることで溶解性二価鉄の流出抑制を図っている事例• 富士見地区では最も早く試験施工等が実施され、その検証結果から疎水材として石灰石を選定
産士地区• 天塩川下流域に影響を与えるサロベツ地区や産士地区においても石灰石が鉄分流出抑制対策として使用され、効果があることを確認

富士見地区

図

幌延地区周辺の国営農地防災事業

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2) 石灰石の有効性の既往知見①水質改善効果
疎水材が砂利の場合

疎水材が石灰石の場合

溶解性鉄（Fe2+）（泥炭地の地下水に多い）
石灰石

地下水の流れ地下水の流れ砂利

水酸化物イオン（OH‐）（CaCO3+H2O→ Ca2++HCO3‐+OH‐ で生成）
難溶性の水酸化第一鉄（Fe（OH）2）が生成
溶解性鉄（Fe2+）が減少

132）石灰石の有効性の既往知見②有効性と耐久性
疎水材に石灰石を用いた暗渠
排水流出水のFe2+濃度（田中稔ら：水質保全に配慮した暗渠排水整備の効果検証について―疎水材に石灰石を用いた暗渠排水の効果―、第56回(平成24年度)北海道開発局技術研究発表会(2013)から引用）

疎水材別Fe2+濃度とpH

泥炭土や弱酸性土内に敷設する暗渠の閉塞抑制対策
泥炭土や弱酸性土における暗渠機能の低下の原因として、土壌が酸性であるため、溶出する鉄が暗渠管内で鉄酸化細菌により酸化鉄として析出し、沈積・固化して管が閉塞することがある。
この対策には、疎水材に pH の高いケイ酸カルシウムを主成分とするロックウールや炭酸カルシウムを主成分とする粗粒石灰石を使用することにより、疎水材の外側で溶出した水溶性鉄を水酸化鉄として析出させ暗渠管内に鉄分を流入させず、かつ、pH の制御により鉄酸化細菌の活動を抑制することで酸化鉄の生成を制御できる。以上のことから、暗渠管の閉塞を抑制できる場合がある。
（農林水産省:土地改良事業計画設計基準及び運用・解説 計画「暗渠排水」、p.202から引用）

142）石灰石の有効性の既往知見②有効性と耐久性
石灰石の除鉄効果
・富士見地区の実績
疎水材厚さ 管上10cm

・サロベツ地区の圃場試験結果
疎水材厚さ掘削底面より20cm(施工管理の簡素化)

・産士地区の施工前後の水質調査結果
疎水材厚さ掘削底面より20cm(15㎝,10㎝でも検証)有効性が確認された。
これらの実績を踏まえ石灰石の厚さ10～20cmの施工で水質改善効果が期待できる。
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石灰石疎水材の寿命の試算方法（田中ら）• 富士見地区では、石灰石疎水材の耐用年数が試算された（田中ら、2013）。
• 石灰石疎水材は、管頂から10cmまで用いられた（右図）。

耐用年数＝＝10cm

カルシウム敷設量
非凍結期間（244日）のカルシウム流出負荷量
カルシウム敷設量
暗渠排水のカルシウム濃度 × 暗渠排水流出量

162）石灰石の有効性の既往知見②有効性と耐久性（田中稔ら：水質保全に配慮した暗渠排水整備の効果検証について―疎水材に石灰石を用いた
暗渠排水の効果―、第56回(平成24年度)北海道開発局技術研究発表会(2013)から引用）

173）疎水材の選定と厚さ

400
H=1000

1:0.1

埋戻土

1:0.1

350

270

平均400
平均掘削深

疎水材
切込砕石40mm級

合成樹脂管
波状 内面平滑200

疎水材
石灰石5～20mm
150

今後は、石灰石部分を薄くすることも検討※吸水渠の径がφ60mm、80mmの図

吸水渠断面図18

3.問題の解決策（2）チュウヒ保護対策としての高速自動埋設機の導入
1）高速自動埋設機導入検討の必要性• 農地保全工では暗渠排水工や不陸整正工および障害物除去工においてバックホウやブルドーザによる土工作業が多い。
• 置土工では置土材運搬のためダンプトラックの走行が頻繁になる。

これらの作業がチュウヒの生息環境に影響を与えない工事計画にする必要がある
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(2) チュウヒ保護対策としての施工期間制限
４月
チュウヒの繁殖

５月

６月

造巣期 排卵期

７月

８月

９月

１０月

巣内育雛期 雛の巣外育雛期 独り立ち
一番牧草収穫時期

牧草の管理

施工可能時期

工事可能期間(チュウヒ考慮要)
刈取完了圃場より順次着手

工事可能期間(チュウヒ考慮無)図

施工可能時期施工可能時期• チュウヒの生息環境への配慮が必要になれば、施工可能期
チュウヒ考慮が必要なら施工可能期間＝75日 18/30を乗じると 45日間が短くなる。
チュウヒ考慮がないなら施工可能期間＝130日 18/30を乗じると 78日• その場合の施工方法を考えておく必要がある。
→ 高速自動埋設機の導入

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2)高速自動埋設機の特徴

高速自動埋設機外観疎水材2種類投入状況

伊藤暢男、佐藤清美：泥炭地域の農地防災事業における暗渠排水施工の効率化について－産士地区の暗渠高速自動埋設機導入にあたって－、第61回(平成29年度)北海道開発技術研究発表会(2018)から引用

212)高速自動埋設機の特徴

高速自動埋設機のレーザー制御システムの概要図
伊藤暢男、佐藤清美：泥炭地域の農地防災事業における暗渠排水施工の効率化について－産士地区の暗渠高速自動埋設機導入にあたって－、第61回(平成29年度)北海道開発技術研究発表会(2018)から引用

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3) 施工機械の違いによる工事発注件数の差
１年あたりの暗渠排水施工量
１０年間で2,593.43haとする。

１年間で259ha施工する必要がある。

工事発注件数の計算
1ha当たりの施工日数（産士地区実績）

259haの施工に要するのべ日数×259ha
バックホウ
施工

高速自動埋設機施工

1.11～1.43日/ha

181～223日

1年あたりの施工可能日数

工事発注
件数

181÷45≒４工事
チュウヒ考慮あり：４５日 ４～５工事
チュウヒ考慮なし：７８日

３工事

チュウヒ考慮あり：４５日 ３～４工事
0.59～0.71日/ha

152～183日

チュウヒ考慮なし：７８日 ２～３工事
234)コスト縮減• コスト縮減への効果は、暗渠施工時の掘削幅の減少に伴う疎水材投入量の減少によるものが大きい。

• 地区全体での暗渠排水管総延長は、1,844,914 mと推定される。（事業計画を参照し、１ha当たりの暗渠排水管延長と暗渠排水工面積の積として算出）• 19,800/100m × 1,844,914 ≒ 36,290 万円 のコスト縮減• ただし、これは石灰石を掘削底面から20cmまでとした場合の想定である。
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4)コスト縮減• 石灰石の使用厚さを減ずることもコスト縮減につながる。
• 産士地区では、石灰石を掘削底面から10cmまでとした場合の検証を行い、ある程度の鉄分流出抑制効果が確認されている。
• 今後、石灰石の効果検証データの蓄積が必要と思われるが、高速自動埋設機で石灰石の厚さを10cmとした場合には、材料費の縮減が100m当り32,490円となる。

32,490 / 100m × 1,844,914 m ≒ 59,940 万円のコスト縮減255)高速自動埋設機の導入にあたっての課題① 疎水材に石灰石と切込砕石の2種類を使用するため、疎水材投入口を2つ装着する必要がある。標準歩掛と合わない面がある。
② 疎水材投入に使用する不整地運搬車は、標準歩掛では2台であるが、施工を止めないためには3台～4台必要になることもある。標準歩掛と合わなくなる。
③ 高速自動埋設機による施工では、掘削開始(附帯明渠落口)の機械セットと無孔管区間の施工に時間を要する。そのため、吸水渠延長が短い場合は、バックホウ掘削による施工の方が有利になることがある。
④ 圃場面の傾斜や起伏（不陸）、土中の障害物(埋木)等もあるため、部分的にバックホウ掘削も組み合わせるなどの工夫で施工効率を高めることが課題である。
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4.おわりに• 本報では、国営総合農地防災事業幌延地区の暗渠排水工施工において地域環境に配慮した事例を紹介した。
• ヤマトシジミの赤サビ対策として、疎水材に石灰石を採用し、溶解性二価鉄の流出抑制を図った。
• 希少猛禽類の繁殖期を避けた工事を行うために高速自動埋設機の導入を検討し、工期短縮とコスト縮減を図った。
• 石灰石投入量(厚さ)や高速自動埋設機の標準歩掛と実際の施工との乖離などに課題が残されているので、効果の検証を行って、改善を図っていく必要がある。
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ご静聴、ありがとうございました。

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