低平地水田における減水深の空間的ばらつき
メタデータ

言語: Japanese
出版者:
公開日: 2019-03-30
キーワード (Ja):
キーワード (En): Paddy field, Water requirement rate,
Percolation, GIS, Necessary sampling number,
Quantification Theory Type I, Levee management
作成者: 福本, 昌人, 進藤, 惣治
メールアドレス:所属:

URL

https://doi.org/10.24514/00001146© 国立研究開発法人 農業・食品産業技術総合研究機構
National Agriculture and Food Research
Organization, Japan1
1
農研機構報告 農村工学部門 3
1 ～ 11, 2019

低平地水田における減水深の空間的ばらつき
福本昌人* 進藤惣治***農地基盤工学研究領域農地利用ユニット**農地基盤工学研究領域用水管理ユニット（現 農林水産省関東農政局）

要

旨

減水深は，水田の計画用水量の算定に必要となる水量の一つである。本研究では，新潟県西蒲原地域で行われた減水
深調査の資料を用い，減水深の広域的なばらつきの特性を分析した。分析に供したのは，心土の土性が強粘質で，かつ，土壌タイプがグライ土である，851 枚の調査圃場で得られた水稲生育ステージ別の期別減水深データである。分析の結果，①期別減水深には大きなばらつきが見られること（変動係数 70.6～79.4），②水稲の生育が進むにつれて期別減水深の平均値（11.0mm/d→17.5mm/d）が大きくなること，③期別減水深の母平均を± 2mm/d の範囲で区間推定（信頼係数90%）するために必要な標本数（調査圃場数）は，46～113 個であること，④計測時の湛水位が期別減水深に大きく影響していること，⑤配水ブロック毎の期別減水深の平均値にブロック間で大きな違いが見られることが明らかになった。

キーワード：水田，減水深，浸透量，GIS，必要標本数，数量化理論Ⅰ類，畦畔管理

１

緒 言の圃場で測定された期別の減水深を統計解析した結果，大きなばらつきが見られたことから，調査圃場の減水深を機

水田の計画用水量の算定に必要となる水量は，代かき用

械的に平均し，それをそのまま団地全体の減水深と見なす

水量，期別の蒸発散浸透量，栽培管理用水量，施設管理用のは適切ではない，と指摘している。谷口ら（2010）は，

水量等である（農林水産省農村振興局，2010）。このうち蒸ある地区の 3 つの農区に位置するすべての圃場（48 枚）で発散浸透量は，減水深とも呼ばれている（本稿では，「減水

減水深の測定を行い，狭い範囲であっても同じ日の減水深深」を使う）。減水深は，蒸発散量と浸透量の和を時間当たに大きなばらつきが見られた，と報告している。また，李りの水深で表したもので，一枚の水田圃場における水の減ら（2003）は，乾田直播栽培の 15 枚の圃場と移植栽培田のり具合を示す。蒸発散量は，水面からの蒸発量と水稲葉面

16 枚の圃場で減水深の測定を行い，乾田直播栽培の方が減からの蒸散量からなり，浸透量は，耕盤を通して下方へ浸水深の空間的なばらつきが大きかった，と報告している。

透する降下浸透量と畦畔を通して排水路や隣接圃場に浸出

このように減水深の空間的ばらつきについて検討した研究する畦畔浸透量からなる。

は，まだ非常に少なく，減水深のばらつきの実態は十分に減水深の計測方法には，降雨および取水・排水のない条明らかにされていない。そこで，本研究では，広い地域を件下でモノサシ等を用いて湛水位の低下量を計測する方法

調査対象とした既存の減水深調査の資料を用い，土壌条件（以下，「モノサシ法」と呼称）と，取水量，排水量，湛水（土性，土壌タイプ）が同じ圃場で得られた減水深の計測値

位等を連続観測し，水収支から算出する方法がある。よくを整理し，統計解析により，減水深の広域的なばらつきの使われているのは，モノサシ法である。また，減水深調査

特性を分析する。

にあたって，対象地域を土性，土壌タイプおよび地下水位の高低によって減水深タイプ別に区分し，減水深タイプ毎

２

方法

2.1

用いた減水深調査資料と調査対象地の水田整備状況に所定の密度（例えば，300ha 以上の場合，100ha 当たり 1点の割合）で調査地点（調査圃場）を設定することとされている（農林水産省農村振興局，2010）。このように減水深

北陸農政局信濃川水系土地改良調査管理事務所が 2007

タイプを土壌条件と地下水位から区分する方法は，浸透量

年に新潟県西蒲原地域（信濃川下流域の平野部）で行ったが土壌の透水性と水理的条件によって決まるという考えに

減水深調査の資料を用いた。その資料は，調査圃場の位置

基づいている（農林水産省農村振興局，2010）。

情報等が記された圃場ファイルと，計測値等が記された減減水深調査における大きな問題点は，同じ減水深タイプ

水深ファイルからなる。

に区分される場所であっても減水深が空間的に大きくばら

調査対象は，西蒲原土地改良区の管内（Fig. 1）にある水つくことである。華山（1964）は，ある団地内の 35～43 枚

田（水田面積は約 1.9 万 ha）である。水田の区画と用水路

2
農研機構研究報告 農村工学研究部門 第 3 号（平成 31 年 3 月）

2Fig. 2 水田の区画と用水路の整備状況（2013 年時点）
Status of improvement of paddy lots and irrigation canals
Fig. 1 西蒲原土地改良区の管内区域
Jurisdictional area of Nishikanbara Land Improvement District

1978 年に実施）の土壌図ポリゴンデータ（日本土壌協会，
2003）に重ねて，調査圃場ポイントが位置する土壌図ポリの整備状況を Fig. 2 に示す。その整備状況は，後述する農ゴンの属性「土性次表層」と「土壌群名」の値を読み取り，業基盤情報基礎調査の農地ポリゴンデータ（2013 年 3 月 31

各調査圃場の心土の土性と土壌タイプを把握した。

日現在）を用いて把握した。2013 年に 30a 以上の区画に整調査圃場の位置（調査圃場ポイント）と西蒲原土地改良

備されていた水田は 27%（面積割合）と少なく，残りのほ区管内の土壌分布（土壌図ポリゴンを属性値毎に集約）をとんど（72%）は区画が整形かつ 30a 未満の水田（圃場整Fig. 3 に示す。また，土性別・土壌タイプ別に調査圃場の数

備事業の創設前に主に 10a 区画を標準区画として整備さを集計した結果を Table 1 に示す。心土の土性が強粘質で，れ，かつ，それ以降に再整備が行われていない水田）であ

かつ，土壌タイプがグライ土（以下，「強粘質・グライ土」

った。また，2013 年に用水施設として管水路が完備されてと呼称）である調査圃場の枚数（851 枚）が最も多く，全いた水田は，15%と非常に少なかった（残りは開水路が完体の 85%を占めていた。そこで，本研究では，強粘質・グ

備）。

ライ土の調査圃場のみに着目する。

2.1.1

調査圃場の土性，土壌タイプ

2.1.2

期別減水深データ

減水深調査は，1,000 枚の圃場で行われた。地理情報シス

減水深の計測は，モノサシ法で行われた。モノサシ法でテム（GIS）を用いて，まず，圃場ファイルに記されているは，釘を打った木杭を圃場内に垂直に立て，モノサシを木

位置情報（緯度・経度）を GIS データ化し，調査圃場の位

杭と釘にあてがって釘の位置（基準点）から水面までの距

置を示す調査圃場ポイントデータを作成した。次に，それ離を測定し（Fig. 4），その距離を湛水位とする。その距離を地力保全基本調査（都道府県農業試験場が 1957 年から測定を時刻 A とその 24 時間後の時刻 B に行い，時刻 A に

3
福本昌人，進藤惣治：低平地水田における減水深の空間的ばらつき

Table 1

3

土性別・土壌タイプ別の調査圃場数

Number of survey fields counted by classification by soil texturesof subsoil and soil types
土壌群
グライ土 灰色低地土 褐色低地土
心
土
の
土
性

計

強粘質

851

33

3

887

粘質～壌質

22

0

0

22

壌質

0

57

0

57

砂質

25

0

9

34

計

898

90

12

1000

※単位は枚

Fig. 4 モノサシ法による水位計測
Measurement of water level using a scaleFig. 3 調査圃場の位置と土壌分布
Positions of the survey fields and soil distributions

位が 0mm になってしまっていた場合の計測，つまり，時刻
B の湛水位が 0mm であっても時刻 A の湛水位が 30mm 以上であった計測については，無効としなかった。そして，おける湛水位と時刻 B における湛水位の差を 1 日で除して無効な計測を除いた上で，計測が 3 回行われていた各生育減水深（mm/d）を算出する。このモノサシ法による減水深ステージの記録について，減水深の計測値を平均した。以の計測が水稲の生育ステージ毎（活着期，分けつ期，中干下，各生育ステージにおけるその計測値の 3 点平均値を「期し期，幼穂形成期，出穂期，登熟期）に 3 回行われた。計

別減水深」と呼称する。

測者は，調査圃場を耕作している農家である。

強粘質・グライ土の調査圃場（851 枚）のうち，活着期，減水深ファイルには，計測日，時刻 A・B，時刻 A・B の分けつ期，中干し期，幼穂形成期，出穂期，登熟期に期別湛水位，減水深等が記録されている。時刻と湛水位の記録

減水深が算出された圃場の数は，それぞれ 640 枚，667 枚，をチェックしたところ，①ある生育ステージにおいて減水

195 枚，432 枚，470 枚，396 枚であった。本研究では，そ深の計測回数が 2 回以下だったもの，②時刻 A から時刻 Bの強粘質・グライ土の調査圃場の期別減水深データを統計までの時間が 24 時間よりかなり短かったもの，および，③

解析に供した。

時刻 B の湛水位が 0mm であったものが見られた。湛水位

なお，減水深ファイルによると，期別減水深が得られたが 0mm であった場合には，実際には湛水位は 0mm ではな

主な時期は，活着期が 5 月上旬，分けつ期が 5 月下旬，中く，マイナス値（水面が木杭の釘の位置より下）であった

干し期が 6 月上旬，幼穂形成期が 7 月上旬，出穂期が 8 月

可能性がある。

上旬，登熟期が 8 月中旬であった。中干し期の期別減水深

そこで，時刻 A から時刻 B までの時間が 21 時間以下まについては，中干しの実施日が記録されていなかったので，

たは 27 時間以上の計測，および，時刻 B の湛水位が 0mm

中干し前に得られたものか，中干し後に得られたものかはであった計測を無効とした。ただし，減水深の大きな計測不明であった。

値（便宜上，30mm/d 以上の計測値）を過度に除外しないよ

また，圃場ファイルによると，項目「直播区分」に「直うにするため，水位低下が大きかったために時刻 B の湛水播あり」と記されていた調査圃場はわずか 7 枚で，直播栽4
農研機構研究報告 農村工学研究部門 第 3 号（平成 31 年 3 月）

4Table 2

培が行われていた調査圃場はほとんどなかった。統計解析に供した期別減水深データには，この調査圃場の期別減水
深も含めている。
2.2

農地ポリゴンデータの属性「排水」の区分

Classification of the attribute "drainage" for farmland GIS polygon data
地表排水条件
4時間排除

期別減水深の基本統計量と必要標本数

強粘質・グライ土の調査圃場の期別減水深データを用い日排除程度て，生育ステージ毎に期別減水深の基本統計量を算出した。
また，信頼係数（確率）90%で期別減水深の母平均（母集排水不良

団全体の平均）を±2mm/d の範囲で区間推定するために必

地下排水条件区分番号

地下水位70cm以深

1

地下水位70cm以浅

2

地下水位70cm以深

3

地下水位70cm以浅

4

地下水位70cm以深

5

地下水位70cm以浅

6

要な標本数 n を次式により算出した（石村，1993）。
n = (t･s/E)2(1)

ここで，t はｔ分布表で与えられる値，s は不偏標準偏差，
E は許容誤差（2mm/d）である。

水」の値（Table. 2 に示す区分番号）を読み取り，各調査圃
場の地下排水条件を把握した。その結果に基づいて，強粘質・グライ土の調査圃場を Table 2 に記されている「地下水2.3

数量化理論Ⅰ類による影響要因分析

強粘質・グライ土の調査圃場の期別減水深データを用い

位 70cm 以浅」と「地下水位 70cm 以深」の 2 つのカテゴリーに区分した。

て，数量化理論Ⅰ類を適用して期別減水深に大きく影響すその農地ポリゴンデータは，第 4 次土地利用基盤整備基る要因を把握した。外的基準（目的変数）は，各生育ステ

本調査で整備された農地ポリゴンデータ（2001 年 3 月 3 月ージの期別減水深であり，アイテム（説明変数）は，次に31 日時点）を基にして作成されたもので，圃場整備完了地

述べる「泥炭層」，「標高」，「地下水位」，「区画整備水準」

区の農地ポリゴンのみ整備状況に関する属性情報が毎年更および「計測湛水位」である。これら（計測湛水位を除く）

新されている。第 4 次土地利用基盤整備基本調査の記入要を選んだ理由は、西蒲原土地改良区管内の全域についてデ

領（農林水産省農村振興局，2001）に，「地下水位 70cm 以ータ化が可能であることと、浸透量を規定する「灌漑期の浅」の目安として，「高畝栽培等を行わなければ普通作物の

水田の地下水位」に間接的に関係している可能性があると栽培に困難が伴うもの」と記されている。このことから，考えたことによる。例えば、泥炭層が見られれば、昔、常ここでいう地下水位は，浸透量を規定する灌漑期の水田のに地下水位が高かったことが伺えるので、「灌漑期の水田の地下水位ではなく，畑作時の水田あるいは非灌漑期の水田

地下水位」は相対的に高い可能性があると考えた。

の地下水位を指している，と判断される。

（1）泥炭層（4）区画整備水準

GIS を用いて，前述の地力保全基本調査の土壌図ポリゴ

Google Earth Pro（Google 社）を用いて，2009 年 9 月 24

ンデータに調査圃場ポイントデータを重ねて，調査圃場ポ

日（減水深調査の 2 年後）に撮影された高解像度衛星画像

イントが位置する土壌図ポリゴンの属性「泥炭」の値を読に調査圃場ポイントデータを重ねて，ポリゴンの面積測定

み取り，調査圃場の深さ 80cm までの土壌断面に泥炭層が機能を活用（畦畔内側をトレースして圃場区画ポリゴンを出現するか否かを把握した。その結果に基づいて，強粘質・描画し，その面積を測定）して，調査圃場の位置する圃区

グライ土の調査圃場を「泥炭層あり」と「泥炭層なし」のが 30a 程度以上に区画の整備が行われているか否かを把握

2 つのカテゴリーに区分した。

した。その結果に基づいて，強粘質・グライ土の調査圃場

（2）標高を「30a 程度以上」と「それ以外」の 2 つのカテゴリーに

GIS を用いて，国土地理院（2008）の基盤地図情報ダウ
ンロードサービスからダウンロードした標高ラスターデー

区分した。
（5）計測湛水位

タ（航空レーザ測量に基づく 5m メッシュの数値標高モデ

期別減水深（3 点平均値）の算出に関わった 3 回の計測

ル）に調査圃場ポイントデータを重ねて，調査圃場ポイン

について，時刻 A の湛水位の計測値を平均した。その 3 点

トが位置する地点の標高値を読み取り，各調査圃場の田面平均値を「計測湛水位」と呼称し，アイテムとするととも標高を把握した。その結果に基づいて，強粘質・グライ土に，調査圃場を生育ステージ毎に「計測湛水位 50mm 未満」の調査圃場を「標高 0m 未満」と「標高 0m 以上」の 2 つのと「計測湛水位 50mm 以上」の 2 つのカテゴリーに区分しカテゴリーに区分した。なお，0m という閾値は便宜的に設た。なお，50mm という閾値は便宜的に設定した。

定した。
（3）地下水位2.4

配水ブロック毎の期別減水深の集約

GIS を用いて，農業基盤情報基礎調査（農林水産省農村

西蒲原土地改良区管内の配水ブロック（各樋管・揚水機

振興局が毎年実施）の農地ポリゴンデータ（2013 年 3 月 31からの用水の水掛かり範囲）の中から，面積が比較的大き日現在；同局の計画調整室長に使用承認申請書を提出し，く，かつ，強粘質・グライ土の分布割合が高いものを 12 個

承認されれば入手可能）に調査圃場ポイントデータを重ね選択した。Fig. 5 に，選択した配水ブロック（A～L）を河て，調査圃場ポイントが位置する農地ポリゴンの属性「排川，樋管等とともに示す。

5
福本昌人，進藤惣治：低平地水田における減水深の空間的ばらつき

5

３

結果と考察

3.1

期別減水深の基本統計量と必要標本数

強粘質・グライ土の調査圃場の期別減水深に関する基本
統計量および必要標本数を Table 3 に示す。各生育ステージ
とも変動係数は 70.6～79.4 と大きく，調査圃場によって期別減水深に大きなばらつきが見られた。
期別減水深の平均値は，活着期が 11.0mm/d，分けつ期が11.8mm/d，中干し期が 14.1mm/d，幼穂形成期が 16.0mm/d，出穂期が 17.4mm/d，登熟期が 17.5mm/d であり，水稲の生育が進むにつれて大きな値を示した。
別途、新潟地方気象台で 2007 年に観測された日射量，気温，相対湿度および風速の日平均値を用いて水田の蒸発散量を推定し，降水のなかった日の推定値を月毎に平均した。
その推定は，近藤・徐（1997）が定義したポテンシャル蒸発量の計算値に，近藤（1998）の文献の図 12 に示されている，宮城県の水田で水稲の葉面積指数が 0～5.4 の期間に得られた蒸発散比の平均値（0.78）を乗じて行った。蒸発散量の推定値の月平均値は，5 月が 5.6mm/d，6 月が 5.0mm/d，
7 月が 4.5mm/d，8 月が 6.1mm/d であった。その最大値と最小値の差は 1.6 mm/d と小さいことから，期別減水深の平均値の期別変化（最大値と最小値の差は 6.5 mm/d）には，蒸発散量の変化より浸透量の変化が大きく関係していたと考えられる。
期別減水深の最小値は 0～1.0mm/d，最大値は 66.7～
99.3mm/d であった。0～1.0mm/d という非常に小さい値が得られた調査圃場では，計測時に隣接水田より水面の高さ（標高）が低かったことに起因して，畦畔を通じて隣接水田から比較的多くの水が浸入していた可能性がある。また，

Fig. 5 配水ブロック
Irrigation water distribution blocks

66.7～99.3mm/d と非常に大きな値が得られた調査圃場では，ザリガニ等の小動物による掘削穴の影響で畦畔の透水

まず，その各配水ブロックに位置する強粘質・グライ土の調査圃場を抽出した。次に，期別減水深データを用いて，性が非常に高かったことに起因して，畦畔を通じて排水路に多くの水が浸出していた可能性がある。

抽出した調査圃場の期別減水深を配水ブロック毎に平均

強粘質・グライ土の期別減水深の母平均を± 2mm の範し，生育ステージ毎にその平均値を比較した。すなわち，

囲で区間推定するために必要な標本数は，活着期が 46 個，

期別減水深を配水ブロック毎に集約（平均）した場合，配分けつ期が 50 個，中干し期が 69 個，幼穂形成期が 111 個，

水ブロック間で平均値にどの程度の違いが生じるのかを調出穂期が 113 個，登熟期が 113 個であった。水稲の生育がべた。

進むにつれて必要な標本数が多くなっているが，それは，Table 3

強粘質・グライ土の調査圃場の期別減水深に関する基本統計量および必要標本数

Basic statistic and necessary sampling number on water requirement rate in fields where subsoil is strongly clayey and soil type is gray soil

標本数

最小値

標準偏差

変動係数

必要標本数n（個）（mm/d） （mm/d） （mm/d） （mm/d）

（％）

（個）

最大値

平均

活着期

640

0.7

66.7

11.0

8.1

73.3

46

分けつ期

667

0.7

76.7

11.8

8.4

71.0

50

中干し期

195

1.0

70.0

14.1

9.9

70.6

69

幼穂形成期

432

0.0

95.0

16.0

12.7

79.4

111

出穂期

470

0.0

99.3

17.4

12.8

73.4

113

登熟期

396

0.0

87.7

17.5

12.8

73.0

113

6
農研機構研究報告 農村工学研究部門 第 3 号（平成 31 年 3 月）

6

標準偏差（≒不偏標準偏差）が水稲の生育が進むにつれて類で用いた各アイテムのカテゴリー値の分布を示す。Fig. 6

大きな値を示したこと（Table 3）に対応している。なお，

の（a），
（b），
（c），
（d），
（e）がそれぞれアイテム「泥炭層」，

平均値が 11.0～17.5mm/d であったので，その 10～20%を目「標高」，「地下水位」，「区画整備水準」，「計測湛水位」に対

安に± 2mm という範囲を設定した。

応している。なお，Fig. 6 の（a），（b），（c），（d），（e）には，それぞれ活着期，分けつ期，幼穂形成期，出穂期，登3.2

数量化理論Ⅰ類による影響要因分析

3.2.1

各アイテムのカテゴリー値の分布

熟期に期別減水深が算出された強粘質・グライ土の調査圃
場の位置も比例シンボル「○」で示した。そのサイズ（半Fig. 6 に，西蒲原土地改良区管内における，数量化理論Ⅰ径）は，対応する期の期別減水深の値に比例している。
Fig. 6 の（a）では，強粘質・グライ土のうち，泥炭層のFig. 6 各アイテムのカテゴリー値と期別減水深（強粘質・グライ土）の分布
Distribution maps of the category value for each item and the water requirement rate

7
福本昌人，進藤惣治：低平地水田における減水深の空間的ばらつき

7あるものを黄色，泥炭層のないものを黄緑色で表示した。

きい，という関係が見られた。計測湛水位が大きくなるに

強粘質・グライ土の分布エリアに占める，泥炭層のあるエ

つれて期別減水深が大きくなる原因として，①土層中の動リアの面積割合は 20%であった。

水勾配の増大に伴う降下浸透量の増大，②隣接水田より水

Fig. 6 の（b）では，標高が 0m 未満の土地を桃色で表示

面の高さ（標高）が高くなることに伴う隣接圃場への畦畔した。西蒲原土地改良区管内の土地全域に占める，標高が浸透の発生，③畦畔の接水面積の増大に伴う排水路への畦

0m 未満の土地の面積割合は 15%であった。

畔浸透量の増大が考えられる。

Fig. 6 の（c）では，地目が田であった農業基盤情報基礎

計測湛水位の大きい調査圃場が 5 枚まとまって見られた調査の農地ポリゴンのうち，地下排水条件が「地下水位ある地区について，圃場ファイルを用いてそれらの調査圃

70cm 以浅」であったものを橙色，「地下水位 70cm 以深」

場の減水深の計測者を調べたところ，いずれも同じ農家でであったものを青緑色で表示した。地目が田であった農地あった。計測湛水位が大きかったことには，人為的な要素

ポリゴンに占める，「地下水位 70cm 以浅」であったポリゴが関係していると考えられる。例えば，その農家は普段かンの面積割合は 47%であった。

ら深水で水管理していた，あるいは，減水深の計測時だけ

Fig. 6 の（d）では，2009 年に 30a 程度以上に区画整備が深水で水管理した可能性がある。隣接水田が深水で水管理なされていたエリアを薄青色で表示し，地目が田であった

されていない場合には，減水深の計測時に深水で水管理す

農業基盤情報基礎調査の農地ポリゴンのうち，そのエリア

ると，水位差に伴って隣接圃場への畦畔浸透量が多くなり，を含まない部分を灰色で表示した。地目が田であった農地

期別減水深に影響するので，減水深の計測時だけ深水で水ポリゴンに占める，30a 程度以上に区画整備がなされてい管理することは避けるようにする必要がある。なお，減水たエリアの面積割合は，22%であった。

深の計測時だけ深水で水管理した場合，その理由の一つとFig. 6 の（e）では，登熟期の計測湛水位が 50mm 以上でして，田面の起伏が大きく，深水で水管理しないと減水深あった強粘質・グライ土の調査圃場の位置を赤色の点で示の計測中に田面の一部が水面から露出する心配があったこした。登熟期に期別減水深が算出された強粘質・グライ土とが考えられる。その心配がないように，田面の均平度のの調査圃場のうち，計測湛水位が 50mm 以上であったもの

良好な圃場を調査圃場とする必要がある。

の枚数割合は，52%であった。

人為的な要素として，畦畔管理（畦塗り等）の精粗も期別減水深に大きく影響していると考えられる。谷口ら

3.2.2

数量化理論Ⅰ類による分析結果（2010）は，地区上流部の圃区の平均減水深が地区下流部の数量化理論Ⅰ類による分析結果を Table 4 に示す。重相関

圃区の平均減水深よりも大きな値を示したことについて，係数は 0.32（分けつ期）～0.45（登熟期）と小さく，十分地区上流部は用水が豊富に使える条件にあり，浸透量が多な分析精度は得られなかった。しかし，各アイテムのレン

くても浸透量を補うだけの水量を取水できることから，畦ジ（カテゴリースコアの最大値と最小値の差）や偏相関係

畔管理のような浸透抑制作業に力を入れていなかったこと

数を比較することで，外的基準に相対的に強く影響していがその要因になっている，と推察している。調査にあたり，るアイテムを把握することができる。

調査圃場の畦畔管理が周辺の圃場と同程度に行われている

その比較の結果，すべての生育ステージにおいてアイテことを確認する必要がある。

ム「計測湛水位」がレンジ，偏相関係数とも値が最も大き
く，各生育ステージとも計測湛水位が期別減水深に最も大3.3

配水ブロック毎の期別減水深の集約きく影響していた。また，レンジの値が 2 番目に大きかっ

配水ブロック（Fig. 5）毎に強粘質・グライ土の調査圃場

たアイテムは，活着期と分けつ期では「区画整備水準」，その期別減水深を集約（平均）した結果を Fig. 7 に示す。図れら以外の生育ステージではアイテム「地下水位」であっ中には，平均処理に用いたデータ数も括弧内に示した。

た。
「泥炭層」のレンジの値はすべての生育ステージにおいて 2 より小さく，各生育ステージとも泥炭層の有無が期別
減水深に与える影響は非常に小さかった。

中干し期については，そのデータ数が半数の配水ブロッ
クで 7 個以下と少なかったので，集約しなかった。
期別減水深の平均値は，活着期が 8.0（最小）～26.3（最大）mm/d，分けつ期が 7.6（最小）～24.2（最大）mm/d，

3.2.3

計測湛水位が期別減水深に与える影響

幼穂形成期が 7.1（最小）～36.0（最大）mm/d，出穂期が減水深の計測時に計測される湛水位は，木杭に打たれた

12.0（最小）～24.4（最大）mm/d，登熟期が 9.7（最小）～釘の位置を基準とした水位である。その釘の位置と田面と28.2（最大）mm/d であり，配水ブロックによって平均値はの距離は、減水深ファイルには記録されていないが，Fig. 4

大きく異なった。分けつ期，幼穂形成期および出穂期には，や筆者の計測経験から 10～20mm 程度であると推察する。

配水ブロック「I」の平均値が他の配水ブロックと比べて特すなわち，計測湛水位が 50mm であれば，田面を基準としに大きかった。また，出穂期と登熟期には，配水ブロック

た水位は 60～70mm 程度と考えられる。期別減水深に対す「D」の平均値が最も大きかったが，同程度に大きい配水ブる影響が最も大きかったこの計測湛水位について考察する。 ロックも他にいくつか見られた。なお，前述した，計測湛
カテゴリー「計測湛水位が 50mm 以上」のスコア値は正

水位の大きい調査圃場が 5 枚（計測者は同じ農家）まとまであり（Table 4），計測湛水位が大きいほど期別減水深は大って見られた地区は，配水ブロック「I」に位置していた。

8
農研機構研究報告 農村工学研究部門 第 3 号（平成 31 年 3 月）

8

Table 4

数量化理論Ⅰ類による分析結果

Analysis by Quantification Theory Type I
外的基準

アイテム
泥炭層

活着期の
期別減水深

重相関係数
= 0.43標高地下水位
区画整備水準
計測湛水位
泥炭層

分けつ期の
期別減水深

重相関係数
= 0.32標高地下水位
区画整備水準
計測湛水位
泥炭層

中干し期の
期別減水深

重相関係数
= 0.34標高地下水位
区画整備水準計測湛水位
泥炭層

幼穂形成期の
期別減水深

重相関係数= 0.36標高地下水位
区画整備水準
計測湛水位
泥炭層

出穂期の
期別減水深

重相関係数
= 0.37標高地下水位
区画整備水準
計測湛水位
泥炭層

登熟期の
期別減水深

重相関係数
= 0.45標高地下水位
区画整備水準
計測湛水位

カテゴリー
なし
あり
0 m 未満0 m 以上深さ70 cm 以浅
深さ70 cm 以深
30 a 程度以上
それ以外
50 mm 未満
50 mm 以上
なし
あり
0 m 未満0 m 以上深さ70 cm 以浅
深さ70 cm 以深
30 a 程度以上
それ以外
50 mm 未満
50 mm 以上
なし
あり
0 m 未満0 m 以上深さ70 cm 以浅
深さ70 cm 以深
30 a 程度以上
それ以外
50 mm 未満
50 mm 以上
なし
あり
0 m 未満0 m 以上深さ70 cm 以浅
深さ70 cm 以深
30 a 程度以上
それ以外
50 mm 未満
50 mm 以上
なし
あり
0 m 未満0 m 以上深さ70 cm 以浅
深さ70 cm 以深
30 a 程度以上
それ以外
50 mm 未満
50 mm 以上
なし
あり
0 m 未満0 m 以上深さ70 cm 以浅
深さ70 cm 以深
30 a 程度以上
それ以外
50 mm 未満
50 mm 以上

データ数 平均（mm/d） カテゴリースコア
521
11.2
0.14
119
10.3
-0.62
121
9.7
-1.43
519
11.3
0.33
339
9.9
-1.65
301
12.3
1.85
99
8.9
-3.23
541
11.4
0.59
401
8.8
-2.14
239
14.7
3.60
524
11.8
-0.13
143
11.8
0.49
132
11.2
-0.91
535
12.0
0.22
334
11.0
-1.35
333
12.7
1.35
132
10.7
-2.54
535
12.1
0.63
314
9.4
-2.40
353
13.9
2.14
152
13.7
-0.42
43
15.6
1.49
17
14.9
-0.75
178
14.0
0.07
91
12.0
-1.91
104
16.0
1.67
37
15.5
-1.28
158
13.8
0.30
82
10.7
-3.19
113
16.6
2.32
343
15.7
-0.25
89
17.4
0.94
75
14.9
-1.72
357
16.3
0.36
252
14.0
-1.99
180
18.9
2.78
60
17.5
-2.35
372
15.8
0.38
139
11.2
-3.81
293
18.3
3.74
368
17.3
-0.17
102
18.0
0.61
82
17.0
-0.51
388
17.5
0.11
259
14.8
-2.77
211
20.7
3.40
78
19.3
-2.10
392
17.1
0.42
242
13.7
-3.59
228
21.4
3.82
314
17.0
0.06
82
19.4
-0.22
65
16.1
-1.95
331
17.1
0.38
223
15.2
-2.38
173
20.5
3.07
66
20.0
-0.52
330
17.0
0.10
206
12.8
-4.85
190
22.7
5.26

レンジ （順位） 偏相関係数
0.76 （5）0.04

1.77 （4）0.09

3.50 （3）0.21

3.83 （2）0.17

5.74 （1）0.35

0.62 （5）0.03

1.13 （4）0.06

2.70 （3）0.15

3.17 （2）0.14

4.54 （1）0.27

1.91 （3）0.08

0.82 （5）0.02

3.57 （2）0.17

1.58 （4）0.06

5.51 （1）0.27

1.19 （5）0.04

2.08 （4）0.07

4.77 （2）0.17

2.73 （3）0.07

7.55 （1）0.30

0.78 （4）0.03

0.62 （5）0.02

6.17 （2）0.22

2.52 （3）0.07

7.41 （1）0.30

0.28 （5）0.01

2.34 （3）0.08

5.45 （2）0.20

0.63 （4）0.02

10.11 （1）0.40

9
福本昌人，進藤惣治：低平地水田における減水深の空間的ばらつき4040（b）分けつ期

減水深（mm/d）

減水深（mm/d）（a）活着期
30
20
10
0

30
20
10
0

A B C D E
F G H I
J K L
(13) (18) (18) (20) (34) (35) (21) (57) (19) (27) (23) (26)A B C D E
F G H I
J K L
(8) (17) (19) (25) (29) (31) (26) (66) (17) (27) (21) (29)
取水ブロック

取水ブロック4040（d）出穂期減水深（mm/d）

減水深（mm/d）（c）幼穂形成期
30
20
10
0

9

A B C D E
F G H I
J K L
(10) (16) (12) (12) (21) (20) (17) (25) (15) (13) (16) (24)

30
20
10
0

A B C D E
F G H I
J K L
(5) (17) (13) (11) (25) (32) (18) (31) (9) (17) (8) (20)取水ブロック

取水ブロック40

減水深（mm/d）（e）登熟期※（ ）内は平均処理に用いたデータ数

30
20
10
0

A B C D E
F G H I
J K L
(10) (9) (8) (10) (13) (25) (11) (19) (10) (16) (13) (18)取水ブロック
Fig. 7 配水ブロック別の期別減水深（強粘質・グライ土）の集約結果
Averages of water requirement rate obtained from the survey fields located in each of 12 irrigation water distribution blocks

平均処理に用いたデータ数は，活着期が 13～57 個，分けつ期が 8～66 個，幼穂形成期が 10～25 個，出穂期が 5～32

素（畦畔管理の精粗）の影響はなかったのか，といったことを別途に調べて確認する必要がある。

個，登熟期が 8～25 個であった。その数は，3.1 節に記した
必要標本数と比較するとかなり少なく，配水ブロック毎の４

結 言

期別減水深の平均値は，十分な数のデータから得られたものではない。データ数が少ない場合，その平均値は配水ブ

本研究では，新潟県西蒲原地域で行われた減水深調査のロック内の母平均（配水ブロック内のすべての圃場の平均資料を用い，減水深の広域的なばらつきの特性を分析した。

値）からかけ離れている可能性がある。すなわち，ある配分析に供したのは，心土の土性が強粘質で，かつ，土壌タ

水ブロックの平均値が対象地域全体の期別減水深の平均値

イプがグライ土である，851 枚の調査圃場で得られた水稲（Table 3）と大きく異なっていたとしても，それはデータ数の生育ステージ別の期別減水深データ（計測値の 3 点平均が少なかったことに起因している可能性がある。したがっ値）である。得られた結果は，次の通りである。

て，例えば，このように配水ブロック毎に期別減水深を集（1） 各生育ステージの期別減水深の変動係数は 70.6～

約する場合には，特に，同じ土性・土壌タイプに関する対79.4 と大きく，期別減水深は圃場によって大きくばらつい

象地域全体の期別減水深の平均値と比べて平均値が大きくていた。また，各生育ステージの期別減水深の平均値は 11.0

異なっている配水ブロックについて，配水ブロック内の圃～17.5mm/d であり，水稲の生育が進むにつれて大きな値を場条件（土壌の透水性，水理的条件等）に他の配水ブロッ

示した。

クとは大きく異なる点が実際に見られるのか，人為的な要（2）各生育ステージにおいて信頼係数 90%で期別減水深10
農研機構研究報告 農村工学研究部門 第 3 号（平成 31 年 3 月）

10の母平均を±2mm/d の範囲で区間推定するために必要な標石村貞夫（1993）：すぐわかる統計解析，東京図書株式会社，94-113

本数は，46～113 個であった。

国 土 地 理 院 （ 2008 ）： 基 盤 地 図 情 報 ダ ウ ン ロ ー ド サ ー ビ ス ，（3）数量化理論Ⅰ類を適用して 5 つのアイテム（泥炭層，

https://fgd.gsi.go.jp/download/menu.php（閲覧日：2018 年 11 月 15

標高，地下水位，区画整備水準および計測湛水位）のうち日）

どれが期別減水深に最も影響しているのかを調べたとこ
ろ，各生育ステージとも計測湛水位の影響が最も大きかった（ただし，重相関係数は 0.32～0.45 と小さく，分析精度

近藤純正・徐 健青（1997）：ポテンシャル蒸発量の定義と気候湿
潤度，天気，44(12)，43-50
近藤純正（1998）：種々の植生地における蒸発散量の降水量および葉面積指数への依存性，水文・水資源学会誌，11(7)，679-693

は低かった）。
（4）各生育ステージの期別減水深を配水ブロック毎に平李 尚奉・千家正照・伊藤健吾・林 博康（2003）：不耕起乾田直

均したところ，配水ブロックによって平均値は大きく異な

播栽培が水田減水深に及ぼす影響 －岐阜県巣南地区を対象とした減水深の事例研究－，農業農村工学会論文集，224，159-166った。
同じ土性・土壌タイプであっても，期別減水深は地区に

日 本 土 壌 協 会 （ 2003 ）： 地 力 保 全 土 壌 図 デ ー タ CD-ROM ，

よっても圃場によっても大きく異なるので，調査はかなり

http://www.japan-soil.net/soilmaps.html（閲覧日：2018 年 11 月 15

多くの圃場で行う必要がある。また，調査にあたり，人為日）

的な要素の影響や隣接圃場との間における畦畔浸透による農林水産省農村振興局（2001）：第 4 次土地利用基盤整備基本調査

水の流入・流出を極力抑えることが重要であり，そのため記入要領， http://www.tiritoukei.co.jp/noutinogenkyou/thyousa/

耕作農家が同一である調査圃場の数はできる限り少なくす

dai4jithyousa.pdf（閲覧日：2018 年 11 月 15 日）る（例えば 3 枚程度まで）ようにしたり，隣接水田との間

農林水産省農村振興局（2010）：土地改良事業計画設計基準及び運で顕著な水位差（水面の標高差）がないことを確認してか

用・解説 計画「農業用水（水田）」 技術書「6. 用水量調査」，

ら計測を行うようにしたりする必要がある。

農業農村工学会，117-143
谷口智之・遠藤千春・佐藤政良（2010）：水田灌漑地区における減謝辞：本研究は，農研機構生研支援センター「生産性革命に向け

水深の空間的変化 －茨城県福岡堰地区を対象として－，平成 22

た革新的技術開発事業」の支援を受けて行った．また，農林水産

度農業農村工学会大会講演会講演要旨集，480-481

省北陸農政局信濃川水系土地改良調査管理事務所には，貴重な減水深調査資料を提供して頂いた。記して謝意を表す。

引用文献
華山 謙（1964）：減水深法の再検討，農業土木研究，32(1)，15-23

原稿受理

平成 30 年 11 月 19 日

11
福本昌人，進藤惣治：低平地水田における減水深の空間的ばらつき

11

Spatial Variation in the Water Requirement Rate for Paddy Fields in Flat and Lower Areas
FUKUMOTO Masato* and SHINDO Soji*** Agricultural Land Management Unit, Division of Agricultural Environment Engineering** Water Management Unit, Division of Agricultural Environment Engineering

Abstract
We examined the characteristics of spatial variation in the water requirement rate, which consists ofevapotranspiration and percolation, with data from a water requirement rate survey conducted in 2007 in the
Nishikanbara Region of Niigata Prefecture. Data used for the analysis were the averages of three water requirement
rate measurements obtained from each of six growth stages of rice plants (hereafter, the averages are called WRR)
from 851 survey fields where the subsoil is strongly clayey and the soil type is grey soil. The results obtained were as
follows. (1) The variation coefficient of the WRR obtained for all survey fields was 70.6 to 79.4 for each growthstage. (2) The average of the WRR obtained in all survey fields was 11.0 to 17.5 mm/d for each growth stage. (3) The
necessary sampling number for interval estimation of the population mean of the WRR within a range of ± 2 mm/d
and confidence coefficient of 90% was 46 to 113 for each growth stage. (4) Among the five items (presence of peat
layer, elevation of a paddy field, groundwater level, lot area of a paddy field and flooded water level), the item mostaffecting the WRR was flooded water level for all growth stages. (5) The averages of the WRR obtained in the survey
fields located in each of the 12 irrigation water distribution blocks varied largely by block for all growth stages.
Key words : Paddy field, Water requirement rate, Percolation, GIS, Necessary sampling number, Quantification
Theory Type I, Levee management