農業水利における ICT 活用
農林水産省農村振興局整備部水資源課長

１.はじめに瀧川拓哉

り組織されている団体）においては、施は、農業用水の取水・送水・配水・排水設の操作・運転等を担う人員の確保が困のための一連の施設の操作・運転を効率農村人口の減少、農業従事者の減少・難となっており、その構成員である農業化・省力化するととともに用水量の節減

高齢化が進行する中で、大規模経営体へ者においても、ほ場ごとの用排水管理がと正確な配分、事故や災害への的確な対の農地の集積と離農による農地の減少が経営規模の維持・拡大の制約となってい応等を図るため ICT 水管理システムの導進行している（図−１〜４）。

る。

入を推進することとしており、今般、「ICT

また、大規模農業者と小規模農家の二すなわち、土地改良区においては、限を活用した水管理システム導入の手引

極化、土地持ち非農家や不在地主の増加られた人員で効率的に施設を管理できるき」（以下「手引き」という。
）を取りまが進行し、集落機能が低下していくことようにすることが、また、農業者においとめた。

が懸念されている。ても、ほ場の給排水管理を省力化できる

このような中で、土地改良区（水利施設を整備・管理するために農業者等によ

資料：農林水産省「2020年農林業センサス」、「2015農林業センサス」（組替集計）、「2010年世界農林業センサス」（組替集計）
注：各年２月１日時点

ようにすることが求められている。
このような状況を踏まえ、農林水産省

本稿では、水管理に係る課題について触れた上で、手引きの概要及び ICT 水管理の活用事例について紹介する。

資料：総務省「国勢調査」、国立社会保障・人口問題研究所「日本の地域別将来推計人口（平成30（2018）年推計）」を基に農林水産省作成
注：１）国勢調査における人口集中地区を都市、それ以外を農村とした。
２）高齢化率とは、総人口に占める65歳以上の高齢者の割合
３）昭和45（1970）〜令和２（2020）年は「国勢調査」、令和２（2020）〜令和22（2040）年は「日本の地域別将来推計人口(平成30（2018）年推計）」を基に作成

図−２ 農村・都市部の人口と高齢化率

図−１ 基幹的農業従事者数と平均年齢

資料：農林水産省「農林業センサス」を基に作成
注：経営耕地面積を経営耕地面積のある農業経営体数で除したもの

図−３ １農業経営体当たりの経営耕地面積

資料：農林水産省「農業経営構造の変化」
注：「担い手の利用面積」とは、認定農業者（特定農業法人含む）、市町村基本構想の水準到達者、特定農業団体（平成15（2003）年度から）、集落営農を一括管理・運営している集落営農（平成17（1995）年度から）が、所有権、利用権、作業委託（基幹３作業 耕起・代かき、田植え、収穫）により経営する面積。

図−４ 農地面積に占める担い手の利用面積の推移（寄稿文）5

２. 農業水利システムと水管理に係る課題(１)農業水利システムとその構成
農業水利システムは、自然資本である水、社会資本である水利施設、そして制度資本である管理組織（土地改良区等）や水利秩序が相まって機能するものである。具体的には、①流域・水源システム（河川など）②水路システム（頭首工、用水機場、用水路など）③末端ほ場システム（給水栓など）④排水システム（排水路、排水機場な

図−５ 農業水利施設の管理と用水配分（これまでのイメージ）ど）と、これらが機能を発揮できるように構費用で、安定的に用水供給を行うことで築されたある。

⑤水管理システム（管理機器、管理組織、水利秩序）により構成されている。

(３)農業水利システムの再構築と水管理におけるICT技術の活用○用水供給側：土地改良区等の負担（２）で述べた水管理に係る課題に対農業水利施設の規模により、水源容量、応するため、地域の実状や地元の意向、取水量、水路の送水・配水能力などが制

大規模経営体への農地集積の進展に伴うこの中で、⑤は、用水の供給・配分や約されるため、土地改良区は、これらの営農の変化等を踏まえ、農業水利システ排水を行うために、①から④を制御する

制約の下、需要に応じて農業用水を効率ムを構成する水路システム、それを運用ものである。⑤のうち管理機器は、施設的にほ場まで送水・配水する必要がある。

する組織や秩序を見直し、バランスよく管理者である土地改良区等が、施設管理

農業水利施設が位置する範囲は広域に規程や水利使用規則、地域の用排水慣行及ぶため、土地改良区は、多数の施設を特に、この再構築を行う中で、より効等の水利秩序に基づき、遠隔又は機側で連動して操作しなければならない。特に率的な水管理を実現するため、ICT を有施設を監視・制御するために構築する設

水資源量の乏しい地域では、水不足や無効に活用することが今後一層重要となる。

備である。

効放流が生じないように適切に施設を操

なお、ICT の活用に当たっては、地域管理体制の一例としては、土地改良区作する労力を要する。

再構築することが重要である。

農業の将来像や、それを支える水路シスが幹線レベルを、集落単位の水利組合等

また、用水供給と排水を用排水機場にテムと水管理システム（組織・秩序など）が支線レベルを、地域の農業者等がほ場依存している地区では、その運転に掛かの在り方、幹線・支線・ほ場レベルの管レベルの水管理を担うといった重層的なる電気代や燃料費の負担が大きい。

理水準の調和等について、費用、効果、役割分担がなされるといったものが挙げ○用水需要側：個々の農業者の負担

効率性を踏まえながら、関係者が一体とられ、その体制によって地域ごとの水利ほ場で農業用水を利用する農業者におなって検討することが重要である。

用ルールに基づき、用水の供給・配分がいても、経営規模の拡大に伴い、分散錯なされている（図−５）。

ほとなってしまうことや早生・中生・晩３.手引きの概要

幹線・支線レベルの施設の監視・制御

生、移植・直播を組み合わせる必要が生

は、土地改良区事務局の職員が遠隔又はじること等により、給排水栓操作が重荷

手引きでは、まず、ICT 水管理に係る機側で行う場合、土地改良区から委託さとなっている、あるいは複雑化している。

政策的位置付けや、これまでの検討経緯れた操作員が機側で行う場合、慣行に基また、地域によっては、高温障害や渇水について整理している。

づき水利組合等が行う場合などがあり、に対応するための水管理も必要となって地域ごとに多様である。

いる。

ほ場レベルの給排水栓操作は、貸借された農地の場合、所有者（貸し手）が行○農業・農村の変化に伴う水管理に係る課題（１）水管理に係る政策的位置付け

食料・農業・農村基本計画（令和２年３月 3 1 日閣議決定）において、施策推進の基本的な視点としてスマート農業の加速化と農業のデジタルトランスフォー

うのか、耕作者（借り手）が行うのかは農業従事者の減少や農村の混住化・都メーションの推進が位置付けられている。

当事者同士で決められているが、主とし市化といった農村社会の変容、農業経営その中で、農業の持続的な発展に関すて耕作者が行っており、給水栓の操作手の大規模化といった農業構造の変化、消る施策として、自動走行農機や ICT 水管間が経営規模拡大の制約となっている。

費者ニーズの多様化等に伴う営農の変化、理等の営農の省力化等に資する技術の活

農地面積の減少、農地整備の進展等の農用を可能にする農業生産基盤整備の展開(２)水管理に係る課題

業・農村をめぐる情勢の変化、そしてこや、ICT 水管理等の新技術に対応するた

水管理のポイントは、必要な時期に必れに伴う農業用水の需要の変化により、めの土地改良区の運営基盤の強化が位置

要な水量の用水を各ほ場に供給するため農業用水の需要と供給が一致しない事態付けられている。に、供給側である土地改良区と、需要側が増えるおそれがある。

である個々の農業者が、限られた労力と（寄稿文）6

また、土地改良長期計画（令和３年３月 2 3 日閣議決定）において、スマート図−６ ICT水管理システムに係る検討経緯○水路システム

用水の不公平配分、無効放流、維持管理た農業競争力の強化が政策目標として掲

遠方監視（TM）、遠方操作（TC）や分労力の負担等の課題を整理した上で、こげられ、その中で、水需要の多様化に対水の自動化、更には最適配水シミュレー

れらの課題を解決する方策として、ICT応可能なスマート農業の推進が位置付けション等の導入により、水路システムを水管理の導入が有効かどうかを事前に確られている。

管理する土地改良区、水利組合等の見回認する必要がある。

農業の推進による生産コスト削減を通じICT などの新技術を活用した農業水利り・操作に係る労力の削減や無効放流のまた、以下の点に留意する必要がある。

施設の戦略的保全管理と柔軟な水管理の縮減が図られ、効率的な用排水管理が可○技術面推進が政策目標として掲げられ、その中能となることが期待される。

ICT を導入する配水施設（揚水機場、で、柔軟な水管理を可能とする施設整備○ほ場分水ゲートなど）とほ場レベルの多機能等の推進が位置付けられている。

水位の遠方監視装置や多機能型自動給型自動給水栓を効果的に連動させるよう水栓の導入により、農業者の見回り・操にする場合には、配水施設の給水範囲内作に係る労力の節減が図られることが期にある全てのほ場に多機能型自動給水栓待される。

を設置し、ブロック内の全ての用水需要(２)ICT水管理システムの構築に係るこれまでの検討経緯
ICT 水管理システムの構築に係るこれまでの検討経緯は、図−６に示すとおりである。

○システム同士の相互連携を配水施設に適切にフィードバックする

例えば、ほ場の多機能型自動給水栓のことを検討する必要がある。

作動状況に応じ、上流に設置しているポ

次に、配水施設の自動制御化に当たっ

平成 2 6 年度から平成 3 0 年度にかけンプの自動制御を可能とするなどのシスては、用水需要のピーク時に分水量が増て実施された戦略的イノベーション創造

テム連携により、無効放流の縮減、電気大する可能性を想定し、下流側への影響プログラム（SIP）「次世代農林水産業創代の節減等が図られることが期待される。

緩和のため、既設の調整施設を有効活用造技術」において、ICT 省力化技術によ○用水需給情報の共有したり、取水ルールの調整による用水需り効率的な配水・取水を行うための新た土地改良区、水利組合等とその構成員要ピークの分散や ICT を活用した番水のな水管理システム（次世代型水管理シスである農業者が双方の情報をリアルタイ効率化などの工夫を行ったりすることがテム）の概念整理と技術開発が行われた。

ムで共有し、水管理の双方向化を図るこ重要である。

その後、平成 2 9 年度から令和元年度とによって、土地改良区等による需要にま た、 シ ス テ ム の 互 換 性 に つ い て、にかけて、農林水産省は ICT 規格の標準応じた用水供給が可能になり、農業者にICT 機器のシステムの規格・仕様がメー化について「水管理情報のデータ項目による計画的な営農が図られることが期待カー間で必ずしも統一されていないため、関する情報（暫定版）」を作成した。

される。

可能な限り互換性のある機器を導入する

現在は、モデル事業による現場実証を行っているところであり、更なる ICT 水管理システムの社会実装に向けた課題を整理しているところである。

ことが望ましい。

(４)ICT導入における基本事項、留意点○立地設置条件
多機能型自動給水栓の効果を十分に発

２.（２）で述べた水管理に係る課題揮させるためには、農業機械の移動や草への対応のため、施設の機能向上や取水刈りの支障とならない場所への水位・水(３)ICT技術活用の具体例

ルールの変更などを検討しつつ、ICT を温センサー等の設置、ゴミ詰まりなどと一口に「水管理における ICT の活用」導入することが重要であり、手引きでは、いった課題への対応に留意する必要があといっても、その内容や効果は様々であ水管理システムに ICT を導入する目的、る。

る。手引きでは、水管理における ICT の効果、導入における留意点等について整○管理体制活用事例として代表的なものを挙げてい理した。

農業者や農地面積の減少、施設の操作・る。

基本事項として、地区の水管理システ運転を担う人員の減少・高齢化等により、ムに ICT を導入するに当たっては、農業土地改良区等による従来の管理体制が脆（寄稿文）7

図−７ 赤川二期地区（山形県鶴岡市）におけるICTモデル事業の整備内容と導入効果

図−８ ICTモデル事業実施場所

弱となっていくリスクを踏まえ、ICT の○用水供給側では、上流ブロック優先の○ブロック内の全てが自動給水栓に切り導入と合わせて、土地改良区の合併や連水利用のため地区内の下流ブロックに替わらなければ、ポンプ設備と連携し合の設立、土地改良区への地区編入等も含めて、新たな水管理に向けた体制づくりを検討する必要がある。
○機器操作性

おいて用水が不足することた運用はできない。

○農業者個々の給水状況の把握が困難で○ほ場の用水管理はスマートフォンで管あるため、ポンプの固定運転を余儀な理できるが、農業者が操作に不慣れでくされ、維持管理費が高額であることある場合、整備効果が希薄となる可能

ICT 機器を導入しても、操作が不慣れ○用水需要側の課題として、給水栓操作である場合、その効果が十分に発揮するが手動であることから、番水ルールにことができないため、制御ソフトウェア基づく水管理作業労力が膨大であるこの使い方のサポート体制についても検討とが必要である。

そこで、本モデル事業にて、用水供給の人口増大と日本の人口減少といった昨○経済性側の整備としてポンプの自動制御化を、今の社会的・自然的情勢の変化を踏まえ、ICT 導入の初期費用に加えて、通信費

用水需要側の整備として遠方操作型給水農林水産省では「食料・農業・農村基本を始めとした維持管理等の費用も、土地栓の設置および番水ルールへの組込みを法」の見直しを進めており、令和５年６改良区や農業者にとって大きな負担にな行った。

月に取りまとめた「食料・農業・農村政る場合がある。
いたずらに高度なシステムを導入する

その結果、以下のような効果が得られ性がある。

５.おわりに食料安全保障リスク、気候変動、世界策の新たな展開方向」においては、農業た。

水利施設等の適切な保全管理について、のではなく、導入効果、ライフサイクル○各ブロックの面積に応じて均等配水

ICT 等の新技術活用等を推進することをコストなどの経済性、将来の管理体制等し、水利用順序を自動化したことで、を踏まえて、最適な ICT 整備水準を検討

平均配水量が75％に改善した。

する必要がある。

４.活用事例と具体的効果○ポンプの運転時間が短縮したため、節水・節電につながった。

盛り込んだ。
ICT の活用に当たっては、地域農業の将来像や、それを支える水路システムと水管理システム（組織・秩序など）の在○掛け流し状態のほ場が無くなったことり方等について、費用、効果、効率性を

本章では、山形県鶴岡市湯野沢地内にで、地区内での用水不足が大幅に解消踏まえながら、関係者が一体となって検位置する赤川二期地区（以下「本地区」した。さらに下流側への配水量も増加討することが重要である。引き続き現場という。
）において、令和２年度から令した。の実態を踏まえつつ、社会実装を推進し和３年度にかけて実施された ICT 水管理○給水栓の遠隔・自動操作により、水管モデル事業の効果検証結果の概要を述べ理労力が低減した。これにより、番水る（図−７）。の時期（７月下旬〜９月上旬）におい

昭和 5 6 年に山形県営ほ場整備事業「鶴て、特産品である「だだちゃ豆」の肥岡西部地区」により整備された約 3 0 ha

培管理や収穫作業に注力することが可の水田にて ICT モデル事業を実施した能となった。

（図−８）
。

一方で、実証を通じて、以下の意見や本地区内の水管理の課題として、以下の３点が挙げられた。

（寄稿文）8

要望が上がった。
○機械の導入に係る経費が高額である。ていきたい。