関東低湿地における水平掘削式穿孔暗渠工法技術

タイトル	関東低湿地における水平掘削式穿孔暗渠工法技術
担当機関	--
研究期間	2000～2002
研究担当者	小柴伸夫奥山泰河
発行年度	2002
要約	転換畑において、吸水管を田面下50cmに5m間隔で布設するドレンレイヤーは、従来型暗渠（田面下75cmで10m間隔）と比べて、降雨後の地下水位を速く低下させる。このため、湿害の回避に有効であり、水田における畑作物の収量安定及び品質改善に寄与する。千葉農総研・生産技術部・生産工学研究室--水平掘削式穿孔暗渠は、一工程で吸水管布設とモミガラ充填ができ、作業も速い浅層暗渠工法の一つである。その排水効果は、数値解析や現地圃場試験でも従来型暗渠工法やドレンレイヤー工法と同等以上である。千葉県農総研・生産技術部・生産工学研究室区　分
背景・ねらい	水田において麦・大豆の本件化を進める上では、圃場の排水性を向上させることが重要である。排水性向上のため、従来から施工されてきたドレンチャ工法の暗渠（以下従来型暗渠）は、コストが高く、吸水渠の効果範囲が限られていた。そこで、従来型暗渠よりも低コストで、吸水渠を高密度に浅く布設するドレンレイヤー工法による暗渠（以下ドレンレイヤー）の排水性と畑作物生産への効果を明らかにする。調査は、関東の壌質上の水田圃場において、暗渠施工後から3年間連続して畑利用を行い、従来型暗渠とドレンレイヤーを比較する。現地圃場において、吸水渠が排水効果を発現する範囲は、吸水管の埋設深や口径に関係なく、吸水管から2.5mまでの範囲である。従来型暗渠は、吸水渠幅が広いため排水初期の水位低下は速いが、その後の排水効果は鈍化する。ドレンレイヤーは、吸水渠幅が狭いため排水初期の水位は高いものの、吸水渠の高密度化により排水効果は低下しない（図1）。下方浸透を考慮しないことを想定した室内実験装置（壌質上を19cm厚に充填）による排水試験でも、吸水渠より2.5m離れると、動水勾配はゼロとなる（図2）。ドレンレイヤー施工区は、吸水渠の密度効果が生じるため排水能力が高く、また従来型暗渠と比べて重力水の下方浸透が促進される（図3）。ドレンレイヤー施工区の作物収量は、降水量が少ない時期に栽培される小麦では従来型暗渠施工区と同等であるが、降水量が多い時期に栽培される大豆では、従来型暗渠施工区と同等もしくは増加する（表1）。吸水渠の排水効果を圃場全体に及ぼすためには、ピーク水位時の排水を考慮して、5m間隔で吸水渠を設けることが望ましい。試験結果は、暗渠施工後の転換畑利用だけによって得られたものである。水田へ復元した場合、あるいは水田と転換畑とをローテーションで利用した場合における暗渠の排水効果については、引き続き調査する。［その他］研究課題名：大区画水田における低コスト・効果的暗渠排水による汎用化技術の開発予算区分：先端技術（国補）研究期間： 2000～2002年度研究担当者：奥山泰河（千葉県）、日下勝博（茨城県）、戸倉一泰（埼玉県） [mss@www03 add]$ cat 101/101.xml 関東低湿地における水平掘削式穿孔暗渠工法技術［要　約］水平掘削式穿孔暗渠は、一工程で吸水管布設とモミガラ充填ができ、作業も速い浅層暗渠工法の一つである。その排水効果は、数値解析や現地圃場試験でも従来型暗渠工法やドレンレイヤー工法と同等以上である。千葉県農総研・生産技術部・生産工学研究室区　分関東東海北陸農業・関東東海・作業技術連絡先 info＠agri-exp.midori.chiba.jp分　類行政・普及従来型暗渠では十分な排水対策が行えない湿田を汎用化するために、浅層・無勾配で施工可能な暗渠工法を確立する。ドレンレイヤー工法（以下、ドレンレイヤー）が切刃を牽引して暗渠断面を開溝するのに対して、水平掘削式穿孔暗渠（以下、穿孔暗渠）は掘削により暗渠断面を開溝するため、圃場の土質条件に左右されずに施工ができる。そこで、穿孔暗渠の排水能力や施工条件及び施工コストを明らかにする。
成果の内容・特徴	現地圃場において、吸水渠が排水効果を発現する範囲は、吸水管の埋設深や口径に関係なく、吸水管から2.5mまでの範囲である。従来型暗渠は、吸水渠幅が広いため排水初期の水位低下は速いが、その後の排水効果は鈍化する。ドレンレイヤーは、吸水渠幅が狭いため排水初期の水位は高いものの、吸水渠の高密度化により排水効果は低下しない（図1）。下方浸透を考慮しないことを想定した室内実験装置（壌質上を19cm厚に充填）による排水試験でも、吸水渠より2.5m離れると、動水勾配はゼロとなる（図2）。ドレンレイヤー施工区は、吸水渠の密度効果が生じるため排水能力が高く、また従来型暗渠と比べて重力水の下方浸透が促進される（図3）。ドレンレイヤー施工区の作物収量は、降水量が少ない時期に栽培される小麦では従来型暗渠施工区と同等であるが、降水量が多い時期に栽培される大豆では、従来型暗渠施工区と同等もしくは増加する（表1）。吸水渠の排水効果を圃場全体に及ぼすためには、ピーク水位時の排水を考慮して、5m間隔で吸水渠を設けることが望ましい。試験結果は、暗渠施工後の転換畑利用だけによって得られたものである。水田へ復元した場合、あるいは水田と転換畑とをローテーションで利用した場合における暗渠の排水効果については、引き続き調査する。［その他］研究課題名：大区画水田における低コスト・効果的暗渠排水による汎用化技術の開発予算区分：先端技術（国補）研究期間： 2000～2002年度研究担当者：奥山泰河（千葉県）、日下勝博（茨城県）、戸倉一泰（埼玉県） [mss@www03 add]$ cat 101/101.xml 関東低湿地における水平掘削式穿孔暗渠工法技術［要　約］水平掘削式穿孔暗渠は、一工程で吸水管布設とモミガラ充填ができ、作業も速い浅層暗渠工法の一つである。その排水効果は、数値解析や現地圃場試験でも従来型暗渠工法やドレンレイヤー工法と同等以上である。千葉県農総研・生産技術部・生産工学研究室区　分関東東海北陸農業・関東東海・作業技術連絡先 info＠agri-exp.midori.chiba.jp分　類行政・普及［背景・ねらい］従来型暗渠では十分な排水対策が行えない湿田を汎用化するために、浅層・無勾配で施工可能な暗渠工法を確立する。ドレンレイヤー工法（以下、ドレンレイヤー）が切刃を牽引して暗渠断面を開溝するのに対して、水平掘削式穿孔暗渠（以下、穿孔暗渠）は掘削により暗渠断面を開溝するため、圃場の土質条件に左右されずに施工ができる。そこで、穿孔暗渠の排水能力や施工条件及び施工コストを明らかにする。穿孔暗渠は、図1に示すような掘削と吸水管布設及びモミガラ充填が同時施工の掘削工法のため、土質の制約を受けにくい。また、掘削断面積が小さいため掘削土量・残土量が少ない（図2）。耕盤が硬い圃場では、ドレンレイヤーは施工前にリッパドーザやドレンレイヤーの空引き等の前処理を必要とした（表1）。穿孔暗渠はこのような圃場でも単独施工が可能であり、千葉県の粘質上圃場43a（21.5a×2圃場）では、吸水渠施工を約6時間で完了した。田面上に表面水が存在せず、厚さ20cmの作土が水分で飽和した畑状態を想定して、排水経過時間と作土の重力水排除率の関係を差分法による横浸透解析により算出したところ、穿孔暗渠（間隔5m）の排水能力は他のタイプの暗渠よりも優れていた（図3）。粘質土の圃場において湛水後に排水試験を行い、従来型暗渠（間隔10m、有勾配ホウ）と穿孔暗渠（間隔5m、無勾配）の暗渠間隔中間部における作土層の水位低下速度を比較したところ、両者の排水能力はほぼ同等と考えられた（図4）。穿孔暗渠（間隔5m）の施工コストは、従来型暗渠（間隔10m）に対して約6%減となる。
成果の活用面・留意点	穿孔暗渠ではモミガラ使用量が少なくなりコストの低減化が図れるため、ドレンレイヤーと同様に吸水渠の高密度施工が可能である。穿孔暗渠の施工可能な土壌条件はトレンチャーと同じである。穿孔暗渠の断面は図2のようにフラスコ型となるため、施工時にはモミガラを棒等でついて充填を十分に行う必要がある。
カテゴリ	コスト小麦湿害水田大豆低コスト排水性