ネットワークの構造と性能の明示による幹線用水路の更新計画の考え方

• 担当機関: （独）農業・食品産業技術総合研究機構 農村工学研究所
• 研究期間: 2013～2013
• 研究担当者: 樽屋啓之; 中田 達; 田中良和
• 発行年度: 2013
• 要約: 既設幹線用水路がかかえる水利用機能上の問題を解決し適切な更新を実現する計画立案の考え方である。水路のネットワーク構造がもつ基本性能である水路断面と水路区間の構造区分に基づき要求性能を満足するネットワーク構造を関係者間で立案できる。
• キーワード: 更新事業、ネットワーク構造、水路断面、水路区間、要求性能
• 背景・ねらい: 現行の用水路システムの現場で発生している問題の典型的事例は、「用水の不均等配分・末端不到達」、「無効放流」などである。これらの問題は、用水路の現況の性能が水利用等の変化により要求性能を満足しない(満足しなくなった)ことに原因のあるケースが多い。; この場合、特定施設の単独改修だけで問題は解決できない。本研究では、更新事業の地区調査における幹線用水路を対象とし、そのネットワーク構造が有する性能の観点とその明示から、現場の問題を解決し要求性能に応える関係者間での更新計画案導出の考え方を示す。

成果の内容・特徴

1. 用水路システムは、「線」である用水路を「点」で結んだネットワーク構造を持っている。水路のネットワーク構造の持つ性能は、一般に、水路断面と水路区間に基づく構造的区分と通水性能と制御管理性能に基づく性能区分の組合せによって表示できる(表1)。
2. 用水路システムの更新時において、既設水路断面の分割、新たな断面の追加などにより、水路断面の変更方法には一般に複数の選択肢がある(表2)。「二連化」や「バイパス化」などの既存更新技術は、表2の分類の下に整理できる。
3. 図1には(1)区間の専有化による更新方法、(2)区間の共有化による更新方法、の2通りの更新方法を示している。いま、仮想的な用水区間ABを考え、区間ABの左岸に2つの分水点a、bがあるとすれば、用水の経路は、A→a、A→b、A→Bの3通りある。図1(1)は、これらの3経路がAB区間を「共有」している状態を表している。一方、AB区間の断面と区間の分割により、AB区間の3通りの経路が、図1(2)、(3)を経て、各分水工の「専有」区間に変わる(専有化される)。(2)の方法は(1)と逆の手順になる。
4. 水路区間の更新方法には、専有化⇔共有化の変更だけではなく、開水路⇔管水路の変更、上流制御⇔下流制御の変更、その他の変更による選択肢(表1)があり、これらはネットワークの構造(水路断面、水路区間)の変更に対応して検討できる。
5. 図2は、ネットワーク構造の性能チェックに基づく幹線用水路の更新計画立案のフローチャートである。事業主体等の計画・設計技術者は水利システム全体のネットワーク構造を図化(手順1)し、水路断面と区間の各種性能を調査し(手順2、表1、表2、図1)、設計者は管理者と利用者の協力を得てネットワーク構造の主要な分水地点で水理機能診断を実施し(手順3)、主要地点の要求性能について関係者間の合意を形成する。
6. 合意を基に、更新される用水路システムの立案→概査→精査のプロセス(図2-手順4～6)を所定の性能が満足されるまで繰り返し、関係者間で更新計画案を絞り込む。

成果の活用面・留意点

1. 農政局調査管理事務所等で行われる事業地区調査及び計画に活用が期待できる。
2. 分水工地点での具体的要求性能調査(図2の手順3)の方法については、発表論文2)3)を参照。

• 研究内容: http://www.naro.affrc.go.jp/project/results/laboratory/nkk/2013/nkk13_s12.html