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BUSINESS

かんがい排水

写真-1
補修した幹線用水路

写真-2
パイプライン施工状況

「かんがい(灌漑)」とは、作物の栽培に必要な水を耕地へ人為的に供給することを意味します。また、農業の「排水」とは、作物の生育や農作業機械の運行に対して過剰となる耕地の水を排除することを意味し、「かんがい排水事業」等を通じた整備が図られています。

かんがい排水事業等の目的は、第一に食料の安定供給を図ることです。そのために、かんがい用水を安定的に農地に供給できる用水路と、洪水や湿害等による作物の生育被害等を防ぐための排水路を整備します。加えて、かんがい用水では、貯留するダム、取水する頭首工、ポンプ動力で低位より汲み上げる用水機場なども整備の対象となります。また、排水では、ポンプ動力で高位に強制排水する排水機場、河川等に放出させる樋門なども同様です。

北海道におけるかんがい排水施設の変遷

かんがい用水施設

昭和20年代のわが国は、敗戦による社会資本の荒廃と外地邦人の大量引揚げ等が相まって、極端な食料不足に陥りました。このため、食料の増産が北海道に課せられた喫緊の課題となり、従前において開発が困難な土地として残されていた泥炭地などを中心に、新規の開田を目的とした事業が次々と着手されました。

このような条件下で、かんがい用水を確保するための水源開発を要することになりましたが、北海道は年間降水量が少なく、かんがい用水を最も必要とする時期に天水をもたらす梅雨も無いため、昭和20~30年代にかけて、融雪を水源とする大規模な農業用ダムが次々と建設されました。

その後、昭和40年代にコメの完全自給を達成し、新規開田は無くなりましたが、稲作の機械化の進展や、栽培方法の変化などにより、かんがい用水が期別に集中して増加する傾向を示したこともあり、新規水源の開発が進められました。

加えて、北海道では、前述のとおり年間降水量の少ないことや、保水性の小さな土壌が広く分布していることなどから、畑地に対するかんがいの必要性も従前より高いものでした。このため、昭和40年代以降は、それまでかんがいを雨水に頼っていた畑地にも、かんがい用水施設の整備がなされるようになりました。

用水路の構造については、従前殆どが土水路だったものの、法面の浸食や水草の繁茂による通水能力の低下などの課題に対応するため、昭和30年代以降、コンクリート装工による整備が進みました。また、パイプライン用水路も軟弱地盤を中心に採用が進められ、今日では、営農作業の省力化も図られる利点などから、特に小中規模の支線・末端用水路において、広く採用されています。

近年は、昭和30~50年代に整備されたかんがい施設が老朽化しており、その更新や補修が図られています(写真-3,4)。なお、写真-3は、かんがい排水事業で補修を行う幹線用水路の劣化状況について、発注者や地元機関と現地を合同で踏査し、情報共有を図っている様子です。また、写真-4は、農地再編整備事業(=ほ場整備)において、パイプラインに改修する支線用水路の現行供用状況です。

写真-3
老朽用水路の劣化状況確認風景

写真-4
老朽用水路の現行供用状況

排水施設

北海道のような寒冷地では、排水改良により地下水位を低下させることが、特に作物の生育に対し良好な効果をもたらすため、河川整備と連携しながら排水路の整備が進められきました。昭和20~30年代まで土水路による整備が一般的でしたが、以降はコンクリートブロックによる護岸が一般的となり、地形や土質条件に対応して積ブロック護岸や柵渠水路も採用されています。加えて、近年では、自然環境や親水性などに配慮した工法の採用も図られています。

また、石狩川やその支流域では、河川堤防の整備により、洪水時の氾濫被害が減少したものの、大雨時に農地が長時間に亘り滞水し、農作物に被害が及ぶことになりました。これに対処するため、ポンプ動力で堤内の農地に湛水した水を強制排除する排水機場が建設されています。

昨今は、泥炭農地の自然沈下による排水不良や、畑に転換する水田の拡大への対応、降雨量の増加などにより、機能不足が発生している施設も多く、施設の改修や再編が行われています。

なお、写真-5は泥炭土壌による周辺牧草地の自然沈下と排水路底面ブロックの浮き上がりにより、排水能力が低下しているため、国営総合農地防災事業で改修する排水路の現行供用状況です。

写真-5
不良排水路の現行供用状況

かんがい排水の設計例

当社では、国営地区におけるかんがい排水施設の実施設計業務を随時受注しています。写真-6と図-1は、令和2年度に国営T地区で実施した、既設幹線用水路の補修に係る実施設計の現場です。業務対象用水路は、昭和50年代に施工された現場打ちコンクリートフリューム構造で、総延長L=1.1kmでした。現地での機能診断により本用水路は、「流水による側壁と底版の摩耗」や「側壁で寒冷地特有の凍害による欠損」が生じていることを確認しました。この結果をもとに、機能保全の対策案について、経済性を踏まえた補修計画について、発注者や関係機関の担当者との協議を重ね、最終的な補修計画案や補修計画図を完成させました。

写真-6
老朽用水路の劣化状況

補修計画_標準断面図

図-1
補修計画_標準断面図