JPS63169919A - うね間かんがいシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は広大な圃場を効率良くうね間かんがいするシス
テムに関し、詳細には作物の種類や土壌条件、更には水
源側の条件変化に応じた迅速な給水量調節を行なうこと
によって効率的なかんがいを実行できる様にしたうね間
かんがいシステムに関するものである。

［従来の技術］ 作物の収穫量の増減は地域の気象条件によって大きな影
響を受け、特に降雨量の多少による作物生育への影響は
顕著であり、洪水や干ばつに伴なう収穫の激減は有史以
来世界各地において無数の悲劇を生み出してきた。

そこで降雨量の少ない地域では圃場内に人工的な給水設
備を設けて作物に給水し、これによって作物の生育を補
助するという所謂かんがいが実施されている。かんがい
の実施に際しては作物の栽培形態によって幾つかの分類
が考えられるが、現在では（イ）越流かんがい、（ロ）
うね間かんがい、（ハ）ドリップかんがい、（ニ）散水
かんがい等の方法が主流となっており、圃場の地形条件
等を考慮して上記（イ）〜（ニ）のいずれかの方法が利
用されている。

これらのうちうね栽培作物のかんがいには、設備が簡易
で給水量の調節が容易な（ロ）うね間かんがいが汎用さ
れており、その具体的実施手段としては第２図（ａ）　
、　（ｂ）　、　（ｃ）に示す様な方式が利用されてい
る。第２図（ａ）は、通水路４からうね６同士の間の溝
部（うね間）へ給水を行なう方式を示し、水位５の高い
通水路４からうね間に向けてサイフオンチューブ７をか
けわたすことによフて水位の低い圃場内に給水を行なう
。そして給水を停止する場合にはサイフオンチューブ７
を通水路４から撤去する。第２図（ｂ）に示すかんがい
設備では、通水路４の側壁に板状の堰８を設け、堰を開
放したときはうね間への給水がなされ、堰を閉鎖したと
きには圃場への給水が停止される。第２図（ｃ）に示す
かんがい設備では通水路４内の水流を通水口２を介して
うね間に分流し、ゲート３の手動開閉操作によって圃場
への給水及び給水停止を行うものである。

ところが−辺の長さが数百メートルにも及ぶ広大な圃場
を対象とする場合、前記第２図（ａ）〜（Ｃ）　に示す
方式では次の様な不都合を生じる。

即ち同時的に給水を行うことのできろうね間数は、通水
路４の通水量（より正しく言えば水源側の条件、例えば
貯水量）等の条件によって制限されるが、通常は同時的
給水が可能な最太うね間数を１ブロツクと定めて給水を
実行（本明細書ではかん水と言うことがある）し、前記
ブロック単位で順次給水対象を切換えてゆくという方式
が採用されている。そしてかん木実行中のブロックにお
けるかん木時間の設定については、うね間の末端（通水
路４から最も遠い地点）にかんがい水が到達し、更に末
端部の土中への水の浸透が所定深さになるまでの間連続
してかん木するというのがもっとも一般的な方法であっ
た。

ところがこの方法でかん木を実行すると、当該ブロック
に対するかん木が長時間引き続いて行われることになり
、途中で極端な表土の流出（二ローションと称す）を生
じたり、或はうねの末端から予想外に多くのかんがい水
をあふれさせてしまうといったかんがい効率面での問題
を生じたときに、十分な対応を迅速に実行することがで
きないという欠点があった。即ちうね間への給水量を低
減させたい場合、第２図（ａ）のサイフオン方式であれ
ばチューブ径の小さいサイフオンチューブに交換しなけ
ればならないが、圃場の広大さを考えると極めて非能率
的な方法であると言うべきである。また第２図（ｂ）　
、　（Ｃ）の手動ゲート方式の場合は、器具の取換作業
こそ不必要であるが、作業者がいちいちゲートのところ
へ行って開度調整を行なわなければならず、非能率的な
作業が強いられることになるだけでなく、開度調整自体
非常に微妙な精度が要求され、作業員の勘に頼る点が多
く正確な調整は殆んど不可能である。

これに対し最近ＵＳＰ４５７７８０２の提案があり、う
ね間へのかん水を初発段階と定常かんがい段階（浸透段
階）の２段階に分け、しかもうね間合体で供給水量に過
不足を生じない様に前記２段階のかんがいを通して断続
給水による流量制御を行ない、かん木を適切化するとい
うかんがい方式が考え出されている。

即ちかんがい初発段階においては当該ブロックにおけろ
うね末端へかん木が到達するまで複数ブロック間で交番
的に連続して給水を行い、その後は給水を短時間サイク
ルで間欠的に行うことによりて土壌中への含浸水量の過
不足をできる限り抑制し、能率的なかんがいを実行しよ
うとする方法である。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記ＵＳＰの方法では遠隔操作によって開閉制御が行え
る自動開閉バルブが使われているにもかかわらず各段階
で独立にいつでも給水量を変え得る制御については十分
な配慮がなされておらず、ましてや遠隔操作によって給
水量を簡単に調節することなどはまったく考えられてい
ない。従って水源側の条件が変化したときには、１つの
ブロックに属するバルブの配設数を変えるしか方策がな
く、不都合を一気に解消し得る方法とはなり得ていない
。

そこで本発明者らは上記の事情に鑑み、水源側の条件等
が変化する場合であっても全体の能率を大幅に下げるこ
となくうね間へのかん水量が正確に制御され、効率的な
かんがいが実施できるかんがいシステムを提供すること
を目的に種々研究を積み重ね、本発明を完成させるに至
った。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成し得た本発明システムは、放水バルブの
解放又は閉鎖がブロック単位毎に開時間帯及び閉時間帯
を設定してなるシステムにおいて、前記開時間帯に当た
るブロック内の放水バルブを上記開時間帯よりも短い時
間幅で開閉制御する点に要旨を有するものである。

［作用］ 本発明の基本的構成並びにこれに伴う作用を、第１図（
ａ）〜（Ｃ）によって説明する。

圃場に設けられたうね６の長手方向と直交する一辺に通
水管１２を敷設し、該通水管１２には、その長手方向に
沿ってうね６．６の間（うね間）を臨む様に、即ちうね
間数と同数の自動開閉放水バルブ２３を配設する。

上記放水バルブ２３群は等数又は不等数に分割されてブ
ロックを形成するが、１ブロツク内のバルブ数は、通水
管１２に流され得る最大流量及び各バルブ２３において
必要とされる吐出水圧を考慮し、各うね間ごとに必要と
される放出水量を溝足させ得る範囲内で数個（１個を含
む）乃至は数十個に分けられる。従って全ての放水バル
ブ２３はいずれかのブロックに所属されることとなり、
ブロックを単位として放水バルブ２３の開又は閉時間帯
、及び下記の開閉制御がなされるブロックの順序等が設
定される。上記間又は閉時間帯はかんがい条件、供給水
源条件並びに通水管条件が入力されるコントローラ１３
によって決定される。

各ブロックにおける開時間帯［第１図（ｂ）では０．で
示される］及び閉時間帯［第１図（ｂ）ではＣ２で示さ
れる］の配分は第１図（ｂ）に示す様にブロック単位で
設定され、上記時間帯の幅やブロック間の制御順序等は
、水源側条件やうね単位の必要放出水量によって自由に
選定される。

本発明では上記開時間帯０．を第１図（ｅ）に示す様に
さらに短時間幅に細分して放水バルブの開閉制御を行う
。図中のｒＯＮＪは放水バルブ開放状態を示しｒｏＦＦ
Ｊはバルブの閉状態を示す。即ち実質的なバルブ開閉１
よこの開閉制御によって行なわれる。該開閉制御は当該
ブロックが給水実行時間帯に当っていることを前提とし
て行われるものであり、その目的は短時間のサイクル的
なバルブ開閉における開閉時間比の調節によって前記開
時間帯０．における全給水量を調節することにある。従
って前記開時間帯Ｏｐ内におけるＯＮ状態時間の配分に
より、給水量ｉ広範囲に制御でき、水源側条件等が変化
する場合であっても開閉バルブの遠隔操作によってきめ
こまかく正確に給水量を調節することが可能となり、特
に前述の２段階の断続的給水かんがいにおいては各段階
で独立にしかも自由に調節ができ、全圃場に対して更に
効率的なかんがいを行なうことができる。

［実施例］ 第３図は通水管１２内を流れるかんがい水をかんがい必
要先（選択された特定のうね間）に供給したり、該供給
を停止したりする為のダイヤフラム式バルブの例を示す
断面説明図である。制御用作動媒体（圧縮空気等）を作
動媒体注入口２６ａから圧力チャンバー２６内へ高圧充
満させた場合には、該圧力によってダイヤフラム２７が
弁座２５側に押圧当接され（図面の破線位置）、取水口
からのかんがい水の取入れを弁座２５において遮断する
。逆に圧力チャンバー２６から作動媒体を放出してダイ
ヤフラム２７を弁座２５から後退させた場合（図面の実
線位置）には、かんがい水は取水口からバルブ２３内に
流入され更に放出口から一点鎖線矢印Ａに沿って外部へ
排出される。

尚嵌合ねじ２９はストッパー２８を図面の左右に移動さ
せるものであり、ダイヤフラム全開時のかんがい水放出
量が調節される。しかし本発明に適用される自動開閉放
水バルブは上記実施例のものに゛限定されず、その他の
電磁弁や流体作動弁であっても構わない。

上記構造のダイヤフラム式バルブ２３は第１図（ａ）に
示した通水管１２に配設され、多重通信制御タイプのコ
ントローラ１３によって電磁弁１５等を介して開閉制御
される。

各ブロックにおける開時間帯０．及び閉時間帯Ｃ９の長
さは全圃場における総ブロック数やブロック組合せ配列
及び圃場への必要給水量等によって設定され、開時間帯
Ｏ２は第４図（ａ）に示す毎く一定時間一定間隔毎に選
定するものや或は第４図（ｂ）、（Ｃ）に示す様に漸増
又は漸減され、さらにその間隔が不定期なもの等が選定
される。通常は開時間帯ＯＰは数分〜数十分を単位とし
て交番させる場合が多い。このとき上記開時間帯Ｏ２の
全時間ｔ　（ｓｅｃ）にわたって当該ブロック内のバル
ブを連続して開放する場合、バルブ１つの単位時間当た
りの給水量をｑ　ｃｍ’／ｓｅｃ　、ブロック内のバル
ブ数をｎ個とすると全給水量Ｑ０はｑ−ｎ−ｔの積で表
わされる。一方前記間時間帯０．をさらに細分して第１
図（Ｃ）に示す様にＯＮ状態の時間ｔ０とＯＦＦ状態の
時間ｔｌを同一に設定して０Ｎ−ＯＦＦの断続サイクル
を繰返した場合には、全水量Ｑ、はｑ−ｎ・Σｔｏであ
り、Σｔ０はｙ２ｔとなることがらＱ＋−ｙ２ｑ・ｎ−
ｔとなりＱ　＋　＝　’Ａ　Ｑ　ｏに変更できることと
なる。即ち第５図（ａ）、（ｂ）に示す様にＯＮ状態の
時間上〇の幅を変えて時間ｔを分母とし、Σｔ０を分子
とする分数の範囲で自由に給水量を制御することが可能
となる。このときＯＮ状態の時間ｔ。は一定又は可変の
いずれでも構わず、又その間隔も自由に選定できる。即
ち可変の場合は漸増、漸減、増減の繰返し等自由なパタ
ーンを採用することができる。

上記バルブＯＮ状態又はＯＦＦ状態の開閉制御は１ブロ
ツク内のバルブ全部を同時に操作するものであフても良
いし、或は１ブロツク内の全バルブを数個のサブブロッ
クに分けて（１サブブロツクに１バルブでも良い）、サ
ブブロック単位で開閉制御を夫々独立させて行なうもの
でも構わない。

また前記ＯＮ状態の時間上〇は開時間帯Ｏｐの時間ｔよ
りも短く設定されなければならず実操業における適用範
囲は数秒〜数分とするのが好ましい。

次に実際のかんがいを行うときの実施方法の一例を述べ
る。まず通水管に取り付けられたバルブ２３の全数を各
位置で水圧及び通水管条件から計算した放水できる最大
限の大きさのブロックに分け、全体を複数ブロックに分
割する。かん木を行う全ての準備を行った後、コントロ
ーラのかんがいスタートボタンを押して次の順序でかん
木を開始する。まず通水管の端部に位置する一方の端ブ
ロックから順番に各ブロック毎に数分〜数十分の開時間
帯を設定して順次かん木を行っていく、その間にうね間
への放水量が適量であるかどうかを確認する。もし放水
量が多すぎると判断されたときには、何％の給水量を減
少させるかを求め、この給水量調節を前述のＯＮ状態時
間七〇の設定によるバルブの開閉制御によって行う。

このように１ブロツクにおける圃場給水量は該ブロック
における開時間帯内でのバルブのＯＮ状態総時間Σｔｏ
の長短によって自由に選定することができるので、従来
の様に連続して給水を行なう方法に比べ、かんがい水の
給水量調整がより細く多様に且つ確実に行なわれる様に
なる。

また上記０Ｎ−ＯＦＦ状態の切換えサイクル時間を短く
すればする程、見かけ上は連続給水状態に近似させるこ
とができる様になり、従来の手動開閉では達成され得な
かった様な給水量のスムーズな制御が可能となる。

しかもたとえブロック同士が隣接されていない様な設定
であっても、バルブ２３の開閉制御はコントローラ１３
によって緻密に遠隔操作でき、従来の様に移行作業に手
間取ることはまったくない。

［発明の効果］ 本発明システムを採用することによって、放水バルブの
開閉切換えが遠隔操作で確実に行え、給水量調節を全う
ね間に対して均−且つ正確に制御できる様になった。即
ち前記ＵＳＰに記載されたかんがい方法よってうね間へ
の給水量が調節されるようになったが、本発明では更に
細分化したより微細な開閉制御によって２重に給水量調
節がなされることになり、細かく多様な流量制御が行わ
れることになった。その結果かんがい効率が大幅に向上
されることになった。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明システムの基本的な構成を示す説
明図、第１図（ｂ）はブロック毎の開時間帯及び閉時間
帯の設定例を示す図、第１図（ｃ）は開時間帯における
バルブ開閉制御の例を示す説明図、第２図（ａ）〜（Ｃ
）は従来のうね間かんがい方式を示す斜視説期図、第３
図は本発明に使用されるダイヤフラム式バルブの例を示
す断面説明図、第４図（ａ）〜　（Ｃ）はブロック毎の
開時間帯及び閉時間帯の他の設定例を示す説明図、第５
図（ａ）。 （ｂ）は開時間帯のバルブ開閉制御の他の例を示す説明
図である。 ２・・・通水口　　　　　　３・・・ゲート４・・・通
水路　　　　　　５・・・かんがい水位６・・・うね ７・・・サイフオンチューブ ８・・・板状堰　　　　　　１０・・・通水元管１１・
・・圧力計　　　　　１２・・・通水管１３・・・コン
トローラ　　１４・・・エアチューブ１５・・・電磁弁
　　　　　１６・・・電気信号線２１・・・根元バルブ ２３・・・ダイヤフラム式バルブ ２５・・・弁座　　　　　　２６・・・圧力チャンバー
２６ａ・・・作動媒体注入口 ２７・・・ダイヤフラム　　２８・・・ストッパー２９
・・・嵌合ねじ 第３図 ―−−ンーーノ　　　　　’−，，−−ノ　　　　＼！
１１　　　口 °へ　゛へ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圃場の一辺から対向辺に向かって多数列のうねを形成し
   、各うね間にかんがい水を供給するに当たり、うねの長
   さ方向と直交する側の一辺に沿って通水管を敷設すると
   共に、該通水管の長手方向に沿って各うね間を臨む位置
   毎に自動開閉放水バルブを取付け、夫々が個々に所定の
   数の放水バルブからなる複数ブロックを形成して放水バ
   ルブを該複数ブロックのいずれかに所属せしめ、ブロッ
   ク単位毎に開時間帯及び閉時間帯を設定して前記自動開
   閉放水バルブの開放又は閉鎖を行わせるシステムにおい
   て、上記開時間帯に当たるブロック内の放水バルブを該
   時間帯よりも短い時間幅で開閉制御することを特徴とす
   るうね間かんがいシステム。