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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023149221
(43)【公開日】2023-10-13
(54)【発明の名称】圃場水管理システム
(51)【国際特許分類】
A01G 25/00 20060101AFI20231005BHJP
A01G 25/06 20060101ALI20231005BHJP
【ＦＩ】
A01G25/00 501A
A01G25/00 501F
A01G25/06
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022057669
(22)【出願日】2022-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】300072462
【氏名又は名称】株式会社ほくつう
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(72)【発明者】
【氏名】田中 正
(72)【発明者】
【氏名】竹村 茂雄
(72)【発明者】
【氏名】谷口 輝行
(57)【要約】
【課題】圃場における用水の水位の調整を自動化した圃場水管理システムを提供する。
【解決手段】圃場水管理システム１は、圃場の水位を検出し、検出結果を送る第１水位センサ７０と、用水を導く開口が形成された流入管と、検出結果に基づいて、流入管の開口を開閉し、用水を圃場に供給する自動給水栓と、圃場内の余剰の用水を排出する水位調整部と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】圃場水管理システム１は、圃場の水位を検出し、検出結果を送る第１水位センサ７０と、用水を導く開口が形成された流入管と、検出結果に基づいて、流入管の開口を開閉し、用水を圃場に供給する自動給水栓と、圃場内の余剰の用水を排出する水位調整部と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
圃場の水位を検出し、検出結果を送る第１水位センサと、
用水を導く開口が形成された流入管と、
前記検出結果に基づいて、前記流入管の前記開口を開閉し、前記用水を前記圃場に供給する自動給水栓と、
前記圃場内の余剰の前記用水を排出する水位調整部と、
を備える、圃場水管理システム。
用水を導く開口が形成された流入管と、
前記検出結果に基づいて、前記流入管の前記開口を開閉し、前記用水を前記圃場に供給する自動給水栓と、
前記圃場内の余剰の前記用水を排出する水位調整部と、
を備える、圃場水管理システム。
【請求項2】
前記用水を、前記圃場に埋設された暗渠パイプに供給する地下水供給部を備える、請求項１に記載の圃場水管理システム。
【請求項3】
前記地下水供給部内の水位を検出する第２水位センサを備える、請求項２に記載の圃場水管理システム。
【請求項4】
前記用水を、前記圃場上に供給する地上水供給部を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の圃場水管理システム。
【請求項5】
前記流入管の前記開口、及び前記水位調整部の少なくとも一部が内部に設けられた枡本体を備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の圃場水管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、圃場水管理システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、水田（圃場）における用水の管理に、圃場水管理システムが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１の圃場水管理システムは、流入管と、用水弁と、水位調整部と、を備えている。
流入管内に、用水が流れ込む。用水弁は、流入管の上端面よりも上方に配置される。用水弁には、用水弁用操作ロッドが取付けられている。作業者が用水弁用操作ロッドを操作して用水弁を上下にスライドさせることにより、流入管の上端面が開閉する。
流入管から流れ込んだ用水は、水田に供給される。水位調整部は、水田の用水の水位が所定値になるように、用水を供給したり排出したりする。
特許文献１の圃場水管理システムは、流入管と、用水弁と、水位調整部と、を備えている。
流入管内に、用水が流れ込む。用水弁は、流入管の上端面よりも上方に配置される。用水弁には、用水弁用操作ロッドが取付けられている。作業者が用水弁用操作ロッドを操作して用水弁を上下にスライドさせることにより、流入管の上端面が開閉する。
流入管から流れ込んだ用水は、水田に供給される。水位調整部は、水田の用水の水位が所定値になるように、用水を供給したり排出したりする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平１１－２８９８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、作業者による、水田における用水の水位の調整には、多大な労力を要する。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、圃場における用水の水位の調整を自動化した圃場水管理システムを提供することを目的とする。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、圃場における用水の水位の調整を自動化した圃場水管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
前記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の圃場水管理システムは、圃場の水位を検出し、検出結果を送る第１水位センサと、用水を導く開口が形成された流入管と、前記検出結果に基づいて、前記流入管の前記開口を開閉し、前記用水を前記圃場に供給する自動給水栓と、前記圃場内の余剰の前記用水を排出する水位調整部と、を備えることを特徴としている。
ここで言う圃場には、水田及び畑を含む。
この発明では、第１水位センサによる圃場の水位の検出結果に基づいて、自動給水栓が流入管の開口を開閉し、用水を圃場に供給する。さらに、水位調整部は、圃場内の余剰の用水を排出する。従って、圃場における用水の水位の調整を自動化することができる。
本発明の圃場水管理システムは、圃場の水位を検出し、検出結果を送る第１水位センサと、用水を導く開口が形成された流入管と、前記検出結果に基づいて、前記流入管の前記開口を開閉し、前記用水を前記圃場に供給する自動給水栓と、前記圃場内の余剰の前記用水を排出する水位調整部と、を備えることを特徴としている。
ここで言う圃場には、水田及び畑を含む。
この発明では、第１水位センサによる圃場の水位の検出結果に基づいて、自動給水栓が流入管の開口を開閉し、用水を圃場に供給する。さらに、水位調整部は、圃場内の余剰の用水を排出する。従って、圃場における用水の水位の調整を自動化することができる。
【0006】
また、前記圃場水管理システムにおいて、前記用水を、前記圃場に埋設された暗渠パイプに供給する地下水供給部を備えてもよい。
この発明では、地下水供給部により、暗渠パイプを介して用水を圃場に供給することができる。
この発明では、地下水供給部により、暗渠パイプを介して用水を圃場に供給することができる。
【0007】
また、前記圃場水管理システムにおいて、前記地下水供給部内の水位を検出する第２水位センサを備えてもよい。
この発明では、第２水位センサが検出した地下水供給部内の水位に基づいて、例えば、自動給水栓が流入管の開口を開閉し、用水を圃場に供給することができる。
この発明では、第２水位センサが検出した地下水供給部内の水位に基づいて、例えば、自動給水栓が流入管の開口を開閉し、用水を圃場に供給することができる。
【0008】
また、前記圃場水管理システムにおいて、前記用水を、前記圃場上に供給する地上水供給部を備えてもよい。
この発明では、地上水供給部により、用水を圃場上に供給することができる。
この発明では、地上水供給部により、用水を圃場上に供給することができる。
【0009】
また、前記圃場水管理システムにおいて、前記流入管の前記開口、及び前記水位調整部の少なくとも一部が内部に設けられた枡本体を備えてもよい。
この発明では、用水を枡本体内に導いた後で用水を圃場に供給するとともに、枡本体により流入管及び水位調整部を一体化することができる。
この発明では、用水を枡本体内に導いた後で用水を圃場に供給するとともに、枡本体により流入管及び水位調整部を一体化することができる。
【発明の効果】
【0010】
本発明の圃場水管理システムでは、圃場における用水の水位の調整を自動化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の第１実施形態の圃場水管理システムが用いられる水田の一部を透過した斜視図である。
【図2】同圃場水管理システムにおける枡ユニットの断面図である。
【図3】同枡ユニットにおける栓制御ユニットのブロック図である。
【図4】同圃場水管理システムの第２水位センサの側面図である。
【図5】同第２水位センサを側面視した断面図である。
【図6】水田の構造を説明する断面図である。
【図7】同枡ユニットに接続される配管を説明する平面図である。
【図8】用水が供給されたときの枡ユニットの状態を説明する断面図である。
【図9】水田内の余剰の用水を排出する方法を説明する斜視図である。
【図10】圃場が畑として用いられる場合の一例を説明する断面図である。
【図11】本発明の第２実施形態の圃場水管理システムが用いられる水田の断面図である。
【図12】同圃場水管理システムにおける枡ユニットの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る圃場水管理システムの第１実施形態を、図１から図１０を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施形態の圃場水管理システム１は、圃場である水田２００に施工されて用いられる。圃場水管理システム１は、水田２００における用水の管理に用いられる。なお、図１では、後述する枡ユニット１０に接続される地下灌漑接続管９８、接続管１０２，１０３等の構成を簡略化して示している。
水田２００の周囲は、複数の農道２０１により囲われている。なお、図１では、複数の農道２０１のうちの一部のみを示す。例えば、水田２００は、農道２０１に沿う第１方向Ｘにおいて、複数の耕作区２０２に分割されている。各耕作区２０２は、水平面に沿うとともに第１方向Ｘに直交する第２方向Ｙに沿って延びている。
以下、本発明に係る圃場水管理システムの第１実施形態を、図１から図１０を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施形態の圃場水管理システム１は、圃場である水田２００に施工されて用いられる。圃場水管理システム１は、水田２００における用水の管理に用いられる。なお、図１では、後述する枡ユニット１０に接続される地下灌漑接続管９８、接続管１０２，１０３等の構成を簡略化して示している。
水田２００の周囲は、複数の農道２０１により囲われている。なお、図１では、複数の農道２０１のうちの一部のみを示す。例えば、水田２００は、農道２０１に沿う第１方向Ｘにおいて、複数の耕作区２０２に分割されている。各耕作区２０２は、水平面に沿うとともに第１方向Ｘに直交する第２方向Ｙに沿って延びている。
【0013】
圃場水管理システム１は、枡ユニット１０と、第１水位センサ７０と、暗渠パイプユニット９５と、を備える。
枡ユニット１０は、水田２００と農道２０１との境界に配置されている。図２に示すように、枡ユニット１０は、枡本体１１と、流入管１２と、自動給水栓１３と、地下水供給部１４と、地上水供給部１５と、水位調整部１６と、第２水位センサ１７と、を有する。
枡本体１１は、本体部２０と、仕切り２１と、蓋部２２と、を有する。
例えば、本体部２０は、上方が開口する中空の直方体状である。本体部２０は、平面視における本体部２０の長辺が第１方向Ｘに沿うように配置されている。
枡ユニット１０は、水田２００と農道２０１との境界に配置されている。図２に示すように、枡ユニット１０は、枡本体１１と、流入管１２と、自動給水栓１３と、地下水供給部１４と、地上水供給部１５と、水位調整部１６と、第２水位センサ１７と、を有する。
枡本体１１は、本体部２０と、仕切り２１と、蓋部２２と、を有する。
例えば、本体部２０は、上方が開口する中空の直方体状である。本体部２０は、平面視における本体部２０の長辺が第１方向Ｘに沿うように配置されている。
【0014】
本体部２０の側面には、貫通孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが形成されている。貫通孔２０ａは、本体部２０における第１方向Ｘの第１側Ｘ１（以下では、単に第１側Ｘ１と言う）に配置された側面における下部に形成されている。貫通孔２０ｂは、本体部２０における第１方向Ｘにおける第１側Ｘ１とは反対の第２側Ｘ２（以下では、単に第２側Ｘ２と言う）に配置された側面における下部に形成されている。
貫通孔２０ｃ，２０ｄは、本体部２０における第２方向Ｙの第１側（農道２０１に対する水田２００側）Ｙ１（図１参照。以下では、単に第１側Ｙ１と言う）に配置された側面に形成されている。貫通孔２０ｃは、この側面における下部に形成されている。
貫通孔２０ｄは、この側面における貫通孔２０ｃよりも上方に形成されている。本体部２０の貫通孔２０ｄは、水田２００の田面（水田２００における後述する作土層２０６の上面）２０６ａよりも上方に位置している。
貫通孔２０ｃ，２０ｄは、本体部２０における第２方向Ｙの第１側（農道２０１に対する水田２００側）Ｙ１（図１参照。以下では、単に第１側Ｙ１と言う）に配置された側面に形成されている。貫通孔２０ｃは、この側面における下部に形成されている。
貫通孔２０ｄは、この側面における貫通孔２０ｃよりも上方に形成されている。本体部２０の貫通孔２０ｄは、水田２００の田面（水田２００における後述する作土層２０６の上面）２０６ａよりも上方に位置している。
【0015】
仕切り２１は、板状に形成され、本体部２０内を第１方向Ｘに仕切る。仕切り２１には、第１方向Ｘに貫通する貫通孔２１ａが形成されている。
例えば、蓋部２２は、メッシュ状である。蓋部２２は、本体部２０の開口を塞ぐ。使用者は、蓋部２２を通して本体部２０内を視認できる。
例えば、蓋部２２は、メッシュ状である。蓋部２２は、本体部２０の開口を塞ぐ。使用者は、蓋部２２を通して本体部２０内を視認できる。
【0016】
流入管１２は、第１直管２５と、エルボ管２６と、第２直管２７と、吐出管２８と、を有する。
第１直管２５は、水平面に沿って延びている。第１直管２５は、側面の貫通孔２０ａを通り、この側面に固定されている。この側面と第１直管２５とは、水密に保持されている。
エルボ管２６は、第１直管２５における本体部２０内に配置された端部に接続されている。第２直管２７は、エルボ管２６から上方に向かって延びている。
吐出管２８は、第２直管２７の上端部に固定されている。吐出管２８の内径は、第２直管２７の内径よりも小さい。吐出管２８の上端に形成された開口２８ａは、枡本体１１内に用水を導く。
第１直管２５は、水平面に沿って延びている。第１直管２５は、側面の貫通孔２０ａを通り、この側面に固定されている。この側面と第１直管２５とは、水密に保持されている。
エルボ管２６は、第１直管２５における本体部２０内に配置された端部に接続されている。第２直管２７は、エルボ管２６から上方に向かって延びている。
吐出管２８は、第２直管２７の上端部に固定されている。吐出管２８の内径は、第２直管２７の内径よりも小さい。吐出管２８の上端に形成された開口２８ａは、枡本体１１内に用水を導く。
【0017】
自動給水栓１３は、流入管１２の第２直管２７の上端部に固定されている。図２及び図３に示すように、自動給水栓１３は、栓ユニット３１と、栓制御ユニット３２と、カップ３３と、を有する。
図２に示すように、栓ユニット３１は、止水栓ボール３６と、軸部３７と、を有する。
止水栓ボール３６は、第２直管２７における吐出管２８よりも下方の部分内に配置されている。止水栓ボール３６の外径は、吐出管２８の内径よりも大きい。
軸部３７は、棒状に形成され、上下方向に延びている。軸部３７は、吐出管２８内を通っている。軸部３７の下端部は、止水栓ボール３６に固定されている。
図２では、止水栓ボール３６は、吐出管２８よりも下方から吐出管２８に接触し、流入管１２内を用水が流れるのを防止している。このとき、流入管１２は、用水が内部を流れない閉状態となる。
図２に示すように、栓ユニット３１は、止水栓ボール３６と、軸部３７と、を有する。
止水栓ボール３６は、第２直管２７における吐出管２８よりも下方の部分内に配置されている。止水栓ボール３６の外径は、吐出管２８の内径よりも大きい。
軸部３７は、棒状に形成され、上下方向に延びている。軸部３７は、吐出管２８内を通っている。軸部３７の下端部は、止水栓ボール３６に固定されている。
図２では、止水栓ボール３６は、吐出管２８よりも下方から吐出管２８に接触し、流入管１２内を用水が流れるのを防止している。このとき、流入管１２は、用水が内部を流れない閉状態となる。
【0018】
図３に示すように、栓制御ユニット３２は、ケース４０と、栓駆動部４１と、センサ対応通信部４２と、電源部４３と、栓制御部４４と、記憶部４５と、操作パネル４６と、を有する。
ケース４０は、図示はしないが、ケース本体と、扉と、を有する。ケース本体は、中空の直方体状である。ケース本体には、開口が形成されている。扉は、ケース本体の開口を塞いでこの開口を閉じた状態にしたり、ケース本体の開口から離間してこの開口を開いた状態にしたりすることができる。
ケース４０は、枡本体１１内において、流入管１２の第２直管２７よりも上方に配置されている（図２参照）。
ケース４０は、図示はしないが、ケース本体と、扉と、を有する。ケース本体は、中空の直方体状である。ケース本体には、開口が形成されている。扉は、ケース本体の開口を塞いでこの開口を閉じた状態にしたり、ケース本体の開口から離間してこの開口を開いた状態にしたりすることができる。
ケース４０は、枡本体１１内において、流入管１２の第２直管２７よりも上方に配置されている（図２参照）。
【0019】
栓駆動部４１は、栓ユニット３１の軸部３７を上下方向に移動させる。例えば、栓駆動部４１は、モータ４１ａと、機構部（不図示）と、を有する。例えば、機構部には、公知のラック・アンド・ピニオン機構が用いられる。
閉状態である流入管１２に対して、栓駆動部４１により吐出管２８に対して止水栓ボール３６を下方に移動させる。このとき、止水栓ボール３６は吐出管２８から下方に離間し、流入管１２内を用水が流れることができる。このとき、流入管１２は、用水が内部を流れる開状態となる。
閉状態である流入管１２に対して、栓駆動部４１により吐出管２８に対して止水栓ボール３６を下方に移動させる。このとき、止水栓ボール３６は吐出管２８から下方に離間し、流入管１２内を用水が流れることができる。このとき、流入管１２は、用水が内部を流れる開状態となる。
【0020】
本実施形態では、センサ対応通信部４２は、有線通信により、第１水位センサ７０及び第２水位センサ１７との間で情報の送受信を行う。なお、センサ対応通信部４２は、無線通信により、第１水位センサ７０及び第２水位センサ１７との間で情報の送受信を行ってもよい。
電源部４３は、栓駆動部４１のモータ４１ａ、センサ対応通信部４２、栓制御部４４、記憶部４５、及び操作パネル４６にそれぞれ電力を供給する。
電源部４３は、栓駆動部４１のモータ４１ａ、センサ対応通信部４２、栓制御部４４、記憶部４５、及び操作パネル４６にそれぞれ電力を供給する。
【0021】
栓制御部４４は、栓駆動部４１のモータ４１ａ、センサ対応通信部４２、記憶部４５、及び操作パネル４６に接続されている。栓制御部４４は、栓駆動部４１のモータ４１ａ、及びセンサ対応通信部４２を制御する。
記憶部４５は、栓制御部４４が利用する各種の情報を記憶する。
操作パネル４６では、圃場水管理システム１に関する各種設定や、流入管１２を閉状態又は開状態に切替える操作が行われる。操作パネル４６は、ケース４０内に配置されている。例えば、ケース４０の扉を操作してケース本体の開口を開いた後で、操作パネル４６が操作される。
栓制御部４４は、第２水位センサ１７の後述する検出結果、及び第１水位センサ７０の後述する検出結果に基づいて、流入管１２の開口２８ａを開閉する（流入管１２を開状態にしたり閉状態にしたりする）。そして、栓制御部４４は、用水を水田２００に供給する。
記憶部４５は、栓制御部４４が利用する各種の情報を記憶する。
操作パネル４６では、圃場水管理システム１に関する各種設定や、流入管１２を閉状態又は開状態に切替える操作が行われる。操作パネル４６は、ケース４０内に配置されている。例えば、ケース４０の扉を操作してケース本体の開口を開いた後で、操作パネル４６が操作される。
栓制御部４４は、第２水位センサ１７の後述する検出結果、及び第１水位センサ７０の後述する検出結果に基づいて、流入管１２の開口２８ａを開閉する（流入管１２を開状態にしたり閉状態にしたりする）。そして、栓制御部４４は、用水を水田２００に供給する。
【0022】
図２に示すように、カップ３３は、円板状である。カップ３３の内径は、下方に向かうに従い漸次、大きくなる。カップ３３は、栓制御ユニット３２のケース４０の下面に固定されている。カップ３３は、流入管１２の第２直管２７よりも上方に離間している。
【0023】
地下水供給部１４は、用水を、水田２００に埋設された後述する暗渠パイプユニット９５（暗渠パイプ９６）に供給する。地下水供給部１４は、第１直管４９と、エルボ管５０と、第２直管５１と、を有する。
第１直管４９は、水平面に沿って延びている。第１直管４９は、側面の貫通孔２０ｃを通り、この側面に固定されている。この側面と第１直管４９とは、水密に保持されている。
エルボ管５０は、第１直管４９における本体部２０内に配置された端部に接続されている。第２直管５１は、エルボ管５０から上方に向かって延びている。なお、第２直管５１は、エルボ管５０に着脱可能であってもよい。
第１直管４９は、水平面に沿って延びている。第１直管４９は、側面の貫通孔２０ｃを通り、この側面に固定されている。この側面と第１直管４９とは、水密に保持されている。
エルボ管５０は、第１直管４９における本体部２０内に配置された端部に接続されている。第２直管５１は、エルボ管５０から上方に向かって延びている。なお、第２直管５１は、エルボ管５０に着脱可能であってもよい。
【0024】
本体部２０の貫通孔２０ｄには、堰板５４が取付けられている。例えば、堰板５４は、貫通孔２０ｄに対して上下方向に移動可能である。本体部２０の貫通孔２０ｄ及び堰板５４で、地上水供給部１５を構成する。枡本体１１の貫通孔２０ｄが堰板５４で塞がれていない開状態のときに、地上水供給部１５は、枡本体１１の貫通孔２０ｄを通して、枡本体１１内の用水を、水田２００上に供給する。一方で、枡本体１１の貫通孔２０ｄが堰板５４で塞がれている閉状態のときに、地上水供給部１５は、用水を、水田２００上に供給しない。
水位調整部１６は、水田２００内の余剰の用水を排出する。水位調整部１６は、第１直管５７と、連結継手５８と、第２直管５９と、水位調整管６０と、を有する。
第１直管５７は、水平面に沿って延びている。第１直管５７は、側面の貫通孔２０ｂを通り、この側面に固定されている。この側面と第１直管５７とは、水密に保持されている。
水位調整部１６は、水田２００内の余剰の用水を排出する。水位調整部１６は、第１直管５７と、連結継手５８と、第２直管５９と、水位調整管６０と、を有する。
第１直管５７は、水平面に沿って延びている。第１直管５７は、側面の貫通孔２０ｂを通り、この側面に固定されている。この側面と第１直管５７とは、水密に保持されている。
【0025】
連結継手５８は、Ｔ字状に形成され、３つの接続管５８ａ，５８ｂ，５８ｃを有する。接続管５８ａ，５８ｂは、水平面に沿って延びている。接続管５８ｃは、上方に向かって延びている。
接続管５８ａは、第１直管５７における本体部２０内に配置された端部に接続されている。第２直管５９は、連結継手５８の接続管５８ｃから上方に向かって延びている。
水位調整管６０は、上下方向に沿って延びるとともに、第２直管５９内に配置されている。水位調整管６０は、第２直管５９に対して上下方向に移動できる。すなわち、水位調整部１６では、水位調整管６０の上端の位置を、作業者が手動で調整できる。なお、水位調整部が、水位調整管６０を上下方向に移動させる駆動モータ、及び駆動モータを制御する高さ制御部等を備えることにより、水位調整管６０の上端の位置を自動的に調整可能であってもよい。
接続管５８ａは、第１直管５７における本体部２０内に配置された端部に接続されている。第２直管５９は、連結継手５８の接続管５８ｃから上方に向かって延びている。
水位調整管６０は、上下方向に沿って延びるとともに、第２直管５９内に配置されている。水位調整管６０は、第２直管５９に対して上下方向に移動できる。すなわち、水位調整部１６では、水位調整管６０の上端の位置を、作業者が手動で調整できる。なお、水位調整部が、水位調整管６０を上下方向に移動させる駆動モータ、及び駆動モータを制御する高さ制御部等を備えることにより、水位調整管６０の上端の位置を自動的に調整可能であってもよい。
【0026】
前記地下水供給部１４の第２直管５１を、水位調整部１６の第２直管５９及び水位調整管６０のように構成し、作業者が地下水供給部１４の第２直管５１の上端の位置を手動で調整できるように構成してもよい。
連結継手５８の接続管５８ｂは、開閉弁６３により塞がれている。開閉弁６３には、上下方向に沿って延びる操作ロッド６４の下端部が固定されている。作業者が操作ロッド６４を上下方向に移動させると、開閉弁６３により接続管５８ｂを閉じたり、開いたりすることができる。
連結継手５８の接続管５８ｂは、開閉弁６３により塞がれている。開閉弁６３には、上下方向に沿って延びる操作ロッド６４の下端部が固定されている。作業者が操作ロッド６４を上下方向に移動させると、開閉弁６３により接続管５８ｂを閉じたり、開いたりすることができる。
【0027】
例えば、第２水位センサ１７には、公知のフロート式のセンサが用いられる。この例では、第２水位センサ１７は、地下水供給部１４の第２直管５１内に配置されている。第２水位センサ１７は、地下水供給部１４内の水位（水田２００の地下水位）を検出する。第２水位センサ１７と自動給水栓１３の栓制御部４４とは、図示しない配線で接続されている。水位センサ１７は、水位の検出結果を、この配線を介して栓制御部４４に送る。
なお、第２水位センサ１７を配置する位置は、水田２００の地下水位を検出できる位置であれば限定されず、第２水位センサ１７は枡本体１１の外部に配置されてもよい。
以上説明したように、枡本体１１内の内部には、流入管１２の開口２８ａ、自動給水栓１３、地下水供給部１４、及び水位調整部１６の一部が設けられている。なお、枡本体１１内の内部に、水位調整部１６の全体が設けられていてもよい。
なお、第２水位センサ１７を配置する位置は、水田２００の地下水位を検出できる位置であれば限定されず、第２水位センサ１７は枡本体１１の外部に配置されてもよい。
以上説明したように、枡本体１１内の内部には、流入管１２の開口２８ａ、自動給水栓１３、地下水供給部１４、及び水位調整部１６の一部が設けられている。なお、枡本体１１内の内部に、水位調整部１６の全体が設けられていてもよい。
【0028】
圃場水管理システム１では、流入管１２、自動給水栓１３、地下水供給部１４、地上水供給部１５、及び水位調整部１６を有する枡ユニット１０は、図１に示すように、用水の管理の対象となる水田２００に対する第２方向Ｙにおける第１側Ｙ１とは反対側の第２側Ｙ２（以下では、単に第２側Ｙ２と言う）の端部に配置されている。
【0029】
第１水位センサ７０の構成は、水田２００の水位を検出し、検出結果を送ることが可能なセンサであれば、限定されない。図４及び図５に示すように、第１水位センサ７０は、センサガイド７１と、水位センサ７２と、センサマウント７３と、収容カバー７４と、を有する。
図５に示すように、センサガイド７１は、棒状である。センサガイド７１には、目盛り７１ａが形成されている。センサガイド７１は、上下方向に沿って延び、センサガイド７１の下端部は、水田２００の田面２０６ａに差し込まれている。
例えば、水位センサ７２には、公知のフロート式のセンサが用いられる。水位センサ７２の外面には、基準位置７２ａが示されている。水位センサ７２内には、図示しないスイッチ回路が内蔵されている。例えば、液面の位置が基準位置７２ａよりも下方にあるときには、スイッチ回路はＯＦＦ状態になり、液面の位置が基準位置７２ａよりも上方にあるときには、スイッチ回路はＯＮ状態になる。
水位センサ７２には、リード線７２ｂの第１端部が接続されている。
図５に示すように、センサガイド７１は、棒状である。センサガイド７１には、目盛り７１ａが形成されている。センサガイド７１は、上下方向に沿って延び、センサガイド７１の下端部は、水田２００の田面２０６ａに差し込まれている。
例えば、水位センサ７２には、公知のフロート式のセンサが用いられる。水位センサ７２の外面には、基準位置７２ａが示されている。水位センサ７２内には、図示しないスイッチ回路が内蔵されている。例えば、液面の位置が基準位置７２ａよりも下方にあるときには、スイッチ回路はＯＦＦ状態になり、液面の位置が基準位置７２ａよりも上方にあるときには、スイッチ回路はＯＮ状態になる。
水位センサ７２には、リード線７２ｂの第１端部が接続されている。
【0030】
センサマウント７３は、マウント本体７７と、係合部７８と、止めネジ７９と、を有する。
マウント本体７７は、角筒状に形成されている。マウント本体７７には、図示しない雌ネジ部が形成されている。マウント本体７７内には、センサガイド７１が配置されている。
係合部７８は、側面視でＬ字状を呈し、マウント本体７７に固定されている。係合部７８には、水位センサ７２がネジ等により着脱可能に固定されている。
止めネジ７９は、マウント本体７７の雌ネジ部に嵌め合う。止めネジ７９がセンサガイド７１をマウント本体７７に押し付けることにより、センサガイド７１にマウント本体７７が固定される。
マウント本体７７は、角筒状に形成されている。マウント本体７７には、図示しない雌ネジ部が形成されている。マウント本体７７内には、センサガイド７１が配置されている。
係合部７８は、側面視でＬ字状を呈し、マウント本体７７に固定されている。係合部７８には、水位センサ７２がネジ等により着脱可能に固定されている。
止めネジ７９は、マウント本体７７の雌ネジ部に嵌め合う。止めネジ７９がセンサガイド７１をマウント本体７７に押し付けることにより、センサガイド７１にマウント本体７７が固定される。
【0031】
図４及び図５に示すように、収容カバー７４は、収容パイプ８２と、蓋８３と、を有する。
収容パイプ８２は、円筒状に形成されている。収容パイプ８２の軸線Ｃ方向の第１端部は、外径が小さい差込み部８２ａである。収容パイプ８２における軸線Ｃ方向の第１端部とは反対の第２端部８２ｂには、切欠き８２ｃが形成されている。
収容パイプ８２の側面には、収容パイプ８２の内外を連通する連通孔８２ｄが複数形成されている。
収容パイプ８２は、上下方向に沿って延び、センサガイド７１、水位センサ７２、及びセンサマウント７３を覆っている。収容パイプ８２の下端部は、水田２００の田面２０６ａに差し込まれている。
収容パイプ８２は、円筒状に形成されている。収容パイプ８２の軸線Ｃ方向の第１端部は、外径が小さい差込み部８２ａである。収容パイプ８２における軸線Ｃ方向の第１端部とは反対の第２端部８２ｂには、切欠き８２ｃが形成されている。
収容パイプ８２の側面には、収容パイプ８２の内外を連通する連通孔８２ｄが複数形成されている。
収容パイプ８２は、上下方向に沿って延び、センサガイド７１、水位センサ７２、及びセンサマウント７３を覆っている。収容パイプ８２の下端部は、水田２００の田面２０６ａに差し込まれている。
【0032】
蓋８３は、蓋本体８５と、周壁部８６と、を有する。
蓋本体８５は、円板状である。蓋本体８５は、収容パイプ８２の上端に、収容パイプ８２の上方から接している。周壁部８６は、蓋本体８５の外周縁から下方に向かって突出する。周壁部８６は、収容パイプ８２の上端部を径方向外側から覆う。
切欠き８２ｃには、リード線８９が通されている。リード線８９は、符号を省略したコネクタを介して、リード線７２ｂにおける第１端部とは反対の第２端部に接続されている。リード線８９は、自動給水栓１３の栓制御部４４に接続されている。
第１水位センサ７０の水位センサ７２は、水田２００の水位を検出し、検出結果を栓制御部４４に送る。
蓋本体８５は、円板状である。蓋本体８５は、収容パイプ８２の上端に、収容パイプ８２の上方から接している。周壁部８６は、蓋本体８５の外周縁から下方に向かって突出する。周壁部８６は、収容パイプ８２の上端部を径方向外側から覆う。
切欠き８２ｃには、リード線８９が通されている。リード線８９は、符号を省略したコネクタを介して、リード線７２ｂにおける第１端部とは反対の第２端部に接続されている。リード線８９は、自動給水栓１３の栓制御部４４に接続されている。
第１水位センサ７０の水位センサ７２は、水田２００の水位を検出し、検出結果を栓制御部４４に送る。
【0033】
ここで、水田２００の構造について、図６を用いて説明する。例えば、水田２００は、作土層（作土層土壌）２０６と、下層土２０７と、基層２０８と、を備える。
作土層２０６、下層土２０７、及び基層２０８は、上方から下方に向かって、この順で配置されている。
作土層２０６は、作土により形成された、表層が埋没した層である。作土層２０６の上面が、田面２０６ａである。下層土２０７は、作土層２０６からの溶脱物質の集積層である。作土層２０６及び下層土２０７で、土壌を構成する。基層２０８は、下層土２０７を下方から支持する層で、土壌構造がほとんど見られない層である。
この例では、作土層２０６よりも上方に、表面水Ｗ１がある。
水田２００における作土層２０６及び下層土２０７には、稲２１５が植えられている。
作土層２０６、下層土２０７、及び基層２０８は、上方から下方に向かって、この順で配置されている。
作土層２０６は、作土により形成された、表層が埋没した層である。作土層２０６の上面が、田面２０６ａである。下層土２０７は、作土層２０６からの溶脱物質の集積層である。作土層２０６及び下層土２０７で、土壌を構成する。基層２０８は、下層土２０７を下方から支持する層で、土壌構造がほとんど見られない層である。
この例では、作土層２０６よりも上方に、表面水Ｗ１がある。
水田２００における作土層２０６及び下層土２０７には、稲２１５が植えられている。
【0034】
図１及び図６に示すように、暗渠パイプユニット９５は、複数の暗渠パイプ９６と、暗渠集合パイプ９７と、を有する。
図１に示すように、例えば、複数の暗渠パイプ９６には、暗渠パイプ９６の内外にそれぞれ達する複数の透孔９６ａが形成されている。複数の暗渠パイプ９６は、第２方向Ｙに沿ってそれぞれ延びている。例えば、複数の暗渠パイプ９６は、水田２００における下層土２０７に埋設されている。複数の暗渠パイプ９６は、水勾配を有さず、水平面に沿って配置される。
暗渠集合パイプ９７には、暗渠集合パイプ９７の内外にそれぞれ達する複数の透孔９７ａが形成されていることが好ましい。暗渠集合パイプ９７は、第１方向Ｘに沿って延びている。暗渠集合パイプ９７は、複数の暗渠パイプ９６における第２側Ｙ２の端部に接続されている。
図７に示すように、暗渠集合パイプ９７は、地下灌漑接続管９８を介して、枡ユニット１０における地下水供給部１４の第１直管４９に接続されている。
図１に示すように、例えば、複数の暗渠パイプ９６には、暗渠パイプ９６の内外にそれぞれ達する複数の透孔９６ａが形成されている。複数の暗渠パイプ９６は、第２方向Ｙに沿ってそれぞれ延びている。例えば、複数の暗渠パイプ９６は、水田２００における下層土２０７に埋設されている。複数の暗渠パイプ９６は、水勾配を有さず、水平面に沿って配置される。
暗渠集合パイプ９７には、暗渠集合パイプ９７の内外にそれぞれ達する複数の透孔９７ａが形成されていることが好ましい。暗渠集合パイプ９７は、第１方向Ｘに沿って延びている。暗渠集合パイプ９７は、複数の暗渠パイプ９６における第２側Ｙ２の端部に接続されている。
図７に示すように、暗渠集合パイプ９７は、地下灌漑接続管９８を介して、枡ユニット１０における地下水供給部１４の第１直管４９に接続されている。
【0035】
図１及び図７に示すように、水田２００に対する第２側Ｙ２の農道２０１には、用水管１００及び排水管１０１が埋設されている。用水管１００は、用水を供給するための管である。排水管１０１は、水田２００における余剰の用水を排水として排出するための管である。
用水管１００及び排水管１０１は、第１方向Ｘに沿ってそれぞれ延びている。
用水管１００は、用水接続管１０２を介して、枡ユニット１０における流入管１２の第１直管２５に接続されている。排水管１０１は、排水接続管１０３を介して、枡ユニット１０における水位調整部１６の第１直管５７に接続されている。
地下灌漑接続管９８と排水接続管１０３とは、水閘（水門）１０５ａが設けられた接続管１０５により接続されている。
用水管１００及び排水管１０１は、第１方向Ｘに沿ってそれぞれ延びている。
用水管１００は、用水接続管１０２を介して、枡ユニット１０における流入管１２の第１直管２５に接続されている。排水管１０１は、排水接続管１０３を介して、枡ユニット１０における水位調整部１６の第１直管５７に接続されている。
地下灌漑接続管９８と排水接続管１０３とは、水閘（水門）１０５ａが設けられた接続管１０５により接続されている。
【0036】
次に、以上のように構成された圃場水管理システム１の動作について説明する。第１水位センサ７０及び第２水位センサ１７は、定期的に検出結果を栓制御部４４に送る。予め、流入管１２は開状態であり、地上水供給部１５は開状態であると仮定する。図２に示すように、水田２００に表面水Ｗ１は無い（水田２００の地下水の水位は、田面２０６ａよりも下方に位置している。）と仮定する。水閘１０５ａは、閉状態である。
まず、水田２００に用水を供給する場合について説明する。
まず、水田２００に用水を供給する場合について説明する。
【0037】
用水は、用水管１００、用水接続管１０２を通り、さらに流入管１２の開口２８ａを通して、図８に示すように枡本体１１内に流れ込む。枡本体１１内に流れ込んだ用水Ｗ３は、枡本体１１内での用水Ｗ３の水位に応じて、例えば、地上水供給部１５における枡本体１１の貫通孔２０ｄを通して、枡本体１１外部に流れ出る。流れ出た用水Ｗ３は、水田２００上に供給され、表面水Ｗ１となる。
【0038】
また、枡本体１１内において、地下水供給部１４の第２直管５１内に流れ込んだ用水Ｗ３は、地下灌漑接続管９８、暗渠パイプユニット９５の暗渠集合パイプ９７、複数の暗渠パイプ９６内を、図１中における矢印Ａ１のように流れる。この際に、用水Ｗ３は、暗渠集合パイプ９７の複数の透孔９７ａ及び暗渠パイプ９６の複数の透孔９６ａを通して、水田２００の下層土２０７に供給される。これにより、水田２００の作土層２０６上に表面水Ｗ１が生じる。
例えば、自動給水栓１３の栓制御部４４は、第１水位センサ７０の検出結果に基づいて、水田２００における表面水Ｗ１の水位が、所望の高さになったことを検出する。栓制御部４４が流入管１２を閉状態にすると、地上水供給部１５及び地下水供給部１４による水田２００への用水Ｗ３の供給が止まる。
このとき、使用者は、地上水供給部１５を閉状態にしてもよい。
以上のようにして、水田２００に用水Ｗ３が供給される。
例えば、自動給水栓１３の栓制御部４４は、第１水位センサ７０の検出結果に基づいて、水田２００における表面水Ｗ１の水位が、所望の高さになったことを検出する。栓制御部４４が流入管１２を閉状態にすると、地上水供給部１５及び地下水供給部１４による水田２００への用水Ｗ３の供給が止まる。
このとき、使用者は、地上水供給部１５を閉状態にしてもよい。
以上のようにして、水田２００に用水Ｗ３が供給される。
【0039】
次に、水田２００に雨が降る等して表面水Ｗ１の水位が高くなり、水田２００内の余剰の用水を排出する場合について説明する。予め、流入管１２は閉状態であり、地上水供給部１５は閉状態であると仮定する。
図９に示すように、水田２００の下層土２０７内の用水Ｗ３は、排水として、複数の透孔９７ａを通して暗渠集合パイプ９７内に流れ込んだり、複数の透孔９６ａを通して暗渠パイプ９６内に流れ込んだりする。流れ込んだ排水は、複数の暗渠パイプ９６及び暗渠集合パイプ９７内を、矢印Ａ２のように流れる。
矢印Ａ２のように流れた排水は、地下灌漑接続管９８、地下水供給部１４を通して、枡本体１１内に流れ込む。この排水は、さらに、地上水供給部１５の水位調整管６０の上端から、水位調整管６０内に流れ込む。そして、排水接続管１０３を通して排水管１０１に排出される。
以上のようにして、水田２００内の余剰の用水Ｗ３が排出される。
図９に示すように、水田２００の下層土２０７内の用水Ｗ３は、排水として、複数の透孔９７ａを通して暗渠集合パイプ９７内に流れ込んだり、複数の透孔９６ａを通して暗渠パイプ９６内に流れ込んだりする。流れ込んだ排水は、複数の暗渠パイプ９６及び暗渠集合パイプ９７内を、矢印Ａ２のように流れる。
矢印Ａ２のように流れた排水は、地下灌漑接続管９８、地下水供給部１４を通して、枡本体１１内に流れ込む。この排水は、さらに、地上水供給部１５の水位調整管６０の上端から、水位調整管６０内に流れ込む。そして、排水接続管１０３を通して排水管１０１に排出される。
以上のようにして、水田２００内の余剰の用水Ｗ３が排出される。
【0040】
図１０には、圃場が畑２２０として用いられる場合の一例を示す。畑２２０には、表面水Ｗ１は無く、畑２２０の地下水の水位は、田面（表面）２０６ａよりも下方に位置している。畑２２０における作土層２０６及び下層土２０７には、野菜２２１が植えられている。
自動給水栓１３の栓制御部４４は、第２水位センサ１７の検出結果に基づいて、流入管１２の開状態及び閉状態を切り替え、地下水供給部１４を通して畑２２０に用水Ｗ３を供給する。
自動給水栓１３の栓制御部４４は、第２水位センサ１７の検出結果に基づいて、流入管１２の開状態及び閉状態を切り替え、地下水供給部１４を通して畑２２０に用水Ｗ３を供給する。
【0041】
以上説明したように、本実施形態の圃場水管理システム１では、第１水位センサ７０による水田２００の水位の検出結果に基づいて、自動給水栓１３が流入管１２の開口２８ａを開閉し、用水Ｗ３を水田２００に供給する。さらに、水位調整部１６は、水田２００内の余剰の用水Ｗ３を排出する。従って、水田２００における用水Ｗ３の水位の調整を自動化することができる。
【0042】
圃場水管理システム１は、地下水供給部１４を備える。このため、地下水供給部１４により、暗渠パイプ９６を介して用水Ｗ３を水田２００に供給することができる。
圃場水管理システム１は、第２水位センサ１７を備える。これにより、第２水位センサ１７が検出した地下水供給部１４内の水位に基づいて、自動給水栓１３が流入管１２の開口２８ａを開閉し、用水Ｗ３を水田２００に供給することができる。
圃場水管理システム１は、第２水位センサ１７を備える。これにより、第２水位センサ１７が検出した地下水供給部１４内の水位に基づいて、自動給水栓１３が流入管１２の開口２８ａを開閉し、用水Ｗ３を水田２００に供給することができる。
【0043】
圃場水管理システム１は、地上水供給部１５を備える。このため、地上水供給部１５により、用水Ｗ３を水田２００上に供給することができる。
圃場水管理システム１は、枡本体１１を備える。用水Ｗ３を枡本体１１内に導いた後で用水Ｗ３を水田２００に供給するとともに、対象となる水田２００に対する第２側Ｙ２の端部において、枡本体１１により流入管１２及び水位調整部１６を一体化することができる。
圃場水管理システム１は、枡本体１１を備える。用水Ｗ３を枡本体１１内に導いた後で用水Ｗ３を水田２００に供給するとともに、対象となる水田２００に対する第２側Ｙ２の端部において、枡本体１１により流入管１２及び水位調整部１６を一体化することができる。
【0044】
第１実施形態の圃場水管理システム１では、後述する第２実施形態の圃場水管理システム２に比べて、用水管１００及び排水管１０１を埋設するための農道２０１の幅（第２方向Ｙの長さ）を狭くすることができる。
なお、本実施形態の圃場水管理システム１は、枡本体１１、地下水供給部１４、地上水供給部１５、及び第２水位センサ１７の少なくとも１つを備えなくてもよい。
なお、本実施形態の圃場水管理システム１は、枡本体１１、地下水供給部１４、地上水供給部１５、及び第２水位センサ１７の少なくとも１つを備えなくてもよい。
【0045】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１１及び図１２を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図１１に示すように、本実施形態の圃場水管理システム２では、枡ユニット１１０及び水位調整部１６が、用水Ｗ３の管理の対象となる水田２００を第２方向Ｙに挟むように配置されている。なお、図１１では、圃場水管理システム２の構成の一部を簡略化して示している。
具体的には、枡ユニット１１０が、水田２００に対する第２側Ｙ２に配置され、水位調整部１６が、水田２００に対する、第１側Ｙ１に配置されている。
次に、本発明の第２実施形態について図１１及び図１２を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図１１に示すように、本実施形態の圃場水管理システム２では、枡ユニット１１０及び水位調整部１６が、用水Ｗ３の管理の対象となる水田２００を第２方向Ｙに挟むように配置されている。なお、図１１では、圃場水管理システム２の構成の一部を簡略化して示している。
具体的には、枡ユニット１１０が、水田２００に対する第２側Ｙ２に配置され、水位調整部１６が、水田２００に対する、第１側Ｙ１に配置されている。
【0046】
水位調整部１６は、水田２００の第１側Ｙ１の端部において、枡本体内に配置されてもよいし、連結継手５８の接続管５８ｂが、開閉弁６３により塞がれていてもよい。
水田２００に対する第２側Ｙ２の農道２０１には、用水管１００が埋設されている。水田２００に対する第１側Ｙ１の農道２０１には、排水溝１０１Ａが設けられている。
水田２００に対する第２側Ｙ２の農道２０１には、用水管１００が埋設されている。水田２００に対する第１側Ｙ１の農道２０１には、排水溝１０１Ａが設けられている。
【0047】
図１２に示すように、枡ユニット１１０は、第１実施形態の枡ユニット１０に対して、仕切り２１、水位調整部１６、開閉弁６３、及び操作ロッド６４を備えていない。
以上のように構成された圃場水管理システム２によっても、水田２００における用水Ｗ３の水位の調整を自動化することができる。
以上のように構成された圃場水管理システム２によっても、水田２００における用水Ｗ３の水位の調整を自動化することができる。
【0048】
以上、本発明の第１実施形態及び第２実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【0049】
１，２ 圃場水管理システム
１２ 流入管
１３ 自動給水栓
１４ 地下水供給部
１５ 地上水供給部
１６ 水位調整部
１７ 第２水位センサ
２８ａ 開口
７０ 第１水位センサ
８５ 蓋本体
９６ 暗渠パイプ
２００ 水田（圃場）
Ｗ３ 用水
１２ 流入管
１３ 自動給水栓
１４ 地下水供給部
１５ 地上水供給部
１６ 水位調整部
１７ 第２水位センサ
２８ａ 開口
７０ 第１水位センサ
８５ 蓋本体
９６ 暗渠パイプ
２００ 水田（圃場）
Ｗ３ 用水
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】