様々な形状の田んぼダム器具が発揮するピークカット機能
要約
様々な形状の田んぼダム器具が発揮する水田流出量のピークカット効果を算定したり、田面水深への影響を判定するための情報である。田んぼダムの取組みを始める団体が落水枡や畦畔の整備状況、農家の意向に応じて適切な器具を選定することが可能になる。
- キーワード : 流域治水、田んぼダム、ピークカット効果、模擬豪雨
- 担当 : 農村工学研究部門・水利工学研究領域・流域管理グループ
- 代表連絡先 :
- 分類 : 普及成果情報
背景・ねらい
近年は、流域内のあらゆる関係者や施設が協働して洪水被害の防止/軽減を目指す流域治水が推進されており、農業分野が貢献可能な取組みとして田んぼダムが注目されている。田んぼダムは、水田の落水枡に流出を抑制する簡易な器具を取り付け、下流域の浸水被害を軽減させることが狙いである。安価で即効性の高い取組みである一方で、農家の所有する水田を活用することから、農家や地域住民の理解と協力が不可欠となる。
田んぼダム器具は、一般に堰板タイプの機能一体型(以下、一体型)とオリフィスタイプの機能分離型(分離型)に大きく分けられ、形状も様々である。器具によって水田への設置方法や効果の出方、水田への影響等が異なるため、円滑に田んぼダムを継続するためには、器具の特徴を事前に十分把握した上で、取組農家の合意を得て器具を選定することが望ましい。そこで本研究では、タイプや形状の異なる複数器具の特性を数値計算で評価し、器具選定の参考となる情報として整理する。
成果の内容・特徴
- 一体型は水管理用の堰板と同様に取り付けるため容易に導入できる。分離型は堰板と別に設置するため、器具と落水枡の組合せや取付け方法の事前確認が必要である(図1)。
- 図2は、各器具の形状に適した流量計算式(セキの公式、オリフィスの公式など)を用いて、水田側の越流水深と流出量の関係を計算で再現したものである。水深が同じ時に生じる流出量の差が器具の効果である。
- 図3は、模擬豪雨を仮想水田(図1)の水田水収支モデルに入力して、図2のような流量計算式を用いて水田からの流出量と田面水深の推移を求めた結果である。模擬豪雨は3日雨量を対象として、日常的に発生しやすい100mmから極端規模の500mmまで50mm刻みで9段階の雨量を設定しており、各雨量の降雨パターンは1,000通りずつである。器具を取り付けると流出量の最大値は抑制され、貯留効果が高まるために最大水深は上昇する。また降雨前の水深に戻るまでに分離型で1日、一体型で2日程度の遅れがある。
- 図4は雨量規模とピークカット率の評価結果である。器具タイプの特徴として、一体型は比較的小さい雨量で、分離型は300mm程度の比較的大きな雨量でよく効果を発揮する。評価結果の詳細は、器具の形状や水田の条件等によって多少異なる。
普及のための参考情報
- 普及対象 : 農地排水や防災等に係る行政部局、水利施設管理に係る土地改良区、田んぼダムなどの多面的機能支払交付金の取り組み地域及び活動組織を対象。
- 普及予定地域・普及予定面積・普及台数等 : 全国約240万haの水田が対象。土地改良長期計画(2021年3月閣議決定)において、流域治水の促進に向けて田んぼダムの取り組み面積を3倍に増やすことが明記されている。
- その他 : 本成果は研究での使用器具と仮想水田(面積30a、畦畔高0.3m)の例である。模擬豪雨を活用した一連手法で、任意の形状の器具や現地水田条件での効果を評価できる。地域で発揮される防災効果は、流域全体を対象とする数値計算が別途必要となる。
具体的データ
その他
- 予算区分 : 交付金、その他外部資金(PRISM)
- 研究期間 : 2020～2022年度
- 研究担当者 : 皆川裕樹、宮津進(新潟大)、吉田武郎、相原星哉、高田亜沙里、久保田富次郎
- 発表論文等 :
- 皆川ら(2022)農業農村工学会論文集、90:I_157-I_165
- 皆川ら(2014)農業農村工学会論文集、82:147-156