分水ブロック単位での配水の均等性を可視化する配水調整モデル

要約

支線水路から圃場ブロックへと配水する分水工における配水管理を効率化する、水理解析モデルにもとづく分水量の調整支援手法である。既設の基幹水管理システムを補完する送配水管理の見える化によって、配水調整への労力を軽減できる

• キーワード : 末端の分水工、分水の均等性、DX、渇水調整
• 担当 : 農村工学研究部門・水利工学研究領域・水利制御グループ
• 代表連絡先 :
• 分類 : 研究成果情報

背景・ねらい

水利システムの最下流側に位置する小水路や圃場へ供給する配水の管理は、施設管理者が多くの分水工を現地で手動で操作するため、恒常的に負担の大きい業務となっている。これに加え、近年の気候変動に伴う極端な高温・渇水等の発生により、番水灌漑などの複雑な需給調整が必要となる局面では、その労力はさらに甚大なものとなる。そのため、分水工のゲート操作は、平時の業務の効率化および非常時の対応力の強化を実現する手段として、DXの活用による管理の省力化と高度化が求められている。本成果は、水理解析を用いた配水調整モデルを構築し、配水の過不足を可視化することで、小水路等への均等な配水を可能とし、管理の省力化と管理目標とする流量への追随精度の向上を図る支援手法である。

成果の内容・特徴

• 樹枝状に分岐する水路システムでは、農業用水の供給を管理する土地改良区等が支線水路から分水工を操作して小水路や分水ブロック(圃場ブロック)に必要な水量を配分する。本成果では、支線から分岐する複数のブロックへの供給水量を計算する用水系の水理解析ロジック(以下「本モデル」)を構築する(図1)。本モデルによる解析結果に基づき、受益面積の大きい圃場ブロック等への配水量の変化が、他の分水工や支線の末端への到達水量に対する過不足の影響を定量的に評価できる。
• 幹線から支線への供給量の調整が必要な際には、本モデルの水理解析ロジックに基づく支援アプリケーション(以下「本ツール」)が、既存の水管理システム(TM/TC)の流量データや補給水ポンプの稼働状況等を入力データとして取り込み、支線単位での「供給水量」と「必要水量(管理目標値)」を比較表示する。
• これにより、圃場ブロック単位での需給のギャップを可視化するとともに、圃場ブロック相互の水の融通や、補給用ポンプの利用あるいは抑制といった利用水源の状況を判断材料として活用することで、支線内の各圃場ブロックへの目標流量への追随を可能にする(図2)。
• 渇水時や反復利用に対応した柔軟な運用を可能にするため、本ツールでは平時の管理目標とする必要水量だけでなく、渇水時の番水灌漑や調整池・反復利用水の活用など、状況に応じたシナリオ設定が可能である。これにより、従来の経験と勘に頼った調整から、データに基づく定量的な配水計画の策定と実行を支援する。

成果の活用面・留意点

• 本成果は主に供給側(基幹・支線レベル)の農業用水を供給する際の管理労力の省力化を主眼としている。今後、普及が進むスマート給水栓などの需要側(圃場レベル)のデータと連携することで、より精緻かつ即時的な需給調整が可能となる。

具体的データ

その他

• 予算区分 : 交付金、農林水産省(みどりの食料システム戦略実現技術開発・社会実装促進事業 : 気候変動に対応するための農林水産業の温暖化適応技術の開発～農林業における気候変動適応技術～)、民間資金等(資金提供型共同研究)
• 研究期間 : 2022～2025年度
• 研究担当者 : 中田達、人見忠良、中矢哲郎、関野智(株式会社IHI)、長谷川文夫(株式会社IHI)、吉田公亮(株式会社IHI)
• 発表論文等 : 中田ら(2026)農業農村工学会誌、94:93-98