東日本大震災による農地塩害長期化に及ぼす農地・排水施設の被害とその対策
要約
津波により被災した宮城県仙台平野沿岸部では、排水施設の復旧遅れによる除塩排水能力の低下と海側からの塩水侵入により水路の塩水化が長期化している。除塩には地域全体の排水機能の復旧の前段階でも、圃場毎での対策が可能なブロック排水が有効である。
- キーワード:津波、塩害、除塩、海水侵入、排水機場、ブロック排水
- 担当:農村防災・減災・農地・地盤災害防止
- 代表連絡先:電話 029-838-7568
- 研究所名:農村工学研究所・水利工学研究領域
- 分類:研究成果情報
背景・ねらい
東日本沿岸部農業地域に甚大な被害をもたらした地震動と津波による塩害に対し、除塩対策が実施されているが、1年以上経過した現在においても塩害が長期化している。そこで、宮城県仙台平野沿岸部を対象に、地盤沈下、排水施設系の排水機能を含めた被災状況の影響を把握し、塩害長期化の原因の特定とその対策について明らかにする。
成果の内容・特徴
- 図1には2012年9月時点の宮城県亘理地区における排水路と排水機場周辺の水路中の電気伝導度(ECw)の測定結果を示す(地盤標高データは国土地理院より貸与)。亘理地区全体においては平均すると40cmの地盤沈下が生じた。内陸の排水路LINEA～LINE5までのECwを比較すると、標高が低く、排水が停滞している水路は全て中レベル以上の塩分濃度にあり、下流に近いほど塩水遡上の影響を受け高レベルになっている。水路の塩水化は排水の停滞による海側の排水路の高濃度塩分の遡上と地下からの海水浸透の影響が大きい。
- 内陸部の排水路を見るとLINE4付近は水路底には堆積物が残留し水深は90cmと浅く、水田内の湛水水位と排水路水位はほぼ同じであり、流れは停滞している状態であった(写真1)。LINE2、5もほぼ同じ状況で排水路水位は高く水田内も湛水している状況であった。このように排水地区内では、降雨後の排水機能が低下しているため田面、小排水路、幹線排水路がほぼ同じ水位になっており、農地の排水が停滞している状況にある。
- 早期営農開始のための対策としては、除塩対象農地をブロックに分け、図3のように小排水路水位を暗渠排水口以下まで下げる対策が考えられる。その上で調節ポンプにより残留塩分を幹線水路側に排水するブロック排水を行い、幹線排水路水位を通常より高く設定し、淡水供給量を増やすことで、海側の塩水浸透を抑制することが可能になる。
- 津波による海水侵入を受けた名取地区農地の根圏域30cmまでのEC(1:5)を測定した結果を図2に示す。被災直後はヘドロ層にあたる表層のみかなり高く、その直下深さ3-5cm程度からは急激に減少するという傾向にある。しかし1年経過すると、表層から下層にわたり塩分が減少している。残留塩分から除塩水量を換算すると、表1のように海側の標高の低い箇所においても排水機能が回復し、海側の海水浸透対策を行えば1年以内に自然降雨により除塩できる量である。(除塩水量の算定方法は発表論文1)に記載)
成果の活用面・留意点
- 灌漑の開始などにより、陸域の淡水供給が増加すれば震災前程度に淡塩境界深さが回復する可能性があるなど、不確定要素も多いため、地下水EC濃度のモニタリングを行いながら地区全体の排水を行うことが必要である。
- 塩害が継続する東日本沿岸農地における除塩対策策定の際の基礎資料として活用することができる。
具体的データ
その他
- 中課題名:高機能・低コスト調査技術を活用した農地・地盤災害の防止技術の開発
- 中課題番号:412a0
- 予算区分:交付金
- 研究期間:2012年度
- 研究担当者:中矢哲郎、丹治肇、桐博英
- 発表論文等:
1)中矢ら(2013)土木学会論文集B1(水工学)69(4):I_1471-I_1476
2)中矢ら(2012)農業農村工学会大会講演会講演要旨集:42-43