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JP2015195740A - 用水マスおよび地下灌漑システム - Google Patents

用水マスおよび地下灌漑システム Download PDF

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JP2015195740A JP2014074003A JP2014074003A JP2015195740A JP 2015195740 A JP2015195740 A JP 2015195740A JP 2014074003 A JP2014074003 A JP 2014074003A JP 2014074003 A JP2014074003 A JP 2014074003A JP 2015195740 A JP2015195740 A JP 2015195740A
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芳紀 杉本
國彦 坂下
Kunihiko Sakashita
國彦 坂下
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Abstract

【課題】畑作と稲作とを行う場合に低コスト化を図る。
【解決手段】用水マス20は、外部から水を取り込む吸水口22を有したマス本体21と、マス本体21の底面に形成され、地中に埋設された暗渠管13に接続される第一の排水口23と、マス本体21の側面に形成され、水田3に水を供給する水供給管15に接続される第二の排水口24と、第一の排水口23に装着されるストレーナー25と、を備える。ストレーナー25は、筒状で、両端部にそれぞれ第一の排水口23に挿入可能な挿入部25a,25bを有するとともに、中間部の外周面にマス本体21内からストレーナー25内に水が流入する複数の流入孔25cを有し、一方の挿入部25bは閉塞されている。
【選択図】図4

Description

本発明は、用水マスおよび地下灌漑システムに関する。
畑作や稲作における作物への水分供給に、地下灌漑システムを用いることが行われている。地下灌漑システムは、用水路から用水マスを経て導入した水を、地中に埋設した暗渠管に通し、暗渠管から地中にしみ出る水によって、地中への水分供給を行っている。暗渠管の下流側には排水管が接続され、排水管は排水路に排水できるようになっている。また、排水管には、地下灌漑システムの開閉弁として水閘が設けられている。
特許文献1には、上記したような地下灌漑システムに用いる水位調節装置が開示されている。この水位調節装置は、下部パイプと、下部パイプ上に着脱可能に連結される上部パイプと、上部パイプに上方に向けてスライド可能に装着されるスライドパイプと、を備えている。そして、畑作時、下部パイプと上部パイプとを離間させ、下部パイプの上端によって地下水位を設定する。稲作時には、下部パイプ上に上部パイプを連結し、スライドパイプを上部パイプに対して上下方向にスライドさせることによって、地下水位を調整している。
特許第4152692号公報
上記したように、特許文献1では、畑作および稲作のいずれか一方を選択して行う場合に、一つの水位調節装置で地下水位の調整を行うことができるため、有効である。
しかし、稲作を行う場合に、暗渠管から水を供給するのではなく、用水路から圃場に水を直接供給する場合もある。
そのような場合、用水路から地下灌漑システムに水を供給する用水マスとは別に、圃場に直接水を供給するための用水マスを設ける必要があり、コストがかかるという問題があった。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、畑作と稲作とを行う場合に低コスト化を図ることができる用水マスおよび地下灌漑システムを提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る用水マスは、外部から水を取り込む吸水口を有したマス本体と、前記マス本体の底面に形成され、地中に埋設された暗渠管に接続される第一の排水口と、前記マス本体の側面に形成され、水田に前記水を供給する水供給管に接続される第二の排水口と、前記第一の排水口に装着されるストレーナーと、を備え、前記ストレーナーは、筒状で、両端部にそれぞれ前記第一の排水口に挿入可能な挿入部を有するとともに、中間部の外周面に前記マス本体内から前記ストレーナー内に水が流入する複数の流入孔を有し、一方の前記挿入部は閉塞されていることを特徴とする。
このような構成によれば、稲作時には、第一の排水口を閉塞することで、吸水口を通して外部からマス本体に取り込んだ水を、第二の排水口から水供給管を通し、水田に供給することができる。また、畑作時には、第二の排水口を閉塞すれば、第一の排水口から暗渠管を通し、地中に水を供給することができる。このようにして一つの用水マスで、稲作時と畑作時の双方に対して水を供給することが可能となる。
また、第一の排水口から水を送り出す場合、ストレーナーにおいて、閉塞された側の挿入部を上方に向け、他方の挿入部を第一の排水口に挿入させることにより、マス本体内の水が流入孔を通してストレーナー内に流入し、第一の排水口から水を送り出すことができる。
第二の排水口から水を送り出すに際して第一の排水口を閉塞する場合、ストレーナーにおいて、閉塞された側の挿入部を第一の排水口に挿入させると、第一の排水口が閉塞される。
このようにして、ストレーナーを上下に入れ替えることのみで、第一の排水口の開放又は閉塞を容易に切り替えることができる。
本発明に係る地下灌漑システムは、上記したような用水マスと、前記第一の排水口に接続され、地中に埋設された暗渠管と、前記暗渠管の下流側に接続され、地下水位を調整する地下水位調整水閘と、を備えていることを特徴とする。
このような地下灌漑システムによれば、畑作時には、用水マスの第一の排水口から送り出された水を、暗渠管を通して地中に供給することができる。
そして、地中に供給された水の地下水位は、地下水位調整水閘によって、生育させる作物の種類等に応じて調整することができる。
また、本発明に係る地下灌漑システムにおいて、前記地下水位調整水閘は、前記暗渠管に接続される導入口および排水管に接続される排水口を底部に備え、前記底部から上方に向けて延びる外筒と、前記外筒内に設けられ、下端が前記排水口に接続され、上下方向に複数の貫通孔が形成された内筒と、前記内筒の外周面に装着され、前記内筒に対する上下方向の装着位置に応じて複数の前記貫通孔を閉塞可能な閉塞カバーと、を備え、前記閉塞カバーは、前記内筒の外周面に対し、前記内筒の径方向に弾性変形可能であり、前記内筒の外周面に密着して前記貫通孔を閉塞する状態と、前記内筒の外周面から径方向外周側に弾性変形し、前記内筒に沿って上下方向にスライド移動可能な状態と、の間で切り替え可能とされているようにしてもよい。
このような構成によれば、内筒に対する閉塞カバーの位置を上下方向に変更することで、複数の貫通孔を適宜閉塞することができ、地下水位を調整することができる。そして、閉塞カバーを上下方向に移動させるときには、閉塞カバーを弾性変形させて内筒の径方向外方に広げることによって、閉塞カバーを容易にスライド移動させることができる。そして、閉塞カバーの移動後は、弾性により径方向内方に変形して元の形状に戻ることで、閉塞カバーは外周面に密着する。このような構成は、閉塞カバーを径方向に弾性変形可能とすればよいので、簡易な構成で実現することができる。
本発明に係る用水マスおよび地下灌漑システムによれば、ストレーナーを上下に入れ替えるのみで、第一の排水口の開放または閉塞を容易に切り替えることができる。したがって、一つの用水マスで、稲作時と畑作時の双方に対して水を低コストで供給することが可能となる。
本発明の一実施形態に係る用水マスおよび地下灌漑システムの全体構成を示す模式図であり、畑作を行う場合の構成を示す断面図である。 地下水位調整水閘に備えられた内筒および閉塞カバーを示す図であり、(a)は正面図、(b)は側面図である。 内筒を外筒の排水口から引き抜いて、係止部に係止させた状態を示す図である。 本実施形態の地下灌漑システムで稲作を行う場合の構成を示す断面図である。 上記地下水位調整水閘の変形例の構成を示す図であり、(a)は貫通孔を永孔とした内筒を示す正面図、(b)は(a)の側面図、(c)は(a)の背面図である。 上記地下水位調整水閘の他の変形例の構成を示す図であり、(a)は、回転式の閉塞カバーを設けた内筒を示す正面図、(b)は(a)の側面図である。 図6の要部を示す斜視図である。 上記地下水位調整水閘のさらに他の変形例の構成を示す図であり、ゴム製の閉塞カバーを設けた内筒を備える地下水位調整水閘の一部断面図である。 ゴム製の閉塞カバーの下端部の拡大断面図である。
以下、添付図面を参照して、本発明による用水マスおよび地下灌漑システムを実施するための形態を説明する。しかし、本発明はこの実施形態のみに限定されるものではない。
図1は、本発明の一実施形態に係る用水マスおよび地下灌漑システムの全体構成を示す模式図であり、畑作を行う場合の構成を示す断面図である。図2は、地下水位調整水閘に備えられた内筒および閉塞カバーを示す図であり、(a)は正面図、(b)は側面図である。図3は、内筒を外筒の排水口から引き抜いて、係止部に係止させた状態を示す図である。図4は、本実施形態の地下灌漑システムで稲作を行う場合の構成を示す断面図である。
図1に示すように、地下灌漑システム10は、用水路(外部)1に接続された用水マス20と、用水マス20に接続されて下方に延びる給水管12と、給水管12に接続され、所定の水勾配で地中に埋設された暗渠管13と、暗渠管13の下流側に接続された地下水位調整水閘40と、地下水位調整水閘40と排水路2との間に接続された排水管14と、を備えた配管構造となっている。
用水マス20は、マス本体21と、ストレーナー25と、蓋体28と、を備えている。
マス本体21は、上方に形成された開口部21aと、側面に形成された吸水口22および側部排水口(第二の排水口)24と、底面に形成された底部排水口(第一の排水口)23と、を有している。
吸水口22には、取水管11が接続され、用水路1からマス本体21内に水が取り込まれる。この吸水口22は、複数設けられていてもよい。
側部排水口24は、水田に水を供給する水供給管15(図4参照)が接続可能とされる。この側部排水口24は、着脱可能な止水栓26により閉塞可能となっている。止水栓26は、飛散や盗難防止のため、不図示のチェーンやワイヤ等によりマス本体21に接続しておくのが好ましい。
底部排水口23には、下方に延びる給水管12が接続される。この底部排水口23に、ストレーナー25が装着される。
ストレーナー25は、筒状で、両端部にそれぞれ底部排水口23に挿入可能な挿入部25a,25bを有している。挿入部25a,25bは、先端に向かうにしたがいその外径が漸次縮小するテーパ状とされている。これにより、挿入部25a,25bを底部排水口23に挿入すると、挿入部25a,25bと底部排水口23とが密着し、止水性が保たれるようになっている。
ストレーナー25において、挿入部25a,25bの間の中間部には、ストレーナー25の内外を貫通する複数の流入孔25cが形成されている。これら流入孔25cを通して、マス本体21内からストレーナー25内に水が流入する。
このようなストレーナー25において、一方の挿入部25bは閉塞板27により閉塞された閉塞端とされ、他方の挿入部25aは開放された開放端とされている。
このストレーナー25は、開放端側の挿入部25aを底部排水口23に挿入した場合、吸水口22を通して用水路1からマス本体21に取り込まれた水は、流入孔25cを通してストレーナー25内に流入し、開放端側の挿入部25aを通って底部排水口23から送り出される。
また、ストレーナー25における閉塞端側の挿入部25bを底部排水口23に挿入した場合、底部排水口23が閉塞板27により閉塞される。すると、底部排水口23からの排水が遮断される。
給水管12は、用水マス20の底部排水口23から送り出された水が流れ込む。この給水管12には、所定の水勾配で地中に埋設された暗渠管13が接続されている。
暗渠管13には、不図示の貫通孔が多数形成されており、給水管12から流れ込んだ水が地中に染み出すようになっている。
地下水位調整水閘40は、暗渠管13の下流側に接続されている。
地下水位調整水閘40は、外筒41と、外筒41内に設けられた内筒42と、内筒42の外周面42fに装着された閉塞カバー43と、を備えている。
外筒41は、円筒状で、上下方向に延び、その上端部が地表よりも上方に突出し、残りの部分が地中に埋設されて設けられている。外筒41は、その底部に、暗渠管13に接続される導入口44と、排水管14に接続される排水口45とが形成されている。
また、外筒41の上端部は開口しており、蓋体47が着脱可能に装着されている。この蓋体47は、その飛散や紛失、盗難を防ぐため、チェーンやワイヤ47Lを介して外筒41に接続するのが好ましい。
内筒42は、外筒41内に設けられ、下端部42bが排水口45に接続されている。図1,図2に示すように、この内筒42は、上下方向に間隔を空けて複数の貫通孔46が形成されている。各貫通孔46は、例えば円形とされている。内筒42の下端部42bは、下方に向かうに従いその外径が漸次縮小するテーパ状とされ、排水口45に対して密着し、止水性が保たれるようになっている。
この内筒42は、その下端部42bを排水口45から上方に引き抜いて取り外すことができるようになっている。
また、内筒42の上端部には、その内外を貫通する開口部48A,48Bが形成されている。一方の第1開口部48Aは、内筒42を持ち上げるときの取っ手として用いることができる大きさに形成されている。他方の第2開口部48Bは、内筒42を外筒41に係止させるための係止孔として用いられる。
外筒41の内周面の上部には、ビス等からなり、第2開口部48Bに挿通させることで内筒42を排水口45から取り外した状態で係止する係止部49が設けられている。
閉塞カバー43は、内筒42の外周面42fに装着されている。この閉塞カバー43は、周方向の一部が切り欠かれた断面C字状の筒状をなしている。このような閉塞カバー43は、内筒42の外周面42fに対し、内筒42の径方向に弾性変形可能とされている。これにより、閉塞カバー43は、内筒42の外周面42fに密着して貫通孔46を閉塞する状態と、内筒42の外周面42fから径方向外周側に弾性変形して拡径し、内筒42に沿って上下方向にスライド移動可能な状態との間で切り替え可能とされている。そして、この閉塞カバー43は、内筒42に対する上下方向の装着位置に応じて複数の貫通孔46を閉塞可能となっている。
また、閉塞カバー43の外周部には、閉塞カバー43の径方向外周側への変形を拘束する拘束バンド(拘束部材)50が、上下方向に間隔を空けて複数(図2で2つ)設けられている。拘束バンド50は、不図示のバックル部を備え、その周長を変更できるとともに、任意の周長で固定できるようになっている。このような拘束バンド50により、閉塞カバー43が内筒42の外周面42fに密着して貫通孔46を閉塞し、内筒42に沿う上下方向の移動が規制され固定された状態に維持することができる。
また、拘束バンド50を緩めると、閉塞カバー43を径方向外方に弾性変形させて拡径することができ、閉塞カバー43の位置調整を容易に行うことができる。
次に、上記したような地下灌漑システム10の利用方法について説明する。
(畑作の場合)
まず、畑作を行う場合、図1に示すように、用水マス20において、側部排水口24を止水栓26で閉塞する。また、底部排水口23において、ストレーナー25を、開放端側の挿入部25aを底部排水口23に挿入してセットする。
また、地下水位調整水閘40においては、所望の地下水位に応じて閉塞カバー43の高さを予め調整する。地下水位は、閉塞カバー43の上方に露出している貫通孔46の位置に応じて決まる。例えば、閉塞カバー43で全ての貫通孔46を閉塞した場合には、地下水位が内筒42の上端部と同レベルとなる。
そして、用水マス20の底部排水口23から暗渠管13に送り込まれた水は、暗渠管13から地中に染み出し、灌漑を行うことができる。このとき、地下水位調整水閘40の外筒41内では、閉塞カバー43の上方に露出した貫通孔46から水が内筒42内に流れ込む。閉塞カバー43で全ての貫通孔46を閉塞した場合、外筒41内の水は、内筒42の上端部から内筒42内に流れ込む。
内筒42内に流れ込んだ水は、内筒42の下端部42bから排水口45、排水管14を経て排水路2に排出される。これにより、地下水位は、地下水位調整水閘40の外筒41内の水位レベルと同じレベルとなる。
(フラッシングを行う場合)
また、地下灌漑システム10では、使用しているうちに、暗渠管13内に草や土砂等が流れ込む。そこで、適宜タイミングで、以下のようにフラッシングを実行するのが好ましい。
フラッシングを行うには、図3に示すように、地下水位調整水閘40において、内筒42を排水口45から上方に引き抜く。このとき、内筒42は、上端部の第1開口部48Aの部分を取っ手として掴むことで、容易に引き上げることができる。そして、排水口45から引き抜いた内筒42は、第2開口部48Bを外筒41の内周面に設けられた係止部49に係止させる。これにより、排水口45から引き抜いた内筒42を、外筒41内に収容したままの状態で外筒41に係止させることができる。
フラッシングの終了後は、内筒42を係止部49から取り外し、下端部42bを排水口45に挿入する。
(稲作を行う場合)
さらに、稲作を行う場合には、図4に示すように、用水マス20において、側部排水口24から止水栓26(図1)を取り外し、側部排水口24を開放する。そして、側部排水口24には、水供給管15を接続する。
また、底部排水口23において、ストレーナー25を、閉塞端側の挿入部25bを底部排水口23に挿入してセットする。これにより、底部排水口23が閉塞板27により閉塞され、底部排水口23からの排水が遮断される。
すると、用水路1から用水マス20に送り込まれた水は、側部排水口24を通り、水田3に送り込まれる。
上述したような構成によれば、用水マス20は、稲作時には、底部排水口23を閉塞することで、吸水口22を通して外部からマス本体21に取り込んだ水を、側部排水口24から水供給管15を通し、水田3に供給することができる。また、畑作時には、側部排水口24を閉塞すれば、底部排水口23から暗渠管13を通し、地中に水を供給することができる。このようにして一つの用水マス20で、稲作時と畑作時の双方に対して水を供給することが可能となる。
そして、用水マス20は、ストレーナー25の一方の挿入部25bが閉塞端とされ、他方の挿入部25aが開放端とされているので、ストレーナー25を上下に入れ替えるのみで、底部排水口23の開放または閉塞を容易に切り替えることができる。
加えて、ストレーナー25は、底部排水口23から容易に取り外すことができるので、ストレーナー25の清掃などを容易に行うことができる。
また、地下水位調整水閘40は、内筒42に対する閉塞カバー43の位置を上下方向に変更することで、複数の貫通孔46を適宜閉塞して、地下水位を調整することができる。そして、閉塞カバー43を上下方向に移動させるときには、閉塞カバー43を弾性変形させて内筒42の径方向外方に広げる。これによって、閉塞カバー43と内筒42の外周面42fとの間の摩擦を最小限とすることができ、軽い力で閉塞カバー43を移動できるようになる。そして、閉塞カバー43は、その移動後に弾性により径方向内方に変形して元の形状に戻ることで外周面42fに密着する。したがって、閉塞カバー43の位置を確実に固定でき、水が漏れるのを防ぐことができる。
さらに、閉塞カバー43の外周部に、閉塞カバー43の径方向外周側への変形を拘束する拘束バンド50をさらに備えるようにしたので、閉塞カバー43を、内筒42の外周面42fに密着させて位置ズレを防ぎ、貫通孔46を閉塞する状態に確実に維持することが可能となる。
また、閉塞カバー43は、周方向の一部が切り欠かれた断面C字状の筒状をなしている。このように構成することで、閉塞カバー43を、簡易な構成により、内筒42の径方向に弾性変形可能とすることができる。
このようにして、地下水位調整水閘40は、簡易な構成により、閉塞カバー43の移動を容易に行いつつ、移動後の閉塞カバー43の位置を確実に固定できるので、コスト増を抑えつつ、水位調整を容易かつ確実に行うことが可能となる。
また、地下水位調整水閘40において、内筒42は、排水口45に対して着脱可能に接続されている。このように構成することで、暗渠管13から流れ込む水を排水口45にそのまま流すことができ、暗渠管13のフラッシングを行うことが可能となる。
さらに、内筒42の上端部に第2開口部48Bが形成され、外筒41の内周面に、内筒42を係止する係止部49が設けられている。このように構成することで、排水口45から取り外した内筒42の第2開口部48Bを係止部49に係止させて、内筒42を外筒41内に収容したままフラッシングを行うことができる。したがって、内筒42を外筒41の外に出して誤って破損させることを防ぐことができる。
(その他の実施形態)
なお、本発明の用水マス20及びそれを用いた地下灌漑システム10は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、本実施形態では、止水栓26が側部排水口24の水田側開口部を閉塞するよう設けられているが、側部排水口24の用水マス20側開口部を閉塞するよう設けても良い。こうすることで、水田への水供給管15を常に側部排水口24に設置しておくことができる。
また、地下水位調整水閘40を構成する内筒42には、円形の貫通孔46を形成するようにしたが、貫通孔46は、矩形、多角形状、長円形状といった他の形状としてもよい。
さらに、例えば、図5(a)〜(c)に示すように、貫通孔46を上下方向に長い長円形状とし、複数の貫通孔46を内筒42の周方向に互い違いに千鳥状に設けてもよい。
また、例えば図6(a),(b)、及び図7に示すように、閉塞カバー43Bは、その位置を上下動させて地下水位調整を行うのではなく、内筒42の周方向に回転させることによって、貫通孔46を開閉するようにしてもよい。この場合、閉塞カバー43Bは、それぞれの貫通孔46に一つずつ独立して設ける。そして、閉塞カバー43Bには、開口部55が形成されている。この閉塞カバー43Bを回転させ、開口部55を貫通孔46に連通させた状態で、貫通孔46から水を内筒42内に取り込むことができる。
本実施形態では、このような場合も、閉塞カバー43Bは、断面C字状とし、その外周部を拘束バンド50(図1参照)で拘束するものとする。
さらに、閉塞カバー43Cは、ゴム製としてもよい。この場合、図8に示すように、閉塞カバー43Cは筒状とする。また、図9に示すように、筒状の閉塞カバー43Cの上下端部には、止水性を高めるために、その内周面に周方向に連続するシールリップ56が突出形成されている。
このような閉塞カバー43Cは、弾性変形させて内筒42の径方向外方に広げることによって、閉塞カバー43Cを上下方向に容易にスライド移動させることができる。そして、閉塞カバー43Cの移動後は、閉塞カバー43Cが自らの弾性により径方向内方に収縮変形して元の形状に戻ることで、閉塞カバー43は外周面42fに密着する。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
1 用水路(外部)
3 水田
10 地下灌漑システム
13 暗渠管
14 排水管
15 水供給管
20 用水マス
21 マス本体
22 吸水口
23 底部排水口(第一の排水口)
24 側部排水口(第二の排水口)
25 ストレーナー
25a,25b 挿入部
25c 流入孔
40 地下水位調整水閘
41 外筒
42 内筒
42f 外周面
43、43B、43C 閉塞カバー
44 導入口
45 排水口
46 貫通孔

Claims (3)

  1. 外部から水を取り込む吸水口を有したマス本体と、
    前記マス本体の底面に形成され、地中に埋設された暗渠管に接続される第一の排水口と、
    前記マス本体の側面に形成され、水田に前記水を供給する水供給管に接続される第二の排水口と、
    前記第一の排水口に装着されるストレーナーと、を備え、
    前記ストレーナーは、筒状で、両端部にそれぞれ前記第一の排水口に挿入可能な挿入部を有するとともに、中間部の外周面に前記マス本体内から前記ストレーナー内に水が流入する複数の流入孔を有し、一方の前記挿入部は閉塞されていることを特徴とする用水マス。
  2. 請求項1に記載の用水マスと、
    前記第一の排水口に接続され、地中に埋設された暗渠管と、
    前記暗渠管の下流側に接続され、地下水位を調整する地下水位調整水閘と、を備えていることを特徴とする地下灌漑システム。
  3. 前記地下水位調整水閘は、前記暗渠管に接続される導入口および排水管に接続される排水口を底部に備え、前記底部から上方に向けて延びる外筒と、
    前記外筒内に設けられ、下端が前記排水口に接続され、上下方向に複数の貫通孔が形成された内筒と、
    前記内筒の外周面に装着され、前記内筒に対する上下方向の装着位置に応じて複数の前記貫通孔を閉塞可能な閉塞カバーと、を備え、
    前記閉塞カバーは、前記内筒の外周面に対し、前記内筒の径方向に弾性変形可能であり、
    前記内筒の外周面に密着して前記貫通孔を閉塞する状態と、前記内筒の外周面から径方向外周側に弾性変形し、前記内筒に沿って上下方向にスライド移動可能な状態と、の間で切り替え可能とされていることを特徴とする請求項2に記載の地下灌漑システム。
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