環−１８篠津中央地区における代かき排水の水質保全について札幌開発建設部農業開発第２課 ○森直文北口宣伴谷江大輔１．はじめに石狩川下流の地域では、漁業関係者からサケの稚魚の降海期である５月に石狩川の濁度が上昇することから、農業関係者にこの時期に行われる代かき作業によると思われる濁水流下の防止に協力を求められている。石狩川中下流域では、複雑な系統の農業用用排水が数多く存在するが、代かき時の濁水調査を行うには、篠津運河を基幹用排水路とする篠津中央地区が最適であると考え、代かき作業期における圃場から篠津運河への排水流出と、篠津運河と石狩川の関連性を調査することとした。本調査は平成 15年から実施し、平成 17年は最終年であり、代かき作業による濁水発生を調査し、その対策について考察した結果を報告するものである。２．濁水流下実態調査 2－ 1 濁水発生時期代かき作業は、一般的に苗の移植と活着を促進させるため、春先に圃場の作土を湛水状態でかき混ぜて砕土、均平し、その後、移植まで湛水を保ち圃場を落ち着かせてから落水する。この作業過程で高濃度の濁水が発生することになる。代かき作業による濁水の発生状況を調査するに当り、地区内における平年の代かき作業期間や用水管理状況を把握するため、用水を管理している篠津中央土地改良区から聞取りを行なった。本地区の用水は、篠津運河から５箇所の揚水機場で取水している。揚水機場の運転開始は例年５月８日頃で、地区内配水後すぐに圃場への入水が始まる。代かきは５月 10日～ 15日の期間に行われ、用水路上流側から下流に向って順次実施している傾向で、濁水流下防止対策として、代かき後５日間程度湛水してから５月 15～ 20日に落水している状況である。 2－ 2 調査方法平成 15年の調査では、代かき開始から落水までの５月 10日～ 20日の期間において、透過光方式による濁度計で測定を行った。また、落水以降の濁度と比較するため、５月 30と６月 12日にも測定を行った。調査箇所は、大きな区分として、①「圃場～排水路」、②「篠津運河の上流～下流」、③「石狩合流地点」を設定した。（図－１） Naofumi Mori， Yositomo Kitaguti， Daisuke - 1 - Tanie ①「圃場～排水路」の流出を把握するため、篠津運河上流域の『月形揚水機場～月形幹線排水路石狩川頭首工樋門直下気象庁月形観測所市町村境界篠津中央地区国営幹線用水路国営排水路濁度測定箇所気象庁観測所月形揚水機場末端（月形ブロック）』と、下流域の『美原揚水月形幹線排水路末端機場～美原幹線排水路末端（美原ブロック）』の２ブロックを設定し、流篠入地点と排水路末端地点津について測定を行った。運気象庁新篠津観測所河 ②篠津運河では、最上美原揚水機場流地点（流域内の圃場からの排水の流入が無い石狩川頭首工樋門直下）と美原幹線排水路末端、最下流地点（全ての排水が流入するの篠津運河水門）の２箇所で測定し篠津運河水門石狩川合流地点下流た。石狩川合流地点上流 ③石狩川では、篠津運河が合流する上下流地点で測定した。濁度測定箇所及び気象庁観測位置濁度調査結果『美原ブロック』濁度 1000 降水量㎜ 0 900 5 平成 15年の調査では、 800 降水量（月形）代かき作業開始前の５月 700 降水量（新篠津）月形揚水機場落水時期 15 月形幹線排水路末端 400 20 美原揚水機場 300 美原幹線排水路末端 25 200 5/31 5/30 5/29 5/28 5/27 5/26 5/25 5/24 5/23 5/22 5/21 5/20 5/19 5/18 5/17 5/16 5/15 5/14 た。（図－２） 5/13 35 5/12 0 5/11 響が翌日中には無くなっ 30 5/9 100 5/10 は下降し、降雨による影 5/8 度が上昇したが、 10日に代掻時期 500 5/7 て９日に排水路末端で濁 600 5/6 ７日、８日の降雨によっ 10 6/1 ①『月形ブロック』 6/12 2－ 3 図－１図－２　平成15年　月形・美原ブロック濁度データ代かき作業期間の濁度変化は、代かきが開始された 10日から濁度が上昇し、 12日に一度ピークを迎える。美原ブロックでは、美原揚水機場取水時の濁度は 128度であったが、排水路末端では 474度と約４倍の上昇があった。その後、落水が開始される 15日から再び濁度が上昇し、代かき作業が終了した以降の 23日には調査開始初期値の約 50度まで下降し、５月 30日、６月 12日は約 15度と初期 - 2 - 値よりも下がった。なお、美原ブロックでは、落水時期に濁度 1,000程度の大きなピークが２回発生している。その要因として土地改良区からの聞き取りによれば、月形ブロックでは、約７割の農家がマット苗を利用していたことから移植が集中し、落水も集中したものと考えられる。一方、美原ブロックでは、マット苗とポット苗の割合がほぼ同じで、ポット苗はマット苗より成長させてから移植が行われるので、落水も遅れる傾向にあり、落水ピークが分散したものと考えられる。 ②篠津運河篠津運河においては、濁度平成 15年５月８日降雨の 350 影響は翌日中になくなっ 300 250 200 10日から５月 20日は濁度 10 15 20 25 100 30 落水時期 6/1 6/12 5/31 5/30 5/29 5/28 5/25 5/24 5/23 5/22 5/21 5/20 5/19 5/18 5/17 5/16 5/15 5/14 5/12 月 30日には代かき以前の 5/13 35 5/11 0 5/9 の終了とともに低下し５代掻時期 5/10 50 5/6 後の濁度は、代かき作業 5/8 流ほど濁度は高い。その 150 5/7 が高い傾向が見られ、下 5 降水量（月形）降水量（新篠津）石狩川頭首工水門直下月形揚水機場美原揚水機場篠津運河水門石狩川合流点上流石狩川合流点下流 5/27 代かき作業開始の５月 0 5/26 ている。降水量㎜図－３　平成15年　篠津運河、石狩川合流部濁度データ状態となった。（図－３）このことから、『圃場～排水路』に流出する濁度と同様に変化している。 ③石狩川篠津運河が合流する石狩川の上流地点、下流地点の濁度を比較すると、平成 15年の調査では、合流地点の上流と下流の濁度が逆転する現象や、篠津運河水門の濁度が突出して高い 16日に合流地点下流の濁度が大きく低下しており、篠津運河と石狩川の関連性が見られない。（図－３）この結果から、石狩川頭首工水門直下、篠津運河水門、石狩川合流地点上流、下流の４地点については、平成 16年～ 17年も継続して測定を行った。平成 16年では、平成 15 年と同様に石狩川合流地濁度 350 降水量㎜ 0 降水量（月形）降水量（新篠津）石狩川頭首工水門直下篠津運河水門石狩川合流点上流石狩川合流点下流点上流、下流の濁度の逆 300 転現象が発生しており、 250 篠津運河と石狩川の関連 200 性が見られない。 150 20 （図－４） 100 25 図－４　平成16年　篠津運河、石狩川合流部度濁度データ - 3 - 6/1 5/31 5/30 5/29 5/28 5/27 5/26 5/25 5/24 5/23 5/22 5/17 5/16 5/15 5/14 5/13 5/12 5/11 5/10 が遅れたため例年よりも 35 5/21 0 15 落水時期 5/20 期の低温により落水時期 10 30 代掻時期 5/19 50 5/18 平成 17年では、代かき 5 遅い 20日～ 27日に篠津運河から高濁度の流出があ濁度 350 降水量㎜ 0 降水量（月形）り、篠津運河合流の下流 300 地点の値が上流地点の値 250 に比べ高くなる傾向とな 200 った。また、合流の下流 150 20 地点の濁度は、篠津運河 100 25 水門の濁度低下と連動し 50 て低下していることから 0 降水量（新篠津）石狩川頭首工水門直下 5 10 篠津運河水門 30 代掻時期落水時期 6/1 5/31 5/30 5/29 5/28 5/27 5/26 5/25 5/24 5/23 5/22 5/21 5/20 5/19 5/18 5/17 5/16 5/15 5/14 5/13 5/12 5/11 35 5/10 、篠津運河の排水が石狩 15 石狩川合流点上流石狩川合流点下流図－５　平成17年　篠津運河、石狩川合流部度濁データ川下流の濁度に影響を与えていると判断される結果となった。（図－５）３．風の影響による濁度実態調査 3－ 1 現状における課題本地区の排水路や篠津運河では、代かき落水に追随して濁度が上昇することが確認され、代かき作業が濁度上昇の原因となっていることは明らかである。現在、ほとんどの農家で代掻き後３日間～５日間程度の一定期間は田面に湛水することで、水中の土粒子の沈降を促し、濁度を低下させてから落水するという営農上の対応をしているにもかかわらず、代かき期に濁度が上昇していることから、湛水による効果が発揮されていない状態と考えられる。この原因として、代かき期には南風が強く、湛水中の田面が風の巻き上げにより波立つ現象が見られることから、濁度軽減効果が強風によって十分に得られていない可能性があると考えた。 3－ 2 写真－１強風により波立つ圃場風速本地区に隣接する気象観測所の新篠津の風速データから、地域の風速状況を見た。代かき期の５月は平均風速が大きいことから、代かき後の湛水田面で風の巻き上げにより波立つ現象が発生すると想定される。（図－６、観測箇所は図－１）また、５月の最大風速の風向は南南西が最も多くなっている。（図－７） N m/s 4 NNW NNE 30% NW 3.5 40% NE 20% WNW ENE 平成15年 E 平成16年 ESE 平成17年 10% W 3 平均風速（Ｈ15）平均風速（Ｈ16）平均風速（Ｈ17） 2.5 0% WSW SW SE SSW 2 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月図－６　気象庁新篠津観測　年間平均風速 12月 SSE S 図－７　５月の最大風速の風向分布 - 4 - 3－ 3 調査方法調査圃場の設定にあた風向風速計Ｂ-Ⅱ っては、防風林帯の減風Ｃ７(24) 効果も合わせて検討するＣ５こととし、林帯の南側と 210m 北側に調査ブロックを設定した。（図－８）風向風速計Ｂ-Ⅰ 風影響による濁度調査位置Ｃ３ 54m Ｃ１調査期間は、対象圃場の代かき直後から落水までの平成 17年５月 11日～ 23日とした。防カラマツ H=約12m 40m Ｂ1 Ａ１風向、風速の観測は、地面から約 1.5ｍに設置帯幅　90m 林風風向風速計Ａ-Ⅰ 220m した自動観測機で 10分毎Ｂ３Ａ３調査対象圃場Ａ５(24) の連続測定を行い、南・北の各ブロックに２箇所凡　例Ｂ４(24) 風向風速計Ａ-Ⅱ Ａ７ 24ｈ連続調査圃場風向風速計づつ設置した。無風領域ｺﾝﾎﾟｽﾄ濁度は、圃場の代かき防風林後から落水までの湛水中に１日１回測定し、圃場 (24) Ｂ７図－８圃場の濁度、風向、風速測定箇所形状が東西方向に長いことを考慮して、各圃場の東西１箇所づつの計２箇所とし、その測定平均値を採用することとした。なお、調査の 12圃場のうちＡ、Ｂ、Ｃ、各列から一箇所づつ選定した３圃場では、２時間毎の連続計 24時間の濁度測定を１日間行った。また、無風状態との比較を行うため、圃場内にコンポスト容器を設置し、その容器内に写真－２コンポストによる無風状態おける濁度を代かき直後から落水まで測定した。（写真－２） 3－ 4 風向、風速、防風林の減風効果調査期間中の風向はほとんど南方向あり（図－９）、防風林北側で防風林に近い風速計Ｂ－Ⅰの風速データは、日平均風速、日最大瞬間風速ともに他の計測データより小さく防風林による減風効果が見られる。（図－ 10）最多風向が南方向であることから、防風林の効果を受けない南側の風速計Ａ－Ⅱを基準点として、Ａ－Ⅱの日最大瞬間風速が発生したときの 10分間平均風速について - 5 - NNW 25% 20% NW 15% WNW 10% 5% W 0% N NNE NE ENE E WSW ESE SW SE SSW SSE S 図－９　調査期間中 (5/11～23)の風向分布図、防風林北側のＢ－Ⅰ、Ｂ日平均風速(m/s) 20.0 － Ⅱ の同時刻の 10分間平均日最大瞬間風(m/s) 0 風速と比較し、減風率を算 17.5 5 出した。（表－１） 15.0 10 最大 A-Ⅰ 最大 A-Ⅱ 日最大瞬間風速が 10 m/s 12.5 程度になった５月 14日、 17 10.0 20 日を見ると、防風林北側の 7.5 25 平均 A-Ⅱ Ｂ－ Ⅰ の減風率は 71％、 76 5.0 30 平均 B-Ⅰ ％で、防風林から離れたＢ 2.5 35 － Ⅱ の減風率は 21％、 29％ 0.0 40 日平均風速月日かった。 5/11 5/12 5/13 5/14 5/15 5/16 5/17 5/18 5/19 5/20 5/21 5/22 5/23 なお、日最大瞬間風速 20.2 m/sの５月 19日は、西風であったためＢ－Ⅰ、Ｂ－Ⅱとも減風率は 10％、４％と防風林による減風効果はほとんどなかった。 3－ 5 最大 B-Ⅰ 最大 B-Ⅱ 5/23 5/22 5/21 5/20 5/19 5/18 5/17 5/16 5/15 5/14 5/13 5/12 5/11 平均 B-Ⅱ 図－10　日平均風速・日最大瞬間風速データ林北側では 200ｍ程度まで得られていることが分 15 平均 A-Ⅰ であったことからも、防風の範囲では減風効果が日最大瞬間風速表－１　基準点（Ａ－Ⅱ）に対する防風林の減風率基準点（Ａ－Ⅱ）Ｂ－Ⅰ Ｂ－Ⅱ Ｂ－Ⅰ Ｂ－Ⅱ 日最大瞬間最大時 10分平均 10分 10分平均 10分平均基準点に対する減風率風速(m/s) 風向風速(m/s) 最多風向風速(m/s) 風速(m/s) 8.8 WNW 5.8 WNW 5.1 4.8 12% 17% 7.7 S 5.6 S 1.5 4.3 73% 23% 9.0 S 6.4 S 1.9 5.2 70% 19% 12.2 SSE 7.5 S 2.2 5.9 71% 21% 7.6 S 6.0 S 1.1 3.8 82% 37% 9.7 S 7.0 S 1.7 4.9 76% 30% 9.9 S 6.6 S 1.6 4.7 76% 29% 6.5 S 4.1 S 0.5 2.7 88% 34% 20.2 W 13.2 W 11.9 12.7 10% 4% 9.1 W 5.0 W 5.3 5.3 -6% -6% 9.3 S 6.2 S 1.5 4.9 76% 21% 5.4 ENE 3.5 E 3.2 2.4 9% 31% 3.5 ESE 2.5 ESE 1.6 1.6 36% 36% 風の影響による濁度変化調査圃場毎に、代かき日、落水日が異なることから、測定データを圃場Ａ～Ｃ列毎に定時測定と連続測定を比較した。（１日１回測定：図－ 11～ 13、 24時間測定：図－ 14～ 16）無風状態のコンポスト容器内の濁度は毎日低下している。代掻き後の３～５日の湛水によって、濁度約 3,000度の初期値から 100度以下に低下し（図－ 11～ 13）、湛水することにより濁度を低下させる効果が十分にあることを示している。しかし、風の影響を受ける圃場Ａ・Ｂでは、 14日、 17日、 19日の日最大風速 10 m/s 以上の強風時に濁度の上昇や下降幅が小さくなる傾向が見られた。濁度が上昇する最大瞬間風速について 24時間調査から見てみると、Ｂ４圃場（図－ 14）では 17時の 7.7m/s、Ｃ７圃場（図－ 15）では 12時の 9.3m/s、Ａ５圃場（図－ 16）は、前日の 20.2 m/sの西風により生じた圃場内の東西の濁度差が無くなる 10時以降から見ると、 12時の 9.1m/sのときに東側濁度の大幅な上昇が見られた。このことから最大瞬間風速が８～９ m/s以上のとき濁度は上昇すると思われる。また、 14日、 17日では、防風林南側で濁度が大きく上昇しているのに対し（図－ 11 ・ 13）、防風林北側では防風林の減風効果により風速が抑えられ、濁度の上昇幅が小さくなっている（図－ 12）。 - 6 - なお、 19日～ 20日の濁度から、風の影響により濁度は一時的に上昇をするが、翌日には影響を受ける前まで濁度が低下していることが分かる。これは強風後、１日程度の湛水を行うことにより、濁度を下げる効果があることを意味している。《１日１回の定時測定のグラフ》日最大瞬間風速A-Ⅰ B-1平均濁度 B-4平均濁度 B-1ｺﾝﾎﾟｽﾄ濁度《２時間毎 24時間連続測定のグラフ》日最大瞬間風速A-Ⅱ B-3平均濁度 B-7平均濁度最大瞬間風速A-Ⅱ 東側濁度西側濁度東西平均濁度最大風速m/s 濁度濁度 6,000 最大風速m/s 0 4,000 0 2,000 20 1,500 10 1,000 12 1,000 25 500 14 0 30 5/11 5/12 5/13 5/14 5/15 5/16 5/17 5/18 5/19 図－14　圃場Ｂ４濁度（24h）12～13日、最大瞬間風速（２h）図－11　圃場Ｂ列濁度、日最大瞬間風速日最大瞬間風速B-Ⅰ C-1平均濁度 C-5平均濁度 C-1ｺﾝﾎﾟｽﾄ濁度 9: 00 8 日最大瞬間風速B-Ⅱ C-3平均濁度 C-7平均濁度最大瞬間風速B-Ⅱ 東側濁度西側濁度東西平均濁度最大風速m/s 濁度濁度 6,000 11 :00 2,000 7: 00 15 5: 00 3,000 3: 00 6 1: 00 2,500 23 :00 10 21 :00 4,000 19 :00 4 17 :00 3,000 15 :00 2 5 13 :00 3,500 5,000 最大風速m/s 0 650 0 600 2 550 4 400 10 350 12 1,000 25 300 14 0 30 5/12 5/13 5/14 5/15 5/16 5/17 5/18 5/19 5/20 図－15　圃場Ｃ７濁度（24h）17～18日、最大瞬間風速（２h）図－12　圃場Ｃ列濁度、日最大瞬間風速日最大瞬間風速A-Ⅰ Ａ-1平均濁度 A-5平均濁度 A-1ｺﾝﾎﾟｽﾄ濁度日最大瞬間風速A-Ⅱ A-3平均濁度 A-7平均濁度最大瞬間風速A-Ⅱ 東側濁度西側濁度東西平均濁度最大風速m/s 濁度濁度 6,000 8: 00 20 6: 00 2,000 4: 00 8 2: 00 450 0: 00 15 22 :00 3,000 20 :00 6 18 :00 500 16 :00 10 14 :00 4,000 12 :00 5 10 :00 5,000 最大風速m/s 0 5,000 0 2,000 20 2,500 10 2,000 12 1,000 25 1,500 14 0 30 5/15 5/16 5/17 5/18 5/19 5/20 5/21 5/22 5/23 図－16　圃場Ａ５濁度（24h）20～21日、最大瞬間風速（２h）図－13　圃場Ａ列濁度、日最大瞬間風速 - 7 - 4: 00 8 2: 00 3,000 0: 00 15 22 :00 3,000 20 :00 6 18 :00 3,500 16 :00 10 14 :00 4,000 12 :00 4 10 :00 4,000 8: 00 2 5 6: 00 4,500 5,000 以上のことから、代かき後の田面湛水は、無風状態であれば濁度を低く抑えられるが、約９ m/s以上の強風が発生したときには、落水日を調整することが有効な対策であると考える。６）総合考察平成 15年～ 17年の調査結果から、代かき作業が始まる５月 10日頃から濁度が上昇し、その後圃場で落水する５月 15～ 20日頃にピークを迎えて低下していくが、落水が終わっても５日間程度は濁度が高い傾向が続く。当然、この傾向は石狩川にもおよぶ。現在、濁水防止対策として農家へ、代かき後５日間ほど湛水してから落水することを呼びかけているが、無風状態であれば３～５日で濁度を低下させることが分かったものの、強風時には湛水中の田面水の濁度が上昇する結果となった。このことから、強風が予想される時や強風直後には、落水を遅らせることが有効と考えられ、今後はこのことを考慮した営農を行うよう啓蒙・普及を行う必要があると考えられる。なお、今般の環境への配慮が高まる状況においては、農業者の理解を得て、より一層の協力を得ることが重要であり、また防風林帯の整備も有効な手段と考えられる。 - 8 -