水田農業とエネルギー問題 吉田修一郎

5. ポンプによるかんがい排水が行なわれている地域の電力投入の実態（１）　～新潟県信濃川下流域での事例～

以下3章にわたり、低平地のかんがい排水用電力の実態を紹介する。調査対象地域としては、かんがい・排水両面で電力への依存度が高い信濃川の最下流部にあたる蒲原平野（新潟県西蒲原地域）と利根川下流域（茨城県新利根川沿岸地域）、水利条件の悪い海岸平野に長距離の流域外導水を行っている千葉県九十九里平野（両総用水受益地）の３箇所である。各地域における２００６年から２００８年の３年間の用排水施設の電力量および電力使用料金の記録を、各土地改良区および用水管理所からご提供頂き、月別の電力消費パターンや地区ごとの水稲作付面積当たりエネルギー消費量などを算出した。


(1)かんがい排水方法からみた西蒲原地域の特徴

西蒲原地域は、日本海、信濃川、中ノ口川に囲まれた輪中地帯で、標高1.0ｍ以下の土地が全体の3の1を占め、北端の新潟市では標高0ｍ以下（日本海の潮位は0.3～0.9m）の地域が大部分を占めている。この地域の排水改良は，江戸時代にすでに着手されているが、動力ポンプの普及や排水路網の整備により，地域の排水条件は大幅に改善され，新潟県を代表する穀倉地帯となっている．反面，排水のために規模の大きい多数の排水機場が設置され，電力により常時排水が行われている． 図は、排水機場の設置状況と単位排水面積当たりの排水用電力投入量である。本地域では、小中規模の排水機場と県，市町村管理の基幹的機場による多段排水が行われているが、電力消費は基幹施設に集中した需要になっている。


(2)西蒲原地域での排水用電力消費

本地域は流域末端の排水を自然の勾配によって排除できる地区（自然排水地区：ピンクで示した）と排除できずに機械排水に依存している地区（機械排水地区：緑で示した）に分けられる．そのため，地区により排水に要する電力は大きく異なる。各地区内の排水機場の消費電力を流域面積で除すことにより，単位面積当たりの消費電力を求めた結果を図に示した。機械排水地区においては，年間の単位面積当たりのエネルギー投入は2.7～3.3GJ／haである．最もエネルギー投入の大きい横江地区の場合，地区の標高が－1m以下であるのに対し，排水河川の西川の水位が＋3mである．このような大きな水位差と，かんがい水と降水をあわせた大きな流入水量が，3.3GJ／haの電力投入につながっていると考えられる。

【図　西蒲原地区の排水機場設置状況と排水面積当たり電力投入量】

(3)西蒲原地域での用水用電力消費

次に揚水機場の設置状況および消費エネルギーを下図に整理した．排水機場と異なり，当地域内の揚水機場の施設規模は全体的に小さい．約60の中規模揚水機場と300以上の小規模揚水機場が地域内に分散して存在している．土地改良区の各支所単位（おおむね旧市町村）で整理された受益地の田の面積と，農林水産業センサスでの水稲の作付面積から，受益地内の田の水稲作付面積率を計算し，かんがい面積を14,987haと見積もると，単位かんがい面積あたりのエネルギー投入量は，3年間の平均で4.5GJ／haとなった．これは，排水に伴うエネルギー消費量より大きな数字である．

【図　西蒲原地区の揚水機場設置状況と水稲作付面積当たり電力投入量】

(4)かんがい・排水用電力の密接な関係

下図は2008年度の揚排水機場における月別の電力消費を示したものである．当地域は日本海側の気候となるため，図中に示したとおり降水量は梅雨時季より秋冬季の方が多いことが特徴である．2008年度の西蒲区巻の観測データによれば、かんがい期4～9月の降水量516mmに対し、非かんがい期10月～4月の降水量は884mmであった。一方で，排水用エネルギー消費は，かんがいのエネルギー消費に連動しており，かんがい期が10.5GWhであるのに対し，非かんがい期は5.8GWhと降水量の変化には対応していない．降水量100mmあたりの非かんがい期の電力消費量は、654kWhであり、かんがい期にも降水の排除に同様の電力が投入されていると仮定すると、かんがい期の降水排除に使われた電力は、3,375MWhとなる。よって、かんがい水として導入された水の排除に用いられた電力は、7,077MWhとなり、年間の排水用電力の44％を占める。すなわち，主要河川の治水が高い水準にある現在では，低平水田地帯の排水は，地域内に降った「降水」を地域外に排除するという役割以上に，かんがいにより地域内に人為的に取り込んだ使用後の農業用水を，再び地域外に排出する役割の方が大きいという事実に注目する必要がある．用水需要が増大すると，それに連動して排水量も増大するという構造であることは，節水の重要性を考える上でも重要なポイントである．

【図　西蒲原地区の用排水用電力消費と降水量の月別推移】
吉田　修一郎　H23.6.3
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