JPH1042726A - 農業用水給水設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 供給主導形態で給水される農業用水を過不足
なく効率良く供給できる農業用水給水設備を提供する。 【解決手段】 主水路１から分水工２を介して導水路３
に導いた水を複数の親揚水機場４、複数の子揚水機場
５、複数の直分分水弁６を介して末端の圃場７に給水す
るように農業用水給水設備であって、中央管理部１３を
設け、該中央管理部は供給主導形態で親揚水機場４に給
水される給水流量データ、親揚水機場４から子揚水機場
５及び直分分水弁６へ給水される給水流量測定データを
処理して、親揚水機場４の導水流入弁４−１、子揚水機
場５の分水弁５−１及び直分分水弁６の分水弁６−１を
遠方制御する。また、中央管理部１３は親揚水機場４の
導水流入弁４−１及び子揚水機場５の分水弁５−１及び
直分分水弁６の分水弁６−１を遠隔制御し、水の多いと
ころは少なく、少ないところは多くする融通機能を具備
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は広範囲に亘って広が
る水田や畑等の圃場に、需要実績を評価しながら極力需
要量に見合った供給主導形態で効率よく、且つ公平に農
業用水を分配供給することが可能な農業用水給水設備に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】広範囲に亘って広がる水田や畑等の圃場
に農業用水を分配供給する農業用水給水設備として、貯
水池及びポンプ等を具備する複数の親揚水機場に分水工
で主水路から導水路に分岐した水を給水し、該各親揚機
場から複数の子揚機場まで給水し、該各子揚機場から末
端の複数圃場に給水するように構成した農業用水給水設
備がある。

【０００３】上記の構成の農業用水給水設備では、通常
親揚水機場及び子揚水機場までの給水は、給水時間を設
定して給水する供給側主導の給水形態が採用され、末端
の圃場では需要者が必要に応じて給水する需要主導の給
水形態が採用される場合が多い。また、農業用水の有効
利用という観点から、圃場からの排水を反復水として回
収利用する場合も考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、上記のように導
水路から親揚水機場の貯水池に供給主導形態で給水し、
多数の末端の圃場で需要主導形態で給水する農業用水給
水設備において、親揚水機場及び子揚水機場の使用水
量、貯水量、更には反復水の水量等を総合的に考慮し
て、これまでに余剰水があった所にはそれに見合う量の
給水量に減らし、水不足の所には多く給水するというよ
うに、限られる農業用水を効率良く、公平に省エネルギ
ーで、且つ末端の圃場まで圧力変動が少なく供給するこ
とは十分に考慮されていなかった。そのため、ある親揚
水機場及び子揚水機場では余剰水があるのにある他の親
揚水機場及び子揚水機場に属する末端の圃場で必要時に
水の供給が受けられなかったり、供給される水圧が変動
するという問題があった。

【０００５】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、親揚水機場、子揚水機場及び直分分水弁の使用水
量、貯水量、更には反復水の水量等を総合的に考慮し、
供給主導形態で給水される農業用水を過不足なく効率良
く、公平に省エネルギーで、且つ末端の圃場まで圧力変
動が少なく供給できる農業用水給水設備を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、導水流入弁と貯水池と揚
水ポンプを具備する複数の親揚水機場、分水弁と揚水ポ
ンプとポンプ吸水槽を具備する複数の子揚水機場を備
え、導水路からの水をクローズドパイプラインを経由し
て親揚水機場に導き、該親揚水機場導の導水流入弁を通
して貯水池に給水し、該親揚水機場の貯水池の水を揚水
ポンプによりクローズドパイプラインを通して子揚水機
場に導き、該子揚水機場の分水弁を介してポンプ吸水槽
に給水し、該子揚水機場のポンプ吸水槽の水を揚水ポン
プを通して複数の末端圃場に給水するように構成し、導
水路の分水工から親揚水機場及び子揚水機場までは供給
主導形態で、子揚水機場から末端圃場までは需要主導形
態で給水する農業用水給水設備であって、中央管理部を
設け、該中央管理部は供給主導形態で親揚水機場におけ
る給水システムのプロセスデータ、前記親揚水機場から
子揚水機場への給水システムのプロセスデータを処理し
て、親揚水機場の導水流入弁及び子揚水機場の分水弁を
遠方制御することを特徴とする。

【０００７】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の農業用水給水設備において、必要に応じて分水
弁を具備する直分分水弁を設け、親揚水機場の貯水池の
水を揚水ポンプによりクローズドパイプラインを通して
該直分分水弁に導き、該直分分水弁から複数の末端圃場
に給水するように構成し、該直分分水弁の分水弁は中央
管理部により遠隔制御されることを特徴とする。

【０００８】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
又は２に記載の農業用水給水設備において、前記中央管
理部は前記子揚水機場及び直分分水弁への給水システム
のプロセスデータを処理し、該親揚水機場の導水流入弁
及び子揚水機場及び直分分水弁の分水弁を遠隔制御し、
水の余っているところは少なく、足りないところは多く
する融通機能を具備することを特徴とする。

【０００９】また、請求項４に記載の発明は、請求項１
又は２又は３に記載の農業用水給水設備において、子揚
水機場は末端圃場からの排水を反復水としてポンプ吸水
槽に受水する受水装置を具備することを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明に係る農業用水給水
設備の全体構成を示す図である。図示するように、主水
路１の水は分水工２、２を介して導水路３に導かれる。
導水路３には複数の親揚水機場４、４が接続され、各親
揚水機場４には複数の子揚水機場５、５が接続され、子
揚水機場５には圃場７の複数の末端圃場弁８が接続され
ている。また、必要に応じて親揚水機場４に接続される
直分分水弁６を設け、直分分水弁６には圃場７の複数の
末端圃場弁８が直接接続される。

【００１１】導水路３と親揚水機場４、親揚水機場４と
子揚水機場５、子揚水機場５と圃場７の末端圃場弁８、
親揚水機場４と直分分水弁６、直分分水弁６と圃場７の
末端圃場弁８はいずれもクローズドパイプライン（常に
水が充満した状態のパイプライン）９、１０、１１で接
続されている。

【００１２】導水路３からのクローズドパイプライン９
を経て供給される水は、親揚水機場４の導水流入弁４−
２を通して貯水池４−３に給水され、該貯水池４−３の
水は揚水ポンプ４−４によりクローズドパイプライン１
０及び子揚水機場５の分水弁５−２を介してポンプ吸水
槽５−３に給水され、ポンプ吸水槽５−３の水は揚水ポ
ンプ５−４によりクローズドパイプライン１１を通して
圃場７の複数の末端圃場弁８に給水される。また、必要
に応じて分水弁６−２のみを具備する直分分水弁６を設
け、親揚水機場４の貯水池４−３の水は送水ポンプ４−
４によりクローズドパイプライン１０を通して該直分分
水弁６に給水され、分水弁６−２から直接圃場７の複数
の末端圃場弁８に給水される。

【００１３】前記導水路３の分水工２から親揚水機場４
及び子揚水機場５までの給水は供給主導形態で行ない、
子揚水機場５から圃場７の末端圃場弁８までの給水は需
要主導形態（末端圃場で必要とする時末端圃場弁８を開
いて給水を得る）で行なう。

【００１４】４−１は親揚水機場４へ供給される給水流
量を測定する流量センサ、５−１は子揚水機場５へ供給
される給水流量を測定する流量センサ、６−１は直分分
水弁６への給水流量を測定する流量センサ、４−６は親
揚水機場４の貯水池４−３の水位を測定する水位計、５
−６は子揚水機場５のポンプ吸水槽５−３の水位を測定
する水位計である。流量センサ４−１、５−１、６−１
で測定された供給水流量測定データＤ１、Ｄ２及びＥ１
と、水位計４−５、水位計５−６で測定された水位デー
タや分水弁５−２、分水弁６−２の分水弁制御データが
通信回線（図示を省略）を介して中央管理部１３に伝送
される。

【００１５】親揚水機場４には導水流入弁４−２の開閉
及び開度を制御する導水流入弁制御部４−５が設けられ
ており、流量センサ４−１の出力及び水位計４−６の出
力が入力される。子揚水機場５には分水弁５−２の開閉
及び開度を制御する分水弁制御部５−５が設けられてお
り、流量センサ５−１の出力及び水位計５−６の出力が
入力される。また、直分分水弁６には分水弁６−２の開
閉及び開度を制御する最大水量制御部６−３が設けられ
ている。

【００１６】中央管理部１３は前記供給主導形態で親揚
水機場に供給される給水流量データ及び子揚水機場５の
ポンプ吸水槽５−３の水位データ又は分水弁５−２、分
水弁６−２の分水弁制御データ、親揚水機場４から子揚
水機場５へ供給される給水流量データ及び子揚水機場５
のポンプ吸水槽５−３の水位データ又は分水弁５−２、
分水弁６−２の分水弁制御データを処理して、親揚水機
場４の導水流入弁４−２を制御する導水流入弁制御信号
Ａ１、Ａ２及び子揚水機場５の分水弁５−２を制御する
分水弁制御信号Ｂ１、Ｂ２を各親揚水機場４の導水流入
弁制御部４−５及び各子揚水機場５の分水弁制御部５−
５へ通信回線を（図示を省略）介し伝送し、各導水流入
弁４−２及び分水弁５−２を遠隔制御する。直分分水弁
６を設けている場合はその分水弁６−２を制御する分水
弁制御信号Ｃ１を直分分水弁６の最大水量制御部６−３
に伝送し、分水弁６−２を遠隔制御する。

【００１７】また、中央管理部１３は各子揚水機場から
送られてくる給水流量測定データＤ１、Ｄ２・・・・、
Ｅ１とクローズドパイプライン１０、１１の特性からポ
ンプ最適吐出圧力を演算し、その演算結果を最適吐出圧
力制御信号Ｆ１、Ｆ２として各親揚水機場４のポンプ制
御部４−７に伝送する。該ポンプ制御部４−７はこの最
適吐出圧力制御信号Ｆ１、Ｆ２に基づいてポンプ回転数
を制御して送水ポンプ４−４の吐出圧力がこの最適吐出
圧力になるように制御する。

【００１８】図２は子揚水機場５の構成例を示す図であ
る。子揚水機場５の近傍には圃場７からの排水が流れる
排水路２０が設けられており、該排水路２０には排水路
締切ゲート２１が設けられている。該排水路締切ゲート
２１を閉じることにより、スクリーン２２を通して、排
水路２０の排水がポンプ吸水槽５−３内に流入するよう
になっている。即ち、ここでは圃場７からの排水を反復
水として再利用するようになっている。

【００１９】なお、図２において、５−８はポンプ制御
部、５−９はポンプ５−４を駆動するインバータ、５−
１０は逃し弁５−７を駆動する逃し弁駆動部、５−１１
はポンプ５−４の吐出圧力（クローズドパイプライン１
１の圧力）を検出する圧力センサである。ポンプ制御部
５−８はインバータ５−９を介してポンプ５−４の回転
数を制御し、ポンプ５−４の吐出圧力が中央管理部１３
からの目標吐出圧力設定値Ｇ１になるように圧力センサ
５−１１の出力を監視しながら、吐出圧力一定制御を行
なう。これにより圃場７の末端圃場弁８へ圧力変動が少
なく水が供給されることになる。なお、上記実施の形態
では需要主導ポンプ制御の一例として、インバータ５−
９によるものを示したが、圧力タンク方式や弁開度方式
でもよい。

【００２０】図３は上記農業用水給水設備の運用計画処
理フローを示す図であり、該運用計画は中央管理部で行
なう。先ず、始めに前日の末端圃場の水の使用状態を把
握する（これは過去所定期間の末端圃場の水の使用状態
でもよい）（ステップＳＴ１）。具体的には各子揚水機
場５及び直分分水弁６への分水流量の設定値及び各子揚
水機場５及び直分分水弁６の水不足検知時間又は、分水
弁５−２及び分水弁６−２の制御データの測定値から判
断する。

【００２１】上記末端の圃場７の水の使用状態から用水
の最適な運用計画を設定する。これは子揚水機場５及び
直分分水弁６毎に使用状態を把握し、余剰水があるか水
不足があるか否かを調べ、子揚水機場及び直分分水弁間
相互の水融通の演算を行なう。即ち余剰水のあった子揚
水機場及び直分分水弁から水不足の子揚水機場及び直分
分水弁への最適な給水量を算定する（ステップＳＴ
２）。

【００２２】また、上記と並行して主水路１からの取水
状態を把握する（ステップＳＴ３）。これは分水工２の
上流の水位データを処理導水路３に取水する取水量計算
値から把握する。

【００２３】上記主水路１からの取水状態及び貯水池水
位データから、各親揚水機場４における導水路３からの
取水計画及び貯水池４−３の運用計画を設定し、導水路
３からの導水流量を演算する（ステップＳＴ４）。

【００２４】前記ステップＳＴ２とステップＳＴ４の処
理が終了した時点で、水の需給バランスの整合性を採
る。

【００２５】操作員の判断により、当日の各子揚水機場
５及び直分分水弁６に供給する分水流量の設定を更新
し、そしてこの更新した分水流量に応じて各子揚水機５
にその分水弁制御部５−５に分水弁５−１を制御する分
水弁制御信号Ｂ１、Ｂ２・・・を伝送する（ステップＳ
Ｔ５）。また、各直分分水弁６の分水弁制御部６−３に
も更新した分水流量に応じて分水弁制御部６−２を制御
する分水弁制御信号Ｃ１・・・を伝送する。

【００２６】また、前記更新した分水流量に応じて各親
揚水機４の運用計画を設定し、即ちポンプ５−４の最適
吐出圧力を演算し、この該演算結果をポンプ制御信号Ｆ
１、Ｆ２として各親揚水機場４のポンプ制御部４−７に
伝送する（ステップＳＴ６）。

【００２７】一方、前記ステップＳＴ４で演算した導水
路３からの導水流量に、操作員の判断を加え当日の、導
水流量を設定し、その結果を導水流入弁４−２を制御す
る制御信号Ａ１、Ａ２として各親揚水機場４の導水流入
弁制御部４−５に伝送する（ステップＳＴ６）。

【００２８】各子揚水機場５の分水弁制御部５−５では
前記ステップＳＴ５において中央管理部１３から送られ
てきた分水弁制御信号Ｂ１、Ｂ２、流量センサ５−１の
出力信号及び水位計５−６の出力信号から、分水弁５−
２を流量が一定で且つポンプ吸水槽５−３の水位が所定
以上にならないように、水位制限付きの流量一定値制御
を行なう。

【００２９】各直分分水弁６の分水弁制御部６−３では
前記ステップＳＴ６において、中央管理部１３から送ら
れてきた分水弁制御信号Ｃ１、Ｃ２、流量センサ６−１
の出力信号から、分水弁６−２を所定の水量以上となら
ないように、最大水量制限制御を行なう。

【００３０】また、親揚水機場４では前記ステップＳＴ
５において中央管理部１３から送られてきた最適吐出圧
力演算結果（ポンプ制御信号Ｆ１、Ｆ２）に基づきポン
プ４−４の吐出圧力一定になるようにその回転数を制御
し、ポンプ吐出流量に応じて逃し弁４−８を制御する
（ステップＳＴ１０）。また、導水流入弁制御部４−５
ではステップＳＴ６において中央管理部１３から送られ
てくる分水弁制御信号Ａ１、Ａ２と流量センサ４−１の
出力信号及び水位計４−６の出力信号から、導水流入弁
４−２を流量が一定で且つ貯水池４−３の水位が所定以
上にならないように、水位制限付きの流量一定値制御を
行なう（ステップＳＴ１１）。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、下
記のような優れた効果が得られる。 （１）請求項１及び２に記載の発明によれば、中央管理
部は供給主導形態で親揚水機場における給水システムの
プロセスデータ、親揚水機場から子揚水機場への給水シ
ステムのプロセスデータを処理して、親揚水機場の導水
流入弁及び子揚水機場の分水弁を遠方制御するので、供
給主導形態で給水される農業用水を末端圃場に需要主導
形態で公平に効率良く分配できる。

【００３２】（２）請求項３に記載の発明によれば、中
央管理部は子揚水機場へ給水システムのプロセスデータ
を処理し、該親揚水機場の導水流入弁及び子揚水機場の
分水弁を遠隔制御し、水の余っているところは少なく、
足りないところは多くする融通機能を具備するので、農
業用水を有効に利用できる。

【００３３】（３）子揚水機場は末端圃場からの排水を
反復水としてポンプ吸水槽に受水する受水手段を具備す
るので、更に農業用水を有効に利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る農業用水給水設備の全体構成を示
す図である。

【図２】子揚水機場の構成例を示す図である。

【図３】本発明の農業用水給水設備の運用計画処理フロ
ーを示す図である。

【符号の説明】

１ 主水路 ２ 分水工 ３ 導水路 ４ 親揚水機場 ５ 子揚水機場 ６ 直分分水弁 ７ 圃場 ８ 末端圃場弁 ９ クローズドパイプライン １０ クローズドパイプライン １１ クローズドパイプライン １３ 中央管理部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導水流入弁と貯水池と揚水ポンプを具備
   する複数の親揚水機場、分水弁と揚水ポンプとポンプ吸
   水槽を具備する複数の子揚水機場を備え、導水路からの
   水をクローズドパイプラインを経由して前記親揚水機場
   に導き、該親揚水機場導の導水流入弁を通して貯水池に
   給水し、該親揚水機場の貯水池の水を揚水ポンプにより
   クローズドパイプラインを通して前記子揚水機場に導
   き、該子揚水機場の分水弁を介してポンプ吸水槽に給水
   し、該子揚水機場のポンプ吸水槽の水を揚水ポンプを通
   して複数の末端圃場に給水するように構成し、前記導水
   路の分水工から前記親揚水機場及び子揚水機場までは供
   給主導形態で、前記子揚水機場から末端圃場までは需要
   主導形態で給水する農業用水給水設備であって、 中央管理部を設け、該中央管理部は前記供給主導形態で
   前記親揚水機場における給水システムのプロセスデー
   タ、前記親揚水機場から子揚水機場への給水システムの
   プロセスデータを処理して、前記親揚水機場の導水流入
   弁及び前記子揚水機場の分水弁を遠方制御することを特
   徴とする農業用水給水設備。
2. 【請求項２】 必要に応じて分水弁を具備する直分分水
   弁を設け、親揚水機場の貯水池の水を揚水ポンプにより
   クローズドパイプラインを通して該直分分水弁に導き、
   該直分分水弁から複数の末端圃場に給水するように構成
   し、該直分分水弁の分水弁は中央管理部により遠隔制御
   することを特徴とする請求項１に記載の農業用水給水設
   備。
3. 【請求項３】 前記中央管理部は前記子揚水機場及び直
   分分水弁への給水システムのプロセスデータを処理し、
   該親揚水機場の導水流入弁及び子揚水機場及び直分分水
   弁の分水弁を遠隔制御し、水の余っているところは少な
   く、足りないところは多くする融通機能を具備すること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の農業用水給水設
   備。
4. 【請求項４】 前記子揚水機場は前記末端圃場からの排
   水を反復水として前記ポンプ吸水槽に受水する受水手段
   を具備することを特徴とする請求項１又は２又は３に記
   載の農業用水給水設備。