JP2789320B2 - Drainage system - Google Patents
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
Landscapes
- Sewage (AREA)
- Flow Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、水路により雨水等
の排水を幹線水路に集め、この排水を排水ポンプ機場に
導き、この排水ポンプ機場から河川等に放流する排水シ
ステムに係り、特に都市及び都市近郊の広域排水システ
ムに生ずる鉄砲水のような急激な流入量の増加対策を考
慮した排水システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention provides a drainage such as rain water collected in the main canal with water path, leading the drained into the drainage pump station, relates to a drainage system for discharged into rivers or the like from the drainage pump station, especially the city The present invention also relates to a drainage system that takes into account a rapid increase in inflow such as flash flood generated in a wide area drainage system near a city.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、かかる排水システムにおいては、
排水ポンプ機場のポンプ井の水位（以下、内水位とい
う。）を基準に、この内水位を一定の範囲に保持するよ
うに排水ポンプを自動運転して、ポンプ井への流入水を
排水することが一般的に行われている。2. Description of the Related Art Conventionally, in such a drainage system,
Based on the water level of the pump well at the drainage pump station (hereinafter referred to as the internal water level), the drainage pump is automatically operated so as to maintain this internal water level within a certain range to drain the water flowing into the pump well. Is commonly done.
【０００３】ところが、近年、排水区域の市街化が進
み、地面に染み込む雨水の割合が減ってきたために雨水
流出量が増加し、排水ポンプ機場へ大量の雨水が急激に
流入するようになっている。そのため、上記従来の内水
位を基準とする自動制御では、ポンプ運転の開始が遅れ
る場合があり、急激な流入量の増加に追従できないとい
う問題がある。そのため、従来、降雨予測に基づいて排
水ポンプ機場への流入量を予測し、これに従って排水ポ
ンプの運転を制御しようとする試みがなされている。こ
の種の公知例としては、特開平２−１１５５８４号公
報、特開昭５６−１５６３４２号公報、特開昭５５−５
８４１２号公報等がある。However, in recent years, urbanization of drainage areas has progressed, and the ratio of rainwater seeping into the ground has decreased, so that the amount of rainwater runoff has increased, and a large amount of rainwater has rapidly flowed into drainage pump stations. . Therefore, in the conventional automatic control based on the internal water level described above, the start of the pump operation may be delayed, and there is a problem that it is impossible to follow a sudden increase in the inflow amount. Therefore, conventionally, attempts have been made to predict the amount of inflow to the drainage pump station based on rainfall prediction and to control the operation of the drainage pump accordingly. Known examples of this type include JP-A-2-115584, JP-A-56-156342, and JP-A-55-5-5.
No. 8412 and the like.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の流入量
予測技術では、降雨の初期や集中豪雨に見られる、いわ
ゆる鉄砲水のような急激な流入量増加については配慮し
ていないことから、排水ポンプの対応運転（特に先行待
機運転）が間にあわず、ポンプ井や排水路が冠水する恐
れがある。However, the conventional inflow prediction technology does not take into account the rapid increase in inflow such as the so-called flash flood, which is observed in the early stages of rainfall and in heavy rainfall. Corresponding operation (especially waiting ahead)
Pump operation and drainage can be flooded.
【０００５】[0005]
【０００６】[0006]
【０００７】本発明の目的は、鉄砲水のような急激な流
入量の増加を検出し、これに対応させて排水ポンプの先
行待機運転を行うようにした排水システムを提供するこ
とにある。[0007] The purpose is of the present invention, rapid flow, such as flash floods
An object of the present invention is to provide a drainage system that detects an increase in the amount of input and performs a preliminary standby operation of a drainage pump in response to the increase .
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の排水システムは、水路の上流地点に流量に
相関する物理量を検出する検出器を設け、該検出器の検
出値を入力として該検出値の増加率を求め、該増加率が
設定値以上の急激な流量増加を検知して、排水ポンプの
先行待機運転の開始タイミングと台数を制御するポンプ
制御手段とを設けて構成する。In order to achieve the above object, a drainage system according to the present invention is provided with a detector for detecting a physical quantity correlated with a flow rate at an upstream point of a waterway, and using a detection value of the detector as an input. The rate of increase of the detection value is obtained, and the rate of increase is
Pump control means for controlling the start timing and the number of pre-standby operations of the drainage pumps by detecting a sudden increase in the flow rate equal to or greater than the set value is provided.
【０００９】この場合において、制御手段は、流量の急
激な増加の影響がポンプ井に達する到達時間を水理計算
によって予測し、予測された到達時間に基づいて排水ポ
ンプの先行待機運転の開始の時刻と台数を制御すること
が好ましい。 [0009] In this case, the control means controls the sudden flow rate.
Hydraulic calculation of the time to reach pump wells due to the effects of the drastic increase
And the drainage port based on the predicted arrival time
To control the start time and the number of pumps
Is preferred.
【００１０】[0010]
【００１１】このように構成されることから、本発明に
よれば、次の作用により上記各目的が達成される。[0011] from being configured as this, according to the present invention, the above object is achieved by the following action.
【００１２】いわゆる鉄砲水のような急激な流入量の増
加（以下、鉄砲水と称する。）は、集中豪雨等により発
生し、鉄砲水の流下にあわせ排水路の水位又は流量が急
激に増加する現象を呈する。また、鉄砲水に至らない程
度の通常の雨量であれば、排水路水位等の変化は緩やか
である。[0012] A sudden increase in the amount of inflow such as a so-called flash flood
Heating (hereinafter referred to as flash flood) is caused by torrential rain and the like, and exhibits a phenomenon in which the water level or flow rate of the drainage channel rapidly increases in accordance with the flow of flash flood. In addition, if the amount of rainfall is normal enough not to cause flash flood, changes in the drainage water level and the like are gradual.
【００１３】したがって、本発明のように、排水路の上
流地点にて排水路の水位又は流量を検出し、その増加率
が急激であるか否かを判断することにより、鉄砲水が発
生流下しているか否かを検知できる。その結果、排水ポ
ンプの先行待機運転を適切に行わせることができるよう
になる。[0013] Therefore, good sea urchin of the present invention, to detect the water level or flow rate of the drainage channel at a point upstream of the drainage channel, by determining whether the rate of increase is rapid, flash floods occur flows down Can be detected. As a result, the preceding standby operation of the drain pump can be appropriately performed.
【００１４】また、排水路を流下する鉄砲水の速度は、
鉄砲水の水位の増加率等の強さに相当する条件と、排水
路の諸条件とを与え、周知の理論により例えば段波とし
て扱うことにより求めることができる。The flash flood speed flowing down the drainage channel is
Given the conditions corresponding to the intensity of the growth rate or the like of the flash flood water level, the conditions of the drainage channel can be obtained by treating, for example, as a stage wave by known theory.
【００１５】したがって、上記により鉄砲水を検知でき
れば、本発明の鉄砲水到達時間の予測方法のように、鉄
砲水の程度（水位の増加率）と、鉄砲水の検知地点から
排水ポンプ地点までの距離と、排水路条件等に基づき、
水理理論に従って排水ポンプ地点までの鉄砲水到達時間
を予測演算できる。そして、その予測結果に基づいて排
水ポンプを先行して運転開始することにより、鉄砲水の
到来に容易に対応できる。[0015] Therefore, if the detection flash floods by the, like the flash flood arrival time prediction method of the present invention, the degree of flash floods (increase rate of the water level), the distance from the flash flood detection point to the drainage pump point drainage Based on road conditions, etc.
It is possible to predict and calculate the flash flood arrival time up to the drainage pump point according to hydraulic theory. Then, by starting the operation of the drain pump in advance based on the prediction result, it is possible to easily cope with the arrival of flash flood.
【００１６】通常、排水ポンプは複数台設けられている
から、鉄砲水の強さに応じて運転する台数をきめる。ま
た、排水ポンプを先行待機運転できる時間は、ポンプ軸
受の冷却システム等により制限を受けるが、上記予測に
より先行待機運転時間を最適化でき、ポンプ軸受の損傷
を防止できる。 Usually, since a plurality of drainage pumps are provided, the number of drainage pumps to be operated is determined according to the strength of flash flood. The time can preceding standby operation drainage pump is limited by the cooling system or the like of the pump bearings, can be optimized prior waiting operation time by the prediction, Ru can prevent damage to the pump bearings.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１に、本発明にかかる排水シス
テムの鉄砲水検知と到達時間の予測の手順の一例をフロ
ーチャートにして示し、図２に本例にかかる排水システ
ムの全体構成図を示す。第２図に示すように、本例の排
水システムは、放流先河川の近傍に排水ポンプ機場２を
配置し、排水対象地域に配設された小河川を含む排水路
４によって雨水等の排水を集め、この排水を排水ポンプ
機場２に導き、ここから河川に放流するようにしてい
る。排水路４は、幹線管路６と複数の枝管路８−ｉ（図
ではｉ＝１〜４）から形成されている。排水ポンプ機場
２は、図示のように、幹線水路４から流入される排水を
貯留するポンプ井１０と、そのポンプ井１０の排水を汲
み上げて放流先の河川等に放流する排水ポンプ１２と、
この排水ポンプ１２の運転を制御するポンプ制御装置１
４を含んで構成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart showing an example of a procedure for detecting flash flood and estimating the arrival time of the drainage system according to the present invention, and FIG. 2 shows an overall configuration diagram of the drainage system according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, in the drainage system of this example, a drainage pump station 2 is arranged near a discharge river, and drainage such as rainwater is drained by a drainage channel 4 including a small river disposed in a drainage target area. The wastewater is collected and led to the drainage pumping station 2, where it is discharged to the river. The drainage channel 4 is formed from a main pipeline 6 and a plurality of branch pipelines 8-i (i = 1 to 4 in the figure). As shown in the figure, the drainage pump station 2 includes a pump well 10 for storing wastewater flowing from the main waterway 4, a drainage pump 12 for pumping the wastewater from the pump well 10 and discharging the discharged water to a river or the like to which the water is discharged.
Pump control device 1 for controlling the operation of this drain pump 12
4 is included.
【００１８】枝管路８−１の上流地点ａとその地点より
も下流の地点ｂに、それぞれ水位検出器１６（ａ，ｂ）
が、また枝管路８−２の上流地点ｅとその下流地点ｆ
に、それぞれ水位検出器１６（ｅ，ｆ）が設置されてい
る。これらの水位検出器１６は、枝管路内の水位を検出
するものであり、静電容量式や超音波式等の周知の構成
のものが適用できる。水位検出器１６により検出された
各地点の水位検出値は、図示していない通信設備により
前記ポンプ制御装置１４に伝送されるようになってい
る。なお、他の枝管路８−３，８−４には水位検出器を
設けていないが、必要に応じて設けてもよい。すなわ
ち、流量の大きい鉄砲水で、かつ最も早く排水ポンプ機
場２に到達する鉄砲水を検知し、その到達時間を予測で
きればよいことから、本例は排水系の全体構成や地形等
を考慮し、排水ポンプ機場２に近く、大きな排水対象地
域をカバーする枝管路を対象とし、その枝管路にて鉄砲
水を検知するようにしたのである。A water level detector 16 (a, b) is provided at an upstream point a of the branch pipe line 8-1 and at a point b downstream of the point.
, And an upstream point e and a downstream point f of the branch pipe line 8-2.
Are provided with water level detectors 16 (e, f). These water level detectors 16 are for detecting the water level in the branch pipeline, and may have a known configuration such as a capacitance type or an ultrasonic type. The water level detection value at each point detected by the water level detector 16 is transmitted to the pump control device 14 by communication equipment (not shown). Although the other branch pipe lines 8-3 and 8-4 are not provided with a water level detector, they may be provided as necessary. That is, since it is only necessary to detect a flash flood having a large flow rate and reaching the drain pump station 2 at the earliest and predict the arrival time, the present embodiment takes into consideration the entire configuration of the drainage system, the topography, etc. The target is a branch pipeline that is close to the machine station 2 and covers a large drainage target area, and a flash flood is detected in the branch pipeline.
【００１９】このように構成される排水システムにおい
て、通常は、ポンプ制御装置１４の働きにより、排水ポ
ンプ機場２の内水位を基準に、排水ポンプＰ1，Ｐ2，Ｐ
3の運転台数と回転数などの排水能力を自動的に制御し
て排水量を調整する。また、周知の流入量予測に基づい
て自動制御するようにする。In the drainage system configured as described above, the pump control device 14 normally operates the drainage pumps P 1 , P 2 , P based on the internal water level of the drainage pump station 2.
Automatic control of drainage capacity such as number of operation and number of rotations of 3 to adjust drainage. Further, automatic control is performed based on a well-known inflow amount prediction.
【００２０】ここで、図１を用い、本発明の特徴にかか
る鉄砲水の検知と、鉄砲水のポンプ地点への到達時間の
予測に係る詳細構成について、動作とともに説明する。
基本的に、鉄砲水の検知と到達時間の予測は、水位検出
器１６ａとｂ，１６ｅとｆにより検出された水位データ
に基づき、ポンプ制御装置１４にて実行される。ポンプ
制御装置１４はコンピュータを含んで構成され、水位検
出器１６ａ〜ｆから伝送される水位データを所定のサン
プリング周期ごとに取り込み、通常の入力信号処理を施
した後、メモリのデータテーブルに格納し、この格納さ
れた水位データを適宜読み出して、図１に示すような処
理を実行するようになっている。Here, referring to FIG. 1, a detailed configuration relating to the detection of flash floods according to the features of the present invention and the prediction of the arrival time to the pump point of flash floods will be described together with the operation.
Basically, the detection of the flash flood and the prediction of the arrival time are executed by the pump control device 14 based on the water level data detected by the water level detectors 16a and 16b and 16e and f. The pump control device 14 is configured to include a computer, captures water level data transmitted from the water level detectors 16a to 16f at a predetermined sampling cycle, performs normal input signal processing, and stores the data in a data table of a memory. The stored water level data is read out as appropriate, and the processing shown in FIG. 1 is executed.
【００２１】図１に、枝管路８−１に発生した鉄砲水に
かかる処理を示す。なお、枝管路８−２についても同様
の処理になるので、ここでは枝管路８−１についてのみ
説明する。鉄砲水の発生（流下）はステップ３１と３２
の処理で検出する。鉄砲水の場合の水位の変化パターン
は、図３に示すように、急激に増大するパターンであ
る。そこで、本例では、上流地点ａの水位検出値ｈa(t)
をサンプリングし、数式１により１周期前の水位検出値
ｈa(t+1)との差を演算して、水位の増加率Δｈa(t)を求
める（ステップ３１）。FIG. 1 shows a process related to a flash flood generated in the branch pipe line 8-1. Note that the same processing is performed for the branch pipeline 8-2, and therefore, only the branch pipeline 8-1 will be described here. Steps 31 and 32 show the flash flood generation (downflow)
Detected in the process. The change pattern of the water level in the case of flash flood is a pattern that increases rapidly as shown in FIG. Therefore, in this example, the water level detection value ha (t) of the upstream point a is
Is sampled, and the difference from the water level detection value ha (t + 1) one cycle before is calculated by Equation 1 to obtain a water level increase rate Δha (t) (step 31).
【００２２】[0022]
【数１】 Δｈa(t)＝ｈa(t)−ｈa(t+1) 次に、増加率Δｈa(t)が予め定めた鉄砲水判定基準の設
定値ｋ以上か否かにより鉄砲水の発生を検知する（ステ
ップ３２）。この判定が否定のときはステップ３１に戻
って次のデータに対して同一の処理を繰り返す。肯定の
ときは、ステップ３３にて、鉄砲水の最高水位ｈｍを検
出する。この検出は、前記データテーブルの水位検出値
ｈa(t)の変化を監視し、極大値を示した検出値を最高水
位として特定することにより行う。最高水位を検出した
ときタイミングにタイマをセットして、その鉄砲水が下
流の地点ｂに到達する時間の実測を開始する（ステップ
３４）。なお、鉄砲水を検知したとき、その検知信号に
より警報などを発したり、グラフィックパネル等の表示
装置にその旨と発生地点とを表示するようにしてもよ
い。また、鉄砲水の検知は、上記の水位増加率のほか、
水位そのものが所定の設定値を超えたこと、又は排水の
濁度が異常に高くなったことを条件として検出できる。
次のステップ３５からステップ４３までは、水理計算
による鉄砲水の到達時間の予測の精度を上げるための補
正係数αを求めるステップである。到達時間の予測に用
いる原理として、周知の水理モデルから種々の方法が考
えられるが、本例では予測の処理時間を考慮して簡便な
段波モデルによる方法を適用した。この段波モデルによ
る鉄砲水の伝播速度（流下速度）ωは数式２によって表
される。なお、このモデルは、長方形管路の場合である
が、円形管路の場合はそれに合わせて変数を変形して適
用すればよい。Δha (t) = ha (t) −ha (t + 1) Next, the occurrence of flash flood is detected based on whether or not the increase rate Δha (t) is equal to or greater than a preset value k of the flash flood determination standard. (Step 32). If this determination is negative, the process returns to step 31 and repeats the same process for the next data. If affirmative, in step 33, the maximum water level hm of the flash flood is detected. This detection is performed by monitoring the change in the water level detection value ha (t) in the data table, and specifying the detection value indicating the maximum value as the highest water level. When the maximum water level is detected, a timer is set at the timing, and actual measurement of the time when the flash flood reaches the downstream point b is started (step 34). When a flash flood is detected, an alarm or the like may be issued based on the detection signal, or the fact and the occurrence point may be displayed on a display device such as a graphic panel. In addition to the flash flood detection,
It can be detected as a condition that the water level itself exceeds a predetermined set value or that the turbidity of the drainage becomes abnormally high.
The following steps 35 to 43 are steps for obtaining a correction coefficient α for improving the accuracy of prediction of the flash flood arrival time by hydraulic calculation. As a principle used for estimating the arrival time, various methods can be considered from a well-known hydraulic model. In this example, a simple method using a stepped wave model is applied in consideration of the processing time of the estimation. The propagation speed (flow velocity) ω of the flash flood according to the step model is expressed by Expression 2. Note that this model is for a rectangular pipeline, but for a circular pipeline, the variables may be modified and applied in accordance with it.
【００２３】[0023]
【数２】 (Equation 2)
【００２４】ここで、ｈｏは図３に示すように鉄砲水前
面の初期水位であり、Ｖは初期水位ｈｏのときの初期流
速で、数式３により求める。また、ｇは重力加速度であ
る。Here, ho is the initial water level at the front of the flash flood, as shown in FIG. 3, and V is the initial flow velocity at the initial water level ho, which is obtained by equation (3). G is the gravitational acceleration.
【００２５】[0025]
【数３】 (Equation 3)
【００２６】ここで、ｎは管路の粗度係数であり、Ｉは
管路の勾配である。したがって、流下速度ωを求めれ
ば、同一排水管の下流地点に到達する到達時間は、そこ
までの距離をωで割算すれば求められる。Here, n is the roughness coefficient of the pipeline, and I is the gradient of the pipeline. Therefore, if the flow velocity ω is obtained, the arrival time to reach the downstream point of the same drainage pipe can be obtained by dividing the distance therefrom by ω.
【００２７】上記の水理理論に従い、ステップ３５で地
点ａにおける初期流速Ｖａを数式３により求める。次
に、ステップ３６で数式２により流下速度ωaを求め
る。そして、ステップ３７において、数式４により、距
離Ｌabだけ離れた下流の地点ｂまでの到達時間の予測値
Ｔ'abを演算する。According to the above hydraulic theory, the initial flow velocity Va at the point a is obtained by Expression 3 at step 35. Next, at step 36, the falling velocity ωa is obtained by the equation (2). Then, in step 37, a predicted value T′ab of the arrival time to the downstream point b separated by the distance Lab is calculated by Expression 4.
【００２８】[0028]
【数４】 Ｔ'ab＝Ｌab／ωa 次のステップ３８から４０においては、地点ｂにおける
鉄砲水検知と、最高水位ｈｍを検出する。この処理内容
は前記ステップ３１から３３と同一であるから説明を省
略する。ステップ４０で地点ｂに鉄砲水の最高水位が到
達したことを検知したタイミングで、前記タイマを停止
させ(ステップ４１)、地点ａからｂまでの到達時間の実
測値Ｔabを求める(ステップ４２)。そして、ステップ４
３にて、次式５により、予測時間の補正係数αを演算す
る。## EQU00004 ## T'ab = Lab / .omega.a In the following steps 38 to 40, flash flood detection at the point b and the maximum water level hm are detected. The details of this processing are the same as those in steps 31 to 33, and a description thereof will be omitted. At the timing when it is detected that the flash flood reaches the highest point at the point b in Step 40, the timer is stopped (Step 41), and the actual measurement value Tab of the arrival time from the point a to the point b is obtained (Step 42). And Step 4
In step 3, the correction coefficient α for the predicted time is calculated by the following equation (5).
【００２９】[0029]
【数５】 α＝Ｔ'ab／Ｔab 通常、理論による予測値よりも実測値の方が大きいか
ら、α≦１．０である。Α = T′ab / Tab Normally, α ≦ 1.0 because the measured value is larger than the theoretically predicted value.
【００３０】次に、地点ｂからポンプ地点ｄに鉄砲水が
到達する予測時間Ｔ'bdを、数式６により演算する。Next, the predicted time T'bd for the flash flood to reach the pump point d from the point b is calculated by the following equation (6).
【００３１】[0031]
【数６】 Ｔ'bd＝α(Ｔ'bc＋Ｔ'cd) この式におけるＴ'bcとＴ'cdの予測は、それぞれ基本的
に数式２，３，４を用いる。但し、幹線管路６は枝管路
８−１と管径などの管路条件が異なるので、初期水位ｈ
ｏと最高水位ｈｍは、地点ａの検出値に基づき、比例計
算により推定する。この場合、初期水位ｈｏには、他の
枝管路８−２，８−３，８−４等から合流点ｃに流入し
ている排水量をも考慮する必要がある。したがって、合
流点ｃに水位検出器を設置して、初期水位ｈｏを検出す
るのが好ましい。しかし、枝管路８−１の鉄砲水が最も
早く合流点ｃに到達する場合は、他の枝管路から合流点
ｃに流入する量は、通常時の流量であるから、過去の各
枝管路の流量割合の実績データ等に基づく相関係数を設
定しておき、地点ａの初期水位にその相関係数を乗じ
て、合流点ｃの初期水位を推定することができる。本例
はこの方法によっている。なお、本発明は基本的に最も
早く排水ポンプ地点に到達する鉄砲水についての到達時
間を予測すればよいから、枝管路８−１よりも枝管路８
−２に発生した鉄砲水が最も早く合流点ｃに到達する場
合は、枝管路８−２の鉄砲水について到達時間Ｔ'fdを
予測する。T′bd = α (T′bc + T′cd) The predictions of T′bc and T′cd in this equation basically use Equations 2, 3, and 4, respectively. However, since the main pipeline 6 has different pipeline conditions such as the pipe diameter from the branch pipeline 8-1, the initial water level h
o and the highest water level hm are estimated by a proportional calculation based on the detected value of the point a. In this case, it is necessary to consider the amount of drainage flowing into the junction c from the other branch pipelines 8-2, 8-3, 8-4 and the like for the initial water level ho. Therefore, it is preferable to install a water level detector at the junction c to detect the initial water level ho. However, when the flash flood of the branch pipeline 8-1 reaches the junction c the earliest, the amount flowing into the junction c from the other branch pipeline is a normal flow rate. A correlation coefficient based on the actual data of the flow rate ratio of the road or the like is set, and the initial water level at the junction a can be estimated by multiplying the initial water level at the point a by the correlation coefficient. This example is based on this method. In addition, since the present invention basically has only to predict the arrival time of the flash flood reaching the drainage pump point first, the branch pipe 8 is more preferable than the branch pipe 8-1.
When the flash flood generated at -2 arrives at the junction c at the earliest, the arrival time T'fd is predicted for the flash flood in the branch pipe line 8-2.
【００３２】このようにして予測した到達時間Ｔ'bdに
基づいて、ステップ４５において、排水ポンプの運転台
数とその運転開始タイミングについて決定するととも
に、その決定にしたがって鉄砲水に対する先行待機運転
の制御を行う。通常、排水ポンプは複数台設けられてい
るから、鉄砲水の強さに応じて運転する台数をきめる。Based on the predicted arrival time T'bd, the number of drain pumps to be operated and the operation start timing are determined in step 45, and the preceding standby operation for flash flood is controlled according to the determination. . Normally, a plurality of drainage pumps are provided, so the number of drainage pumps to be operated is determined according to the flash flood intensity.
【００３３】上述したように、本例によれば、排水路の
上流地点ａにて排水路の水位を検出し、その増加率が急
激であるか否かを判断していることから、鉄砲水が発生
を素早く検知できる。これにより、排水ポンプの対応運
転を余裕を持って行うことができる。As described above, according to the present embodiment, the water level in the drainage channel is detected at the upstream point a of the drainage channel, and it is determined whether or not the rate of increase is sharp. Occurrence can be detected quickly. Thereby, the corresponding operation of the drain pump can be performed with a margin.
【００３４】また、鉄砲水の程度（水位又は増加率）
と、鉄砲水の検知地点から排水ポンプ地点までの距離
と、排水路条件とに基づき、水理理論に従って排水ポン
プ地点までの鉄砲水の到達時間を予測演算していること
から、更に余裕を持って排水ポンプの対応運転を行うこ
とができる。The flash flood level (water level or rate of increase)
And, based on the distance from the flash flood detection point to the drain pump point and the drainage channel conditions, the arrival time of the flash flood to the drain pump point is predicted and calculated according to hydraulic theory, so that there is more room for drainage. The corresponding operation of the pump can be performed.
【００３５】そして、その予測結果に基づいて排水ポン
プを先行して運転する台数や運転開始タイミングを決定
していることから、鉄砲水の到来に容易に対応できる。Further, since the number of drain pumps to be operated in advance and the operation start timing are determined based on the prediction result, it is possible to easily cope with the arrival of flash flood.
【００３６】また、排水ポンプを先行待機運転できる時
間は、ポンプ軸受の冷却システム等により制限を受ける
が、上記予測により先行待機運転時間を最適化でき、ポ
ンプ軸受の損傷を防止できる。The time during which the pre-standby operation of the drainage pump can be limited by the cooling system of the pump bearing and the like. The pre-standby operation time can be optimized based on the above prediction, and damage to the pump bearing can be prevented.
【００３７】なお、図２に示すように、幹線水路に貯留
池等の貯留部１８があり、その貯留部に水が貯留されて
いる場合には、その貯留水を予め排水することができ、
これにより、一定の鉄砲水を吸収緩和できるから、鉄砲
水の量に対して排水ポンプの排水能力が低い場合にも、
冠水などを防止するのに効果がある。As shown in FIG. 2, when there is a reservoir 18 such as a reservoir in the main waterway and water is stored in the reservoir, the stored water can be drained in advance.
As a result, a certain amount of flash flood can be absorbed and mitigated.
It is effective in preventing flooding.
【００３８】また、上記例では、補正係数αで到達予測
時間を補正するようにしたが、この補正を省略してもよ
く、これによれば水位検出器の数を半分に低減できる。
また、その補正をしない場合は、到達予測時間が短くな
る方向であるから、早めに鉄砲水の対応運転をすること
になる。In the above example, the estimated arrival time is corrected by the correction coefficient α. However, this correction may be omitted, whereby the number of water level detectors can be reduced to half.
Further, when the correction is not performed, since the predicted arrival time is shortened, the operation corresponding to the flash flood is performed earlier.
【００３９】また、補正係数αに代えて、鉄砲水の強さ
の度合に応じて到達予測時間を補正するようにしてもよ
い。この例について、図４に示した処理手順フローチャ
ートを参照して説明する。図において、ステップ５１か
ら５３までは、図１のステップ３１から３３に同じであ
り、地点ａの水位変化に基づいて鉄砲水の発生を検知す
る。次に、ステップ５４で、水位検出値Δｈa(t)の変化
率の度合、又は図３に示した鉄砲水の前面の平均角度θ
に応じて、補正係数βを求める。この平均角度θと補正
係数βとの設定関係の一例を図５に示す。次のステップ
５５〜５７において、前記図１の例と同様に、地点ａに
おける初期流速Ｖａ、流下速度ωａを求めた後、合流点
ｃまでの到達時間の予測値Ｔ'acを算出する。そして、
ステップ５８において、前述したと同様に合流点ｃにお
ける初期水位ｈｏを推定し、これに基づいて数式３によ
り初期流速Ｖｃを求め、さらに数式２により流下速度ω
ｃを求める。次のステップ５９にて、数式７により地点
ａからポンプ地点ｄに至る鉄砲水の到達時間の予測値
Ｔ'adを算出する。Further, instead of the correction coefficient α, the predicted arrival time may be corrected according to the degree of flash flood intensity. This example will be described with reference to the processing procedure flowchart shown in FIG. In the figure, steps 51 to 53 are the same as steps 31 to 33 in FIG. 1 and detect the occurrence of flash flood based on the change in the water level at the point a. Next, in step 54, the degree of the change rate of the water level detection value Δha (t) or the average angle θ of the front surface of the flash flood shown in FIG.
, A correction coefficient β is obtained. FIG. 5 shows an example of a setting relationship between the average angle θ and the correction coefficient β. In the following steps 55 to 57, as in the example of FIG. 1, after calculating the initial flow velocity Va and the falling velocity ωa at the point a, the predicted value T′ac of the arrival time to the junction c is calculated. And
In step 58, the initial water level ho at the confluence point c is estimated in the same manner as described above, and based on this, the initial flow velocity Vc is obtained by equation (3).
Find c. In the next step 59, the predicted value T'ad of the flash flood arrival time from the point a to the pump point d is calculated by the equation (7).
【００４０】[0040]
【数７】 Ｔ'ad＝β（Ｔ'ac＋Ｔ'cd） ここで、Ｔ'ac＝Ｌac／ωa Ｔ'cd＝Ｌcd／ωc このようにして予測した到達時間Ｔ'adに基づいて、ス
テップ６０において、排水ポンプの運転台数とその運転
開始タイミングについて決定するとともに、その決定に
したがって鉄砲水に対する先行待機運転の制御を行う。
通常、排水ポンプは複数台設けられているから、鉄砲水
の強さに応じて運転する台数をきめる。T′ad = β (T′ac + T′cd) Here, T′ac = Lac / ωa T′cd = Lcd / ωc Based on the arrival time T′ad thus predicted, step 60 is performed. In, the number of operating drain pumps and the operation start timing are determined, and the preliminary standby operation for flash flood is controlled according to the determination.
Normally, a plurality of drainage pumps are provided, so the number of drainage pumps to be operated is determined according to the flash flood intensity.
【００４１】本例によれば、図１の例に比べて到達時間
の予測精度は落ちるが、水位検出器の数を低減でき、ま
た処理が簡単化できるという効果がある。According to this embodiment, although the prediction accuracy of the arrival time is lower than that of the embodiment shown in FIG. 1, the number of water level detectors can be reduced and the processing can be simplified.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
排水路の上流地点にて排水路の排水流量に相関する物理
量を検出する検出器を設け、その検出器の検出値を入力
として流量の急激な増加を検知して、排水ポンプの先行
待機運転の開始タイミングと台数を制御するポンプ制御
手段を設けたことから、排水ポンプの先行待機運転を余
裕を持って適切に行うことができる。As described above, according to the present invention,
Provide a detector at the upstream point of the drainage channel to detect a physical quantity correlated to the drainage flow rate of the drainage channel, and input the detection value of the detector
As a sudden increase in flow rate,
Pump control to control standby operation start timing and number of units
Since the means is provided, the preliminary standby operation of the drainage pump can be appropriately performed with a margin.
【００４３】また、鉄砲水の程度（水位の増加率）と、
鉄砲水の検知地点から排水ポンプ地点までの距離と、排
水路条件とに基づき、水理理論に従って排水ポンプ地点
までの鉄砲水の到達時間を予測演算していることから、
更に余裕を持って排水ポンプの先行待機運転を適切に行
うことができる。[0043] In addition, the degree of flash floods (the rate of increase in water level),
Based on the distance from the flash flood detection point to the drainage pump point and drainage channel conditions, the prediction of the flash flood arrival time to the drainage pump point according to hydraulic theory,
Further, the preliminary standby operation of the drain pump can be appropriately performed with a margin.
【００４４】また、その予測結果に基づいて排水ポンプ
を先行して運転する台数や運転開始タイミングを決定し
ていることから、鉄砲水の到来に容易に対応できる。な
お、排水ポンプを先行待機運転できる時間は、ポンプ軸
受の冷却システム等により制限を受けるが、上記予測に
より先行待機運転時間を最適化でき、ポンプ軸受の損傷
を防止できるという、副次効果がある。 Further, since the number of drain pumps to be operated in advance and the operation start timing are determined based on the prediction result, it is possible to easily cope with the arrival of flash flood. The time during which the drain pump can be operated in the standby mode is limited by the pump bearing cooling system and the like. However, there is a secondary effect that the anticipated standby operation time can be optimized based on the above prediction and the pump bearing can be prevented from being damaged. You.
【図１】本発明に係る鉄砲水検知と到達時間予測に係る
処理手順を示すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing a processing procedure relating to flash flood detection and arrival time prediction according to the present invention.
【図２】本発明に係る排水システムの全体構成図であ
る。FIG. 2 is an overall configuration diagram of a drainage system according to the present invention.
【図３】鉄砲水による水位変化の一例を示す線図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing an example of a water level change due to flash flood;
【図４】本発明の他の鉄砲水検知と到達時間予測に係る
処理手順を示すフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating a processing procedure related to another flash flood detection and arrival time prediction according to the present invention.
【図５】鉄砲水の強さの度合に対する補正係数の設定関
係の一例を示す線図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a setting relationship of a correction coefficient with respect to a degree of flash flood intensity.
２ 排水ポンプ機場 ４ 排水路 ６ 幹線管路 ８ 枝管路 １０ ポンプ井 １２ 排水ポンプ １４ ポンプ制御装置 １６ 水位検出器 １８ 貯留池 2 Drainage pump station 4 Drainage channel 6 Main line 8 Branch line 10 Pump well 12 Drainage pump 14 Pump controller 16 Water level detector 18 Reservoir
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−58412（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−156342（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−115584（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E03F 1/00 E03F 5/22────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-55-58412 (JP, A) JP-A-56-156342 (JP, A) JP-A-2-115584 (JP, A) (58) Survey Field (Int.Cl. 6 , DB name) E03F 1/00 E03F 5/22
Claims (4)
水ポンプにより揚水して放流先の河川等に排出する排水
システムにおいて、前記水路の上流地点に該地点の流量
に相関する物理量を検出する検出器を設け、該検出器の
検出値を入力として該検出値の増加率を求め、該増加率
が設定値以上の急激な流量増加を検知して、前記排水ポ
ンプの先行待機運転の開始タイミングと台数を制御する
ポンプ制御手段とを設けてなる排水システム。In a drainage system for discharging drainage flowing into a pump well from a waterway by a drainage pump and discharging the discharged water to a river or the like to be discharged, a physical quantity correlated with a flow rate at the point is detected at an upstream point of the waterway. A detector is provided, and the rate of increase of the detected value is obtained by using the detected value of the detector as an input.
A drain control system that detects a sudden increase in the flow rate equal to or greater than a set value, and includes pump control means for controlling the start timing and the number of the preceding standby operations of the drain pumps.
て、前記制御手段は、前記急激な流量増加の影響が前記
ポンプ井に達する到達時間を水理計算によって予測し、
該予測された到達時間に基づいて前記排水ポンプの先行
待機運転の開始の時刻と台数を制御することを特徴とす
る排水システム。2. A drainage system according to claim 1, wherein said control means predicts the arrival time effect before Symbol sudden flow rate increases to reach the pump well by hydraulic calculations,
A drainage system wherein the start time and the number of the preliminary standby operations of the drainage pumps are controlled based on the predicted arrival time.
して放流先の河川等に排出する排水ポンプにおいて、前
記水路の上流地点に備えた検出器によって検出される該
地点の流量に相関する物理量の検出値の増加率が、予め
定めた設定値以上に達した急激な流量増加の情報に基づ
いて、先行待機運転の開始時刻が制御されることを特徴
とする排水ポンプ。3. A drain pump for pumping drain water flowing into a pump well from a water channel and discharging the discharged water to a discharge destination river or the like, wherein the water pump correlates with a flow rate at the point detected by a detector provided at an upstream point of the water channel. The rate of increase of the detected value of physical quantity
A drain pump characterized in that the start time of the preceding standby operation is controlled based on information of a sudden increase in flow rate that has reached a predetermined set value or more .
して放流先の河川等に排出する排水ポンプの運転方法に
おいて、前記水路の上流地点に備えた検出器によって検
出される該地点の流量に相関する物理量の増加率を求
め、該増加率が設定値以上の急激な流量増加を検出し、
これに基づいて前記排水ポンプの先行待機運転を開始す
ることを特徴とする排水ポンプの運転方法。4. A method of operating a drainage pump to drain the river by pumping the waste water flowing from the water channel to the pump well discharge point, etc., test the detector with a point upstream of the waterway
The rate of increase of the physical quantity that is correlated with the flow rate at the point
Therefore, the rate of increase detects a sudden increase in flow rate above the set value ,
A method for operating the drain pump, wherein the preliminary standby operation of the drain pump is started based on the operation.
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