JP3427724B2 - Watershed management mapping system - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、河川流路や汚濁負
荷排出源などのディジタル情報を利用して、水源河川の
汚濁負荷を管理する流域管理マッピングシステムに係る
もので、特に水質事故の発生時に、水質汚濁の原因とな
る薬品などを扱う排水基準適用事業所の中から、水質事
故の原因となる汚濁物を排出した事業所を特定する手段
と、その結果をマッピング表示する手段とに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a watershed management mapping system that manages the pollution load of a water source river by utilizing digital information such as river flow paths and pollution load emission sources, and particularly, the occurrence of water quality accidents. At times, the present invention relates to a means for identifying, from the establishments that apply wastewater standards that handle chemicals that cause water pollution, those that discharged pollutants that cause water quality accidents, and a means for displaying the results in a mapping display.
【０００２】[0002]
【従来の技術】水源河川で有害物質流入などの水質事故
が発生した場合には、速やかに汚濁源を特定し、必要な
対策を講じることが必要である。汚濁源の特定には、従
来、事故発見箇所から当該河川を上流にさかのぼり(ケ
ースによっては下流域も含めて)、河川サンプル水の水
質を分析するフィールド調査を実施するなどの方法が取
られている。2. Description of the Related Art When a water quality accident such as inflow of harmful substances occurs in a water source river, it is necessary to promptly identify the pollution source and take necessary measures. Conventionally, the method of identifying the pollution source has been to trace the river upstream from the location where the accident was detected (including the downstream area in some cases) and conduct a field survey to analyze the water quality of the river sample water. There is.
【０００３】この方法の場合、フィールド調査結果以外
に汚濁源を特定するための情報がないため、水質分析な
どを当該河川上流の広範囲で、しかも多数の箇所で実施
する必要がある。In the case of this method, since there is no information for identifying the pollution source other than the field survey results, it is necessary to carry out water quality analysis and the like in a wide area upstream of the river and at many places.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
水質分析などのフィールド調査を広範囲に多数の箇所で
実施する必要があるので、速やかな汚濁源特定のために
は、極めて多くの人的労力を要するという問題があっ
た。また、フィールド調査のための人員を十分に確保で
きない場合には、汚濁源の特定までに長時間を要すると
いう問題も発生していた。SUMMARY OF THE INVENTION In the above prior art,
Since it is necessary to carry out field surveys such as water quality analysis in a large number of places over a wide range, there was a problem that a great deal of human labor was required for prompt identification of pollution sources. In addition, there is a problem that it takes a long time to identify the pollution source if the personnel for field survey cannot be secured.
【０００５】本発明の目的は、必要最小限のフィールド
調査結果から汚濁源を特定できる手段を提供し、調査に
必要な人的労力を低減すると同時に、汚濁源特定までの
時間を短縮することにある。An object of the present invention is to provide means for identifying a pollution source from the minimum required field survey results, reduce the human labor required for the survey, and at the same time shorten the time until the pollution source is identified. is there.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、排水基準適用事業所の位置と取り扱い汚
濁物の種類、及び該河川の流路情報とを保存するデータ
ベースと、水質汚濁発見箇所よりも上流の河川流域に位
置する排水基準適用事業所の位置を前記データベースか
ら抽出して、マッピング表示する汚濁源候補抽出手段
と、前記汚濁源候補抽出手段で抽出した汚濁源候補を起
点とした汚濁流下のシミュレーションを行う汚濁流下演
算手段と、前記汚濁流下演算手段でシミュレーションし
た演算結果と該河川流域でのフィールド調査結果とのデ
ータマッチングにより、該汚濁源候補の確度を求め、確
度の大きさが識別できるように表示するデータマッチン
グ手段とを具備することを特徴とする流域管理マッピン
グシステムを提案するものである。本発明のシステムで
は、汚濁源の候補となる事業所を抽出した上で、少数の
フィールド調査データにより、汚濁物流出のあった事業
所の特定を支援できるので、少ない人的労力で迅速に汚
濁物発生源を特定できるようになる。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a database for storing the location of a wastewater standard application establishment, the type of pollutant to be handled, and the flow path information of the river, and the water quality. The pollution source candidate extraction means for extracting the position of the drainage standard application business office located in the river basin upstream of the pollution discovery location from the database and displaying the mapping, and the pollution source candidate extracted by the pollution source candidate extraction means The pollution flow-down calculation means for simulating the pollution flow down from the starting point, and the data matching of the calculation result simulated by the pollution flow-down calculation means and the field survey result in the river basin, the accuracy of the pollution source candidate is obtained, and the accuracy is calculated. A watershed management mapping system is proposed, which comprises a data matching means for displaying the size of the river It is intended. In the system of the present invention, the establishments that are candidates for pollution sources can be extracted, and the small number of field survey data can be used to support the identification of the establishments that had the outflow of pollutants. It becomes possible to identify the source of material.
【０００７】本発明はまた、前記汚濁源候補抽出手段
が、排水基準適用事業所から最短距離となる河川流路位
置を求める位置探索手段と、前記位置探索手段で求めた
河川流路位置と水質汚濁発見箇所とのどちらが上流に位
置するかを判定する上流判定手段とを具備することを特
徴とする流域管理マッピングシステムを提案する。これ
により、水質汚濁発見箇所よりも上流域に流入する汚濁
源を確度良く抽出できる。According to the present invention, the pollutant source candidate extraction means finds a river flow path position which is the shortest distance from the wastewater standard application establishment, a position search means, and the river flow path position and water quality obtained by the position search means. We propose a watershed management mapping system characterized by comprising upstream determination means for determining which of the pollution detection location is located upstream. As a result, it is possible to accurately extract the pollution source that flows into the upstream area of the water pollution detection location.
【０００８】また、前記汚濁流下演算手段が、前記デー
タベースにベクトル形式で保存された該河川の流路情報
をラスター形式に変換し、ラスター形式データでの流下
演算を行うラスター演算手段を具備することを特徴とす
る流域管理マッピングシステムを提案する。これによ
り、対象流域を均等なエリアに分割して扱うことができ
るため、演算や演算結果表示の処理を簡便に行うことが
できる。Further, the pollution flow-down operation means is provided with a raster operation means for converting the flow path information of the river stored in the database in vector format into a raster format and performing a flow-down operation in raster format data. We propose a watershed management mapping system that is characterized by. As a result, the target watershed can be divided into equal areas and handled, so that the calculation and the calculation result display processing can be performed easily.
【０００９】また、前記データマッチング手段が、前記
汚濁流下演算手段でシミュレーションした演算結果と該
河川流域でのフィールド調査結果のデータパターン間の
距離の逆数を確度として計算する確度算出手段を具備す
ることを特徴とする流域管理マッピングシステムを提案
する。これにより、抽出した事業所が汚濁物を流出した
かどうかの確からしさを定量的に扱うことが可能とな
る。Further, the data matching means comprises accuracy calculation means for calculating as an accuracy the reciprocal of the distance between the data pattern of the calculation result simulated by the pollution flow-down calculation means and the field survey result in the river basin. We propose a watershed management mapping system that is characterized by. This makes it possible to quantitatively handle the certainty of whether or not the extracted business facility has leaked pollutants.
【００１０】これらにより、従来方式のような大規模な
フィールド調査を行うことなしに、少数のフィールド調
査データによって、正確にしかも迅速に水質事故の発生
源となった事業所を特定することが可能となる。[0010] As a result, it is possible to accurately and promptly identify the business office that is the source of the water quality accident from a small number of field survey data without conducting a large-scale field survey as in the conventional method. Becomes
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本発明は、河川流域の排水基準適
用事業所の情報を管理するマッピングシステムに関する
もので、特に河川の汚濁流下シミュレータを用いて、水
質事故発生時に、汚濁物を発生した事業所の特定を支援
する方法を提案するものである。ここでいう水質事故と
は、事業所の製造工程からのシアンや油などが許容され
る以上の濃度で流出し、水道水源の水質や生態系に影響
するような事態を想定している。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention relates to a mapping system that manages information on establishments to which drainage standards are applied in river basins, and in particular, when a water quality accident occurs, pollutants are generated using a pollution downflow simulator for rivers. It proposes a method to support the identification of business establishments. The term "water quality accident" as used here is assumed to occur when cyanide, oil, etc. from the manufacturing process of a business office flow out at a concentration above the allowable level, affecting the water quality of the tap water source and the ecosystem.
【００１２】以下、図面を参照して、本発明の実施例を
説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１３】図１は、本発明による流域管理マッピング
システムを水道水源河川の水質事故対策に適用した一実
施例の全体構成を示す。管理の対象となる河川５の流域
には、複数の排水基準適用事業所１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ，…が存在している。この河川５と排水基準適用事業
所１０に関連する情報は、流域管理マッピングシステム
５０内に保存されている。河川５内で水質事故が発生す
ると、キーボード４０などの入力手段を介して、水質汚
濁発見箇所１５でのフィールド調査結果などの情報が流
域管理マッピングシステム５０に入力される。この場合
の入力手段は、キーボード４０に限るものでなく、河川
５のフィールド調査にあたる調査員が携帯できる無線通
信手段（携帯電話と組合せた情報端末など）であっても
良い。流域管理マッピングシステム５０では、入力され
た情報に基づいて、その水質事故の汚濁物発生源である
可能性のある事業所をＣＲＴ３０に画面表示することが
できる。FIG. 1 shows the overall construction of an embodiment in which the watershed management mapping system according to the present invention is applied to a water quality accident countermeasure for a tap water source river. In the watershed of the river 5 to be managed, a plurality of establishments 10a, 10b, 10 applying drainage standards
c, ... Exist. Information relating to the river 5 and the drainage standard application office 10 is stored in the watershed management mapping system 50. When a water quality accident occurs in the river 5, information such as a field survey result at the water pollution detection location 15 is input to the basin management mapping system 50 via an input means such as the keyboard 40. The input means in this case is not limited to the keyboard 40, but may be a wireless communication means (such as an information terminal combined with a mobile phone) that can be carried by a researcher who is conducting a field survey of the river 5. In the basin management mapping system 50, a business establishment which may be a pollution source of the water quality accident can be displayed on the screen of the CRT 30 based on the input information.
【００１４】本発明による流域管理マッピングシステム
５０は、大きく分けると
（１）データベース１００、 （２）マッピング手段２００
（３）汚濁源候補抽出手段３００、（４）汚濁流下演算手段４００
（５）データマッチング手段５００
とから構成される。まず、流域管理マッピングシステム
５０を用いた汚濁源特定の大まかな流れについて説明す
る。汚濁源候補抽出手段３００では、キーボード４０な
どの入力手段から入力された水質汚濁発見箇所１５の位
置情報とデータベース１００に保存された河川５の流路
情報とを参照して、水質汚濁発見箇所１５よりも上流域
に存在する排水基準適用事業所１０を抽出する。図１の
例では、１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１
０ｈがこれに相当する。次の汚濁流下演算手段４００で
は、排水基準適用事業所１０の中から抽出された事業所
を各々始点とした汚濁物流下シミュレーションを行い、
各々の結果を後述するデータマッチングのためのテンプ
レートとして保存する。次のデータマッチング手段５０
０では、フィールド調査で得られた汚濁物流下の水質デ
ータと各々のテンプレートとの類似度を計算し、この類
似度の大きさに応じた確度を付与して、その結果をマッ
ピング手段２００へ出力する。マッピング手段２００で
は、確度の違いが識別できるような形式で各候補事業所
を流域地図と共にＣＲＴ３０へ表示する。流域管理マッ
ピングシステム５０の使用者は、この表示によって、流
域のどの位置にある事業所が水質事故の汚濁物発生源で
あるかを判断することができる。なお、流域管理マッピ
ングシステム５０を実現するハードウェアは、ワークス
テーション、もしくはパーソナルコンピュータなどの計
算機であり、必要に応じてファイルサーバなどの補助記
憶装置を導入する。The basin management mapping system 50 according to the present invention is roughly divided into (1) database 100, (2) mapping means 200 (3) pollution source candidate extraction means 300, (4) pollution flow-down calculation means 400 (5) data And a matching means 500. First, a rough flow for specifying a pollution source using the watershed management mapping system 50 will be described. The pollution source candidate extraction means 300 refers to the positional information of the water pollution detection location 15 input from the input means such as the keyboard 40 and the flow path information of the river 5 stored in the database 100 to refer to the water pollution detection location 15 The business establishments 10 to which the drainage standards are applied existing in the upstream region are extracted. In the example of FIG. 1, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, 1
0h corresponds to this. In the next pollutant flow-down calculation means 400, a pollutant flow-under simulation is carried out starting from each of the establishments extracted from the wastewater standard-applied establishments 10,
Each result is saved as a template for data matching described later. Next data matching means 50
At 0, the degree of similarity between the water quality data under the polluted physical distribution obtained in the field survey and each template is calculated, the degree of accuracy according to the degree of this degree of similarity is given, and the result is output to the mapping means 200. To do. The mapping means 200 displays each candidate establishment together with the basin map on the CRT 30 in a format in which the difference in accuracy can be identified. The user of the watershed management and mapping system 50 can determine which location in the watershed is the pollutant source of water quality accident by this display. The hardware that realizes the watershed management mapping system 50 is a computer such as a workstation or a personal computer, and an auxiliary storage device such as a file server is installed if necessary.
【００１５】次に、流域管理マッピングシステム５０の
各構成要素の詳細を説明する。Next, details of each component of the watershed management mapping system 50 will be described.
【００１６】まず、データベース１００を説明する。図
２には、本実施例におけるデータベース１００の構成例
を示す。大きくは、河川流路情報１１０，事業所情報１
３０，フィールド調査情報１５０，テンプレートＤＢ１
７０の４つから構成される。河川流路情報１１０は、対
象となる河川５の流路の地形情報をベクター形式で保存
している。ベクター形式では、対象物を線分（または多
角形）の単位で表現し、その線分の座標データとして情
報を保存する。ここでの具体的な対象物は、河川の堤防
線，喫水線，河床の断面形状などである。また、座標デ
ータは、緯度／経度、もしくは、ＵＴＭ（ユニバーサル
横メルカトル図法）などの座標系で表現する。この河川
流路情報１１０を参照することで、河川形状，流路延
長，本川／支川の合流箇所などを知ることができる。デ
ータソースとしては、ディジタル化された国土数値情報
などを活用する。First, the database 100 will be described. FIG. 2 shows a configuration example of the database 100 in this embodiment. Largely, river flow path information 110, establishment information 1
30, field survey information 150, template DB1
It consists of four 70. The river flow path information 110 stores the topographical information of the target flow path of the river 5 in a vector format. In the vector format, an object is expressed in units of line segments (or polygons), and information is stored as coordinate data of the line segments. The concrete objects here are a river embankment line, a draft line, and a cross-sectional shape of a river bed. The coordinate data is represented by a coordinate system such as latitude / longitude or UTM (Universal Transverse Mercator). By referring to the river flow path information 110, it is possible to know the river shape, the flow path extension, the main river / branch river confluence, and the like. As the data source, digitized national land information is used.
【００１７】事業所情報１３０としては、ベクター形式
の特別な場合に相当するサイト形式で各事業所の位置座
標を保存する。また、ここに登録された事業所の属性情
報、例えば、事業所の種類，排水量，取り扱い危険物
（製造業の場合）など、どんな物質を含んだ排水がどれ
だけ排出されているかが把握できる情報も保存してい
る。これらの属性情報については、表形式での保存とな
る。データソースとしては、総務庁の国勢調査や通商産
業省の工業統計などを活用できる。As the business office information 130, the position coordinates of each business office are stored in a site format corresponding to a special case of the vector format. In addition, attribute information of business establishments registered here, for example, type of business establishment, amount of wastewater, dangerous substances to handle (in the case of manufacturing industry), and information that can grasp how much wastewater containing substances is discharged. I have also saved. The attribute information is stored in a table format. As a data source, the Census of the General Affairs Agency and the industrial statistics of the Ministry of International Trade and Industry can be used.
【００１８】フィールド調査情報１５０には、河川５に
おいて調査した水質計測結果を保存している。ここでの
計測結果は、水質汚濁発見箇所１５を始めとする河川５
の各箇所での調査員によるサンプリング結果の他に、河
川５に配置された連続計測装置２０ａ，２０ｂ，２０
ｃ，２０ｄ，２０ｅによる計測データを含む。連続計測
装置２０は、水温，ｐＨ，濁度などの水質センサー、及
び水面の反射率によって油膜を検知できる油検知器など
から構成される。The field survey information 150 stores the water quality measurement results surveyed in the river 5. The measurement result here is the river 5 including the water pollution detection point 15.
In addition to the sampling results by the investigators at each of the locations, continuous measuring devices 20a, 20b, 20
The measurement data by c, 20d, and 20e are included. The continuous measuring device 20 includes a water quality sensor such as water temperature, pH, and turbidity, and an oil detector that can detect an oil film based on the reflectance of the water surface.
【００１９】テンプレートＤＢ１７０は、後述する汚濁
流下演算手段４００で計算した汚濁物流下シミュレーシ
ョン結果を保存している。具体的には、図３に示すよう
な、河川の流下方向に対しての汚濁物到達時間と到達濃
度を、各想定ケースごとのデータセットとして保存して
いる。ここに保存された結果は、後述するデータマッチ
ング手段５００で、フィールド調査情報１５０の内容と
比較され、どの想定ケースが最もフィールドでの水質計
測結果と一致するかが判定される。以上が本実施例にお
けるデータベース１００の内容である。The template DB 170 stores a simulation result of polluted physical distribution calculated by the polluted flow calculating unit 400 described later. Specifically, as shown in FIG. 3, the pollutant arrival time and the arrival concentration in the river downflow direction are stored as a data set for each assumed case. The results stored here are compared with the contents of the field survey information 150 by the data matching means 500, which will be described later, to determine which assumed case is the most consistent with the water quality measurement result in the field. The above is the contents of the database 100 in the present embodiment.
【００２０】次にマッピング手段２００について説明す
る。図４には、マッピング手段の構成例を示す。大別す
ると、基本的な機能として検索・表示手段２２０，入力
・修正手段２４０，編集・保管手段２６０、及び出力手
段２８０を有する。検索・表示手段２２０では、住所や
目標物（事業所，橋など）の名称を入力することによ
り、データベース１００に保存されているデータから、
目標物を含む地図を検索し、ＣＲＴ３０に表示すること
ができる。また、画面上に表示された地図上の河川，事
業所、あるいは図形を指示すると、その属性情報をウィ
ンドウ表示することもできる。逆に、属性情報の指定に
より、その属性情報の条件に該当する目標物を検索し、
他のものとの区別ができる形式で表示（例えば、ハイラ
イト表示）することもできる。さらに、階層別表示，拡
大・縮小表示，スクロール，ズームイン・アウト，ハイ
ライト・ブリンク表示，グリッド表示なども有すること
が望ましい。Next, the mapping means 200 will be described. FIG. 4 shows a configuration example of the mapping means. When roughly classified, it has a search / display unit 220, an input / correction unit 240, an editing / storing unit 260, and an output unit 280 as basic functions. In the search / display unit 220, by inputting an address or a name of a target object (business office, bridge, etc.), data stored in the database 100
A map including the target object can be searched and displayed on the CRT 30. Further, when a river, a business office, or a figure on the map displayed on the screen is designated, the attribute information can be displayed in a window. Conversely, by specifying the attribute information, search for the target object that meets the conditions of that attribute information,
It can also be displayed (for example, highlighted) in a format that can be distinguished from other things. Further, it is desirable to have a display by hierarchy, an enlargement / reduction display, a scroll, a zoom-in / out, a highlight / blink display, a grid display, and the like.
【００２１】入力・修正手段２４０では、データベース
１００に保存する各種データをキーボード４０，マウ
ス，ディジタイザー，スキャナーなどの入力装置を用い
て、対話形式、または自動で入力することができる。ま
た、入力されたデータを同様の入力装置を用いて修正す
ることも可能である。編集・保管手段２６０では、ＣＲ
Ｔ３０に表示された図形データとイメージデータとの間
で、同一の位置となるような補正によりデータ間の整合
を取る機能や編集したデータをファイル格納する機能を
提供する。また、編集を行った履歴（変更情報）を管理
することもできる。出力手段２８０では、地図や属性情
報をマップや帳票の形式でプロッタやプリンタなどの出
力装置へ出力する。上述の４つの手段に対しては、ＣＲ
Ｔ３０に表示される機能メニューが準備され、メニュー
からの選択操作で実行することができる。以上がマッピ
ング手段２００の説明である。The input / correction means 240 can input various data stored in the database 100 interactively or automatically using an input device such as a keyboard 40, a mouse, a digitizer and a scanner. Further, it is possible to correct the input data using the same input device. In the editing / storing means 260, CR
There is provided a function for matching the data between the graphic data and the image data displayed at T30 by correction so that they are at the same position, and a function for storing the edited data in a file. It is also possible to manage the history of editing (change information). The output unit 280 outputs the map and the attribute information to an output device such as a plotter or a printer in the form of a map or a form. For the above four means, CR
A function menu displayed at T30 is prepared and can be executed by a selection operation from the menu. The above is the description of the mapping unit 200.
【００２２】次に汚濁源候補抽出手段３００を説明す
る。本実施例における汚濁源候補抽出手段３００の動作
を図５を用いて説明する。本手段は、図示したような５
ステップで構成される。まず、最初の水質汚濁発見箇所
設定手段３１０では、水質汚濁発見箇所１５に関連する
情報を入力する。具体的には、発見箇所の位置をマッピ
ング手段２００で表示した地図上で指定し、さらに、フ
ィールド調査で得られた水質計測データ(どんな種類の
汚濁物質がどの時刻にいくらの濃度であったか)を入力
ウィンドウで入力するものである。必要なデータが既に
データベース１００に保存されている場合には、会話型
の入力操作に代わって、データ読み込み処理で代替する
こともできる。Next, the pollution source candidate extracting means 300 will be described. The operation of the pollution source candidate extraction means 300 in this embodiment will be described with reference to FIG. This means is
It consists of steps. First, in the first water pollution discovery location setting means 310, information relating to the water pollution discovery location 15 is input. Specifically, the location of the discovery location is specified on the map displayed by the mapping means 200, and the water quality measurement data (what kind of pollutant and what concentration was at what time) was obtained by the field survey. It is to be entered in the input window. If the necessary data is already stored in the database 100, the data reading process can be substituted for the interactive input operation.
【００２３】次の事業所予備抽出手段３３０では、先の
水質汚濁発見箇所設定手段３１０で入力された情報に基
づいて、その発生源である可能性を持つ排水基準適用事
業所１０を抽出する。ここでの抽出では、「フィールド
調査で検出された汚濁物質を扱う事業所」という条件
で、データベース１００に登録されている事業所を検索
し、予備抽出リストを作成する。この検索処理は、上述
したマッピング手段200の検索・表示手段２２０で行う
ことができる。The next business establishment preliminary extraction means 330 extracts the wastewater standard application business establishment 10 which may be a source of the water pollution detection location setting means 310 based on the information inputted by the water pollution detection location setting means 310. In the extraction here, the business establishments registered in the database 100 are searched under the condition of “business establishments handling pollutants detected in the field survey” and a preliminary extraction list is created. This search processing can be performed by the search / display unit 220 of the mapping unit 200 described above.
【００２４】位置検索手段３５０は、予備抽出リストに
含まれる事業所について、対象とする河川５への流入位
置を求める処理を行う。ここでは、図６に示すように、
着目した事業所Ｇから最短距離にある河川流路地点Ｒが
流入位置であるものと仮定する。さらに、上流判定手段
３７０では、河川５の流下方向に関する情報を用いて水
質汚濁発見箇所１５と予備抽出リスト内の各事業所の流
入位置とのどちらが上流側にあるかを判定する。最後の
候補抽出手段３９０では、先の上流判定手段３７０で水
質汚濁発見箇所１５よりも上流に流入位置がある事業所
のみを抽出して、汚濁源候補リストを作成する。このリ
ストの情報は、マッピング手段２００に送られる。マッ
ピング手段２００では、汚濁源候補リスト内の事業所
が、その他の事業所と区別できるように、その表示シン
ボルがハイライト表示、またはブリンク表示される。The position retrieving means 350 performs a process for obtaining the inflow position of the target river 5 for the business establishments included in the preliminary extraction list. Here, as shown in FIG.
It is assumed that the river flow path point R, which is the shortest distance from the focused establishment G, is the inflow position. Further, the upstream determination means 370 determines which of the water pollution detection location 15 and the inflow location of each business in the preliminary extraction list is on the upstream side by using the information on the downflow direction of the river 5. The last candidate extraction means 390 extracts only the establishments having an inflow position upstream of the water pollution detection location 15 by the upstream determination means 370 to create a pollution source candidate list. The information in this list is sent to the mapping means 200. The mapping means 200 highlights or blinks the display symbols of the business establishments in the pollution source candidate list so that they can be distinguished from the other business establishments.
【００２５】以上が汚濁源候補抽出手段３００の動作で
ある。The above is the operation of the pollution source candidate extraction means 300.
【００２６】次に、汚濁流下演算手段４００の動作を図
７に示すフローチャートを用いて説明する。本手段は、
汚濁源候補抽出手段３００で抽出した事業所を起点とし
て、汚濁物の流下シミュレーションを行い、結果を出力
するものである。このシミュレーション結果は、次の工
程であるデータマッチング手段５００でフィールド調査
データと照合し、どの事業所を起点としたシミュレーシ
ョン結果がフィールド調査データに最もマッチするかを
判定するために用いられる。Next, the operation of the pollution flow-down calculating means 400 will be described with reference to the flow chart shown in FIG. This means
The flow-down simulation of the pollutant is carried out starting from the office extracted by the pollutant source candidate extraction means 300, and the result is output. This simulation result is used in the next step of matching with the field survey data by the data matching means 500, and is used to determine which business office has the simulation result that best matches the field survey data.
【００２７】最初のステップである演算条件設定手段４
２０では、汚濁物の流下シミュレーションを実行する際
の演算条件を設定する。ここで設定する演算条件は、
１）汚濁物が排出されたと想定する箇所、２）排出され
たと想定する濃度、３）演算時間（または時刻）であ
る。汚濁物が排出されたと想定する箇所は、汚濁源候補
抽出手段３００で抽出した汚濁源候補リスト内の事業所
の一部、または全部を指定するメニューにより設定す
る。また、汚濁源候補リストとは別に、地図表示上で任
意の箇所を指定することもできる。Calculation condition setting means 4 which is the first step
At 20, the calculation conditions for executing the flow-down simulation of the contaminants are set. The calculation conditions set here are
It is 1) the place where the pollutant is supposed to be discharged, 2) the concentration where it is supposed to be discharged, and 3) the calculation time (or time). The place where the pollutant is assumed to be discharged is set by a menu for designating a part or all of the business establishments in the pollution source candidate list extracted by the pollution source candidate extracting means 300. Further, in addition to the pollution source candidate list, it is possible to specify any place on the map display.
【００２８】排出されたと想定する濃度は、入力ウィン
ドウからのキー入力、またはメニューからの選択によ
り、各指定箇所に対して任意の値を設定することができ
る。また、演算時間の設定では、演算ステップ幅（各ス
テップが何分に相当するか）と演算ステップ数を濃度設
定の場合と同様に、入力ウィンドウから任意に設定する
ことができる。The density assumed to be discharged can be set to an arbitrary value for each designated location by key input from the input window or selection from the menu. Further, in setting the calculation time, the calculation step width (how many minutes each step corresponds to) and the number of calculation steps can be arbitrarily set from the input window as in the case of setting the concentration.
【００２９】モデル設定手段４４０では、流下シミュレ
ーションに用いる汚濁物の流下・拡散モデルの種類を設
定する。モデルは、川幅や水深方向までを考慮するかど
うかで、１次元，２次元，３次元モデルに分類される。
また、時間変化を考慮するかどうかにより、定常，非定
常モデルに分類される。さらに、流れの乱れや拡散を考
慮するかどうかによっても分類される。ここで用いるモ
デルの一例として、河川の流れを渦なしの非圧縮性流体
と仮定した、２次元定常ポテンシャル流の基本方程式を
示す。基本方程式は、数１の連続の式（質量保存則）と
数２に示すベルヌーイの式（運動量保存則）の２つで構
成される。The model setting means 440 sets the type of the contaminant flow-down / diffusion model used for the flow-down simulation. Models are classified into one-dimensional, two-dimensional, and three-dimensional models depending on whether or not the river width and the depth direction are taken into consideration.
In addition, it is classified into a steady model and a non-steady model depending on whether or not the time change is taken into consideration. Furthermore, it is also classified by whether or not to consider flow turbulence and diffusion. As an example of the model used here, a basic equation of a two-dimensional steady potential flow assuming a flow of a river as an incompressible fluid without vortex is shown. The basic equation is composed of two equations (Conservation law of mass) of continuity of Formula 1 and Bernoulli's formula (Conservation of momentum) of Formula 2 shown below.
【００３０】[0030]
【数１】 [Equation 1]
【００３１】但し、ｘ：流下方向座標、ｙ：川幅方向座
標
ｕ：ｘ方向の流速成分、ｖ：ｙ方向の流速成分
数１の連続の式は、水中の任意の領域を考えたとき、そ
の領域への水の流入量と流出量とが同じであることを表
す。However, x: downflow direction coordinate, y: river width direction coordinate u: flow velocity component in x direction, v: flow velocity component number in y direction The continuous equation is 1 when an arbitrary region in water is considered. It indicates that the amount of water flowing into the region is the same as the amount of water flowing out.
【００３２】[0032]
【数２】 [Equation 2]
【００３３】但し、ｇ：重力加速度、ｚ：河床の標高、
ｈ：水深
β：摩擦係数
数２の運動量保存則は、水の流速を維持しようとする慣
性力が重力勾配と摩擦抵抗によって決まることを意味す
る。数１と数２による流れ解析では、流れによって起こ
る、汚濁物質の移流を計算することができる。さらに、
汚濁物質の拡散までを考慮する場合には、拡散項も含め
た数３により計算する。However, g: gravitational acceleration, z: elevation of river bed,
h: Water depth β: Friction coefficient The momentum conservation law of number 2 means that the inertial force that tries to maintain the flow velocity of water is determined by the gravity gradient and frictional resistance. In the flow analysis according to Equations 1 and 2, advection of pollutants caused by the flow can be calculated. further,
When considering the diffusion of pollutants, use the equation 3 including the diffusion term.
【００３４】[0034]
【数３】 [Equation 3]
【００３５】但し、Ｃ：汚濁物濃度、ｋ：拡散係数
この他のモデルについても、公知の技術文献、例えば、
「河川汚濁のモデル解析」（国松孝男、技報堂出版、１
９８９年）などを参照することができる。これらのモデ
ルは、流域管理マッピングシステム５０を構成する計算
機上で実行可能なプログラムとして、汚濁流下演算手段
４００（または、計算機内の記憶領域）に準備される。
モデル実行手段４６０では、設定された各種条件を用い
て、プログラムを起動し、流下シミュレーションを実行
する。実行結果出力手段４８０では、流下シミュレーシ
ョンの結果をデータベース１００内のテンプレートDB17
0に出力する。計算結果は、河川５の各地点での汚濁物
濃度の時系列データである。演算が行われる地点は、デ
ータベース１００内でのデータ単位区分（メッシュ単位
か、行政境界によるベクター単位か、環境基準点や取水
地点などの目標点単位か）に合わせる。また、ここでの
出力はマッピング手段２００で表示可能なデータ形式で
行われる。以上が、汚濁流下演算手段４００の動作であ
る。However, C: pollutant concentration, k: diffusion coefficient, also for other models, known technical literature, for example,
"Model analysis of river pollution" (Takao Kunimatsu, Gihodo Publishing, 1
989) and the like can be referred to. These models are prepared in the pollution flow-down calculation means 400 (or a storage area in the computer) as a program executable on the computer that constitutes the watershed management mapping system 50.
The model execution means 460 activates the program and executes the flow-down simulation using the various conditions that have been set. The execution result output means 480 displays the results of the flow-down simulation in the template DB 17 in the database 100.
Output to 0. The calculation result is time series data of the pollutant concentration at each point of the river 5. The point where the calculation is performed is matched with the data unit classification (mesh unit, vector unit by administrative boundary, target point unit such as environmental reference point or water intake point) in the database 100. The output here is performed in a data format that can be displayed by the mapping means 200. The above is the operation of the pollution flow-down calculation means 400.
【００３６】最後に、データマッチング手段５００の動
作を図８に示すフローチャートを用いて順に説明する。
この手段は、汚濁発生事業所を種々想定した流下シミュ
レーション結果と水質事故発生時の実際のフィールド調
査データとの類似度を計算し、どの事業所を想定したケ
ースがフィールド調査データと最も一致するかを判定す
る。これにより、どの事業所が水質事故の汚濁発生源で
あるかを特定することが目的である。Finally, the operation of the data matching means 500 will be described in order with reference to the flowchart shown in FIG.
This method calculates the similarity between the flow-down simulation results assuming various pollution establishments and the actual field survey data at the time of a water quality accident, and which establishment assumes the case that best matches the field survey data. To judge. The purpose of this is to identify which office is the source of pollution in water quality accidents.
【００３７】最初のステップのフィールド調査情報読み
出し手段５１０では、データベース１００内のフィール
ド調査情報１５０から、汚濁発生源を特定しようとする
水質事故時のフィールド調査データを次ステップ以降で
利用可能な形式で読み出す。テンプレートＤＢ読み出し
手段５３０でも、データベース１００内のテンプレート
ＤＢ１７０から、汚濁流下演算手段４００で計算した流
下シミュレーション結果を読み出す。これらの手段で読
み出されたデータは、次のデータ間距離算出手段５５０
でデータパターン間の偏差の度合い（または、類似の度
合い）を求めるのに用いられる。The field survey information reading means 510 in the first step uses the field survey information 150 in the database 100 to extract the field survey data at the time of a water quality accident in which the pollution source is to be identified in a format usable in the subsequent steps. read out. The template DB reading unit 530 also reads the flow-down simulation result calculated by the pollution flow-down calculation unit 400 from the template DB 170 in the database 100. The data read by these means is used as the next inter-data distance calculating means 550.
Is used to determine the degree of deviation (or degree of similarity) between data patterns.
【００３８】データ間距離算出手段５５０では、図９に
示すようにフィールド調査データと各々の流下シミュレ
ーション結果との距離Ｌを数４により計算する。距離Ｌ
の定義から明らかなように、この距離Ｌが小さいほど、
データパターン間の類似の度合いが高いことになる。The inter-data distance calculating means 550 calculates the distance L between the field survey data and each of the flow-down simulation results, as shown in FIG. Distance L
As is clear from the definition of, the smaller this distance L is,
The degree of similarity between data patterns is high.
【００３９】[0039]
【数４】 [Equation 4]
【００４０】但し、Ｌ ：データパターン間の距離
ｄi ：地点ｉにおけるデータ間濃度偏差
Ｃi T：地点ｉにおける流下シミュレーション濃度
Ｃi F：地点ｉにおけるフィールド調査濃度
ｎ ：データ地点数
次の確度算出手段５７０では、数４で計算した距離Ｌを
用いて、各々の事業所が水質事故の汚濁発生源としてど
の程度確からしいかを評価する確度Ｒを計算する。フィ
ールド調査データとの偏差が小さいほど、流下シミュレ
ーションで想定した事業所が水質事故の汚濁発生源とし
て確からしいので、確度Ｒは距離Ｌが小さくなるほど大
きくなるような定義となる。定義の一例を数５に示す。However, L: distance between data patterns d i : concentration deviation between data at point i C i T : flow-down simulation concentration at point i C i F : field survey concentration at point i n: number of data points next accuracy The calculation means 570 uses the distance L calculated by the equation 4 to calculate the accuracy R for evaluating how likely each business establishment is as a pollution source of a water quality accident. The smaller the deviation from the field survey data, the more likely the establishment assumed in the flow-down simulation is the pollution source of the water quality accident. Therefore, the accuracy R is defined to increase as the distance L decreases. An example of the definition is shown in Equation 5.
【００４１】[0041]
【数５】 [Equation 5]
【００４２】但し、Ｒ ：ある流下シミュレーション
が想定した汚濁物発生事業所が水質事故の汚濁源である
確からしさ
ａ，ｂ：定数
数５で定義した関数は、逆ロジスティック曲線でＬの変
化に従って０から１の値を取る。計算された確度は、次
の結果出力手段５９０へ送られ、そこからマッピング手
段２００へデータが転送される。マッピング手段２００
では、各々事業所の確度が視覚的に分かるような形式で
表示地図上に表示される。表示形式としては、例えば、
事業所を表す図形シンボルのサイズを確度に比例した表
示が用いられる。また、別の形式としては、確度の大き
さを表示色の濃淡で対応させる表示とすることもでき
る。However, R: Probability that a pollutant generation establishment assumed by a certain flow-down simulation is a pollution source of a water quality accident a, b: The function defined by a constant number 5 is 0 in accordance with the change of L on the inverse logistic curve. Take a value of 1 from. The calculated accuracy is sent to the next result output means 590, from which the data is transferred to the mapping means 200. Mapping means 200
Then, it is displayed on the display map in such a format that the accuracy of each business establishment can be visually understood. As the display format, for example,
A display proportional to the accuracy of the size of the graphic symbol representing the establishment is used. Further, as another format, it is possible to display the magnitude of the accuracy in correspondence with the shade of the display color.
【００４３】上述のように、水質事故時のフィールド調
査データと汚濁流下シミュレーションのデータとを用い
て、事故の原因となった汚濁源である確度の高い事業所
を抽出して、その確度の大きさが分かるような形式で地
図上に表示することができる。さらに、地図上に表示さ
れた事業所に関する各種の属性情報（事業所名，取り扱
い危険物，連絡先など）を検索・表示することもできる
ので、事故後の対策を効率的に行うのにも有効である。As described above, the field survey data at the time of a water quality accident and the data of the pollution flow-down simulation are used to extract a highly reliable establishment that is the pollution source that caused the accident, and the accuracy is large. It can be displayed on the map in a format that can be understood. Furthermore, it is possible to search and display various attribute information (business name, dangerous goods handled, contact information, etc.) related to the business office displayed on the map, so that it is possible to efficiently take measures after an accident. It is valid.
【００４４】以上が本発明による流域管理マッピングシ
ステムを水道水源河川の水質事故対策に適用した場合の
構成と動作の説明である。本発明は、上述したような突
発的な水質事故対策だけでなく、日常の水質監視，流域
データ管理業務などにも適用することができる。この場
合にも、定常的に水質汚染に寄与している汚濁発生源を
特定するという目的が違うこと以外は、同じシステムの
構成と動作で、水質事故対策の場合と同様な効果を得る
ことができる。The above is the description of the configuration and operation when the watershed management mapping system according to the present invention is applied to a water quality accident countermeasure for a tap water source river. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied not only to countermeasures against sudden water quality accidents as described above, but also to daily water quality monitoring, watershed data management work, and the like. In this case as well, with the same system configuration and operation, it is possible to obtain the same effects as in the case of water quality accident countermeasures, except that the purpose is to identify the pollution source that constantly contributes to water pollution. it can.
【００４５】[0045]
【発明の効果】本発明によれば、汚濁源の候補となる事
業所を抽出した上で、少数のフィールド調査データによ
り、汚濁物流出のあった事業所の特定を支援できるの
で、少ない人的労力で迅速に汚濁物発生源を特定できる
ようになる。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to support the identification of a business place where a pollutant has leaked out by extracting a business place that is a candidate for a pollution source and using a small number of field survey data. Labor can be used to quickly identify the source of pollutants.
【００４６】これらにより、水質事故時などにおいて、
従来方式のような大規模なフィールド調査を行うことな
しに、適切な事故時対策が可能となる効果がある。As a result, in the event of a water quality accident,
There is an effect that appropriate countermeasures can be taken at the time of an accident without conducting a large-scale field survey like the conventional method.
【図１】本発明を水源河川の水質事故対策に適用した場
合の全体構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration when the present invention is applied to a water quality accident countermeasure for a water source river.
【図２】データベースの構成を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of a database.
【図３】テンプレートＤＢの内容を説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating the contents of a template DB.
【図４】マッピング手段の機能構成を説明する図。FIG. 4 is a diagram illustrating a functional configuration of mapping means.
【図５】汚濁源候補抽出手段の動作を示すフローチャー
ト。FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the pollution source candidate extraction means.
【図６】事業所から河川への汚濁流入位置を求める方式
を説明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating a method of obtaining a pollution inflow position from a business establishment to a river.
【図７】汚濁流下演算手段の動作を示すフローチャー
ト。FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the pollution flow-down calculation means.
【図８】データマッチング手段の動作を示すフローチャ
ート。FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the data matching means.
【図９】汚濁発生源の確度の計算手順を説明する図。FIG. 9 is a diagram illustrating a procedure for calculating the accuracy of a pollution generation source.
５…河川、１０…排水基準適用事業所、１５…水質汚濁
発見箇所、２０…連続計測装置、３０…ＣＲＴ、４０…
キーボード、５０…流域管理マッピングシステム、１０
０…データベース、２００…マッピング手段、３００…
汚濁源候補抽出手段、４００…汚濁流下演算手段、５０
０…データマッチング手段。5 ... River, 10 ... Wastewater standard application establishments, 15 ... Water pollution detection spots, 20 ... Continuous measurement device, 30 ... CRT, 40 ...
Keyboard, 50 ... Basin management mapping system, 10
0 ... Database, 200 ... Mapping means, 300 ...
Pollution source candidate extraction means, 400 ... Pollution flow-down calculation means, 50
0 ... Data matching means.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−93253（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−62714（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E03F 1/00 G06F 3/00 652 G06F 17/00 170 G06F 17/30 G01N 33/18 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-11-93253 (JP, A) JP-A-7-62714 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) E03F 1/00 G06F 3/00 652 G06F 17/00 170 G06F 17/30 G01N 33/18
Claims (8)
理する流域管理マッピングシステムにおいて、 該排水基準適用事業所の位置と取り扱い汚濁物の種類、
及び該河川の流路情報とを保存するデータベースと、 水質汚濁発見箇所よりも上流の河川流域に位置する排水
基準適用事業所の位置を前記データベースから抽出し
て、マッピング表示する汚濁源候補抽出手段と、 前記汚濁源候補抽出手段で抽出した汚濁源候補を起点と
した汚濁流下のシミュレーションを行う汚濁流下演算手
段と、 前記汚濁流下演算手段でシミュレーションした演算結果
と該河川流域でのフィールド調査結果とのデータマッチ
ングにより、該汚濁源候補の確度を求め、確度の大きさ
が識別できるように表示するデータマッチング手段とを
具備することを特徴とする流域管理マッピングシステ
ム。[Claim 1] In a basin management mapping system for managing information on establishments to which drainage standards are applied in river basins, the location of the establishments to which the drainage standards are applied and the type of pollutants handled,
And a database for storing the flow path information of the river, and a pollution source candidate extracting means for extracting the position of the drainage standard application business office located in the river basin upstream of the water pollution discovery location from the database and displaying the mapping. And a pollution flow-down calculation means for simulating a pollution flow down from the pollution source candidate extracted by the pollution source candidate extraction means, a calculation result simulated by the pollution flow-down calculation means, and a field survey result in the river basin. And a data matching means for displaying the accuracy of the pollution source candidate by the data matching and displaying it so that the accuracy can be identified.
テムにおいて、 前記汚濁源候補抽出手段が、排水基準適用事業所から最
短距離となる河川流路位置を求める位置探索手段と、 前記位置探索手段で求めた河川流路位置と水質汚濁発見
箇所とのどちらが上流に位置するかを判定する上流判定
手段とを具備することを特徴とする流域管理マッピング
システム。2. The watershed management mapping system according to claim 1, wherein the pollution source candidate extraction means finds a river flow path position that is the shortest distance from a wastewater standard application establishment, and the position search means. A watershed management mapping system, comprising: an upstream determination means for determining which of the river channel position and the water pollution detection location obtained in step 2 is located upstream.
テムにおいて、 前記汚濁流下演算手段が、前記データベースにベクトル
形式で保存された該河川の流路情報をラスター形式に変
換し、ラスター形式データでの流下演算を行うラスター
演算手段を具備することを特徴とする流域管理マッピン
グシステム。3. The watershed management mapping system according to claim 1, wherein the pollution flow-down operation means converts the flow path information of the river stored in the database in vector format into a raster format, and in raster format data. A basin management mapping system comprising a raster calculation means for performing a downflow calculation.
テムにおいて、 前記データマッチング手段が、前記汚濁流下演算手段で
シミュレーションした演算結果と該河川流域でのフィー
ルド調査結果のデータパターン間の距離の逆数を確度と
して計算する確度算出手段を具備することを特徴とする
流域管理マッピングシステム。4. The watershed management mapping system according to claim 1, wherein the data matching means is the reciprocal of the distance between the data pattern of the calculation result simulated by the pollution downflow calculation means and the field survey result in the river basin. A basin management mapping system, comprising an accuracy calculating means for calculating as accuracy.
ングシステムにおいて、 前記汚濁源候補抽出手段のマッピング表示は、汚濁源候
補として抽出した排水基準適用事業所のみを、抽出しな
かった排水基準適用事業所から識別できるハイライト表
示とすることを特徴とする流域管理マッピングシステ
ム。5. The watershed management mapping system according to claim 1 or 2, wherein the pollution source candidate extraction means displays a mapping display of only the wastewater standards applying establishments extracted as pollution source candidates, and the wastewater standards not extracted. A basin management mapping system characterized by highlighting that can be identified from applicable business sites.
ングシステムにおいて、 前記汚濁流下演算手段の演算結果の時系列データの中か
ら、任意の時点のデータを選択して表示できる表示制御
手段を具備することを特徴とする流域管理マッピングシ
ステム。6. The watershed management mapping system according to claim 1, further comprising display control means capable of selecting and displaying data at an arbitrary time point from the time series data of the calculation result of said pollution flow-down calculation means. A basin management mapping system characterized by being provided.
ングシステムにおいて、 前記データマッチング手段の表示は、抽出した排水基準
適用事業所のマップ上の位置に、確度の大きさレベル別
に対応させたシンボルで表示することを特徴とする流域
管理マッピングシステム。7. The watershed management mapping system according to claim 1 or 4, wherein the display of the data matching means is made to correspond to the extracted position of the wastewater standard application establishment on the map for each level of accuracy. A basin management mapping system characterized by displaying symbols.
テムにおいて、 該河川流域に設置した水質、または油膜の連続計測装置
からのデータが、予め与えた所定のしきい値を超えるこ
とをトリガーとしてシステム実行を起動することを特徴
とする流域管理マッピングシステム。8. The watershed management mapping system according to claim 1, wherein the data from a continuous measuring device for water quality or oil film installed in the river watershed exceeds a predetermined threshold value given in advance as a trigger. A watershed management mapping system characterized by activating system execution.
Priority Applications (1)
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