JP7418294B2 - Field water storage system and how to operate the field water storage system - Google Patents
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Description
本発明は、複数の圃場で構成される圃場群への給水及び前記圃場群からの排水を管理する圃場水管理装置と、各圃場からの排水が流入する支川と本川との間に設置した排水機場管理装置と、を通信可能に接続した圃場貯水システム及び圃場貯水システムの運用方法に関する。 The present invention provides a field water management device that manages water supply to a field group consisting of a plurality of fields and drainage from the field group, and a field water management device installed between a tributary river and a main river into which drainage water from each field flows. The present invention relates to a field water storage system that is communicably connected to a drainage pump station management device, and a method of operating the field water storage system.
特許文献１には、豪雨時に水田に貯水する「田んぼダム」機能を働かせて自動的に一定水量を貯水して、河川への雨水の流出を抑制することを可能とする水田用貯水量調整装置が開示されている。
当該水田用貯水量調整装置は、水田側に配置する前側を開放にし、方形状底版の奥側には下端部に排水孔を設けた垂直壁を配置し、該底版の両側に一対の側壁を配置してコ字状に形成した、水田の畔近傍に設置される水田用排水桝の該排水孔に、排水管の一方端を取り付け、該排水管の他方端を排水路に連結している。 The water storage amount adjustment device for rice fields has an open front side placed on the rice field side, a vertical wall with a drainage hole at the lower end arranged on the back side of a rectangular bottom plate, and a pair of side walls on both sides of the bottom plate. One end of a drainage pipe is attached to the drainage hole of a paddy field drainage basin, which is arranged in a U-shape and installed near the edge of a rice field, and the other end of the drainage pipe is connected to a drainage channel. .
そして、一対の側壁の対向位置に、土留板差し戸口を設けると共に、該土留板差し戸口と前記垂直壁のほぼ中間位置に貯水量調整板差し戸口を設け、前記土留板差し戸口には、土壌面とほぼ同じ高さの土留板を垂直に差し込むとともに、該土留板上に載置した時に営農水位となる高さの営農水位調整板を垂直に差し込み、前記貯水量調整板差し戸口には、上端高さを稲の生育状態に合わせた任意の高さである貯水水位とほぼ同じ高さに形成し、下部に排水量調整孔を穿設した貯水量調整板を垂直に差し込むように構成している。 An earth retaining plate insert door is provided at opposite positions of the pair of side walls, and a water storage amount adjusting plate insert door is provided at a position approximately midway between the earth retaining plate insert door and the vertical wall, and the earth retaining plate insert door is provided with a water retention plate insert door. Insert vertically a retaining board with approximately the same height as the surface, and vertically insert a farming water level adjustment board with a height that corresponds to the farming water level when placed on the retaining board, into the doorway where the water storage amount adjusting board is inserted. The height of the upper end is formed to be approximately the same height as the water storage level, which is an arbitrary height that matches the growth condition of the rice, and the water storage volume adjustment plate with drainage volume adjustment holes drilled at the bottom is configured to be inserted vertically. There is.
通常雨量の場合は、営農水位調整板を越えて貯水量調整板との間の空間部に入った雨水が、貯水量調整板の排水量調整孔から排水孔に取り付けられた排水管を介して排水路へ排水して水田の営農水位を保持し、豪雨の場合は、営農水位調整板を越えて空間部に入った雨水は排水量調整孔からの排出量を上回り、空間部の水位が徐々に上昇し、やがて雨水は貯水量調整板の上端高さに設定した貯水水位を超えて越流させて、貯水量調整高さに越流高さを加えた高さの最高貯水水位まで雨水を貯め、水田の稲の冠水、畔の損壊する事態を防止するように構成されている。 In the case of normal rainfall, rainwater that has entered the space between the farming water level adjustment board and the water storage volume adjustment board is drained from the drainage volume adjustment hole of the water storage volume adjustment board through the drain pipe attached to the drainage hole. The water level in the paddy fields is maintained by draining water into the road, and in the case of heavy rain, the rainwater that enters the space beyond the farming water level adjustment plate exceeds the amount discharged from the drainage adjustment hole, causing the water level in the space to gradually rise. Eventually, the rainwater will overflow beyond the storage water level set at the upper end height of the storage volume adjustment plate, and the rainwater will be stored up to the maximum storage water level, which is the sum of the storage volume adjustment height and the overflow height. It is designed to prevent flooding of rice in paddy fields and damage to the banks.
しかし、豪雨による水害を回避すべく圃場に貯水する必要がある度に各圃場に備えた水田用貯水量調整装置の貯水量調整板を操作する作業が必要となるばかりか、雨が降り止み圃場の水位を通常水位に戻す場合にも各圃場に備えた水田用貯水量調整装置の貯水量調整板を操作する作業が必要となり、その都度多数の圃場に備えた水田用貯水量調整装置の貯水量調整板を操作するという非常に煩雑な作業が要求される。 However, each time it is necessary to store water in the field to avoid flood damage caused by heavy rain, it is not only necessary to operate the water storage volume adjustment plate of the water storage volume adjustment device installed in each field, but also when the rain stops and the field In order to return the water level to the normal water level, it is necessary to operate the water storage amount adjustment plate of the water storage amount adjustment device for paddy fields installed in each field, and the water storage amount of the water storage amount adjustment device for paddy fields installed in many fields must be operated each time. A very complicated task of operating the amount adjusting plate is required.
また、一部の圃場のみ雨水を貯留可能に貯水量調整板が操作されても、他の圃場で貯水量調整板が操作されなければ十分な効果が得られず、圃場の管理者がそれぞれ異なる場合に、如何にして連系して貯水量調整板を操作するように活動できるかという点でも課題があった。 In addition, even if the water storage volume adjustment board is operated so that rainwater can be stored only in some fields, the sufficient effect will not be obtained unless the water storage volume adjustment board is operated in other fields, and the managers of each field are different. In this case, there was also a problem in how to connect the system and operate the water storage volume adjustment board.
そこで、特許文献２に示すように、本願発明者らは、圃場の排水水位を調整する排水水位調節機構と、降水を圃場に貯水する必要があるかまたは圃場から排水が可能かを判断する貯水判断部と、前記貯水判断部から貯水指令が出力されると、前記排水水位調節機構を作動して、圃場の排水水位を通常の排水水位より高い貯水水位に切り替え、貯水判断部から排水指令が出力されると、前記排水水位調節機構を作動して、圃場の排水水位を通常の排水水位に切り替える排水水位制御部と、を備え、圃場に貯留された水を自動排水する圃場排水栓を提案している。
Therefore, as shown in
近年、各圃場に備えた給水装置を圃場水管理サーバが遠隔制御することにより自動給水可能な圃場水管理システムが実用化されつつある。このような圃場水管理システムによれば稲などの作物の生育段階に応じた目標水位に調整することができる。 In recent years, field water management systems that can automatically supply water by remotely controlling a water supply device provided in each field by a field water management server are being put into practical use. According to such a field water management system, it is possible to adjust the target water level according to the growth stage of crops such as rice.
また、頭首工から取り出され揚水機場に導かれた灌漑用水を、圃場の集合体である各圃場群へ分水工などを介して配水管理する灌漑用水管理システムも提案されている。灌漑用水管理システムに備えた灌漑用水管理サーバによって、各圃場群へ必要な量の灌漑用水が配水され、各圃場水管理サーバによって各圃場への給水が調整される。 In addition, an irrigation water management system has been proposed in which irrigation water taken from a headwork and guided to a pumping station is distributed to each field group, which is a collection of fields, via a water diversion work or the like. The irrigation water management server included in the irrigation water management system distributes the required amount of irrigation water to each field group, and each field water management server adjusts the water supply to each field.
特許文献２に開示された貯水判断部のような機能ブロックをこのような圃場水管理サーバに備えることにより、豪雨時に各圃場に一斉に貯水することが可能となる。しかし、圃場に作付けされた作物やその生育段階によっては貯水することによって作物にダメージを受ける虞がある。
By providing such a field water management server with a functional block such as the water storage determination unit disclosed in
また、豪雨であっても洪水発生の可能性が低い場合にまで圃場に貯水を行なう必要がなく、貯水の要否を適切に判断する必要があるという問題、圃場に貯水した雨水を排水することにより二次災害が発生しないように、排水の時期を適切に判断する必要があるという問題もあった。 In addition, even in heavy rain, there is no need to store water in the field even when the possibility of flooding is low, and it is necessary to appropriately judge whether or not water storage is necessary, and it is necessary to drain rainwater stored in the field. There was also the problem that it was necessary to appropriately judge the timing of drainage to prevent secondary disasters from occurring.
本発明の目的は、上述した問題に鑑み、圃場の作物にダメージを与えることなく、災害発生の可能性が高い時に多数の圃場を速やかに貯水池として機能させ、その後に河川からの溢水が生じないように圃場から適切に排水することができる圃場貯水システム及び圃場貯水システムの運用方法を提供する点にある。 In view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to quickly function a large number of fields as reservoirs when a disaster is likely to occur without damaging crops in the fields, and to prevent subsequent overflow from rivers. The object of the present invention is to provide a field water storage system that can appropriately drain water from a field, and a method of operating the field water storage system.
上述の目的を達成するため、本発明による圃場貯水システムの第一の特徴構成は、複数の圃場で構成される圃場群への給水及び前記圃場群からの排水を管理する圃場水管理装置と、各圃場からの排水が流入する支川と本川との間に設置した排水機場を管理する排水機場管理装置と、を通信可能に接続した圃場貯水システムであって、前記排水機場管理装置は、気象データセンタから取得した降雨量予測値が設定降雨量を上回り、本川水位が本川設定水位より上昇し、または流域雨量指数を含む水位の予測値が設定値を上回ると、前記圃場水管理装置にダム起動指令を送信する圃場貯水制御部を備え、前記圃場水管理装置は、前記排水機場管理装置から前記ダム起動指令を受信すると、ダムとして貯水可能な圃場の自動排水栓を圃場設定水位からダム貯水水位に調整するとともに、前記圃場に給水する自動給水栓を閉塞する給排水制御部を備えている点にある。 In order to achieve the above object, the first characteristic configuration of the field water storage system according to the present invention includes a field water management device that manages water supply to a field group consisting of a plurality of fields and drainage from the field group; A field water storage system that is communicably connected to a drainage pump station management device that manages a drainage pump station installed between a tributary river into which drainage water from each field flows and a main river, the drainage pump station management device If the predicted rainfall value obtained from the data center exceeds the set rainfall amount, the main river water level rises above the main river set water level, or the predicted value of water level including the basin rainfall index exceeds the set value, the field water management device The field water management device includes a field water storage control unit that transmits a dam activation command to a water tank, and upon receiving the dam activation command from the drainage pump station management device, the field water management device controls an automatic drain valve in a field that can store water as a dam from the field setting water level. The present invention includes a water supply and drainage control unit that adjusts the water level to the dam storage water level and closes an automatic water supply tap that supplies water to the field .
本川と支川の合流点などに設置される排水機場を管理する排水機場管理装置に備えた圃場貯水制御部は、水害の発生が予測される場合、具体的には降雨量予測値が設定降雨量を上回る場合、本川水位が本川設定水位より上昇した場合、洪水警報・注意報の発表基準としても使用される流域雨量指数を含む水位の予測値に基づいて対象地域の本川などの水位が設定値を上回ると予測される場合の何れかの事態が発生すると、圃場水管理装置にダム起動指令を送信する。 The field water storage control unit installed in the drainage pumping station management device that manages drainage pumping stations installed at confluences of main rivers and tributaries, etc., is configured to automatically set the predicted rainfall amount when a flood is predicted to occur. If the water level of the main river rises above the set water level of the main river in the target area based on predicted water levels including the basin rainfall index, which is also used as the standard for issuing flood warnings and advisories. If any of the situations in which the water level is predicted to exceed the set value occurs, a dam activation command is sent to the field water management device.
圃場水管理装置に備えた給排水制御部は、ダム起動指令を受けて、ダムとして貯水可能な圃場を特定してその圃場の自動排水栓を圃場設定水位からダム貯水水位に調整することで貯水に備えるとともに、その圃場に給水する自動給水栓を閉塞することにより給水による圃場の水位上昇を停止する。 The water supply and drainage control unit included in the field water management device receives the dam activation command, identifies fields that can store water as dams, and adjusts the automatic drain valve for that field from the field setting water level to the dam storage water level to store water. At the same time, by blocking the automatic hydrant that supplies water to the field, the water level in the field will stop rising due to water supply.
同第二の特徴構成は、上述した第一の特徴構成に加えて、前記圃場貯水制御部は、前記本川水位が本川設定水位より低下すると、前記圃場水管理装置にダム排水指令を送信し、前記給排水制御部は、前記排水機場管理装置から前記ダム排水指令を受信すると、前記圃場の自動排水栓を前記ダム貯水水位から前記圃場設定水位に調整する点にある。 In addition to the first characteristic configuration described above, the second characteristic configuration is that, when the main river water level falls below the main river setting water level, the field water storage control unit transmits a dam drainage command to the field water management device. When the water supply and drainage control unit receives the dam drainage command from the drainage pump station management device, it adjusts the automatic drainage plug in the field from the dam storage water level to the field setting water level.
ダム起動指令を出力した後、圃場貯水制御部は、本川水位が本川設定水位より低下したことを検知すると、支川から本川に向けた水の流れが滞るようなことがなく安全な状態に到ったと判断して、圃場水管理装置にダム排水指令を送信する。給排水制御部は、ダム排水指令を受けて圃場の自動排水栓をダム貯水水位から元の圃場設定水位に調整することにより、圃場に貯水した水を支川に放流する。 After outputting the dam activation command, the field water storage control unit detects that the main river water level has fallen below the main river setting water level, and the water flow from the tributaries to the main river is not blocked and is in a safe state. It determines that this has been reached and sends a dam drainage command to the field water management device. The water supply and drainage control unit receives the dam drainage command and adjusts the automatic drainage plug in the field from the dam storage water level to the original water level set in the field , thereby discharging the water stored in the field to the tributary river.
同第三の特徴構成は、上述した第一または第二の特徴構成に加えて、前記ダム貯水水位は稲の生育ステージに応じて異なる値に設定され、前記ダム起動指令を受信すると、前記給排水制御部は、前記ダム貯水水位が高い圃場から優先して前記自動排水栓を前記圃場設定水位から前記ダム貯水水位に調整する点にある。 In addition to the first or second characteristic configuration described above, the third characteristic configuration is that the dam storage water level is set to a different value depending on the rice growth stage, and when the dam activation command is received, the water supply and drainage The control unit is configured to adjust the automatic drain valve from the field setting water level to the dam storage water level, giving priority to the field where the dam storage water level is high.
圃場に貯水可能な水位を稲の生育ステージに応じて異なる値に設定することにより、稲の育成を阻害するような量までの貯水は回避される。そして、ダム起動指令を受けた給排水制御部は、ダム貯水水位が高い圃場から低い圃場の順に各圃場の自動排水栓を圃場設定水位からダム貯水水位に調整することで、十分な貯水能力があり稲の育成を阻害する虞の少ない圃場から優先的に貯水されるようになる。その結果、長時間に亘り一定量の降雨が続く場合でも、ダム貯水水位が高い圃場１から優先して自動排水栓を圃場設定水位からダム貯水水位に調整することで、河川の水位の急激な上昇を抑制することができる。
By setting the water level that can be stored in the field at different values depending on the growth stage of rice, it is possible to avoid storing water to a level that would impede the growth of rice. After receiving the dam activation command, the water supply and drainage control unit adjusts the automatic drain plugs in each field from the field setting water level to the dam storage water level in order from the field with the highest dam storage water level to the lowest, thereby ensuring that there is sufficient water storage capacity. Water will be stored preferentially from fields where there is less risk of inhibiting rice growth. As a result, even when a certain amount of rainfall continues for a long time, priority is given to
同第四の特徴構成は、上述した第二の特徴構成に加えて、前記ダム貯水水位は稲の生育ステージに応じて異なる値に設定され、前記ダム排水指令を受信すると、前記給排水制御部は前記ダム貯水水位が低い圃場から優先して前記自動排水栓を前記ダム貯水水位から前記圃場設定水位に調整する点にある。 In addition to the second characteristic configuration described above, the fourth characteristic configuration is that the dam storage water level is set to a different value depending on the rice growth stage, and when the dam drainage command is received, the water supply and drainage control unit The automatic drain plug is adjusted from the dam water level to the field set water level, giving priority to the fields where the dam water level is low.
圃場に貯水可能な水位を稲の生育ステージに応じて異なる値に設定することにより、稲の育成を阻害するような量までの貯水は回避される。そして、ダム排水指令を受けた給排水制御部は、ダム貯水水位が低い圃場から高い圃場の順に各圃場の自動排水栓をダム貯水水位から圃場設定水位に調整することで、貯水能力の低い圃場から優先的に排水されるようになる。その結果、稲の育成に影響を与える可能性のある圃場から速やかに排水され、圃場から排水路や支川への排水量も抑制された状態から次第に増加するように調整されるので、二次災害の発生も回避できるようになる。 By setting the water level that can be stored in the field at different values depending on the growth stage of rice, it is possible to avoid storing water to a level that would impede the growth of rice. After receiving the dam drainage command, the water supply and drainage control unit adjusts the automatic drain valves of each field from the dam storage water level to the field setting water level in order from the field with the lowest water storage water level to the highest. Drainage will be prioritized. As a result, drainage is quickly removed from fields that may affect rice cultivation, and the amount of drainage from fields to drainage canals and tributaries is adjusted so that it gradually increases from a suppressed state, thereby preventing secondary disasters. Occurrence can also be avoided.
同第五の特徴構成は、上述した第二または第四の特徴構成に加えて、前記ダム排水指令を受信すると、前記給排水制御部は各圃場の前記自動排水栓を、時間差を設けて前記ダム貯水水位から前記圃場設定水位に調整する点にある。 The fifth characteristic configuration is that, in addition to the second or fourth characteristic configuration described above, when the dam drainage command is received, the water supply and drainage control unit controls the automatic drainage plugs of each field at a time lag. The point is to adjust the water level from the storage water level to the water level set in the field .
給排水制御部は、ダム排水指令を受けて各圃場の自動排水栓をダム貯水水位から圃場設定水位に調整する際に、時間差を設けて調整することで、配水路や支川に一度に大量の水が排水されることによる二次災害の発生を回避することができる。例えば、時間差を設けて各圃場の自動排水栓を順番に圃場設定水位に調整することができ、複数の圃場の自動排水栓を一斉に、しかし時間をかけて圃場設定水位に調整することができ、それらを組み合わせることも可能である。 When the water supply and drainage control unit receives a dam drainage command and adjusts the automatic drain valves in each field from the dam storage water level to the field- set water level, it adjusts with a time lag, so that a large amount of water can be delivered to distribution channels and tributaries at once. It is possible to avoid secondary disasters caused by water being drained. For example, the automatic drain valves in each field can be adjusted to the field- set water level in turn at different times, or the automatic drain valves in multiple fields can be adjusted to the field- set water level all at once, but over time. , it is also possible to combine them.
同第六の特徴構成は、上述した第一から第五の何れかの特徴構成に加えて、前記圃場水管理装置は、次式で示す最大有効貯水量と現在貯水量を算出する貯水量演算部を備え、
最大有効貯水量＝Σ｛（ダム貯水水位－圃場設定水位）×圃場面積｝、但し、Σは圃場合計値、
現在貯水量＝Σ｛（現在水位－圃場設定水位）×圃場面積｝、但し、Σは圃場合計値、
前記貯水量演算部で算出した最大有効貯水量と現在貯水量、または最大有効貯水量と現在貯水量の差分値を前記排水機場管理装置に送信する点にある。
The sixth characteristic configuration is that, in addition to any one of the first to fifth characteristic configurations described above, the field water management device performs a water storage amount calculation that calculates the maximum effective water storage amount and the current water storage amount as shown by the following formula. Equipped with a department,
Maximum effective water storage amount = Σ {(dam storage water level - field setting water level) x field area}, where Σ is the measured value in the case of a field;
Current water storage amount = Σ {(current water level - field set water level) x field area}, where Σ is the measured value for the field;
The present invention is characterized in that the maximum effective water storage amount calculated by the water storage amount calculation unit and the current water storage amount, or the difference value between the maximum effective water storage amount and the current water storage amount, are transmitted to the drainage pump station management device.
排水機場管理装置では、圃場水管理装置から送信されたこれらの貯水量データに基づいて、圃場群にどの程度の貯水能力があるのかを把握することができる。従って、例えば、単一または複数の圃場水管理装置から送信された単一または複数の圃場群の貯水量データと降雨の状態に基づいて、貯水対象となる圃場群をスケジューリングして効率的に貯水機能を発揮させることができる。 The drainage pump station management device can grasp how much water storage capacity a field group has based on these water storage amount data transmitted from the field water management device. Therefore, for example, based on the water storage amount data of a single or multiple field groups and rainfall conditions sent from a single or multiple field water management devices, a group of fields to be water stored can be scheduled to efficiently store water. function can be demonstrated.
本発明による圃場貯水システムの運用方法の第一の特徴構成は、複数の圃場で構成される圃場群への給水及び前記圃場群からの排水を管理する圃場水管理装置と、各圃場からの排水が流入する支川と本川との間に設置した排水機場を管理する排水機場管理装置と、を通信可能に接続した圃場貯水システムの運用方法であって、前記排水機場管理装置は、気象データセンタから取得した降雨量予測値が設定降雨量を上回り、本川水位が本川設定水位より上昇し、または流域雨量指数を含む水位の予測値が設定値を上回ると、前記圃場水管理装置にダム起動指令を送信し、前記圃場水管理装置は、前記排水機場管理装置から前記ダム起動指令を受信すると、ダムとして貯水可能な圃場の自動排水栓を圃場設定水位からダム貯水水位に調整するとともに、前記圃場に給水する自動給水栓を閉塞する点にある。 The first characteristic configuration of the method of operating a field water storage system according to the present invention is a field water management device that manages water supply to a field group consisting of a plurality of fields and drainage from the field group, and a field water management device that manages the water supply to and drainage from the field group, and A method of operating a field water storage system in which a drainage pumping station management device for managing a drainage pumping station installed between a tributary river and a main river into which water flows are communicably connected, wherein the drainage pumping station management device is connected to a meteorological data center. If the predicted rainfall value obtained from the field exceeds the set rainfall amount, the water level of the main river rises above the set water level of the main river , or the predicted value of the water level including the catchment rainfall index exceeds the set value, the field water management device will install a dam. Upon transmitting a start command and receiving the dam start command from the drainage pump station management device, the field water management device adjusts an automatic drain plug in the field that can store water as a dam from the field setting water level to the dam storage water level; The point is to close off the automatic water tap that supplies water to the field .
同第二の特徴構成は、上述した第一の特徴構成に加えて、前記排水機場管理装置は、前記本川水位が本川設定水位より低下すると、前記圃場水管理装置にダム排水指令を送信し、前記圃場水管理装置は、前記排水機場管理装置から前記ダム排水指令を受信すると、前記圃場の自動排水栓を前記ダム貯水水位から前記圃場設定水位に調整する点にある。 The second characteristic configuration is that, in addition to the first characteristic configuration described above, the drainage pump station management device sends a dam drainage command to the field water management device when the main river water level falls below the main river setting water level. When the field water management device receives the dam drainage command from the drainage pump station management device, it adjusts the automatic drain plug in the field from the dam storage water level to the field setting water level.
以上説明した通り、本発明によれば、圃場の作物にダメージを与えることなく、災害発生の可能性が高い時に多数の圃場を速やかに貯水池として機能させ、その後に河川からの溢水が生じないように圃場から適切に排水することができる圃場貯水システム及び圃場貯水システムの運用方法を提供することができるようになった。 As explained above, according to the present invention, a large number of fields can be quickly made to function as reservoirs when there is a high possibility of a disaster occurring without damaging crops in the fields, and water can be prevented from overflowing from rivers afterwards. It has become possible to provide a field water storage system that can properly drain water from a field, and a method of operating the field water storage system.
以下に、本発明による圃場貯水システム及び圃場貯水システムの運用方法を説明する。なお、以下の説明で用いる圃場との用語は水田及び畑の双方を意味し、水源から取水口などで取水された共通の配水系統から灌漑用水が供給される複数の圃場を圃場群という。また、規模の大きな圃場群は複数のブロック圃場群の集合で構成され、ブロック圃場群単位で配水の要否が管理される。通常、共通の水源から取水された灌漑用水は分水工により分水された複数の配水系統によって異なる圃場群に給水される。本明細書では、便宜上水源から圃場群に到るまでの送水系統を配水と称し、圃場群を構成する各圃場までの送水系統を給水と称する。以下の実施形態では稲作用の圃場について説明するが、畑用の圃場であっても同様である。 Below, a field water storage system and a method of operating the field water storage system according to the present invention will be explained. Note that the term "field" used in the following explanation refers to both rice paddies and fields, and a plurality of fields to which irrigation water is supplied from a common water distribution system, which is taken from a water source at a water intake, etc., is referred to as a field group. In addition, a large-scale field group is composed of a plurality of block field groups, and the necessity of water distribution is managed for each block field group. Normally, irrigation water taken from a common water source is supplied to different fields through multiple water distribution systems separated by diversion works. In this specification, for convenience, a water transmission system from a water source to a field group is referred to as a water distribution system, and a water transmission system to each field constituting a field group is referred to as a water supply. In the following embodiments, a field for growing rice will be described, but the same applies to a field for cultivation.
［灌漑用水設備の構成］
図１に示すように、灌漑用水設備は、本流河川（以下、単に「本川」と記す。）１６０などの水源から取水口１３０で取水された灌漑用水を、配水池１２０を介して各圃場１に送水するための配水設備であり、配水池１２０と各圃場１とが幹線となる配水管１２１と支線となる配水管１２２および配水管１２２から配水された灌漑用水を圃場に給水するための給水管１００で接続されている。
[Configuration of irrigation water equipment]
As shown in FIG. 1, the irrigation water equipment supplies irrigation water taken at a
配水池１２０は、各圃場群１０に供給する灌漑用水を貯水する設備で、揚水機場１３１のポンプによって灌漑用水が汲み上げられ、一定の水位を保つように調整されている。配水池１２０の配水口には水圧により灌漑用水が圧送される配水管１２１が接続されている。
The
幹線となる配水管１２１は配水池１２０から各圃場群１０に向けてそれぞれ分岐され、分岐された各給水管１００への給水量を調整するための分水工として機能する分水装置１４０が設けられている。つまり、配水池１２０から圧送された灌漑用水は、分水装置によって配水量が調整された後に各圃場群１０へ給水される。
The main
支線となる配水管１２２から各圃場１に向けて給水管１００が分岐接続され、給水管１００には各圃場１へ給水する給水栓を備えた給水装置２が接続されている。また、各圃場１には排水栓を備えた排水装置４が設けられ、排水装置４を介した各圃場１からの排水が排水路９に排水され、排水路９を介して支川河川（以下、単に「支川」と記す。）１５０に放流される。
A
［圃場設備の構成］
図２に示すように、圃場１には、給水管１００に流れる灌漑用水を、導水路３を介してして圃場１に導く給水装置２、圃場１の水を、放水路５を介して排水路９に排水する排水装置４が設けられ、圃場１の近傍にはインターネットなどの通信ネットワークに接続可能な無線中継器７が設置されている。さらに、給水装置２には圃場１の水位を計測する水位センサ２Ｓが接続され、排水装置４には、近傍の排水路９の水位を計測する水位センサ４Ｓが接続されている。
[Composition of field equipment]
As shown in FIG. 2, a
給水装置２及び排水装置４にはソーラーパネルＳＰを備えた蓄電器、自動給水栓や自動排水栓を駆動する電動モータ、電動モータを制御する制御回路、無線中継器７を介して無線通信する通信回路などが設けられ、ソーラーパネルＳＰによる発電電力が蓄積された蓄電器の電力によって給水栓や排水栓を駆動するモータや通信回路などが作動するように構成されている。電動モータにより給水栓が開閉制御され、排水栓に組み込まれた越流堰の高さ、即ち圃場１の設定水位が調整される。
The
当該給水装置２及び排水装置４に備えた通信回路は無線中継器７を介して圃場水管理サーバ２１と通信可能に構成され、給水栓または排水栓の状態や水位センサ２Ｓで検出された各圃場１の水位が圃場水管理サーバ２１に送信されるとともに、圃場水管理サーバ２１により給水栓及び／または排水栓が遠隔制御により調整可能に構成されている。圃場水管理サーバ２１は、複数の圃場で構成される圃場群への給水及び圃場群からの排水を管理する圃場水管理装置として機能する。
The communication circuit provided in the
［排水機場設備の構成］
図１に戻り、支川１５０から本川１６０への合流部には排水ゲート１５２と排水ポンプ１５３が設置された排水機場１５１が設けられ、各圃場群１０から排水路９を通して支川１５０に放流された排水は支川１５０を経て本川１６０に流下する。
[Configuration of drainage pump station equipment]
Returning to FIG. 1, a
排水機場１５１では、本川１６０と支川１５０の水位を検出する水位センサが設けられ、水位センサにより支川１５０の水位より本川１６０の水位が上昇したことが検出されると、本川１６０から支川１５０への水の逆流を回避するために排水ゲート１５２が閉じられるとともに排水ポンプ１５３が駆動されて、支川１５０から本川１６０に水が圧送される。
At the
上述した水位の監視制御、排水ゲートの１５２の開閉制御、排水ポンプ１５３の運転制御などを実行する制御装置が排水機場１５１に設けられ、制御装置による制御状態を統括管理する排水機場管理サーバ５１が排水機場１５１または排水機場１５１の遠隔地に設置されている。排水機場管理サーバ５１は、各圃場１からの排水が流入する支川１５０と本川１６０との間に設置した排水機場１５１を管理する排水機場管理装置として機能する。
The
［給水管理システムの構成］
図１に戻り、配水池１２０と各圃場群１０を結ぶ配水管１２１，１２２に備えた各分水装置１４０には分水のための流量調整弁と、流量調整弁を制御する制御回路及び通信回路が設けられ、通信回路を介して灌漑用水管理サーバ３１と通信可能に構成されている。
[Configuration of water supply management system]
Returning to FIG. 1, each
配水池１２１から圧送された灌漑用水は、分水装置１４０に備えた流量調整弁が灌漑用水管理サーバ３１によって遠隔制御され、流量が調整された後に各圃場群１０を構成する個別の圃場１に送水される。
Irrigation water pumped from the
稲作を例に挙げると、圃場１に十分な量の水を供給して代掻きを行ない、田植え後のしばらくは稲の保護のために深水管理を継続し、ある程度安定すると浅水管理を経て間断灌水して根の成長を促し、茎の増加を抑制すべく中干した後に間断灌水を再開し、収穫時期に落水する、といったように稲の成長に伴って圃場の水位を調整する必要がある。
For example, in rice cultivation, a sufficient amount of water is supplied to
代掻きの時期などには各圃場の給水時期が重なり同時期に大量の用水を供給する必要があり、水源で確保された一定量の灌漑用水を各圃場１に公平に配水するべく、営農者の要望の下で灌漑用水設備の管理者が圃場群１０単位で給水日程を計画して管理しているが、同一の圃場群１０の圃場１でも給水管１００の水圧によってはそのときに十分な量の給水ができない場合があり、各圃場１への所定量の給水後も給水栓が解放され続けていると無駄に排水路９に排水され、他の圃場１への給水量が不足する場合もある。
During the puddling season, etc., the water supply periods for each field overlap, and it is necessary to supply a large amount of water at the same time. Based on the request, the manager of the irrigation water equipment plans and manages the water supply schedule for each field group of 10, but even in
また、稲作であっても品種が異なると給水時期が異なる場合もあり、灌漑用水設備の管理者がそれぞれの圃場１の固有の条件によって適切な時期に適切な量の給水を計画管理するのは非常に困難である。 In addition, even in rice cultivation, the timing of water supply may differ depending on the variety of rice, and it is important for irrigation water equipment managers to plan and manage the supply of water in the appropriate amount at the appropriate time depending on the unique conditions of each field. Very difficult.
そのため、上述した灌漑用水管理サーバ３１と、圃場水管理サーバ２１と、営農者などが所有する端末装置８などをインターネットなどの通信媒体を介して連系させることにより、営農者が管理する個々の圃場１の状況に応じて適切に灌漑用水を供給することを可能とする給水管理システムが構築されている。
Therefore, by linking the above-mentioned irrigation
給水管理システムは、端末装置８を介して営農者から送られる個々の圃場１の管理情報が圃場水管理サーバ２１で収集されて、圃場群１０の管理情報として統括管理され、各圃場群１０で必要とする水量及び時期の配水要求が灌漑用水管理サーバ３１に送られるように構成されている。そして、灌漑用水管理サーバ３１は、圃場水管理サーバ２１からの配水要求に基づいて各圃場群１０に必要量の灌漑用水が必要時期に配水されるように分水装置１４０を制御するように構成されている。
In the water supply management system, management information of each
上述したように、稲作では、田植え時期、幼穂形成期、穂ばらみ期、出穂期、登熟期、収穫期など稲の生育ステージごとに適切に育成すべく、圃場の水位を当該時期に応じた適切な水位に管理する必要がある。 As mentioned above, in rice cultivation, the water level in the field must be adjusted according to each stage of rice growth, such as the planting stage, ear formation stage, ear opening stage, heading stage, ripening stage, and harvesting stage. It is necessary to control the water level to an appropriate level.
そのため、圃場水管理サーバ２１は、給排水制御部２１Ａを備え、端末装置８を介して各営農者から各圃場１の稼働状態、育成品種、育成状態などの管理情報を収集するとともに、各圃場１に設置した給水装置２や排水装置４から圃場の給水状態を表す管理情報を収集する。収集した管理情報は圃場１のロケーションを特定する圃場識別情報と共に記憶部２１Ｂに格納される。
Therefore, the field
稼働状態には栽培中または休耕中の何れかを識別する情報が含まれ、育成状態には代掻き、深水管理、浅水管理、中干し、間断灌水、落水、かけ流しなどの育成ステージごとの管理水位および適用期間に関する情報が含まれる。 The operating status includes information that identifies whether it is under cultivation or fallow, and the cultivation status includes the management water level and water level for each cultivation stage, such as puddling, deep water management, shallow water management, mid-drying, intermittent irrigation, falling water, and continuous irrigation. Contains information regarding the applicable period.
給水装置２から給水栓の開度や水位センサ２Ｓの検出値を収集し、排水装置４から排水栓に組み込まれた越流堰の高さ（圃場設定水位）、水位センサ４Ｓの検出値などを収集する。
The opening degree of the water tap and the detection value of the
給水状態には給水装置２から得られる給水栓の開度、水位センサ２Ｓの検出値である現在水位、排水装置４から得られる越流堰の高さつまり圃場設定水位、水位センサ４Ｓの検出値である排水路９の水位が含まれる。
The water supply status includes the opening degree of the water tap obtained from the
［圃場貯水システム］
図３に示すように、梅雨時期や台風時期の大量の降雨により河川が氾濫して引き起こされる水害を回避するために、圃場１を一時的な貯水装置つまり田圃ダムとして機能させるべく、圃場水管理サーバ２１と排水機場管理サーバ５１とを通信可能に接続した圃場貯水システム３００が構築されている。
[Field water storage system]
As shown in Figure 3, in order to avoid flood damage caused by rivers overflowing due to heavy rainfall during the rainy season and typhoon season, field water management is being implemented to make
排水機場管理サーバ５１は、所定の条件が成立したときに、圃場水管理サーバ２１にダム起動指令を送信する圃場貯水制御部５１Ａを備え、圃場水管理サーバ２１は、排水機場管理サーバ５１からダム起動指令を受信すると、ダムとして貯水可能な圃場１の自動排水栓を圃場設定水位からダム貯水水位に調整するとともに、自動給水栓を閉塞する給排水制御部２１Ａを備えている。
The drainage pumping
給排水制御部２１Ａは、上述した給水管理システムで灌漑用水管理サーバ３１との間で灌漑用水の各圃場群１０への送水（配水）制御や各圃場１への給水制御を実行する機能ブロックでもある。
The water supply and
所定の条件には、気象データセンタから取得した降雨量予測値が設定降雨量を上回るか否か、本川水位が本川設定水位より上昇したか否か、または流域雨量指数を含む水位の予測値が設定値を上回るか否かの何れかの条件が含まれ、何れかの条件が成立すると圃場水管理サーバ２１にダム起動指令が出力される。
The predetermined conditions include whether the predicted rainfall value obtained from the meteorological data center exceeds the set rainfall amount, whether the main river water level has risen above the main river set water level, or water level prediction including the basin rainfall index. The condition includes whether or not the value exceeds the set value, and when any of the conditions is satisfied, a dam activation command is output to the field
気象データセンタとは、例えば民間気象会社により運営される気象情報提供サーバなどをいい、気象庁などの情報に基づいて地域ごとに詳細な降雨予測値などが提供される。降雨量予測値が河川の氾濫を招くような値である設定降雨量を上回ると、圃場水管理サーバ２１にダム起動指令が出力される。
The meteorological data center refers to, for example, a weather information providing server operated by a private weather company, and provides detailed rainfall forecast values for each region based on information from the Japan Meteorological Agency and the like. When the predicted rainfall amount exceeds the set rainfall amount, which is a value that would cause river flooding, a dam activation command is output to the field
また、排水機場５１が設置された本川の水位が氾濫する虞がある本川設定水位より上昇すると、圃場水管理サーバ２１にダム起動指令が出力される。
Further, when the water level of the main river where the
気象庁などから出される流域雨量指数を含む水位の予測値が、本川の氾濫を招く虞があるとされる設定値を上回ると、圃場水管理サーバ２１にダム起動指令が出力される。
When the predicted value of the water level, including the basin rainfall index issued by the Japan Meteorological Agency, exceeds a set value that is considered to be at risk of causing flooding of the main river, a dam activation command is output to the field
圃場水管理装置２１に備えた給排水制御部２１Ａは、ダム起動指令を受けて、ダムとして貯水可能な圃場１を特定してその圃場１の自動排水栓を圃場設定水位からダム貯水水位に調整することで貯水に備えるとともに、自動給水栓を閉塞することにより給水による圃場の水位上昇を停止する。
Upon receiving the dam activation command, the water supply and
ダムとして貯水可能な圃場１であるか否か、また貯水可能な水位がどの程度であるかは、圃場水管理サーバ２１により管理される各圃場の管理情報に含まれる。具体的には、端末装置８を介して各営農者から入力される各圃場１の稼働状態、育成品種、育成状態などの管理情報に、貯水可能であるか貯水禁止であるかの情報が含まれ、貯水可能である場合に貯水可能水位情報が含まれる。貯水可能水位情報は育成品種及び／または育成状態に関連付けて予め異なる値に設定されるように構成されている。
Whether or not the
排水機場管理サーバ５１は、単一の排水機場５１を管理するもののみならず、本川に沿って設置された複数の排水機場５１を管理するものであってもよい。そして、本川に沿って点在する複数の圃場群１０を一時的な貯水装置として有機的に活用すべく、複数の圃場管理サーバ２１に対して選択的に、或いは一斉にダム起動指令を出力するように構成することができる。
The drainage pumping
複数の圃場管理サーバ２１に対して選択的にダム起動指令を出力する場合には、本川に沿って点在する複数の圃場群１０の上流側に位置する圃場群から下流側に位置する圃場群に所定の時間差を持たせて順番にダム起動指令を出力することで、下流側への影響を抑制することができる。
When selectively outputting a dam activation command to a plurality of
排水機場管理サーバ５１は、ダム起動指令を出力する前に、圃場管理サーバ２１に対して貯水可能量を要求することが好ましく、圃場管理サーバ２１から得られた貯水可能量に基づいて、ダム起動指令を出力する時期を調整することができるようになる。
The drainage pumping
圃場水管理サーバ２１は、次式で示す最大有効貯水量と現在貯水量を算出する貯水量演算部２１Ｃを備え、貯水量演算部２１Ｃで算出した最大有効貯水量と現在貯水量、または最大有効貯水量と現在貯水量の差分値を排水機場管理サーバ５１に送信するように構成されている。
The field
最大有効貯水量＝Σ｛（ダム貯水水位－圃場設定水位）×圃場面積｝、但し、Σは圃場合計値である。
現在貯水量＝Σ｛（現在水位－圃場設定水位）×圃場面積｝、但し、Σは圃場合計値である。
Maximum effective water storage amount = Σ {(dam storage water level - field set water level) x field area}, where Σ is the measured value for the field.
Current water storage amount = Σ {(current water level - field set water level) x field area}, where Σ is the total value for the field.
排水機場管理サーバ５１では、圃場水管理サーバ２１から送信されたこれらの貯水量データに基づいて、各圃場群１０にどの程度の貯水能力があるのかを把握することができる。従って、例えば、単一または複数の圃場水管理サーバ２１から送信された単一または複数の圃場群１０の貯水量データと降雨の状態に基づいて、貯水対象となる圃場群１０をスケジューリングして効率的に貯水機能を発揮させることができる。
The drainage pump
圃場水管理サーバ２１に備えた給排水制御部２１Ａは、ダム起動指令を受信すると、各圃場１に備えた自動排水栓を圃場設定水位からダム貯水水位に一斉に調整し、或いは、ダム貯水水位が高い圃場１から優先して自動排水栓を圃場設定水位からダム貯水水位に調整する何れかのモードで動作するように構成されている。
When the water supply and
短時間に大量の降雨がある場合に、各圃場１に備えた自動排水栓を圃場設定水位からダム貯水水位に一斉に調整することで短時間の貯水能力を確保することができ、長時間に亘り一定量の降雨が続く場合に、ダム貯水水位が高い圃場１から優先して自動排水栓を圃場設定水位からダム貯水水位に調整することで、河川の水位の急激な上昇を抑制することができる。
When there is a large amount of rainfall in a short period of time, by adjusting the automatic drain valves installed in each
給排水制御部２１Ａが圃場１の水位上昇をモニタしてその上昇速度に基づいて圃場設定水位からダム貯水水位への切替態様を選択することができる。圃場１の水位上昇をモニタする場合には、降雨量を適切に検知できるモニタ用の圃場１を設けておくことが好ましい。水位上昇速度に基づいて圃場設定水位からダム貯水水位に調整するタイミングを調整することができる。
The water supply and
圃場貯水制御部５１Ａから出力されるダム起動指令に何れのモードで実行するかを特定するパラメータを付加するように構成してもよい。 It may be configured such that a parameter specifying in which mode the dam activation command is to be executed is added to the dam activation command output from the field water storage control unit 51A.
圃場貯水制御部５１Ａは、ダム起動指令を出力した後に、本川水位が本川設定水位より低下すると、支川から本川に向けた水の流れが滞るようなことがなく安全な状態に到ったと判断して、圃場水管理装置２１にダム排水指令を送信するように構成されている。
After the field water storage control unit 51A outputs the dam activation command, if the main river water level falls below the main river set water level, the flow of water from the tributaries to the main river will not be stagnant and will reach a safe state. The system is configured to determine that the water has been drained and to send a dam drainage command to the field
給排水制御部２１Ａは、排水機場管理装置５１Ａからダム排水指令を受信すると、各圃場１に備えた自動排水栓をダム貯水水位から圃場設定水位に一斉に調整し、或いは、ダム貯水水位が低い圃場１から優先して自動排水栓をダム貯水水位から圃場設定水位に調整する何れかのモードで動作するように構成されている。
When the water supply and
貯水量がそれほど大量でない場合には、圃場１に備えた自動排水栓をダム貯水水位から圃場設定水位に一斉に調整することで、圃場１を正常な状態に早期に復帰させることができる。また、貯水量が大量である場合には、一斉に排水することで排水路や支川が氾濫する虞があるため、ダム貯水水位が低い圃場１から優先して圃場設定水位に調整することで、圃場１からの排水量を徐々に増量するように排水する。
When the amount of water stored is not so large, the automatic drain plugs provided in the
給排水制御部２１Ａは、ダム排水指令を受信すると、各圃場１の自動排水栓を、時間差を設けてダム貯水水位から圃場設定水位に調整するように構成してもよい。
The water supply and
ダム排水指令を受けて各圃場１の自動排水栓をダム貯水水位から圃場設定水位に調整する際に、時間差を設けて調整することで、配水路や支川に一度に大量の水が排水されることによる二次災害の発生を回避することができる。例えば、時間差を設けて各圃場１の自動排水栓を順番に圃場設定水位に調整することができ、例えば、複数の圃場の自動排水栓を一斉に、しかし時間をかけて圃場設定水位に調整することができ、それらを組み合わせることも可能である。
When adjusting the automatic drain valves in each
ダム起動指令に応答して、自動排水栓を圃場設定水位からダム貯水水位に一斉に調整するモードと、ダム貯水水位が高い圃場１から優先して自動排水栓を圃場設定水位からダム貯水水位に調整するモードを備え、何れのモードを選択するかを切り替え可能に構成することが好ましく、ダム排水指令に応答して、自動排水栓をダム貯水水位から圃場設定水位に一斉に調整するモードと、ダム貯水水位が低い圃場１から優先して自動排水栓をダム貯水水位から圃場設定水位に調整するモードを備え、何れのモードを選択するかを切替可能に構成することが好ましい。さらには、ダム排水指令に応答して、時間差を設けてダム貯水水位から圃場設定水位に調整するモードをさらに備え、何れかを切替可能に構成することが好ましい。
In response to a dam activation command, the automatic drain valves are adjusted all at once from the field setting water level to the dam storage water level, and the automatic drainage valves are adjusted from the field setting water level to the dam storage water level, giving priority to
何れのモードを選択するかを、ダム起動指令やダム排水指令にモードを指定するパラメータを付加して切り替えることができる。或いはモニタ用の圃場１の水位上昇速度や、排水路の水位に基づいて切り替えることもできる。例えば、モニタ用の圃場１の水位上昇速度が所定速度より早い場合にはダム貯水水位に一斉に調整するモードで動作し、排水路の水位が圃場設定水位より高い場合にはダム貯水水位が低い圃場１から優先して自動排水栓をダム貯水水位から圃場設定水位に調整するモードで排水すればよい。
The mode to be selected can be switched by adding a parameter specifying the mode to the dam activation command or dam drainage command. Alternatively, it can be switched based on the rate of rise in the water level in the
以上説明したように、本発明による圃場貯水システムの運用方法は、複数の圃場で構成される圃場群への給水及び圃場群からの排水を管理する圃場水管理装置と、各圃場からの排水が流入する支川と本川との間に設置した排水機場を管理する排水機場管理装置と、を通信可能に接続した圃場貯水システムの運用方法であって、排水機場管理装置は、気象データセンタから取得した降雨量予測値が設定降雨量を上回り、本川水位が本川設定水位より上昇し、または流域雨量指数を含む水位の予測値が設定値を上回ると、圃場水管理装置にダム起動指令を送信し、圃場水管理装置は、排水機場管理装置からダム起動指令を受信すると、ダムとして貯水可能な圃場の自動排水栓を圃場設定水位からダム貯水水位に調整するとともに、自動給水栓を閉塞するように構成されている。 As explained above, the method of operating the field water storage system according to the present invention includes a field water management device that manages water supply to and drainage from a field group consisting of a plurality of fields, and a field water management device that manages water supply to and drainage from each field group. A method for operating a field water storage system in which a drainage pumping station management device for managing a drainage pumping station installed between an inflowing tributary river and the main river is communicatively connected, the drainage pumping station management device being acquired from a meteorological data center. If the predicted rainfall amount exceeds the set rainfall amount, the water level of the main river rises above the set water level of the main river , or the predicted value of water level including the basin rainfall index exceeds the set value, a dam activation command is sent to the field water management device. When the field water management device receives the dam activation command from the drainage pump station management device, it adjusts the automatic drain valve in the field that can store water as a dam from the field setting water level to the dam storage water level, and closes the automatic water supply valve. It is configured as follows.
また、排水機場管理装置は、本川水位が本川設定水位より低下すると、圃場水管理装置にダム排水指令を送信し、圃場水管理装置は、排水機場管理装置からダム排水指令を受信すると、圃場の自動排水栓をダム貯水水位から圃場設定水位に調整するように構成されている。 In addition, when the main river water level falls below the main river setting water level, the drainage pump station management device transmits a dam drainage command to the field water management device, and when the field water management device receives the dam drainage command from the drainage pump station management device, The automatic drain plug in the field is configured to adjust from the dam storage water level to the field set water level.
図４には、圃場の水位を一定に調整して稲を育成する一定潅水モードにおける給排水制御部２１Ａの動作が示されている。給排水制御部２１Ａは各圃場１の識別情報、及び生育ステージに対応した圃場設定水位を記憶部２１Ｂから読み出し（ＳＡ１）、各圃場１が圃場設定水位となるように排水装置に設定水位情報を送信し排水栓を設定水位より僅かに高い水位に調整する（ＳＡ２）。各圃場１の水位センサ６によって計測された水位を取得して（ＳＡ３）、圃場設定水位と計測水位の値を比較し（ＳＡ４）、計測水位が圃場設定水位未満では給水栓を開放し（ＳＡ５）、計測水位が圃場設定水位以上になると給水栓を閉塞する（ＳＡ６）。一連の処理が各圃場１に対して実行される。
FIG. 4 shows the operation of the water supply and
図５（ａ）には、排水機場管理サーバ５１により実行される圃場を貯水装置として機能させる圃場貯水処理の手順の一例が示されている。
排水機場管理サーバ５１に備えた圃場貯水制御部５１Ａは、気象データセンタから降雨量予測値を取得するとともに本川と支川の水位を取得し（ＳＢ１）、降雨量予測値が設定降水量を上回るか、本川の水位が支川の水位を上回ると、河川の氾濫の虞があると判断して（ＳＢ２）、圃場水管理サーバ２１に各圃場群で貯水可能な最大有効貯水量と現在貯水量を要求して各圃場群１０で可能な貯水容量を把握する（ＳＢ３）。
FIG. 5A shows an example of a procedure of a field water storage process executed by the drainage pumping
The field water storage control unit 51A provided in the drainage pumping
得られた最大有効貯水量と現在貯水量と、降雨量予測値の時間推移に基づいて、必要と判断した圃場群１０で貯水を開始すべく、圃場水管理サーバ２１にダム起動指令を送信するとともに（ＳＢ４）、排水ゲートを閉じて排水ポンプを起動する（ＳＢ５）。ステップＳＢ１からステップＳＢ５を繰り返し、降水量の変化に応じて追加の貯水が必要となる圃場水管理サーバ２１にダム起動指令を送信する。
Based on the obtained maximum effective water storage amount, current water storage amount, and time trends of predicted rainfall values, a dam activation command is sent to the farm
図５（ｂ）には、排水機場管理サーバ５１により実行される圃場を貯水装置として機能させた後の圃場排水処理の手順の一例が示されている。
排水機場管理サーバ５１に備えた圃場貯水制御部５１Ａは、気象データセンタから降雨量予測値を取得するとともに本川と支川の水位を取得し（ＳＣ１）、降雨量予測値が設定降水量を大きく下回るとともに、本川の水位が支川の水位より低下すると、河川の氾濫の虞が解消されたと判断して（ＳＣ２）、排水ゲートを開放して排水ポンプを停止し（ＳＣ３）、圃場水管理サーバ２１にダム排水指令を送信する（ＳＣ４）。
FIG. 5(b) shows an example of a procedure of field wastewater treatment executed by the drainage pumping
The field water storage control unit 51A provided in the drainage pumping
図６には、圃場水管理サーバ２１で実行される圃場貯水処理の手順の一例が示されている。
排水機場管理サーバ５１からダム起動指令を受信すると（ＳＤ１）、ダム起動指令に付加されているパラメータに基づいて同時貯水か優先貯水かを識別し、同時貯水であれば（ＳＤ２，Ｙ）、貯水可能な全圃場の排水栓に対して現状の圃場設定水位から予め設定されているダム貯水水位に調整するように制御し（ＳＤ３）、優先貯水であれば（ＳＤ２，Ｎ）、貯水可能な全圃場の排水栓に対して予め設定された優先順位の高い圃場１（ダム貯水水位の高い圃場が優先される）に対して現状の圃場設定水位から予め設定されているダム貯水水位に調整するように制御する処理を（ＳＤ４）、一定時間間隔で繰り返し実行し（ＳＤ５）、貯水が許容されている全圃場１に対してダム貯水水位への調整が完了すると、処理を終了する（ＳＤ６）。
FIG. 6 shows an example of a procedure for field water storage processing executed by the field
When a dam activation command is received from the drainage pump station management server 51 (SD1), it is determined whether it is simultaneous water storage or priority water storage based on the parameters added to the dam activation command, and if it is simultaneous water storage (SD2, Y), water storage is performed. The drainage plugs in all possible fields are controlled to adjust from the current field setting water level to the preset dam storage water level (SD3), and if priority storage is (SD2, N), all possible water storage For
図７には、圃場水管理サーバ２１で実行される圃場排水処理の手順の一例が示されている。
排水機場管理サーバ５１からダム排水指令を受信すると（ＳＥ１）、ダム排水指令に付加されているパラメータに基づいて同時排水か優先排水かを識別し、同時排水であれば（ＳＥ２，Ｙ）、全圃場の排水栓に対して現状のダム貯水水位から元の圃場設定水位に調整するように制御し（ＳＥ３）、優先排水であれば（ＳＥ２，Ｎ）、排水可能な全圃場の排水栓に対して予め設定された優先順位の高い圃場１（ダム貯水水位の低い圃場が優先される）に対して現状のダム貯水水位から元の圃場設定水位に調整するように制御する処理を（ＳＥ４）、一定時間間隔で繰り返し実行し（ＳＥ５）、貯水されている全圃場１に対して元の圃場設定水位への調整が完了すると、処理を終了する（ＳＥ６）。
FIG. 7 shows an example of a procedure for field wastewater treatment executed by the field
When a dam drainage command is received from the drainage pump station management server 51 (SE1), it is determined whether it is simultaneous drainage or priority drainage based on the parameters added to the dam drainage command, and if it is simultaneous drainage (SE2, Y), all The drain plugs in the field are controlled to adjust from the current dam storage water level to the original set water level in the field (SE3), and if it is priority drainage (SE2, N), the drain plugs in all fields where drainage is possible are controlled. control processing to adjust the current dam storage water level to the original farm setting water level for
以上説明したフローチャートは、本発明の一例であり、この処理手順及び処理内容に限るものではなく、実施形態に記載した様々な態様を適宜組み合わせて圃場貯水システムを構築することが可能である。 The flowchart described above is an example of the present invention, and the processing procedure and processing content are not limited to this, and it is possible to construct a field water storage system by appropriately combining various aspects described in the embodiments.
上述した実施形態では、ダム起動指令の出力の可否を判断する所定の条件が、気象データセンタから取得した降雨量予測値が設定降雨量を上回るか否か、本川水位が本川設定水位より上昇したか否か、または流域雨量指数を含む水位の予測値が設定値を上回るか否かの何れかの条件が含まれ、何れかの条件が成立する場合を説明したが、上述の三つの条件の何れか複数の条件が成立した場合にダム起動指令を出力するように構成してもよい。 In the embodiment described above, the predetermined conditions for determining whether the dam activation command can be output are whether the predicted rainfall amount obtained from the meteorological data center exceeds the set rainfall amount, and whether the main river water level is lower than the main river set water level. We have explained the case where either condition is satisfied, including whether the water level has risen or not, or whether the predicted value of the water level including the basin rainfall index exceeds the set value, but the above three conditions It may be configured such that the dam activation command is output when any one or more of the conditions is satisfied.
以上説明した実施形態は本発明の一例に過ぎず、該記載により本発明の技術的範囲が限定されることを意図するものではなく、圃場給排水栓、圃場水管理サーバ及び排水機場管理サーバの具体的な構成は本発明による作用効果を奏する範囲において適宜変更設計可能であることはいうまでもない。 The embodiments described above are merely examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is not intended to be limited by the description. It goes without saying that the configuration can be modified and designed as appropriate within the scope of achieving the effects of the present invention.
１：圃場
２：給水装置（給水栓）
４：配水装置（排水栓）
１０：圃場群
２１：圃場水管理サーバ（圃場水管理装置）
２１Ａ：給排水制御部
５１：排水機場管理サーバ（排水機場管理装置）
５１Ａ：圃場貯水制御部
１５０：支川
１５１：排水機場
１６０：本川
３００：圃場貯水システム
1: Field 2: Water supply device (hydrant)
4: Water distribution device (drain plug)
10: Field group 21: Field water management server (field water management device)
21A: Water supply and drainage control unit 51: Drainage pump station management server (drainage pump station management device)
51A: Field water storage control unit 150: Branch river 151: Drainage pump station 160: Main river 300: Field water storage system
Claims (8)
前記排水機場管理装置は、気象データセンタから取得した降雨量予測値が設定降雨量を上回り、本川水位が本川設定水位より上昇し、または流域雨量指数を含む水位の予測値が設定値を上回ると、前記圃場水管理装置にダム起動指令を送信する圃場貯水制御部を備え、
前記圃場水管理装置は、前記排水機場管理装置から前記ダム起動指令を受信すると、ダムとして貯水可能な圃場の自動排水栓を圃場設定水位からダム貯水水位に調整するとともに、前記圃場に給水する自動給水栓を閉塞する給排水制御部を備えている圃場貯水システム。 A field water management device that manages water supply to a field group consisting of multiple fields and drainage from the field group, and a drainage pump station installed between the tributary river and the main river into which wastewater from each field flows. A field water storage system that is communicably connected to a drainage pump station management device,
The drainage pump station management device detects that the predicted rainfall value obtained from the meteorological data center exceeds the set rainfall amount, the main river water level rises above the main river set water level, or the predicted water level value including the basin rainfall index exceeds the set value. comprising a field water storage control unit that transmits a dam activation command to the field water management device when the field water exceeds the limit;
When the field water management device receives the dam activation command from the drainage pumping station management device, the field water management device adjusts the automatic drain valve of the field that can store water as a dam from the field setting water level to the dam storage water level, and also adjusts the automatic drainage plug for the field that can store water as a dam to the dam storage water level, and A field water storage system equipped with a water supply and drainage control unit that blocks the water supply tap.
前記給排水制御部は、前記排水機場管理装置から前記ダム排水指令を受信すると、前記圃場の自動排水栓を前記ダム貯水水位から前記圃場設定水位に調整する請求項１記載の圃場貯水システム。 The field water storage control unit transmits a dam drainage command to the field water management device when the main river water level falls below the main river setting water level,
2. The field water storage system according to claim 1, wherein the water supply and drainage control unit, upon receiving the dam drainage command from the drainage pump station management device, adjusts the automatic drainage plug in the field from the dam storage water level to the field setting water level.
最大有効貯水量＝Σ｛（ダム貯水水位－圃場設定水位）×圃場面積｝、
但し、Σは圃場合計値
現在貯水量＝Σ｛（現在水位－圃場設定水位）×圃場面積｝、
但し、Σは圃場合計値
前記貯水量演算部で算出した最大有効貯水量と現在貯水量、または最大有効貯水量と現在貯水量の差分値を前記排水機場管理装置に送信する請求項１から５の何れかに記載の圃場貯水システム。 The field water management device includes a water storage amount calculation unit that calculates a maximum effective water storage amount and a current water storage amount shown by the following formula,
Maximum effective water storage amount = Σ {(dam storage water level - field set water level) x field area},
However, Σ is the measured value for the field. Current water storage amount = Σ {(current water level - field set water level) x field area},
However, Σ is a measured value in the case of a field. Claims 1 to 5, wherein the maximum effective water storage amount and the current water storage amount calculated by the water storage amount calculating section, or the difference value between the maximum effective water storage amount and the current water storage amount, are transmitted to the drainage pump station management device. The field water storage system according to any of the above.
前記排水機場管理装置は、気象データセンタから取得した降雨量予測値が設定降雨量を上回り、本川水位が本川設定水位より上昇し、または流域雨量指数を含む水位の予測値が設定値を上回ると、前記圃場水管理装置にダム起動指令を送信し、
前記圃場水管理装置は、前記排水機場管理装置から前記ダム起動指令を受信すると、ダムとして貯水可能な圃場の自動排水栓を圃場設定水位からダム貯水水位に調整するとともに、前記圃場に給水する自動給水栓を閉塞する圃場貯水システムの運用方法。 A field water management device that manages water supply to a field group consisting of multiple fields and drainage from the field group, and a drainage pump station installed between the tributary river and the main river into which wastewater from each field flows. A method of operating a field water storage system in which a drainage pumping station management device and a drainage pumping station management device are communicatively connected, the method comprising:
The drainage pump station management device detects that the predicted rainfall value obtained from the meteorological data center exceeds the set rainfall amount, the main river water level rises above the main river set water level, or the predicted water level value including the basin rainfall index exceeds the set value. If the water exceeds the water level, a dam activation command is sent to the field water management device,
When the field water management device receives the dam activation command from the drainage pumping station management device, the field water management device adjusts the automatic drain valve of the field that can store water as a dam from the field setting water level to the dam storage water level, and also adjusts the automatic drainage plug for the field that can store water as a dam to the dam storage water level, and How to operate a field water storage system that blocks water hydrants.
前記圃場水管理装置は、前記排水機場管理装置から前記ダム排水指令を受信すると、前記圃場の自動排水栓を前記ダム貯水水位から前記圃場設定水位に調整する請求項７記載の圃場貯水システムの運用方法。
The drainage pump station management device transmits a dam drainage command to the field water management device when the main river water level falls below the main river setting water level,
8. The operation of the field water storage system according to claim 7 , wherein the field water management device adjusts the automatic drain plug of the field from the dam storage water level to the field setting water level upon receiving the dam drainage command from the drainage pumping station management device. Method.
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