JP2000240576A - 下水道の雨水排水制御装置 - Google Patents
下水道の雨水排水制御装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 流入水質予測モデルを流入量モデルと組み合
わせ、メンテナンス等が困難な水質センサを設けること
なく、安定した雨水排水制御を行うことができる雨水排
水制御装置を提供すること。 【解決手段】 本発明の雨水排水制御装置は、雨水流入
量を入力する雨水流入量入力部２６と、水質予測モデル
を有している。流入水質予測演算部２７は、雨水流入量
入力部２６から入力される雨水流入量と水質予測モデル
とから将来の流入水質を予測する。排水制御部２８は、
流入水質予測演算部２７が演算した将来の流入水質に基
づいて雨水排水装置７、８を制御する。水質予測モデル
は、雨水流入量をＱ、管内の堆積物量をＳ、流出付加量
をＬF 、パラメータをｋ、ｍ、ｎとして、流入水質Ｃ1
を、ｄＳ／ｄｔ＝ＬF −（ｋ・Ｓm ・Ｑn ）、Ｃ1 ＝
（ｋ・Ｓm ・Ｑn-1 ）としてモデル化したものである。
わせ、メンテナンス等が困難な水質センサを設けること
なく、安定した雨水排水制御を行うことができる雨水排
水制御装置を提供すること。 【解決手段】 本発明の雨水排水制御装置は、雨水流入
量を入力する雨水流入量入力部２６と、水質予測モデル
を有している。流入水質予測演算部２７は、雨水流入量
入力部２６から入力される雨水流入量と水質予測モデル
とから将来の流入水質を予測する。排水制御部２８は、
流入水質予測演算部２７が演算した将来の流入水質に基
づいて雨水排水装置７、８を制御する。水質予測モデル
は、雨水流入量をＱ、管内の堆積物量をＳ、流出付加量
をＬF 、パラメータをｋ、ｍ、ｎとして、流入水質Ｃ1
を、ｄＳ／ｄｔ＝ＬF −（ｋ・Ｓm ・Ｑn ）、Ｃ1 ＝
（ｋ・Ｓm ・Ｑn-1 ）としてモデル化したものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、雨水が流入する下
水道設備、例えば下水処理場、ポンプ場、雨水貯留管、
雨水滞水池等において、水質センサを使用しなくても、
河川、湖沼、海域等の公共水域での初期降雨汚濁（ファ
ーストフラッシュ）を起こさないように常に良好な排水
水質を維持できるような、下水道の雨水排水制御装置に
関するものである。
水道設備、例えば下水処理場、ポンプ場、雨水貯留管、
雨水滞水池等において、水質センサを使用しなくても、
河川、湖沼、海域等の公共水域での初期降雨汚濁（ファ
ーストフラッシュ）を起こさないように常に良好な排水
水質を維持できるような、下水道の雨水排水制御装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】雨水が流入する下水道設備として、下水
処理場、ポンプ場、雨水貯留管、雨水滞水池等がある。
下水処理場は、下水を浄化して公共水域に放流する役割
を担い、ポンプ場は下水の運搬及び雨水排水の役割を担
い、雨水貯留管や雨水滞水池は、主に浸水防止の役割を
担っている。
処理場、ポンプ場、雨水貯留管、雨水滞水池等がある。
下水処理場は、下水を浄化して公共水域に放流する役割
を担い、ポンプ場は下水の運搬及び雨水排水の役割を担
い、雨水貯留管や雨水滞水池は、主に浸水防止の役割を
担っている。
【０００３】近年、ポイント汚染源と言われている産業
廃水処理設備においては、高度処理装置の整備が進み、
それらの設備等から放流される水質は非常に良好になっ
てきた。しかしながら、河川、湖沼、海域等の公共水域
での水質は、以前と比べてほとんど改善されていない。
この原因として、ポイント汚染源以外の汚染源であるノ
ンポインド汚染源からの放流水質が改善されていない点
が指摘されている。
廃水処理設備においては、高度処理装置の整備が進み、
それらの設備等から放流される水質は非常に良好になっ
てきた。しかしながら、河川、湖沼、海域等の公共水域
での水質は、以前と比べてほとんど改善されていない。
この原因として、ポイント汚染源以外の汚染源であるノ
ンポインド汚染源からの放流水質が改善されていない点
が指摘されている。
【０００４】ノンポインド汚染源としては、例えば、下
水処理場における雨水流入排出時の簡易放流口及び直接
放流口、ポンプ場における雨水排水時の放流口、その
他、地下水や雨水排除水路等が挙げられる。
水処理場における雨水流入排出時の簡易放流口及び直接
放流口、ポンプ場における雨水排水時の放流口、その
他、地下水や雨水排除水路等が挙げられる。
【０００５】これらの汚染は、非雨天時に屋根、道路、
雨水桝等に蓄積したゴミ、ヘドロ等の堆積物が、雨天時
に洗い流されてこれらの設備に混入してくるために起こ
るものである。特に、降雨初期に多量の堆積物が流入し
て汚染を起こす現象は、初期降雨汚濁（ファーストフラ
ッシュ）と呼ばれている。
雨水桝等に蓄積したゴミ、ヘドロ等の堆積物が、雨天時
に洗い流されてこれらの設備に混入してくるために起こ
るものである。特に、降雨初期に多量の堆積物が流入し
て汚染を起こす現象は、初期降雨汚濁（ファーストフラ
ッシュ）と呼ばれている。
【０００６】また、雨水貯留管や雨水滞水池は、一時的
に雨水流入水を貯留して放流、排水できる機能を有して
おり、貯留時に汚濁物を沈殿できるため、ノンポイント
汚染源対策として期待されている設備である。しかしな
がら、その運用によっては、貯留時に汚濁物を除去でき
ず、水質が悪い状態のまま放流を行う可能性もある。
に雨水流入水を貯留して放流、排水できる機能を有して
おり、貯留時に汚濁物を沈殿できるため、ノンポイント
汚染源対策として期待されている設備である。しかしな
がら、その運用によっては、貯留時に汚濁物を除去でき
ず、水質が悪い状態のまま放流を行う可能性もある。
【０００７】このような下水道設備において、ファース
トフラッシュを効果的に防止するため、下水道設備内に
汚濁物の濃度を計測できる水質センサ、例えば濁度計を
設置して、その濁度計の計測値を用いて汚濁物の公共水
域への排水を制御する制御装置が提案されている。
トフラッシュを効果的に防止するため、下水道設備内に
汚濁物の濃度を計測できる水質センサ、例えば濁度計を
設置して、その濁度計の計測値を用いて汚濁物の公共水
域への排水を制御する制御装置が提案されている。
【０００８】従来の雨水排水制御装置の一例として、図
１０に、下水処理場の雨水排水制御装置を示す。図１０
において、５１は下水管、５２はスクリーン、５３は沈
砂池、５４はポンプ井、５５は水位計、５６は濁度計、
５７はポンプ、５８は制御弁、５９〜６１は管、６２は
制御部、６３は河川、６４は最初沈殿池である。
１０に、下水処理場の雨水排水制御装置を示す。図１０
において、５１は下水管、５２はスクリーン、５３は沈
砂池、５４はポンプ井、５５は水位計、５６は濁度計、
５７はポンプ、５８は制御弁、５９〜６１は管、６２は
制御部、６３は河川、６４は最初沈殿池である。
【０００９】図１０に示すように、下水管５１は、沈砂
池５３の側壁部に接続されている。沈砂池５３は、下水
管５１と対向する側でポンプ井５４に隣接している。ス
クリーン５２は、上方側がポンプ井５４側に倒れるよう
な傾斜の形態で沈砂池５３内に立設されている。水位計
５５及び濁度計５６は、それぞれポンプ井５４内に設置
され、制御部６２に接続されている。管５９は、ポンプ
井５４の底部近傍から延びており、ポンプ５７が設けら
れると共に、管６０及び管６１に分岐している。管６０
は弁５８を介して河川６３に接続され、管６１は最初沈
殿池６４に接続されている。ポンプ５７と弁５８は、そ
れぞれ制御部６２に接続されている。
池５３の側壁部に接続されている。沈砂池５３は、下水
管５１と対向する側でポンプ井５４に隣接している。ス
クリーン５２は、上方側がポンプ井５４側に倒れるよう
な傾斜の形態で沈砂池５３内に立設されている。水位計
５５及び濁度計５６は、それぞれポンプ井５４内に設置
され、制御部６２に接続されている。管５９は、ポンプ
井５４の底部近傍から延びており、ポンプ５７が設けら
れると共に、管６０及び管６１に分岐している。管６０
は弁５８を介して河川６３に接続され、管６１は最初沈
殿池６４に接続されている。ポンプ５７と弁５８は、そ
れぞれ制御部６２に接続されている。
【００１０】通常の非雨天時には、下水管５１内には下
水のみが流れており、下水はスクリーン５２、沈砂池５
３、ポンプ井５４を順次通過する。一方、水位計５５と
濁度計５６の計測値に基づいて、制御部６２によりポン
プ５７の運転と弁５８の開閉が制御される。
水のみが流れており、下水はスクリーン５２、沈砂池５
３、ポンプ井５４を順次通過する。一方、水位計５５と
濁度計５６の計測値に基づいて、制御部６２によりポン
プ５７の運転と弁５８の開閉が制御される。
【００１１】図１１に、ポンプ５７と弁５８の制御方法
のフローチャートを示す。水位計５５の水位計測値Ｈと
濁度計５６の計測値ＴＵとは、各々１分周期で計測され
る。また、Ｈ1 は設定下限水位、Ｈ2 は設定上限水位で
あり、ＴＵSVは濁度設定値である。濁度は非雨天時の濁
度が約３００度で、ファーストフラッシュ時の濁度が約
１０００度以上であるので、ＴＵSVは１０００度と設定
されている。
のフローチャートを示す。水位計５５の水位計測値Ｈと
濁度計５６の計測値ＴＵとは、各々１分周期で計測され
る。また、Ｈ1 は設定下限水位、Ｈ2 は設定上限水位で
あり、ＴＵSVは濁度設定値である。濁度は非雨天時の濁
度が約３００度で、ファーストフラッシュ時の濁度が約
１０００度以上であるので、ＴＵSVは１０００度と設定
されている。
【００１２】水位Ｈが設定上限水位と設定下限水位との
間にある時（例えば非雨天時もしくは小雨時）には、Ｈ
1 ＜Ｈ＜Ｈ2 であるから、ＴＵの計測値がＴＵSVよりも
小さい時（ＴＵ＜ＴＵSV）は、ポンプ５７をＯＮにする
と共に弁５８を閉じて、下水を下水処理場内の最初沈殿
池６４に排出する。
間にある時（例えば非雨天時もしくは小雨時）には、Ｈ
1 ＜Ｈ＜Ｈ2 であるから、ＴＵの計測値がＴＵSVよりも
小さい時（ＴＵ＜ＴＵSV）は、ポンプ５７をＯＮにする
と共に弁５８を閉じて、下水を下水処理場内の最初沈殿
池６４に排出する。
【００１３】ＴＵ≧ＴＵSVの時は、ポンプ５７をＯＦＦ
にして弁８を閉じることにより、雨水中の汚濁物を沈殿
分離することにする。さらに水位が上昇し、Ｈ≧Ｈ２と
なった時は、ポンプ５８をＯＮにして弁８を開き、最初
沈殿池６４と河川６３との両方に下水を排出する。な
お、Ｈ≦Ｈ１の時は、ＴＵの計測値に関係なく、ポンプ
５７はＯＦＦであり弁５８は閉である。
にして弁８を閉じることにより、雨水中の汚濁物を沈殿
分離することにする。さらに水位が上昇し、Ｈ≧Ｈ２と
なった時は、ポンプ５８をＯＮにして弁８を開き、最初
沈殿池６４と河川６３との両方に下水を排出する。な
お、Ｈ≦Ｈ１の時は、ＴＵの計測値に関係なく、ポンプ
５７はＯＦＦであり弁５８は閉である。
【００１４】また、図１１のアルゴリズムでは水位とＴ
Ｕの計測値とによってポンプのＯＮ−ＯＦＦを制御して
いるが、図１２のように、水位Ｈと流量Ｑとの関係式、
いわゆるＱ−Ｈカーブに基づいて水位ＨからＱ値を算出
し、このＱ値とポンプの揚水量との関係式を利用してポ
ンプの流量を一定に制御する態様も実施されている。
Ｕの計測値とによってポンプのＯＮ−ＯＦＦを制御して
いるが、図１２のように、水位Ｈと流量Ｑとの関係式、
いわゆるＱ−Ｈカーブに基づいて水位ＨからＱ値を算出
し、このＱ値とポンプの揚水量との関係式を利用してポ
ンプの流量を一定に制御する態様も実施されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】図１０に示した従来の
下水道の排水制御装置においては、次のような問題が発
生している。
下水道の排水制御装置においては、次のような問題が発
生している。
【００１６】濁度計５６は、汚れの付着等により、真値
はＴＵ＜ＴＵSVであるのに出力数値が常にＴＵ≧ＴＵSV
になってしまう等、ＴＵ≧ＴＵSVの識別に誤動作が生じ
ることがある。さらには、濁度計５６が故障して、数値
を出力しなくなることもある。このような場合、弁５８
の適切な開閉制御ができなくなり、汚濁物が沈殿分離し
ていない状態で汚濁物を河川６３に排出したり、ポンプ
５７や弁５８が適切に作動せず浸水を発生させるという
問題が生じている。
はＴＵ＜ＴＵSVであるのに出力数値が常にＴＵ≧ＴＵSV
になってしまう等、ＴＵ≧ＴＵSVの識別に誤動作が生じ
ることがある。さらには、濁度計５６が故障して、数値
を出力しなくなることもある。このような場合、弁５８
の適切な開閉制御ができなくなり、汚濁物が沈殿分離し
ていない状態で汚濁物を河川６３に排出したり、ポンプ
５７や弁５８が適切に作動せず浸水を発生させるという
問題が生じている。
【００１７】濁度計５６を常に安定して動作させるため
には、日常のメンテナンスが重要である。しかしなが
ら、流入下水による悪臭ガスが存在し酸素不足である
等、人間にとって非常に悪い環境に濁度計５６は設置さ
れているので、メンテナンス作業が非常に困難であり、
メンテナンスのコストも大であった。また、濁度計５６
をサンプリング方式にして地上で測定する方法もある
が、この方式を採用する場合においても、サンプリング
のための配管やポンプのメンテナンスが必要であり、同
様の問題がある。
には、日常のメンテナンスが重要である。しかしなが
ら、流入下水による悪臭ガスが存在し酸素不足である
等、人間にとって非常に悪い環境に濁度計５６は設置さ
れているので、メンテナンス作業が非常に困難であり、
メンテナンスのコストも大であった。また、濁度計５６
をサンプリング方式にして地上で測定する方法もある
が、この方式を採用する場合においても、サンプリング
のための配管やポンプのメンテナンスが必要であり、同
様の問題がある。
【００１８】一方、本件発明者は、各種シミュレーショ
ン実験を試行して鋭意検討を繰り返すことにより、以下
の知見を見いだした。
ン実験を試行して鋭意検討を繰り返すことにより、以下
の知見を見いだした。
【００１９】（１）水質予測モデルを流入量モデルと組
み合わせることにより、貯留水の将来の水質を、量的セ
ンサのみで高精度に予測できる。
み合わせることにより、貯留水の将来の水質を、量的セ
ンサのみで高精度に予測できる。
【００２０】（２）流入量予測モデルの改良が進み、流
入量予測の精度が向上したことにより、降雨時の流入量
予測モデルを流入量モデルとして水質予測による制御の
入力値として使用できる。
入量予測の精度が向上したことにより、降雨時の流入量
予測モデルを流入量モデルとして水質予測による制御の
入力値として使用できる。
【００２１】（３）これらのシミュレーションは、計算
機能力の向上により、降雨時の短いスパン（数秒）にも
迅速に対応することができ、実際上の制御に十分利用で
きる。
機能力の向上により、降雨時の短いスパン（数秒）にも
迅速に対応することができ、実際上の制御に十分利用で
きる。
【００２２】本発明は、このような点を考慮してなされ
たものであり、水質予測モデルを流入量モデルと組み合
わせ、メンテナンス等が困難な水質センサを設けること
なく、安定した雨水排水制御を行うことができる雨水排
水制御装置を提供することを目的とする。
たものであり、水質予測モデルを流入量モデルと組み合
わせ、メンテナンス等が困難な水質センサを設けること
なく、安定した雨水排水制御を行うことができる雨水排
水制御装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明は、雨水流入量を
入力する雨水流入量入力部と、水質予測モデルを有し、
雨水流入量入力部から入力される雨水流入量と水質予測
モデルとから将来の流入水質を予測する流入水質予測部
と、雨水排水装置に設けられ、流入水質予測部が予測し
た将来の流入水質に基づいて雨水排水装置を制御する排
水制御部と、を備え、水質予測モデルは、雨水流入量を
Ｑ、管内の堆積物量をＳ、流出付加量をＬF 、パラメー
タをｋ、ｍ、ｎとして、流入水質Ｃ1 を、ｄＳ／ｄｔ＝
ＬF −（ｋ・Ｓm ・Ｑn ）、Ｃ1 ＝（ｋ・Ｓm ・Ｑ
n-1 ）としてモデル化したものであることを特徴とする
雨水排水制御装置である。
入力する雨水流入量入力部と、水質予測モデルを有し、
雨水流入量入力部から入力される雨水流入量と水質予測
モデルとから将来の流入水質を予測する流入水質予測部
と、雨水排水装置に設けられ、流入水質予測部が予測し
た将来の流入水質に基づいて雨水排水装置を制御する排
水制御部と、を備え、水質予測モデルは、雨水流入量を
Ｑ、管内の堆積物量をＳ、流出付加量をＬF 、パラメー
タをｋ、ｍ、ｎとして、流入水質Ｃ1 を、ｄＳ／ｄｔ＝
ＬF −（ｋ・Ｓm ・Ｑn ）、Ｃ1 ＝（ｋ・Ｓm ・Ｑ
n-1 ）としてモデル化したものであることを特徴とする
雨水排水制御装置である。
【００２４】また本発明は、雨水流入量を入力する雨水
流入量入力部と、水質予測モデルを有し、雨水流入量入
力部から入力される雨水流入量と水質予測モデルとから
将来の流入水質を予測する流入水質予測部と、雨水排水
装置に設けられ、流入水質予測部が予測した将来の流入
水質に基づいて雨水排水装置を制御する排水制御部と、
を備え、水質予測モデルは、雨水流入量をＱ、パラメー
タをｋ、ｎとして、流入水質Ｃ1 を、Ｃ1 ＝ｋ・Ｑn と
してモデル化したものであることを特徴とする雨水排水
制御装置である。
流入量入力部と、水質予測モデルを有し、雨水流入量入
力部から入力される雨水流入量と水質予測モデルとから
将来の流入水質を予測する流入水質予測部と、雨水排水
装置に設けられ、流入水質予測部が予測した将来の流入
水質に基づいて雨水排水装置を制御する排水制御部と、
を備え、水質予測モデルは、雨水流入量をＱ、パラメー
タをｋ、ｎとして、流入水質Ｃ1 を、Ｃ1 ＝ｋ・Ｑn と
してモデル化したものであることを特徴とする雨水排水
制御装置である。
【００２５】本発明によれば、雨水流入量情報を組み込
んだ水質予測モデルを用いて、当該水質予測モデルと雨
水流入量とから将来の流入水質を予測するため、メンテ
ナンス等が困難な水質センサを設けなくても、安定した
雨水排水制御を行うことが可能となる。
んだ水質予測モデルを用いて、当該水質予測モデルと雨
水流入量とから将来の流入水質を予測するため、メンテ
ナンス等が困難な水質センサを設けなくても、安定した
雨水排水制御を行うことが可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【００２７】図１は、本発明の第１の実施の形態による
雨水排水制御装置を示す概略図である。図１に示すよう
に、本発明の第１の実施の形態の雨水排水制御装置４０
は、下水管１が沈砂池３の側壁部に接続されている。沈
砂池３は、下水管１と対向する側でポンプ井４に隣接し
ている。スクリーン２が、その上方側がポンプ井４側に
倒れるような傾斜の形態で沈砂池３内に立設されてい
る。
雨水排水制御装置を示す概略図である。図１に示すよう
に、本発明の第１の実施の形態の雨水排水制御装置４０
は、下水管１が沈砂池３の側壁部に接続されている。沈
砂池３は、下水管１と対向する側でポンプ井４に隣接し
ている。スクリーン２が、その上方側がポンプ井４側に
倒れるような傾斜の形態で沈砂池３内に立設されてい
る。
【００２８】ポンプ井４内には水位計５が設置されてお
り、水位計５は制御部１２に接続されている。ポンプ井
４の底部近傍から管９が延びており、ポンプ７が設けら
れると共に、管１０及び管１１に分岐している。管１０
は制御弁８を介して河川１３に接続され、管１１は最初
沈殿池１４に接続されている。ポンプ７と弁８は、それ
ぞれ制御部１２に接続されている。さらに地上雨量計２
１が制御部１２に接続されている。
り、水位計５は制御部１２に接続されている。ポンプ井
４の底部近傍から管９が延びており、ポンプ７が設けら
れると共に、管１０及び管１１に分岐している。管１０
は制御弁８を介して河川１３に接続され、管１１は最初
沈殿池１４に接続されている。ポンプ７と弁８は、それ
ぞれ制御部１２に接続されている。さらに地上雨量計２
１が制御部１２に接続されている。
【００２９】制御部１２について、図２を用いて説明す
る。図２に示すように、本実施の形態の制御部１２は、
流入量演算部２３と降雨量演算部２４とを有している。
流入量演算部２３は、水位計５の水位値Ｈを、Ｑ−Ｈカ
ーブ（図１２参照）等により流入量Ｑに変換演算する回
路によって構成されている。一方、降雨量演算部２４
は、地上雨量計２１の雨量値を降雨量に演算する回路に
よって構成されている。
る。図２に示すように、本実施の形態の制御部１２は、
流入量演算部２３と降雨量演算部２４とを有している。
流入量演算部２３は、水位計５の水位値Ｈを、Ｑ−Ｈカ
ーブ（図１２参照）等により流入量Ｑに変換演算する回
路によって構成されている。一方、降雨量演算部２４
は、地上雨量計２１の雨量値を降雨量に演算する回路に
よって構成されている。
【００３０】降雨量演算部２４は、降雨量予測部２５に
接続されている。降雨量予測部２５は、降雨量演算部２
４が演算した降雨量を入力値として、モデル同定等によ
って決定された非線形予測モデルにより、将来の降雨量
を予測演算するようになっている。
接続されている。降雨量予測部２５は、降雨量演算部２
４が演算した降雨量を入力値として、モデル同定等によ
って決定された非線形予測モデルにより、将来の降雨量
を予測演算するようになっている。
【００３１】流入量演算部２３と降雨量予測部２５と
は、流入量予測部２６に接続されている。流入量予測部
２６は、非線形のＢ１ｏｃｋ−ｏｒｉｅｎｔｅｄモデル
（線形の伝達関数と非線形要素を任意の個数かつ任意の
配置で組み合わせたもの）等を用いて、降雨量予測部２
５により予測された降雨量の予測値と流入量演算部２３
により演算された流入量とを入力値として、流入量予測
値を演算する。
は、流入量予測部２６に接続されている。流入量予測部
２６は、非線形のＢ１ｏｃｋ−ｏｒｉｅｎｔｅｄモデル
（線形の伝達関数と非線形要素を任意の個数かつ任意の
配置で組み合わせたもの）等を用いて、降雨量予測部２
５により予測された降雨量の予測値と流入量演算部２３
により演算された流入量とを入力値として、流入量予測
値を演算する。
【００３２】これらの流入量演算部２３、降雨量演算部
２４、降雨量予測部２５及び流入量予測部２６の構成や
内部のアルゴリズム式等は、特願平１０−２２４７６６
号「雨水流入量予測装置及び雨水流入量予測方法」に記
述されているものと同様である。特願平１０−２２４７
６６号に記載されている内容は、ここで引用されること
によって、本明細書に組込まれる。
２４、降雨量予測部２５及び流入量予測部２６の構成や
内部のアルゴリズム式等は、特願平１０−２２４７６６
号「雨水流入量予測装置及び雨水流入量予測方法」に記
述されているものと同様である。特願平１０−２２４７
６６号に記載されている内容は、ここで引用されること
によって、本明細書に組込まれる。
【００３３】さて、本実施の形態の制御装置１２は、流
入量予測部２６にさらに流入水質予測部２７が接続され
ている。流入水質予測部２７は、流入量予測部２６によ
り出力される予測流入量Ｑを入力値として、以下の
（１）式と（２）式を用いて流入水質予測演算が行われ
る。
入量予測部２６にさらに流入水質予測部２７が接続され
ている。流入水質予測部２７は、流入量予測部２６によ
り出力される予測流入量Ｑを入力値として、以下の
（１）式と（２）式を用いて流入水質予測演算が行われ
る。
【数２】 （１）式では、ゴミやヘドロ等の堆積量Ｓの微分値が、
ＳとＱのベキ乗に比例するとするモデルであり、ＳはＱ
が大きいほど流出するようになっている。このモデル式
は、１階の常微分方程式であるので、堆積量の初期値Ｓ
0 を与えるとルンゲクッタ法で近似解Ｓを演算できる。
一方、（２）式は、（Ｓ・Ｑn ）をＱで徐した値を流入
水質予測値Ｃ1 とするモデル式である。
ＳとＱのベキ乗に比例するとするモデルであり、ＳはＱ
が大きいほど流出するようになっている。このモデル式
は、１階の常微分方程式であるので、堆積量の初期値Ｓ
0 を与えるとルンゲクッタ法で近似解Ｓを演算できる。
一方、（２）式は、（Ｓ・Ｑn ）をＱで徐した値を流入
水質予測値Ｃ1 とするモデル式である。
【００３４】これら両式によるシミュレーション結果
を、図３及び図４に示す。雨水流入量が増加し、流入予
測値Ｑが増加するに従って、堆積量Ｓが減少することが
わかる。一方、Ｓが減少している時間においては、流入
水質予測値Ｃ1 が増大し、Ｓの減少が停止するとＣ1 も
雨水流入前のレベルに戻る。
を、図３及び図４に示す。雨水流入量が増加し、流入予
測値Ｑが増加するに従って、堆積量Ｓが減少することが
わかる。一方、Ｓが減少している時間においては、流入
水質予測値Ｃ1 が増大し、Ｓの減少が停止するとＣ1 も
雨水流入前のレベルに戻る。
【００３５】また、流入量予測部２６と流入水質予測部
２７とは、管内水質変化予測部２８ａ（管内水質予測
部）に接続されている。管内水質変化予測部２８ａで
は、流入水質予測値Ｃ1 と予測雨水流入量Ｑを入力値と
して、以下の（３）式の初期水質予測モデルと、（４）
式のストークスの単粒子沈殿モデルと、（５）式の粒子
通過モデルと、（６）式の粒径分布水質変化モデルと、
を用いて管内水質変化予測値Ｃ2 を演算する。
２７とは、管内水質変化予測部２８ａ（管内水質予測
部）に接続されている。管内水質変化予測部２８ａで
は、流入水質予測値Ｃ1 と予測雨水流入量Ｑを入力値と
して、以下の（３）式の初期水質予測モデルと、（４）
式のストークスの単粒子沈殿モデルと、（５）式の粒子
通過モデルと、（６）式の粒径分布水質変化モデルと、
を用いて管内水質変化予測値Ｃ2 を演算する。
【数３】 （５）式のｔi をｘ軸に、（６）式のＣ2 をｙ軸にプロ
ットした図が、図５である。このスポットデータを、ス
プライン補間式により補間処理した図が、図６である。
ットした図が、図５である。このスポットデータを、ス
プライン補間式により補間処理した図が、図６である。
【００３６】さらに、管内水質変化予測部２８ａには雨
水排水制御部２８ｂが接続されており、これらが排水制
御部２８を構成している。雨水排水制御部２９は、管内
水質変化予測部２８での出力値Ｃ2 を入力値として、図
７に示すアルゴリズムによりポンプ７と弁８のＯＮ−Ｏ
ＦＦ制御を実施するようになっている。
水排水制御部２８ｂが接続されており、これらが排水制
御部２８を構成している。雨水排水制御部２９は、管内
水質変化予測部２８での出力値Ｃ2 を入力値として、図
７に示すアルゴリズムによりポンプ７と弁８のＯＮ−Ｏ
ＦＦ制御を実施するようになっている。
【００３７】図７に示すように、水位計５の水位計測値
Ｈの計測と管内水質変化予測値Ｃ2の演算とは、各々１
分周期で計測される。また、Ｈ1 は設定下限水位、Ｈ2
は設定上限水位であり、ＣSVは設定基準値である。
Ｈの計測と管内水質変化予測値Ｃ2の演算とは、各々１
分周期で計測される。また、Ｈ1 は設定下限水位、Ｈ2
は設定上限水位であり、ＣSVは設定基準値である。
【００３８】水位Ｈが設定上限水位と設定下限水位との
間にある時（例えば非雨天時もしくは小雨時）には、Ｈ
1 ＜Ｈ＜Ｈ2 であるから、Ｃ2 の値がＣSVよりも小さい
時（Ｃ2 ＜ＣSV）は、ポンプ７をＯＮにすると共に弁８
を閉じて、下水を下水処理場内の最初沈殿池１４に排出
する。
間にある時（例えば非雨天時もしくは小雨時）には、Ｈ
1 ＜Ｈ＜Ｈ2 であるから、Ｃ2 の値がＣSVよりも小さい
時（Ｃ2 ＜ＣSV）は、ポンプ７をＯＮにすると共に弁８
を閉じて、下水を下水処理場内の最初沈殿池１４に排出
する。
【００３９】Ｃ2 ≧ＣSVの時は、ポンプ７をＯＦＦにし
て弁８を閉じることにより、雨水中の汚濁物を沈殿分離
することにする。さらに水位が上昇し、Ｈ≧Ｈ２となっ
た時は、ポンプ８をＯＮにして弁８を開き、最初沈殿池
１４と河川１３との両方に下水を排出する。なお、Ｈ≦
Ｈ１の時は、Ｃ2 の計測値に関係なく、ポンプ７はＯＦ
Ｆであり弁８は閉である。
て弁８を閉じることにより、雨水中の汚濁物を沈殿分離
することにする。さらに水位が上昇し、Ｈ≧Ｈ２となっ
た時は、ポンプ８をＯＮにして弁８を開き、最初沈殿池
１４と河川１３との両方に下水を排出する。なお、Ｈ≦
Ｈ１の時は、Ｃ2 の計測値に関係なく、ポンプ７はＯＦ
Ｆであり弁８は閉である。
【００４０】このような構成からなる雨水排水制御装置
は、以下のように作用する。
は、以下のように作用する。
【００４１】通常の非雨天時には、下水管１内には下水
のみが流れており、下水はスクリーン２、沈砂池３、ポ
ンプ井４を順次通過する。一方、水位計５の計測値及び
地上雨量計２１の雨量値に基づいて、制御部１２により
ポンプ７の運転と弁８の開閉が制御される。
のみが流れており、下水はスクリーン２、沈砂池３、ポ
ンプ井４を順次通過する。一方、水位計５の計測値及び
地上雨量計２１の雨量値に基づいて、制御部１２により
ポンプ７の運転と弁８の開閉が制御される。
【００４２】制御部１２は、まず流入量演算部２３が水
位計５の水位値Ｈから流入量Ｑを演算し、降雨量演算部
２４が地上雨量計２１の雨量値から降雨量を演算する。
次に降雨量予測部２５が、降雨量演算部２４により演算
された降雨量から将来の降雨量を予測演算する。
位計５の水位値Ｈから流入量Ｑを演算し、降雨量演算部
２４が地上雨量計２１の雨量値から降雨量を演算する。
次に降雨量予測部２５が、降雨量演算部２４により演算
された降雨量から将来の降雨量を予測演算する。
【００４３】続いて流入量予測部２６が、非線形のＢ１
ｏｃｋ−ｏｒｉｅｎｔｅｄモデル等を用いて流入量予測
値を演算する。さらに流入水質予測部２７が、流入量予
測部２６により出力される予測流入量Ｑを入力値として
流入水質予測演算を行い、流入水質予測値Ｃ1 を演算す
る図３及び図４に示すように、雨水流入量Ｑが増加する
に従って、堆積量Ｓが減少する。一方、Ｓが減少してい
る時間においては、流入水質予測値Ｃ1 が増大し、Ｓの
減少が停止するとＣ1 も雨水流入前のレベルに戻る。
ｏｃｋ−ｏｒｉｅｎｔｅｄモデル等を用いて流入量予測
値を演算する。さらに流入水質予測部２７が、流入量予
測部２６により出力される予測流入量Ｑを入力値として
流入水質予測演算を行い、流入水質予測値Ｃ1 を演算す
る図３及び図４に示すように、雨水流入量Ｑが増加する
に従って、堆積量Ｓが減少する。一方、Ｓが減少してい
る時間においては、流入水質予測値Ｃ1 が増大し、Ｓの
減少が停止するとＣ1 も雨水流入前のレベルに戻る。
【００４４】さらに管内水質変化予測部２８ａが、流入
水質予測値Ｃ1 と予測流入量Ｑを入力値として、管内水
質変化予測値Ｃ2 を演算する。その後、雨水排水制御部
２８ｂが、管内水質変化予測部２８ａでの出力値Ｃ2 を
入力値として、図７のアルゴリズムによりポンプ７と弁
８のＯＮ−ＯＦＦ制御を実施する。
水質予測値Ｃ1 と予測流入量Ｑを入力値として、管内水
質変化予測値Ｃ2 を演算する。その後、雨水排水制御部
２８ｂが、管内水質変化予測部２８ａでの出力値Ｃ2 を
入力値として、図７のアルゴリズムによりポンプ７と弁
８のＯＮ−ＯＦＦ制御を実施する。
【００４５】なお、図７のアルゴリズムでは、水位とＣ
2 の値によってポンプのＯＮ−ＯＦＦを制御している
が、水位Ｈと流量Ｑとの関係式、いわゆるＱ−Ｈカーブ
（図１２参照）によりＱを算出し、このＱ値とポンプの
揚水量との関係式によって、ポンプの流量を一定に制御
したり、ポンプ井４の水位を一定に制御したり、駆動す
るポンプの台数や出力についての制御を行ってもよい。
2 の値によってポンプのＯＮ−ＯＦＦを制御している
が、水位Ｈと流量Ｑとの関係式、いわゆるＱ−Ｈカーブ
（図１２参照）によりＱを算出し、このＱ値とポンプの
揚水量との関係式によって、ポンプの流量を一定に制御
したり、ポンプ井４の水位を一定に制御したり、駆動す
るポンプの台数や出力についての制御を行ってもよい。
【００４６】以上のように本実施の形態によれば、流入
水質予測部２７の水質モデルとして、（１）式及び
（２）式のようにパラメータの少ない堆積量を加味した
モデルを用いたので、パラメータフィッティングが容易
でかつ精度の高い流入水質予測が可能である。従って、
ポンプ場、下水処理場、雨水滞水池、雨水貯留管等、流
入する雨水を貯留する管とその雨水を排出するポンプを
有する下水道設備において、濁度計やＵＶ計等の水質セ
ンサを使用しなくても、河川、湖沼、海域等の公共用水
で初期降雨汚濁（ファーストフラッシュ）を起こさず常
に良好な排水水質を維持できる。
水質予測部２７の水質モデルとして、（１）式及び
（２）式のようにパラメータの少ない堆積量を加味した
モデルを用いたので、パラメータフィッティングが容易
でかつ精度の高い流入水質予測が可能である。従って、
ポンプ場、下水処理場、雨水滞水池、雨水貯留管等、流
入する雨水を貯留する管とその雨水を排出するポンプを
有する下水道設備において、濁度計やＵＶ計等の水質セ
ンサを使用しなくても、河川、湖沼、海域等の公共用水
で初期降雨汚濁（ファーストフラッシュ）を起こさず常
に良好な排水水質を維持できる。
【００４７】また本実施の形態によれば、流入水質モデ
ルの（１）式の解法としてルンゲクッタ法を利用してい
るので、容易にＳを導出することができる。
ルの（１）式の解法としてルンゲクッタ法を利用してい
るので、容易にＳを導出することができる。
【００４８】また本実施の形態によれば、管内水質変化
予測部２８ａの水質モデルとして、ストークスモデル及
び粒径分布を考慮した（３）式〜（６）式のようなシン
プルな沈殿モデルを使用したので、数時間から数日先ま
での水質変化を、迅速かつ高精度に予測可能である。
予測部２８ａの水質モデルとして、ストークスモデル及
び粒径分布を考慮した（３）式〜（６）式のようなシン
プルな沈殿モデルを使用したので、数時間から数日先ま
での水質変化を、迅速かつ高精度に予測可能である。
【００４９】また本実施の形態によれば、雨水排水制御
部２８ｂは図７に示すアルゴリズムに従って作動するた
め、ポンプ７と弁８とがシンブルに制御され、ファース
トフラッシュと浸水とを極めて簡便に抑制することがで
きる。
部２８ｂは図７に示すアルゴリズムに従って作動するた
め、ポンプ７と弁８とがシンブルに制御され、ファース
トフラッシュと浸水とを極めて簡便に抑制することがで
きる。
【００５０】また本実施の形態によれば、流入量演算部
２６によって、水位計５のＨ値に基づいて容易に流量を
演算することができる。
２６によって、水位計５のＨ値に基づいて容易に流量を
演算することができる。
【００５１】また本実施の形態によれば、地上雨量計２
１の雨量データを用いているため、対象流域にとって最
適の地上雨量データを選択すること等により、高精度の
降雨量の演算が可能である。
１の雨量データを用いているため、対象流域にとって最
適の地上雨量データを選択すること等により、高精度の
降雨量の演算が可能である。
【００５２】さらに本実施の形態によれば、非線形のＢ
１ｏｃｋ−ｏｒｉｅｎｔｅｄモデル等を用いて流入量予
測を行っているので、多種の降雨に対応して高精度の流
入量予測が可能である。
１ｏｃｋ−ｏｒｉｅｎｔｅｄモデル等を用いて流入量予
測を行っているので、多種の降雨に対応して高精度の流
入量予測が可能である。
【００５３】なお、本実施の形態においては、水質予測
値として濁度に相当する流入水質予測値Ｃ1 及び管内水
質変化予測値Ｃ2 を演算しているが、濁度以外の指標を
演算（シミュレーション）することも可能である。
値として濁度に相当する流入水質予測値Ｃ1 及び管内水
質変化予測値Ｃ2 を演算しているが、濁度以外の指標を
演算（シミュレーション）することも可能である。
【００５４】また、ＵＶ計によるＵＶ値を指標とするこ
ともできる。また以下の指標も演算することができる。
この場合、各指標と堆積物との相関式（モデル式及び各
種パラメータ）が必要となる。ＢＯＤ、ＣＯＤ（Ｍ
ｎ）、ＣＯＤ（Ｃｒ）、ＮＨ4 、ＴＮ、ＰＯ4 、ＴＰ、
環境ホルモンは、ＵＶ値および濁度と相関があり、大腸
菌群、有害微生物は、濁度と相関がある。
ともできる。また以下の指標も演算することができる。
この場合、各指標と堆積物との相関式（モデル式及び各
種パラメータ）が必要となる。ＢＯＤ、ＣＯＤ（Ｍ
ｎ）、ＣＯＤ（Ｃｒ）、ＮＨ4 、ＴＮ、ＰＯ4 、ＴＰ、
環境ホルモンは、ＵＶ値および濁度と相関があり、大腸
菌群、有害微生物は、濁度と相関がある。
【００５５】また、流入水質予測部２７が流入水質予測
値Ｃ1 を求めるモデルとして、以下の（７）式〜（１
８）式の使用が可能である。
値Ｃ1 を求めるモデルとして、以下の（７）式〜（１
８）式の使用が可能である。
【数４】
【００５６】以上のモデル式は、（７）式と（８）式は
それぞれ単独で用いられるが、その他は（９）式＋（１
０）式、（１１）式＋（１２）式、（１３）式＋（１
４）式、（１５）式＋（１６）式、（１７）式＋（１
８）式という組み合わせで用いられる。
それぞれ単独で用いられるが、その他は（９）式＋（１
０）式、（１１）式＋（１２）式、（１３）式＋（１
４）式、（１５）式＋（１６）式、（１７）式＋（１
８）式という組み合わせで用いられる。
【００５７】また、流入水質モデルの微分方程式の解法
としては、ルンゲクッタ法以外の方法、例えばオイラー
法や、差分法等を使用することができる。その他、一般
解を算出する方法を用いてもよい。
としては、ルンゲクッタ法以外の方法、例えばオイラー
法や、差分法等を使用することができる。その他、一般
解を算出する方法を用いてもよい。
【００５８】また、管内水質変化予測部２８ａが管内水
質変化予測値Ｃ2 を求めるモデルとして、以下の（１
９）式〜（２３）式の使用が可能である。
質変化予測値Ｃ2 を求めるモデルとして、以下の（１
９）式〜（２３）式の使用が可能である。
【数５】
【００５９】（２１）式は指数関数モデル、（２２）式
は多粒子変換モデル、（２３）式は３次元の沈殿を示す
偏微分方程式モデルである。（２３）式は、有限要素
法、残差法等の解法により演算される。
は多粒子変換モデル、（２３）式は３次元の沈殿を示す
偏微分方程式モデルである。（２３）式は、有限要素
法、残差法等の解法により演算される。
【００６０】その他 流入量演算部２３は、直接流量計
で構成することも可能である。また、降雨量演算部２４
は、地上雨量計２１のデータの他に、レーダ雨量計、レ
ーダ雨量計と地上雨量計との組み合わせ、気象庁配信の
降雨量データ等、種々の計測データを使用する態様が考
えられる。さらに流入量予測部２６は、貯留関数法、Ｒ
ＲＬ法、メッシュ法等の既存の流出量予測モデルや、線
形のＡＲＭＡＸ法等の使用が可能である。
で構成することも可能である。また、降雨量演算部２４
は、地上雨量計２１のデータの他に、レーダ雨量計、レ
ーダ雨量計と地上雨量計との組み合わせ、気象庁配信の
降雨量データ等、種々の計測データを使用する態様が考
えられる。さらに流入量予測部２６は、貯留関数法、Ｒ
ＲＬ法、メッシュ法等の既存の流出量予測モデルや、線
形のＡＲＭＡＸ法等の使用が可能である。
【００６１】次に、本発明の第２の実施の形態の雨水排
水制御装置について図８及び図９を用いて説明する。図
８は、第２の実施の形態の雨水排水制御装置の概略図で
ある。
水制御装置について図８及び図９を用いて説明する。図
８は、第２の実施の形態の雨水排水制御装置の概略図で
ある。
【００６２】図８に示すように、本実施の形態の雨水排
水制御装置４５は、スクリーン２、沈砂池３及びポンプ
井４の代わりに雨水貯留管３０を有しており、下水管１
は流入ゲート３１を介して管３３によって雨水貯留管３
０に接続されている。制御部１２は、流入ゲート３１に
も接続されている。制御部１２の流入水質予測部２７に
は、図９に示すように、ゲート開閉制御部３５が接続さ
れている。
水制御装置４５は、スクリーン２、沈砂池３及びポンプ
井４の代わりに雨水貯留管３０を有しており、下水管１
は流入ゲート３１を介して管３３によって雨水貯留管３
０に接続されている。制御部１２は、流入ゲート３１に
も接続されている。制御部１２の流入水質予測部２７に
は、図９に示すように、ゲート開閉制御部３５が接続さ
れている。
【００６３】その他の構成は、図１及び図２に示す第１
の実施の形態と同様の構成である。第２の実施の形態に
おいて、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同一の
部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
の実施の形態と同様の構成である。第２の実施の形態に
おいて、図１及び図２に示す第１の実施の形態と同一の
部分には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６４】本実施の形態のゲート開閉制御部３５は、
流入水質予測部２７によって演算される流入水質予測値
Ｃ1 と設定基準値ＣSV’とを比較して、Ｃ1 の値が
ＣSV’よりも小さい時（Ｃ1 ＜ＣSV’）は、流入ゲート
３１を閉じ、Ｃ1 ≧ＣSV’の時は、流入ゲート３１を開
く。
流入水質予測部２７によって演算される流入水質予測値
Ｃ1 と設定基準値ＣSV’とを比較して、Ｃ1 の値が
ＣSV’よりも小さい時（Ｃ1 ＜ＣSV’）は、流入ゲート
３１を閉じ、Ｃ1 ≧ＣSV’の時は、流入ゲート３１を開
く。
【００６５】本実施の形態によれば、流入ゲート３１の
開閉制御を容易に行うことができる。
開閉制御を容易に行うことができる。
【００６６】その他、流入ゲート３１の制御は、流入水
質予測部２７によって演算される流入水質予測値Ｃ1 に
基づいて開度を制御したり、先行してゲートの開閉を制
御する態様も可能である。
質予測部２７によって演算される流入水質予測値Ｃ1 に
基づいて開度を制御したり、先行してゲートの開閉を制
御する態様も可能である。
【００６７】なお、開閉制御のための指標として、流入
水質予測値Ｃ1 の他に、ＱとＣ1 の積算値である予測汚
濁物量、Ｃ1 の変化値、Ｃ1 の積算値などが使用可能で
ある。
水質予測値Ｃ1 の他に、ＱとＣ1 の積算値である予測汚
濁物量、Ｃ1 の変化値、Ｃ1 の積算値などが使用可能で
ある。
【００６８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、雨水流
入量情報を組み込んだ流入水質モデルを用いて、当該流
入水質モデルと雨水流入量とから将来の流入水質を予測
するため、メンテナンス等が困難な水質センサを設けな
くても、安定した雨水排水制御を行うことができる。
入量情報を組み込んだ流入水質モデルを用いて、当該流
入水質モデルと雨水流入量とから将来の流入水質を予測
するため、メンテナンス等が困難な水質センサを設けな
くても、安定した雨水排水制御を行うことができる。
【図１】本発明の雨水排水制御装置の第１の実施の形態
を示す概略図。
を示す概略図。
【図２】図１の制御部の構成を示す概略ブロック図。
【図３】堆積量のシミュレーション結果の一例を示す
図。
図。
【図４】流入水質予測値のシミュレーション結果の一例
を示す図。
を示す図。
【図５】管内水質変化予測値のシミュレーション結果の
一例を示す図。
一例を示す図。
【図６】図５のデータをスプライン補間した図。
【図７】図１の雨水排水制御部の作用を示すフロー図。
【図８】本発明の雨水排水制御装置の第２の実施の形態
を示す概略図。
を示す概略図。
【図９】図８の制御部の構成を示す概略ブロック図。
【図１０】従来の雨水排水制御装置を示す概略図。
【図１１】図１０の制御装置の作用を示すフロー図。
【図１２】雨水流入量と水位との関係の一例を示す図。
１ 下水管 ２ スクリーン ３ 沈砂池 ４ ポンプ井 ５ 水位計 ７ ポンプ ８ 制御弁 ９、１０、１１ 管 １２ 制御部 １３ 河川 １４ 最初沈殿池 ２１ 地上雨量計 ２３ 流入量演算部 ２４ 降雨量演算部 ２５ 降雨量予測部 ２６ 流入量予測部 ２７ 流入水質予測部 ２８ 排水制御部 ２８ａ 管内水質変化予測部 ２８ｂ 雨水排水制御部 ３０ 雨水貯留管 ３１ 流入ゲート ３３ 管 ３５ ゲート開閉制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長 岩 明 弘 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 山 中 理 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 仲 田 雅司郎 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 上 西 範 久 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 松 原 慎一郎 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 Ｆターム(参考） 2D063 AA09 3H045 AA09 AA12 AA23 BA19 BA25 CA00 CA16 DA01 DA04 DA15 EA15 EA26 5H004 GA40 GB08 HA04 HB02 HB04 HB05 HB20 JB18 KA12 KC12 KC23 KC24 KC27 LA18
Claims (6)
- 【請求項１】雨水流入量を入力する雨水流入量入力部
と、 水質予測モデルを有し、雨水流入量入力部から入力され
る雨水流入量と水質予測モデルとから将来の流入水質を
予測する流入水質予測演算部と、 雨水排水装置に設けられ、流入水質予測部が予測した将
来の流入水質に基づいて雨水排水装置を制御する排水制
御部と、を備え、 水質予測モデルは、雨水流入量をＱ、管内の堆積物量を
Ｓ、晴天時流出負荷量をＬF 、パラメータをｋ、ｍ、ｎ
として、流入水質Ｃ1 を、 ｄＳ／ｄｔ＝ＬF −（ｋ・Ｓm ・Ｑn ） Ｃ1 ＝（ｋ・Ｓm ・Ｑn-1 ） としてモデル化したものであることを特徴とする雨水排
水制御装置。 - 【請求項２】雨水流入量を入力する雨水流入量入力部
と、 水質予測モデルを有し、雨水流入量入力部から入力され
る雨水流入量と水質予測モデルとから将来の流入水質を
予測する流入水質予測部と、 雨水排水装置に設けられ、流入水質予測部が予測した将
来の流入水質に基づいて雨水排水装置を制御する排水制
御部と、を備え、 水質予測モデルは、雨水流入量をＱ、パラメータをｋ、
ｎとして、流入水質Ｃ1 を、 Ｃ1 ＝ｋ・Ｑn としてモデル化したものであることを特徴とする雨水排
水制御装置。 - 【請求項３】流入水質予測部は、ルンゲクッタ法、オイ
ラー法及び差分法のうちのいずれかを用いてｄＳ／ｄｔ
＝ＬF −（ｋ・Ｓm ・Ｑn ）からＳを導出するようにな
っていることを特徴とする請求項１に記載の雨水排水制
御装置。 - 【請求項４】排水制御部は、 水質変化モデルを有し、流入水質予測部が予測した将来
の流入水質と水質変化モデルとから将来の管内水質を予
測する管内水質予測部を有することを特徴とする請求項
１乃至３のいずれかに記載の雨水排水制御装置。 - 【請求項５】水質変化モデルは、初期水質をＣ0 、雨水
流入量をＱ、流入水質をＣ1 、変化後の管内水質をＣ
2 、初期水容積をＶ、各粒子の沈降速度をｖi 、重力加
速度をｇ、各粒子の密度をρi 、水の密度をρ0 、各粒
子の粒子径をｄi 、水の粘性定数をμ、各粒子が沈降す
る時間をｔi 、水位からの距離をｚj 、各粒子の水質分
布率をＲi 、ｉ＝１、２、３…は粒径の大きい順とし
て、管内水質Ｃ2 を、 【数１】 としてモデル化したものであることを特徴とする請求項
４に記載の雨水排水制御装置。 - 【請求項６】雨水流入量入力部は、雨水流入量予測装置
に接続されており、予測された雨水流入量が入力される
ようになっていることを特徴とする請求項１乃至５のい
ずれかに記載の雨水排水制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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1999
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