JP2018194510A - 水田水位測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
さらに、圃場の水田における耕作では、その耕作物の生育過程において必要とされる水分量を耕作物に供給するために、水田に張られる水の水位制御を迅速、正確、且つ細やかに行う必要があり、その基礎となる水位計を用いた水位測定が提案されている。
例えば、特許文献1では、差圧計を水中で使用する際に、低圧側に大気圧を液密に導入する管を設け、周囲温度の影響を受けにくいレベル差式の水位計が開示されている。
その詳細は、高圧側ダイヤフラム及び低圧側ダイヤフラムを介して内部圧力センサを収納し、低圧側ダイヤフラムに対向して液密空間を設けた差圧検出部と、その液密空間に連結された配管とを備え、差圧検出部を水中に設置した際、液密空間内が大気圧となるよう配管を水面上まで延長し、大気圧を導入可能とした水位計である。
本発明では、応答性が良く、正確に水田に張られた貯留水の水位を測定する水位計が不可欠であり、その水位計の概要を説明した後、水位測定方法を説明する。
図1、図2に本発明で用いる水田用水位計の概要を示し、図3〜図6において他の実施例を示す。
大気開放口3aは、図1に示すように地面に向ける。または、図3に示すように地面に対して水平の横方向のいずれかに据え付ける。一方、信号ケーブル取出口3bは、図1、図3に示すように地面に向ける、または図4に示すように地面に対して水平の横方向および図5に示すように天頂方向のいずれかに据え付ける。また、図6に示すように水田の土壌に透水性があるため、センサー部を地表にわずかに埋設しても、地下水位が水圧として伝わるため問題とならない。
本発明に係る水位計は、少なくとも水圧と大気圧の差圧を測定する差圧測定圧力センサーを備える水位計測部と、そのセンサーで得た測定データを「圧力−水位変換装置」、「水位データ転送装置」を介して外部に送信する信号処理部と、それらを収納する中空筐体から構成されている。
このように、本発明に係る水田水位計は、水田特有の泥土、植物群、水田水位などを考慮した結果、発明に至ったもので、水田の水位測定に特化することで、コンパクトにまとめ上げることができ、水田の水位測定の正確さはもとより、その設置や取り外し等の取り回しが容易な水位計である。以下、図を用いて水田水位計の詳細をさらに説明する。
図3〜図5は、図1に示す水位計10とは大気開放口3a、信号ケーブル取出口3bの配置が異なる例を示している。
図3の水位計10aでは図1の水位計10とは大気開放口3aの向きが異なり、水平方向に大気開放口が開口している。
図4の水位計10bでは、ケーブル開放口3bが水平方向に開口されている形である。
図5の水位計10cでは、ケーブル開放口3bがセンサー1aの直上方向に開口されている形である。
本形式の一体型大気開放口30では、信号ケーブルの取り出しと大気圧の応答性の改善の両者を図ると共に、水位計内部(中空筐体部内)に水、泥、動植物等の異物侵入を防止するフィルター5aが設けられるが、このフィルター5aは、さらに通気性を持たせたものであることが望ましい。
このように中空フレキシブル管若しくは蛇腹管を用いると、別体の自立治具を用意せずとも自立型水位計が得られる利点を有している。
差圧測定圧力センサー1に近接して設置した温度センサー6により測定された温度データは、水温検知装置102に送られ、水位データ転送装置101から外部に発信される。
図11は、本発明に係る水田用水位計の設置状態の一例を示すもので、(a)は平面図、(b)a−a線における断面図である。
幹線水路25から圃場23内に用水を供給する給水設備20、その給水設備から供給された用水を、圃場内から用水路26等の外部に排出する落水口21aを備える排水設備21を有する畦畔22で囲まれた圃場(水田)23に対し、水田の水位を測定する水田用水位計10は、電動で動作する給排水設備からの給電可能位置P1、畦畔22の近傍P2及び圃場内P3の必要位置に、単独または複数個を配置して逐次水位測定を行い、圃場内の水位挙動の制御データとして使用される。
また、圃場内の水位計の設置位置は、圃場内貯留水の給排水時において現出する水流路(黒矢印)に沿って適宜な数配置され、圃場内貯留水の水位測定が行われても良く、その際には、圃場内に設置する水田用水位計は、常設以外は設置及び撤去が容易な自立型の水位計を用いることもできる。
水田水位計10は、図12に示すように大気開放口3aが、水田を取り囲む畦畔、或いは水田への給排水を担う水田に沿った用水路の堤部の頂部よりh[m]高い位置(以下設置高さhと称す)に設置される。
この設置高さhは、大気開放口3aが畦畔や用水路の頂部より上方になるように設けられることで、畔や用水路壁による巻き込み風による影響を排除でき、大気圧及びその変動を応答性良く、正確に伝達することを可能とする。
よって、設置高さhは、大気開放口の大きさと共に、差圧を応答性と精度よく測定するのに大きな影響を与えている。
その大気開放口3aの内部には、泥や藻などの障害物の侵入を防ぐため、通気性を持つフィルターを設けると良い。
図13に、その自立型の水位計の形態を示す。(a)はスタンド型自立水位計の例を示す概略図で、(b)はソケット型自立水位計の例を示す概略図である。図13において、7Aはスタンド型自立用治具、7Bはソケット型自立用治具、7aは測水口、7bは支持棒、7cは水位計把持アーム、8は水位計を自立させるための自立支持具、9は田面に水位計を埋設し易くするやじりである。なお、自立型水位計では、電源にバッテリーの使用や太陽電池などの自給電源を用いたものは取扱い易く、容易に水位計網の形成が可能である。
予め決められた設置個所とは、水田内へ給排水した時の水田の地表面の傾斜や凸凹などによる水流路変化を見極めて設置個所を選定する。
1a センサー筐体
1b センサー大気圧口
1c 封入液
1d センサー水圧口
2 ダイヤフラム
2a ダイヤフラム開口部
3 中空筐体部
3a 大気開放口
3b 信号ケーブル取出口
4 信号ケーブル
5、5a フィルター
6 温度センサー
7A スタンド型自立用治具
7B ソケット型自立用治具
7a 測水口
7b 支持棒
7c 水位計把持アーム
8 自立支持具
9 やじり
10、10a〜10h 水田用水位計
20 給水設備
21 排水設備
21a 落水口
22 畦畔
23 圃場(水田)
24 耕作物(稲)
25 幹線水路
26 用水路
30 大気開放口(一体型)
100 圧力−水位変換装置
101 水位データ転送装置
102 水温検知装置
φA 大気開放口の大きさ
φD ダイヤフラム開口部の大きさ
φ1 センサー水圧口の大きさ
SC センサー素子
h (大気開放口の畦畔からの)設置高さ
P1 水田用水位計設置個所(給排水設備給電可能範囲)
P2 水田用水位計設置個所(畦畔、用水路近傍)
P3 水田用水位計設置個所(圃場内)
Claims (7)
- 周囲を畔に囲まれた圃場への給排水を制御するための圃場内貯留水の水位を測定する水田水位測定方法であって、
前記圃場内貯留水の水位測定が、圃場内に設置される水位計により行われ、
前記水位計が、水位計測部と信号処理部と前記計測部を収納する筐体から構成され、
前記水位計測部が、開口部を有するダイヤフラムを備える差圧測定圧力センサーと、前記センサーが計測した測定値を信号処理部に伝達する信号ケーブルからなり、
前記筐体が、一端に前記センサーを水密構造で収納する中空筐体で、大気開放口を前記中空筐体の他端側に備え、前記信号処理部が、圧力−水位変換装置と水位データ転送装置を備え、
前記水位計の圃場への設置が、前記畔の高さより高い位置に前記水位計の大気開放口が配置されるように前記水位計を設置し、
且つ、前記圃場への給水を制御する給水装置からの給電可能位置に設置される水田水位測定方法。 - 前記大気開放口の大きさが、前記ダイヤフラムの開口部の大きさ以上の大きさを有する請求項1に記載の水田水位測定方法。
- 前記水位計の水位計測部が温度センサーを備え、前記信号処理部が水温検知装置を備え、水温の変動による水圧変化を補償した水位を測定する請求項1又は2に記載の水田水位測定方法。
- 前記水位計の中空筐体が樹脂製で、前記信号処理部が前記中空筐体内に設置される請求項1から3のいずれか1項に記載の水田水位測定方法。
- 前記水位計が、自立部材を装着した自立型の水位計である請求項1〜4のいずれか1項に記載の水田水位測定方法。
- 前記圃場への水位計の設置が、前記圃場への給排水を制御する給排水装置からの給電可能位置、畔近傍及び圃場内に、複数個配置される請求項1〜5のいずれか1項に記載の水田水位測定方法。
- 圃場内の水位計の設置が、圃場内貯留水の給排水時において現出する水流路に沿って配置され、圃場内貯留水の水位測定を行う請求項6に記載の水田水位測定方法。
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