JP6889881B2 - Leakage cause monitoring device for buried pipe canals and water leakage cause monitoring method for buried pipe canals - Google Patents

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Description

本発明は、土中に埋設された管水路の漏水原因、特に高圧農業用パイプラインの漏水事故の原因究明や漏水位置の特定のために常時観測を行う漏水原因モニタリング装置、及び漏水原因モニタリング方法に関する。 The present invention provides a leak cause monitoring device for constantly observing the cause of a leak in a pipe channel buried in the soil, particularly for investigating the cause of a leak accident in a high-pressure agricultural pipeline and identifying the location of the leak, and a leak cause monitoring method. Regarding.

高圧農業用パイプラインの支線水路において使用されている高圧用の硬質ポリ塩化ビニル管(PVC)の破損事故は、疲労破壊である。埋設された硬質ポリ塩化ビニル管が繰り返し荷重を受けると、その応力の大きさが許容引張強さよりも小さい場合でも、き裂が管壁に生じて成長する。疲労破壊とは最終的に割れに至る現象である。しかし、土中に埋設された管水路は破壊に至るまでの動的な現象を目視で観察することが困難であるため、この繰り返し荷重が発生する原因や配管が破損するメカニズムは十分に解明されていない。
農業農村整備事業で敷設された基幹的な農業用パイプラインの総延長は12,000kmを超え、その支線水路の総延長は膨大な長さに達している。農業用パイプラインの管体の材質は、パイプラインの水圧区分や送配水方式に応じて選定され、圃場に灌漑用水を配水する末端の支線水路では、設計水圧が1MPa以下であれば、初期費用が安価な硬質ポリ塩化ビニル管が使用される場合が多い。硬質ポリ塩化ビニル管は農業用パイプラインの総延長の約20%を占めており、末端配水系を中心に整備された口径500mm以下の農業用パイプラインの賦存量のうちの32%が硬質ポリ塩化ビニル管であると言われる。これら小口径管は県営や団体営で施工される支線水路に利用されることが多く、国が小口径管の破損事故について実態を把握することは困難である。
畑地灌漑を行っている受益地区ではスプリンクラーを回すために高圧の水を必要としており、設計水圧が1MPa以下であれば、高圧用配管(例えば、VP管やVH管)が使用される。このような高圧パイプラインを管理している土地改良区においては、硬質ポリ塩化ビニル管の管破損事故の件数が年々増加傾向にあり、維持管理上の問題となっている。しかし、現場においては管破損事故の復旧工事が優先されるため、管破損事故の原因究明が進展しておらず、予防・保全対策がなされていないのが現状である。
漏水事故の原因調査を行うための附帯施設は、農林水産省農村振興局が作成し、国内の農業用パイプラインの計画と施工の基準書となっている土地改良事業計画設計基準及び運用・解説 設計 「パイプライン」(以下、設計基準)では規定されていない。
漏水位置の特定は、水理ユニット毎に制水弁で締め切り、上流側の水位の低下具合を見て、漏水を検知する水張り試験が一般的である。
漏水を検知する水張り試験は、人員と時間を要する作業であるため、日常の漏水モニタリング試験として継続することは困難である。
近年では、カメラ付きの漏水探査ロボットを管内に投入して管内のき裂を撮影する技術がある(例えば特許文献1)。
また、特許文献2は、パイプラインにセンサーを設置し、このセンサーによってパイプラインの破損をモニタリングすることを提案している。
A breakage accident of a hard polyvinyl chloride pipe (PVC) for high pressure used in a branch canal of a high pressure agricultural pipeline is fatigue breakage. When the embedded rigid polyvinyl chloride pipe is repeatedly loaded, cracks are generated in the pipe wall and grow even if the stress magnitude is smaller than the allowable tensile strength. Fatigue fracture is a phenomenon that eventually leads to cracking. However, since it is difficult to visually observe the dynamic phenomenon leading to the destruction of the pipe channel buried in the soil, the cause of this repeated load and the mechanism of pipe breakage have been fully elucidated. Not.
The total length of the basic agricultural pipeline laid in the agricultural and rural development project exceeds 12,000 km, and the total length of its branch canals has reached an enormous length. The material of the pipe body of the agricultural pipeline is selected according to the water pressure classification of the pipeline and the water supply and distribution method, and if the design water pressure is 1 MPa or less in the terminal branch canal that distributes irrigation water to the field, the initial cost In many cases, inexpensive hard polyvinyl chloride pipes are used. Rigid PVC pipes occupy about 20% of the total length of agricultural pipelines, and 32% of the endowed amount of agricultural pipelines with a diameter of 500 mm or less, which is maintained mainly in the terminal water distribution system, is rigid PVC. It is said to be a vinyl chloride pipe. These small-diameter pipes are often used for branch canals constructed by prefectures and groups, and it is difficult for the national government to grasp the actual situation regarding damage accidents of small-diameter pipes.
In the beneficiary area where upland irrigation is performed, high-pressure water is required to rotate the sprinkler, and if the design water pressure is 1 MPa or less, high-pressure pipes (for example, VP pipes and VH pipes) are used. In the land improvement zone that manages such high-pressure pipelines, the number of pipe breakage accidents of rigid polyvinyl chloride pipes is increasing year by year, which is a problem in maintenance. However, since the restoration work for pipe breakage accidents is prioritized at the site, the cause of the pipe breakage accident has not been investigated and preventive and maintenance measures have not been taken.
Ancillary facilities for investigating the cause of water leakage accidents are created by the Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries Rural Promotion Bureau, and are the standards for planning and construction of domestic agricultural pipelines. Design Not specified in the "pipeline" (hereinafter referred to as the design standard).
The location of water leakage is generally identified by a water filling test that detects water leakage by closing the deadline with a water control valve for each hydraulic unit and observing the degree of decrease in the water level on the upstream side.
Since the water filling test for detecting water leakage is a labor-intensive and time-consuming work, it is difficult to continue it as a daily water leakage monitoring test.
In recent years, there is a technique of throwing a leak exploration robot with a camera into a pipe to photograph a crack in the pipe (for example, Patent Document 1).
Further, Patent Document 2 proposes to install a sensor in the pipeline and monitor the damage of the pipeline by the sensor.

特表2004−509321号公報Japanese Patent Publication No. 2004-509321 欧州特許出願公開第2947420号明細書European Patent Application Publication No. 2947420

しかし、特許文献1では、漏水探査口ポットの投入口を確保するため、管路付近を掘削して、管頂付近を切断する必要があり、漏水探査ロボットを利用するためのコストが高いため、農業用パイプラインを維持管理している土地改良区は容易に行うことができない調査である。
特許文献2は、導波を検出対象として、パイプラインの変形をモニタリングすることで、パイプラインの破損を検出し、又は破損に至るリスクを検出できるが、破損の原因究明の調査には適さない。
なお、モニタリング施設は、現行の設計基準に規定されていないため、これまでモニタリング施設が現場に施工されたことはない。漏水事故後は迅速な復旧作業を行うことが重要である。漏水事故が多発する地区においては、復旧作業が忙しく、漏水事故の原因究明のための調査がなされることはなく、維持管理者の経験的な判断によって原因を推定しているのが現状である。よって、同一の原因で漏水事故が多発する農業用パイプラインにおいては適切な対策方法を施すことができず、漏水事故が継続している地区がある。
However, in Patent Document 1, it is necessary to excavate the vicinity of the pipeline and cut the vicinity of the pipe apex in order to secure the inlet of the leak exploration port pot, and the cost for using the leak exploration robot is high. Land improvement districts that maintain and manage agricultural pipelines are surveys that cannot be easily conducted.
Patent Document 2 can detect pipe breakage or detect the risk of breakage by monitoring the deformation of the pipeline with the waveguide as the detection target, but it is not suitable for investigating the cause of the breakage. ..
Since the monitoring facility is not specified in the current design standards, the monitoring facility has never been constructed on site. It is important to carry out prompt restoration work after a water leak accident. In areas where water leakage accidents occur frequently, restoration work is busy, and investigations are not conducted to investigate the cause of water leakage accidents, and the cause is currently estimated by the empirical judgment of the maintenance manager. .. Therefore, in agricultural pipelines where water leakage accidents occur frequently due to the same cause, it is not possible to take appropriate countermeasures, and there are areas where water leakage accidents continue.

そこで本発明は、漏水の原因を調査できる埋設管水路の漏水原因モニタリング装置及び埋設管水路の漏水原因モニタリング方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a leak cause monitoring device for a buried pipe channel and a leak cause monitoring method for a buried pipe channel, which can investigate the cause of the leak.

請求項1記載の本発明の埋設管水路の漏水原因モニタリング装置は、土中に埋設された管水路の漏水原因をモニタリングする埋設管水路の漏水原因モニタリング装置であって、前記管水路に設けられている管水路用制水弁の下流に、前記管水路用制水弁に隣接してモニタリング施設を設け、前記モニタリング施設は、有底円筒部材と、前記有底円筒部材の上面を塞ぐ開閉蓋とによってモニタリング空間を形成し、前記モニタリング空間には、前記管水路用制水弁と接続される配管を備え、前記配管には、通水停止や水圧調整が行える制水弁と、漏水探査ロボットを投入又は回収する投入・回収口とを設け、前記管水路に用いられる前記配管内の水圧を検出する水圧センサーと、前記配管に加わる土圧を検出する土圧センサー又は前記配管の歪みを検出する歪みセンサーと、前記土圧センサー又は前記歪みセンサーでの検出データを格納するデータロガーと、前記データロガーを動作させる電源とを備え、前記データロガー及び前記電源を前記モニタリング空間に配置し、前記土圧センサー又は前記歪みセンサーを、前記モニタリング施設の下流に位置する前記管水路に沿って配置したことを特徴とする。
請求項2記載の本発明は、請求項1に記載の埋設管水路の漏水原因モニタリング装置において、前記土圧センサーを、前記配管の上方の前記土中に配置することを特徴とする。
請求項3記載の本発明は、請求項1に記載の埋設管水路の漏水原因モニタリング装置において、前記歪みセンサーを、前記配管の管頂、管底、及び管側に配置することを特徴とする。
請求項4記載の本発明は、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の埋設管水路の漏水原因モニタリング装置において、前記管水路を、高圧農業用パイプラインの支線水路とし、前記配管を、硬質ポリ塩化ビニル管としたことを特徴とする。
請求項5記載の本発明の埋設管水路の漏水原因モニタリング方法は、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の埋設管水路の漏水原因モニタリング装置を用いた埋設管水路の漏水原因モニタリング方法であって、前記土圧センサーで検出した前記配管に加わる前記土圧又は前記歪みセンサーで検出した前記配管の前記歪みの前記検出データを前記データロガーに蓄積する原因モニタリングステップと、前記管水路に用いられる前記配管内の前記水圧を前記水圧センサーで検出して漏水の有無を判断する漏水判断ステップと、前記漏水判断ステップの後に、漏水探査ロボットを投入して漏水箇所を特定する漏水箇所特定ステップとを備えたことを特徴とする。
請求項6記載の本発明は、請求項5に記載の埋設管水路の漏水原因モニタリング方法において、前記管水路に第1モニタリング施設と第2モニタリング施設を設け、前記原因モニタリングステップで蓄積する前記検出データ、及び前記漏水判断ステップで判断する前記漏水は、前記第1モニタリング施設と前記第2モニタリング施設との間に位置する前記配管を対象とし、前記漏水箇所特定ステップでは、前記漏水探査ロボットを、前記第1モニタリング施設から投入し、前記第2モニタリング施設で回収することを特徴とする。
The water leakage cause monitoring device for a buried pipe water channel according to claim 1 is a water leakage cause monitoring device for a buried pipe water channel that monitors the water leakage cause of a pipe water channel buried in the soil, and is provided in the pipe water channel. A monitoring facility is provided adjacent to the pipe water control valve downstream of the pipe water control valve, and the monitoring facility includes a bottomed cylindrical member and an opening / closing lid that closes the upper surface of the bottomed cylindrical member. A monitoring space is formed by the above, and the monitoring space is provided with a pipe connected to the water control valve for the pipe channel, and the pipe is equipped with a water control valve capable of stopping water flow and adjusting the water pressure, and a water leakage exploration robot. and poured or recovery turning-recovery port provided, hydraulically sensor for detecting the water pressure in said piping used for the tube waterway, the distortion of the earth pressure sensor or the pipe for detecting the earth pressure acting on the pipe detection A strain sensor, a data logger for storing detection data of the soil pressure sensor or the strain sensor, and a power source for operating the data logger are provided , and the data logger and the power source are arranged in the monitoring space. The soil pressure sensor or the strain sensor is arranged along the pipe channel located downstream of the monitoring facility .
The present invention according to claim 2 is characterized in that, in the water leakage cause monitoring device for a buried pipe channel according to claim 1, the earth pressure sensor is arranged in the soil above the pipe.
The present invention according to claim 3 is characterized in that, in the water leakage cause monitoring device for the buried pipe channel according to claim 1, the strain sensor is arranged at the pipe top, the pipe bottom, and the pipe side of the pipe. ..
According to the fourth aspect of the present invention, in the water leakage cause monitoring device for the buried pipe channel according to any one of claims 1 to 3, the pipe channel is used as a branch channel of a high-pressure agricultural pipeline. The pipe is characterized by being a rigid polyvinyl chloride pipe.
The method for monitoring the cause of water leakage in the buried pipe water channel according to claim 5 is the cause of water leakage in the buried pipe water channel using the water leakage cause monitoring device for the buried pipe water channel according to any one of claims 1 to 4. a monitoring method, and causes the monitoring step the soil pressure or applied to the pipe detected by the earth pressure sensor for storing the detection data of the strain of the pipe detected by the strain sensor to the data logger, the tube and leakage determination step of determining the presence or absence of water leakage the said water pressure in the pipe is detected by the pressure sensors used in waterways, after the leakage determination step, leak location to identify the leakage position by introducing a leak exploration robots It is characterized by having a specific step.
The present invention according to claim 6 is the detection method in which a first monitoring facility and a second monitoring facility are provided in the pipe channel and accumulated in the cause monitoring step in the method for monitoring the cause of water leakage in the buried pipe channel according to claim 5. The data and the leak determined in the leak determination step are targeted at the pipe located between the first monitoring facility and the second monitoring facility, and in the leak location identification step, the leak exploration robot is used. It is characterized in that it is input from the first monitoring facility and collected at the second monitoring facility.

本発明によれば、配管内の水圧を水圧センサーで検出して漏水の有無を判断でき、土圧センサーで検出した配管に加わる土圧又は歪みセンサーで検出した配管の歪みの検出データをデータロガーに蓄積することで漏水の原因を調査できる。
また本発明によれば、道路交通荷重による影響を調査でき、漏水が発生した場合には漏水位置の特定を行うことができる。
According to the present invention, the presence or absence of water leakage can be determined by detecting the water pressure in the pipe with the water pressure sensor, and the earth pressure applied to the pipe detected by the earth pressure sensor or the distortion detection data of the pipe detected by the strain sensor is a data logger. The cause of water leakage can be investigated by accumulating in.
Further, according to the present invention, the influence of the road traffic load can be investigated, and when a water leak occurs, the leak position can be specified.

本発明の一実施例による埋設管水路の漏水原因モニタリング装置の構成図Configuration diagram of a leak cause monitoring device for a buried pipe channel according to an embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例による埋設管水路の漏水原因モニタリング装置の構成図Configuration diagram of the leak cause monitoring device for the buried pipe channel according to another embodiment of the present invention. 図2に示す構成図の一部を示す写真A photograph showing a part of the configuration diagram shown in FIG. 本発明の一実施例による埋設管水路の漏水原因モニタリング方法を示すフローA flow showing a method for monitoring the cause of water leakage in a buried pipe channel according to an embodiment of the present invention.

本発明の第1の実施の形態による埋設管水路の漏水原因モニタリング装置は、管水路に設けられている管水路用制水弁の下流に、管水路用制水弁に隣接してモニタリング施設を設け、モニタリング施設は、有底円筒部材と、有底円筒部材の上面を塞ぐ開閉蓋とによってモニタリング空間を形成し、モニタリング空間には、管水路用制水弁と接続される配管を備え、配管には、通水停止や水圧調整が行える制水弁と、漏水探査ロボットを投入又は回収する投入・回収口とを設け、管水路に用いられる配管内の水圧を検出する水圧センサーと、配管に加わる土圧を検出する土圧センサー又は配管の歪みを検出する歪みセンサーと、土圧センサー又は歪みセンサーでの検出データを格納するデータロガーと、データロガーを動作させる電源とを備え、データロガー及び電源をモニタリング空間に配置し、土圧センサー又は歪みセンサーを、モニタリング施設の下流に位置する管水路に沿って配置したものである。本実施の形態によれば、配管内の水圧を水圧センサーで検出して漏水の有無を判断でき、土圧センサーで検出した配管に加わる土圧又は歪みセンサーで検出した配管の歪みの検出データをデータロガーに蓄積することで漏水の原因を調査できる。 In the water leakage cause monitoring device for the buried pipe channel according to the first embodiment of the present invention, a monitoring facility is provided downstream of the water control valve for the pipe channel provided in the pipe channel and adjacent to the water control valve for the pipe channel. The monitoring facility is provided with a bottomed cylindrical member and an opening / closing lid that closes the upper surface of the bottomed cylindrical member to form a monitoring space. Is equipped with a water control valve that can stop water flow and adjust the water pressure, and a water pressure sensor that detects the water pressure in the pipe used for the pipe channel, and a water pressure sensor that detects the water pressure in the pipe used for the pipe. It is equipped with a soil pressure sensor that detects applied soil pressure or a strain sensor that detects pipe strain, a data logger that stores detection data from the soil pressure sensor or strain sensor, and a power supply that operates the data logger. The power supply is placed in the monitoring space, and the soil pressure sensor or strain sensor is placed along the pipe channel located downstream of the monitoring facility . According to this embodiment, the water pressure in the pipe can be detected by the water pressure sensor to determine the presence or absence of water leakage, and the earth pressure applied to the pipe detected by the earth pressure sensor or the strain detection data of the pipe detected by the strain sensor can be used. The cause of water leakage can be investigated by accumulating in the data logger.

本発明の第2の実施の形態は、第1の実施の形態による埋設管水路の漏水原因モニタリング装置において、土圧センサーを、配管の上方の土中に配置するものである。本実施の形態によれば、道路交通荷重による影響を調査できる。 In the second embodiment of the present invention, in the water leakage cause monitoring device of the buried pipe channel according to the first embodiment, the earth pressure sensor is arranged in the soil above the pipe. According to this embodiment, the influence of the road traffic load can be investigated.

本発明の第3の実施の形態は、第1の実施の形態による埋設管水路の漏水原因モニタリング装置において、歪みセンサーを、配管の管頂、管底、及び管側に配置するものである。本実施の形態によれば、道路交通荷重と管内水圧による配管への影響を調査できる。 In the third embodiment of the present invention, the strain sensor is arranged on the pipe top, the pipe bottom, and the pipe side in the water leakage cause monitoring device of the buried pipe channel according to the first embodiment. According to this embodiment, the influence of the road traffic load and the water pressure in the pipe on the pipe can be investigated.

本発明の第4の実施の形態は、第1から第3のいずれかの実施の形態による埋設管水路の漏水原因モニタリング装置において、管水路を、高圧農業用パイプラインの支線水路とし、配管を、硬質ポリ塩化ビニル管としたものである。本実施の形態によれば、農業用パイプラインで、特に漏水の多い支線水路での漏水原因を調査できる。 In the fourth embodiment of the present invention, in the water leakage cause monitoring device for the buried pipe canal according to any one of the first to third embodiments, the pipe canal is a branch canal of a high-pressure agricultural pipeline and the pipe is used. , It is a hard polyvinyl chloride pipe. According to this embodiment, it is possible to investigate the cause of water leakage in an agricultural pipeline, especially in a branch canal where water leakage is large.

本発明の第5の実施の形態による埋設管水路の漏水原因モニタリング方法は、土圧センサーで検出した配管に加わる土圧又は歪みセンサーで検出した配管の歪みの検出データをデータロガーに蓄積する原因モニタリングステップと、管水路に用いられる配管内の水圧を水圧センサーで検出して漏水の有無を判断する漏水判断ステップと、漏水判断ステップの後に、漏水探査ロボットを投入して漏水箇所を特定する漏水箇所特定ステップとを備えたものである。本実施の形態によれば、道路交通荷重による影響を調査でき、漏水が発生した場合には漏水位置の特定を行える。 The method for monitoring the cause of water leakage in the buried pipe channel according to the fifth embodiment of the present invention causes the data logger to accumulate the detection data of the earth pressure applied to the pipe detected by the earth pressure sensor or the strain of the pipe detected by the strain sensor. After the monitoring step, the leak judgment step in which the water pressure in the pipe used for the pipe canal is detected by the water pressure sensor to judge the presence or absence of water leakage, and the water leakage judgment step, a leak detection robot is put in to identify the leak location. It is equipped with a location identification step. According to this embodiment, the influence of the road traffic load can be investigated, and when a water leak occurs, the leak position can be specified.

本発明の第6の実施の形態は、第5の実施の形態による埋設管水路の漏水原因モニタリング方法において、管水路に第1モニタリング施設と第2モニタリング施設を設け、原因モニタリングステップで蓄積する検出データ、及び漏水判断ステップで判断する漏水は、第1モニタリング施設と第2モニタリング施設との間に位置する配管を対象とし、漏水箇所特定ステップでは、漏水探査ロボットを、第1モニタリング施設から投入し、第2モニタリング施設で回収するものである。本実施の形態によれば、第1モニタリング施設と第2モニタリング施設との間に位置する配管に対して、道路交通荷重による影響を調査でき、漏水が発生した場合には漏水位置の特定を行える。 In the sixth embodiment of the present invention, in the method for monitoring the cause of water leakage in the buried pipe channel according to the fifth embodiment, the first monitoring facility and the second monitoring facility are provided in the conduit, and the detection accumulated in the cause monitoring step. The data and the leak judged in the leak judgment step are targeted at the piping located between the first monitoring facility and the second monitoring facility, and in the leak location identification step, the leak exploration robot is input from the first monitoring facility. , It is collected at the second monitoring facility. According to the present embodiment, it is possible to investigate the influence of the road traffic load on the piping located between the first monitoring facility and the second monitoring facility, and to identify the leak position when a leak occurs. ..

以下本発明の一実施例による埋設管水路の漏水原因モニタリング装置について説明する。
図1は本実施例による埋設管水路の漏水原因モニタリング装置の構成図である。
Hereinafter, a leak cause monitoring device for a buried pipe channel according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a configuration diagram of a leak cause monitoring device for a buried pipe channel according to this embodiment.

本実施例による埋設管水路の漏水原因モニタリング装置は、土中Aに埋設された管水路10にモニタリング施設20を設けている。
管水路10には、通水停止や水圧調整が行える制水弁11が適宜設けられている。モニタリング施設20は、制水弁11に隣接して設けることが好ましい。図1では、モニタリング施設20を制水弁11の下流に設けている。
モニタリング施設20は、深さ2000mm、内部空間の直径1500mmの有底円筒部材21と、有底円筒部材21の上面を塞ぐ直径900mmの開閉蓋22とによってモニタリング空間Bを形成している。開閉蓋22は地表面Cに位置する。
モニタリング空間Bには、管水路10の配管12と接続される配管30を備えている。
配管12又は配管30は有底円筒部材21を貫通している。
モニタリング空間B内の配管30には、通水停止や水圧調整が行える制水弁31と、漏水探査ロボット51(図2参照)を投入又は回収する投入・回収口32を設けている。投入・回収口32の直径は、開閉蓋22の直径より小さく配管30の直径より大きく、例えば200mmとする。
In the leak cause monitoring device for the buried pipe channel according to this embodiment, the monitoring facility 20 is provided in the pipe channel 10 buried in the soil A.
The pipe water channel 10 is appropriately provided with a water control valve 11 capable of stopping water flow and adjusting the water pressure. The monitoring facility 20 is preferably provided adjacent to the water control valve 11. In FIG. 1, the monitoring facility 20 is provided downstream of the water control valve 11.
The monitoring facility 20 forms a monitoring space B by a bottomed cylindrical member 21 having a depth of 2000 mm and an internal space having a diameter of 1500 mm, and an opening / closing lid 22 having a diameter of 900 mm that closes the upper surface of the bottomed cylindrical member 21. The opening / closing lid 22 is located on the ground surface C.
The monitoring space B is provided with a pipe 30 connected to the pipe 12 of the pipe water channel 10.
The pipe 12 or the pipe 30 penetrates the bottomed cylindrical member 21.
The pipe 30 in the monitoring space B is provided with a water control valve 31 capable of stopping water flow and adjusting the water pressure, and an input / recovery port 32 for inputting or collecting the leak detection robot 51 (see FIG. 2). The diameter of the loading / unloading port 32 is smaller than the diameter of the opening / closing lid 22 and larger than the diameter of the pipe 30, for example, 200 mm.

同漏水原因モニタリング装置は、管水路10に用いられる配管12又は配管30内の水圧を検出する水圧センサー41と、配管12に加わる土圧を検出する土圧センサー42と、配管12の歪みを検出する歪みセンサー43と、水圧センサー41、土圧センサー42、及び歪みセンサー43での検出データを格納するデータロガー44と、データロガー44を動作させる電源45と備えている。
土圧センサー42は、配管12の鉛直上方の土中A、すなわち配管12と地表面Cとの間に配置する。図1では、配管12の管頂から200mm上方位置に土圧センサー42aを、配管12の管頂から100mm上方位置に土圧センサー42bを配置した場合を示している。
また、図1では、歪みセンサー43として、配管12の管頂に配置した歪みセンサー43a、配管12の管底に配置した歪みセンサー43b、及び配管12の管側に配置した歪みセンサー43cを示している。例えば配管12の径が所定値より大きな場合には、このように複数の歪みセンサー43a、43b、43cを配管12の管軸に垂直な断面上に配置することが好ましいが、例えば配管12の径が所定値より小さな場合にはいずれか一つの歪みセンサー43を設けてもよい。
モニタリング施設20内には、少なくともデータロガー44及び電源45を配設する。図1に示すように、水圧センサー41をモニタリング施設20内に配設することが好ましい。
The water leakage cause monitoring device detects the distortion of the pipe 12, the water pressure sensor 41 that detects the water pressure in the pipe 12 or the pipe 30 used in the pipe water passage 10, the earth pressure sensor 42 that detects the earth pressure applied to the pipe 12. It is provided with a strain sensor 43, a data logger 44 for storing the water pressure sensor 41, an earth pressure sensor 42, and detection data of the strain sensor 43, and a power supply 45 for operating the data logger 44.
The earth pressure sensor 42 is arranged vertically above the pipe 12 in the soil A, that is, between the pipe 12 and the ground surface C. FIG. 1 shows a case where the earth pressure sensor 42a is arranged 200 mm above the pipe top of the pipe 12 and the earth pressure sensor 42b is arranged 100 mm above the pipe top of the pipe 12.
Further, FIG. 1 shows, as the strain sensor 43, a strain sensor 43a arranged at the top of the pipe 12, a strain sensor 43b arranged at the bottom of the pipe 12, and a strain sensor 43c arranged on the pipe side of the pipe 12. There is. For example, when the diameter of the pipe 12 is larger than a predetermined value, it is preferable to arrange the plurality of strain sensors 43a, 43b, 43c on the cross section perpendicular to the pipe axis of the pipe 12, for example, the diameter of the pipe 12. If is smaller than a predetermined value, any one of the distortion sensors 43 may be provided.
At least a data logger 44 and a power supply 45 are arranged in the monitoring facility 20. As shown in FIG. 1, it is preferable to dispose the water pressure sensor 41 in the monitoring facility 20.

本実施例によれば、配管12、30内の水圧を水圧センサー41で検出して漏水の有無を判断でき、土圧センサー42で検出した配管12に加わる土圧又は歪みセンサー43で検出した配管12の歪みの検出データをデータロガー44に蓄積することで原因を調査できる。
また本実施例によれば、土圧センサー42を、配管12の上方の土中Aに配置することで、道路交通荷重による影響を調査できる。
また本実施例によれば、歪みセンサー43a、43b、43cを、配管12の管頂、管底、及び管側に配置することで、道路交通荷重と管内水圧による配管12への影響を調査できる。
また本実施例によれば、土圧センサー42及び歪みセンサー43を配置することで、道路交通荷重と管内水圧による配管12への影響を調査できる。
また本実施例によれば、地表面Cに開閉蓋22を備えたモニタリング施設20を設けることで漏水原因の調査を容易に行える。
また本実施例によれば、モニタリング施設20内に位置する配管30に、漏水探査ロボット51を投入又は回収する投入・回収口32を設けることで、漏水探査ロボット51を用いて特に漏水位置の特定を行える。
なお、管水路10を高圧農業用パイプラインの支線水路とし、配管12を、硬質ポリ塩化ビニル管とすることで、農業用パイプラインで、特に漏水の多い支線水路での漏水原因を調査できる。
According to this embodiment, the water pressure in the pipes 12 and 30 can be detected by the water pressure sensor 41 to determine the presence or absence of water leakage, and the earth pressure applied to the pipe 12 detected by the earth pressure sensor 42 or the pipe detected by the strain sensor 43. The cause can be investigated by accumulating the detection data of the 12 strains in the data logger 44.
Further, according to this embodiment, by arranging the earth pressure sensor 42 in the soil A above the pipe 12, the influence of the road traffic load can be investigated.
Further, according to this embodiment, by arranging the strain sensors 43a, 43b, 43c on the pipe top, the pipe bottom, and the pipe side of the pipe 12, the influence of the road traffic load and the water pressure in the pipe on the pipe 12 can be investigated. ..
Further, according to this embodiment, by arranging the earth pressure sensor 42 and the strain sensor 43, it is possible to investigate the influence of the road traffic load and the water pressure in the pipe on the pipe 12.
Further, according to this embodiment, the cause of water leakage can be easily investigated by providing the monitoring facility 20 provided with the opening / closing lid 22 on the ground surface C.
Further, according to the present embodiment, by providing the input / recovery port 32 for inputting or collecting the water leakage exploration robot 51 in the pipe 30 located in the monitoring facility 20, the water leakage exploration robot 51 is used to particularly specify the water leakage position. Can be done.
By using the pipe channel 10 as a branch channel of the high-pressure agricultural pipeline and the pipe 12 as a rigid polyvinyl chloride pipe, it is possible to investigate the cause of water leakage in the agricultural pipeline, especially in the branch channel with a large amount of water leakage.

図2は本発明の他の実施例による埋設管水路の漏水原因モニタリング装置の構成図、図3は図2に示す構成図の一部を示す写真である。図1と同一機能部材には同一符号を付して説明を一部省略する。
実施例による埋設管水路の漏水原因モニタリング装置は、管水路10に第1モニタリング施設20Aと第2モニタリング施設20Bとを設けている。
第1モニタリング施設20Aは第2モニタリング施設20Bより上流に配置し、第1モニタリング施設20Aは第1制水弁11Aの下流に、第2モニタリング施設20Bは第2制水弁11Bの上流に配置している。
第1モニタリング施設20Aは、モニタリング空間B内の配管30には、通水停止や水圧調整が行える制水弁31と、漏水探査ロボット51を投入又は回収する投入・回収口32Aを設けている。
第2モニタリング施設20Bは、モニタリング空間B内の配管30には、漏水探査ロボット51を投入又は回収する投入・回収口32Bと、回収用ネット33とを設けている。回収用ネット33は、投入・回収口32Bの下流に配置し、漏水探査ロボット51が通過できない機能を備えていればよい。
FIG. 2 is a configuration diagram of a water leakage cause monitoring device for a buried pipe channel according to another embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a photograph showing a part of the configuration diagram shown in FIG. The same functional members as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and some description thereof will be omitted.
The leak cause monitoring device for the buried pipe canal according to the embodiment is provided with a first monitoring facility 20A and a second monitoring facility 20B in the pipe canal 10.
The first monitoring facility 20A is arranged upstream of the second monitoring facility 20B, the first monitoring facility 20A is arranged downstream of the first water control valve 11A, and the second monitoring facility 20B is arranged upstream of the second water control valve 11B. ing.
In the first monitoring facility 20A, the pipe 30 in the monitoring space B is provided with a water control valve 31 capable of stopping water flow and adjusting the water pressure, and an input / recovery port 32A for inputting or collecting the leak detection robot 51.
In the second monitoring facility 20B, the pipe 30 in the monitoring space B is provided with an input / collection port 32B for inputting or collecting the leak exploration robot 51 and a collection net 33. The recovery net 33 may be arranged downstream of the input / recovery port 32B and may have a function that the leak exploration robot 51 cannot pass through.

図3(a)は第1モニタリング施設20Aの投入・回収口32Aを示し、図3(b)は第2モニタリング施設20Bの投入・回収口32Bを示している。
投入・回収口32A、32Bには、透明なアクリル板による蓋を備えている。
第1モニタリング施設20A及び第2モニタリング施設20Bでは図示しないが、図1に示す実施例と同様に、水圧センサー41、土圧センサー42、歪みセンサー43、データロガー44、及び電源45を備えていることが好ましい。
漏水探査ロボット51は、撮影手段を有し、更に照明手段及びバッテリーを備えていることが好ましい。撮影手段としては、動画撮影手段が好ましい。漏水探査ロボット51は、全長200mm以下、全幅は配管12の口径未満とする。漏水探査ロボット51の移動方式は、自走手段を備える方式と、自走手段を備えずに上流から流下させる方式とがある。漏水探査ロボット51は、追跡用コード52の一端が接続され、追跡用コード52の他端は投入・回収口32Aに配置したリールに接続される。追跡用コード52は、漏水探査ロボット51の移動動作を補助、又は漏水探査ロボット51の非常用回収に用いるが、撮影画像データの信号線や電力供給線を兼ねることもできる。
FIG. 3A shows the input / recovery port 32A of the first monitoring facility 20A, and FIG. 3B shows the input / recovery port 32B of the second monitoring facility 20B.
The input / collection ports 32A and 32B are provided with lids made of transparent acrylic plates.
Although not shown in the first monitoring facility 20A and the second monitoring facility 20B, the water pressure sensor 41, the earth pressure sensor 42, the strain sensor 43, the data logger 44, and the power supply 45 are provided as in the embodiment shown in FIG. Is preferable.
It is preferable that the leak detection robot 51 has a photographing means, and further includes a lighting means and a battery. As a shooting means, a moving image shooting means is preferable. The leak detection robot 51 has a total length of 200 mm or less and a total width of less than the diameter of the pipe 12. The movement method of the leak exploration robot 51 includes a method provided with self-propelled means and a method of flowing down from the upstream without providing self-propelled means. In the leak detection robot 51, one end of the tracking cord 52 is connected, and the other end of the tracking cord 52 is connected to a reel arranged in the charging / collecting port 32A. The tracking code 52 assists the moving operation of the leak exploration robot 51 or is used for emergency recovery of the leak exploration robot 51, but can also serve as a signal line or a power supply line for captured image data.

図4は本発明の一実施例による埋設管水路の漏水原因モニタリング方法を示すフローである。
本実施例による埋設管水路の漏水原因モニタリング方法は、原因モニタリングステップ61と、漏水判断ステップ62と、漏水箇所特定ステップ63とを備えている。
原因モニタリングステップ61では、土圧センサー42で検出した配管12に加わる土圧、歪みセンサー43で検出した配管12の歪み、及び水圧センサー41で検出する水圧の検出データをデータロガー44に蓄積する。
図2に示す実施例では、原因モニタリングステップ61で蓄積する検出データは、第1モニタリング施設20Aと第2モニタリング施設20Bとの間に位置する配管12を対象とする。
配管12に加わる土圧、配管12の歪み、及び水圧の検出データを蓄積することで、道路交通荷重と管内水圧による配管12への影響を調査できる。なお、配管12に加わる土圧、及び配管12の歪みの少なくともいずれかの検出データを蓄積することで、配管12の漏水原因を調査できるが、配管12に加わる土圧、及び配管12の歪みの双方の検出データを蓄積することで、道路交通荷重と管内水圧との影響を更に正確に調査できる。
FIG. 4 is a flow showing a method for monitoring the cause of water leakage in a buried pipe channel according to an embodiment of the present invention.
The method for monitoring the cause of water leakage in the buried pipe channel according to this embodiment includes a cause monitoring step 61, a water leakage determination step 62, and a water leakage location identification step 63.
In the cause monitoring step 61, the detection data of the earth pressure applied to the earth pressure 12 detected by the earth pressure sensor 42, the distortion of the pipe 12 detected by the strain sensor 43, and the water pressure detected by the water pressure sensor 41 are accumulated in the data logger 44.
In the embodiment shown in FIG. 2, the detection data accumulated in the cause monitoring step 61 targets the pipe 12 located between the first monitoring facility 20A and the second monitoring facility 20B.
By accumulating the detection data of the earth pressure applied to the pipe 12, the strain of the pipe 12, and the water pressure, the influence of the road traffic load and the water pressure in the pipe on the pipe 12 can be investigated. The cause of water leakage in the pipe 12 can be investigated by accumulating detection data of at least one of the earth pressure applied to the pipe 12 and the strain of the pipe 12, but the earth pressure applied to the pipe 12 and the strain of the pipe 12 By accumulating the detection data of both, the influence of the road traffic load and the water pressure in the pipe can be investigated more accurately.

漏水判断ステップ62では、管水路10に用いられる配管12内の水圧を水圧センサー41で検出して所定区間での漏水の有無を判断する。所定区間における漏水が疑われる場合には漏水有りの判断となる。
所定区間は、管水路10に設けた制水弁11又はモニタリング施設20に設けた制水弁31によって区画できる管水路10の配管12である。図2に示す実施例では、第1モニタリング施設20Aと第2モニタリング施設20Bとの間に位置する配管12を対象としている。
所定区間の漏水検出は、例えば農家が給水栓を操作していない深夜から早朝の時間帯のように、特定の時間帯に静水圧の減少を水圧センサー41によって計測することで行うことができる。また、所定区間の漏水検出は、給水栓を操作した際の水撃圧の大きさを水圧センサー41によって計測することで行うことができる。
In the water leakage determination step 62, the water pressure in the pipe 12 used in the pipe water channel 10 is detected by the water pressure sensor 41 to determine the presence or absence of water leakage in a predetermined section. If water leakage is suspected in the predetermined section, it is judged that there is water leakage.
The predetermined section is the pipe 12 of the pipe channel 10 that can be partitioned by the water control valve 11 provided in the pipe channel 10 or the water control valve 31 provided in the monitoring facility 20. In the embodiment shown in FIG. 2, the pipe 12 located between the first monitoring facility 20A and the second monitoring facility 20B is targeted.
Leakage detection in a predetermined section can be performed by measuring the decrease in hydrostatic pressure at a specific time zone with a water pressure sensor 41, for example, from midnight to early morning when the farmer does not operate the faucet. Further, the detection of water leakage in a predetermined section can be performed by measuring the magnitude of the water hammer pressure when the water tap is operated by the water pressure sensor 41.

漏水箇所特定ステップ63では、漏水判断ステップ62の後に、漏水探査ロボット51を投入して漏水箇所を特定する。
図2に示す実施例では、漏水探査ロボット51を、第1モニタリング施設20Aから投入し、第2モニタリング施設20Bで回収する。
In the leak location identification step 63, after the leak determination step 62, the leak detection robot 51 is thrown in to identify the leak location.
In the embodiment shown in FIG. 2, the leak exploration robot 51 is introduced from the first monitoring facility 20A and collected at the second monitoring facility 20B.

以上のように本実施例によれば、道路交通荷重による影響を調査でき、漏水が発生した場合には漏水位置の特定を行える。
本発明は、農業用パイプラインの空気排除施設のように、破裂事故が多発する管水路10に所定間隔、例えば約400m間隔で設置することで管水路10全体の漏水モニタリングを行うことができる。
また、管水路10にモニタリング施設20を設け、このモニタリング施設20にて、管内水圧、管内平均流速、管の歪み、管頂付近の土圧を計測することによって、配管12の疲労破壊に主要な影響を及ぼす原因を特定するための情報を収集し検討することが可能になる。配管12の疲労破壊メカニズムを調査するためには、き裂の成長を観察することが必要である。モニタリング施設20に投入・回収口32を設け、投入・回収口32を漏水探査ロボット51の投入・回収のピットとして活用し、漏水探査ロボット51がカメラ撮影や漏水音取得を行える機能を搭載すれば、漏水箇所や未だ漏水に至っていない小さなき裂の位量や大きさを検出することができる。
As described above, according to the present embodiment, the influence of the road traffic load can be investigated, and when a water leak occurs, the leak position can be specified.
According to the present invention, leak monitoring of the entire pipe canal 10 can be performed by installing the pipe canal 10 at predetermined intervals, for example, at intervals of about 400 m, as in an air exhaust facility of an agricultural pipeline.
In addition, a monitoring facility 20 is provided in the pipe channel 10, and the monitoring facility 20 measures the water pressure in the pipe, the average flow velocity in the pipe, the strain of the pipe, and the earth pressure near the top of the pipe, which is a major cause of fatigue failure of the pipe 12. It will be possible to collect and consider information to identify the causes of the impact. In order to investigate the fatigue fracture mechanism of the pipe 12, it is necessary to observe the growth of cracks. If the monitoring facility 20 is provided with an input / recovery port 32, the input / recovery port 32 is used as a pit for input / recovery of the leak exploration robot 51, and the leak exploration robot 51 is equipped with a function capable of taking a picture and acquiring a leak sound. , It is possible to detect the location and size of leaks and small cracks that have not yet leaked.

本発明は、特に農業用パイプラインの支線水路に適している。 The present invention is particularly suitable for branch canals of agricultural pipelines.

10 管水路
11 制水弁(管水路用制水弁)
11A 第1制水弁
11B 第2制水弁
12 配管
20 モニタリング施設
20A 第1モニタリング施設
20B 第2モニタリング施設
21 有底円筒部材
22 開閉蓋
30 配管
31 制水弁
32、32A、32B 投入・回収口
33 回収用ネット
41 水圧センサー
42、42a、42b 土圧センサー
43、43a、43b、43c 歪みセンサー
44 データロガー
45 電源
51 漏水探査ロボット
52 追跡用コード
61 原因モニタリングステップ
62 漏水判断ステップ
63 漏水箇所特定ステップ
A 土中
B モニタリング空間
C 地表面
10 Pipe canal 11 Water control valve (water control valve for pipe canal)
11A 1st water control valve 11B 2nd water control valve 12 Piping 20 Monitoring facility 20A 1st monitoring facility 20B 2nd monitoring facility 21 Bottomed cylindrical member 22 Opening and closing lid 30 Piping 31 Water control valve 32, 32A, 32B Input / recovery port 33 Recovery net 41 Water pressure sensor 42, 42a, 42b Earth pressure sensor 43, 43a, 43b, 43c Strain sensor 44 Data logger 45 Power supply 51 Leakage exploration robot 52 Tracking code 61 Cause monitoring step 62 Leakage determination step 63 Leakage location identification step A Underground B Monitoring space C Ground surface

Claims (6)

土中に埋設された管水路の漏水原因をモニタリングする埋設管水路の漏水原因モニタリング装置であって、
前記管水路に設けられている管水路用制水弁の下流に、前記管水路用制水弁に隣接してモニタリング施設を設け、
前記モニタリング施設は、有底円筒部材と、前記有底円筒部材の上面を塞ぐ開閉蓋とによってモニタリング空間を形成し、
前記モニタリング空間には、前記管水路用制水弁と接続される配管を備え、
前記配管には、通水停止や水圧調整が行える制水弁と、漏水探査ロボットを投入又は回収する投入・回収口とを設け、
前記管水路に用いられる前記配管内の水圧を検出する水圧センサーと、
前記配管に加わる土圧を検出する土圧センサー又は前記配管の歪みを検出する歪みセンサーと、
前記土圧センサー又は前記歪みセンサーでの検出データを格納するデータロガーと、
前記データロガーを動作させる電源と
を備え
前記データロガー及び前記電源を前記モニタリング空間に配置し、
前記土圧センサー又は前記歪みセンサーを、前記モニタリング施設の下流に位置する前記管水路に沿って配置し
ことを特徴とする埋設管水路の漏水原因モニタリング装置。
It is a leak cause monitoring device for buried canals that monitors the causes of leaks in pipes buried in the soil.
A monitoring facility is provided adjacent to the conduit valve downstream of the conduit valve provided in the conduit.
The monitoring facility forms a monitoring space with a bottomed cylindrical member and an opening / closing lid that closes the upper surface of the bottomed cylindrical member.
The monitoring space is provided with a pipe connected to the water control valve for the pipe channel.
The piping is provided with a water control valve that can stop water flow and adjust the water pressure, and an input / recovery port for inputting or collecting a leak detection robot.
Hydraulically sensor for detecting the water pressure in said pipe to be used in the tube water channel,
An earth pressure sensor that detects the earth pressure applied to the pipe or a strain sensor that detects the strain of the pipe.
A data logger that stores the data detected by the earth pressure sensor or the strain sensor,
It is equipped with a power supply for operating the data logger .
The data logger and the power supply are arranged in the monitoring space, and the data logger and the power supply are arranged in the monitoring space.
A water leakage cause monitoring device for a buried pipe canal, wherein the earth pressure sensor or the strain sensor is arranged along the pipe canal located downstream of the monitoring facility.
前記土圧センサーを、前記配管の上方の前記土中に配置する
ことを特徴とする請求項1に記載の埋設管水路の漏水原因モニタリング装置。
The leak cause monitoring device for a buried pipe channel according to claim 1, wherein the earth pressure sensor is arranged in the soil above the pipe.
前記歪みセンサーを、前記配管の管頂、管底、及び管側に配置する
ことを特徴とする請求項1に記載の埋設管水路の漏水原因モニタリング装置。
The water leakage cause monitoring device for a buried pipe channel according to claim 1, wherein the strain sensor is arranged on the pipe top, the pipe bottom, and the pipe side of the pipe.
前記管水路を、高圧農業用パイプラインの支線水路とし、
前記配管を、硬質ポリ塩化ビニル管とした
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の埋設管水路の漏水原因モニタリング装置。
The pipe canal is used as a branch canal of a high-pressure agricultural pipeline.
The water leakage cause monitoring device for a buried pipe channel according to any one of claims 1 to 3, wherein the pipe is a rigid polyvinyl chloride pipe.
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の埋設管水路の漏水原因モニタリング装置を用いた埋設管水路の漏水原因モニタリング方法であって、
前記土圧センサーで検出した前記配管に加わる前記土圧又は前記歪みセンサーで検出した前記配管の前記歪みの前記検出データを前記データロガーに蓄積する原因モニタリングステップと、
前記管水路に用いられる前記配管内の前記水圧を前記水圧センサーで検出して漏水の有無を判断する漏水判断ステップと、
前記漏水判断ステップの後に、漏水探査ロボットを投入して漏水箇所を特定する漏水箇所特定ステップと
を備えた
ことを特徴とする埋設管水路の漏水原因モニタリング方法。
A method for monitoring the cause of water leakage in a buried pipe waterway using the water leakage cause monitoring device for the buried pipe waterway according to any one of claims 1 to 4.
And cause the monitoring step the soil pressure or applied to the pipe detected by the earth pressure sensor for storing the detection data of the strain of the pipe detected by the strain sensor to the data logger,
And leakage determination step of determining the presence or absence of water leakage the water pressure detected by the pressure sensor in said pipe to be used in the tube water channel,
A method for monitoring a cause of water leakage in a buried pipe channel, which comprises a step for identifying a water leakage point by throwing in a water leakage exploration robot after the water leakage determination step.
前記管水路に第1モニタリング施設と第2モニタリング施設を設け、
前記原因モニタリングステップで蓄積する前記検出データ、及び前記漏水判断ステップで判断する前記漏水は、前記第1モニタリング施設と前記第2モニタリング施設との間に位置する前記配管を対象とし、
前記漏水箇所特定ステップでは、前記漏水探査ロボットを、前記第1モニタリング施設から投入し、前記第2モニタリング施設で回収する
ことを特徴とする請求項5に記載の埋設管水路の漏水原因モニタリング方法。
A first monitoring facility and a second monitoring facility were set up in the pipe channel,
The detection data accumulated in the cause monitoring step and the water leakage determined in the water leakage determination step target the piping located between the first monitoring facility and the second monitoring facility.
The method for monitoring the cause of water leakage in a buried pipe channel according to claim 5 , wherein in the step of identifying a water leakage location, the water leakage exploration robot is introduced from the first monitoring facility and collected at the second monitoring facility.
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