JP7103087B2

JP7103087B2 - 揚水装置

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Publication number: JP7103087B2
Application number: JP2018165781A
Authority: JP
Inventors: 輝一千田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2018-09-05
Filing date: 2018-09-05
Publication date: 2022-07-20
Anticipated expiration: 2038-09-05
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Description

本発明は、揚水装置に関する。

従来、井戸から地下水を揚水する際、主に地下水を使用する使用者側の都合（要求）によって揚水量が決定される場合が多かった。しかし、井戸に流入する地下水の流入量は有限であり、流入量を超えて地下水を揚水し続けるとやがて井戸が枯れてしまう虞がある。そこで、井戸を枯らさないための揚水可能量を求め、求めた揚水可能量に応じて揚水を行なう技術（例えば特許文献１）がある。特許文献１では、揚水する揚水井戸の周囲に複数の観測井戸を設ける。そして、降雨量や揚水井戸の水位、観測井戸での水位、揚水井戸周辺における漏水量等を変数として重回帰式を求め、揚水井戸における揚水可能量を求めている。

特開２００６－２４９７６４号公報

しかしながら、特許文献１に示す技術では、上述したように重回帰式を求めるための変数を得るため揚水井戸の周辺に複数の観測井戸、及び周辺地域の降雨量を観測する施設等を設ける必要があり、大掛かりな観測装置が必要となってコストが高くなる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、低コストでありながら、揚水井戸における地下水の揚水可能量を精度よく求め、求めた揚水可能量に基づき地下水を揚水する揚水装置を提供することを目的とする。

本発明に係る揚水装置は、井戸から水を汲み上げる揚水ポンプと、前記井戸における前記水の水位低下量を計測する水位計測装置と、前記揚水ポンプが汲み上げた前記水の揚水量を計測する揚水量計測装置と、前記揚水ポンプの作動を制御する制御装置と、を備える。前記制御装置は、所定の第一期間において、汲み上げた前記水の揚水量に対応する適正水位低下量を所定の基準式に基づき算出する第一算出部と、前記所定の第一期間において、前記水位計測装置が計測した実際水位低下量と前記第一算出部が算出した前記適正水位低下量との差分に基づき、前記所定の第一期間に前記井戸内に流入した前記差分に対応する前記水の流入量を算出する第二算出部と、前記第二算出部で算出した前記差分に対応する前記水の前記流入量に基づき、前記所定の第一期間以降における所定の第二期間において前記井戸から汲み上げ可能な第一揚水量を設定する第一揚水量設定部と、前記所定の第二期間において前記水の揚水量が前記第一揚水量を超えないよう、前記揚水ポンプの前記作動を制御するポンプ作動制御部とを備える。

このように、第一揚水量設定部が、所定の第一期間における実際水位低下量と適正水位低下量との差分に基づき演算される差分に対応する水の流入量に基づいて、所定の第二期間における最大揚水量である第一揚水量を設定する。そして、所定の第二期間では、設定された第一揚水量を超えないよう、ポンプ作動制御部が、揚水ポンプの作動を制御する。従って、所定の第二期間における井戸内への水の流入量が、所定の第一期間における井戸内への水の流入量に対して大きく変動しない限り、所定の第二期間において、井戸内の水を揚水しすぎる（過揚水）虞はない。このように、非常に簡素で低コストな構成にもかかわらず、所定の第二期間以前の所定の第一期間における井戸内への水の流入量を実測し、実測した流入量に基づき、所定の第二期間における揚水量を設定するので、井戸内の水の水位を、適正水位近傍に精度よく制御できる。

実施形態に係る揚水装置及び井戸の概要図である。揚水量－水位低下量グラフである。井戸内に流入する水の流入量を説明するグラフである。揚水装置の作動を説明するフローチャートである。第二実施形態に係る揚水装置の概要図である。第二実施形態の変形例１に係る揚水装置の概要図である。

＜１.第一実施形態＞
（１－１．概要）
まず、本発明の第一実施形態に係る揚水装置１０が設けられる揚水井戸１００（以後、井戸１００とのみ称す）について簡単に説明する。図１は、揚水井戸１００及び揚水井戸１００が掘削された地盤の断面を模式的に表したものである。井戸１００は、井戸水Ｗ（地下水）の汲み上げ（以下、揚水と称す）を行なうために掘削された通常の井戸である。井戸１００は、直径２Ｒの孔１０１が深さＬまで掘削されて形成される。深さＬは、孔１０１が掘削された地表面１０２から井戸１００の底面１０３までの深さをいう。

井戸１００の下方は、地盤の中の帯水層１０４に浸入している。これにより、井戸１００内には、比較的低速で流れる帯水層１０４から地下水が、井戸１００の内周面を透過して漏出し井戸水Ｗとして滞留される。このため、井戸水Ｗの水面Ｗｓの水位は、若干ではあるが、日々、変動する。また、水面Ｗｓの水位は季節毎で見ると大きく変動する場合がある。このように、井戸水Ｗの水面Ｗｓの水位は変動するため、毎回、井戸水Ｗの揚水を開始する際には、揚水開始の時点における水面の水位を基準水位Ｈ０とする。基準水位Ｈ０は、以降の説明において使用する。

（１－２．揚水装置）
揚水装置１０は、図１に示すように井戸１００に配置される。揚水装置１０は、揚水ポンプ２０と、水位計測装置３０と、揚水量計測装置４０と、制御装置５０と、を備える。揚水ポンプ２０は、井戸１００の底面１０３近傍に配置され、井戸水Ｗを揚水する水中ポンプである。揚水ポンプ２０は、少なくとも吸入口２０ａが常に井戸水Ｗ内に浸っているのであれば、大半が常に井戸水Ｗ内に浸かっていなくてもよい。

なお、上記において、揚水ポンプ２０は、どのような方式のポンプであってもよい。例えば、公知の水中カスケードポンプ、水中渦巻きポンプ、水中タービンポンプ及び水中斜流ポンプ等であってもよい。揚水ポンプ２０は、図略の電源及び制御装置５０に電気的に接続される。揚水ポンプ２０の吐出口（図略）には、例えば鉄等の金属で形成された配管２１の一端が接続される。配管２１は、揚水ポンプ２０の吐出口から重力方向上方に延在し、井戸１００の上端を越えたあたりで直角に屈曲している。配管２１の形状は、以降で説明する外部配管２２が接続され吐出可能であればどのような形状でもよい。

配管２１の他端には、金属、ゴム、又はビニール等で形成された上述の外部配管２２の一端が接続される。外部配管２２の他端は、揚水ポンプ２０が揚水した井戸水を容器６０内に吐出可能に配置される。なお、容器６０は、器状であれば、どのようなものでもよい。例えば、容器６０は、タンク、魚の養殖池又はプール等であってもよい。また、容器６０は、水田や池等であってもよい。また、容器６０は、上記態様のような器状のものに限らず、流れのある川又は用水等であってもよい。即ち、容器６０は、使用者が所望する用途に基づき、揚水ポンプ２０が揚水した水を外部配管２２の他端から吐出可能であれば、どのような形態のものでもよい。

水位計測装置３０（水位センサ）は、井戸１００内における井戸水Ｗ（水）の水位、延いては水位低下量Ｈｄを計測する。上述したように、水位低下量Ｈｄとは、毎回、井戸水Ｗの揚水を開始する時点での水面の水位を基準水位Ｈ０とした場合における基準水位Ｈ０からの変化量（低下量）である。なお、本実施形態においては、水位計測装置３０は、水圧に基づいて水位を計測する公知の水中投げ込み式水位センサである。

ただし、この態様に限らず水位計測装置３０は、どのような方式の水位センサを適用してもよい。例えば、水位計測装置３０は、フロート式、ディスプレーサー式、ガイドパルス式、光式、レーザ式などの公知の水位センサであってもよい。水位計測装置３０は、図略の電源及び制御装置５０に電気的に接続される。

揚水量計測装置４０は、揚水ポンプ２０が揚水した（汲み上げた）井戸水の揚水量Ｑを実際に計測する装置である。図１に示すように、揚水量計測装置４０は、配管２１の他端に配置される液体用の流量計である。具体的には、揚水量計測装置４０は、例えば公知の電磁流量計、又は超音波流量計等によって構成される。ただし、上記の態様に限らず、揚水量Ｑの測定が可能であれば、揚水量計測装置４０としてどのような方式の流量計を用いてもよい。揚水ポンプ２０は、図略の電源及び制御装置５０に電気的に接続される。また、揚水量計測装置４０は、揚水ポンプ２０の揚水量Ｑを計測することが目的である。このため、揚水ポンプ２０の単位時間当たりの揚水量が分かっている場合は、揚水ポンプ２０の稼動時間をカウントする時間カウンタを設ければ、単位時間当たりの揚水量に時間カウンタでカウントした稼動時間を掛け算して揚水量Ｑを求めることができる。つまり、時間カウンタと掛け算器で揚水量計測装置４０を構成してもよい。

（１－３．制御装置）
制御装置５０は、主に揚水ポンプ２０の作動を制御するために、第一算出部５１と、第二算出部５２と、第一揚水量設定部５３と、第二揚水量設定部５４と、単位時間揚水量算出部５５と、ポンプ作動制御部５６と、各種計測データ及びプログラム等を記憶する記憶部５７とを備える。制御装置５０は、揚水ポンプ２０と分離されていても問題ない。

第一算出部５１は、例えば、前日の一日間（所定の第一期間に相当する）において、井戸１００から汲み上げた井戸水Ｗの揚水量Ｑ１に対応する適正水位低下量Ｈｄ１を、図２に示す回帰式Ａ（所定の基準式に相当する）に基づき算出する。ここでいう適正水位低下量Ｈｄ１とは、所定量の井戸水を井戸から揚水した際、当該井戸水を枯らすことがなく、且つ周辺の井戸にも悪影響を及ぼさない水位の許容低下量の最大値をいう。適正水位低下量Ｈｄ１は、公知の概念であり、よって、これ以上の詳細な説明については省略する。

なお、上記における「前日の一日間」は、どのように設定しても良いが、一日間を８時間と読み替えてもよいし、１２時間、又は２４時間と読み替えてもよい。また、以降の説明においては、「前日の一日間」を「前日」とのみ記載する。

上述した回帰式Ａは、公的な機関である東北農政局が既存の複数の井戸に対して行なった揚水試験に基づく揚水量と適正な水位低下量との関係を示すグラフである。つまり、通常、揚水量と、揚水量に対応する水位低下量との関係が回帰式Ａのグラフ上にあれば、「過揚水状態」ではない、即ち、井戸水を汲み過ぎ、例えば井戸枯れや、周辺の井戸や地盤沈下等に影響を及ぼす虞がないと判断できる。なお、揚水試験は、公知であるので詳細な説明については省略する。

回帰式Ａは公知の式であり、二次曲線（ｙ＝１０^-5ｘ²＋（５×１０^-3ｘ）、（Ｒ²＝０．９９９７））で近似される。ただし、今回、上記で説明した二次曲線の式を回帰式Ａとして採用したが、この態様には限らない。使用者が、実際に使用する井戸１００を用いて揚水試験を行ない、得た揚水試験結果に基づき回帰式を導出し、導出した回帰式を回帰式Ａとして採用してもよい。

第二算出部５２は、前日（所定の第一期間）において、水位計測装置３０が計測した実際の水位低下量である実際水位低下量Ｈｄ２と、第一算出部５１が算出した適正水位低下量Ｈｄ１との差分（図２参照）に基づき、差分に対応して前日に井戸１００内に流入した井戸水の流入量ｑを算出する。

例えば、前日における、揚水量Ｑ１に対する実際の水位低下量である実際水位低下量が図２に示すとおりＨｄ２であったとする。この場合、実際水位低下量Ｈｄ２は、適正水位低下量Ｈｄ１より大きな値となっている。つまり、前日に井戸水Ｗを揚水量Ｑ１で揚水した場合、本来、水位は適正水位低下量Ｈｄ１になるはずであるが、実際には、適正水位低下量Ｈｄ１に対して適正水位低下量Ｈｄ１と実際水位低下量Ｈｄ２との差分（Ｈｄ１－Ｈｄ２）だけ水位が相対的に低下している。

これは、揚水量Ｑ１で井戸水Ｗを揚水し、且つ水位が適正水位低下量Ｈｄ１になる場合（基準時）における井戸１００内への井戸水Ｗの流入量ｑ１に対して、前日における井戸１００内への井戸水Ｗの流入量ｑ２が、所定の流入量ｑ３だけ少なかったためである（図３参照）。そこで、第二算出部５２では、所定の流入量ｑ３を、上述した水位の差分（Ｈｄ１－Ｈｄ２）、及び井戸１００の内周面の直径（内径）２Ｒに基づき、下記式（１）にて演算する。
ｑ３＝πＲ²×（Ｈｄ１－Ｈｄ２）・・・・・（１）
なお、本実施形態において、所定の流入量ｑ３は、負の値である。

第一揚水量設定部５３は、第二算出部５２で算出した前日における水位の差分（Ｈｄ１－Ｈｄ２）に対応する井戸水の流入量ｑ３に基づき、前日以降における翌日の一日間（所定の第二期間）において井戸１００から揚水（汲み上げ）可能な第一揚水量Ｑｍａｘを設定する。具体的には、第一揚水量Ｑｍａｘは、前日に揚水した揚水量Ｑ１に流入量ｑ３を加算して求める。ただし、本実施形態では、流入量ｑ３は、上述したように負の値である。従って、第一揚水量Ｑｍａｘは、揚水量Ｑ１から、流入量ｑ３の絶対値｜ｑ３｜を減算した値となる（Ｑｍａｘ＝Ｑ１－｜ｑ３｜）（図２参照）。

なお、上記における「翌日の一日間」は、「前日の一日間」と同様、どのように設定しても良いが、一日間を８時間と読み替えてもよいし、１２時間、又は２４時間と読み替えてもよい。ただし、「前日の一日間」と「翌日の一日間」とは同じ時間の長さであるものとする。また、以降の説明においては、「翌日の一日間」を「翌日」とのみ記載する。

第二揚水量設定部５４は、第一揚水量Ｑｍａｘ以下で、且つ翌日において使用者が必要とする必要水量Ｑｎ（≦Ｑｍａｘ）に基づき、井戸１００から揚水する第二揚水量Ｑｓを設定する。このとき、使用者が必要とする必要水量Ｑｎとは、例えば、翌日一日間で水田に供給する水の水量（流量）や、プールに供給する水の水量（流量）である。そして、本実施形態において、第二揚水量Ｑｓは、必要水量Ｑｎと等しい（Ｑｓ＝Ｑｎ）。ただし、この態様には限らない。第二揚水量Ｑｓは、例えば、必要水量Ｑｎの８０％で設定してもよいし、８０％未満で設定してもよい。また、必要水量Ｑｎの８０％を超える割合で設定してもよい。

単位時間揚水量算出部５５は、第二揚水量設定部５４で設定された第二揚水量Ｑｓに対し、翌日（所定の第二期間）における単位時間当たりの揚水量Ｑｓ１／ｍｉｎを算出する。つまり、第二揚水量Ｑｓを翌日における作動時間（例えば８時間）で除算して単位時間当たりの揚水量Ｑｓ１／ｍｉｎを算出する。

ポンプ作動制御部５６は、翌日（所定の第二期間）において、揚水する井戸水Ｗの揚水量Ｑが第一揚水量Ｑｍａｘを超えないように、且つ算出された翌日（所定の第二期間）における単位時間当たりの揚水量Ｑｓ１／ｍｉｎが一定で推移するよう揚水ポンプ２０の作動を制御する。

(１－４．作動)
次に、制御装置５０が制御する揚水装置１０の作動について、フローチャートに基づき簡単に説明する。なお、説明を行なう前提として、揚水装置１０は、前日（所定の第一期間）の一日間（例えば８時間）において、井戸水Ｗを揚水量Ｑ１だけ揚水したものとする。そして、揚水量Ｑ１だけ揚水した結果、揚水を開始した時点を起点として、水面の水位が、実際水位低下量Ｈｄ２（図２参照）だけ低下したものとする。

その後、制御装置５０が備える記憶部５７に、揚水量計測装置４０が計測した揚水量Ｑ１及び水位計測装置３０が計測した実際水位低下量Ｈｄ２が、対応する一対のデータとして記憶される。そこで、揚水量Ｑ１及び実際水位低下量Ｈｄ２が、記憶部５７に記憶される処理をステップＳ１０とする。ステップＳ１０は、前日（所定の第一期間）に実行される処理である。

翌日に処理されるステップＳ１２では、第一算出部５１が、記憶部５７に記憶された揚水量Ｑ１を取得する。そして、ステップＳ１４において、第一算出部５１は、揚水量Ｑ１を上述の回帰式Ａ（所定の基準式）に代入して揚水量Ｑ１に対応する「適正水位低下量Ｈｄ１」を算出する。適正水位低下量Ｈｄ１及び回帰式Ａについては上記で説明した通りである。回帰式Ａは、上述したように、二次曲線（ｙ＝１０^-5ｘ²＋（５×１０^-3ｘ）、（Ｒ²＝０．９９９７））で近似される式である。

ステップＳ１６では、第二算出部５２が、第一算出部５１で算出した適正水位低下量Ｈｄ１と記憶部５７から取得した実際水位低下量Ｈｄ２との差分（Ｈｄ１－Ｈｄ２）に基づき、差分に対応して前日に井戸１００内に流入した井戸水の流入量ｑ３を上記式（１）によって算出する。

ステップＳ１８では、第一揚水量設定部５３が、第二算出部５２で算出された井戸水の流入量ｑ３に基づき、翌日の一日間（所定の第二期間）において、井戸１００から揚水（汲み上げ）可能な第一揚水量Ｑｍａｘを設定する。具体的には、第一揚水量Ｑｍａｘは、揚水量Ｑ１から、流入量ｑ３の絶対値｜ｑ３｜を減算した値とする（Ｑｍａｘ＝Ｑ１－｜ｑ３｜）（図２参照）。

つまり、前日においては、流入量ｑ３の分だけ余分に揚水したため適正水位低下量Ｈｄ１よりも実際水位低下量Ｈｄ２のほうが差分（Ｈｄ１－Ｈｄ２）だけ大きくなる。そこで、翌日においては、揚水量を前日の揚水量Ｑ１よりも水位低下量の差分（Ｈｄ１－Ｈｄ２）に対応する流入量ｑ３分だけ少ない揚水量（Ｑ１－｜ｑ３｜）とすることで、水位低下量Ｈｄを適正水位低下量Ｈｄ１近傍の値とすることができる。

ステップＳ２０では、第二揚水量設定部５４が、第二揚水量Ｑｓを設定する。第二揚水量Ｑｓとは、第一揚水量Ｑｍａｘ以下であり、且つ翌日において使用者が必要とする必要水量Ｑｎ（≦Ｑｍａｘ）に基づき設定される揚水量である。第二揚水量Ｑｓは、事前に記憶部５７が記憶するデータを使用してもよいし、使用者が任意の値を入力して設定してもよい。

ステップＳ２２では、単位時間揚水量算出部５５が、第二揚水量Ｑｓに対し、翌日（所定の第二期間）における単位時間当たりの揚水量Ｑｓ１／ｍｉｎを算出する。単位時間当たりの揚水量Ｑｓ１／ｍｉｎは、取得した第二揚水量Ｑｓを翌日における作動時間（例えば８時間）で除算して算出する。

ステップＳ２４では、ポンプ作動制御部５６が、翌日（所定の第二期間）において、揚水する井戸水Ｗの揚水量Ｑが第一揚水量Ｑｍａｘを超えないように、且つ単位時間当たりの揚水量Ｑｓ１／ｍｉｎが一定で推移するよう揚水ポンプ２０の作動を制御する。

これにより、翌日（所定の第二期間）において、揚水ポンプ２０により揚水される井戸水Ｗの揚水量Ｑに対応する実際水位低下量Ｈｄ２は、図１における、回帰式Ａのグラフの線上近傍に位置する。即ち、翌日（所定の第二期間）における揚水量Ｑに対応する実際水位低下量Ｈｄ２は、適正水位低下量Ｈｄ１に近づくことになり過揚水の虞が確実に減少する。また、翌日においては、単位時間当たりの揚水量Ｑｓ１／ｍｉｎが一定で推移するよう揚水ポンプ２０の作動を制御されるので、揚水ポンプ２０を駆動するモータの消費電力を著しく低減させることができる。

なお、上記実施形態においては、所定の第一期間及び所定の第二期間をそれぞれ「一日」として説明したが、この態様には、限らない。所定の第一期間及び所定の第二期間は、揚水装置１０の使用者によって任意に設定可能である。所定の第一期間及び所定の第二期間は、それぞれ、例えば、１０分、３０分、１時間、１週間等であってもよい。これらによっても相応の効果は期待出来る。また、所定の第一期間及び所定の第二期間は同じ長さの期間ではなく、異なる長さの期間であってもよい。これによっても相応の効果が期待出来る。

（１－５．第一実施形態による効果）
上記第一実施形態によれば、揚水装置１０が備える制御装置５０は、前日（所定の第一期間）において、揚水した（汲み上げた）井戸水Ｗ（水）の揚水量Ｑに対応する適正水位低下量Ｈｄ１を、回帰式Ａ（所定の基準式）に基づき算出する第一算出部５１と、前日において、水位計測装置３０が計測した実際水位低下量Ｈｄ２と第一算出部５１が算出した適正水位低下量Ｈｄ１との差分（Ｈｄ１－Ｈｄ２）に基づき、前日に井戸１００内に流入した差分（Ｈｄ１－Ｈｄ２）に対応する井戸水Ｗの流入量ｑ３を算出する第二算出部５２と、第二算出部５２で算出した差分（Ｈｄ１－Ｈｄ２）に対応する井戸水Ｗの流入量ｑに基づき、前日以降における翌日（所定の第二期間）において井戸１００から揚水（汲み上げ）可能な第一揚水量Ｑｍａｘを設定する第一揚水量設定部５３と、翌日（所定の第二期間）において井戸水（水）の揚水量Ｑが第一揚水量Ｑｍａｘを超えないよう、揚水ポンプ２０の作動を制御するポンプ作動制御部５６と、を備える。

このように、第一揚水量設定部５３が、前日の一日（所定の第一期間）における実際水位低下量Ｈｄ２と適正水位低下量Ｈｄ１との差分（Ｈｄ１－Ｈｄ２）に基づき演算される差分（Ｈｄ１－Ｈｄ２）に対応する井戸水の流入量ｑ３に基づいて、翌日の一日（所定の第二期間）における最大揚水量である第一揚水量Ｑｍａｘを設定する。

そして、翌日には、設定された第一揚水量Ｑｍａｘを超えないよう、ポンプ作動制御部５６が、揚水ポンプ２０の作動を制御する。従って、翌日における井戸内への井戸水（水）の流入量ｑが、前日における井戸内への井戸水の流入量ｑに対して大きく変動しない限り、翌日において、井戸内の水を揚水しすぎる虞（過揚水の虞）は低い。このように、非常に簡素で低コストな構成にもかかわらず、翌日以前の前日における井戸内への水の流入量を実測し、実測した流入量に基づき、翌日における揚水量を設定するので、井戸内の水の水位低下量を、適正水位低下量Ｈｄ１近傍に精度よく制御でき、井戸水の過揚水は良好に防止される。

また、上記第一実施形態によれば、制御装置５０は、第一揚水量Ｑｍａｘ以下で、且つ翌日（所定の第二期間）において使用者が必要とする必要水量Ｑｎに基づき井戸１００から揚水する第二揚水量Ｑｓを設定する第二揚水量設定部５４を備える。そして、ポンプ作動制御部５６は、翌日（所定の第二期間）において揚水量Ｑが第二揚水量Ｑｓを超えないよう、揚水ポンプ２０の作動を制御する。

これにより、翌日（所定の第二期間）においては、第一揚水量Ｑｍａｘではなく、第一揚水量Ｑｍａｘより揚水量が少ない必要水量Ｑｎに基づき設定された第二揚水量Ｑｓを超えないよう、揚水ポンプ２０の作動が制御される。このように、揚水可能な最大揚水量である第一揚水量Ｑｍａｘよりも揚水量が少ない必要水量Ｑｎを超えないよう井戸水が揚水されるので、過揚水はさらに確実に防止される。

また、上記第一実施形態によれば、制御装置５０は、設定された第二揚水量Ｑｓに対し、翌日（所定の第二期間）における単位時間当たりの揚水量Ｑｓ１／ｍｉｎを算出する単位時間揚水量算出部５５を備える。そして、ポンプ作動制御部５６は、算出された単位時間当たりの揚水量Ｑｓ１／ｍｉｎが一定で推移するよう揚水ポンプ２０の作動を制御する。このように、翌日においては、単位時間当たりの揚水量Ｑｓ１／ｍｉｎが一定で推移するよう揚水ポンプ２０の作動が制御されるので、揚水ポンプ２０を駆動するモータ（図略）の消費電力を著しく低減させることができ低コスト化を図ることができる。

また、上記実施形態によれば、前日（所定の第一期間）及び翌日（所定の第二期間）は、一日（例えば８時間、１２時間又は２４時間等）である。このように、比較的長い時間を所定の第一期間及び所定の第二期間として設定するので、井戸１００内への水の流入量ｑの平均化が図れる。従って、翌日（所定の第二期間）において、揚水ポンプ２０が井戸水Ｗを揚水する際、精度よく過揚水の防止が図れる。

＜２．第二実施形態＞
上記第一実施形態では、揚水装置１０の制御装置５０が、第二揚水量設定部５４を備える。しかし、この態様には限らず、図５に示すように、第二実施形態として、揚水装置１１０の制御装置１５０が、第二揚水量設定部５４及び単位時間揚水量算出部５５を備えていなくてもよい。この場合、制御装置１５０は、揚水量設定部として第一揚水量設定部５３のみを備えている。そして、ポンプ作動制御部５６が翌日（所定の第二期間）において揚水量が第一揚水量Ｑｍａｘを超えないよう、揚水ポンプ２０の作動を制御すればよい。これによっても上記第一実施形態に対して相応の効果は得られる。ただし、この態様に限らず、ポンプ作動制御部５６が、翌日（所定の第二期間）において、揚水ポンプ２０の作動を制御する際、第一揚水量Ｑｍａｘに所定の比率（例えば８０％）を乗じた値を超えないよう制御しても良い。

（２－１.変形例１）
また、第二実施形態の変形例１として、図６に示すように揚水装置１１０の制御装置１５０が、設定された第一揚水量Ｑｍａｘに対し、翌日（所定の第二期間）における単位時間当たりの揚水量Ｑｓ２／ｍｉｎを算出する単位時間揚水量算出部１５５を備えていてもよい。このとき、ポンプ作動制御部１５６は、算出された単位時間当たりの揚水量Ｑｓ２／ｍｉｎが一定で推移するよう揚水ポンプ２０の作動を制御する。これによっても上記実施形態に対して相応の効果は得られる。

１０，１１０；揚水装置、２０；揚水ポンプ、３０；水位計測装置、４０；揚水量計測装置、５０、１５０；制御装置、５１；第一算出部、５２；第二算出部、５３；第一揚水量設定部、５４；第二揚水量設定部、５５，１５５；単位時間揚水量算出部、５６，１５６；ポンプ作動制御部、１００；揚水井戸（井戸）、Ｈ；水位、Ｈｄ１；適正水位低下量、Ｈｄ２；実際水位低下量、Ｑ；揚水量、ｑ；流入量、Ｑｍａｘ；第一揚水量、Ｑｎ；必要水量、Ｑｓ；第二揚水量。

Claims

井戸から水を汲み上げる揚水ポンプと、
前記井戸における前記水の水位低下量を計測する水位計測装置と、
前記揚水ポンプが汲み上げた前記水の揚水量を計測する揚水量計測装置と、
前記揚水ポンプの作動を制御する制御装置と、を備える揚水装置であって、
前記制御装置は、
所定の第一期間において、汲み上げた前記水の揚水量に対応する適正水位低下量を所定の基準式に基づき算出する第一算出部と、
前記所定の第一期間において、前記水位計測装置が計測した実際水位低下量と前記第一算出部が算出した前記適正水位低下量との差分に基づき、前記所定の第一期間に前記井戸内に流入した前記差分に対応する前記水の流入量を算出する第二算出部と、
前記第二算出部で算出した前記差分に対応する前記水の前記流入量に基づき、前記所定の第一期間以降における所定の第二期間において前記井戸から揚水可能な第一揚水量を設定する第一揚水量設定部と、
前記所定の第二期間において前記揚水量が前記第一揚水量を超えないよう、前記揚水ポンプの前記作動を制御するポンプ作動制御部と、を備える揚水装置。
前記制御装置は、
前記第一揚水量以下で、且つ前記所定の第二期間において使用者が必要とする必要水量に基づき前記井戸から揚水する第二揚水量を設定する第二揚水量設定部を備え、
前記ポンプ作動制御部は、前記所定の第二期間において前記揚水量が前記第二揚水量を超えないよう、前記揚水ポンプの前記作動を制御する、請求項１に記載の揚水装置。
前記制御装置は、
設定された前記第一揚水量に対し、前記所定の第二期間における単位時間当たりの揚水量を算出する単位時間揚水量算出部を備え、
前記ポンプ作動制御部は、算出された前記単位時間当たりの揚水量が一定で推移するよう前記揚水ポンプの前記作動を制御する、請求項１に記載の揚水装置。
前記制御装置は、
設定された前記第二揚水量に対し、前記所定の第二期間における単位時間当たりの揚水量を算出する単位時間揚水量算出部を備え、
前記ポンプ作動制御部は、算出された前記単位時間当たりの揚水量が一定で推移するよう前記揚水ポンプの前記作動を制御する、請求項２に記載の揚水装置。
前記所定の第一期間及び前記所定の第二期間は、一日である、請求項１－４の何れか１項に記載の揚水装置。