JPH06264495A - Method for forecasting amount of flowing-in water - Google Patents
Method for forecasting amount of flowing-in waterInfo
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02A10/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
- Y02A10/40—Controlling or monitoring, e.g. of flood or hurricane; Forecasting, e.g. risk assessment or mapping
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、雨水排水ポンプ所にお
ける、流入水量の予測方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of predicting the amount of inflow water at a rainwater drainage pump station.
【０００２】[0002]
【従来の技術】雨水排水ポンプ所は、晴天時には、汚水
を処理場へ送水し、降雨時には、雨水を排出することに
よって、排水区域の浸水を未然に防ぐ役割を担ってい
る。近年、排水区域の市街地化が進み、降雨が浸透によ
って大地に吸収される割合が激減しているため、降雨時
にポンプ所へ押し寄せる流入水量は、大量となる上、降
雨開始から流入水量がピークに達するまでの立ち上がり
時間が短縮され、急峻な変化を伴う傾向が強まってい
る。このため、降雨時のポンプ運転は、非常に困難にな
り、熟練運転員の高度な技術と豊富な経験に頼らざるを
得ないのが現状であり、流入水量をより正確に把握し、
安全なポンプ運転に役立てたいという要求がある。2. Description of the Related Art A rainwater drainage pump station plays a role of preventing inundation of a drainage area by sending sewage to a treatment plant during fine weather and discharging rainwater during rainfall. In recent years, urbanization of drainage areas has progressed, and the rate at which rainfall is absorbed by the ground due to infiltration has drastically declined. The rise time to reach the target is shortened, and there is an increasing tendency for sharp changes. For this reason, it becomes very difficult to operate the pump during rainfall, and it is the current situation that we have no choice but to rely on the advanced technology and abundant experience of skilled operators.
There is a demand to help in safe pump operation.
【０００３】流入水量の予測方法については、種々のモ
デルが提案されているが、決定論モデル、パラメトリッ
クモデル、確率モデルの３つに大別することができる。
決定論モデルは、物理構造に基づいた理論構造を持って
いる数理モデルで、初期条件、境界条件、入力が物理的
に厳密に定義されている。パラメトリックモデルは、入
力と出力を結び付けるパラメータがあり、それらの物理
的意義付けはあるものの必ずしも、観測、測定可能な実
在する定義付けである必要はない。確率モデルは、現象
が確率過程であるとして組み立てられたモデルである。
決定論モデルは、設定すべき条件や、パラメータの数が
多いため、都市部における下水幹線のような観測条件の
良くない場合は、構築困難である。また、通常は計算量
が非常に多くなるため、リアルタイムの計算には適さな
い場合が多い。確率モデルは、目的とする物理量の過去
の値の線形和で現在値を予測することを基本とするもの
が大部分であるが、流入水量予測の場合は、過去におい
ても流入水量は不確実性が高いため、このモデルを適用
することは困難な場合が多い。Various models have been proposed for the method of predicting the amount of inflow water, but they can be roughly classified into three models: a deterministic model, a parametric model, and a stochastic model.
The deterministic model is a mathematical model that has a theoretical structure based on the physical structure, and initial conditions, boundary conditions, and inputs are physically defined strictly. Parametric models have parameters that connect inputs and outputs, and although they have physical significance, they do not necessarily have to be real definitions that can be observed and measured. A probabilistic model is a model constructed so that a phenomenon is a stochastic process.
Since the deterministic model has many conditions to be set and a large number of parameters, it is difficult to construct it if the observation conditions such as the sewer trunk line in urban areas are not good. Moreover, since the amount of calculation is usually very large, it is often not suitable for real-time calculation. Most of the probabilistic models are based on predicting the current value by the linear sum of the past values of the target physical quantity.However, in the case of inflow water quantity prediction, there is uncertainty in the inflow water quantity even in the past. It is often difficult to apply this model due to the high
【０００４】パラメトリックモデルによる、従来の流入
水量予測手法の代表的なものに、ＲＲＬ法がある。この
方法では、まず排水区域を、浸透域と不浸透域に分類
し、浸透域の降雨量を無視することによって、降雨量の
うち実際に下水管に流出する有効降雨量を決定する。次
に、管網構造より、排水区域内各地点から幹線との接続
点までの到達時間を算出し、排水区域を等到達時間域に
分割する。有効降雨量と等到達時間から、複数地点での
幹線への流入水量を算出する。一方、幹線への流入水量
の総量と、幹線からポンプ所への流入水量、および幹線
内の貯留量との間の収支式である連続式、ポンプ所への
流入水量と貯留量の関係を表す連動式を求めておき、最
後に、幹線への流入水量の総量から、ポンプ所への流入
水量を算出する。この手法に関する詳細な説明は、例え
ば、岡本芳美著「技術水文学」（日刊工業新聞社）ｐ２
１７〜ｐ２２２に記されている。The RRL method is a typical one of the conventional methods for predicting the inflow of water using a parametric model. In this method, the drainage area is first classified into the infiltration area and the impervious area, and the rainfall amount in the infiltration area is ignored to determine the effective rainfall amount that actually flows into the sewer pipe. Next, the arrival time from each point in the drainage area to the connection point with the main line is calculated from the pipe network structure, and the drainage area is divided into equal arrival time areas. The amount of inflow water to the main line at multiple points is calculated from the effective rainfall and the equal arrival time. On the other hand, the continuous formula, which is the balance equation between the total amount of inflow water to the main line, the inflow water amount from the main line to the pump station, and the storage amount in the main line, represents the relationship between the inflow water amount to the pump station and the storage amount. The interlocking formula is obtained, and finally, the amount of water flowing into the pump station is calculated from the total amount of water flowing into the main line. For a detailed explanation of this method, see, for example, Yoshimi Okamoto, "Technical Hydrology" (Nikkan Kogyo Shimbun) p2.
17-p222.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ＲＲＬ法を適用する際
には、対象となる排水区域について、予めいくつかの物
理的特性を評価しておく必要がある。まず、地面の浸透
性の有無で排水区域を分類し、それぞれの地域の面積率
を評価する必要がある。これについては、航空写真を利
用する方法がある。等到達時間別の面積については、排
水施設平面図を用いて求めた、各マンホール間の満管時
の流速から評価する方法等がある。これらは、いずれも
簡便な方法とは言い難く、他の排水区域へ適用する際の
労力は決して少なくはない。When the RRL method is applied, it is necessary to evaluate some physical characteristics of the target drainage area in advance. First, it is necessary to classify drainage areas according to the permeability of the ground and evaluate the area ratio of each area. There is a way to use aerial photography for this. As for the area by equal arrival time, there is a method to evaluate it from the flow velocity at the time of full pipe between manholes, which was obtained using the plan of the drainage facility. It is difficult to say that all of these are simple methods, and the effort when applied to other drainage areas is not small.
【０００６】さらに、ポンプ所への流入水量と幹線内貯
留量との関係式、すなわち連動式が必要となる。これに
ついては、やはり排水施設平面図を利用し、幹線の位
置、形状、内径または内のり寸法、勾配、管長等土木的
データと、水位−流量の関係式を用いて導き出す。この
時、排水区域内の全域で水深の管径に対する比率が等し
いとする等水深比の仮定を用いている。しかし、幹線内
の下水の水理挙動は、ポンプ所のポンプ運転にも大きく
影響を受け、降雨量によっても時々刻々変化する。従っ
て、下水の水理挙動の動的変化は、この手法においては
反映しにくい。ＲＲＬ法では、主に幹線や貯留池の設計
のための基礎資料を提供するために用いられてきた。よ
って、大雨時のピーク値を予測することが重要であり、
このような目的の場合は幹線内の下水の水理挙動につい
ても、静的なもので十分であった。しかし、ポンプ運転
にとっては、ピーク値はもとより、そのピークがいつや
って来るかということが重要である。そのためには、下
水の動的変化の影響を考慮する必要がある。Further, a relational expression between the amount of water flowing into the pump station and the amount of storage in the main line, that is, an interlocking expression is required. This is also derived by using the plan of the drainage facility and using civil engineering data such as the position, shape, inner diameter or inner dimension of the main line, slope, pipe length, and the relational expression of water level-flow rate. At this time, the assumption of equal depth ratio is used, where the ratio of depth to pipe diameter is the same throughout the drainage area. However, the hydraulic behavior of the sewage in the main line is greatly affected by the pump operation at the pump station, and also changes momentarily with rainfall. Therefore, dynamic changes in hydraulic behavior of sewage are difficult to reflect in this method. In the RRL method, it has been mainly used to provide basic data for designing trunk lines and reservoirs. Therefore, it is important to predict the peak value during heavy rain,
For this purpose, the static behavior of sewage in the main line was sufficient. However, not only the peak value but also when the peak comes is important for the pump operation. To that end, it is necessary to consider the effects of dynamic changes in sewage.
【０００７】従って本願発明の目的は、ポンプ運転に必
要となる下水の動的予測をおこなう方法を提供すること
にある。[0007] Therefore, an object of the present invention is to provide a method for dynamically predicting sewage required for pump operation.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、次のような手段により、上記課題を解決する。本願
発明の対象とする雨水排水ポンプシステムは、一定の区
域の雨水を集約する枝管と枝管から集まる雨水を排水ポ
ンプ場へ導く幹線とから構成される下水道管網、幹線の
適当な複数箇所に設けられた水位計、排水区域全域の降
雨分布が測定可能なレーダ雨量計、排水区域内の適当な
箇所に設けられた複数の雨量計、から成る。In order to achieve the above object, the above problems are solved by the following means. The rainwater drainage pump system which is the object of the present invention is a sewer network composed of a branch pipe that collects rainwater in a certain area and a trunk line that guides the rainwater collected from the branch pipe to a drainage pump station, and a plurality of suitable locations of the trunk line. , A radar rain gauge that can measure rainfall distribution over the drainage area, and a plurality of rain gauges installed at appropriate locations in the drainage area.
【０００９】上記システムにおいて、降雨時にポンプ所
へ流入する水量を次のような処理によって予測する。In the above system, the amount of water flowing into the pump station at the time of rainfall is predicted by the following process.
【００１０】（１）各水位計の計測データに影響する枝
管を、枝管と幹線との接続点と水位計の設置点との距離
に応じて分類する。(1) The branch pipes that affect the measurement data of each water level gauge are classified according to the distance between the connection point between the branch pipe and the main line and the installation point of the water level gauge.
【００１１】（２）各水位計の計測データに影響する枝
管の流域を複数の矩形領域に分割する。(2) The watershed of the branch pipe that affects the measurement data of each water level gauge is divided into a plurality of rectangular areas.
【００１２】（３）各矩形領域の有効降雨量、即ち降雨
量と流出係数の積を計算し、 （４）各矩形領域について、複数時刻の有効降雨量の計
算結果を時系列として一時的に記憶しておく。(3) The effective rainfall of each rectangular area, that is, the product of the rainfall and the runoff coefficient is calculated. (4) For each rectangular area, the calculation results of the effective rainfall at a plurality of times are temporarily set as a time series. Remember.
【００１３】（５）幹線の各水位計のデータから、幹線
内で雨水が貯留状態から流下状態に変化する点を流入点
と定義し、これを判別する。(5) From the data of each water level gauge on the main line, the point at which rainwater changes from the stored state to the downflow state in the main line is defined as the inflow point, and this is discriminated.
【００１４】（６）各矩形領域から上記流入点までの流
下時間を、次のように水位計によって場合に分けて計算
する。流入点より上流の水位計の計測データに影響する
矩形領域から流入点までの流下時間は、水位計設置点と
流入点との間の流下時間と各矩形領域から水位計設置点
までの流下時間の和とする。一方、流入点より下流の水
位計の計測データに影響する矩形領域からの流下時間
は、各矩形領域から水位計設置点までの流下時間とす
る。このように、流入点を基準とした流下時間を求め
る。(6) The flow-down time from each rectangular area to the inflow point is calculated by the water gauge as follows. The run-down time from the rectangular area to the inflow point, which affects the measurement data of the water level gauge upstream from the inflow point, is the run-down time between the water level gauge installation point and the inflow point and the run-down time from each rectangular area to the water level gauge installation point. The sum of On the other hand, the downflow time from the rectangular area that affects the measurement data of the water level gauge downstream from the inflow point is the downflow time from each rectangular area to the water level gauge installation point. In this way, the downflow time is calculated with the inflow point as a reference.
【００１５】（７）各矩形領域における、流下時間だけ
過去の有効降雨量の和として、ポンプ場への流入水量を
求める。(7) The amount of water flowing into the pumping station is calculated as the sum of the effective rainfall in the past in the respective rectangular areas only during the run-down time.
【００１６】（８）計測データと計算結果を表示する。(8) Display measurement data and calculation results.
【００１７】流入点は、ポンプ所の水位計から上流方向
へ順に、隣接する水位計の水位差を求めていき、最初の
水位差が許容範囲を超えた地点とみなす事によって判別
する。この許容範囲については、下水幹線の平面図と各
水位計測点における水位データを表示し、流入点を幹線
平面図上に示したり、あるいは下水幹線の断面図と各水
位計測点における水位データを表示し、流入点を幹線断
面図上に示したりして下水の水理挙動を把握して調整を
行なう。The inflow point is determined by determining the water level difference between the adjacent water level gauges in order from the water level gauge at the pump station in the upstream direction, and regarding the point where the first water level difference exceeds the allowable range. For this allowable range, a plan view of the sewer trunk line and water level data at each water level measurement point is displayed, and the inflow point is shown on the trunk line plan view, or a cross-sectional view of the sewer trunk line and water level data at each water level measurement point is displayed. Then, the inflow point is shown on the cross-sectional view of the main line to understand the hydraulic behavior of the sewage and make adjustments.
【００１８】降雨量のうち下水道に流入する水量の比率
である流出係数、下水管表面を水が流れるときの抵抗を
表す粗度係数、地表から下水幹線へ流入するまでの下水
の平均移動速度、流入点判別のための水位差許容範囲、
のうち少なくとも１つ以上をパラメータとして表示し、
そのパラメータ値での予測評価値として、流入水量の実
績値と予測値との相関係数、平均誤差、ピーク比率、ピ
ーク時間差、のうち少なくとも１つ以上を表示する。こ
の表示機能を利用して、パラメータのチューニングをす
る。The outflow coefficient, which is the ratio of the amount of water flowing into the sewer in the amount of rainfall, the roughness coefficient that represents the resistance when water flows on the surface of the sewer pipe, the average moving speed of the sewage from the surface to the sewer main line, Water level difference allowable range for inflow point discrimination,
Display at least one of these as parameters,
At least one of the correlation coefficient between the actual value of the inflow water amount and the predicted value, the average error, the peak ratio, and the peak time difference is displayed as the predicted evaluation value with the parameter value. Use this display function to tune the parameters.
【００１９】[0019]
【作用】本発明においては、流出係数をパラメータとし
て、浸透率を評価することとし、適用に際しての調査の
負荷を軽減した。また、下水幹線への流入水量から、ポ
ンプ所への流入水量を算出する際に、従来法では、ポン
プ所の直前を流入点として定義し、幹線内の貯留量とポ
ンプ所への流入水量の関係を利用している。しかし、実
際には、幹線内の下水の水理挙動がポンプ運転の影響を
大きく受けるため、この関係より算出される流入水量
は、ポンプ吐出量にほぼ等しくなってしまう。従って、
ポンプの安全運転のために必要な情報とは成り得ない。
ポンプ所付近では、幹線内の雨水は、ほぼ貯留状態とな
っており、ポンプ運転の影響を直接受ける。本発明にお
いては、流下状態と貯留状態の境界を定義して、これを
流入点とみなすことにした。つねに、流入点を判別する
ことによって、ポンプ運転に影響されることなく、ま
た、幹線内の下水の水理挙動に応じた流入水量の予測が
可能となった。In the present invention, the permeation rate is evaluated by using the outflow coefficient as a parameter, and the burden of investigation at the time of application is reduced. Moreover, when calculating the inflow water amount to the pump station from the inflow water amount to the sewage main line, the conventional method defines the point immediately before the pump station as the inflow point, and calculates the storage amount in the main line and the inflow water amount to the pump station. Take advantage of relationships. However, in reality, the hydraulic behavior of the sewage in the main line is greatly affected by the pump operation, and therefore the inflow water amount calculated from this relationship is almost equal to the pump discharge amount. Therefore,
It cannot be the information necessary for safe operation of the pump.
Near the pump station, the rainwater in the main line is almost stored and directly affected by the pump operation. In the present invention, the boundary between the flow-down state and the storage state is defined and this is regarded as the inflow point. By always determining the inflow point, it became possible to predict the inflow volume according to the hydraulic behavior of the sewage in the main line without being affected by the pump operation.
【００２０】水位計支配領域毎の流入水量の算出におい
ては、各矩形領域から幹線への到達時間を、各矩形領域
の重心から、帰属水位計までの直線距離に比例して評価
する。従来法では、排水施設平面図を用いて、各マンホ
ール間の満管時の流速から評価することによって到達時
間を評価する方法が取られていたが、管網を構成する各
管について満流流速を計算するのは、非常に煩雑な作業
である。重心からの直線距離によって評価する方法で
は、水位計の座標と平均流速から容易に到達時間を評価
することが可能である。In the calculation of the inflow water amount for each water level gauge controlled area, the arrival time from each rectangular area to the main line is evaluated in proportion to the linear distance from the center of gravity of each rectangular area to the belonging water level meter. In the conventional method, the arrival time was evaluated by using the plan of the drainage facility and evaluating from the flow velocity at the time of full pipe between each manhole, but the full flow velocity of each pipe that constitutes the pipe network was taken. Calculating is a very cumbersome task. With the method of evaluation by the linear distance from the center of gravity, it is possible to easily evaluate the arrival time from the coordinates of the water level gauge and the average flow velocity.
【００２１】本発明では流入点を判別する必要がある
が、これには、ポンプ所の水位計から上流方向へ順に、
隣接する水位計の水位差を求めていき、最初に水位差が
許容範囲を超えた地点とみなす事によって判別する。こ
の許容範囲を決定するとき、および実際に流入水量を予
測するときに、下水幹線の平面図と各水位計測点におけ
る水位データを表示し、流入点を幹線平面図上に示す。
あるいは、下水幹線の断面図と各水位計測点における水
位データを表示し、流入点を幹線断面図上に示す。この
様な表示方法をすることによって、許容範囲を変化させ
た場合の流入点の移動状況を観察することが可能とな
り、下水の水理挙動を的確に捕らえた判断をすることが
できる。また、降雨量のうち下水道に流入する水量の比
率である流出係数、下水管表面を水が流れるときの抵抗
を表す粗度係数、地表から下水幹線へ流入するまでの下
水の平均移動速度、流入点判別のための水位差許容範囲
は、予測のパラメータであり、このうち少なくとも１つ
以上を表示し、そのパラメータ値での予測評価値とし
て、流入水量の実績値と予測値との相関係数、平均誤
差、ピーク比率、ピーク時間差、のうち少なくとも１つ
以上を表示することによって、チューニングを行う際の
判断基準とする。これによって、実際の水位データを利
用して予測精度を向上させていくことができる。In the present invention, it is necessary to determine the inflow point. For this purpose, in order from the water level gauge at the pump station in the upstream direction,
The water level difference between adjacent water level gauges is calculated, and the water level difference is first judged as a point exceeding the allowable range. A plan view of the sewer main line and water level data at each water level measurement point are displayed when determining the allowable range and when actually predicting the inflow water amount, and the inflow point is shown on the main line plan view.
Alternatively, the cross section of the sewer main line and the water level data at each water level measurement point are displayed, and the inflow point is shown on the main line cross section. By using such a display method, it is possible to observe the moving state of the inflow point when the allowable range is changed, and it is possible to make a determination by accurately grasping the hydraulic behavior of the sewage. In addition, the outflow coefficient, which is the ratio of the amount of water that flows into the sewer in the rainfall, the roughness coefficient that represents the resistance when water flows on the surface of the sewer pipe, the average moving speed of the sewage from the surface to the sewer main line, the inflow The water level difference allowable range for point discrimination is a parameter for prediction, and at least one of them is displayed, and as a prediction evaluation value at that parameter value, a correlation coefficient between the actual value of the inflow water amount and the prediction value , And at least one of the average error, the peak ratio, and the peak time difference are displayed as a criterion for tuning. This makes it possible to improve the prediction accuracy by using the actual water level data.
【００２２】[0022]
【実施例】図１に、本発明の適用対象である、雨水排水
ポンプ所と、その排水区域を示す。雨水排水ポンプ所１
は、その排水区域２より排水され、下水幹線３を経て集
められる汚水や雨水をポンプで送水する。晴天時には、
汚水を汚水送水路４より汚水処理場へ送水する。雨天時
には、雨水を雨水排水路５より放流する。とくに雨天時
には、大量の雨水がポンプ所に流入するため、ポンプ運
転を誤ると、放流が間にあわず排水区域の浸水を招く恐
れがある。ポンプ運転を安全に行うためには、流入水量
が重要な情報となる。このため、下水幹線内に、水位計
６−１〜３を設置し、下水の水理挙動の情報を得ると共
に、レーダ雨量計７より排水区域内の雨量分布データを
収集している。また、地上雨量計８−１〜３を設置する
ことにより、レーダ雨量計によるデータの補正あるいは
レーダ雨量データの欠損時のバックアップ等を行なう。
本発明を適用することにより、これらリアルタイムに収
集される水位データ及び降雨データを用いて、雨水流入
水量を精度良く予測することが可能となる。1 shows a rainwater drainage pump station and its drainage area, to which the present invention is applied. Rainwater drainage pump station 1
Pumps the sewage and rainwater drained from the drainage area 2 and collected through the sewer trunk line 3. In fine weather,
The sewage is sent from the sewage water supply channel 4 to the sewage treatment plant. When it rains, rainwater is discharged from the rainwater drainage channel 5. Especially when it rains, a large amount of rainwater flows into the pump station, so if the pump is operated incorrectly, the discharge may not be in time and the drainage area may be flooded. The amount of inflow water is important information for safe pump operation. For this reason, water level meters 6-1 to 3 are installed in the sewer main line to obtain information on the hydraulic behavior of the sewage and to collect rainfall distribution data in the drainage area from the radar rain gauge 7. Further, by installing the ground rain gauges 8-1 to 8-3, the correction of the data by the radar rain gauge or the backup when the radar rain data is lost is performed.
By applying the present invention, it becomes possible to accurately predict the amount of rainwater inflow using the water level data and rainfall data collected in real time.
【００２３】図２に、流入水量予測方法の概要フローチ
ャートを示す。下水管網は、下水幹線とその枝管より構
成される。各枝管について、その管を流れる下水が、幹
線内に設置されたどの水位計の計測データに影響を及ぼ
すかを考慮し、枝管を分類する（９）。次に、分類され
た各々グループの枝管の流域（以下、これを各水位計の
支配領域と記す）を、十分小さな矩形領域に分割する
（１０）。各矩形領域の有効降雨量、即ち降雨量と流出
係数の積を求める（１１）。各矩形領域について、有効
降雨量の時系列を複数時刻分一時的に記憶しておく（１
２）。次に、幹線内の下水の水理挙動に応じて、貯留状
態と流下状態の境界である流入点を判別する（１３）。
これを基にして、各水位計から、流入点までの動的な流
入時間を算出する（１４）。流下時間分過去の領域別流
入水量の和を求め、これをポンプ所流入水量とする（１
５）。最後に、予測した計算結果や、計測データ、パラ
メータ等を表示する（１６）。FIG. 2 shows a schematic flowchart of the inflow water amount prediction method. The sewer network is composed of the sewer trunk line and its branch pipes. For each branch pipe, the branch pipe is classified in consideration of which water level gauge installed in the main line influences the measurement data of the sewage flowing through the pipe (9). Next, the classified river basin of each group (hereinafter, referred to as a control region of each water level gauge) is divided into sufficiently small rectangular regions (10). The effective rainfall in each rectangular area, that is, the product of the rainfall and the runoff coefficient is calculated (11). For each rectangular area, a time series of effective rainfall is temporarily stored for a plurality of times (1
2). Next, the inflow point, which is the boundary between the stored state and the flowing state, is determined according to the hydraulic behavior of the sewage in the main line (13).
Based on this, the dynamic inflow time from each water gauge to the inflow point is calculated (14). Calculate the sum of the past inflows by region for the flow-down time, and use this as the pumping station inflow (1
5). Finally, the predicted calculation result, measurement data, parameters, etc. are displayed (16).
【００２４】図３は、流入量予測方法を実施する際の機
器構成例を示したものである。各点の水位や降雨量の計
測信号１１０は入出力装置１０４を介して工学値に変換
される。これらの工学値は、計算装置１０５に入力され
たり、データ記憶装置１０１に記憶されたり、あるいは
表示装置１０３で表示される。表示装置１０３には、計
測データのほかに、データ記憶装置１０１に記憶されて
いるパラメータ値および計算装置１０５の出力であるポ
ンプ所流入水量の値も表示される。この表示結果を判断
材料として、エンジニアあるいはユーザーである入力者
１０２がパラメータの変更を行なう。計算装置１０５内
では、有効降雨量計算処理１１、流入点判別処理１３、
動的流下時間計算処理１４、ポンプ所流入水量計算処理
１５、が行なわれる。また、主記憶上に、有効降雨量記
憶部１２を有する。流入点判別処理１３では、管渠水位
データとデータ記憶装置に予め記憶されている管渠土木
データより、流入点をリアルタイムに判別し、その位置
情報を動的流下時間計算処理１４へ送る。動的流下時間
計算処理１４では、流下点位置情報と管渠水位データお
よび管渠土木データより、各領域からポンプ所までの流
入時間を計算し、ポンプ所流入水量計算処理１５へ送
る。一方、有効降雨量計算処理１１では、センサから入
出装置１０４を介して入力される降雨量データと、デー
タ記憶装置１０１あるいはユーザー１０２からの入力で
ある流出係数から、各矩形領域の有効降雨量を計算し、
有効降雨量記憶部１２へ送る。有効降雨量記憶部１２
は、各矩形領域毎に、有効雨量を複数時刻分の時系列と
して記憶しておき、必要に応じてポンプ所流入水量計算
処理１５で利用する。ポンプ所流入水量計算処理１５で
は、矩形領域ごとの有効降雨量と各矩形領域からポンプ
所までの流下時間からポンプ所流入水量を計算し、計算
装置１０５の出力とする。FIG. 3 shows an example of the equipment configuration when the inflow amount prediction method is carried out. The measurement signal 110 of the water level and the rainfall amount at each point is converted into an engineering value via the input / output device 104. These engineering values are input to the calculation device 105, stored in the data storage device 101, or displayed on the display device 103. In addition to the measurement data, the display device 103 also displays the parameter value stored in the data storage device 101 and the value of the pump station inflow water amount which is the output of the calculation device 105. An engineer or an input person 102, who is a user, changes the parameters by using the display result as a criterion. In the calculation device 105, the effective rainfall amount calculation process 11, the inflow point determination process 13,
The dynamic downflow time calculation process 14 and the pump station inflow water amount calculation process 15 are performed. In addition, the main memory has an effective rainfall storage unit 12. In the inflow point determination processing 13, the inflow point is determined in real time based on the water level data of the pipe and the pipe civil engineering data stored in advance in the data storage device, and the position information is sent to the dynamic flow time calculation process 14. In the dynamic downflow time calculation process 14, the inflow time from each region to the pump station is calculated from the downflow point position information, the pipe water level data, and the pipe civil engineering data, and sent to the pump station inflow water amount calculation process 15. On the other hand, in the effective rainfall amount calculation process 11, the effective rainfall amount of each rectangular area is calculated from the rainfall amount data input from the sensor via the entry / exit device 104 and the runoff coefficient input from the data storage device 101 or the user 102. Calculate,
Send to the effective rainfall storage unit 12. Effective rainfall storage unit 12
For each rectangular area, the effective rainfall is stored as a time series for a plurality of times, and is used in the pump station inflow water amount calculation processing 15 as needed. In the pump station inflow water amount calculation processing 15, the pump station inflow water amount is calculated from the effective rainfall amount for each rectangular area and the downflow time from each rectangular area to the pump station, and outputs it as the output of the calculation device 105.
【００２５】図２のフローチャートに沿って、さらに詳
細な説明をする。A more detailed description will be given along the flow chart of FIG.
【００２６】まず、ポンプ所の排水区域を水位計毎の支
配領域に分割するため、管を流れる下水が幹線上のどの
水位計に最も近い場所に流入するかによって、枝管を分
割する。図４を用いてこれを示す。図１と同様に、下水
幹線３を通じて、ポンプ所１の排水区域２から排出され
る汚水と雨水が、ポンプ所へ集められる。下水幹線内に
は水位計６−１〜３が設置されている。下水幹線と幹線
以外の下水管網即ち枝管との接続点は、２１−１〜８の
８か所あるとする。２１−１〜３は、水位計６−１に近
い。従って、２１−１〜３から流入する枝管の流域は、
水位計２１−１の支配領域であり、１７−１で示される
領域である。同様にして、領域１７−２は、流入点２１
−４〜５から流入する枝管の流域、領域１７−３は、流
入点２１−７〜８から流入する枝管の流域である。こう
して、枝管を分類することによって、排水区域は、水位
計毎の支配領域に分割される。なお、水位計の設置数が
極端に少ない場合には、仮想水位計を考慮して領域分割
を行ってもよい。この時、仮想水位計の水位データは、
隣接水位計のデータより線形補間したものとする。以上
が、図２のフローチャートにおける枝管の分類（９）の
処理である。First, in order to divide the drainage area of the pumping station into control regions for each water level gauge, the branch pipe is divided according to which water level gauge on the main line is closest to which water level gauge. This is shown using FIG. Similar to FIG. 1, the sewage main line 3 collects sewage and rainwater discharged from the drainage area 2 of the pump station 1 to the pump station. Water level meters 6-1 to 3 are installed in the sewer main line. It is assumed that there are eight connection points 21-1 to 21-8 between the sewer trunk line and a sewer network other than the trunk line, that is, a branch pipe. 21-1 to 21-3 are close to the water level gauge 6-1. Therefore, the basin of the branch pipe that flows in from 21-1 to 3 is
It is the area controlled by the water level gauge 21-1 and is the area indicated by 17-1. Similarly, the area 17-2 has an inflow point 21.
A region 17-3 of the branch pipes flowing in from -4 to 5 is a region of the branch pipes flowing in from the inflow points 21-7 to 8. Thus, by classifying the branch pipes, the drainage area is divided into control areas for each water level gauge. If the number of water level gauges installed is extremely small, the virtual water level gauge may be taken into consideration for the region division. At this time, the water level data of the virtual water gauge is
It is assumed to be linearly interpolated from the data of adjacent water gauges. The above is the processing of the branch pipe classification (9) in the flowchart of FIG.
【００２７】続いて、支配領域をさらに十分小さな矩形
領域に分割する。図５は、ある１つの水位計の支配域領
を示したものである。支配領域を、図のように充分小さ
い矩形領域２６の集合として扱う。支配領域の境界にお
いて、矩形領域内に入る領域が半分以下の場合は無視す
る。これらの矩形領域には、一連番号を付いておく。Subsequently, the dominant area is divided into sufficiently small rectangular areas. FIG. 5 shows the territory of one water level gauge. The dominant region is treated as a set of sufficiently small rectangular regions 26 as shown in the figure. If the area within the rectangular area is less than half at the boundary of the governing area, it is ignored. A serial number is attached to each of these rectangular areas.
【００２８】以上の処理は、システム構築作業の際に予
め行なっておく準備的な手続きである。The above-mentioned processing is a preparatory procedure which is carried out in advance at the time of system construction work.
【００２９】以下の処理は、システム構築後、リアルタ
イムに行なわれる処理である。まず、降雨開始後から、
各矩形領域の有効降雨量を求める。有効降雨量とは、降
雨量のうち、下水道管網に流入する量のことで、降雨量
と流入係数の積で求められる。これが、図２のフローチ
ャートにおける有効降雨量計算（１１）である。本願発
明においては、流出係数は、パラメータとして扱う。排
水区域全域を一様としても良いし、豊富な実績データが
得られている場合には、支配領域毎に可変、さらには動
的に可変なものとしても良い。The following processing is performed in real time after system construction. First, after the start of rainfall,
Calculate the effective rainfall in each rectangular area. The effective rainfall is the amount of rainfall that flows into the sewer network, and is calculated as the product of rainfall and inflow coefficient. This is the effective rainfall amount calculation (11) in the flowchart of FIG. In the present invention, the outflow coefficient is treated as a parameter. The entire drainage area may be uniform, or if abundant performance data is obtained, it may be variable for each control area or even dynamically.
【００３０】有効降雨量が流入水量となって現れるまで
には、時間遅れを伴うため、この流下時間分保持してか
ら、和をとることになる。従って、各矩形領域の有効降
雨量を、一時的に複数時間分記憶しておく。以上の理由
から有効降雨量の記憶（１２）が必要となる。Since there is a time delay until the effective rainfall amount appears as the inflow water amount, the sum will be obtained after holding this run-down time. Therefore, the effective rainfall amount of each rectangular area is temporarily stored for a plurality of hours. For the above reasons, it is necessary to store the effective rainfall amount (12).
【００３１】次に流入点の判別（１３）について説明す
る。流下時間は、各矩形領域から流入点に到達するまで
の時間である。まず流入点の定義について図６を用いて
説明する。Next, the inflow point determination (13) will be described. The downflow time is the time required to reach the inflow point from each rectangular area. First, the definition of the inflow point will be described with reference to FIG.
【００３２】図６は、ポンプ所と下水幹線の断面図であ
る。下水は流入幹線３から、ポンプ所１へと流入し、ポ
ンプ所内では、阻水扉３１を通過して、ポンプ３２によ
って、排水される。従来法では、流入水量はポンプ所直
前の点、即ち図の３３で示される点におけるものとして
計算している。しかしながら、水位が高い場合は、ポン
プ所における下水の貯留断面は、下水幹線の上流にまで
達する。従って、流入点３３においては、ポンプ運転の
影響を直接受け、流入量とポンプによる吐出量がほぼ等
しい状態となる。そこで、ポンプ運転の影響を直接受け
る貯留域を３５、影響を受けない流下領域を３４とし
て、その境界３６を流入点とみなす。貯留断水は水位に
よって変化するため、この定義による流入点もまた、動
的に移動する。FIG. 6 is a sectional view of the pump station and the sewer main line. Sewage flows into the pump station 1 from the inflow trunk line 3, passes through the water blocking door 31 in the pump station, and is drained by the pump 32. In the conventional method, the inflow water amount is calculated as a point immediately before the pump station, that is, a point indicated by 33 in the figure. However, when the water level is high, the sewage storage cross section at the pump station reaches upstream of the sewer main line. Therefore, at the inflow point 33, the pump operation is directly affected, and the inflow amount and the pump discharge amount are substantially equal. Therefore, the storage area that is directly affected by the pump operation is set to 35, the downstream area that is not affected is set to 34, and the boundary 36 is regarded as the inflow point. Since the stored water outage changes depending on the water level, the inflow point according to this definition also moves dynamically.
【００３３】図７、図８に、流入点の判別方法を示す。
流入点は、貯留領域と流下領域の境界とする。両方の領
域の定義は、以下に述べるように、隣接する水位計設置
点間の水位差Δｈに基づく。いま、下流側の水位計を６
−ｉ、上流側の水位計を６−ｉ＋１とし、下流側の水位
計設置点では、貯留状態であるとする。図７は、下流側
と上流側の水位差Δｈが、許容量εを越えない場合で、
この時は、上流側の水位計設置点においても、貯留状態
であるとみなす。図８は、水位差Δｈが、許容量εを越
えた場合で、この時は、上流側と下流側の水位から、そ
の間の水位を内挿し、水位差が、下流側に比べて、εと
なった地点を流入点とする。ポンプ所から上流側へ順に
隣接する水位計の水位差を調べていき、最初に水位差が
許容範囲を越えた点を流入点とする。7 and 8 show a method of discriminating the inflow point.
The inflow point is the boundary between the storage area and the downflow area. The definition of both areas is based on the water level difference Δh between adjacent water gauge installation points, as described below. Now, the water level gauge on the downstream side is 6
-I, the upstream water level gauge is 6-i + 1, and the downstream water level gauge installation point is in a storage state. FIG. 7 shows the case where the water level difference Δh between the downstream side and the upstream side does not exceed the allowable amount ε.
At this time, the water level gauge installation point on the upstream side is also considered to be in a storage state. FIG. 8 shows a case where the water level difference Δh exceeds the allowable amount ε. At this time, the water levels between the upstream and downstream sides are interpolated, and the water level difference is ε as compared to the downstream side. The point at which it becomes is the inflow point. The water level difference between the adjacent water level gauges is checked in order from the pumping station to the upstream side, and the point where the water level difference exceeds the allowable range is set as the inflow point.
【００３４】次に、図２における動的流下時間計算処理
（１４）について説明する。流入点は、動的に変化する
ため、水位計設置点から流入点までの流下時間もそれに
応じて変化する。いま、ｉ番目の矩形領域から下水幹線
までの流下時間をｔi、ｎ番目の水位計から、流入点ま
での時刻ｔにおける流下時間をＴnとする。流入時間は
両者の和として与えられる。幹線までの流下時間ｔ
iは、矩形領域から帰属水位計までの直接距離ｄiおよび
平均流速ｖを用いて、Next, the dynamic flow-down time calculation process (14) in FIG. 2 will be described. Since the inflow point changes dynamically, the downflow time from the water level gauge installation point to the inflow point also changes accordingly. Now, let the flow-down time from the i-th rectangular area to the sewer trunk line be t i , and the flow-down time at time t from the n-th water level gauge to the inflow point be T n . The inflow time is given as the sum of the two. Downflow time t to the main line
i is the direct distance d i from the rectangular area to the imputed water gauge and the average flow velocity v,
【００３５】[0035]
【数１】 ｔi＝ｄi／ｖ …（数１） により評価する。矩形領域の重心座標（ｘi，ｙi）、帰
属水位計の座標を（ｘ0，ｙ0）とすると、直接距離ｄi
は、[Equation 1] t i = d i / v (Equation 1) If the barycentric coordinates (x i , y i ) of the rectangular area and the coordinates of the belonging water level gauge are (x 0 , y 0 ), the direct distance d i
Is
【００３６】[0036]
【数２】 [Equation 2]
【００３７】より、容易に求められる。流速ｖについて
は、例えば、平坦な都市部では一定値として、やはりパ
ラメータとして扱うことができる。また、標高差がある
場合には、マニング公式より、Therefore, it can be easily obtained. The flow velocity v can be treated as a parameter, for example, as a constant value in a flat urban area. Also, if there is an altitude difference, from the Manning formula,
【００３８】[0038]
【数３】 [Equation 3]
【００３９】として、評価することができる。ここで、
Ｄは、その排水区域内で最も多く使用されている代表的
な管の直径、ΔＨi は、矩形領域の重心と帰属水位計設
置点の標高差である。幹線内の流下時間Ｔn は、下水幹
線の土木構造と流速を用いて、Can be evaluated as here,
D is the diameter of a typical pipe that is most often used in the drainage area, and ΔH i is the elevation difference between the center of gravity of the rectangular area and the water level gauge installation point. The flow-down time T n in the main line is calculated by using the civil engineering structure and the flow velocity of the sewage main line.
【００４０】[0040]
【数４】 [Equation 4]
【００４１】により、計算する、但し、ｌkは水位計設
置点から流入点までの下水幹線を構成する管の管長、ｖ
kはその管内の流速である。流速ｖkは、例えばマニング
の流速公式を用いて、## EQU1 ## where l k is the pipe length of the pipe constituting the sewer trunk line from the water level gauge installation point to the inflow point, v
k is the flow velocity in the tube. The flow velocity v k is calculated using, for example, Manning's flow velocity formula,
【００４２】[0042]
【数５】 [Equation 5]
【００４３】とする。但し、Ｒkは径深、Ｉkは管底勾配
と動水勾配の大きな方とする。なお、水位計設置点が貯
留領域内にある場合は、流下時間は０とする。It is assumed that However, R k is the diameter depth, and I k is the larger of the pipe bottom gradient and the hydraulic gradient. When the water level gauge installation point is in the storage area, the downflow time is 0.
【００４４】つぎに、ポンプ所流入水量計算処理（１
５）について述べる。ポンプ所流水入量は、各矩形領域
の有効降雨量の時系列の中で、流下時間過去の和を求め
る。しかし、流下時間の扱いは、水位計が流入点の上流
にあるか下流にあるかで扱いが異なるため、まず支配領
域毎の流入量を求める。いま、ｉ番目の矩形領域２６の
時刻ｔにおける、降雨量をｒt（ｔ）、下水幹線までの
流下時間をｔiとする。水位計、即ち支配領域の番号を
ｎとすると、この支配領域から下水幹線への時刻ｔにお
ける流入水量ｆn（ｔ）は、Next, the pump station inflow water amount calculation process (1
5) will be described. For the water flow into the pump station, find the sum of the past runoff times in the time series of effective rainfall in each rectangular area. However, the handling of the downflow time differs depending on whether the water level gauge is located upstream or downstream of the inflow point, so the inflow volume for each control area is first determined. Now, let us say that the amount of rainfall at time t of the i-th rectangular area 26 is r t (t) and the downflow time to the sewer main line is t i . Assuming that the water level gauge, that is, the number of the control area is n, the inflow water amount f n (t) from the control area to the sewer main line at time t is
【００４５】[0045]
【数６】 [Equation 6]
【００４６】で表される。ただし、ｃは流出係数であ
り、パラメータである。水位計支配領域ごとの流入量と
動的流下時Ｔnより、時刻ｔにおけるポンプ所への流入
水量ｆp（ｔ）を次のように計算する。It is represented by However, c is an outflow coefficient and is a parameter. The inflow amount f p (t) into the pump station at time t is calculated from the inflow amount for each water level gauge control region and the dynamic flow-down time T n as follows.
【００４７】[0047]
【数７】 [Equation 7]
【００４８】数６を数７に代入すると、Substituting equation 6 into equation 7,
【００４９】[0049]
【数８】 [Equation 8]
【００５０】を得る。これは、数６と数７によって求め
た流入量が、各矩形領域における流下時間だけ過去の有
効降雨量の和であることを示している。To obtain. This indicates that the inflow amount obtained by the equations 6 and 7 is the sum of the effective rainfall amounts in the past for the downflow time in each rectangular area.
【００５１】最後に予測結果の表示（１６）について説
明する。Finally, the display (16) of the prediction result will be described.
【００５２】図９〜図１１に、流入点判別の許容範囲の
決定をするとき、および実績に流入水量予測を行うとき
に必要となる表示の、画面レイアウト例を示す。9 to 11 show examples of screen layouts of displays required when determining the allowable range of the inflow point determination and when actually estimating the inflow water amount.
【００５３】図９は、ポンプ所１と下水幹線３が平面図
で表示されている画面である。６−１〜３は水位計設置
点である。４１−１〜３は各点での水位データ表示、４
２は、雨水放流先の河川水位データの表示、４３は、ポ
ンプ所における流入渠の水位データ表示である。これら
のデータに基づいて判別された流入点３６が、下水幹線
３上に示される。FIG. 9 is a screen showing the pump station 1 and the sewer main line 3 in a plan view. 6-1 to 3 are water level gauge installation points. 41-1 to 4-3 show water level data at each point, 4
2 is a display of the river water level data of the rainwater discharge destination, and 43 is a water level data display of the inflow channel at the pump station. The inflow point 36 determined based on these data is shown on the sewer main line 3.
【００５４】図１０は幹線断面４６と水位計測データ４
１−１〜３、流渠水位４３の表示例である。幹線断面図
４６は、横軸にポンプ所から距離、縦軸に高さとして表
示し、横軸上には水位計設置点を示す。幹線断面図の横
軸の方向は、実際の地理的な方向に対応させる。４７−
５０の折線はそれぞれ、地表面（４７）、管渠上部（４
８）、貯留水面（４９）、管底（５０）を表す。貯留水
面は、水位計測データによって表される点を直線で結ぶ
ことによって得る。FIG. 10 shows the cross section 46 of the main line and the water level measurement data 4.
It is a display example of 1-1 to 1-3 and drainage water level 43. In the cross-sectional view 46 of the main line, the horizontal axis indicates the distance from the pump station, the vertical axis indicates the height, and the horizontal axis indicates the water level gauge installation point. The direction of the horizontal axis of the trunk cross section corresponds to the actual geographical direction. 47-
The 50 fold lines are the ground surface (47) and the upper part of the pipe (4
8), the stored water surface (49) and the pipe bottom (50). The stored water surface is obtained by connecting the points represented by the water level measurement data with straight lines.
【００５５】これらの画面は、オンラインで流入水量予
測値に基づいてポンプ運転をしている際に、下水挙動を
把握するために役立つ他、オフラインで流入点の判別基
準となる許容範囲εをチューニングする際に利用する。
εは、下水幹線の形状に影響を受けるため、対象によっ
てそれぞれ異なる値を取りうる。そこでまず、流入点の
移動状態が、水位の上昇に応じて、上流に移動していく
現象が不自然でないようにという定性的な判断により、
εの範囲を限定する。このため、下水挙動を把握できる
上記表示画面が必要となる。εをその範囲内で何種類か
変化させて、最も予測精度が良いものを選択する。These screens are useful for grasping the sewage behavior while the pump is operating online based on the estimated value of the inflow water amount, and offline, the allowable range ε which is the reference for determining the inflow point is tuned. Use when you do.
Since ε is affected by the shape of the sewer main line, it can take different values depending on the target. Therefore, first of all, by qualitative judgment that the movement state of the inflow point should not be unnatural as the water level increases
Limit the range of ε. For this reason, the above-mentioned display screen which can grasp sewer behavior is required. By changing ε in several kinds within the range, the one with the best prediction accuracy is selected.
【００５６】図１１に、パラメータのチューニングに必
要となる画面を示す。画面はパラメータ一覧５１および
予測結果評価５６で構成される。パラメータには、降雨
量のうち下水道に流入する水量の比率である流出係数５
２、下水管表面を水が流れるときの抵抗を表す粗度係数
５３、地表から下水幹線へ流入するまでの下水の平均移
動速度５４、流入点判別のための水位差許容範囲５５が
ある。一方、評価基準には、流入水量の実績値と予測値
との相関係数５７、平均誤差５８、ピーク比率５９、ピ
ーク時間差６０、がある。ピーク比率５９は、流入水量
の極大値の実績値と予測値の比である。ピーク時間差６
０は、流入水量が極大値を取る時刻の実績と予測のずれ
である。図９や図１０の表示画面によって、εの大体の
目安を決め最適なεを決定する。チューニング用の画面
は水位差許容範囲εのほか、他のパラメータのチューニ
ングにも利用し、予測精度の向上に役立てる。FIG. 11 shows a screen required for parameter tuning. The screen includes a parameter list 51 and a prediction result evaluation 56. The parameter is runoff coefficient 5 which is the ratio of the amount of water flowing into the sewer to the amount of rainfall.
2. There are a roughness coefficient 53 that represents resistance when water flows on the surface of the sewer pipe, an average moving speed 54 of the sewage until it flows into the sewer main line from the ground surface, and a water level difference permissible range 55 for inflow point determination. On the other hand, the evaluation criteria include the correlation coefficient 57 between the actual value and the predicted value of the inflow water amount, the average error 58, the peak ratio 59, and the peak time difference 60. The peak ratio 59 is the ratio between the actual value and the predicted value of the maximum value of the inflow water amount. Peak time difference 6
0 is the difference between the actual result and the prediction at the time when the inflow water amount has the maximum value. An approximate guideline for ε is determined by the display screens of FIGS. 9 and 10, and the optimum ε is determined. The screen for tuning is used not only for the water level difference allowable range ε but also for tuning other parameters to help improve the prediction accuracy.
【００５７】[0057]
【発明の効果】本発明によれば、雨水排水ポンプ所にお
いて、幹線内の下水の水理挙動を十分考慮にいれた動的
な流入水量予測を行うことができ、予測精度が向上す
る。また、これによって、より優れたポンプ運転支援を
行うことが可能となり、安全性が良くなる。According to the present invention, at the rainwater drainage pump station, it is possible to predict the dynamic inflow of water, taking into consideration the hydraulic behavior of the sewage in the main line, and the prediction accuracy is improved. Further, this makes it possible to provide more excellent pump operation support and improve safety.
【図１】雨水排水ポンプ所と排水区域を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a rainwater drainage pump station and a drainage area.
【図２】流入水量予測方法の概要フローチャート。FIG. 2 is a schematic flowchart of an inflow water amount prediction method.
【図３】流入水量予測装置の装置構成図。FIG. 3 is a device configuration diagram of an inflow water amount prediction device.
【図４】排水区域の水位計支配領域への分割を示す図。FIG. 4 is a diagram showing division of a drainage area into water level gauge control areas.
【図５】水位計支配領域内の流下時間の評価方法を示す
図。FIG. 5 is a diagram showing a method of evaluating a downflow time within a water level gauge control region.
【図６】下水幹線内の流入点の定義を示す図。FIG. 6 is a diagram showing the definition of an inflow point in the sewer main line.
【図７】幹線内が貯留状態である下水の水理挙動を示す
図。FIG. 7 is a diagram showing the hydraulic behavior of sewage with the main line being in a storage state.
【図８】幹線内が貯留状態と流下状態の境界となる下水
の水理挙動を示す図。FIG. 8 is a diagram showing the hydraulic behavior of sewage where the inside of the main line serves as a boundary between the stored state and the flowing state.
【図９】幹線平面図と水位データおよび流入点を表示す
る画面レイアウト例を示す図。FIG. 9 is a diagram showing an example of a screen layout that displays a plan view of a main line, water level data, and an inflow point.
【図１０】幹線断面図と水位データおよび流入点を表示
する画面レイアウト例を示す図。FIG. 10 is a diagram showing an example of a screen layout displaying a trunk line cross-section, water level data, and an inflow point.
【図１１】流入水量予測のパラメータの値とその時の予
測評価値を表示する画面レイアウト例を示す図。FIG. 11 is a diagram showing an example of a screen layout for displaying parameter values for predicting inflow water amount and predictive evaluation values at that time.
１…雨水排水ポンプ所、２…排水区域、３…下水幹線、
４…汚水送水路、５…雨水排水路、６…水位計、７…レ
ーダ雨量計、１７…水位計毎支配領域、２１…枝管と下
水幹線との接続点 ２６．矩形領域 ３１．阻水扉 ３
２．ポンプ ３３…流入点（従来法）、３４…貯留領
域、３５…流下領域、３６…動的流入点。1 ... Rainwater drainage pump station, 2 ... Drainage area, 3 ... Sewer trunk line,
4. Dirty water supply channel, 5 ... Rainwater drainage channel, 6 ... Water level gauge, 7 ... Radar rain gauge, 17 ... Control area for each water level gauge, 21 ... Connection point between branch pipe and sewer main line 26. Rectangular area 31. Obstruction door 3
2. Pump 33 ... Inflow point (conventional method), 34 ... Storage area, 35 ... Downflow area, 36 ... Dynamic inflow point.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鵜飼 誠治 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内 (72)発明者 植木 茂 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所機電事業部内 (72)発明者 川上 博行 東京都新宿区西新宿二丁目８番１号 東京 都下水道局内 (72)発明者 中山 明夫 東京都新宿区西新宿二丁目８番１号 東京 都下水道局内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Seiji Ukai 4-6 Kanda Sugawadai, Chiyoda-ku, Tokyo Hitachi, Ltd. (72) Inventor Shigeru Ueki 4-6 Kanda Surugadai, Chiyoda-ku, Tokyo Hitachi, Ltd. (72) Inventor Hiroyuki Kawakami 2-8-1, Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Within Tokyo Metropolitan Sewer Bureau (72) Inventor Akio Nakayama 2--8-1, Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Within Tokyo Metropolitan Sewerage Bureau
Claims (6)
から集まる雨水を排水ポンプ場へ導く幹線とから成る管
網と、幹線の適当な複数箇所に設けられた水位計と、排
水区域全域の降雨分布が測定可能なレーダ雨量計と、排
水区域内の適当な箇所に設けられた複数の雨量計と、を
有する雨水排水システムにおいて、（１）各水位計の計
測データに影響する枝管を、枝管と幹線との接続点と水
位計の設置点との距離に応じて分類し、（２）各水位計
の計測データに影響する枝管の流域を複数の矩形領域に
分割し、（３）各矩形領域の有効降雨量の時間変化を計
算し、（４）複数時刻の有効降雨量の計算結果を記憶し
ておき、（５）幹線の各水位計の計測データから、幹線
内で雨水が貯留状態から流下状態に変化する流入点を判
別し、（６）流入点より上流の水位計の計測データに影
響する矩形領域から流入点までの流下時間は、水位計設
置点と流入点との間の流下時間と各矩形領域から水位計
設置点までの流下時間の和とし、流入点より下流の水位
計の計測データに影響する矩形領域からの流下時間は、
各矩形領域から水位計設置点までの流下時間とすること
によって、流入点を基準とした流下時間を求め、（７）
各矩形領域における、流下時間だけ過去の有効降雨量の
和として、ポンプ場への流入水量を求め、（８）上記計
測データと流入水量のすくなくとも一方を表示する、こ
とを特徴とする流入水量予測方法。1. A pipe network consisting of a branch pipe that collects rainwater in a certain area, a trunk line that guides the rainwater that collects from the branch pipe to a drainage pump station, and a water level gauge provided at an appropriate plurality of locations on the trunk line. In a rainwater drainage system that has a radar rain gauge that can measure the rainfall distribution over the entire drainage area and multiple rain gauges that are installed at appropriate locations within the drainage area, (1) influence the measurement data of each water level gauge The branch pipes to be divided are classified according to the distance between the connection point of the branch pipe and the main line and the installation point of the water level gauge, and (2) the basin of the branch pipe that affects the measurement data of each water level gauge is divided into multiple rectangular areas. It is divided into (3) time change of effective rainfall of each rectangular area, (4) calculation results of effective rainfall at multiple times are stored, and (5) from the measured data of each water level gauge on the main line. , In the main line, determine the inflow point where rainwater changes from the stored state to the downflow state, and (6) Inflow The run-down time from the rectangular area to the inflow point, which affects the measurement data of the water level gauge upstream, is the sum of the run-down time between the water level gauge installation point and the inflow point and the run-down time from each rectangular area to the water level gauge installation point. And the run-down time from the rectangular area that affects the measurement data of the water level gauge downstream from the inflow point is
The downflow time based on the inflow point is obtained by setting the downflow time from each rectangular area to the water level gauge installation point (7)
Prediction of the inflow of water into the pumping station as the sum of the effective rainfall in the past only in the runoff time in each rectangular area, and (8) displaying at least one of the above measured data and the inflow of water. Method.
から水位計設置点までの流下時間を、各矩形領域の重心
から水位計設置点までの直線距離に基づいて求める処理
を含む請求項１の流入水量予測方法。2. The process for determining the downflow time includes a process for determining the downflow time from each rectangular area to the water level gauge installation point based on the linear distance from the center of gravity of each rectangular area to the water level gauge installation point. Influent flow prediction method 1.
水位計から上流方向へ順に、隣接する水位計の水位差を
求めていき、最初に水位差が許容範囲を超えた地点とみ
なす事によって行う請求項１の流入水量予測方法。3. In the process of determining the inflow point, the water level difference between adjacent water level gauges is obtained in order from the water level gauge at the pumping station in the upstream direction, and the point where the water level difference first exceeds the allowable range is considered. The method for predicting inflow of water according to claim 1, which is carried out by a method.
各水位計測点における水位データを表示し、流入点を幹
線平面図上に示す請求項１の流入水量予測方法。4. The inflow water amount predicting method according to claim 1, wherein the displayed process displays a plan view of the sewage trunk line and water level data at each water level measurement point, and shows the inflow points on the trunk line plan view.
各水位計測点における水位データを表示し、流入点を幹
線断面図上に示す請求項１の流入水量予測方法。5. The inflow water amount predicting method according to claim 1, wherein the displayed process displays a cross-sectional view of a sewer trunk line and water level data at each water level measurement point, and the inflow point is shown on the trunk line cross-sectional view.
に流入する水量の比率である流出係数、下水管表面を水
が流れるときの抵抗を表す粗度係数、地表から下水幹線
へ流入するまでの下水の平均移動速度、流入点判別のた
めの水位差許容範囲、のうち少なくとも１つ以上をパラ
メータとして表示し、そのパラメータ値での予測評価値
として、流入水量の実績値と予測値との相関係数、平均
誤差、ピーク比率、ピーク時間差、のうち少なくとも１
つ以上を表示する請求項１の流水入量予測方法。6. The treatment indicated above is the outflow coefficient, which is the ratio of the amount of water that flows into the sewer to the amount of rainfall, the roughness coefficient that represents the resistance when water flows on the surface of the sewer pipe, and the inflow from the ground surface to the sewer main line. At least one or more of the average moving speed of sewage and the allowable range of water level for inflow point determination is displayed as a parameter, and the actual evaluation value and the estimated value of the inflow water amount are used as the predicted evaluation value with the parameter value. At least one of the correlation coefficient, average error, peak ratio, peak time difference
The method for predicting running water input according to claim 1, wherein three or more are displayed.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2008184783A (en) * | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Toshiba Corp | Rainwater inflow estimating device and rainwater inflow estimating method |
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1993
- 1993-03-12 JP JP05166593A patent/JP3279703B2/en not_active Expired - Fee Related
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