JPH0719912A - 下水道流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【構成】 下水道流量制御装置を、単独流量調節要素群
VAn 、水量検出器SBn を備え流量調節機能を持つ貯水要
素群VBn 、流量調節機能を持つ複数の分水部VAn 流量調
節機能を持つ複数の放水部VAn 、流量検出器群SAn と、
これらと通信可能で入力された遠隔地の貯水要素群VBn
からの水量情報と流量検出器群SAn からの流量情報と必
要に応じては他の適宜情報とに基づき、下水道網の各部
の流量を所望の値に制御するための個別の制御信号を前
記流量調節要素群VAn 、貯水要素群VBn 、各分水部VAn
、各放水部VAn に夫々送信する集中制御部CTとで構成
する。 【効果】 諸設備の状況を適切に把握するとともに状況
に応じて各部を制御して、下水道設備の円滑効率的な運
用を実現し雨水が局所的にあふれ不測の災害をもたらす
等の事態を回避することが可能となる。また、下水道を
流下する汚染物質の濃度を管理することができる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、下水道流量制御装置
に関し、特に広域的に分布した取水設備、調水設備、排
水設備等を一元的に管理し、諸設備の状況を適切に把握
するとともに状況に応じて各部を制御し下水道設備の円
滑効率的な運用を実現し、例えば雨水が局所的にあふれ
不測の災害をもたらす等の事態を回避する、或いは流下
する汚染物質の濃度を管理することができる下水道流量
制御装置（システム）に関する。

【０００２】

【従来の技術】既存の下水道設備では、取水設備、調水
設備、排水設備等の各種制御設備を含む下水システムが
広域に渡って設けられている。このような、広域下水シ
ステム（図２参照）では設備の制御対象は主として幹路
の下水流量やポンプ所や処理場に於けるポンプからの送
出水量であり、水門設備やポンプが制御設備にあたる。
この種の設備では、制御対象となる物理量の現在の値を
各種センサーによって監視し、その出力に応じて制御機
器部のコントロールを行っている。

【０００３】図３（ａ）は、上述センサーの一例である
電磁流量計１０ａを示している。この電磁流量計１０Ａ
は、ファラディの電磁誘導の法則に基づき、磁界内を導
電性液体（下水や処理水等）を流すことにより、流速に
比例した起電力が発生することを利用し流量を計測して
いる。

【０００４】また、図３（ｂ）は、超音波を利用した超
音波流量計１０Ｂを示しており、超音波送受信回路１１
により駆動される送受波器１２のホーンより放射された
超音波の下水等１３の水面１３ａよりの反射波を送受波
器１２にて受信し、超音波送受信回路１１にて処理して
水面１３ａまでの距離を知りこれより水深を知ることが
できる。従って、既知断面の開水路１３を流れる流水
（下水）の流量を得ることができる。なお、この超音波
設備は垂直方向の断面積が既知の貯水設備に適用するな
らば貯留水量を知るための水量計として用いることもで
きる。

【０００５】各制御設備の機能操作は、作業者が行うよ
うに設計されているものも多く使われているが、制御機
器のコントロールは上述流量計の他にも各種センサを用
いて集中管理され中央管理装置（図４参照）の操作者が
各部の操作を行い各所の操作者に指令を行う傾向にあ
る。更には、制御機器の制御も自動化され集中管理され
る場合もある。

【０００６】ところで、上述した制御は管理範囲がまだ
局所的で小規模であり、管理範囲以外の設備とは有機的
に結合されてはおらず、折角広い範囲で得られた情報が
活用されていないのが現状である。この結果、大量の雨
水により特定の設備に処理能力を越えた流水が集中し制
御不可能となり市街に溢れ出し災害をもたらし、一方で
極近接した他の経路では処理能力を残した設備が同時に
存在する等の不合理な事態も生じ、貴重な社会資源であ
る下水道設備を有効に活用しているとは言い難い側面を
残して運用されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本願では上述した事情
に鑑みて為されたもので、広域の下水道を総合的にとら
え、遠隔各部の流量を検出し、これを反映させた判定を
中央で集中的に行い、遠隔各部の流量制御を行うことで
下水道設備を有効に活用し、大雨により都市部で発生す
る都市型水害等を防止することが可能な下水道流量制御
装置を提案することを目的としている。また本願では下
水道より放水される下水の汚染成分等の濃度を環境維持
に必要な適切濃度となるように下水合流（混合）点での
汚水等と雨水等の混合具合を調節し、所定値以下の濃度
に制御することで、環境保全に寄与する下水道流量制御
装置を提案することも目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本願第一発明の下水道流量制御装置は、夫々下水道網
の所定部位に設備された、複数の単独流量調節要素群
と、水量検出器を備え流量調節機能を持つ貯水要素群
と、流量調節機能を持つ複数の分水部及び流量調節機能
を持つ複数の放水部と、流量検出器群と、これらと通信
可能な集中制御部とを含み構成され、前記流量調節要素
群は、集中制御部の制御によりこの部分を通過させる下
水の流量を調節し、前記貯水要素群は、貯水機能を有し
水量検出器からの貯水量情報を集中制御部に送信すると
ともに集中制御部の制御によりこの部分から流出させる
下水の流量を調節し、各分水部は、集中制御部の制御に
よりこの部分で分流させる下水の各流量を調節し、各放
水部は、集中制御部の制御によりこの部分で放水させる
下水の各流量を調節し、流量検出器群は、設置地点での
流量情報を集中制御部に送信し、そして、集中制御部
は、入力された遠隔地の貯水要素群からの水量情報と流
量検出器群からの流量情報と必要に応じては他の適宜情
報とに基づき、下水道網の各部の流量を所望の値に制御
するための個別の制御信号を前記流量調節要素群、貯水
要素群、各分水部、各放水部に夫々送信するように構成
されている。

【０００９】また、本願第二発明の下水道流量制御装置
は、上述第一発明における前記集中制御部が、前記水量
情報と前記流量情報とに加え、降雨情報を基に制御対象
となる下水道網に流入すると予想される雨水量を算定
し、この流入予定雨水量にも基づき所定時間経過後の下
水道網の各部の流量を所望の値に制御するための個別の
制御信号を前記流量調節要素群、貯水要素群、各分水
部、各放水部に夫々送信するように構成されている。

【００１０】また、本願第三発明の下水道流量制御装置
は、夫々下水道網の所定合流部位上流側各経路に設備さ
れた、濃度・流量検出器及び流量調節要素と、これらと
通信可能な集中制御部とを含み構成され、前記濃度・流
量検出器群は、設置地点での特定成分の濃度情報及び流
量情報を集中制御部に送信し、前記流量調節要素群は、
集中制御部の制御によりこの部分を通過させる下水の流
量を調節し、集中制御部は、入力された濃度情報及び流
量情報とに基づき当該合流部位下流部での特定成分の濃
度を所望の値に制御するための個別の制御信号を所定流
量調節要素群に夫々送信するように構成されている。

【００１１】

【作用】第一発明の下水道流量制御装置では、流量検知
器群と貯水要素群の水量検出器とから夫々流量情報と貯
水量情報が遠隔した中央制御部へ通信網により随時送ら
れる。中央制御部では、入力された各情報や所定データ
に基づき下水道網の各部の流量を所望の値に制御するた
めに個々の流量調節要素群、貯水要素群が調節すべき流
量を算定し、各流量調節要素群に制御信号を個別に送信
する。各流量調整要素では、この制御信号に応じた流量
調整を行う。これにより下水道網各部の流量が意図した
分布となる。

【００１２】また、第二発明の下水道流量制御装置は、
前記集中制御部が入力された水量情報と前記流量情報と
に加え、降雨情報を基に制御対象となる下水道網に流入
すると予想される雨水量を算定し、この算定値と各情報
及び所定データに基づき下水道網の各部の流量を所望の
値に制御するために個々の流量調節要素群、貯水要素群
が調節すべき流量を算定し、各流量調節要素群に個別に
制御指示することにより流量調整を行う。これにより下
水道網各部の流量がより正確に意図した分布となる。

【００１３】また、第三発明の下水道流量制御装置で
は、濃度・流量検出器が下水道網の所定合流部位上流側
各経路での特定成分の濃度情報及び流量情報を集中制御
部に送信する。集中制御部では、入力された濃度情報及
び流量情報とに基づき当該合流部位下流部での特定成分
の濃度を所望の値に制御するための上流側各経路が通過
させる下水の流量を算定し、対応する流量調節要素に所
定制御信号を個別に送信する。各流量調節要素では制御
信号に応じて通過させる下水の流量を調節しこれにより
合流部位下流側では汚染物質が所望の濃度の汚水とする
ことができる環境基準等を尊守することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を添附図面に沿って詳細に説明
する。図１は、本願における下水道流量制御装置の一実
施例をブロック図で示している。また、図２は、本願に
おける下水道流量制御装置の一実施例を広域にわたる各
下水設備の配置を模式的に平面図で示したものである。

【００１５】実施例の下水道流量制御装置は、下水道網
に適宜設備された従前と同等の流量調節機能を持つ複数
の分水部及び流量調節機能を持つ複数の放水部等の流量
調節要素（ＶＡn ）を含む他、特に主要貯水要素群（Ｓ
Ｂn ）には水量検出器を備えている。なお、貯水要素群
は一般に流量調節機能を備えており流量調節要素（ＶＢ
n ）でもある。また、複数の単独流量検出器群及び濃度
・流量検出器群（ＳＡn ）が下水道網の所定部位に設備
されている。また、上述した検出機能を持つ設備と流量
調節機能を持つ設備との間で通信（検出値受信、制御信
号送信）が可能な集中制御部ＣＴを含み構成されてい
る。以下、各部について詳説する。

【００１６】本願では要所となる貯水要素には水量検出
器が備えられていて、現在の貯水量が集中制御部ＣＴに
て常時掌握できるようになっている。また、貯水要素か
ら排出される下水流量は集中制御部ＣＴから制御可能と
なっている。なお、貯水要素夫々の貯水能力については
予め集中制御部ＣＴにて基礎データとして記憶されてい
る。

【００１７】下水道網の複数の所定部位、例えば下水が
合流する部分に連なる複数経路の上流側等には流量検出
器が設置され、この地点での流量情報を集中制御部に送
信する。特に所定汚染物質を含む経路には、流量検出器
に加えこの汚染物質の濃度が検出可能な濃度検出器が設
置され（以下、この場合は合わせて濃度・流量検出器と
記載する）、この地点での流量情報及び濃度情報を集中
制御部に送信する。

【００１８】また、必要に応じて適宜箇所に設置された
単独流量調節要素では、通過する下水流量を集中制御部
から制御可能となっている。分水部は、集中制御部から
分流させる各流量を制御可能となっており、放水部も、
集中制御部から排出する下水流量を制御可能となってい
る。

【００１９】この集中制御部ＣＴは、図１のブロック図
を示すように、演算制御部３を主体にこの演算制御部３
に情報を入力する受信回路１、送信回路４、外部情報イ
ンターフェイス２、制御指示等を入力する制御目標設定
回路６、入力情報や制御内容を表示するための表示部
７、操作者が指示等を設定する操作部５を含み構成され
ている。前述した水量や流量等の検出情報は受信回路２
を介して演算制御部３に入力される。なお、データ照合
や機能チェックのため各検出部に対する送信機能を備え
させても良い。

【００２０】集中制御部ＣＴの演算制御部３では、入力
された遠隔地の貯水要素群からの水量情報と流量検出器
群からの流量情報とに基づき、下水道網全体が適切に機
能するために下水道網の各部の流量を所望の値に制御す
るための個別の制御信号を決定し、この信号を前記流量
調節要素群、貯水要素群、各分水部、各放水部に夫々個
別に送信する。

【００２１】この制御量決定にあたっては、貯水要素の
存在による冗長性、即ち貯水要素の入水量と出水量のア
ンバランスは所定時間内で許容されるという特質を有効
に利用して水量検出器からの水位情報（貯水量）を加味
しながら下水道各部に対する制御量を決定することがで
きる。

【００２２】前記集中制御部ＣＴでは、前記水量情報と
前記流量情報とに加え、必要に応じては外部情報インタ
ーフェイス２を介して得た例えば降雨情報や降雨予想等
の他の適宜情報を基に制御対象となる下水道網に流入す
ると予想される雨水量を算定し、この流入予定雨水量も
加味して所定時間経過後の下水道網の各部の流量を所望
の値に制御するための個別の制御信号を前記流量調節要
素群、貯水要素群、各分水部、各放水部に夫々送信する
こともできる。

【００２３】この様に、入力情報に応じて下水網全体が
適切に機能するために各被制御部が必要とする制御量を
決定し、送信回路４を介して各被制御部分にこの制御量
（指令）を送出する結果、常に下水設備の有効利用が可
能となり、とりわけ大雨等があった場合でも一部地区に
局所的に下水が集中し災害が発生することを回避したり
する可能性が開ける。

【００２４】なお、実施例の集中制御部は外部情報イン
ターフェイスを備えており、既述したように外部からの
情報を入力してこの外部情報を加味して各下水設備を制
御することが可能であるが、この外部情報として天気監
視用のレーダー装置等から降雨情報や降雨予想情報を直
接入力し、降雨の及ぼすであろう影響を算入して制御量
を決定することもでき、災害予防等に一層有効に役立て
ることができる。なお、集中制御部ＣＴにて操作部５よ
り適宜条件を入力して制御結果に反映させることが可能
で、例えば予め定めてある緊急度を変えて臨時に過渡的
制御を行う場合等に有効である。

【００２５】以上、流量にのみ着目した下水設備の流量
制御（第一及び第二発明）について説明したが、実施例
装置は、下水中の汚染物質の濃度を検出する濃度・流量
検出器を備えており、これにより集中制御部ＣＴは、入
力された遠隔地の濃度・流量検出器群からの夫々の濃度
情報及び流量情報等に基づき、下水合流（混合）点での
汚水等と雨水等の混合具合を調節し、下水道網の所定着
目部例えば、下水道の放水部での下水の汚染成分の濃度
が環境維持に必要な所定値以下の濃度になるように制御
することで環境保全に寄与することができる。

【００２６】この機能は、汚染物質を含む側の流路の濃
度と流量を検出し、これと合流する汚染物質を含まない
もしくは濃度のより低い経路の流量を調整することによ
り行われる。勿論、混合後の流量が許容能力を越えない
か等の検証も同時に行い、所定条件を満たしている場合
にのみ制御を行うようにする。

【００２７】なお、以上説明した中央制御部への入力
は、全入力を検出器からの送信に依らず、部分的には人
手を介し操作部操作により情報入力とすることもでき、
また、中央制御部からの制御は、部分的には遠隔地の設
備の操作員によることもできる。勿論、下水道制御装置
の迅速性や機能の均一性の観点から全て電子・機械化す
ることが望ましい。

【００２８】実際の運用に当たっては、適用路線に合わ
せた制御量を算定するための係数や特殊条件等も算入し
て制御量の算出手順が決定されることになる。降雨量と
下水道への流入量とうは、実測値や経験則による補正も
取り入れ制御結果の精度を上げることができる。なお、
検出部を適宜配置しておくことで、制御結果をフイード
バックしてより高精度に制御を行うことができる。

【００２９】

【発明の効果】以上詳述したとおり本願第一発明では、
下水道流量制御装置を、夫々下水道網の所定部位に設備
された、複数の単独流量調節要素群と、水量検出器を備
え流量調節機能を持つ貯水要素群 と、流量調節機能を
持つ複数の分水部及び流量調節機能を持つ複数の放水部
と、流量検出器群と、これらと通信可能な集中制御部
とを含み構成し、これら各部が、前記流量調節要素群は
集中制御部の制御によりこの部分を通過させる下水の流
量を調節し、前記貯水要素群は貯水機能を有し水量検出
器からの貯水量情報を集中制御部に送信するとともに集
中制御部の制御によりこの部分から流出させる下水の流
量を調節し、各分水部は集中制御部の制御によりこの部
分で分流させる下水の各流量を調節し、各放水部は、集
中制御部の制御によりこの部分で放水させる下水の各流
量を調節し、流量検出器群は、設置地点での流量情報を
集中制御部に送信し、集中制御部は、入力された遠隔地
の貯水要素群からの水量情報と流量検出器群からの流量
情報と必要に応じては他の適宜情報とに基づき、下水道
網の各部の流量を所望の値に制御するための個別の制御
信号を前記流量調節要素群、貯水要素群、各分水部、各
放水部に夫々送信するように構成しているから、諸設備
の状況を適切に把握するとともに状況に応じて各部を制
御して、下水道設備の円滑効率的な運用を実現し雨水が
局所的にあふれ不測の災害をもたらす等の事態を回避す
ることが可能となる。

【００３０】また、本願第二発明では上述第一発明の下
水道流量制御装置において、前記集中制御部は、前記水
量情報と前記流量情報とに加え、降雨情報を基に制御対
象となる下水道網に流入すると予想される雨水量を算定
し、この流入予定雨水量にも基づき所定時間経過後の下
水道網の各部の流量を所望の値に制御するための個別の
制御信号を前記流量調節要素群、貯水要素群、各分水
部、各放水部に夫々送信するように構成したので、諸設
備の状況を適切に把握するとともに関連する地域の降雨
状態に即してきめ細かに各部を制御して、下水道設備の
実体に即した円滑効率的な運用を実現し雨水が局所的に
あふれ不測の災害をもたらす等の事態を回避することが
可能となる。

【００３１】更に、本願第三発明の下水道流量制御装置
は、夫々下水道網の所定合流部位上流側各経路に設備さ
れた、濃度・流量検出器及び流量調節要素と、これらと
通信可能な集中制御部とを含み構成され、濃度・流量検
出器群は、設置地点での特定成分の濃度情報及び流量情
報を集中制御部に送信し、前記流量調節要素群は、集中
制御部の制御によりこの部分を通過させる下水の流量を
調節するもので、集中制御部は、入力された濃度情報及
び流量情報とに基づき当該合流部位下流部での特定成分
の濃度を所望の値に制御するための個別の制御信号を所
定流量調節要素群に夫々送信するものである構成である
から、下水道を流下する汚染物質の濃度を管理すること
ができる

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の下水道流量制御装置の一実施例を示
すブロック図である。

【図２】本願発明に係る広域下水道網の模式的平面図で
ある。

【図３】夫々本願発明に係る流量検出器の一例の説明図
である。

【図４】本願発明に係る集中制御部の制御装置の一例を
示す図である。

【符号の説明】

SAn …流量検出器、濃度・流量検出部、 SBn …水量検出器、 VAn …単独流量調節要素、分水部、放水部、 VBn …貯水要素、 CT …集中制御部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 夫々下水道網の所定部位に設備された、
   単独流量調節要素群(VAn) と、水量検出器(SBn) を備え
   流量調節機能を持つ貯水要素群(VBn) と、流量調節機能
   を持つ複数の分水部(VAn) 及び流量調節機能を持つ複数
   の放水部(VAn) と、流量検出器群(SAn) と、これらと通
   信可能な集中制御部(CT)とを含み構成された下水道流量
   制御装置であって、 前記流量調節要素群(VAn) は、集中制御部(CT)の制御に
   よりこの部分を通過させる下水の流量を調節し、 前記貯水要素群(VBn) は、貯水機能を有し水量検出器(S
   Bn) からの貯水量情報を集中制御部(CT)に送信するとと
   もに集中制御部(CT)の制御によりこの部分から流出させ
   る下水の流量を調節し、 各分水部(VAn) は、集中制御部(CT)の制御によりこの部
   分で分流させる下水の各流量を調節し、 各放水(VAn) は、集中制御部(CT)の制御によりこの部分
   で放水させる下水の各流量を調節し、 流量検出器群(SAn) は、設置地点での流量情報を集中制
   御部(CT)に送信し、 集中制御部(CT)は、入力された遠隔地の貯水要素群(VB
   n) からの水量情報と流量検出器群(SAn) からの流量情
   報と必要に応じては他の適宜情報とに基づき、下水道網
   の各部の流量を所望の値に制御するための個別の制御信
   号を前記流量調節要素群(VAn) 、貯水要素群(VBn) 、各
   分水部(VAn) 、各放水部(VAn) に夫々送信することを特
   徴とする下水道流量制御装置。
2. 【請求項２】 前記集中制御部(CT)は、前記水量情報と
   前記流量情報とに加え、降雨情報を基に制御対象となる
   下水道網に流入すると予想される雨水量を算定し、この
   流入予定雨水量にも基づき所定時間経過後の下水道網の
   各部の流量を所望の値に制御するための個別の制御信号
   を前記流量調節要素群(VAn) 、貯水要素群(VBn) 、各分
   水部(VAn) 、各放水部(VAn) に夫々送信することを特徴
   とする請求項１に記載の下水道流量制御装置。
3. 【請求項３】 夫々下水道網の所定合流部位上流側各経
   路に設備された、濃度・流量検出器(SAn) 及び流量調節
   要素(VAn) と、これらと通信可能な集中制御部(CT)とを
   含み構成された下水道流量制御装置であって、 濃度・流量検出器群(SAn) は、設置地点での特定成分の
   濃度情報及び流量情報を集中制御部(CT)に送信し、 前記流量調節要素群(VAn) は、集中制御部(CT)の制御に
   よりこの部分を通過させる下水の流量を調節するもの
   で、 集中制御部(CT)は、入力された濃度情報及び流量情報と
   に基づき当該合流部位下流部での特定成分の濃度を所望
   の値に制御するための個別の制御信号を所定流量調節要
   素群(VAn) に夫々送信するものである下水道流量制御装
   置。