JPH07290040A - 配水管網の水質監視装置 - Google Patents
配水管網の水質監視装置Info
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- JPH07290040A JPH07290040A JP6086094A JP8609494A JPH07290040A JP H07290040 A JPH07290040 A JP H07290040A JP 6086094 A JP6086094 A JP 6086094A JP 8609494 A JP8609494 A JP 8609494A JP H07290040 A JPH07290040 A JP H07290040A
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- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/008—Control or steering systems not provided for elsewhere in subclass C02F
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/006—Water distributors either inside a treatment tank or directing the water to several treatment tanks; Water treatment plants incorporating these distributors, with or without chemical or biological tanks
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- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/76—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with halogens or compounds of halogens
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C02F2209/29—Chlorine compounds
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- C02F2209/40—Liquid flow rate
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 塩素濃度計を配水管網の多数点に設置すると
いう莫大な費用のかかる水質監視装置を構築することな
く、正確な水質を常に監視できる配水管網の水質監視装
置を提供する。 【構成】 監視対象となる配水管網５において各管路の
流速データを演算導出する水理解析手段１と、前記水理
解析手段１により得られた流速データに基づいて、各管
路における残留塩素濃度を所定の演算式に基づいて演算
導出する残留塩素濃度演算手段２と、所定の管路におけ
る塩素濃度を計測する塩素濃度計測手段３とを備え、前
記残留塩素濃度演算手段２による演算結果と前記塩素濃
度計測手段３による計測結果を比較し、その結果に基づ
いて前記所定の演算式を修正する演算式修正手段４とを
設けて構成する。
いう莫大な費用のかかる水質監視装置を構築することな
く、正確な水質を常に監視できる配水管網の水質監視装
置を提供する。 【構成】 監視対象となる配水管網５において各管路の
流速データを演算導出する水理解析手段１と、前記水理
解析手段１により得られた流速データに基づいて、各管
路における残留塩素濃度を所定の演算式に基づいて演算
導出する残留塩素濃度演算手段２と、所定の管路におけ
る塩素濃度を計測する塩素濃度計測手段３とを備え、前
記残留塩素濃度演算手段２による演算結果と前記塩素濃
度計測手段３による計測結果を比較し、その結果に基づ
いて前記所定の演算式を修正する演算式修正手段４とを
設けて構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、配水管網の水質監視装
置に関する。
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の配水管網の水質監視装置として
は、配水管網を構成する複数の管路、或いは、管路の交
点に塩素濃度計を備えた監視装置を設置して、該塩素濃
度計の出力が許容範囲に入るか否かを監視するように構
成していたが、水質の監視精度を向上させるためには、
該監視装置を配水管網の多くの箇所に設置する必要があ
り、１か月以上の長期にわたるメンテナンスフリーの監
視装置を多数設置するためには莫大な費用がかかるとい
う欠点があった。
は、配水管網を構成する複数の管路、或いは、管路の交
点に塩素濃度計を備えた監視装置を設置して、該塩素濃
度計の出力が許容範囲に入るか否かを監視するように構
成していたが、水質の監視精度を向上させるためには、
該監視装置を配水管網の多くの箇所に設置する必要があ
り、１か月以上の長期にわたるメンテナンスフリーの監
視装置を多数設置するためには莫大な費用がかかるとい
う欠点があった。
【０００３】そこで、監視対象となる配水管網において
各管路の流速データを演算導出する水理解析手段と、水
理解析手段により得られた流速データに基づいて、各管
路における残留塩素濃度を所定の演算式に基づいて演算
導出する残留塩素濃度演算手段とを備えた配水管網の水
質監視装置を構成することにより、設備費の低減を図り
ながらも配水管網全体の水質を監視する技術が提案され
ている。
各管路の流速データを演算導出する水理解析手段と、水
理解析手段により得られた流速データに基づいて、各管
路における残留塩素濃度を所定の演算式に基づいて演算
導出する残留塩素濃度演算手段とを備えた配水管網の水
質監視装置を構成することにより、設備費の低減を図り
ながらも配水管網全体の水質を監視する技術が提案され
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の配水管網の水質監視装置によれば、残留塩素濃度演算
手段が、各管路における残留塩素濃度を所定の演算式に
基づいて演算導出するものであったので、その演算式に
よっては残留塩素濃度を正確に演算することができなく
なるおそれがあった。特に、残留塩素濃度は、水源の水
質、天候、気温等複雑な要因により左右されるため、一
律の演算式では対応できないという問題点があった。本
発明の目的は上述した従来欠点を解消する点にある。
の配水管網の水質監視装置によれば、残留塩素濃度演算
手段が、各管路における残留塩素濃度を所定の演算式に
基づいて演算導出するものであったので、その演算式に
よっては残留塩素濃度を正確に演算することができなく
なるおそれがあった。特に、残留塩素濃度は、水源の水
質、天候、気温等複雑な要因により左右されるため、一
律の演算式では対応できないという問題点があった。本
発明の目的は上述した従来欠点を解消する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明による配水管網の水質監視装置の特徴構成
は、監視対象となる配水管網において各管路の流速デー
タを演算導出する水理解析手段と、前記水理解析手段に
より得られた流速データに基づいて、各管路における残
留塩素濃度を所定の演算式に基づいて演算導出する残留
塩素濃度演算手段と、所定の管路における塩素濃度を計
測する塩素濃度計測手段とを備え、前記残留塩素濃度演
算手段による演算結果と前記塩素濃度計測手段による計
測結果を比較し、その結果に基づいて前記所定の演算式
を修正する演算式修正手段とを設けて構成してある点に
ある。
め、本発明による配水管網の水質監視装置の特徴構成
は、監視対象となる配水管網において各管路の流速デー
タを演算導出する水理解析手段と、前記水理解析手段に
より得られた流速データに基づいて、各管路における残
留塩素濃度を所定の演算式に基づいて演算導出する残留
塩素濃度演算手段と、所定の管路における塩素濃度を計
測する塩素濃度計測手段とを備え、前記残留塩素濃度演
算手段による演算結果と前記塩素濃度計測手段による計
測結果を比較し、その結果に基づいて前記所定の演算式
を修正する演算式修正手段とを設けて構成してある点に
ある。
【０００６】
【作用】水理解析手段は、配水管網の各管路、或いは、
交点から取り出される水量データを想定し、そのデータ
に基づいてリアルタイムに水理解析を実行して、時々刻
々変化する現実の配水状況、即ち、交点における水頭、
管路の流速、流量等のデータを正確に演算導出する。残
留塩素濃度演算手段は、前記水理解析手段により得られ
た流速データに基づいて、各管路における残留塩素濃度
を、上流側から様々な経路を経て流れる水の履歴を考慮
した所定の演算式に基づいて演算導出する。塩素濃度計
測手段を、配水管網のなかで水質監視対象となる少数の
所定の管路に設置して実際の残留塩素濃度を計測する。
演算式修正手段により、前記残留塩素濃度演算手段によ
る演算結果と前記塩素濃度計測手段による計測結果を比
較し、その結果が等しければ前記所定の演算式の妥当性
が判明し、その結果が異なれば前記所定の演算式を修正
することにより演算結果の精度を確保するのである。
交点から取り出される水量データを想定し、そのデータ
に基づいてリアルタイムに水理解析を実行して、時々刻
々変化する現実の配水状況、即ち、交点における水頭、
管路の流速、流量等のデータを正確に演算導出する。残
留塩素濃度演算手段は、前記水理解析手段により得られ
た流速データに基づいて、各管路における残留塩素濃度
を、上流側から様々な経路を経て流れる水の履歴を考慮
した所定の演算式に基づいて演算導出する。塩素濃度計
測手段を、配水管網のなかで水質監視対象となる少数の
所定の管路に設置して実際の残留塩素濃度を計測する。
演算式修正手段により、前記残留塩素濃度演算手段によ
る演算結果と前記塩素濃度計測手段による計測結果を比
較し、その結果が等しければ前記所定の演算式の妥当性
が判明し、その結果が異なれば前記所定の演算式を修正
することにより演算結果の精度を確保するのである。
【０００７】
【発明の効果】従って、本発明によれば、塩素濃度計を
配水管網の多数点に設置するという莫大な費用のかかる
水質監視装置を構築することなく、正確な水質を常に監
視できる配水管網の水質監視装置を提供することができ
るようになった。そして、その結果から異常発生時には
適切な対策を効果的に採ることができるようになった。
配水管網の多数点に設置するという莫大な費用のかかる
水質監視装置を構築することなく、正確な水質を常に監
視できる配水管網の水質監視装置を提供することができ
るようになった。そして、その結果から異常発生時には
適切な対策を効果的に採ることができるようになった。
【０００８】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。配水管網
の水質監視装置は、図１及び図６に示すように、監視対
象となる配水管網５において各管路の流速データを演算
導出するコンピュータ利用の水理解析手段１と、水理解
析手段１により得られた流速データに基づいて、各管路
における残留塩素濃度を所定の演算式に基づいて演算導
出するコンピュータ利用の残留塩素濃度演算手段２と、
少数の所定の管路における塩素濃度を計測する塩素濃度
計測手段３とを備え、残留塩素濃度演算手段２による演
算結果と塩素濃度計測手段３による計測結果を比較し、
その結果に基づいて前記所定の演算式を修正するコンピ
ュータ利用の演算式修正手段４とを設け、さらに、修正
された演算式に基づいて演算された結果を水質履歴とし
て表示する表示手段６を設けて構成してある。
の水質監視装置は、図１及び図６に示すように、監視対
象となる配水管網５において各管路の流速データを演算
導出するコンピュータ利用の水理解析手段１と、水理解
析手段１により得られた流速データに基づいて、各管路
における残留塩素濃度を所定の演算式に基づいて演算導
出するコンピュータ利用の残留塩素濃度演算手段２と、
少数の所定の管路における塩素濃度を計測する塩素濃度
計測手段３とを備え、残留塩素濃度演算手段２による演
算結果と塩素濃度計測手段３による計測結果を比較し、
その結果に基づいて前記所定の演算式を修正するコンピ
ュータ利用の演算式修正手段４とを設け、さらに、修正
された演算式に基づいて演算された結果を水質履歴とし
て表示する表示手段６を設けて構成してある。
【０００９】水理解析手段１は、解析モデルを生成する
プリプロセッサ部１ａと、生成されたモデルに対して解
析を実行するソルバー部１ｂとからなるコンピュータで
構成され、プリプロセッサ部１ａでは、配水管網を構成
する各配水管の延長、口径等からなる基準データと、配
水管網５の水源Ｓからの配水量（１時間毎に２４時間の
配水量）を各節点につながる水栓の過去の検針データの
値で比例配分した値を各節点からの取り出し水量（使用
水量）データとからなる入力モデルを生成する。ソルバ
ー部１ｂでは、プリプロセッサ部１ａで生成された入力
モデルに対して、接点水頭法を用いて管網の各節点の損
失水頭を流量連続条件に基づいて解いて１日の各管路流
量を１時間毎のデータとして演算導出する。ここに、損
失水頭Ｈは次式で求まる。 Ｈ ＝ｒ’Ｑu ここに、ｒ’＝１０．６６６ＣH -1.85 Ｄ-4.87 Ｌ，ｕ
＝１．８５（ＣH は流速係数、Ｌは距離、Ｑは流量、Ｄ
は口径）である。また、各節点の動水位、有効水頭が、
各管路の損失和を考慮して演算導出される。
プリプロセッサ部１ａと、生成されたモデルに対して解
析を実行するソルバー部１ｂとからなるコンピュータで
構成され、プリプロセッサ部１ａでは、配水管網を構成
する各配水管の延長、口径等からなる基準データと、配
水管網５の水源Ｓからの配水量（１時間毎に２４時間の
配水量）を各節点につながる水栓の過去の検針データの
値で比例配分した値を各節点からの取り出し水量（使用
水量）データとからなる入力モデルを生成する。ソルバ
ー部１ｂでは、プリプロセッサ部１ａで生成された入力
モデルに対して、接点水頭法を用いて管網の各節点の損
失水頭を流量連続条件に基づいて解いて１日の各管路流
量を１時間毎のデータとして演算導出する。ここに、損
失水頭Ｈは次式で求まる。 Ｈ ＝ｒ’Ｑu ここに、ｒ’＝１０．６６６ＣH -1.85 Ｄ-4.87 Ｌ，ｕ
＝１．８５（ＣH は流速係数、Ｌは距離、Ｑは流量、Ｄ
は口径）である。また、各節点の動水位、有効水頭が、
各管路の損失和を考慮して演算導出される。
【００１０】塩素濃度計測手段３は、配水管内を流れる
水を取り出すバイパス路に設けた塩素濃度検出センサ
（例えば、ポーラログラム法を用いて検出する）による
検出データを電話回線、或いは、無線等のインターフェ
ース部３ａを介して演算式修正手段４に伝送入力する。
水を取り出すバイパス路に設けた塩素濃度検出センサ
（例えば、ポーラログラム法を用いて検出する）による
検出データを電話回線、或いは、無線等のインターフェ
ース部３ａを介して演算式修正手段４に伝送入力する。
【００１１】残留塩素濃度演算手段２は、一般に、水源
水混合率と、到達時間を考慮して、（数１）に示すよう
な塩素濃度の減少式に基づいて各管路における残留塩素
濃度を演算導出する。ここに、合流地点では、（数２）
に示すような流量重み付けがなされて演算される。
水混合率と、到達時間を考慮して、（数１）に示すよう
な塩素濃度の減少式に基づいて各管路における残留塩素
濃度を演算導出する。ここに、合流地点では、（数２）
に示すような流量重み付けがなされて演算される。
【００１２】
【数１】
【００１３】
【数２】
【００１４】演算したい節点ｍ、水源数Ｎとしたとき、
水源水混合率（ｒnm, 但し、n=1,2,…N ）は、図２に示
すように求める。先ず、水源Ｓにおける塩素濃度の減少
は起こらないと仮定して、各水源Ｓの減少係数ｋn を０
とし、一の水源のみ塩素濃度として１を与え、それ以外
の水源の塩素濃度を０とする条件の下、後述の動的水質
解析を行い、節点ｍでの塩素濃度を求める。ここで、一
の水源の塩素濃度を１、それ以外の水源の塩素濃度は０
としているので（数２）により、この濃度が水源１の混
合率ｒm1となる。一の水源を他の一の水源に変え、上述
と同様に水源数がｎになるまで繰り返すことにより水源
水混合率が求まる。
水源水混合率（ｒnm, 但し、n=1,2,…N ）は、図２に示
すように求める。先ず、水源Ｓにおける塩素濃度の減少
は起こらないと仮定して、各水源Ｓの減少係数ｋn を０
とし、一の水源のみ塩素濃度として１を与え、それ以外
の水源の塩素濃度を０とする条件の下、後述の動的水質
解析を行い、節点ｍでの塩素濃度を求める。ここで、一
の水源の塩素濃度を１、それ以外の水源の塩素濃度は０
としているので（数２）により、この濃度が水源１の混
合率ｒm1となる。一の水源を他の一の水源に変え、上述
と同様に水源数がｎになるまで繰り返すことにより水源
水混合率が求まる。
【００１５】次に、水源水別到達時間（ｔnm, 但し、n=
1,2,…N ）は、図３に示すように求める。水源水混合率
が求まった後に、一の水源の減少係数ｋ1 のみ０以外の
値として濃度演算を行うことで求まった塩素濃度Ｃ
m と、上述の水源１の混合率ｒm1、及び、（数１）より
到達時間ｔ1mが（数３）で求まるので、一の水源を他の
一の水源に変えて、以下同様に水源がＮになるまで繰り
返すことにより到達時間が求まる。
1,2,…N ）は、図３に示すように求める。水源水混合率
が求まった後に、一の水源の減少係数ｋ1 のみ０以外の
値として濃度演算を行うことで求まった塩素濃度Ｃ
m と、上述の水源１の混合率ｒm1、及び、（数１）より
到達時間ｔ1mが（数３）で求まるので、一の水源を他の
一の水源に変えて、以下同様に水源がＮになるまで繰り
返すことにより到達時間が求まる。
【００１６】
【数３】
【００１７】動的水質解析について説明する。図４に示
すように、水源からの１日の使用水量時間係数（全使用
水量の時間当たりの平均値に対する比率）が１のときの
水理解析の結果得られた流速等のデータから最小の到達
時間ｔmin を持つ管路を選定し、管路の上下流節点を解
析結果に基づいた向きに設定することにより、各管路の
接続関係を流向に沿って作成する。その時間内の水理状
態が変わらないと仮定した時間ｔp と、その時の最小到
達時間ｔmin から計算回数ｎを算出し、その数だけ各管
路のサブノードの計算及び上述の混合の計算を行うので
ある。ここに、監視対象となる配水管網は、各節点から
の取り出し水量が比例変化するために、流向は常に一定
方向であり、流速・流量は水源の使用水量時間係数に比
例することを前提としている。従って、解析においての
時間間隔を到達時間（流速×管延長）が最小となる管路
をとることにより、途中の計算点であるサブノードの数
は一定となる。
すように、水源からの１日の使用水量時間係数（全使用
水量の時間当たりの平均値に対する比率）が１のときの
水理解析の結果得られた流速等のデータから最小の到達
時間ｔmin を持つ管路を選定し、管路の上下流節点を解
析結果に基づいた向きに設定することにより、各管路の
接続関係を流向に沿って作成する。その時間内の水理状
態が変わらないと仮定した時間ｔp と、その時の最小到
達時間ｔmin から計算回数ｎを算出し、その数だけ各管
路のサブノードの計算及び上述の混合の計算を行うので
ある。ここに、監視対象となる配水管網は、各節点から
の取り出し水量が比例変化するために、流向は常に一定
方向であり、流速・流量は水源の使用水量時間係数に比
例することを前提としている。従って、解析においての
時間間隔を到達時間（流速×管延長）が最小となる管路
をとることにより、途中の計算点であるサブノードの数
は一定となる。
【００１８】又、多水源や管網の各節点からの取り出し
水量が比例しない場合には、管路流向が変化するので、
そのような場合には、図５に示すフローチャートに基づ
いて演算される。
水量が比例しない場合には、管路流向が変化するので、
そのような場合には、図５に示すフローチャートに基づ
いて演算される。
【００１９】以下に、残留塩素濃度演算手段２による演
算結果と塩素濃度計測手段３による計測結果を比較し、
その結果に基づいて前記所定の演算式を修正するコンピ
ュータ利用の演算式修正手段４について説明する。上述
の配水管網において、各水源水のｋ値をｋn とすると、
各実測点濃度の計算値Ｃcm（ｍ＝１，２…Ｍ）は（数
４）で表される。
算結果と塩素濃度計測手段３による計測結果を比較し、
その結果に基づいて前記所定の演算式を修正するコンピ
ュータ利用の演算式修正手段４について説明する。上述
の配水管網において、各水源水のｋ値をｋn とすると、
各実測点濃度の計算値Ｃcm（ｍ＝１，２…Ｍ）は（数
４）で表される。
【００２０】
【数４】
【００２１】ここで、水源のｋ値をｋn とすると、その
値は、配水幹線で一般に０．０１以下であり、到達時間
も１日以内である。従って、ｋn ・ｔnmは十分小さいの
で、テイラーの定理より（数５）で示す近似が可能とな
り、（数４）は（数６）で表すことができる。
値は、配水幹線で一般に０．０１以下であり、到達時間
も１日以内である。従って、ｋn ・ｔnmは十分小さいの
で、テイラーの定理より（数５）で示す近似が可能とな
り、（数４）は（数６）で表すことができる。
【００２２】
【数５】
【００２３】
【数６】
【００２４】つまり、（数６）によれば、各実測点濃度
Ｃomはｋn を変数とする１次式で表すことができる。水
源数Ｎより多くの実測点数Ｍが与えられた場合、最小二
乗法により誤差が最小となるｋn を求めるのである。以
下に詳述すると、（数７）に示すように、各実測値と計
算値の差の二乗和が求まるので、その右辺を（数８）に
示すように展開し、その値が最小となるように、順番に
ｋ1 からＫN まで求めるのである。
Ｃomはｋn を変数とする１次式で表すことができる。水
源数Ｎより多くの実測点数Ｍが与えられた場合、最小二
乗法により誤差が最小となるｋn を求めるのである。以
下に詳述すると、（数７）に示すように、各実測値と計
算値の差の二乗和が求まるので、その右辺を（数８）に
示すように展開し、その値が最小となるように、順番に
ｋ1 からＫN まで求めるのである。
【００２５】
【数７】
【００２６】
【数８】
【００２７】図６に示すように、このようにして求まっ
たｋ値が、設定されている現在の値とことなる場合に
は、残留塩素濃度演算手段２により再度の演算を行い、
その結果を表示手段６に表示する。
たｋ値が、設定されている現在の値とことなる場合に
は、残留塩素濃度演算手段２により再度の演算を行い、
その結果を表示手段６に表示する。
【００２８】表示手段６は、上述の解析結果に基づいた
水源からの水の流れの履歴に残留塩素濃度演算手段２か
らの出力データを重ね合わせて表示する。詳述すると、
表示手段６は、午前０時を基点として所定時間毎の水の
流れの状況を、配水管網を構成する各配水管の色を異な
らせてＣＲＴに表示する。例えば、０時から１時の間に
水源Ｓから流出した水が流れる配水管を赤、１時から２
時の間に水源Ｓから流出した水が流れる配水管を橙、と
いったように配水管の色を異ならせて表示することによ
り水源Ｓから流出した水の流れの把握を容易にするので
ある。さらに、各配水管における残留塩素濃度をその値
に応じて色を異ならせて表示するのである。
水源からの水の流れの履歴に残留塩素濃度演算手段２か
らの出力データを重ね合わせて表示する。詳述すると、
表示手段６は、午前０時を基点として所定時間毎の水の
流れの状況を、配水管網を構成する各配水管の色を異な
らせてＣＲＴに表示する。例えば、０時から１時の間に
水源Ｓから流出した水が流れる配水管を赤、１時から２
時の間に水源Ｓから流出した水が流れる配水管を橙、と
いったように配水管の色を異ならせて表示することによ
り水源Ｓから流出した水の流れの把握を容易にするので
ある。さらに、各配水管における残留塩素濃度をその値
に応じて色を異ならせて表示するのである。
【００２９】以下に、実験例を説明する。図７に示すよ
うに、一般的な住宅地をモデルとして、水源数２箇所、
管路数２６本、管路長１０００から２５００ｍ、管口径
２００から４００mm、節点数１６点（Ｎ１からＮ１
６）、水質監視点３点（Ｎ２，Ｎ６，Ｎ１０）なる配水
管網に対して、以下の条件での動的水質解析の結果を残
留塩素濃度の実測データとして使用することにした場合
を説明する。 ＜条件＞ 実測時間（解析上） １９：００ 水源濃度 Ｓ１＝１．０mg／リッター、Ｓ２＝０．５
１．０mg／リッター 使用ｋ値 Ｓ１＝０．００９、Ｓ２＝０．００６ ＜結果１＞図８に示すように、実測点での実測データと
動的水質解析により演算した水源水別混合比率と到達時
間が求まり、このデータより演算式修正手段４で修正さ
れた結果、 ｋ値 Ｓ１＝０．００８７２３、Ｓ２＝０．００５８
４１ となり、実測値とほぼ等しくなることが判明する。全節
点で推定したｋ値を用いた解析結果と実測値の比較を図
９に示す。
うに、一般的な住宅地をモデルとして、水源数２箇所、
管路数２６本、管路長１０００から２５００ｍ、管口径
２００から４００mm、節点数１６点（Ｎ１からＮ１
６）、水質監視点３点（Ｎ２，Ｎ６，Ｎ１０）なる配水
管網に対して、以下の条件での動的水質解析の結果を残
留塩素濃度の実測データとして使用することにした場合
を説明する。 ＜条件＞ 実測時間（解析上） １９：００ 水源濃度 Ｓ１＝１．０mg／リッター、Ｓ２＝０．５
１．０mg／リッター 使用ｋ値 Ｓ１＝０．００９、Ｓ２＝０．００６ ＜結果１＞図８に示すように、実測点での実測データと
動的水質解析により演算した水源水別混合比率と到達時
間が求まり、このデータより演算式修正手段４で修正さ
れた結果、 ｋ値 Ｓ１＝０．００８７２３、Ｓ２＝０．００５８
４１ となり、実測値とほぼ等しくなることが判明する。全節
点で推定したｋ値を用いた解析結果と実測値の比較を図
９に示す。
【００３０】以下に別実施例を説明する。先の実施例で
は、塩素濃度計測手段の種類はと茎限定しりものではな
い。又、その配置箇所や数も特に限定するものではない
が、配水管網各地域の特性を代表できる複数箇所に設け
ることが好ましい。
は、塩素濃度計測手段の種類はと茎限定しりものではな
い。又、その配置箇所や数も特に限定するものではない
が、配水管網各地域の特性を代表できる複数箇所に設け
ることが好ましい。
【００３１】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定するものではない。
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定するものではない。
【図１】配水管網の水質監視装置のブロック構成図
【図２】フローチャート
【図３】フローチャート
【図４】フローチャート
【図５】フローチャート
【図６】フローチャート
【図７】実験例の配水管網図
【図８】実験結果の説明図
【図９】実験結果の説明図
１ 水理解析手段 ２ 残留塩素濃度演算手段 ３ 塩素濃度計測手段 ４ 演算式修正手段 ５ 配水管網
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年５月３１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明による配水管網の水質監視装置の特徴構成
は、監視対象となる配水管網において各管路の流速デー
タを演算導出する水理解析手段と、水源の塩素減少係数
（ｋ値）と前記水理解析手段により得られた流速データ
から求まる水源からの配水の到達時間とに基づいて各管
路の任意点における残留塩素濃度を演算導出する残留塩
素濃度演算手段と、所定の管路における塩素濃度を計測
する塩素濃度計測手段とを備え、前記塩素濃度計測手段
による計測結果に基づいて前記水源の塩素減少係数（ｋ
値）の修正値を演算導出する演算式修正手段を設けて構
成してある点にある。
め、本発明による配水管網の水質監視装置の特徴構成
は、監視対象となる配水管網において各管路の流速デー
タを演算導出する水理解析手段と、水源の塩素減少係数
（ｋ値）と前記水理解析手段により得られた流速データ
から求まる水源からの配水の到達時間とに基づいて各管
路の任意点における残留塩素濃度を演算導出する残留塩
素濃度演算手段と、所定の管路における塩素濃度を計測
する塩素濃度計測手段とを備え、前記塩素濃度計測手段
による計測結果に基づいて前記水源の塩素減少係数（ｋ
値）の修正値を演算導出する演算式修正手段を設けて構
成してある点にある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【作用】水理解析手段は、配水管網の各管路、或いは、
交点から取り出される水量データを想定し、そのデータ
に基づいてリアルタイムに水理解析を実行して、時々刻
々変化する現実の配水状況、即ち、交点における水頭、
管路の流速、流量等のデータを正確に演算導出する。残
留塩素濃度演算手段は、前記水理解析手段により得られ
た流速データに基づいて、各管路における残留塩素濃度
を、上流側から様々な経路を経て流れる水の履歴を考慮
した所定の演算式、即ち、水源の塩素減少係数（ｋ値）
と前記水理解析手段により得られた流速データから求ま
る水源からの配水の到達時間を考慮した演算式に基づい
て演算導出する。塩素濃度計測手段を、配水管網のなか
で水質監視対象となる少数の所定の管路に設置して実際
の残留塩素濃度を計測する。前記残留塩素濃度演算手段
による演算結果と前記塩素濃度計測手段による計測結果
が異なる場合には、演算式修正手段により、前記塩素濃
度計測手段による計測結果に基づいて前記水源の塩素減
少係数（ｋ値）の修正値を演算導出することにより演算
結果の精度を確保するのである。
交点から取り出される水量データを想定し、そのデータ
に基づいてリアルタイムに水理解析を実行して、時々刻
々変化する現実の配水状況、即ち、交点における水頭、
管路の流速、流量等のデータを正確に演算導出する。残
留塩素濃度演算手段は、前記水理解析手段により得られ
た流速データに基づいて、各管路における残留塩素濃度
を、上流側から様々な経路を経て流れる水の履歴を考慮
した所定の演算式、即ち、水源の塩素減少係数（ｋ値）
と前記水理解析手段により得られた流速データから求ま
る水源からの配水の到達時間を考慮した演算式に基づい
て演算導出する。塩素濃度計測手段を、配水管網のなか
で水質監視対象となる少数の所定の管路に設置して実際
の残留塩素濃度を計測する。前記残留塩素濃度演算手段
による演算結果と前記塩素濃度計測手段による計測結果
が異なる場合には、演算式修正手段により、前記塩素濃
度計測手段による計測結果に基づいて前記水源の塩素減
少係数（ｋ値）の修正値を演算導出することにより演算
結果の精度を確保するのである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】水理解析手段１は、解析モデルを生成する
プリプロセッサ部１ａと、生成されたモデルに対して解
析を実行するソルバー部１ｂとからなるコンピュータで
構成され、プリプロセッサ部１ａでは、配水管網を構成
する各配水管の延長、口径等からなる基準データと、配
水管網５の水源Ｓからの配水量（１時間毎に２４時間の
配水量）を各節点につながる水栓の過去の検針データの
値で比例配分した値を各節点からの取り出し水量（使用
水量）とする取り出し水量データとからなる入力モデル
を生成する。ソルバー部１ｂでは、プリプロセッサ部１
ａで生成された入力モデルに対して、接点水頭法を用い
て管網の各節点の損失水頭を流量連続条件に基づいて解
いて１日の各管路流量を１時間毎のデータとして演算導
出する。ここに、損失水頭Ｈは次式で求まる。 Ｈ ＝ｒ’Ｑu ここに、ｒ’＝１０．６６６ＣH -1.85 Ｄ-4.87 Ｌ，ｕ
＝１．８５（ＣH は流速係数、Ｌは距離、Ｑは流量、Ｄ
は口径）である。また、各節点の動水位、有効水頭が、
各管路の損失和を考慮して演算導出される。
プリプロセッサ部１ａと、生成されたモデルに対して解
析を実行するソルバー部１ｂとからなるコンピュータで
構成され、プリプロセッサ部１ａでは、配水管網を構成
する各配水管の延長、口径等からなる基準データと、配
水管網５の水源Ｓからの配水量（１時間毎に２４時間の
配水量）を各節点につながる水栓の過去の検針データの
値で比例配分した値を各節点からの取り出し水量（使用
水量）とする取り出し水量データとからなる入力モデル
を生成する。ソルバー部１ｂでは、プリプロセッサ部１
ａで生成された入力モデルに対して、接点水頭法を用い
て管網の各節点の損失水頭を流量連続条件に基づいて解
いて１日の各管路流量を１時間毎のデータとして演算導
出する。ここに、損失水頭Ｈは次式で求まる。 Ｈ ＝ｒ’Ｑu ここに、ｒ’＝１０．６６６ＣH -1.85 Ｄ-4.87 Ｌ，ｕ
＝１．８５（ＣH は流速係数、Ｌは距離、Ｑは流量、Ｄ
は口径）である。また、各節点の動水位、有効水頭が、
各管路の損失和を考慮して演算導出される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２７】図６に示すように、このようにして求まっ
たｋ値が、設定されている現在の値と異なる場合には、
残留塩素濃度演算手段２により再度の演算を行い、その
結果を表示手段６に表示する。
たｋ値が、設定されている現在の値と異なる場合には、
残留塩素濃度演算手段２により再度の演算を行い、その
結果を表示手段６に表示する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】以下に別実施例を説明する。先の実施例で
は、塩素濃度計測手段の種類は特に限定するものではな
い。又、その配置箇所や数も特に限定するものではない
が、配水管網各地域の特性を代表できる複数箇所に設け
ることが好ましい。
は、塩素濃度計測手段の種類は特に限定するものではな
い。又、その配置箇所や数も特に限定するものではない
が、配水管網各地域の特性を代表できる複数箇所に設け
ることが好ましい。
Claims (1)
- 【請求項１】 監視対象となる配水管網（５）において
各管路の流速データを演算導出する水理解析手段（１）
と、前記水理解析手段（１）により得られた流速データ
に基づいて、各管路における残留塩素濃度を所定の演算
式に基づいて演算導出する残留塩素濃度演算手段（２）
と、所定の管路における塩素濃度を計測する塩素濃度計
測手段（３）とを備え、前記残留塩素濃度演算手段
（２）による演算結果と前記塩素濃度計測手段（３）に
よる計測結果を比較し、その結果に基づいて前記所定の
演算式を修正する演算式修正手段（４）とを設けて構成
してある配水管網の水質監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6086094A JPH07290040A (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | 配水管網の水質監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6086094A JPH07290040A (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | 配水管網の水質監視装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07290040A true JPH07290040A (ja) | 1995-11-07 |
Family
ID=13877130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6086094A Pending JPH07290040A (ja) | 1994-04-25 | 1994-04-25 | 配水管網の水質監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07290040A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6245224B1 (en) | 1998-09-17 | 2001-06-12 | Hitachi, Ltd. | Water quality management system |
| JP2006035012A (ja) * | 2004-07-22 | 2006-02-09 | Toshiba Corp | 中水供給設備 |
| CN104463404A (zh) * | 2013-09-19 | 2015-03-25 | 株式会社日立制作所 | 配水管网的信息系统 |
-
1994
- 1994-04-25 JP JP6086094A patent/JPH07290040A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6245224B1 (en) | 1998-09-17 | 2001-06-12 | Hitachi, Ltd. | Water quality management system |
| JP2006035012A (ja) * | 2004-07-22 | 2006-02-09 | Toshiba Corp | 中水供給設備 |
| CN104463404A (zh) * | 2013-09-19 | 2015-03-25 | 株式会社日立制作所 | 配水管网的信息系统 |
| JP2015059828A (ja) * | 2013-09-19 | 2015-03-30 | 株式会社日立製作所 | 配水管網の情報システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080630 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090630 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |