JPH0959A

JPH0959A - ターフフィールドコントロールシステム

Info

Publication number: JPH0959A
Application number: JP7153683A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Sakuta; 幸弘作田; Yasuyuki Uehara; 康行上原; Hiroshi Minami; 浩志南; Sadao Tomizawa; 禎夫富沢
Original assignee: Maeda Corp
Current assignee: Maeda Corp
Priority date: 1995-06-20
Filing date: 1995-06-20
Publication date: 1997-01-07

Abstract

(57)【要約】【目的】ターフフィールドコントロールシステムであ
って、ターフフィールドの芝草の灌水等による生育管理
を最適に自動制御する。【構成】ターフフィールドのある地域の気象条件（日
射量、気温、湿度、風力、降水量等）を測定する気象条
件測定手段１０と、ターフフィールドの土壌条件（土壌
温度、土壌湿度）を測定する土壌条件測定手段２０と、
ターフフィールド上に降雨状態での散水を自動的に行う
自動散水装置４０と、各測定手段１０，２０からの測定
結果を入力して、その各測定結果に基づき自動散水装置
４０による降雨状態での散水時間および散水量を制御す
る制御手段３０と、を少なくとも備える。そして、制御
手段３０は、各測定手段１０，２０からの各測定結果に
基づき自動散水装置４０による降雨状態での散水時間お
よび散水量を最適に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、芝草を植えたサッカー
フィールド等のターフフィールドにおける灌水等、芝草
の生育管理を最適に制御するターフフィールドコントロ
ールシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】芝草を植えたサッカーフィールド等のタ
ーフフィールドにおいては、芝草への散水を人手または
スプリンクラー等の散水設備により行っている。そし
て、従来は、主に季節や気象に基づく熟練者の感に頼っ
て人手や散水設備によりターフフィールドへの散水を行
っていた。また、一部では、予め設定したタイマーでス
プリンクラー等の散水設備を作動させてターフフィール
ドに散水することも行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような従来のターフフィールドへの散水方式の場合、
以下のような問題があった。気象データの記録に手間がかかり、気象データに基づ
く灌水制御の数値管理ができなかった。熟練者の感を頼りにした灌水であり、灌水が自動化で
きなかった。芝草の生育条件が特定できなかった。単なるタイマー方式では、散水時間を気象や芝草の状
態に応じて変えることは困難であった。気象や芝草の状態を計測しても、各々のデータが独立
しており、データの総合的判断が瞬時にできず、芝草に
とって自動による最適の灌水ができなかった。

【０００４】そこで、本発明の目的は、芝草を植えたタ
ーフフィールドにおいて、その芝草の灌水等による生育
管理を最適に自動制御するようにしたターフフィールド
コントロールシステムを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
請求項１記載の発明は、芝草を植えたターフフィールド
における芝草の灌水等による生育管理を自動制御するタ
ーフフィールドコントロールシステムであって、気象条
件を測定する気象条件測定手段と、前記ターフフィール
ドの土壌条件を測定する土壌条件測定手段と、前記ター
フフィールド上に降雨状態での散水を自動的に行う自動
散水装置と、前記各測定手段からの測定結果を入力し
て、その各測定結果に基づき前記自動散水装置による前
記降雨状態での散水時間および散水量を制御する制御手
段と、を少なくとも備え、前記制御手段は、前記各測定
手段からの各測定結果に基づき前記自動散水装置による
前記降雨状態での前記散水時間および前記散水量を最適
に制御することにより、前記芝草の生育管理を最適に自
動制御するようにしたことを特徴としている。

【０００６】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載のターフフィールドコントロールシステムにおいて、
前記気象条件測定手段は、日射量を測定する日射量測定
手段と、気温を測定する気温測定手段と、湿度を測定す
る湿度測定手段と、風力を測定する風力測定手段と、降
水量を測定する降水量測定手段と、を少なくとも有し、
前記土壌条件測定手段は、前記ターフフィールドの土壌
温度を測定する土壌温度測定手段と、前記ターフフィー
ルドの土壌湿度を測定する土壌湿度測定手段と、を有し
ていることを特徴としている。

【０００７】そして、請求項３記載の発明は、請求項１
または２記載のターフフィールドコントロールシステム
において、前記自動散水装置による前記降雨状態での散
水には、施肥・施薬も伴うようにしたことを特徴として
いる。

【０００８】さらに、請求項４記載の発明は、請求項
１、２または３記載のターフフィールドコントロールシ
ステムにおいて、前記ターフフィールドは、開閉天蓋装
置付きの屋内設備に設けられていて、この屋内設備に
は、冷暖房や給排気等の空気調和を行う空調装置が備え
られており、前記制御手段は、前記各測定手段からの各
測定結果に基づき前記開閉天蓋装置による天蓋の開閉
と、前記空調装置による前記空気調和とを自動制御する
ようにしたことを特徴としている。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明によれば、ターフフィール
ドにおいて、気象条件測定手段と土壌条件測定手段とで
それぞれ測定された気象条件および土壌条件に基づい
て、制御手段により自動散水装置による降雨状態での散
水時間および散水量を最適に制御するので、芝草の生育
管理が自動制御が最適に行える。

【００１０】また、請求項２記載の発明によれば、各測
定手段によりそれぞれ測定された日射量、気温、湿度、
風力、降水量、ターフフィールドの土壌温度および土壌
湿度とに基づいて、自動散水装置による降雨状態での散
水時間および散水量の制御がきめ細かく最適に行える。

【００１１】そして、請求項３記載の発明によれば、自
動散水装置による降雨状態での施肥・施薬も伴った散水
によって、施肥・施薬も同一設備で自動的に行える。

【００１２】さらに、請求項４記載の発明によれば、開
閉天蓋装置付きで空調装置を備える屋内設備のターフフ
ィールドにおいて、測定された気象条件および土壌条件
に基づき制御手段により、天蓋の開閉の自動制御が行え
るとともに、空調の自動制御も行える。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明に係るターフフィールドコン
トロールシステムの実施例を図１から図３に基づいて説
明する。図１は本発明を適用した一例としてのターフフ
ィールドコントロールシステムを示すブロック構成図で
ある。本発明を実施するターフフィールドコントロール
システムは、図示のように、気象条件測定手段１０と、
土壌条件測定手段２０と、制御手段３０と、自動散水装
置４０とから基本的には構成される。なお、ターフフィ
ールドがドーム等の屋内設備５０内にある場合において
は、その屋内設備５０もコントロールシステムに含まれ
る。

【００１４】先ず、気象条件測定手段１０は、図示しな
い芝草を植えたターフフィールドのある地域の気象条件
を測定するもので、日射量測定手段１１と気温測定手段
１２と湿度測定手段１３と風力測定手段１４と降水量測
定手段１５とからなる。日射量測定手段１１は、ターフ
フィールド上の日射量を測定するもので、例えば、シリ
コンホトダイオード等が用いられる。気温測定手段１２
は、ターフフィールド上の気温を測定するもので、一般
的な気温計が用いられる。湿度測定手段１３は、ターフ
フィールド上の湿度を測定するもので、一般的な湿度計
が用いられる。風力測定手段１４は、ターフフィールド
上の風速および風向を含む風力を測定するもので、一般
的な風速計および風向計が用いられる。降水量測定手段
１５は、ターフフィールド上への雨や雪等による降水量
を測定するもので、一般的な降水量計が用いられる。

【００１５】また、土壌条件測定手段２０は、ターフフ
ィールドの土壌条件を測定するもので、土壌温度測定手
段２１と土壌湿度測定手段２２とからなる。土壌温度測
定手段２１は、ターフフィールドの土壌温度を測定する
もので、土中に埋める一般的な温度計が用いられる。土
壌湿度測定手段２２は、ターフフィールドの土壌湿度を
測定するもので、土中に埋める一般的な湿度計が用いら
れる。

【００１６】そして、制御手段３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎ
ｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ：中央処理装
置）とＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）お
よびＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒ
ｙ）等のメモリ等から構成されるものである。この制御
手段３０には、前記気象条件測定手段１０により測定さ
れた気象条件、即ち、前記日射量測定手段１１、前記気
温測定手段１２、前記湿度測定手段１３、前記風力測定
手段１４および前記降水量測定手段１５により各々測定
された日射量、気温、湿度、風力（風速、風向）および
降水量に関する信号がそれぞれ入力されるとともに、前
記土壌条件測定手段２０により測定されたターフフィー
ルドの土壌条件、即ち、前記土壌温度測定手段２１およ
び前記土壌湿度測定手段２２により各々測定された土壌
温度と土壌湿度に関する信号がそれぞれ入力される。

【００１７】さらに、制御手段３０は、以上の如く入力
されたターフフィールドの気象条件と土壌条件、つま
り、日射量、気温、湿度、風力（風速、風向）、降水
量、土壌温度および土壌湿度に基づいて、自動散水装置
４０に制御信号を出力する。この制御手段３０により出
力される自動散水装置４０への制御信号は、メモリに予
め記憶してあるデータに基づくものであり、即ち、気象
条件（日射量、気温、湿度、風力（風速、風向）、降水
量）と土壌条件（土壌温度、土壌湿度）に応じて、地域
毎の観測および試験に基づいた、ターフフィールド上の
芝草にとって最も適した散水時間および散水量に関する
制御信号を制御手段３０は自動散水装置４０に出力す
る。なお、屋外のターフフィールドの場合には、このよ
うに自動散水装置４０のみを制御すれば良いが、ターフ
フィールドがドーム等の屋内設備５０内にある場合にお
いては、その開閉天蓋装置５１および空調装置５２につ
いても、気象条件（日射量、気温、湿度、風力（風速、
風向）、降水量）に基づいて制御手段３０が制御する。

【００１８】そして、自動散水装置４０は、ターフフィ
ールド上の芝草にとって最適となる降雨状態でのほぼ均
等な散水が行えるものであり、さらに、その散水には、
芝草に必要な施肥・施薬も混入して自動的に設定できる
ものである。このようなターフフィールド用の自動散水
装置４０としては、例えば、ターフフィールドの外に備
えた（開閉式ドームの屋根に沿って取り付ける等した）
多数の拡散放水ガン等の散水部材により構成されるもの
や、ターフフィールドの地層内に埋設した、周囲に給水
孔を有する給水管により構成されるものや、ターフフィ
ールド下の地中に比較的深く埋められた状態から地中を
押し分けることによりターフフィールドから地上に浮上
した状態となって散水を行う多数の可動の散水ヘッドに
より構成されるものや、移動フレームに沿って多数設置
された散水部材によりターフフィールド上に散水を行う
大型の散水装置等、任意の構成のものが用いられる。

【００１９】なお、図示しないターフフィールドが、例
えば、同じく図示しないドーム等の屋内設備５０内にあ
る場合において、その屋内設備５０は、開閉天蓋装置５
１と空調装置５２とを備えている。開閉天蓋装置５１
は、ドーム等の屋内設備５０の天蓋を自動開閉するもの
で、その構成は任意である。空調装置５２は、ドーム等
の屋内設備５０内の冷暖房や給排気等の空気調和を行う
もので、その構成は任意である。

【００２０】ところで、図２は環境と芝草の生育の関係
を示したブロック図であり、ターフフィールド上の芝草
Ｇと、その芝草Ｇへの散水および施肥・施薬を含む灌水
Ｗとの関係は、気象条件の要因としての日射量ａ、気温
ｂ、湿度ｃ、風力（風速、風向）ｄ、降水量ｅと、土壌
条件の要因としての土壌温度ｆ、土壌湿度ｇとに左右さ
れ、さらに、蒸散ｉ、土壌水分ｊにも左右され、また、
芝草Ｇの生育には、光合成ｈが不可欠である。そして、
ターフフィールドの灌水Ｗのためにに散水する消費水量
は、芝草Ｇの生育に直接使用される水量と、芝草Ｇから
の蒸散量と土壌面からの蒸発量の合計である。

【００２１】ここで、日射量ａは、芝草Ｇの蒸散と光合
成ｈに深い関係があることから、１日当りの日射量ａと
蒸散（蒸散量）ｉの比を求めることにより、日射量ａを
基に蒸散（蒸散量）ｉを概略推定できる。なお、植物の
光合成ｈには、水に溶けた状態での肥料（肥料の３要素
として、窒素Ｎ、燐酸Ｐ、カリウムＫ）が必要であり、
これにより植物が無機質から有機質を作る同化作用が行
われ、即ち、炭酸ガスと水から糖が作られる。

【００２２】気温ｂについては、芝草Ｇの生長と水消費
に影響し、芝草Ｇにとっての好適気温があり、また、同
一気温の基でも芝草Ｇの生長の相違により水消費が変わ
る。さらに、夜間の気温ｂの高低によっても蒸散係数
（１ｇの乾物重量を合成するに必要な蒸散量）が変化す
る。湿度ｃについては、大気が乾燥すれば、蒸発量、蒸
散量が増大することから、例えば、湿潤なときの前記蒸
散係数を１として計測する。風力（風速、風向）ｄにつ
いては、風速や風向により蒸発量、蒸散量が変化し、ま
た、日射量ａ、気温ｂ、湿度ｃとも関係することから、
観測および試験を重ねる。降水量ｅについては、地域的
・時間的な変動が大きいことから、観測および試験を重
ねる。

【００２３】ところで、芝草の生育が一番盛んなときに
は、降水量に換算して１日１０ｍｍの水量が必要とされ
る。従って、サッカーフィールドの一面（１０５ｍ×６
８ｍ）で１回当り７１．４ｍ³の水量が消費される。ま
た、土壌は固相（土粒子）、液相（水）、気相（空気）
から構成され、土粒子間隙に存在する水を毛管水と呼
び、土粒子間に保有しきれなくなって重力により下方に
移動する水を重力水と呼ぶ。そして、水が土壌に侵入し
てゆく量は時間とともに変化し、土壌の性質によって異
なり、その様子を示したのが図３で、土壌への水の侵入
速度曲線と呼ぶ。

【００２４】ここで、散水量は土壌の溶水量（ＦＣ：Ｆ
ｉｅｌｄＣａｐａｃｉｔｙ）と有効水分（ＡＭ：Ａｖ
ａｉｌａｂｌｅＭｏｉｓｔｕｒｅ）とに関係してい
る。先ず、溶水量：ＦＣ（ＦｉｅｌｄＣａｐａｃｉｔ
ｙ）は、飽和水分状態から重力水が排除されたときの土
壌含水量のことで、容積％または重量％で表される。そ
して、土粒子間の孔隙中の水は表面張力によって保持さ
れ、この水が前述したような毛管水と呼ばれるもので、
毛管水は土粒子との結合力が比較的弱いので、植物（芝
草）に有効に吸収利用される。芝草により毛管水が吸収
されると、水の表面張力によって土壌内部の圧力が変化
し、その強さは含水量によって変化し、即ち、含水量が
少なくなると強くなり、その吸引保持力の性質の相違に
よって土壌水分の分類がされている。このように土粒子
の水に対する吸引圧力を表すのに吸引脱水路の水圧計の
水中の高さを「ｃｍ」で表し、その対数をとってＰＦと
しており、即ち、ＰＦ値は土壌によって異なる。

【００２５】また、有効水分：ＡＭ（Ａｖａｉｌａｂｌ
ｅＭｏｉｓｔｕｒｅ）は、溶水量（ＦＣ）と初期萎れ
点（ＷＰ）の間に属する水分量で、即ち、植物（芝草）
根群域に保留された利用可能な水分量である。この有効
水分（ＡＭ）は以下の式で表される。ＡＭ＝（１／１００）×（ＦＣ−ＷＰ）Ｄ［ｍｍ］（ただし、ＦＣ：体積％ＷＰ：体積％Ｄ：有効
土層ｍｍ）この式から、例えば、地層の深さ：１０ｃｍ、ＦＣ：４
０％ＷＰ：１５％とすると、ＡＭ＝（１／１００）×（４０−１５）１００＝２５［ｍｍ］従って、消費水分量＝（有効水分(ｍｍ)／植物水分吸収割合(％)）×１００［ｍｍ］＝（２５／１００）×１００＝２５［ｍｍ］つまり、この例の場合は、１回の散水量は２５ｍｍとな
る。

【００２６】以上に説明したように、本発明の実施例の
ターフフィールドコントロールシステムによると、気象
条件測定手段１０により測定された気象条件、即ち、日
射量測定手段１１、気温測定手段１２、湿度測定手段１
３、風力測定手段１４および降水量測定手段１５により
各々測定された日射量ａ、気温ｂ、湿度ｃ、風力（風
速、風向）ｄおよび降水量ｅに関するそれぞれの信号
と、土壌条件測定手段２０により測定されたターフフィ
ールドの土壌条件、即ち、土壌温度測定手段２１および
土壌湿度測定手段２２により各々測定された土壌温度ｆ
と土壌湿度ｇに関するそれぞれの信号に基づき、制御手
段３０が自動散水装置４０に、ターフフィールド上の芝
草にとって最も適した散水時間および散水量に関する制
御信号を出力することで、自動散水装置４０による降雨
状態での最適な灌水を行うことができる。

【００２７】また、屋内設備５０内にあるターフフィー
ルドにおいて、日射が強い場合や、降雨、降雪、強風な
どの場合には、開閉天蓋装置５１による天蓋の開閉動作
を行ったり、空調装置５２による冷暖房や給気・排気な
どの制御も行うことができる。しかも、以上のターフフ
ィールドコントロールシステムは、その稼働の継続によ
り蓄積された各種データを解析して、次の日の散水時間
および散水量を決定して、更新された最新のデータに基
づいて散水を自動制御することができる。さらに、以上
のターフフィールドコントロールシステムにおいては、
各種データを自動的に記憶しておいて、散水の使用量の
報告書の作成や、将来の予測にも利用することができ
る。

【００２８】以上、本発明の実施例のターフフィールド
コントロールシステムによれば、次に列挙する利点が得
られる。散水を自動化できるので、イニシャルコストが抑えら
れる。過剰な散水をしないので、ランニングコストが抑えら
れる。数値管理が可能となるので、経費などの予測がしやす
くなる。区域的なコントロールが自由にできるので、きめ細か
い散水が可能になる。芝草の生物的状態を把握できるので、きめ細かい管理
が可能になる。芝養生のため、自由に施肥・施薬を操作することが可
能になる。強風や降雨や降雪などの場合は、散水を自動停止する
ことができる。日射が強い時は、自動的に日除けをすることができ
る。

【００２９】なお、本発明は以上の実施例のみに限定さ
れるものではなく、他の要因も加えて散水を行うように
してもよい。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明に係
るターフフィールドコントロールシステムによれば、測
定された気象条件および土壌条件に基づいて、自動散水
装置による降雨状態での散水時間および散水量を最適に
制御することができる。従って、ターフフィールドにお
いて、芝草の生育管理を最適に自動制御することができ
る。

【００３１】また、請求項２記載の発明に係るターフフ
ィールドコントロールシステムによれば、測定された日
射量、気温、湿度、風力、降水量、土壌温度および土壌
湿度とに基づいて、自動散水装置による降雨状態での散
水時間および散水量をきめ細かく最適に制御することが
できる。

【００３２】そして、請求項３記載の発明に係るターフ
フィールドコントロールシステムによれば、自動散水装
置による降雨状態での散水と同時に、施肥・施薬も自動
的に行うことができる。

【００３３】さらに、請求項４記載の発明に係るターフ
フィールドコントロールシステムによれば、開閉天蓋装
置付きで空調装置を備える屋内設備のターフフィールド
において、測定された気象条件および土壌条件に基づい
て、天蓋の開閉と空調も自動制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した一例としてのターフフィール
ドコントロールシステムを示すブロック構成図である。

【図２】環境と芝草の生育の関係を示すブロック図であ
る。

【図３】土壌への水の侵入速度曲線図である。

【符号の説明】

１０気象条件測定手段１１日射量測定手段１２気温測定手段１３湿度測定手段１４風力測定手段１５降水量測定手段２０土壌条件測定手段２１土壌温度測定手段２２土壌湿度測定手段３０制御手段４０自動散水装置５０屋内設備５１開閉天蓋装置５２空調装置

フロントページの続き (72)発明者南浩志東京都千代田区富士見二丁目10番26号前田建設工業株式会社内 (72)発明者富沢禎夫東京都多摩市連光寺２−23−７

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芝草を植えたターフフィールドにおける
芝草の灌水等による生育管理を自動制御するターフフィ
ールドコントロールシステムであって、気象条件を測定する気象条件測定手段と、前記ターフフィールドの土壌条件を測定する土壌条件測
定手段と、前記ターフフィールド上に降雨状態での散水を自動的に
行う自動散水装置と、前記各測定手段からの測定結果を入力して、その各測定
結果に基づき前記自動散水装置による前記降雨状態での
散水時間および散水量を制御する制御手段と、を少なくとも備え、前記制御手段は、前記各測定手段からの各測定結果に基
づき前記自動散水装置による前記降雨状態での前記散水
時間および前記散水量を最適に制御することにより、前
記芝草の生育管理を最適に自動制御することを特徴とす
るターフフィールドコントロールシステム。
【請求項２】前記気象条件測定手段は、日射量を測定する日射量測定手段と、気温を測定する気温測定手段と、湿度を測定する湿度測定手段と、風力を測定する風力測定手段と、降水量を測定する降水量測定手段と、を少なくとも有し、前記土壌条件測定手段は、前記ターフフィールドの土壌温度を測定する土壌温度測
定手段と、前記ターフフィールドの土壌湿度を測定する土壌湿度測
定手段と、を有することを特徴とする請求項１記載のターフフィー
ルドコントロールシステム。
【請求項３】前記自動散水装置による前記降雨状態で
の散水には、施肥・施薬も伴うことを特徴とする請求項
１または２記載のターフフィールドコントロールシステ
ム。
【請求項４】前記ターフフィールドは、開閉天蓋装置
付きの屋内設備に設けられていて、この屋内設備には、冷暖房や給排気等の空気調和を行う
空調装置が備えられており、前記制御手段は、前記各測定手段からの各測定結果に基
づき前記開閉天蓋装置による天蓋の開閉と、前記空調装
置による前記空気調和とを自動制御することを特徴とす
る請求項１、２または３記載のターフフィールドコント
ロールシステム。