JP3871218B2 - Paddy field water management system - Google Patents
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Description
本発明は、複数の水田から構成される水田地域において、灌漑の効率化、低コスト化を図るために、遠隔自動操作により給水バルブ操作,揚水ポンプ操作,その他の水管理作業を行うための水田の水管理システムに係り、特に同一地域内に多くの水田を有する大規模水田地域で、寒い地域の水田に対して好適な水田の水管理システムに関するものである。 The present invention, in the paddy field area composed of a plurality of paddy, efficient irrigation, in order to reduce the cost, the water supply valve operated by remote automatic operation, water pumps operating, other paddy for performing water management tasks in charge of water management systems, especially in large paddy areas with many paddy fields in the same area, it relates to a preferred paddy water management system with respect to cold regions of paddy.
従来、給水パイプラインや用水路の整備された水田地域では、稲の生育や気象に応じた好ましい水位管理を行うため、水田の目標水位を適切な設定しておき、水位測定値が上記目標水位の所定許容範囲内に収まるように給水バルブの制御を行っている。例えば、特開平8−37950号公報(特許文献1参照)に記載の水田灌漑システムでは、水田水位が目標水位の許容下限値以下となった場合、水田水位が目標水位の許容上限値となるまで給水を行うように給水バルブの自動制御を行っている。更に上記技術では、水田と用水路に水温計を設置しておき、その温度差が所定の許容範囲内にない場合には、水田水位が目標水位の許容下限値以下となっていても給水を行わないようにしている。この理由は、水温の低い用水路の水を水田に補給してしまうと、冷害現象を引き起こしてしまうため、これを防ぐためである。 Conventionally, in paddy fields where water supply pipelines and irrigation channels have been established, in order to perform favorable water level management according to rice growth and weather, the target water level of the paddy field is set appropriately, and the measured water level is above the target water level. The water supply valve is controlled so as to be within a predetermined allowable range. For example, in the paddy field irrigation system described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-37950 (see Patent Document 1), when the paddy field water level is equal to or lower than the allowable lower limit value of the target water level, the paddy field water level becomes the allowable upper limit value of the target water level. The water supply valve is automatically controlled to supply water. Furthermore, in the above technique, water temperature meters are installed in the paddy field and the irrigation canal, and if the temperature difference is not within a predetermined allowable range, water supply is performed even if the paddy water level is less than the allowable lower limit value of the target water level. I am trying not to. The reason for this is to prevent cold damage from occurring if water in the irrigation channel having a low water temperature is supplied to the paddy field.
また、特開平9−65776号公報(特許文献2参照)に記載の水田灌水システムでは、稲の生育段階に応じて水田の水位を自動的に変化させながら灌水を行えるようにしている。また、特開平8−275684号公報(特許文献3参照)に記載の水田用灌漑管理システムでは、点在する全ての水田の水位と水温を測定し、送受信機で自宅に測定データを送信し、それらの情報に基づいて送受信機で給水部を制御して給水するようにしている。さらに、特開平8−116807号公報(特許文献4参照)に記載の水田の自動灌漑設備では、水田に温度センサと水位検出センサを設け、検出結果に基づいてアクチェータを作動することにより、水供給ゲートを開閉して水貯留施設から水を供給している。さらに、特開平9−205908号公報(特許文献5参照)に記載の水田の水位管理装置では、碁盤目状に区画された各区画毎に給水手段と排水手段と水位および水温測定手段と個別無線局とを設け、水位と水温測定データを水路の流れ方向に順序付けて遠い局から近い局に隣接する個別無線局相互間で順次送信し、さらに中継無線局を介して統括制御手段に送信し、給水指令を逆方向に送信している。 Moreover, in the paddy field irrigation system described in JP-A-9-65776 (see Patent Document 2), irrigation can be performed while automatically changing the water level of the paddy field according to the growth stage of rice. Moreover, in the irrigation management system for paddy fields described in JP-A-8-275684 (see Patent Document 3), the water level and water temperature of all the scattered paddy fields are measured, and the measurement data is transmitted to the home by a transceiver, Based on such information, the water supply unit is controlled by a transceiver to supply water. Further, in the automatic irrigation system for paddy fields described in JP-A-8-116807 (see Patent Document 4), a water sensor is provided by providing a temperature sensor and a water level detection sensor in the paddy field, and operating the actuator based on the detection result. Water is supplied from the water storage facility by opening and closing the gate. Further, in the paddy field water level management apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-205908 (see Patent Document 5), a water supply means, a drainage means, a water level and a water temperature measurement means, and an individual radio for each of the sections partitioned in a grid pattern. Station, and sequentially transmit the water level and water temperature measurement data in the flow direction of the water channel between individual radio stations adjacent to the nearest station from the far station, and further to the central control means via the relay radio station, A water supply command is sent in the reverse direction.
このように、従来技術においては、水田水温と用水水温との温度差が稲の生育遅延を招かない許容範囲内のときのみに自動的に給水することが可能であり、稲の冷害を予防して生産量を増大させることができ、かつ濃家の作業負荷の軽減を図っている。
ところで、(1)水田水温と用水水温との差が小さくなるのは、一般的に夕方から夜間にかけてであるため、従来技術では、用水路に対して貯水プールを設けておき、指令が出されることで直ちに夜間の給水が可能になるようにしている。
しかしながら、多くの水田地域の現状は、揚水ポンプを動作させて水源の水を用水路に送り込み、揚水ポンプ運転中に各水田への給水作業を行っている。つまり、常時、貯水プールに水を貯めておくことは不可能である。このような水田地域では、揚水ポンプ動作時間帯と従来技術で言っている許容範囲内の時間帯とが合致しないことがあり得るので、給水を行いたくとも揚水ポンプが動作していないために給水が行われない事態も考えられる。特に、揚水ポンプを人手で動作させているような地域では、揚水ポンプを朝起動させて夕方停止させることが多いため、従来技術のような給水を実行できない事態が増加してくる。
Thus, in the prior art, it is possible to automatically supply water only when the temperature difference between the paddy water temperature and the irrigation water temperature is within an allowable range that does not cause the growth delay of rice, thereby preventing the cold damage of rice. Therefore, the production volume can be increased and the workload of Noya is reduced.
By the way, (1) The difference between the paddy water temperature and the irrigation water temperature is generally from the evening to the night, so in the conventional technology, a storage pool is provided for the irrigation canal and a command is issued. This makes it possible to supply water at night.
However, in the current situation in many paddy fields, the pumps are operated to feed the water from the water source into the irrigation channel, and the water supply work to each paddy field is performed during the operation of the pumps. In other words, it is impossible to always store water in the water storage pool. In such paddy fields, the pumping pump operating time zone may not match the allowable time zone stated in the prior art, so even if you want to feed water, There may be a situation in which is not performed. In particular, in an area where the pump is operated manually, the pump is often started in the morning and stopped in the evening, so that the situation where water supply cannot be performed as in the prior art increases.
また、(2)従来技術では、複数の各水田ごとに設置された給水バルブについて、特に連携した制御は行われておらず、それぞれの給水バルブごとの独立した制御が行われている。従って、複数区画からなる水田地域では、給水を必要とする水田が一斉に給水を開始した場合には、末端の水田や切実に給水を必要とする水田に対して水が届かないような事態も考えられる。すなわち、揚水ポンプの稼動が給水量に追い付かないために、上記の事態が生じてしまう。
また、(3)「中山煕之:水田の不足の水収方式による解析(1),濃工研技法190,p31-46(1995)」によれば、代かき時(水田に水を入れて、田の土をやらかくする)や中干し(稲穂が出る前に、水を干して酸素を地下に与える)後の用水補給時に給水強度が小さいと、浸透及び蒸発による水の損失が急増するため、その結果、給水量が増え、湛水進行(水を貯める速さ)に時間がかかるようになる。
従って、複数区画からなる水田地域において、代かき時や中干し後に給水を必要とする水田が一斉に給水を開始した場合には、各水田の給水強度が小さくなるため、湛水に多大な時間がかかったり、灌漑用水が足りなくなるような事態も多発する。
In addition, (2) in the prior art, the water supply valves installed for each of the plurality of paddy fields are not particularly controlled, and independent control is performed for each water supply valve. Therefore, in paddy field areas consisting of multiple sections, when paddy fields that require water supply start water supply all at once, there may be situations where water does not reach the terminal paddy field or a paddy field that definitely needs water supply. Conceivable. In other words, the above situation occurs because the operation of the pump does not catch up with the amount of water supply.
In addition, according to (3) “Atsuyuki Nakayama: Analysis of water shortage of paddy fields (1), Noiko Technical Technique 190, p31-46 (1995)” If the water supply strength is low when water supply is performed after water supply after making rice soil and watering (drying the water and giving oxygen to the basement before the ears appear), water loss due to infiltration and evaporation will increase rapidly. As a result, the amount of water supply increases, and it takes time to progress the flooding (speed of storing water).
Therefore, in paddy fields composed of multiple plots, when paddy fields that require water supply at the time of paddying or after half-drying start water supply at the same time, the water supply intensity of each paddy field becomes small, so it takes a lot of time for dredging. Or irrigation water shortages often occur.
(目的)
そこで本発明の目的は、これら従来の課題を解決し、水田地域の実状に合致した適切な用水補給を行い、冷水温障害を回避するような水田の水管理システムを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、複数区画からなる水田地域に対しても適切な給水作業を行い、灌漑用水が足りなくなることのないように、給水作業の効率化・有効化を図る水田の水管理システムを提供することにある。
(the purpose)
Accordingly, an object of the present invention is to provide a water management system for paddy fields that solves these conventional problems, supplies water appropriately according to the actual situation of paddy fields, and avoids cold water temperature disturbances.
In addition, another object of the present invention is to perform appropriate water supply work for a paddy field area composed of a plurality of sections, and to make the water supply work more efficient and effective so as not to run out of irrigation water. To provide a water management system.
上記目的を達成するため、本発明による水田の水管理システムは、水源の水を水田地域に導水するための用水路に設置された揚水装置を制御して、上記用水路の流量制御を行う水田の水管理システムであって、上記水田の水温を計測するための水温測定手段と、上記水田に給水される水の水温を計測するための水温測定手段と、上記水田水温と上記給水水温との差が所定値より小さい場合に、上記揚水装置を動作させる制御手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a water management system for paddy fields according to the present invention controls a pumping device installed in a irrigation channel for introducing water from a water source to a paddy field, and controls the flow rate of the irrigation channel. a management system, a water temperature measuring means for measuring the temperature of the rice paddies, and water temperature measuring means for measuring the temperature of the water is the water supply to the paddy field, the difference between the paddy water temperature and the water feed temperature is smaller than a predetermined value, characterized Rukoto and control means for operating the pumping device.
以上説明したように、本発明によれば、水田地域の実状に合致した適切な用水補給を行うので、冷水温障害を回避することができ、また複数区画からなる水田地域に対しても適切な給水作業を行い、灌漑用水が足りなくなることのないように給水作業の効率化・有効化を図ることができる。 As described above, according to the present invention, appropriate irrigation water supply that matches the actual situation of the paddy field is performed, so that it is possible to avoid a cold water temperature failure and is suitable for a paddy field composed of a plurality of sections. Water supply work can be carried out to improve the efficiency and effectiveness of the water supply work so as not to run out of irrigation water.
以下、本発明の実施例を、図面により詳細に説明する。
(第1の実施例)
図1は、本発明による水田の水管理システムの概略構成図である。
本発明の水管理システムは、水田の水位を計測する水位計1−j(j=1,・・・,30),水田の水の温度を計測する水温計2−j,給水パイプライン中の水の温度を計測する水温計112,給水パイプラインの給水を開閉する給水バルブ3−j,排水パイプラインの排水を開閉する排水バルブ4−j,水田の給排水の管理を行うコンピュータ106,コンピュータ106の無線送受信アンテナからの無線媒体であるデータ伝送路107,水源池から水を揚水する揚水ポンプ108,給水パイプライン109,排水パイプライン110から構成される。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a paddy field water management system according to the present invention.
The water management system of the present invention includes a water level meter 1-j (j = 1,..., 30) that measures the water level of the paddy field, a water temperature meter 2-j that measures the temperature of the water in the paddy field, and a water supply pipeline. A
水管理の対象となる水田地域は、濃水省が推進している大区画水田モデル地区と同様に、30枚の1ha規模の水田5−jによって構成される。区画された各水田5−j内には、水位計1−j,水温計2−j,給水バルブ3−j,排水バルブ4−jが1つずつ設置されており、それぞれに無線送受信機が取り付けられ、所定測定周期ごとに水田5−jの水位,水温,給水量,給水圧力,排水量,バルブ操作量を、データ伝送路107を介してコンピュータ106に送信している。
ここで、バルブ操作量としては、バルブの開度(%で示す)で表わす。また、データ伝送路107は無線空間を使用しているが、無線又は有線のどちらでも構わない。なお、有線の場合には、地中又は空中に施設された線路が必要となる。
給水パイプライン109の上流端には、水源池111の水を給水パイプライン109に圧送するための揚水ポンプ108が設置されており、これにも無線送受信機が取り付けられ、所定測定周期ごとにポンプ揚水量,ポンプ操作量を、データ伝送路107を介してコンピュータ106に送信している。また、給水パイプライン109内には、水温計112が設置されており、図示していないが、やはり無線送受信機が取り付けられ、所定周期ごとに用水水温をデータ伝送路107を介してコンピュータ106に送信している。
The paddy field area subject to water management is composed of 30 1-ha paddy fields 5-j, similar to the large section paddy field model area promoted by the Ministry of Concentration. In each partitioned paddy field 5-j, a water level meter 1-j, a water temperature meter 2-j, a water supply valve 3-j, and a drain valve 4-j are installed one by one. It is attached, and the water level, water temperature, water supply amount, water supply pressure, water discharge amount, and valve operation amount of the paddy field 5-j are transmitted to the
Here, the valve operation amount is represented by a valve opening (in%). The
At the upstream end of the
図2は、図1におけるコンピュータ内部のハードウェア構成図および記憶手段に格納された各種処理プログラムの機能ブロック図である。
コンピュータ106は、図2に示すように、CPU221,RAM222,ハードディスク装置223,フロッピー(登録商標)ディスク装置224,MOディスク装置225,DVD装置226,CD−ROM装置227,RAMカード装置228,入力装置229,表示装置230から構成される。
CPU221は、水管理システム全体の動作を制御して、給水バルブ3−j,排水バルブ4−j,揚水ポンプ108等の制御機器の操作量を決定し、水田5−jの水管理を行う中央処理装置である。RAM222は、各種処理プログラムや各種データをロードする記憶装置である。
ハードディスク装置223は、各種処理プログラム201〜203,及びデータベース211を磁気ディスクに格納する記憶装置である。フロッピー(登録商標)ディスク装置224、MOディスク装置225、DVD(ディジタルビデオディスク)装置226、CD−ROM(コンパクトディスク)装置227、およびRAMカード装置228は、いずれもハードディスク223と同じように、各種処理プログラム201〜203,及びデータベース211が記録された各記録媒体に格納された内容の読み書きを行う装置である。なお、201は目標水位を決定する処理プログラム、202は揚水ポンプの制御処理を行うプログラム、203は給排水バルブを制御処理するプログラムである。
FIG. 2 is a functional block diagram of various processing programs stored in the hardware configuration diagram inside the computer and the storage means in FIG.
As shown in FIG. 2, the
The
The
入力装置229は、目標水位設定処理プログラム201の実行に必要となる水田5−Jの田植日や、揚水ポンプ制御処理プログラム202の実行に必要となる用水水温許容範囲等を入力するための装置である。また表示装置230は、各種処理プログラム201〜203によって算出された水田5−jの目標水位とその許容範囲,揚水ポンプ制御スケジュール,各給水バルブ制御スケジュール,及び水位計1−j,水温計2−j,水温計112,給水バルブ3−j,排水バルブ4−j,揚水ポンプ108から送信された水田5−jの水位,水温,給水量,給水圧力,排水量,給水パイプライン108の給水量,用水水温,等の表示を行う装置である。
ここで、上記各種処理プログラム201〜203,及びデータベース211は上記記憶媒体のいずれに記録されていてもかまわないため、以下では、記録媒体の読み書きを行う装置をハードディスク装置223とした場合を例にとって説明する。
The
Here, since the
コンピュータ106では、揚水ポンプ108,給水バルブ3−j,及び排水バルブ4−jの操作量を決定し、冷水温障害を回避できるような水田水管理を行う。上記水田水管理は、ハードディスク装置223に記憶された各種処理プログラム201〜203及びデータベース211をRAM222にロード・記憶し、CPU221によって各種処理プログラム201〜203に対応する以下の処理を実行する。すなわち、
(1)水田5−jの目標水位とその許容範囲を決定する処理
(2)揚水ポンプ108の自動制御を行う処理
(3)給水バルブ3−j及び排水バルブ4−jの自動制御を行う処理
を順次実行していく。以下、上記処理(1)〜(3)の実行方法について説明する。
The
(1) Processing for determining the target water level of paddy field 5-j and its allowable range (2) Processing for automatically controlling pumping pump 108 (3) Processing for automatically controlling water supply valve 3-j and drain valve 4-j Are executed sequentially. Hereinafter, the execution method of the said process (1)-(3) is demonstrated.
図3は、本発明における田植後経過日数に応じた目標水深テーブルの一例を示す図である。
先ず初めに、目標水位決定処理プログラム201によって実現される水田5−jの目標水位とその許容範囲を決定する処理(1)について、図3を用いて説明する。処理プログラム201では、1日1回所定時刻において、目標水位データベース211に基づき当日の水田5−jの目標水位とその許容範囲を決定する。
目標水位データベース211では、稲の田植日からの経過日数に対応した稲の品種別・地方別の田植から収穫までの目標水位テーブルと、その許容範囲テーブルとを記憶している。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a target water depth table according to the number of days after rice transplanting in the present invention.
First, the process (1) for determining the target water level of the paddy field 5-j and its allowable range realized by the target water level
The target
図3の太線が目標水位テーブルであり、破線がその許容範囲テーブル(上限および下限)である。テーブルの下方に、生育段階を示している。田植え直後では、水田の水温上昇を図るため水位を低めに設定し、活着後は稲の生育に応じて徐々に深水とする。分けつ期(新しい茎が出て、株が太くなる時期)を迎えると浅水にして水温を上昇させ、稲の生長・分けつを促進させる。無効分けつ期には中干しを行い、土壌を乾燥させて、稲の根に十分な酸素を供給する。中干し以降は、収穫まで間断灌漑を繰り返すが、穂ばらみ期は最も水を必要とする時期とされ、10日から2週間程度十分に湛水する。
上記目標水位テーブルとその許容範囲テーブルは、過去の稲の生育データや水位データ、気象データ等に基づいて、稲の田植後経過日数から目標水位とその許容範囲が特定できるようにしておく。農協・農業試験場等が配布している稲作ごよみ等を参考にしてもよい。なお、上記のテーブルは固定ではなく、農家のオリジナリティを組み込めるように、いつでも変更可能なフレキシブルなテーブルとしておく。
The thick line in FIG. 3 is the target water level table, and the broken line is the allowable range table (upper limit and lower limit). The growth stage is shown below the table. Immediately after rice planting, the water level is set low in order to increase the water temperature of the paddy field, and gradually deepens as the rice grows. When it comes to the splitting season (when new stems come out and the stock grows thick), the water temperature is raised by raising the water temperature and promoting the growth and splitting of rice. During the ineffective period, the rice is dried and the soil is dried to supply enough oxygen to the rice roots. After mid-drying, intermittent irrigation is repeated until harvesting, but the booting season is the time when water is most needed, and the water is sufficiently flooded for 10 to 2 weeks.
The target water level table and its allowable range table allow the target water level and its allowable range to be specified from the number of days after rice planting based on past rice growth data, water level data, weather data, and the like. You may refer to rice harvesting distributed by agricultural cooperatives and agricultural test centers. Note that the above table is not fixed, but is a flexible table that can be changed at any time to incorporate the farmer's originality.
処理プログラム201では、入力装置229より入力された水田5−jの稲の品種・地方に基づいて、上記データべース211から対応する目標水位テーブルとその許容範囲テーブルを選択する。更に、入力装置229より入力された水田5−jの田植日から当日までの経過日数と、上記選択された水田5−jの目標水位テーブルとその許容範囲テーブルとを比較して、水田5−jの適切な目標水位とその許容範囲とを決定する。決定された目標水位とその許容範囲は、処理プログラム201の今回実行時から次回実行時まで有効とする。このようにして、CPU221において、処理プログラム201により水田5−jの当日の目標水位とその許容範囲が決定される。
The
図4は、水田水温と用水水温のトレンドを示す図である。
図4を用いて、揚水ポンプ制御処理プログラム202によって実現される揚水ポンプ108の自動制御を行う処理(2)について説明する。処理プログラム202では、水温計2−j,水温計112の水温測定周期と同じタイミングで下記のように揚水ポンプ108の操作量(ON/OFF状態)を決定し、揚水ポンプ108に対して制御信号の送信を行う。
揚水ポンプ処理プログラム202では、水温計2−jより測定された水田5−jの水温の代表値TP,及び水温計112より測定された給水パイプライン109内の用水水温TF,及び入力装置229より入力されたしきい値δとを比較して、揚水ポンプ108の操作量を決定している。
すなわち、
・TP−TF≦δのとき、揚水ポンプ=ON
・TP−TF>δのとき、揚水ポンプ=OFF
とする。つまり、上記の制御則は、給水パイプライン109内の用水水温と水田の水温との差が、しきい値分を超えている場合には揚水ポンプを停止し、しきい値分以下である場合には揚水ポンプを運転する、というものである。
FIG. 4 is a diagram showing trends in paddy water temperature and irrigation water temperature.
The process (2) for performing the automatic control of the
In the pumping
That is,
・ When TP-TF ≦ δ, pumping pump = ON
・ When TP-TF> δ, pumping pump = OFF
And That is, when the difference between the water temperature in the
ここで、上記各水田5−j地域の水温の代表値は、各水田5−jの平均値,最大値,最小値,又はいずれかの水田水温の値等から適当なものを用いればよい。
上述のようにして揚水ポンプ108の自動制御を行うことにより、水田水温と用水水温との差が所定値より小さいときのみ揚水ポンプ108の運転が行われるため、冷水温障害を回避するような用水補給が可能となる。
また、水管理システムのコスト上の制約から、各水田水温計2−j又は用水水温計112のどちらかを設置しなかった場合には、上記制御則において未測定の値(TP又はTF)を0とすればよい。すなわち、各水田水温計2−jを設置しなかった場合(TP=0)には、用水水温が所定値より高いときのみ揚水ポンプ108の運転が行われるため、水田水温に影響を与えにくくなり、冷水温障害を回避するような用水補給が可能になる。一方、用水水温計112を設置しなかった場合(TF=0)には、水田水温が所定値より低いときのみ揚水ポンプ108の運転が行われるため、用水水温の影響を受けにくくなり、冷水温障害を回避するような用水補給が可能となる。
Here, as the representative value of the water temperature in each of the paddy fields 5-j, an appropriate value may be used from the average value, the maximum value, the minimum value, or the value of any one of the paddy field water temperatures.
By automatically controlling the
In addition, due to cost constraints of the water management system , if either of the paddy water thermometer 2-j or the
ところで、水温は一般的に日中において滑らかに上昇し、夜間において滑らかに下降していく。通常、水田の方が水源池より浅水であるため、日中と夜間とでは水田の方が大きく変化し、結局、各水温TP,TFは図4に示すように変化する。上方の温度曲線は水田水温TP(太線)と用水水温TF(破線)であり、下方の曲線は水温差(TP−TF)(太線)としきい値(破線)である。下方の曲線から明らかなように、一旦水温差がしきい値以下になってしまえば、その状態は夜間中続くものと考えられる。従って、揚水ポンプ108の運転は頻繁なON/OFF切替を起こす心配はないものと考えられる。上述のようにして、CPU221において、揚水ポンプ処理プログラム202により、揚水ポンプ108の自動制御が行われる。
By the way, the water temperature generally rises smoothly during the day and falls smoothly at night. Usually, the paddy field is shallower than the water source pond, so that the paddy field changes more greatly during the daytime and at night, and the water temperatures TP and TF change as shown in FIG. The upper temperature curve is the paddy water temperature TP (thick line) and the service water temperature TF (dashed line), and the lower curve is the water temperature difference (TP-TF) (thick line) and the threshold (dashed line). As is apparent from the lower curve, once the water temperature difference falls below the threshold value, the state is considered to continue throughout the night. Therefore, the operation of the
図5は、図2の給排水バルブ制御処理プログラムが実行するバルブ制御処理のフローチャートである。
給排水バルブ制御処理プログラム203によって実現される水田5−jの水位を、上記目標水位の上記許容範囲内に収めるように、給水バルブ2−j,排水バル3−jの自動制御を行う処理(3)について図5により説明する。給排水バルブ制御処理プログラム203では、水位計1−jの水位測定周期と同じタイミングで給水バルブ2−j,排水バルブ3−jの開閉状態を決定し、各バルブに対して開閉信号の送信を行う。
初めに、水位計1−jより測定された最新の水田水位,揚水ポンプ処理プログラム202において決定された揚水ポンプ108の操作量(ON/OFF状態),及び目標水位決定処理プログラム201において決定された水田5−jの目標水位とその許容範囲を読み込み(ステップ501)、以下に示す給排水バルブの開放/閉鎖条件に基づいて、給水バルブ3−j,排水バルブ4−jの操作を行う。
・給水バルブ開放条件:揚水ポンプ運転中、かつ水田水位<目標水位−許容範囲
・給水バルブ閉鎖条件:揚水ポンプ停止中、又は水田水位>目標水位
・排水バルブ開放条件:水田水位>目標水位+許容範囲
・排水バルブ閉鎖条件:水田水位<目標水位
FIG. 5 is a flowchart of valve control processing executed by the water supply / drainage valve control processing program of FIG.
Processing for automatically controlling the water supply valve 2-j and the water discharge valve 3-j so that the water level of the paddy field 5-j realized by the water supply / drainage valve
First, the latest paddy water level measured by the water level meter 1-j, the operation amount (ON / OFF state) of the
・ Water supply valve opening condition: Pumping pump operation and paddy water level <target water level-allowable range ・ Water supply valve closing condition: pumping pump stopped or paddy water level> target water level / drainage valve opening condition: paddy water level> target water level + allowable Range / drain valve closing condition: paddy water level <target water level
すなわち、揚水ポンプ108が運転されており、かつ水田水位が目標水位下限値(目標水位−許容範囲)を下回っていれば、給水バルブ3−jが開放され給水が開始される(ステップ502,503)。この結果、水田5−jの水位が漸次上昇し水田水位が目標水位を上回るようになるか、又は揚水ポンプ108が停止していれば、給水バルブ3−jが閉鎖され給水が停止される(ステップ504,505)。
これにより、水田が冷水温障害の影響を受けにくい場合においてのみ、水田5−jの水位を目標水位の許容範囲内に維持するような給水が行われることになる。逆に、水田水位が目標水位上限値(目標水位+許容範囲)を上回っていれば、排水バルブ4−jが開放され排水が開始される(ステップ506,507)。この結果、水田5−jの水位が漸次下降し、水田水位が目標水位を下回るようになれば、排水バルブ4−jが閉鎖され排水が停止される(ステップ508,509)。これにより、水田5−jの水位を目標水位の許容範囲内に維持するような排水が行われることになる。上述のようにして、CPU221において、処理プログラム203により、給水バルブ3−j,及び排水バルブ4−jの自動制御が行われる。
上述のように、第1の実施例においては、水田水温と用水路水温の両方又はそのどちらか一方を測定・比較して、水田地域に対して適切な用水補給を行うことにより、冷水温障害を回避するような水田の水管理が可能となる。
That is, if the
Thus, water supply is performed so as to maintain the water level of the paddy field 5-j within the allowable range of the target water level only when the paddy field is not easily affected by the cold water temperature failure. Conversely, if the paddy water level exceeds the target water level upper limit (target water level + allowable range), the drain valve 4-j is opened and drainage is started (
As described above, in the first embodiment, by measuring and comparing the paddy water temperature and / or the irrigation water temperature, and appropriately supplying water to the paddy field area, Water management of paddy fields that can be avoided is possible.
(第2の実施例)
図6は、本発明の第2の実施例を示すコンピュータ内部のハード構成図および各種処理プログラムのブロック図である。
図6からも明らかなように、第1の実施例との相違点であるコンピュータ106の処理・構成は、プログラムの機能が異なる点である。具体的には、第1の実施例では存在していた揚水ポンプ処理プログラム202を削除し、その代りに給水順序決定処理プログラム602を設けたこと、および給水バルブ制御と排水バルブ制御の処理プログラム603,604を独立に設けたことである。
第1の実施例では、給水バルブ3−j,排水4−jの目標水位制御は水田5−jごとに独立して行っていた。しかしながら、多くの水田5−jが一斉に給水を必要として、一斉に給水を開始した場合、末端の水田や切実に給水を必要とする水田に対して水が届かないこと、湛水に多大な時間がかかること、又は灌漑用水が足りなくなること、等の問題が発生する可能性がある。
そこで、図6のコンピュータ106では、給水バルブ3−j及び排水バルブ4−jの連携した操作量を決定し、給水作業の効率化・有効化を図るような水田水管理を行う。
(Second embodiment)
FIG. 6 is a hardware configuration diagram inside the computer and a block diagram of various processing programs according to the second embodiment of the present invention.
As is apparent from FIG. 6, the processing and configuration of the
In the first embodiment, the target water level control of the water supply valve 3-j and the drainage 4-j is performed independently for each paddy field 5-j. However, when many paddy fields 5-j need water supply all at once and start water supply all at once, the water does not reach the paddy field at the end or the water field that definitely needs water supply. Problems such as time consuming or lack of irrigation water may occur.
Therefore, the
ここで、揚水ポンプ108の運転は毎日所定時間帯において行われ、給水パイプライン109に適当な用水補給が行われているものとする。上記水田水管理は、ハードディスク装置223に記憶された各種処理プログラム201,602〜604,及びデータベース211をRAM222にロード・記憶し、CPU221によって各種処理プログラム201,602〜604に対応する以下の処理:を順次実行していく。
(1)水田5−jの目標水位とその許容範囲を決定する処理(プログラム201の実行)
(2)水田5−jの給水順序を決定する処理(プログラム602の実行)
(3)給水バルブ3−jの自動制御を行う処理(プログラム603の実行)
(4)排水バルブ4−jの自動制御を行う処理(プログラム604の実行)
ここで、上記の処理(1)は第1の実施例で記述した目標水位決定処理201と同様であるため説明を省略し、上記の処理(2)〜(4)の実行方法について詳細に説明する。
先ず初めに、給水順序決定処理プログラム602によって実現される水田5−jの給水順序処理プログラム602では、1日1回、所定時刻(例えば当日の揚水ポンプ108の運転を開始する直前)において、当日の水田5−jの給水順序を決定する。
Here, it is assumed that the operation of the
(1) Processing for determining the target water level of paddy field 5-j and its allowable range (execution of program 201)
(2) Processing for determining the water supply order of paddy field 5-j (execution of program 602)
(3) Processing for automatically controlling the water supply valve 3-j (execution of the program 603)
(4) Processing for automatically controlling the drain valve 4-j (execution of the program 604)
Here, since the process (1) is the same as the target water
First, in the water supply
図7は、図6における給水順序決定処理プログラムが実行する処理のフローチャートである。
初めに、給水バルブ3−jより測定された給水量データに基づいて、水田5−jの前回給水日からの経過日数を算出し(ステップ701)、上記経過日数が所定の給水間隔の最小日数以上となっている水田のみを給水可能水田として選択する(ステップ702)。ここで給水間隔の最小日数とは、複数区画からなる水田地域での各水田への給水を何日かに1回と限定することにより、用水不足地域での水の有効利用を図るとともに、各水田への公平な給水を可能とする灌漑方法であって、最低限あける必要のある給水日の間隔のことである。給水間隔の最小日数は、水田5−jの面積や減水深に応じて各水田5−jごとに事前に決定しておく。
次に、処理プログラム602では、上記各給水可能水田に関して、水位計1−jより測定された最新の水田水位,及び処理プログラム201において決定された水田5−jの目標水位とその許容範囲を読み込み(ステップ703)、「目標水位−許容範囲−水田水位」の値の大きい順に給水順序を割り当てる(ステップ704)。ここで、「目標水位−許容範囲−水田水位」は目標水位下限値に対する不足水量を表しており、この値が大きいほど早急な給水が要求されている。
上述のようにして、CPU221において、処理プログラム602により水田5−jの中から給水可能水田が選択され、給水の必要性に応じて給水順序が決定される。
FIG. 7 is a flowchart of processing executed by the water supply order determination processing program in FIG.
First, the elapsed days from the previous water supply date of the paddy field 5-j is calculated based on the water supply amount data measured by the water supply valve 3-j (step 701), and the elapsed days are the minimum number of days of a predetermined water supply interval. Only the paddy fields that have been described above are selected as paddy fields that can be supplied with water (step 702). Here, the minimum number of water supply intervals means the effective use of water in water-deficient areas by limiting the water supply to each paddy field once in several days in a paddy area consisting of multiple sections. This is an irrigation method that allows for fair water supply to paddy fields, and is the interval between water supply days that need to be opened at a minimum. The minimum number of days for the water supply interval is determined in advance for each paddy field 5-j according to the area of the paddy field 5-j and the water reduction depth.
Next, in the
As described above, in the
次に、給水バルブ制御処理プログラム603によって実現される給水バルブ3−jの自動制御を行う処理(3)について説明する。処理プログラム603では、揚水ポンプ108の起動/停止が行われたタイミング,及び給水中の水田5−jの給水が停止したタイミングで給水バルブ3−jの開閉状態を決定し、各バルブに対して開閉信号の送信を行う。
図8は、給水バルブ制御処理プログラムの給水バルブ制御処理のフローチャートである。
初めに、水位計1−jより測定された最新の水田水位、給水バルブ3−jより測定された給水量・給水圧,揚水ポンプ108より送信されたポンプ操作量(ON/OFF状態),処理プログラム201において決定された水田5−jの目標水位とその許容範囲,処理プログラム602において決定とれた給水可能水田5−jの給水順序を読み込む(ステップ801)。ただし、上記給水可能水田5−jの給水順序の読み込みは、最新値更新後の一回のみとする。また、給水量・給水圧は、給水バルブ3−jに取り付けられた計測器により読み取ることができる。
Next, the process (3) for performing automatic control of the water supply valve 3-j realized by the water supply valve
FIG. 8 is a flowchart of the water supply valve control process of the water supply valve control process program.
First, the latest paddy water level measured by the water level meter 1-j, the water supply amount / water pressure measured by the water supply valve 3-j, the pump operation amount (ON / OFF state) transmitted from the
次に、給水バルブ制御処理プログラム603では、以下に示す給水指針に基づいて給水バルブ3−jの操作を行う。
・揚水ポンプ運転中のみ給水を行う。
・上記給水順序に従って給水を行う。
・同時に給水を行う水田の数が所定の上限を超えない。
・給水が行われている水田の給水又は給水圧が所定の下限値を下回らない。
・水田水位>目標水位となれば給水を停止する。
すなわち、揚水ポンプ108が運転されている場合において(ステップ802)、上記給水可能水田5−jの中から給水が行われておらず、かつ最も給水順序の高い水田を選択し(ステップ804)、上記選択された水田に対して給水を行ったときの被給水水田の数が所定の上限値を超えず(ステップ805)、かつ被給水水田での給水量又は給水圧が所定の下限値を下回らないようであれば(ステップ806)、給水バルブ3−jが開放され給水が開始される(ステップ807)。
Next, in the water supply valve
-Supply water only while the pump is operating.
-Supply water according to the above water supply sequence.
・ The number of paddy fields that supply water at the same time does not exceed the predetermined upper limit.
・ The water supply or water supply pressure of the paddy field where water is supplied does not fall below the specified lower limit.
・ Water supply is stopped when the paddy water level> target water level.
That is, when the
この結果、水田4−jの水位が漸次上昇し水田水位が目標水位を上回るようになるか、又は揚水ポンプ108が停止していれば、給水バルブ3−jが閉鎖され給水が停止される(ステップ803,809)。これにより、給水の必要性に応じ、決定された給水順序に従って水田5−jに対して給水が行われることになる。
また、被給水水田数の上限チェック(ステップ805),被給水水田の給水量・給水圧が得られるようになってから新規給水が行われるようになるため、短時間での給水が可能となる。
上述のようにして、CPU221において、処理プログラム603により給水バルブ3−jの自動制御が行われる。
As a result, if the water level of the paddy field 4-j gradually rises and the paddy field level exceeds the target water level, or if the
In addition, since the upper limit check of the number of supplied water fields (step 805) and the water supply amount / water supply pressure of the supplied water fields can be obtained, new water supply is performed, so that water can be supplied in a short time. .
As described above, the
次に、排水バルブ制御処理プログラム604によって実現される排水バルブ4−jの自動制御を行う処理(4)について説明する。排水バルブ制御処理プログラム604では、水位計1−jの水位測定周期と同じタイミングで排水バルブ4−jの開閉状態を決定し、各バルブに対して開閉信号の送信を行う。
図9は、排水バルブ制御処理プログラムが実行するバルブ制御処理のフローチャートである。
初めに、水位計1−jより測定された最新の水田水位、及び目標水位決定処理プログラム201において決定された水田5−jの目標水位とその許容範囲を読み込み(ステップ901)、以下に示す排水バルブの開放/閉鎖条件に基づいて、排水バルブ4−jの操作を行う。
・排水バルブ開放条件:水田水位>目標水位+許容範囲
・排水バルブ閉鎖条件:水田水位<目標水位
Next, the process (4) for automatically controlling the drain valve 4-j realized by the drain valve
FIG. 9 is a flowchart of valve control processing executed by the drain valve control processing program.
First, the latest paddy field water level measured by the water level meter 1-j, the target water level of the paddy field 5-j determined in the target water level
・ Drain valve opening condition: paddy water level> target water level + tolerance ・ Drain valve closing condition: paddy water level <target water level
すなわち、水田水位が目標水位上限値(目標水位+許容範囲)を上回っていれば、排水バルブ4−jが開放され排水が開始される(ステップ902,903)。
この結果、水田5−jの水位が漸次下降し、水田水位が目標水位を下回るようになれば、排水バルブ4−jが閉鎖され排水が停止される(ステップ904,905)。これにより、水田5−jの水位を目標水位上限値以下に維持するような排水が行われることになる。上述のようにして、CPU221において、排水バルブ制御処理プログラム604により、排水バルブ4−jの自動制御が行われる。
上述のように、第2の実施例では、給水の必要性に応じた輪番給水を行うことにより、末端の水田や切実に給水を必要とする水田に対しても十分な給水が可能となり、また同時給水田数や給水量・給水圧を鑑みて各水田に対して連携した給水を行うことにより、湛水を短時間、かつより少ない水量で済ませることが可能となり、給水作業の効率化・有効化を図るような水田の水管理が可能となる。
That is, if the paddy water level exceeds the target water level upper limit value (target water level + allowable range), the drain valve 4-j is opened and drainage is started (
As a result, when the water level of the paddy field 5-j gradually falls and the paddy field water level falls below the target water level, the drain valve 4-j is closed and drainage is stopped (
As described above, in the second embodiment, sufficient water can be supplied to the paddy field at the end or a field that needs water supply by performing the ring water supply according to the necessity of water supply. In consideration of the number of simultaneous water supply fields, water supply amount, and water supply pressure, it is possible to reduce the amount of water dredged in a short time and reduce the volume of water supply by making the water supply linked to each paddy field. Water management of paddy fields that can be realized is possible.
以上のように、第1の実施例による水田水管理システムにおいては、水田水温と用水水温との差が所定の許容値以下である場合に限り、水田地域に対して用水路を介して用水補給を行い、その場合に限って各水田への給水を行っているため、冷水温障害を回避するような水田給水ができるとともに、用水路に水がないために給水を実行できないという問題を解決することができる。
また、水田水温と用水水温のどちらか一方しか測定していない場合でも、水田水温が所定値以下、又は用水水温が所定値以上である場合に限り、水田地域に対して用水路を介して用水補給を行い、その場合に限って各水田への給水を行っているため、上記と同様の効果が期待できるとともに、上記の水場理システムに比べて部品点数の少ない、すなわち安価で維持管理の容易な水管理方法を実現することが可能となる。
As described above, in the paddy field water management system according to the first embodiment, only when the difference between the paddy field temperature and the irrigation water temperature is equal to or lower than a predetermined allowable value, the irrigation water supply to the paddy field is performed via the irrigation channel. In this case, water is supplied to each paddy field, so paddy field water can be supplied to avoid cold water temperature problems, and the problem that water supply cannot be performed because there is no water in the irrigation channel can be solved. it can.
In addition, even when only one of the paddy water temperature and the irrigation water temperature is measured, only when the paddy water temperature is lower than the predetermined value or when the irrigation water temperature is higher than the predetermined value, water supply is made to the paddy area through the irrigation channel. In this case, water is supplied to each paddy field, so the same effect as above can be expected, and the number of parts is small compared to the above water management system, that is, it is inexpensive and easy to maintain. Water management methods can be realized.
また、第2の実施例による水田水管理システムにおいては、水田目標水位と水田水位との差に応じて各水田に対して給水順序を決定し、その順序に従って給水を行っているため、各水田が一斉に給水を開始するということがなくなるので、たとえ末端の水田であっても切実に給水を必要としていれば、早急な給水を行うことが可能となる。
また、前回給水日から所定日数以上経過した水田のみを給水可能水田として選択し、給水可能水田に対してのみ当日の給水を行っているため、特定の水田に対してのみ給水が頻繁に行われるということがなくなるので、公平なローテーション灌漑を行うことが可能となる。
また、同時に給水を行う水田数に上限を設けておき、給水量又は給水圧が所定値以上である場合に限り水田給水を行っているため、十分な給水強度での短時間の給水が可能となる。これにより、代かき時や中干し後の用水補給時において、給水強度の減少に伴う浸透及び蒸発による水の損失の急増を防ぐことが可能となり、節水効果の高い給水を行うことが可能となる。
Further, in the paddy field water management system according to the second embodiment, the water supply order is determined for each paddy field according to the difference between the paddy field target water level and the paddy field water level, and water is supplied according to the order. Will not start water supply all at once, so even if it is a paddy field at the end, if it is urgently necessary to supply water, it becomes possible to supply water immediately.
In addition, only the paddy fields that have passed the predetermined number of days since the previous water supply day are selected as the water supply available paddy fields, and the water supply on the day is performed only for the water supply available paddy fields. This eliminates the need for fair rotation irrigation.
In addition, an upper limit is set for the number of paddy fields that are to be supplied at the same time, and paddy field water supply is performed only when the water supply amount or water supply pressure is equal to or higher than a predetermined value, so that water can be supplied in a short time with sufficient water supply intensity. Become. This makes it possible to prevent a sudden increase in water loss due to infiltration and evaporation accompanying a decrease in the water supply strength when water is refilled or when water supply is performed after drying in the middle, and water supply with a high water-saving effect can be performed.
1−j…水位計、2−j…水温計、3−j…給水バルブ、4−j…排水バルブ、
5−j…水田、106…コンピュータ、107…データ伝送路、108…揚水ポンプ、
109…給水パイプライン、110…排水パイプライン、111…水源池、
221…CPU、222…RAM、229…入力装置、230…表示装置、
201…目標水位決定処理プログラム、202…揚水ポンプ処理プログラム、
203…給排水バルブ制御処理プログラム、211…目標水位データベース、
224…FD、225…MO、226…DVD、227…CD−ROM、
228…RAMカード、602…給水順序決定処理プログラム、
603…給水バルブ制御処理プログラム、604…排水バルブ制御処理プログラム。
1-j ... Water level gauge, 2-j ... Water temperature gauge, 3-j ... Water supply valve, 4-j ... Drain valve,
5-j ... paddy field, 106 ... computer, 107 ... data transmission path, 108 ... pumping pump,
109 ... water supply pipeline, 110 ... drainage pipeline, 111 ... water source pond,
221 ... CPU, 222 ... RAM, 229 ... input device, 230 ... display device,
201 ... Target water level determination processing program, 202 ... Pumping pump processing program,
203 ... Water supply / drainage valve control processing program, 211 ... Target water level database,
224 ... FD, 225 ... MO, 226 ... DVD, 227 ... CD-ROM,
228 ... RAM card, 602 ... water supply sequence determination processing program,
603 ... Water supply valve control processing program, 604 ... Drain valve control processing program.
Claims (1)
上記水田の水温を計測するための水温測定手段と、
上記水田に給水される水の水温を計測するための水温測定手段と、
上記水田水温と上記給水水温との差が所定値より小さい場合に、上記揚水装置を動作させる制御手段と
を備えることを特徴とする水田の水管理システム。 A water management system for a paddy field that controls a pumping device installed in a water channel for introducing water from the water source to a paddy field, and controls the flow rate of the water channel,
Water temperature measuring means for measuring the water temperature of the paddy field,
Water temperature measuring means for measuring the temperature of water supplied to the paddy field,
A water management system for paddy fields, comprising control means for operating the pumping device when a difference between the paddy water temperature and the feed water temperature is smaller than a predetermined value.
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