(57)【要約】【課題】汚濁負荷堆積量を、計測された流出汚濁負荷量からオンラインで精度よく算出するモデルを備えた雨水排水制御装置を提供する。【解決手段】下水道からのポンプ井２への流入量を計測するセンサー２２の計測値から前記ポンプ井２への流入量を所定の時間周期で求め、ポンプ井２に流入した流入水に対する水質センサー２１の計測値から汚濁の発生負荷量を前記時間周期で求め、ある時刻における発生負荷量と、その時刻における下水の流入量の、予め設定された限界流量値を超えた値とから、ポンプ井２までの経路に堆積した汚濁の負荷量を前記時間周期で求める。そして、流入量実測値と予め設定された対象流域の雨量計２３により計測された降雨量とからポンプ井２への流入量を予測し、ある時刻における堆積負荷量と、予測流入量の、予め設定された限界流量値を超えた値とから、汚濁の発生負荷量の予測値を求める。【選択図】図１
2010196369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水道からのポンプ井への流入量を計測するセンサーの計測値から前記ポンプ井への流入量を所定の時間周期で求める流入量演算部と、
前記ポンプ井への流入水に対する水質センサーの計測値から汚濁の発生負荷量を前記時間周期で求め、ある時刻における前記発生負荷量と、同時刻における前記下水の流入量の、予め設定された限界流量値を超えた値とから、前記ポンプ井までの経路の汚濁の堆積負荷量を求める堆積負荷量演算部と、
前記流入量演算部で求められた流入量実測値と予め設定された対象流域の雨量計により計測された降雨量とからポンプ井への所定時間先の流入量を予測する流入量予測部と、
前記ある時刻における堆積負荷量と、前記流入量予測部で求められた予測流入量の、予め設定された限界流量値を超えた値とから、汚濁の発生負荷量の所定時間先の予測値を求める水質予測部と、
を備えたことを特徴とする雨水排水制御装置。
【請求項２】
下水道からのポンプ井への流入量を計測するセンサーの計測値から前記ポンプ井への流入量を所定の時間周期で求める流入量演算部と、
前記ポンプ井への流入水に対する水質センサーの計測値を汚濁の発生負荷量として逐次記憶しておく汚濁負荷量データ保存部と、
この汚濁負荷量データ保存部に保存された降雨日以外のデータを晴天日の汚濁負荷量としてその数日分の平均値を求める平均値演算部と、
水質センサーにより計測された雨天日の計測値から、前記晴天日の汚濁発生量の平均値を減算した雨天時負荷発生量を前記時間周期で求める雨天時負荷量演算部と、
この雨天時負荷量演算部で求められたある時刻における発生負荷量と、その時刻における前記下水の流入量の、予め設定された限界流量値を超えた値とから、前記ポンプ井までの経路の汚濁の堆積負荷量を求める堆積負荷量演算部と、
前記流入量演算部で求められた流入量実測値と予め設定された対象流域の雨量計により計測された降雨量とからポンプ井への所定時間先の流入量を予測する流入量予測部と、
前記ある時刻における堆積負荷量と、前記流入量予測部で求められた予測流入量の、予め設定された限界流量値を超えた値とから、汚濁の発生負荷量の所定時間先の予測値を求める水質予測部と
を備えたことを特徴とする雨水排水制御装置。
【請求項３】
前記ポンプ井に対して、前記流入水を放流するための排水ポンプと、この流入水に対して所定の処理を施す処理設備に送水する送水ポンプとが設けられ、前記水質予測部で予測される流入水の水質が放流可であれば前記排水ポンプを運転制御し、放流不可であれば前記送水ポンプを運転制御する機器制御演算手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の雨水排水制御装置。
【請求項４】
前記ポンプ井に対して、このポンプ井への流入下水を分岐する分岐路、及びこの分岐路に設けられた流入弁を介して分岐した流入水を受け入れて貯留する貯留池を設け、
前記貯留池には、貯留水を放流するための貯留水排水ポンプと、この貯留水に対して所定の処理を施す処理設備に送水する貯留水送水ポンプと、この貯留水の水質を測定する貯留水水質センサーとを設け、
前記機器制御演算手段は、前記水質予測部で予測される流入水の水質が放流不可であり、かつ前記流入量予測部で予測された流入量が前記処理設備の処理量を超える場合、又は前記予測流入量が予め設定した量を超える場合は、前記貯留池への流入弁を開制御し、
前記貯留池からの排水に当っては、前記貯留水水質センサーの計測値が放流可であれば前記貯留水排水ポンプを運転制御し、放流不可であれば前記貯留水送水ポンプを運転制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の雨水排水制御装置。
【請求項５】
前記水質予測部で予測される予測結果を表示する表示装置を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の雨水排水制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、降雨時にポンプ場に流入する下水流入水の水質を予測し、予測された水質を用いて雨水排水施設等を制御する雨水排水制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、合流式の下水道施設では、下水道の排水流域に降雨があった場合、雨水が下水道管内に流入する。下水道管の終端部にはポンプ井を有するポンプ場や処理場が設けられ、雨水を含む流入水を処理施設備に送水したり、河川などに排水（雨天時越流水とも言う）したりする。
【０００３】
このポンプ井に流入する雨水には、屋根や道路などの地表に堆積され、雨によって流された汚濁物質が含まれる。また、家庭からの排水などの汚水中に含まれる汚濁物質は、晴天時の流れが少ないときに下水道管管内に沈降する。この沈降して堆積した汚濁物質は、雨天時の流れが多いときに洗い流されてポンプ井に流入する。したがって、雨天時にポンプ井に流入する雨水には、多くの汚濁物質が含まれる。このような汚濁負荷量が高い雨水が、下水処理場において処理されずに河川や海などに排水されると、それらの水域の環境を汚染することになる。
【０００４】
そこで、合流式下水道の雨天時の越流水の水質の改善（合流改善と呼ばれている）のため、流出（あるいは河川放流）する汚濁負荷量を削減する制御が求められている。この汚濁負荷量削減の制御には、例えば、雨水貯留施設の流入ゲートを制御する発明（例えば、特許文献１、又は特許文献４参照）、雨水ポンプ、汚水ポンプを制御する発明（例えば、特許文献２参照）、下水処理／河川放流を制御する、あるいは雨水貯留施設の流入ゲートを制御する発明（例えば、特許文献３参照）などがある。
【０００５】
これらの汚濁負荷量を削減する制御には、汚濁負荷量の予測が用いられているものがある。この汚濁負荷量の予測手法、あるいは予測モデルには、次のような方法や装置が知られている。
【０００６】
（Ａ）分布型モデル：
雨天時に下水道から流出する汚濁負荷量の計算には、分布型モデルと呼ばれる計算モデルがしばしば用いられている(例えば、特許文献５又は非特許文献１参照)。  
（Ｂ）オンライン、自己回帰モデル：
オンライン水質データを入力して、簡易な計算で、オンラインで予測する方法のひとつである(例えば、特許文献２参照)。  
（Ｃ）堆積量を用いた予測モデル：
汚濁物質の堆積量とその流出を考え合わせたモデルで、簡単な計算で予測できる予測モデルの例である（例えば、特許文献３，６、又は非特許文献２参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１６５５１号公報
【特許文献２】特開２００６−１８７６８２号公報
【特許文献３】特開２０００−２４０５７６号公報
【特許文献４】特開２００１−１８２１３５号公報
【特許文献５】特開２００６−１８４２０６号公報
【特許文献６】特開２００７−２８３２７４号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「流出解析モデル利活用マニュアルの改訂について」、第４３回下水道研究発表会講演集II-2-2-1，pp.296-298，2006．
【非特許文献２】「合流式下水道の改善対策に関する調査研究」、下水道協会誌，Vol.24，No.280，pp.35-53，1987．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、（Ａ）の分布型モデルでは、モデルが詳細に記述されており、例えば、上記特許文献５に示されたように、モデル構築が煩雑で手間がかかるという課題がある。さらに，このようにモデルが詳細に記述されているために計算に処理能力と時間がかかり、小さな計算機で可能な簡単な計算で、オンラインの制御に適用できる速い計算ができないという問題がある。
【００１０】
また、（Ｂ）のオンライン、自己回帰モデルでは、直近の予測しかできない。これは次の理由による。汚濁負荷の流出プロセスは、雨で道路や下水道管に堆積している汚濁物質が流出するプロセスである。このため汚濁負荷堆積量の減少に伴い、急激に流出汚濁負荷量が減少する。この汚濁負荷堆積量の減少、すなわち、現在の堆積負荷量を考慮していない予測モデルでは、先の時刻の予測は誤差が大きくなり、長時間先の精度のよい予測ができない。
【００１１】
さらに、（Ｃ）の堆積量を用いた予測モデルでは、堆積量は晴天時の負荷と晴天日数（時間）に基づいて計算するモデルを合わせて適用されている。例えば、非特許文献２に開示されているモデル（土研（建設省・土木研究所）モデルと呼ばれている）は、次の（式１）、（式２）により、汚濁負荷量を予測している。
【数１】
2010196369.tif 000003
【００１２】
ここで、堆積負荷量ＰＰは、（式２）により求まり、ＤLにより、時間t（ここではＬDがない晴天時間）に増加する。
【００１３】
しかし、このような堆積負荷量ＰＰを用いた予測モデルでは、この堆積量の計算、すなわち晴天日数（時間）により比例的に堆積量が増加する計算に堆積量に誤差が生じると、予測する流出汚濁負荷量も誤差を生じる。
【００１４】
本発明の目的は、この汚濁負荷堆積量を、計測された流出汚濁負荷量からオンラインで精度よく算出するモデルを備えた雨水排水制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の雨水排水制御装置は、下水道からのポンプ井への流入量を計測するセンサーの計測値から前記ポンプ井への流入量を所定の時間周期で求める流入量演算部と、前記ポンプ井への流入水に対する水質センサーの計測値から汚濁の発生負荷量を前記時間周期で求め、ある時刻における前記発生負荷量と、同時刻における前記下水の流入量の、予め設定された限界流量値を超えた値とから、前記ポンプ井までの経路の汚濁の堆積負荷量を求める堆積負荷量演算部と、前記流入量演算部で求められた流入量実測値と予め設定された対象流域の雨量計により計測された降雨量とからポンプ井への所定時間先の流入量を予測する流入量予測部と、前記ある時刻における堆積負荷量と、前記流入量予測部で求められた予測流入量の、予め設定された限界流量値を超えた値とから、汚濁の発生負荷量の所定時間先の予測値を求める水質予測部とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の雨水排水制御装置は、下水道からのポンプ井への流入量を計測するセンサーの計測値から前記ポンプ井への流入量を所定の時間周期で求める流入量演算部と、前記ポンプ井への流入水に対する水質センサーの計測値を汚濁の発生負荷量として逐次記憶しておく汚濁負荷量データ保存部と、この汚濁負荷量データ保存部に保存された降雨日以外のデータを晴天日の汚濁負荷量としてその数日分の平均値を求める平均値演算部と、水質センサーにより計測された雨天日の計測値から、前記晴天日の汚濁発生量の平均値を減算した雨天時負荷発生量を前記時間周期で求める雨天時負荷量演算部と、この雨天時負荷量演算部で求められたある時刻における発生負荷量と、その時刻における前記下水の流入量の、予め設定された限界流量値を超えた値とから、前記ポンプ井までの経路の汚濁の堆積負荷量を求める堆積負荷量演算部と、前記流入量演算部で求められた流入量実測値と予め設定された対象流域の雨量計により計測された降雨量とからポンプ井への所定時間先の流入量を予測する流入量予測部と、前記ある時刻における堆積負荷量と、前記流入量予測部で求められた予測流入量の、予め設定された限界流量値を超えた値とから、汚濁の発生負荷量の所定時間先の予測値を求める水質予測部とを備えた構成でもよい。
【００１７】
本発明では、前記ポンプ井に対して、前記流入水を放流するための排水ポンプと、この流入水に対して所定の処理を施す処理設備に送水する送水ポンプとが設けられ、前記水質予測部で予測される流入水の水質が放流可であれば前記排水ポンプを運転制御し、放流不可であれば前記送水ポンプを運転制御する機器制御演算手段を備えた構成としてもよい。
【００１８】
また、本発明では、前記ポンプ井に対して、このポンプ井への流入下水を分岐する分岐路、及びこの分岐路に設けられた流入弁を介して分岐した流入水を受け入れて貯留する貯留池を設け、前記貯留池には、貯留水を放流するための貯留水排水ポンプと、この貯留水に対して所定の処理を施す処理設備に送水する貯留水送水ポンプと、この貯留水の水質を測定する貯留水水質センサーとを設け、前記機器制御演算手段は、前記水質予測部で予測される流入水の水質が放流不可であり、かつ前記流入量予測部で予測された流入量が前記処理設備の処理量を超える場合、又は前記予測流入量が予め設定した量を超える場合は、前記貯留池への流入弁を開制御し、前記貯留池からの排水に当っては、前記貯留水水質センサーの計測値が放流可であれば前記貯留水排水ポンプを運転制御し、放流不可であれば前記貯留水送水ポンプを運転制御するように構成してもよい。
【００１９】
さらに、本発明では、前記水質予測部で予測される予測結果を表示する表示装置を有する構成でもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、計測された流入汚濁負荷量から堆積負荷量を算定することにより、今後変化する流入汚濁負荷量を簡易にオンラインで予測するとともに、精度よく予測することで効果的な合流改善制御を実現して、河川などへの流出汚濁負荷量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による雨水排水制御装置の一実施の形態を示すシステム構成図である。
【図２】同上一実施の形態における制御装置の詳細な構成例を説明する機能ブロック図である。
【図３】本発明の他の実施の形態を示すシステム構成図である。
【図４】これらの実施の形態における制御装置の他の構成例を説明する機能ブロック図である。
【図５】これらの実施の形態における制御装置の水質予測手段に監視制御支援情報表示装置を設けた構成例を示すシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明による雨水排水制御装置の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２３】
図１において、１は下水道を構成する下水管であり、この下水管１の終端部にはポンプ場１０のポンプ井２が設けられている。このポンプ井２には下水管１によって、一般家庭からの生活排水などのほか、雨天時の雨水が流入する。ポンプ場１０には、このポンプ井２に対して、送水ポンプ４と排水ポンプ５とが設けられている。送水ポンプ４は、ポンプ井２に流入した流入水を図示しない処理設備に送水する。この処理設備は、送られてきた処理水に対して生物処理などの所定の処理を施す。排水ポンプ５は、同流入水を河川などに放流するために用いられる。また、このポンプ井２は、水質センサー２１と水位センサー２２とを有する。水質センサー２１は、下水管１からの流入水の濁度を検出する、また、水位センサー２２は、下水管１からの流入水の流量を得るために用いられる。
【００２４】
３０は制御装置であり、この制御装置３０は、ポンプ井２に設けられた水質センサー２１、水位センサー２２、及び雨量計２３の計測値を入力して所定の演算処理を行い、その結果を送水ポンプ４、排水ポンプ５への制御信号として出力する。なお、雨量計２３は、下水管１が設置された下水処理領域に設けられ、その領域の降雨量を計測する。この制御装置３０は、コンピュータなどによって実現されるもので、機能実現手段として流入量予測手段３１、水質予測手段３２、機器制御演算手段３３を有する。
【００２５】
ここで、本発明は、雨天時に、ポンプ井２に現在流入している流入水の水質及び流量から、ポンプ井２までの経路の汚濁の堆積負荷量を求め、この時々刻々変化する汚濁の堆積負荷量と、流入量予測により求まる流入量予測値を用いて所定時間先の汚濁の発生負荷量予測値を求めるものである。
【００２６】
本発明者は、汚濁の堆積負荷量は、ポンプ井への流入水の水質がオンラインで得られれば、前記（式１）式を逆算することにより逐次得られることを見出し、以下に示す（式３）により汚濁の堆積負荷量を得ることとした。また、発生負荷量予測値は、以下に示す（式４）で得ることとした。
【数２】
2010196369.tif 000004
【００２７】
上記（式３）及び（式４）において、流入水における現在の汚濁の発生負荷量ＬD(t)は水質センサー２１で、また、現在の流入量Ｑ(t)は水位センサー２２によりオンラインで計測された実測値である。さらに、負荷流出量係数Ｃ、及び限界流量ＱＣは、予め与えられたパラメータであり、過去の流入負荷量の解析値から与えることができる。なお、ＰＰについて、上記説明では管内堆積負荷量と記載されているが、下水管内に堆積したものに限らず、一般家屋の屋根や地表上に堆積した汚濁物を含んでおり、単に堆積負荷量とも呼ぶ。また、限界流量ＱＣとは、降雨により下水管内１内の流量がこの限界流量ＱＣを超えると、下水管１内に堆積された汚濁物が巻き揚げられて、流入水とともにポンプ井２に流入する流量をいう。制御装置３０はこのような演算処理を実行するものであり、図２は、この制御装置３０の各機能実現手段３１，３２，３３の詳細構成を示している。
【００２８】
図２において、流入量予測手段３１は、流入量演算部３５と流入量予測部３６とを有する。流入量演算部３５は、ポンプ井２の水位センサー２２の計測値から、ポンプ井２への流入量を所定の時間周期で求める。流入量予測部３６は、流入量演算部３５で求められた流入量実測値と予め設定された対象流域の雨量計２３により計測された降雨量とから、ポンプ井２への所定時間先の流入量を予測する。この流入量を予測する方法としては、例えば特開平６−３２２８０８号公報などに開示されている、ＲＲＬ法または修正ＲＲＬ法を用いた演算手法を用いればよい。
【００２９】
水質予測手段３２は、水質予測部３７及び堆積負荷量演算部３８を有する。堆積負荷量演算部３８は、まず、ポンプ井２に流入した流入水に対する水質センサー２１の計測値から汚濁の発生負荷量を所定の時間周期で求める。次に、ある時刻における発生負荷量ＬD(t)と、その時刻における下水の流入量Ｑ(t)の、予め設定された限界流量値ＱＣを超えた値及び負荷流出量係数Ｃとから、前記（式３）によりポンプ井２までの経路の汚濁の堆積負荷量ＰＰ (t)を所定の時間周期で求める。
【００３０】
2010196369.tif 000005
【００３１】
機器制御演算手段３３は、水質予測部３７で予測された流入水の水質に応じて排水ポンプ５又は送水ポンプ４のいずれかを運転制御する。すなわち、流入水の水質が設定レベル以上によく、河川などに放流可であれば排水ポンプ５を運転制御し、ポンプ井２内の流入水を河川などに排水させる。これに対して、流入水の水質が悪く、河川などに放流不可であれば送水ポンプ４を運転制御し、ポンプ井２内の流入水を図示しない処理場に送水して所定の処理を受けさせる。
【００３２】
上記構成において、下水管1を流れてきた雨水は，ポンプ場１０のポンプ井２に入る。ポンプ井２の雨水は、送水ポンプ４により処理設備に送水されて処理されるか、あるいは処理を施されずに排水ポンプ５により河川などに排水される。このとき制御装置３０は、送水ポンプ４又は排水ポンプ５を選択することによって、雨水を処理設備に送水するか、河川などに排水するかを制御する。
【００３３】
例えば、汚濁負荷量が高い雨水は河川などに放流しないように制御すると、河川などに流出する汚濁負荷量を効果的に削減することができる。しかし、送水ポンプ４や排水ポンプ５の運転には時間がかかるため、汚濁負荷量の変化を予測してこれらを制御しなければ適切なタイミングで動作させることはできなくなる。そして、そのことにより、流出汚濁負荷量の削減効果の低下を招く。
【００３４】
このため、制御装置３０は、ポンプ井２に設置された水質センサー２１と水位センサー２２と、対象となる下水処理流域における降雨量を測定する雨量計２３を入力情報として、流入量予測手段３１による流入量予測値と、流入水質予測手段３２による汚濁負荷量の予測値とを求め、機器制御演算手段３３により送水ポンプ４又は排水ポンプ５の制御量を演算して、送水ポンプ４又は排水ポンプ５に出力する。
【００３５】
流入量予測手段３１では、流入量演算部３５により、水位センサー２２によって計測された水位の増減から、ポンプ井２に流入して来る流入量を演算する。流入量予測部３６では、流入量演算部３５で演算された流入量と、雨量計２３で測定された降雨量とから、ポンプ井２に流入して来る所定時間先の流入量を予測する。
【００３６】
流入水質予測手段３２では、まず堆積負荷量演算部３８により、水質センサー２１で計測された流入水質と流入量演算部３５で演算された流入量とから、（式３）により堆積負荷量を演算する。次に、水質予測部３７では、演算された堆積負荷量と流入量予測値とから、（式４）により汚濁負荷量の予測値を予測する。
【００３７】
機器制御演算手段３３では、汚濁負荷量の予測値から、送水ポンプ４と排水ポンプ５の起動と停止、および運転量を演算して、それらに対する制御量として出力する。
【００３８】
このように、計測された流入汚濁負荷量から堆積負荷量を算定することにより、今後変化する流入汚濁負荷量を簡易にオンラインで精度よく予測することができる。また、この予測結果で、送水ポンプ４と排水ポンプ５を制御することで、効果的な合流改善制御を実現して、河川などへの流出汚濁負荷量を削減することができる。
【００３９】
次に、図３で示す実施の形態を説明する。この実施の形態では、図１で示した実施の形態と同様に、下水管１の終端部にポンプ場１０のポンプ井２が設けられ、このポンプ場１０にはポンプ井２に対して、図示しない処理設備への送水ポンプ４と河川などに放流するための排水ポンプ５とが設けられている。また、このポンプ井２には、流入水の濁度を検出する水質センサー２１と流入流量を計測するため水位センサー２２が設けられている。
【００４０】
さらに、この実施の形態では、ポンプ井２を有するポンプ場１０に対し、貯留池５１を有する貯留施設５０が設けられている。貯留池５１は、下水管１からの分岐路１１に連結しており、ポンプ井２への流入下水を、分岐路１１に設けられた流入弁５２を介して流入させ、貯留する。また、この貯留池５１には、貯留水を放流するための排水ポンプ（以下、貯留水排水ポンプと呼ぶ）５５と、この貯留水に対して所定の処理を施す処理設備への送水ポンプ（以下、貯留水送水ポンプと呼ぶ）５４と、この貯留水の水質を測定する水質センサー（以下、貯留水水質センサーと呼ぶ）５６とが設けられている。
【００４１】
制御装置３０１は、図１で示した実施の形態の制御装置３０と同様に、ポンプ井２に設けられた水質センサー２１、水位センサー２２、及び雨量計２３の計測値を入力し、所定の演算処理を行い、その結果を送水ポンプ４、排水ポンプ５への制御信号として出力するもので、機能実現手段として流入量予測手段３１、水質予測手段３２、機器制御演算手段３３３を有する。
【００４２】
ここで、流入量予測手段３１、水質予測手段３２は図１で示したものと同じ機能を有する。これに対し、機器制御演算手段３３３は、上述した送水ポンプ４、排水ポンプ５に対する制御機能のほかに、貯留施設５０側の流入弁５２に対する制御機能、及び貯留水水質センサー５６からの計測値に基づく貯留水送水ポンプ５４、貯留水排水ポンプ５５に対する制御機能を有する。
【００４３】
すなわち、流入弁５２は、水質予測手段３２で予測される流入水の水質が放流不可であり、かつ流入量予測部で予測された流入量が処理設備の処理量を超える場合、又は予測流入量が予め設定した量を超える場合は開制御され、貯留池５１へ流入水を導く。また、貯留池５１からの排水に当っては、貯留水水質センサー５６の計測値が放流可であれば貯留水排水ポンプ５５を運転制御し、放流不可であれば貯留水送水ポンプ５４を運転制御する。
【００４４】
上記構成において、ポンプ場１０のポンプ井２に流入してきた雨水は、上述した条件の下、制御装置３０１による制御により流入弁５２を開けることで、貯留池５１に流入させる。貯留池５１に貯留された雨水は、降雨終了後、貯留水送水ポンプ５４により、処理設備に送水されて処理されるか、あるいは処理を施されずに貯留水排水ポンプ５５により、河川などに排水される。このように、制御装置３０１は、貯留水送水ポンプ５４と貯留水排水ポンプ５５を制御操作することによって、雨水を処理設備に送水するか、河川などに排水するかを制御する。
【００４５】
ここで、制御装置３０１による流入弁５２の制御は、前述のように水質予測手段３２の予測結果を用い行われるが、詳細は次の手順のとおりである。
【００４６】
手順１：流入量予測手段３１による流入量予測値が、送水ポンプ４の排水能力より小さいか、ポンプ井２を溢れさせないとき、流入弁５２は閉じて、排水ポンプ５は停止して、送水ポンプ４により処理場に送水される。
【００４７】
手順２：流入量予測手段３１による流入量予測値が、送水ポンプ４の排水能力より大きく、ポンプ井２を溢れさせるとき、かつ流入水質予測装置３２による汚濁負荷量予測値が低いと予測されたとき、流入弁５２は閉じて、排水ポンプ５により河川などに排水される。
【００４８】
手順３：排水ポンプ５により河川に排水されてもなおポンプ井２を溢れさせるとき、流入弁５２を開けて雨水を貯留池５１に流入させる。これによりポンプ井２からの溢水と流域の浸水を回避することができる。
【００４９】
手順４：流入量予測手段３１による流入量予測値が送水ポンプ４の排水能力より大きく、ポンプ井２を溢れさせ、かつ流入水質予測手段３２による汚濁負荷量予測値が高いと予測されたとき、流入弁５２を開けて雨水を貯留池５１に流入させる。これにより汚濁負荷量の高い雨水が河川に排水されて、水域の環境を汚染することを避けることができる。
【００５０】
また、貯留池５１に貯留された雨水を排水する際、降雨終了後に、水質センサーの５６の水質に基づいて、汚濁負荷量が高くて処理が必要なときは貯留水送水ポンプ５４により、貯留水を処理設備に送水し、所定の処理を施させる。これに対し、貯留水の汚濁負荷量が低くて処理が必要でないときは、貯留水排水ポンプ５５により貯留水を河川などに排水される。
【００５１】
このように、ポンプ井２に流入する流入水の、今後変化する流入汚濁負荷量及び流入量を簡易にオンラインで精度よく予測するので、貯留池５１の利用を適切に行うことができ、また、降雨終了後の貯留池からの排水も、その水質に応じて適切に行うことができる。これらの結果、効果的な合流改善制御を実現して、河川などへの流出汚濁負荷量を削減することができる。
【００５２】
次に、図４を用いて、図１及び図３で示した水質予測手段３２に対応する別の構成例（水質予測手段３２２とする）を説明する。この図４の水質予測手段３２２は、図２に示した水質予測手段３２に比べ、さらに、汚濁負荷量データ保存部３９と，平均値演算部４０と，雨天時負荷量演算部４１とを加えたものである。
【００５３】
汚濁負荷量データ保存部３９は、ポンプ井２に流入した流入水に対する水質センサー２１の計測値を汚濁の発生負荷量として逐次記憶しておく。平均値演算部４０は、この汚濁負荷量データ保存部３９に保存された降雨日以外のデータを晴天日の汚濁負荷量としてその数日分の平均値を求める。すなわち、データ保存部３９に保存された晴天時の汚濁負荷量を入力して、例えば、過去一週間分の、１０分毎の晴天時の汚濁負荷量の平均値を演算する。雨天時負荷量演算部４１は、水質センサーにより計測された雨天日の計測値から、晴天日の汚濁発生量の平均値を減算した発生負荷量を前述した所定の時間周期で求める。このようにして求められた発生負荷量は、前述の実施の形態と同じ堆積負荷量演算部３８に与えられる。
【００５４】
堆積負荷量演算部３８は、前記（式３）により、この雨天時負荷量演算部４１で求められたある時刻における発生負荷量ＬD(t)と、その時刻における下水の流入量Ｑ(t)の、予め設定された限界流量値ＱＣを超えた値及び負荷流出量係数Ｃとから、ポンプ井２までの経路に堆積した汚濁の負荷量ＰＰ (t)を、前述した所定の時間周期で求める。
【００５５】
2010196369.tif 000006
【００５６】
この図４の水質予測手段３２２は、計測された雨天時の汚濁負荷量から晴天時の汚濁負荷量の平均値を引くことにより、降雨によって流されてきた屋根や道路などの地表の汚濁物質や下水道管管内に沈降していた汚濁物質による汚濁負荷量をより正確に把握することができる。これにより堆積負荷量演算部３８において、堆積負荷量をより正確に演算することができる。したがって流入水質予測を正確に予測することができ、より的確な負荷量削減制御が可能になる。
【００５７】
水質予測手段３２（３２２も同じ）は、図５で示すように、監視制御支援情報表示装置６３を有する構成でもよい。この場合、水質予測手段３２で演算された流入水質予測値は、監視制御支援情報表示装置６３に出力されて表示される。ここでは、降雨量や流入量予測値、あるいは制御出力量を併せて表示してもよい。これにより施設の運転員や管理者は、施設の状況と共に、それに基づく機器の運転状況を確認することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１…下水道の下水管
２…ポンプ井
４…送水ポンプ
５…排水ポンプ
１１…分岐路
２１、５６…水質センサー
２２…水位センサー
２３…雨量計
３３…機器制御演算手段
３５…流入量演算部
３６…流入量予測部
３７…水質予測部
３８…堆積負荷量演算部
３９…汚濁負荷量データ保存部
４０…平均値演算部
４１…雨天時負荷量演算部
５１…貯留池
５２…流入弁
５４…貯留水送水ポンプ
５５…貯留水排水ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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