(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配水用の水を貯える第一配水塔および第二配水塔と、
前記第一配水塔に接続され、前記第一配水塔に水を送る送水部と、
前記第一配水塔および前記第二配水塔を直列に接続する接続配管部と、
前記第一配水塔および前記第二配水塔のそれぞれに設けられ、前記第一配水塔および前記第二配水塔に貯えられている水の水位をそれぞれ検知する水位検知部と、
前記水位検知部により検知される前記第一配水塔および前記第二配水塔の水位の差である水位差を比例配分することにより、前記第一配水塔または前記第二配水塔の貯水量の上限水位および下限水位に対する補正値を設定する補正値設定部と、
前記第一配水塔または前記第二配水塔の前記上限水位および前記下限水位を前記補正値設定部により設定される前記補正値で補正した補正上限水位および補正下限水位に基づいて、前記第一配水塔または前記第二配水塔の水位が前記補正下限水位以下になると、その水位が前記補正上限水位以上になるまで前記送水部を駆動する制御を行う制御部と、
を備えることを特徴とする配水塔の水位監視装置。
【請求項２】
前記第二配水塔に接続されている配水配管部に設けられ、前記配水配管部を流れる水の流量を取得する流量取得部と、
前記流量取得部により取得される流量および前記水位差から、前記接続配管部における流路損失を算出する流路損失算出部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の配水塔の水位監視装置。
【請求項３】
前記送水部の駆動が停止された時点から次に前記送水部が駆動されるまでの期間に配水された水の総量である総配水量を取得する総配水量取得部と、
前記総配水量取得部により取得される総配水量、および前記第一配水塔および前記第二配水塔において前記上限水位と前記下限水位との間に貯えられる水の貯水量から、前記第一配水塔および前記第二配水塔における流路損失の総量である総流路損失を算出する総流路損失算出部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１または２記載の配水塔の水位監視装置。
【請求項４】
前記水位検知部により検知される水位と、その水位を前記補正値で補正した補正水位とを表示する表示部をさらに備えることを特徴とする請求項１から３の何れか一項記載の配水塔の水位監視装置。
【請求項５】
前記第一配水塔および前記第二配水塔それぞれの水位と、各水位を前記補正値で補正した補正水位とを比較して表示する比較表示部をさらに備えることを特徴とする請求項１から４の何れか一項記載の配水塔の水位監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、需要家に配水する水を貯える配水塔の水位監視装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば市街地や工場などの需要家へ水を配水する配水施設では、一般的には河川などから取水した水を一時的に配水池（以下、配水塔と称する）に貯えておき、この配水塔から需要に応じて配水する構成となっている。このような配水施設においては、将来の水の需要増加に対応するため、また、故障時や災害時などにおける冗長性を確保するために、複数の配水塔が設けられていることがある。その場合、水の殺菌や配水量の測定などを行う付随設備との兼ね合いから、各配水塔を直列に接続することにより、単一の付随設備によって複数の配水塔を稼動する構成となっていることも多い。例えば二基の第一配水塔および第二配水塔がある場合には、送水部により第一配水塔に対して水を送水し、第一配水塔を介して第二配水塔にも貯水し、需要家には第二配水塔から水を配水するという構成である。そして、このような構成の配水施設では、一方の配水塔が故障や点検作業などで稼動を停止したときには、他方の配水塔が単独で配水を行うことができるように構成されている。具体的には、第一配水塔と第二配水塔との間を接続配管部および複数の弁部材などで接続し、各弁部材の開閉状態を切換えることにより、一基の配水塔による配水を可能にしている。
【０００３】
また、このような配水施設では、配水塔に貯水されている水の水位を検知するための水位検知部が設けられており、その水位検知部で検知した水位に基づいて送水する水の量の調整などの制御および貯水量の監視が行われている。この場合、水の流れが無いとき、すなわち、配水塔への送水や配水塔からの需要家への配水の何れも行われていないときには、第一配水塔および第二配水塔の水位は同じになると想定される。
【０００４】
しかしながら、水の流れがある場合には、第一配水塔と第二配水塔とを接続する接続配管部などにおいて摩擦損失や漏水などによる圧力損失（以下、流路損失と称する）が発生し、水位検知部で検知する第一配水塔の水位と第二配水塔の水位との間に水位差が生じることがある。このため、水位検知部で検知した各配水塔の水位に基づいて送水部の制御を行うと、貯水量が過多になったり、逆に不足したりするおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２１８７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、流路損失により各配水塔の水位に差が生じた場合であっても適切な貯水量になるように送水部を制御する配水塔の水位監視装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態の配水塔の水位監視装置によれば、第一配水塔および第二配水塔と、送水部と、接続配管部と、水位検知部と、補正値設定部と、制御部とを備える。第一配水塔および第二配水塔とは水を貯える。送水部は、第一配水塔に水を送水する。接続配管部は、第一配水塔と第二配水塔とを直列に接続する。水位検知部は、各配水塔の水位を検知する。補正値設定部は、各配水塔の上限水位および下限水位に対する補正値を設定する。制御部は、各配水塔の水位を補正値で補正した補正上限水位および補正下限水位に基づいて送水部を制御する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態による配水塔の水位監視装置の構成を示す概略図
【図２】第１実施形態による配水塔の水位の変化を示す概略図
【図３】第１実施形態による配水塔の下限水位付近における水位の変化を示す概略図
【図４】第１実施形態による配水塔の上限水位付近における水位の変化を示す概略図
【図５】第１実施形態による、第一配水塔の水位に基づいた送水ポンプ制御処理の流れを示す図
【図６】第１実施形態による、送水ポンプ制御処理を行った場合の配水塔の下限水位付近における水位の変化を示す概略図
【図７】第１実施形態による、送水ポンプ制御処理を行った場合の配水塔の上限水位付近における水位の変化を示す概略図
【図８】第１実施形態による、第二配水塔の水位に基づいた送水ポンプ制御処理の流れを示す図
【図９】第１実施形態の変形例による下限水位における水位の変化を示す概略図
【図１０】第２実施形態による配水塔の水位監視装置の構成を示す概略図
【図１１】第２実施形態による送水ポンプ制御処理の流れを示す図
【図１２】第３実施形態による配水塔の水位監視装置の構成を示す概略図
【図１３】第４実施形態による配水塔の水位監視装置の構成を示す概略図
【図１４】第４実施形態による水位指示計の表示態様を示す図で、（ａ）は水位指示計を示す概略図、（ｂ）は比較水位指示計を示す概略図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、複数の実施形態による配水塔の水位監視装置を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態による配水塔の水位監視装置について、図１から図８に基づいて説明する。
【００１０】
まず、図１に示すように、配水塔の水位監視装置（以下、単に監視装置と称する）１０は、第一配水塔１１、第二配水塔１２、第一フロートスイッチ１３、第二フロートスイッチ１４、制御部１５、送水配管部１６、接続配管部１７および配水配管部１８を備えている。第一配水塔１１および第二配水塔１２は、需要家に配水するための水を貯える。以下、第一配水塔１１および第二配水塔１２に共通の説明をするときには、符号を付さず単に各配水塔と称する。各配水塔は、例えば数キロ立方メートルから数十キロ立方メートル程度の水を貯えることが可能な中空の円筒状に形成されている。各配水塔は、同一の形状すなわち同一の貯水量となるように形成されている。各配水塔には上限水位Ｈおよび下限水位Ｌが設定されている。ここで、上限水位Ｈとは、各配水塔内に十分な量の水が貯えられていることを示す水位である。また、下限水位Ｌとは、各配水塔内に必要最低限の量の水が貯えられていることを示す水位である。本実施形態のように第一配水塔１１および第二配水塔１２の二基の配水塔が設けられている場合、第一配水塔１１の水位Ｈ１および第二配水塔１２の水位Ｈ２がともに上限水位Ｈのとき、各配水塔の総貯水量は、各配水塔の許容強度範囲内の上限且つ所要目標貯水量に達していると言える。一方、第一配水塔１１の水位Ｈ１および第二配水塔１２の水位Ｈ２がともに下限水位Ｌであるとき、各配水塔の総貯水量は、塔性能維持も兼ねた下限貯水量になっていると言える。
【００１１】
第一フロートスイッチ１３は、第一配水塔１１に設けられている。また、第二フロートスイッチ１４は、第二配水塔１２に設けられている。第一フロートスイッチ１３および第二フロートスイッチ１４は、各配水塔に貯えられている水の水位を検知する。以下、第一フロートスイッチ１３および第二フロートスイッチ１４に共通の説明をする場合には、符号を付さず単に各フロートスイッチと称する。各フロートスイッチは、フロート本体１９とセンサ部２０とを有している。フロート本体１９は、例えば樹脂材料などで中空に形成されている。つまり、フロート本体１９は、全体として水よりも比重が軽くなるように形成されている。これにより、フロート本体１９は、水面に浮かぶとともに、各配水塔の水位に追従して各配水塔内を上下方向に移動する。センサ部２０は、フロート本体１９の上下方向への移動を検知することにより、各配水塔の水位に応じた電気信号を出力する。具体的には、センサ部２０は、フロート本体１９の移動範囲の最下部では４ｍＡ、最上部では２０ｍＡの電流を電気信号として出力する。各フロートスイッチは、それぞれ変換器２１に接続されている。各変換器２１は、第一フロートスイッチ１３または第二フロートスイッチ１４から出力される４ｍＡ〜２０ｍＡの電気信号を、例えばＤＣ１Ｖ〜５Ｖの電圧を示す電気信号に変換する。各変換器２１は、変換した電気信号を制御部１５に出力する。
【００１２】
制御部１５は、第一継電器２２、第二継電器２３、選択開閉器２４および補正値設定部２５を備えている。第一継電器２２および第二継電器２３は、各変換器２１にそれぞれ接続されている。第一継電器２２および第二継電器２３は、例えばメカニカルリレーなどで構成された開閉器２６と、その開閉器２６の開閉を制御する制御装置２７とを有している。開閉器２６は、一方の端子部が選択開閉器２４に接続されているとともに、他方の端部が送水ポンプ３０に接続されている。つまり、開閉器２６は、送水ポンプ３０に送られる信号を断続する。制御装置２７は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを有するマイクロコンピュータで構成されている。制御装置２７は、例えばＲＯＭに記憶されているコンピュータプログラムに基づいて、また、各変換器２１から入力される電気信号すなわち各配水塔の水位に基づいて、各開閉器２６の開閉状態を制御する。なお、各開閉器２６は、制御装置２７からの制御だけでなく、作業員の手動操作によりその開閉状態が制御可能なようにも構成されている。
【００１３】
選択開閉器２４は、自身に入力される駆動信号の接続先を、第一継電器２２または第二継電器２３のいずれか一方に選択的に切り替える。なお図１は、第一継電器２２側に切り替えた状態を示している。選択開閉器２４は、例えば外部からの切替指令信号に応じて、あるいは作業者の手動操作などに応じてその接続先を切り替える。本実施形態では、選択開閉器２４の入力端子には、送水ポンプ３０に対する駆動信号（あるいは駆動電源。以下、簡略化のため駆動信号とする）が入力される。つまり、選択開閉器２４は、送水ポンプ３０に対する駆動信号の供給先を、第一継電器２２または第二継電器２３のいずれか一方に切り替える。これにより、例えば、駆動信号の供給先が第一継電器２２側に切り替えられている場合には、第一継電器２２の開閉器２６がオン（閉鎖）することにより送水ポンプ３０の駆動が開始され、第一継電器２２の開閉器２６がオフ（開放）することにより送水ポンプ３０の駆動が停止される。一方、選択開閉器２４が駆動信号の供給先を第二継電器２３側に切り替えている場合には、送水ポンプ３０の駆動の開始および停止は、第二継電器２３の開閉器２６により制御される。
【００１４】
このように、選択開閉器２４、各開閉器２６および各制御装置２７は、第一配水塔１１の水位Ｈ１または第二配水塔１２の水位Ｈ２の何れかに基づいて送水ポンプ３０の駆動の開始および停止を制御する。なお、制御部１５の第一継電器２２および第二継電器２３以外に、例えば地震発生時などの緊急時には各開閉器２６の閉状態の解除や送水ポンプ３０への駆動信号の供給の遮断などを行う図示しない制御信号や緊急遮断弁などの機械的な機構が設けられることがある。
【００１５】
補正値設定部２５は、各配水塔の上限水位Ｈおよび下限水位Ｌに対する補正値を設定する。補正値設定部２５は、第一継電器２２および第二継電器２３から入力される電気信号、すなわち第一配水塔１１の水位Ｈ１および第二配水塔１２の水位Ｈ２に基づいて、補正値を設定する。この補正値設定部２５は、本実施形態では、第一継電器２２および第二継電器２３の制御装置２７で実行されるソフトウェアにより実現されている。図１は、模式的に、補正値設定部２５を第一継電器２２および第二継電器２３に接続した態様として示している。なお、補正値設定部２５は、ハードウェアで実現してもよい。
【００１６】
各配水塔は、送水配管部１６、接続配管部１７および配水配管部１８に接続されている。送水配管部１６は、第一配水塔１１に接続されている。送水配管部１６は、第一配水塔１１と反対側の端部が河川などに連通している。この送水配管部１６には、水を第一配水塔１１に送る送水ポンプ３０が設けられている。送水ポンプ３０は、上記したように制御部１５からの指示によって駆動が開始され、第一配水塔１１に水を送る。これにより、送水ポンプ３０により揚水された水は、第一配水塔１１に送られる。接続配管部１７は、第一配水塔１１と第二配水塔１２との間を接続している。接続配管部１７は、一方の端部が第一配水塔１１に接続しており、他方の端部が第二配水塔１２に接続している。これにより、第一配水塔１１に送られた水は、接続配管部１７を経由して第二配水塔１２に送られる。配水配管部１８は、第二配水塔１２に接続している。配水配管部１８は、第二配水塔１２と反対側の端部が需要家側に開放されている。これにより、第二配水塔１２に貯えられている水は、配水配管部１８を経由して需要家に供給される。なお、送水配管部１６、接続配管部１７および配水配管部１８には、水の殺菌や流量の測定などを行う図示しない付随設備を設けてもよい。また、各配水塔に貯えられている水は、需要家に直接配水するのではなく、水圧調整用の小型の配水塔を経由してもよい。
【００１７】
送水配管部１６、接続配管部１７および配水配管部１８には、複数の弁部材が設けられている。これら弁部材のうち、第一流入弁３１は、送水ポンプ３０と第一配水塔１１との間の送水配管部１６に設けられており、送水ポンプ３０から第一配水塔１１への水の流れを断続する。また、第一配水弁３２は、接続配管部１７に設けられており、第一配水塔１１から第二配水塔１２への水の流れを断続する。また、第二流入弁３３は、接続配管部１７において、第一配水弁３２と第二配水塔１２との間に設けられており、第一配水塔１１から第二配水塔１２への水の流れを断続する。また、第二配水弁３４は、配水配管部１８に設けられており、第二配水塔１２から需要家への水の流れを断続する。本実施形態では、各弁部材３１〜３４を電磁弁により構成している。なお、各弁部材３１〜３４は、手動式の弁や流量の調整が可能な調整弁などを用いる構成としてもよい。
【００１８】
また、送水配管部１６と接続配管部１７とは、送水側バイパス管部３５により接続されている。送水側バイパス管部３５は、送水ポンプ３０および第一流入弁３１の間の送水配管部１６と、第一配水弁３２および第二流入弁３３の間の接続配管部１７とを接続している。送水側バイパス管部３５には、第一切替弁３６が設けられている。第一切替弁３６は、開閉することにより、送水側バイパス管部３５の水の流れを断続する。また、接続配管部１７と配水配管部１８とは、配水側バイパス管部３７により接続されている。配水側バイパス管部３７は、第一配水弁３２および第二流入弁３３の間の接続配管部１７と、第二流入弁３３よりも需要家側の配水配管部１８とを接続している。配水側バイパス管部３７には、第二切替弁３８が設けられている。第二切替弁３８は、開閉することにより、配水側バイパス管部３７の水の流れを断続する。なお、送水配管部１６、接続配管部１７および配水配管部１８には、上記した各弁部材３１〜３４の他に逆止弁や緊急遮断弁なども設けられている。
【００１９】
ここで、送水ポンプ３０の駆動制御の大まかな流れについて説明する。なお、説明の簡略化のため、選択開閉器２４は第一配水塔１１側を選択しているものとする。また、各弁部材は、第一流入弁３１、第一配水弁３２、第二流入弁３３および第二配水弁３４が開放状態とされ、第一切替弁３６および第二切替弁３８が閉鎖状態になっているものとする。
【００２０】
制御部１５、より厳密には第一継電器２２の制御装置２７は、第一配水塔１１の水位Ｈ１が下限水位Ｌ以下になると送水ポンプ３０の駆動を開始する。この場合、河川から揚水され、送水ポンプ３０により送られた水は、図１に矢印Ａで示すように、まず第一配水塔１１に送られる。続いて、矢印Ｂで示すように、第一配水塔１１から接続配管部１７を経由して第二配水塔１２に送られる。つまり、送水ポンプ３０の駆動を開始することにより、各配水塔への貯水が開始される。制御部１５は、貯水を開始すると、第一配水塔１１の水位Ｈ１が上限水位Ｈに達したかを判定する。制御部１５は、第一配水塔１１の水位Ｈ１が上限水位Ｈに達すると、各配水塔の総貯水量も所要目標貯水量に達したものとして送水ポンプ３０を停止する。このようにして各配水塔に貯えられた水は、矢印Ｃで示すように、第二配水塔１２から配水配管部１８を経由して需要家に配水される。
【００２１】
ところで、実際の配水塔においては、上述したような制御を行った場合、各配水塔の総貯水量が想定通りにならないことがある。具体的には、図２に示すように、第一配水塔１１の水位Ｈ１が第二配水塔１２の水位Ｈ２よりも高めになる現象が発生する。この現象は、例えば、図１の矢印Ａで示す第一配水塔１１への送水が行われているとき、あるいは、図１の矢印Ｃで示す第二配水塔１２からの配水が行われているときに発生する。つまり、第一配水塔１１の水位Ｈ１は、図１の矢印Ｂで示す第一配水塔１１から第二配水塔１２への水の流れが生じているときに、第二配水塔１２の水位Ｈ２よりも高めになる。これは、第一配水塔１１と第二配水塔１２とを接続する接続配管部１７における流路損失に起因して発生する現象である。
【００２２】
そのため、上記したように第一配水塔１１の水位Ｈ１を基準にして送水ポンプ３０の駆動を制御する場合、図３に示すように、第二配水塔１２の水位Ｈ２が既に下限水位Ｌを下回っているにも関わらず、すなわち、総貯水量が下限貯水量を下回っている可能性があるにも関わらず、送水ポンプ３０の駆動が開始されないおそれがある。これは、特に、選択開閉器２４が第二配水塔１２側を選択している場合に起こり得る。あるいは、図４に示すように、第一配水塔１１の水位Ｈ１が上限水位Ｈに達したと判定して送水ポンプ３０を停止した場合（送水ポンプ停止時）には、第一配水塔１１から第二配水塔１２への水の流れが無い仮想的な状態（水位が平均化した状態。安定時）において、第一配水塔１１の水位Ｈ１と第二配水塔１２の水位Ｈ２とがいずれも上限水位Ｈに達していない状態、すなわち総貯水量が所要目標貯水量に満たない状態になるおそれもある。
【００２３】
また、これとは逆に、第二配水塔１２の水位Ｈ２を基準にした制御を行う場合には、第二配水塔１２の水位Ｈ２が第一配水塔１１の水位Ｈ１よりも低めに検知されることから、安定時における実際の総貯水量が下限貯水量まで減少していないにも関わらず送水ポンプ３０の駆動が開始されるおそれがある。あるいは、総貯水量が所要目標貯水量を上回っているにも関わらず、送水ポンプ３０の駆動が停止されないおそれがある。この場合、総貯水量が下限貯水量を下回ることはなく、また、総貯水量が所要目標貯水量を上回ることから、十分な配水量を確保するという観点からは安全側になると言える。しかし、上限水位Ｈを越えた水が貯えられると、第一配水塔１１の内圧が増加して配水塔本体などの構造物への負荷が大きくなったり、接続配管部１７にかかる圧力が増加して接続配管部１７などにおいて漏水を引き起こしたりする可能性がある。この場合、点検や修理などに要するコストが増加する。また、河川などから取水する水そのものにも取得費用が掛かるため、所要目標貯水量以上の水、すなわち、必要以上の水を貯えることは、不要なコストを発生させることになる。
【００２４】
さらに、実際に配水塔においては、図１〜図４などに示す矢印Ａの水の流れおよび矢印Ｃの水の流れが共になくなること、すなわち、矢印Ｂの水の流れがなくなることは稀である。そのため、図４に示した「安定時」という状態が発生する期間は極めて短く、第一配水塔１１の水位Ｈ１と第二配水塔１２の水位Ｈ２とは、異なる値を示す状態になることが殆どである。つまり、「安定時」に水位を検知して総貯水量を調整することは、実用上困難である。そして、各配水塔が異なる水位を示している状態は、通常時における送水ポンプ３０の制御や各配水塔などの保守上の混乱を招くだけでなく、上述したように総貯水量が不足することにより需要家への配水に問題が生じたり、不要なコストが発生したりする状態であるとも言える。
【００２５】
そこで、本実施形態の監視装置１０は、第一配水塔１１の水位Ｈ１と第二配水塔１２の水位Ｈ２に基づいて下限水位Ｌおよび上限水位Ｈに対する補正値を算出し、その補正値に基づいて送水ポンプ３０の駆動を制御する。以下、第一配水塔１１の水位Ｈ１を基準にした送水ポンプ３０制御処理の流れについて詳細に説明する。
【００２６】
第一継電器２２の制御装置２７は、図５に示す送水ポンプ３０制御処理を実行している。このとき、第一継電器２２の制御装置２７により実現されている補正値設定部２５は、補正値を設定する（Ｓ１０１）。具体的には、補正値設定部２５は、まず、第一配水塔１１の水位Ｈ１および第二配水塔１２の水位Ｈ２を取得する。続いて、補正値設定部２５は、その水位差Δｈ＝（Ｈ１−Ｈ２）を算出し、水位差Δｈを比例配分することにより補正値＝Δｈ／２を設定する。尚、本明細書では、差分を意味する「デルタ」を「Δ」と表記している。続いて、第一継電器２２の制御装置２７は、補正値設定部２５により設定された補正値で下限水位Ｌを補正した補正下限水位＝Ｌ＋Δｈ／２を設定する（Ｓ１０２）。第一継電器２２の制御装置２７は、補正下限水位を設定すると、第一配水塔１１の水位Ｈ１が補正下限水位以下であるかを判定する（Ｓ１０３）。このとき、第一配水塔１１の水位Ｈ１が補正下限水位より高い場合には（Ｓ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１０１に移行する。つまり、第一継電器２２の制御装置２７は、第一配水塔１１および第二配水塔１２の総貯水量が下限貯水量に達していないと判断し、第一配水塔１１の水位Ｈ１が補正下限水位を下回るまでステップＳ１０１〜Ｓ１０３の処理を繰り返す。
【００２７】
これに対して、第一継電器２２の制御装置２７は、第一配水塔１１の水位Ｈ１が補正下限水位以下になった場合には（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、送水ポンプ３０の駆動を開始する（Ｓ１０４）。つまり、第一継電器２２の制御装置２７は、図６に示すように、第一配水塔１１の水位Ｈ１が補正下限水位（Ｌ＋Δｈ／２）になった時点で送水ポンプ３０の駆動を開始する。送水ポンプ３０の駆動を開始した時点においては、第一配水塔１１の水位Ｈ１は下限水位ＬよりΔｈ／２だけ高く、第二配水塔１２の水位Ｈ２は下限水位ＬよりΔｈ／２だけ低い状態である。この送水ポンプ駆動開始時の状態は、本実施形態のように同一形状の配水塔を用いる場合、第一配水塔１１から第二配水塔１２への水の流れが無い仮想的な状態（安定時）においては第一配水塔１１の水位Ｈ１および第二配水塔１２の水位Ｈ２がいずれも下限水位Ｌに等しくなる状態であると言える。換言すると、送水ポンプ３０の駆動を開始した時点における第一配水塔１１および第二配水塔１２の総貯水量は、下限貯水量に等しいとみなすことができる。このため、第一配水塔１１の水位Ｈ１を基準とした制御を行う場合であっても、総貯水量が下限貯水量になった時点において送水ポンプ３０の駆動を開始することができる。したがって、需要家への配水に問題をきたすおそれを防止できる。
【００２８】
送水ポンプ３０の駆動を開始すると、設定値補正部は、図５に示す送水ポンプ３０処理において再び補正値を算出する（Ｓ１０５）。設定値補正部は、ステップＳ１０１と同様に補正値を算出する。続いて、第一継電器２２の制御装置２７は、補正値設定部２５により設定された補正値で上限水位Ｈを補正した補正上限水位＝Ｈ＋Δｈ／２を算出する（Ｓ１０６）。第一継電器２２の制御装置２７は、補正上限水位を設定すると、第一配水塔１１の水位Ｈ１が補正上限水位以上であるかを判定する（Ｓ１０７）。このとき、第一配水塔１１の水位Ｈ１が補正上限水位未満の場合には（Ｓ１０７：ＮＯ）、ステップＳ１０５に移行する。つまり、第一継電器２２の制御装置２７は、第一配水塔１１および第二配水塔１２の総貯水量が所要目標貯水量に達していないと判断した場合には、第一配水塔１１の水位Ｈ１が補正上限水位以上になるまでステップＳ１０５〜Ｓ１０７の処理を繰り返す。
【００２９】
第一継電器２２の制御装置２７は、第一配水塔１１の水位Ｈ１が補正上限水位以上になった場合には（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、送水ポンプ３０の駆動を停止する（Ｓ１０８）。つまり、第一継電器２２の制御装置２７は、図７に示すように、第一配水塔１１の水位Ｈ１が補正上限水位（Ｈ＋Δｈ／２）になった時点で送水ポンプ３０の駆動を停止する。この状態は、上記した図６の状態と同様に、第一配水塔１１の水位Ｈ１と第二配水塔１２の水位Ｈ２とは、水の流れが無い仮想的な状態（安定時）においては、いずれも上限水位Ｈに等しい状態であると言える。換言すると、送水ポンプ３０の駆動を停止した時点（送水ポンプ停止時）における総貯水量は、第一配水塔１１から第二配水塔１２への水の流れが無い仮想的な状態（安定時）における所要目標貯水量に等しいとみなすことができる。そのため、第一継電器２２の制御装置２７は、第一配水塔１１の水位Ｈ１が補正上限水位に達した時点で送水ポンプ３０の駆動を停止する。これにより、第一配水塔１１の水位Ｈ１に基づいて制御を行う場合であっても、総貯水量が所要目標貯水量になった時点において送水ポンプ３０の駆動を停止することができる。したがって、不要な水を貯えることを防止することができる。
【００３０】
第一継電器２２の制御装置２７は、送水ポンプ３０の駆動を停止すると、図５に示す送水ポンプ３０処理において、ステップＳ１０１に移行して送水ポンプ制御利を繰り返す。
このように、第一継電器２２の制御装置２７は、第一配水塔１１の水位Ｈ１および第二配水塔１２の水位Ｈ２から、水位差Δｈおよび補正値＝Δｈ／２を求め、その補正値に基づいて送水ポンプ３０の制御を行っている。これにより、監視装置１０は、総貯水量を過不足無く調整することができる。
【００３１】
一方、第二配水塔１２の水位Ｈ２に基づいた制御を行う場合には、第二配水塔１２の水位Ｈ２は、第一配水塔１１の水位Ｈ１に比べて低めになることから、図８に示すように、補正下限水位＝Ｌ−Δｈ／２、補正上限水位＝Ｈ−Δｈ／２として制御を行えばよい。すなわち、制御部１５、より厳密には第二継電器２３の制御装置２７は、補正値を設定し（Ｓ２０１）、補正下限水位＝Ｌ−Δｈ／２を算出した後（Ｓ２０２）、第二配水塔１２の水位Ｈ２が補正下限水位以下であるかを判定する（Ｓ２０３）ことにより、送水ポンプ３０の駆動を開始するか否かを判定できる。送水ポンプ３０の駆動を開始すると、制御部１５は、補正値を設定し（Ｓ２０５）、補正上限水位＝Ｈ−Δｈ／２を算出した後（Ｓ２０６）、第二配水塔１２の水位Ｈ２が補正上限水位以上であるかを判定する（Ｓ２０７）。これにより、制御部１５は、送水ポンプ３０の駆動を停止するか否かを判定できる。したがって、監視装置１０は、第二配水塔１２の水位Ｈ２を基準にした制御を行う場合であっても、総貯水量を過不足無く調整することができる。
【００３２】
以上説明した第１実施形態による監視装置１０では、第一配水塔１１の水位Ｈ１および第二配水塔１２の水位Ｈ２から補正値＝Δｈ／２を設定し、その補正値＝Δｈ／２で下限水位Ｌおよび上限水位Ｈを補正した補正下限水位および補正上限水位に基づいて送水ポンプ３０の駆動を制御する。これにより、第一配水塔１１の水位Ｈ１および第二配水塔１２の水位Ｈ２が異なる値を示している場合であっても、何れか一方の配水塔の水位に基づいて制御を行うことにより、総貯水量を適切に調整することができる。
【００３３】
また、第１実施形態では、総貯水量が適切に調整されることから、不要な水を貯えることが無くなる。これにより、水の取水コストを抑制することができる。また、総貯水量が下限貯水量以下になる状態、すなわち、総貯水量の下限貯水量割れを起こすことがない。これにより、需要家に適切に配水を行うことができる。さらに、各配水塔の内圧や接続配管部１７にかかる圧力の過度な上昇を防止でき、ひいては点検や修理にかかるコストの増加を抑制することができる。
【００３４】
また、補正値設定部２５は各配水塔の水位を比例配分することにより補正値を設定する。このため、補正値の設定には複雑な演算が不要となり、小型、軽量且つ安価な構成の制御装置２７を利用することができる。この場合、各フロートスイッチなどの既設機器からの信号の取り込みを行うだけであるので、設備の改修費用の増加も抑制することができる。さらには、補正上限水位および補正下限水位に基づいて送水ポンプ３０の駆動を制御する制御方法と、上限水位Ｈおよび下限水位Ｌに基づく従来の制御方法とでは、制御方法そのものには変更がないため、作業者の混乱を招くことがない。
【００３５】
（第１実施形態の変形例）
次に第１実施形態の変形例による配水塔の水位監視装置について図９に基づいて説明する。第一実施形態の変形例では、各配水塔の形状が第一実施形態と異なっている。なお、制御部による送水ポンプの制御方法は第一実施形態とほぼ同様であるので、図５および図８をも参照しながら説明する。
【００３６】
第１実施形態の変形例の第一配水塔１１および第二配水塔１２は、図９に示すように、第一配水塔１１の水を貯える内部の空間（以下、貯水部と称する）の形状、具体的には、貯水部の断面積が異なっている。ここでは、第一配水塔１１の貯水部の断面積をＳ１、第二配水塔１２の貯水部の断面積をＳ２としている。各配水塔の断面積Ｓ１およびＳ２は、予め測定あるいは設計時に決定されている。本実施形態の制御部１５は、各配水塔の水位差Δｈを求めた後（図５のステップＳ１０１参照）、補正値を断面積に応じて比例配分する。例えば第一配水塔１１の水位Ｈ１に基づいた制御を行う場合、制御部１５は、各配水塔の断面積Ｓ１およびＳ２に基づいて、補正値を以下のように算出する。
補正値＝Δｈ（Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２））
補正下限水位＝Ｌ＋Δｈ（Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２））
補正上限水位＝Ｈ＋Δｈ（Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２））
【００３７】
制御部１５は、この補正下限水位および補正上限水位に基づいて、図５に示すような送水ポンプ３０の駆動制御を行う。
また、制御部１５は、第二配水塔１２の水位Ｈ２に基づいた制御を行う場合には、補正下限水位および補正上限水位を以下のように算出する。
補正値＝Δｈ（Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２））
補正下限水位＝Ｌ−Δｈ（Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２））
補正上限水位＝Ｈ−Δｈ（Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２））
制御部１５は、この補正下限水位および補正上限水位に基づいて送水ポンプ３０の駆動制御を行う（図８参照）。
【００３８】
これらにより、第一実施形態の変形例による監視装置１０によれば、各配水塔の貯水部の形状が異なる場合であっても、第１実施形態と同様に各配水塔の総貯水量を適切に調整することができるなどの効果を奏する。なお、本実施形態の考え方は、第１実施形態と共通である。すなわち、第一実施形態の場合、Ｓ１＝Ｓ２であったため、補正値＝Δｈ（Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２））＝Δｈ／２となっている。
【００３９】
（第２実施形態）
次に第２実施形態の配水塔の水位監視装置について図１０および図１１に基づいて説明する。第２実施形態では、配水配管部を流れる水の量を測定することにより流路損失を求めている点において第１実施形態と異なっている。
【００４０】
図１０に示すように、第２実施形態の監視装置１１０は、配水配管部１８に流量計１１１を、制御部１５に流路損失算出部１１２を備えている。流量計１１１は、配水配管部１８を流れる水の流量Ｆを検知するとともに、流量Ｆに応じた電気信号を制御部１５に出力する。流路損失算出部１１２は、流量Ｆに基づいて、流路損失を算出する。流路損失算出部１１２は、補正値設定部２５と同様に、第一継電器２２および第二継電器２３の制御装置２７により実行されるソフトウェアにより実現されている。
【００４１】
制御部１５は、送水ポンプ３０の駆動が停止されている状態で、流量計１１１により検知された配水配管部１８を流れる水の流量Ｆを取得する。具体的には、制御部１５は、図１１に示すように、第１実施形態と同様に送水ポンプ３０の制御を行っている。制御部１５は、ステップＳ３０１〜Ｓ３０４（図５のステップＳ１０１〜Ｓ１０４に対応する）において第一配水塔１１の水位Ｈ１が補正下限水位以下になると送水ポンプ３０の駆動を開始し、ステップＳ３０５〜Ｓ３０８（図５のステップＳ１０１〜Ｓ１０８に対応する）において第一配水塔１１の水位Ｈ１が補正上限水位以上になると送水ポンプ３０の駆動を停止する。そして、制御部１５は、送水ポンプ３０の駆動が停止された直後に、流路損失Δｆおよび漏水係数ｋを算出する（Ｓ３０９）。流路損失Δｆは、接続配管部１７および配水配管部１８における摩擦抵抗や漏水などの流路損失（いわゆる圧力損失）に起因して発生するものであり、流量Ｆに比例するとされ、水位量へ換算したものである。流量Ｆと流路損失Δｆとの関係は、予め求められており、制御装置２７のＲＯＭなどに例えば関数やテーブルとして記憶されている。制御部１５は、関数やテーブルから流路損失Δｆを求めるとともに、漏水係数ｋを算出する。漏水係数ｋは、流路損失Δｆと、第一配水塔１１の水位Ｈ１と第二配水塔１２の水位Ｈ２の水位差Δｈとから次の式により算出される。
漏水係数ｋ＝Δｈ／Δｆ
【００４２】
つまり、漏水係数ｋは、配水系統の流路における損失の実態値と理論基準値との比である。漏水係数ｋは、通常であれば１に保たれている。漏水係数ｋは、１を超過する割合が大きいほど、配水の流れ方向において流量計１１１よりも上流側において水の損失すなわち漏水が生じていることを示している。
【００４３】
制御部１５は、流路損失Δｆおよび漏水係数ｋを算出すると、例えば図示しない外部の制御板や中央監視室などに漏水係数ｋを出力する。外部の制御板や中央監視室などでは、この漏水係数ｋをその都度記憶する。漏水の初期段階においては、その漏水量が少ないことから漏水係数ｋの数値自体にはそれほどの変化がないことが想定される。その一方、少量の漏水は、将来的には大規模な漏水に発展するおそれがある。そのため、漏水係数ｋを送水ポンプ３０の停止毎に記憶し、その変化を時系列的に観察することにより、漏水量の増加すなわち漏水の発生を把握することができる。なお、流路損失Δｆも合わせて記憶するようにしてもよい。また、漏水係数ｋは、送水ポンプ３０停止直後の１回を目安に取得するとよい。停止直後は、各配水塔の水位が上限水位Ｈへ到達し総貯水量が大きく、接続配管部１７に加わる圧力が高く、漏水量も多くなり検出しやすい状態である。これにより、漏水係数ｋをほぼ同一の条件で算出することができ、時系列的に比較するときの誤差を最小限にすることができる。
【００４４】
このように、第２実施形態の監視装置１１０は、配水配管部１８に流量計１１１を設けて流量Ｆを取得し、その流量Ｆに比例するとされる流路損失Δｆと、各配水塔の水位差Δｈとから漏水係数ｋを算出する。そして、漏水係数ｋの変化を時系列的に観察することにより、漏水量の増加すなわち漏水の発生を、大規模な漏水が発生する前に把握することができる。したがって、漏水量を把握することにより、適切な時期に保守点検を行うことが可能になり、需要家への安定した配水を行うことができる。
【００４５】
また、保守点検や修理直後などの漏水が無いことを確認できている状態において、漏水係数ｋを１に補正する演算を行ってもよい。あるいは、保守点検または弁部材の切替操作時における配水量から漏水係数ｋの実態を把握して保守点検の参考値を充実させるようにしてもよい。これらにより、漏水判定の精度を向上させることができる。
また、小型、軽量且つ安価な構成の水量計を設けるだけで、各配水塔廻りの配管部や弁部材からの漏水の判定摘出をも期待でき、安定した水の配水を行うことができる。
【００４６】
（第３実施形態）
次に第３実施形態の配水塔の水位監視装置について図１２に基づいて説明する。第３実施形態では、配水施設全体の流路損失である総流路損失を求めている点において第２実施形態と異なっている。なお、第３実施形態における制御内容などは第２実施形態と同様であるので、図１１をも参照しながら説明する。
【００４７】
図１２に示すように、第３実施形態の監視装置２１０は、制御部１５に総流路損失算出部２１１を備えている。また、本実施形態では、流量計１１１は、流量Ｆの積算値Σを記憶するように構成されている。総流路損失算出部２１１は、配水管部の流量Ｆに基づいて、総流路損失ΔＦを算出する。総流路損失算出部２１１は、補正値設定部２５および流量損失算出部１１２と同様に、第一継電器２２および第二継電器２３の制御装置２７により実行されるソフトウェアにより実現されている。なお、第２実施形態の流路損失算出部１１２をともに設ける構成としてもよい。
【００４８】
総流路損失ΔＦの算出に先立って、監視装置２１０には、下限水位Ｌから上限水位Ｈの間における第一配水塔１１および第二配水塔１２の貯水量ΣＦＷが予め設定されている。貯水量ΣＦＷは、各配水塔の断面積をＳ、上限水位Ｈと下限水位Ｌとの水位差をΔＨとした場合、次の式で算出される。なお、各配水塔の断面積が異なる場合には、第一実施形態の変形例のように、各配水塔の断面積に応じて貯水量ΣＦＷを算出すればよい。
ΣＦＷ＝２×Ｓ×ΔＨ
【００４９】
総流路損失算出部２１１は、流路損失を算出（図１１のステップＳ３０９参照）した後、次に送水ポンプ３０の駆動が開始（図１１のステップＳ３０４参照）されるまでに、流量計１１１で取得された流量Ｆの積算値である総流量ΣＦを算出する。具体的には、総流路損失算出部２１１は、ステップＳ３０１において送水ポンプ３０が停止された直後における流量計１１１の積算値ΣＦｓと、停止後にステップＳ３０４において再び送水ポンプ３０の駆動が開始される時点（検出手法上で、簡便且つ実用的になりやすい直後も同等である。以下、直前と称する）における流量計１１１の積算値ΣＦｐとから、総流量ΣＦ＝ΣＦｐ−ΣＦｓを算出する。
【００５０】
続いて、総流路損失算出部２１１は、総漏水係数Ｋ＝ΣＦ／ΣＦＷを算出する。つまり、総漏水係数Ｋは、流量計１１１で実際に測定された水の総量と、各配水塔から配水されたはずの理論上の水の総量との比である。このため、漏水が発生していない状態においては、総漏水係数Ｋは１になる。また、総漏水係数Ｋが１を下回る割合が大きいほど、配水経路において水の損失すなわち漏水が生じ、その漏水分の水が総流量ΣＦから差し引かれた状態であることを示している。
【００５１】
制御部１５は、総漏水係数Ｋを算出すると、例えば図示しない外部の制御板や中央監視室などに総漏水係数Ｋを出力する。外部の制御板や中央監視室などでは、この総漏水係数Ｋをその都度記憶する。これにより、第３実施形態と同様に、総漏水係数Ｋの変化を時系列的に観察することにより、漏水量の増加すなわち漏水の発生を把握することができる。なお、総漏水係数Ｋは、送水ポンプ３０停止直後などの１回を目安に算出するとよい。これにより、総漏水係数Ｋをほぼ同一の条件で算出することができ、時系列的に比較するときの誤差を最小限にすることができる。
【００５２】
このように、第３実施形態の監視装置２１０は、配水配管部１８を流れた総流量ΣＦを取得し、各配水塔の貯水量ΣＦＷとから総流路損失ΔＦおよび総漏水係数Ｋを算出する。そして、総漏水係数Ｋの変化を時系列的に観察することにより、漏水量の増加すなわち漏水の発生を、大規模な漏水が発生する前に把握することができる。したがって、漏水量を把握することにより、適切な時期に保守点検を行うことが可能になり、需要家への安定した配水を行うことができる。
【００５３】
また、第３実施形態の監視装置２１０によれば、総漏水係数Ｋを求めることにより、配水施設全体における漏水量を推測することができる。この場合、第２実施形態と同様に、漏水がないと確認できている状態で総漏水係数Ｋを１に補正したり、あるいは、保守点検または弁部材の切替操作時における配水量から総漏水係数Ｋの実態を把握して保守点検の参考値を充実させるようにしてもよい。これらにより、漏水判定の精度を向上させることができる。
【００５４】
また、このように総漏水係数Ｋを算出することにより、漏水対策を早期に実施することができる。すなわち、例えば夜間など配水量の少ない時間帯、つまり総流量ΣＦが少なめとなる時間帯では送水ポンプ３０の駆動が停止されてから駆動が再開されるまでの時間が長いため、漏水が発生していると時間的な累積としての漏水量が多くなる。そのため、総漏水係数Ｋの変化が大きくなり、夜間の漏水の発生を翌日の朝早くに察知でき、迅速な対処を行うことができる。勿論、第２実施形態のように、流路損失Δｆと漏水係数ｋとを算出する構成とし、総漏水係数Ｋと漏水係数ｋとを時系列的に記憶することにより各配水塔の状況を観察する構成としてもよい。これにより、各配水塔における漏水発生の有無の判定精度をより一層高めることができる。
【００５５】
（第４実施形態）
次に第４実施形態の配水塔の水位監視装置について図１３および図１４に基づいて説明する。
図１３に示すように、第４実施形態による監視装置３１０は、各配水塔に水位指示計３１１、３１２を備えている。各水位指示計３１１、３１２は、第一配水塔１１の水位Ｈ１または第二配水塔１２の水位Ｈ２と、補正値設定部２５から取得する補正値に基づいて算出した補正水位とを表示する。ここで、補正水位とは、各配水塔の水位を前述の補正値＝Δｈ／２で補正した水位であり、次の式で求められる。なお、各配水塔の断面積が異なる場合には、第一実施形態の変形例のように、各配水塔の断面積に応じて補正水位を算出すればよい。
第一配水塔１１の補正水位＝Ｈ１−Δｈ／２
第二配水塔１２の補正水位＝Ｈ２−Δｈ／２
【００５６】
送水配管部１６、接続配管部１７および配水配管部１８に設けられている各弁部材は、その開閉状態を切り替えることにより、第一配水塔１１あるいは第二配水塔１２が単独で需要家への配水が可能となるように構成されている。これは、上記したように、故障時や災害時などにおける冗長性を確保するためである。そのような状況においては、送水ポンプ３０の駆動を手動で制御することがある。その場合、作業者は水位を確認しながら送水ポンプ３０の駆動の開始または停止を行うことになる。そこで、本実施形態では、各配水塔の水位と補正水位とを配水塔の近傍で作業者が確認できるように、水位指示計３１１、３１２を設けている。
【００５７】
各水位指示計３１１、３１２は、図１４（ａ）に示すように、各配水塔において水位計により検知される実際の水位（実水位）と、補正水位とを同時に認識可能かつ視認可能に表示する。これにより、第４実施形態の監視装置３１０によれば、作業者は、作業者が手動で送水ポンプ３０の駆動を制御する場合であっても、水位指示計３１１、３１２の表示から各配水塔の貯水状況を判断できる。したがって、適切な貯水量に制御することができる。
【００５８】
また、水の流れ方向において上流側（第一配水塔１１）および下流側（第二配水塔１２）の実水位と補正水位とを比較することにより、実水位と補正水位の差分の傾向、あるいは、上記した「安定時」における実水位と補正水位の一致具合、さらには、「安定時」における第一配水塔１１および第二配水塔１２の実水位と補正水位との一致具合などから、現場における漏水などの異常の判断を補助することができる。
【００５９】
また、この場合、図１４（ｂ）に示すように、第一配水塔１１の水位Ｈ１と第二配水塔１２の水位Ｈ２とを隣接して、すなわち、双方を同時に且つ比較可能に表示する比較水位指示計３１３を設けるとよい。このとき、例えば実水位を内側にし、補正水位を外側にした対称表示にすることにより、一層判断を容易に行うことができる。また、各水位指示計３１１〜３１３を第２実施形態の監視装置１１０や第３実施形態の監視装置２１０に設けた構成としてもよい。
【００６０】
（その他の実施形態）
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００６１】
第一継電器２２および第二継電器２３の制御装置２７を、マイクロコンピュータを用いない構成としてもよい。すなわち、各変換器２１から入力される電圧値を比較する比較器を設け、所定の電圧値になった場合にメカニカルリレーなどの開閉器２６を駆動する構成としてもよい。その場合、補正値設定部２５を別途設け、開閉器２６の動作電圧を補正するようにすればよい。
【００６２】
あるいは、上限水位Ｈおよび下限水位Ｌ付近における各配水塔の水位差Δｈを予め測定し、都度補正値を算出するのではなく、平均的な補正値を予め設定しておく構成としてもよい。これにより、従来の設備をほぼ変更することなく、適切な貯水量の制御を行うことができる。
外部の制御板や中央制御室などに設けられている制御用のモニタなどの表示器に実水位および補正水位を表示してもよい。これにより、自動制御時にも作業者が各配水塔の水位を容易に把握することができる。つまり、実水位および補正水位を表示するための表示部および比較表示部は、第４実施形態の水位指示計３１１〜３１３の態様に限定されるものではない。
【００６３】
以上のように、各実施形態の配水塔の水位監視装置によれば、第一配水塔と第二配水塔との間の接続配管部および配水配管部などで配水量に応じて変化する摩擦損失や漏水などよる流路損失を考慮し、各配水塔の水位をそれぞれ補正し、二基の配水塔の総貯水量に基づいて送水部を制御する。これにより、水位が高めに検出される第一配水塔の水位、あるいは第一配水塔よりも水位が低めに検出される第二配水塔の水位の何れに基づいて送水部を制御する場合であっても、貯水量に過不足無く且つ容易に貯水することができる。
【符号の説明】
【００６４】
図面中、１０、１１０、２１０、３１０は監視装置（配水塔の水位監視装置）、１１は第一配水塔、１２は第２配水塔、１３、１４はフロートスイッチ（水位検知部）、１５は制御部、１７は接続配管部、１８は配水配管部、２５は補正値設定部、３０は送水ポンプ（送水部）、１１１は流量計（流量取得部）、１１２は流路損失算出部、２１１は総流路損失算出部、３１１、３１２は水位指示計（表示部）、３１３は比較水位指示計（比較表示部）を示す。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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