(57)【要約】  【課題】  平常時におけるゲート扉の無駄な開閉を極力なくす一方、非常時には確実にかつ的確なゲート扉の開閉が行われるようにした水門装置を提供する。  【解決手段】  水門装置１のゲート扉２よりも上流側及び下流側に水位計１０ａ、１０ｂを備えると共に、ゲート扉２の制御装置４には下流側水位が予め設定した基準下流側水位よりも高いか低いかを比較判定する下流側水位比較判定手段１５ａと、上流側と下流側の水位差が予め設定した基準水位差よりも大きいか小さいかを比較判定する水位差比較判定手段１５ｂとを備える。そして、下流側水位比較判定手段１５ａにて下流側水位が基準下流側水位よりも低いと判定されればゲート扉２を開放させる一方、高いと判定されれば続いて水位差比較判定手段１５ｂにて比較判定し、水位差が基準水位差よりも大きいと判定されればゲート扉２を開放させ、小さいと判定されればゲート扉２を閉鎖させる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川や水路にゲート扉を開閉自在に配設し、該ゲート扉を開閉駆動する駆動装置を備え、該駆動装置を駆動制御する制御装置を備えて成る水門装置において、前記ゲート扉よりも上流側及び下流側の水位を計測する水位計をそれぞれ備えると共に、前記制御装置には下流側の水位計にて計測される下流側水位が予め設定した基準下流側水位よりも高いか低いかを比較判定する下流側水位比較判定手段と、上流側と下流側の水位計にて計測される各水位の水位差が予め設定した基準水位差よりも大きいか小さいかを比較判定する水位差比較判定手段とを備え、前記下流側水位比較判定手段にて比較判定した結果下流側水位が基準下流側水位よりも低いと判定されれば、前記駆動装置を開放側へ駆動制御してゲート扉を開放させる一方、下流側水位が基準水位よりも高いと判定されれば、続いて前記水位差比較判定手段にて比較判定し、その結果上流側と下流側の水位差が基準水位差よりも大きいと判定されれば、前記駆動装置を開放側へ駆動制御してゲート扉を開放させ、上流側と下流側の水位差が基準水位差よりも小さいと判定されれば、前記駆動装置を閉鎖側へ駆動制御してゲート扉を閉鎖させるように構成したことを特徴とする水門装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水路が河川に流れ込む合流部や河川が海に流れ込む河口部などに設置される水門装置に関し、特に水門装置の上流側と下流側における水位や水位差に基づいてゲート扉を開閉させるようにした水門装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水路が河川に流れ込む合流部や河川が海に流れ込む河口部などにおいては、台風や集中豪雨、或いは高潮などによって合流先である下流側の河川の水位や海の潮位が大幅に上昇すると合流元である上流側の水路や河川へと逆流することがあり、時として周辺地域に浸水などの甚大な被害を及ぼすおそれがある。このため、そのような場所には水門装置が設置され、台風や集中豪雨、或いは高潮などによって水路や河川に逆流が生じそうなとき、即ち、下流側の水位が上流側の水位よりも高くなるような状況となれば、水門管理者は直ちに水門装置のゲート扉を閉鎖させて逆流を阻止して水防措置を図るようにしている。
【０００３】
ところで、上記のような非常時においては、水門管理者が上流側の水位と下流側の水位とを直接見比べてどちらが高いか、或いは今後どちらが高くなっていくのかを常に正確に見極めることは非常に難しく、またそのような状況下で現場に出向くこと自体非常に危険を伴うことであるため、例えば特許文献１に示すように、水門の上流側、及び下流側の水位を計測する水位計をそれぞれ設置し、これら各水位計にて得られた各水位の水位差に基づいてゲート扉をシビアにかつ自動的に開閉制御するようにした水門装置がある。
【特許文献１】実開平６−４３０２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような水門装置では、上流側と下流側との水位差だけに基づいてゲート扉の開閉制御を行う構成としているため、台風や集中豪雨、或いは高潮などといった非常時はともかく、例えば平常時における潮の干満や、或いは多少大雨が降った程度でも起こり得るごく小規模の逆流現象に対してもシビアに反応してその都度ゲート扉が閉鎖してしまう。その結果、無闇に水路や河川が堰き止められることとなり、あまり好ましいものではなく、制御面において改良の余地がある。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑み、平常時におけるゲート扉の無駄な開閉を極力なくす一方、非常時には確実にかつ的確なゲート扉の開閉が行われるようにした水門装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、河川や水路にゲート扉を開閉自在に配設し、該ゲート扉を開閉駆動する駆動装置を備え、該駆動装置を駆動制御する制御装置を備えて成る水門装置において、前記ゲート扉よりも上流側及び下流側の水位を計測する水位計をそれぞれ備えると共に、前記制御装置には下流側の水位計にて計測される下流側水位が予め設定した基準下流側水位よりも高いか低いかを比較判定する下流側水位比較判定手段と、上流側と下流側の水位計にて計測される各水位の水位差が予め設定した基準水位差よりも大きいか小さいかを比較判定する水位差比較判定手段とを備え、前記下流側水位比較判定手段にて比較判定した結果下流側水位が基準下流側水位よりも低いと判定されれば、前記駆動装置を開放側へ駆動制御してゲート扉を開放させる一方、下流側水位が基準水位よりも高いと判定されれば、続いて前記水位差比較判定手段にて比較判定し、その結果上流側と下流側の水位差が基準水位差よりも大きいと判定されれば、前記駆動装置を開放側へ駆動制御してゲート扉を開放させ、上流側と下流側の水位差が基準水位差よりも小さいと判定されれば、前記駆動装置を閉鎖側へ駆動制御してゲート扉を閉鎖させるように構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る水門装置によれば、河川や水路にゲート扉を開閉自在に配設し、該ゲート扉を開閉駆動する駆動装置を備え、該駆動装置を駆動制御する制御装置を備えて成る水門装置において、前記ゲート扉よりも上流側及び下流側の水位を計測する水位計をそれぞれ備えると共に、前記制御装置には下流側の水位計にて計測される下流側水位が予め設定した基準下流側水位よりも高いか低いかを比較判定する下流側水位比較判定手段と、上流側と下流側の水位計にて計測される各水位の水位差が予め設定した基準水位差よりも大きいか小さいかを比較判定する水位差比較判定手段とを備え、前記下流側水位比較判定手段にて比較判定した結果下流側水位が基準下流側水位よりも低いと判定されれば、前記駆動装置を開放側へ駆動制御してゲート扉を開放させる一方、下流側水位が基準水位よりも高いと判定されれば、続いて前記水位差比較判定手段にて比較判定し、その結果上流側と下流側の水位差が基準水位差よりも大きいと判定されれば、前記駆動装置を開放側へ駆動制御してゲート扉を開放させ、上流側と下流側の水位差が基準水位差よりも小さいと判定されれば、前記駆動装置を閉鎖側へ駆動制御してゲート扉を閉鎖させるように構成したので、平常時におけるゲート扉の無駄な開閉動作を極力無くすことができる一方、非常時には確実かつ自動的にゲート扉の開閉動作を行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る水門装置によれば、例えば、河川の合流部や河口部などに、ゲート扉と、該ゲート扉を開閉駆動する駆動装置、及び該駆動装置を駆動制御する制御装置から成る水門装置を設置する。また、ゲート扉よりも上流側及び下流側の水位を計測する水位計をそれぞれ備える。また、前記制御装置には、平常時か非常時かの判断基準とする下流側水位の基準値、例えば警戒水位など、を予め設定登録しておくと共に、上流側から下流側へ一定の水流があるかどうかの判断基準とする上流側水位と下流側水位との水位差の基準値、例えば０．１ｍ程度、も併せて設定登録しておく。更に、制御装置には、計測した下流側水位が設定した基準下流側水位よりも高いか低いかを比較判定する下流側水位比較判定手段と、計測した上流側水位と下流側水位との水位差が設定した基準水位差よりも大きいか小さいかを比較判定する水位差比較判定手段とを備える。
【０００９】
そして、下流側水位が基準下流側水位よりも低いと判定されれば、常にゲート扉を開放させ、また、下流側水位が基準下流側水位よりも高いと判定され、かつ上流側水位と下流側水位との水位差が基準水位差よりも大きいと判定されれば、同様にゲート扉を開放させる一方、水位差が基準水位差よりも小さいと判定されれば、ゲート扉を閉鎖させるように制御装置に設定する。
【００１０】
そして、平常時においては基本的にゲート扉を開放して水路や河川を開放状態に保っている。そして、例えば、平常時における潮の干満や、或いは多少大雨が降ることなどによって河川や水路にごく小規模の逆流現象が生じた場合には、前記水位差比較判定手段では水位差を基準水位差よりも小さいと判定するものの、下流側水位判定手段では下流側水位を基準下流側水位よりも低いと判定するため、ゲート扉を開放状態のまま維持する。一方、台風や集中豪雨、或いは高潮などの非常時において逆流現象が生じた場合には、下流側水位判定手段にて下流側水位を基準下流側水位よりも高いと判定すると共に、水位差判定手段にて水位差を基準水位差よりも小さいと判定するため、ゲート扉を直ちに閉鎖して逆流を阻止する。また、ゲート扉閉鎖後には上流からの水流が溜まっていって次第に水位が上昇していき、やがて水位差判定手段にて水位差が基準水位差よりも大きいと判定するまでになれば、ゲート扉を一旦開放して堰き止めていた水流を流下させ、堰き止めすぎによるゲート扉上流側地域への水害を防止すると共に、ゲート扉への過負荷を未然に防ぐ。
【００１１】
このように、本発明に係る水門装置によれば、平常時において不必要にゲート扉が閉鎖するようなことがなく、水路や河川が無闇に堰き止められるおそれがなくて好適である。一方、台風や集中豪雨、或いは高潮などの非常時においては、水路や河川の水流が順流か逆流かの状態に応じて適宜自動的にゲート扉が開閉動作し、人手によらずとも確実に水防措置を図ることができる。
【実施例】
【００１２】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００１３】
河川Ａの両岸には水防用の堤Ｂが築かれており、水路Ｃはこの堤Ｂを横切る形で河川Ａに合流している。１は前記水路Ｃと河川Ａとの合流部に設置される水門装置であって、水路Ｃを開閉するゲート扉２と、該ゲート扉２を開閉駆動する駆動装置３、及び該駆動装置３を駆動制御する制御装置４を主体に構成している。
【００１４】
前記ゲート扉２は略水路Ｃ幅のステンレス製の板体であって、その両側縁部を水路Ｃの両岸部に対向配置した基台５に設けた一対のガイド溝６にて摺動自在に支持している。また、対向する基台５上部間に架台７を架設しており、該架台７よりラック棒８にて前記ゲート扉２を吊り下げ、架台７上部に配設した駆動装置３と制御装置４による駆動操作によってラック棒８を上下移動させてゲート扉２を昇降自在としている。９は手動にてラック棒８を上下移動させるための操作ハンドルであって、駆動装置３や制御装置４などに故障が生じたり、或いは停電時などの緊急時には、前記操作ハンドル９を手動操作することによってラック棒８を上下移動させてゲート扉２を昇降可能としている。
【００１５】
１０ａ、１０ｂは水位を計測する水位計であって、１０ａはゲート扉２よりも上流側の水路Ｃ内に設置している一方、１０ｂはゲート扉２よりも下流側の河川Ａ内に設置しており、それぞれ水路Ｃの水位と河川Ａの水位とをリアルタイムに計測可能としている。
【００１６】
また、前記制御装置４には、図３に示すように、水位データなどを基に駆動装置３の駆動制御など各種制御を行う制御部１１と、前記水位計１０ａ、１０ｂから水位データを取り込んだり、制御部１１から駆動装置３に対する制御命令を出力する入出力部１２と、河川Ａの水位の基準値や、水路Ｃと河川Ａの水位差の基準値などを設定入力する設定入力部１３と、該設定入力部１３にて設定入力した各基準値などを記憶する記憶部１４、及びこの記憶部１４に記憶した各基準値と水位計１０ａ、１０ｂから取り込まれる水位データとに基づいて各種演算をする演算部１５とを備えている。
【００１７】
前記設定入力部１３を介して記憶部１４に記憶させる各基準値のうち、先ず、ゲート扉２の下流側に位置する河川Ａの水位の基準値（以下基準下流側水位という）は、水位データを取り込んだ時点が平常時か、或いは台風や集中豪雨、高潮などの非常時なのかを判断するための目安となるものであり、例えば河川Ａにおける警戒水位や危険水位などを設定している。また、ゲート扉２の上流側に位置する水路Ｃと下流側に位置する河川Ａとの水位差の基準値（以下基準水位差という）は、上流側の水路Ｃから下流側の河川Ａに向けて逆流することなく一定の水流があるのかどうかを判断するための目安となるものであり、例えば安定した水流が見込める０．１ｍ程度を設定している。
【００１８】
また、前記演算部１５には、水位計１０ｂから取り込んだ河川Ａの水位データを、前記記憶部１４に登録してある基準下流側水位と比較してそれよりも高いか低いかを判定する下流側水位比較判定手段１５ａと、水位計１０ａから取り込んだ水路Ｃの水位データと水位計１０ｂから取り込んだ河川Ａの水位データとから水位差を演算し、この水位差と記憶部１４に登録してある基準水位差とを比較してそれよりも大きいか小さいかを判定する水位差比較判定手段１５ｂとを備えている。
【００１９】
そして、前記下流側水位比較判定手段１５ａにて、河川Ａの水位を基準下流側水位よりも低いと判定すれば、即ち水門装置１周辺が現在平常時であると判断されると、ゲート扉２を開放させるように入出力部１２を介して制御信号を駆動装置３へ向けて発信するようにしている。また、河川Ａの水位を基準下流側水位よりも高いと判定すれば、即ち水門装置１周辺が現在台風や集中豪雨、或いは高潮などにより非常時であると判断されると、続いて水位差比較判定手段１５ｂにて、水路Ｃと河川Ａの水位差を基準水位差と比較して、水位差が基準水位差よりも大きいと判定すれば、即ちゲート扉２上流側の水路Ｃから下流側の河川Ａに向けて一定の水流があると判断されると、前記同様にゲート扉２を開放させるように制御信号を発信する一方、水位差が基準水位差よりも小さいと判定すれば、即ちゲート扉２下流側の河川Ａから上流側の水路Ｃに向けて逆流していると判断されると、逆流を阻止するためにゲート扉２を閉鎖させるように制御信号を発信するようにしている。
【００２０】
図４は、上記各制御フローを説明するフロー図であって、図中のＳ１、Ｓ２、…は各ステップをあらわしている。
【００２１】
先ず、水門装置１の周辺が現在平常時か、或いは非常時かを判断する基になる基準下流側水位を予め設定入力する（Ｓ１）。続いて、ゲート扉２の上流側の水路Ｃから下流側の河川Ａに向けて逆流することなく一定の水流があるのかどうかを判断する基になる基準水位差を設定入力する（Ｓ２）。そして、各基準値の設定入力が完了であれば入力を終了してゲート扉２の自動開閉制御に移り、そうでなければＳ１に戻って再度設定入力を行う（Ｓ３）。
【００２２】
ゲート扉２の自動開閉制御に移ると、水位計１０ａ、１０ｂにてそれぞれ計測される水路Ｃの水位、及び河川Ａの水位を随時取り込む（Ｓ４）。そして、これら各水位データのうち、先ず下流側の河川Ａの水位データとステップＳ１にて予め設定入力した基準下流側水位とを下流側水位比較判定手段１５ａにて比較し（Ｓ５）、河川Ａの水位が基準下流側水位よりも高いか低いかを判定する。もし、低いと判定すれば、ゲート扉２を開放させ（Ｓ６）、逆に高いと判定すれば、引き続いて上流側の水路Ｃと下流側の河川Ａとの水位差と、ステップＳ１にて設定入力した基準水位差とを水位差比較判定手段１５ｂにて比較し（Ｓ７）、水路Ｃと河川Ａの水位差が基準水位差よりも大きいか小さいかを判定する。もし、大きいと判定すれば、同様にゲート扉２を開放させる一方（Ｓ６）、小さいと判定すれば、ゲート扉２を閉鎖させる（Ｓ８）。そして、ステップＳ６、Ｓ８にてゲート扉２を開放・閉鎖した後は、ステップＳ４に戻り、水位計１０ａ、１０ｂからそれぞれ最新の水位データを取り込み直し、それらに基づいてステップＳ５、Ｓ７にて再度判定を行う。
【００２３】
このように、本発明に係る水門装置１によれば、先ず水門装置１周辺が現在平常時か非常時かを判断してから水位差を判断するようにしているため、平常時における無用なゲート扉２の閉鎖がなくなり、水路Ｃが無闇に堰き止められることがなくて好適である。また、その一方で台風や集中豪雨、高潮などの非常時においては、水路Ｃの水流が順流か逆流かの状態に応じて適宜遅滞なくゲート扉２が開閉動作し、確実かつ自動的に水防措置を講じることができる。
【００２４】
なお、本実施例においては、水門装置１を水路Ｃと河川Ａとの合流部に設置し、ゲート扉２の上流側が水路Ｃ、下流側が河川Ａである場合について記載したが、これに限定するものではなく、河川と海との河口部に設置し、ゲート扉の上流側が河川、下流側が海である場合でも同様に好適に採用することができる。また、本実施例においては、ゲート扉を上下方向に昇降させて水路や河川を開閉するタイプのものを採用しているが、特にこれに限定するものではなく、例えば、横方向にスライドさせるタイプのものや、観音開きタイプのものなどでも好適に採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る水門装置の一実施例を示す正面図である。
【図２】図１の一部切り欠き側面図である。
【図３】本発明に係る水門装置の制御装置の説明図である。
【図４】本発明に係る水門装置の制御フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２６】
１…水門装置                        ２…ゲート扉
３…駆動装置                        ４…制御装置
１０ａ…水位計（上流側）            １０ｂ…水位計（下流側）
１１…制御部                        １２…入出力部
１３…設定入力部                    １４…記憶部
１５…演算部                        １５ａ…下流側水位比較判定手段
１５ｂ…水位差比較判定手段          Ａ…河川
Ｂ…堤                              Ｃ…水路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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