(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水田の水を河川に流出させる排水路に排水浄化施設を備え、水田の水を制御する水田管理システムにおいて、水田からの排水を水田に再供給させる水路切換装置を排水浄化装置の給水側に設けたことを特徴とする水田管理システム。
【請求項２】
水田排水の水質を検出する水質検知手段を水路切換装置の上流側に設け、水質検知手段の検出結果に基づき水路切換装置を自動的に切換えるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の水田管理システム。
【請求項３】
水田に必要な稲育成水量と水路切換装置の循環水量とに基づき、水源から取込む補充水量を自動制御するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の水田管理システム。
【請求項４】
水田からの排水中に含まれる作物栄養分を水質検知手段によって検出して水路切換装置を自動制御するように構成したことを特徴とする請求項２に記載の水田管理システム。
【請求項５】
水田内の作物の含有栄養分を検出する作物検知手段を設け、作物検知手段の検出結果に基づき作物を水田別に区別して排水浄化装置の給水側から水田排水を水田に自動的に戻すように構成したことを特徴とする請求項４に記載の水田管理システム。
【請求項６】
作物検知手段の検出結果に基づき区別した水田に排水を戻すときに他の水田の給水を自動的に中止させるように構成したことを特徴とする請求項５に記載の水田管理システム。
【請求項７】
排水浄化装置の下流側に排水路切換手段及び排水質検知手段を設け、排水浄化装置からの排水が不適正水質のときに循環させて自動的に再浄化させるように構成したことを特徴とする水田管理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば水稲などの作物を栽培する水田の水を管理する水田管理システムに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来、特開平７−６４６５０号公報に示す如く、水田の水量及び水温を検出して適正な水量及び水温を自動的に維持する技術があるが、水田の排水を河川に無制限に流出させているから、水田の肥料または薬剤などが排水と共に河川に流出し易く、環境保全並びに節水などを容易に図り得ない等の問題がある。また、肥料の流出によって施肥量の低減並びに施肥作業の省力化などを容易に行い得ず、水及び肥料の有効利用並びに排水環境維持などを容易に図り得ない等の問題がある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に係る発明は、水田の水を河川に流出させる排水路に排水浄化施設を備え、水田の水を制御する水田管理システムにおいて、水田からの排水を水田に再供給させる水路切換装置を排水浄化装置の給水側に設けたもので、水田から河川に排出される肥料または薬剤を容易に低減し得、水田排水に含まれる有機汚濁並びに窒素及び燐などを容易に削減し得、河川の環境保全並びに水田排水の再利用による節水などを容易に図り得る。浄化前の排水を水田に戻すことにより、節水によって水不足を容易に防止し得、また排水温によって水田の温度低下を容易に防止し得、排水の再利用によって干ばつまたは冷害などによる稲の成育不良を容易に低減し得るものである。
【０００５】
請求項２に係る発明は、水田排水の水質を検出する水質検知手段を水路切換装置の上流側に設け、水質検知手段の検出結果に基づき水路切換装置を自動的に切換えるように構成したもので、水田排水に含まれている窒素または燐などの栄養分を排水の循環によって水田に再供給し得、稲などの成育に必要な栄養分を確保し乍ら肥料の使用量を容易に低減し得、また排水の循環によって水田の自然浄化を活用し得、施肥及び排水浄化の経費削減または省力化などを容易に図り得るものである。
【０００６】
請求項３に係る発明は、水田に必要な稲育成水量と水路切換装置の循環水量とに基づき、水源から取込む補充水量を自動制御するように構成したもので、稲の吸収及び自然蒸発などによる不足分だけを水源から補うから、水源からの給水量を低減して河川などの自然流水量を容易に確保し得ると共に、排水の循環によって水田給水側の栄養不足並びに水田排水側の栄養過多などを容易に防止し得、水田全域に栄養分を均等に供給して栄養過不足による成育むら等を容易に防止し得るものである。
【０００７】
請求項４に係る発明は、水田からの排水中に含まれる作物栄養分を水質検知手段によって検出して水路切換装置を自動制御するように構成したもので、水田排水中の栄養分の多少を判断して排水を循環させたり排出し得、水田に供給する栄養分を排水循環または排出によって容易に調節し得、施肥管理の簡略化などを容易に図り得るものである。
【０００８】
請求項５に係る発明は、水田内の作物の含有栄養分を検出する作物検知手段を設け、作物検知手段の検出結果に基づき作物を水田別に区別して排水浄化装置の給水側から水田排水を水田に自動的に戻すように構成したもので、作物の栄養過不足を判断して排水を循環させ得、水田を特定して排水循環による栄養補給を行い得、施肥効率の向上並びに排水浄化作業の簡略化などを容易に図り得るものである。
【０００９】
請求項６に係る発明は、作物検知手段の検出結果に基づき区別した水田に排水を戻すときに他の水田の給水を自動的に中止させるように構成したもので、複数の水田に兼用する給水路を介して特定の水田に排水を循環させ得、例えば水源からの給水を行うことなく必要な給水量を容易に確保し得ると共に、複数水田の作物を均一に成育させて水田間の収穫量の差を容易に低減し得るものである。
【００１０】
請求項７に係る発明は、排水浄化装置の下流側に排水路切換手段及び排水質検知手段を設け、排水浄化装置からの排水が不適正水質のときに循環させて自動的に再浄化させるように構成したもので、水田からの排水量の変化、並びに水田排水の水質変化、並びに浄化装置の浄化力の経時的変化などに対し、浄化装置から河川に放水する排水の水質を一定規準以上に容易に維持し得、排水浄化作業の簡略化及び省力化並びに排水浄化コスト低減などを容易に図り得るものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。図１は全体の説明図、図２は制御系統図であり、河川または池などの水源（１）の水を給水路（２）に送出させる水源局（３）と、前記給水路（２）の水を複数の水田（４）各別に取込む複数の給水局（５）と、複数の水田（４）の水を排水路（６）に各別に排出させる複数の排水局（７）と、前記排水路（６）の水を河川（８）に流出させる最終排水路（９）に設置させる浄化装置（１０）と、前記水源局（３）及び給水局（５）及び排水局（７）及び浄化装置（１０）と中央局（１１）とを中継する水田局（１２）を設けるもので、浄化装置（１０）を共用する複数の水田（４）を１ブロックとして水田局（１２）を設けて各水田（４）の水管理を行うように構成している。
【００１２】
また、送受信機（１３）に中央コントローラ（１４）を前記中央局（１１）に備え、水田局（１２）の送信データを受信して水田の水位等を決定し、水源及び給水及び排水及び浄化の各制御信号を水田局（１２）に送信して各局（３）（５）（７）（１０）を遠隔的に自動制御するように構成している。なお、中央局（１１）と水田局（１２）の距離が約１キロメートル以内のときは送受信機（１３）として小電力無線機を使用し、それ以外の遠距離のときは商用電話回線を使用してデータ及び制御信号の送受信を行わせる。
【００１３】
また、送受信機（１５）と、水源コントローラ（１６）と、送水用水源ポンプ（１７）を、前記水源局（３）に備え、中央局（１１）が決定した水田水位に基づき水源ポンプ（１７）を駆動して水田（４）に必要な水量を給水路（２）に供給するように構成している。
【００１４】
さらに、各水田（４）単位で給水局（５）及び排水局（７）を設けるもので、送受信機（１８）と、給水コントローラ（１９）と、給水温を検知する水温計（２０）と、給水装置を形成する給水バルブ（２１）を、前記給水局（５）に備え、中央局（１１）で決定された水位になるように給水バルブ（２１）を自動制御して各水田（４）に給水すると共に、送受信機（２２）と、排水コントローラ（２３）と、水位計（２４）と、水温計（２５）と、排水バルブ（２６）を備え、水田（４）の水位を水位計（２４）によって検知し、かつ水田（４）の水温を水温計（２５）によって検知し、中央局（１１）で決定された水位になるように排水バルブ（２６）を自動制御し、各水田（４）から排水するように構成している。なお、隣接する複数の水田（４）のいずれか１つの基準となる水田（４）の給水温及び排水温を検知して各水田（４）の水温データとしてもよい。
【００１５】
さらに、送受信機（２７）と、水田コントローラ（２８）と、気温を検知する気温計（２９）と、地盤面または地中の温度を検知する地温計（３０）と、日照時間を計測する日照計（３１）と、前記給水路（２）の瞬時流水量及び積算流水量を計測する流量計（３２）と、基準水田（４）の稲の含有栄養分（窒素または燐など）を葉緑素の光学検出などによって計測する作物計（３３）を、前記水田局（１２）に備え、中央局（１１）と各局（３）（５）（７）（１０）とのデータ及び制御信号の中継並びに各水田（４）データの計測と中央局（１１）への送信を水田局（１２）によって行い、浄化装置（１０）を設置する地域単位で水田の水管理に伴う各種制御を行わせるように構成している。
【００１６】
さらに、送受信機（３４）と、浄化コントローラ（３５）と、浄化装置（１０）の給水側で水質（窒素及び燐などの含有量）を検知する未処理水質計（３６）と、浄化装置（１０）の給水側を給水路（２）の最上流に接続させる循環水路（３７）と、前記排水路（６）から最終排水路（９）に流下した排水を浄化装置（１０）または循環水路（３７）に選択排出させる未処理バルブ（３８）と、循環水路（３７）の排水を給水路（２）に圧送させる送水用循環ポンプ（３９）を、浄化装置（１０）に備え、前記排水路（６）及び最終排水路（９）を介して水田（４）の排水を浄化装置（１０）に流下させて浄化後の排水を河川（８）に放出させると共に、最終排水路（９）に流入する排水に含まれる窒素及び燐などの栄養分（残留肥料）を未処理水質計（３６）によって計測させ、該水質計（３６）の検出結果並びに水田局（１２）の作物計（３３）の検出結果に基づき、未処理バルブ（３８）を循環水路（３７）側に切換え、循環ポンプ（３９）を作動させ、排水路（６）（９）からの排水を循環水路（３７）を介して給水路（２）の最上流側に戻し、水田（４）に再供給するように構成している。
【００１７】
上記から明らかなように、水田（４）の水を制御する水田管理システムにおいて、水田（４）の水を河川（８）に流出させる排水路（６）（９）に排水浄化施設である浄化装置（１０）を設け、水田（４）から河川（８）に排出される肥料または薬剤を低減させ、水田（４）排水に含まれる有機汚濁並びに窒素及び燐などを削減させ、河川（８）の環境保全並びに水田（４）排水の再利用による節水などを図ると共に、水田（４）からの排水を水田（４）に再供給させる水路切換装置である未処理バルブ（３８）を排水浄化装置（１０）の給水側に設け、浄化前の排水を水田（４）に戻すことにより、節水によって水不足を防止し、また排水温によって水田（４）の温度低下を防止し、排水の再利用によって干ばつまたは冷害などによる稲の成育不良を低減させるように構成している。
【００１８】
また、水田（４）排水の水質を検出する水質検知手段である未処理水質計（３６）を未処理バルブ（３８）の上流側に設け、未処理水質計（３６）の検出結果に基づき未処理バルブ（３８）を自動的に切換え、水田（４）排水に含まれている窒素または燐などの栄養分を排水の循環によって水田（４）に再供給させ、稲などの成育に必要な栄養分を確保し乍ら肥料の使用量を低減させ、また排水の循環によって水田の自然浄化を活用し、施肥及び排水浄化の経費削減または省力化などを図ると共に、水田（４）に必要な稲育成水量と未処理バルブ（３８）の循環水量とに基づき、水源（１）から取込む補充水量を自動制御し、稲の吸収及び自然蒸発などによる不足分だけを水源（１）から補い、水源（１）からの給水量を低減して河川（８）などの自然流水量を確保すると共に、排水の循環によって水田（４）給水側の栄養不足並びに水田（４）排水側の栄養過多などを防止し、水田（４）全域に栄養分を均等に供給して栄養過不足による成育むら等を防止するように構成している。
【００１９】
また、水田（４）からの排水中に含まれる作物栄養分を未処理水質計（３６）によって検出して未処理バルブ（３８）を自動制御し、水田（４）排水中の栄養分の多少を判断して排水を循環させたり排出させ、水田（４）に供給する栄養分を排水循環または排出によって調節し、施肥管理の簡略化などを図ると共に、水田（４）内の作物（稲）の含有栄養分を検出する作物検知手段である作物計（３３）を設け、作物計（３３）の検出結果に基づき作物（稲）を水田（４）別に区別して排水浄化装置（１０）の給水側から水田（４）排水を水田（４）に自動的に戻し、作物（稲）の栄養過不足を判断して排水を循環させ、水田（４）を特定して排水循環による栄養補給を行い、施肥効率の向上並びに排水浄化作業の簡略化などを図る一方、作物計（３３）の検出結果に基づき区別した水田（４）に排水を戻すときに他の水田（４）の給水を自動的に中止させ、複数の水田（４）に兼用する給水路（２）を介して特定の水田（４）に排水を循環させ、例えば水源（１）からの給水を行うことなく必要な給水量を確保できると共に、複数水田（４）の作物（稲）を均一に成育させて水田（４）間の収穫量の差を低減させるように構成している。なお、前記作物計（３３）は、光学分析によって稲の葉緑素濃度を測定して稲の窒素含有量を検出したり、スペクトル分析によって燐酸濃度を検出し、窒素または燐などの栄養分の保有量を水田（４）別に作物（稲）サンプルから計測する。
【００２０】
さらに、前記浄化装置（１０）の排水側で水質（窒素または燐などの含有量）を検知する処理水質計（４０）と、浄化装置（１０）の排水側を給水側に接続させる還元水路（４１）と、浄化装置（１０）から最終排出路（９）に流下した排水を河川（８）または還元水路（４１）に選択排出させる処理バルブ（４２）と、還元水路（４１）の排水を浄化装置（１０）の給水側に圧送させる還元ポンプ（４３）を、浄化装置（１０）に備え、水田（４）排水を浄化装置（１０）に循環させると共に、還元ポンプ（４３）下流側の還元水路（４１）を循環水路（３７）に選択接続させる切換バルブ（４４）を、浄化装置（１０）に備え、浄化装置（１０）排水側を各バルブ（４２）（４４）及び還元ポンプ（４３）を介して循環水路（３７）に接続させ、浄化後の排水を給水路（２）最上手に戻して水田（４）の給水不足を補うように構成している。
【００２１】
上記から明らかなように、排水浄化装置（１０）の下流側に排水路切換手段である処理バルブ（４２）及び排水質検知手段である処理水質計（４０）を設け、排水浄化装置（１０）からの排水が不適正水質のときに循環させて自動的に再浄化させ、水田（４）からの排水量の変化、並びに水田（４）排水の水質変化、並びに浄化装置（１０）の浄化力の経時的変化などに対し、浄化装置（１０）から河川（８）に放水する排水の水質を一定規準以上に維持させ、排水浄化作業の簡略化及び省力化並びに排水浄化コスト低減などを図るように構成している。
【００２２】
【発明の効果】
【００２３】
以上実施例から明らかなように、請求項１に係る発明は、水田（４）の水を河川（８）に流出させる排水路（６）（９）に排水浄化施設（１０）を備え、水田（４）の水を制御する水田管理システムにおいて、水田（４）からの排水を水田（４）に再供給させる水路切換装置（３８）を排水浄化装置（１０）の給水側に設けたもので、水田（４）から河川（８）に排出される肥料または薬剤を容易に低減でき、水田（４）排水に含まれる有機汚濁並びに窒素及び燐などを容易に削減でき、河川（８）の環境保全並びに水田（４）排水の再利用による節水などを容易に図ることができる。浄化前の排水を水田（４）に戻すことにより、節水によって水不足を容易に防止でき、また排水温によって水田（４）の温度低下を容易に防止でき、排水の再利用によって干ばつまたは冷害などによる稲の成育不良を容易に低減できるものである。
【００２４】
請求項２に係る発明は、水田（４）排水の水質を検出する水質検知手段（３６）を水路切換装置（３８）の上流側に設け、水質検知手段（３６）の検出結果に基づき水路切換装置（３８）を自動的に切換えるように構成したもので、水田（４）排水に含まれている窒素または燐などの栄養分を排水の循環によって水田（４）に再供給でき、稲などの成育に必要な栄養分を確保し乍ら肥料の使用量を容易に低減でき、また排水の循環によって水田の自然浄化を活用でき、施肥及び排水浄化の経費削減または省力化などを容易に図ることができるものである。
【００２５】
請求項３に係る発明は、水田（４）に必要な稲育成水量と水路切換装置（３８）の循環水量とに基づき、水源（１）から取込む補充水量を自動制御するように構成したもので、稲の吸収及び自然蒸発などによる不足分だけを水源（１）から補うから、水源（１）からの給水量を低減して河川（８）などの自然流水量を容易に確保できると共に、排水の循環によって水田（４）給水側の栄養不足並びに水田（４）排水側の栄養過多などを容易に防止でき、水田（４）全域に栄養分を均等に供給して栄養過不足による成育むら等を容易に防止できるものである。
【００２６】
請求項４に係る発明は、水田（４）からの排水中に含まれる作物栄養分を水質検知手段（３６）によって検出して水路切換装置（３８）を自動制御するように構成したもので、水田（４）排水中の栄養分の多少を判断して排水を循環させたり排出でき、水田（４）に供給する栄養分を排水循環または排出によって容易に調節でき、施肥管理の簡略化などを容易に図ることができるものである。
【００２７】
請求項５に係る発明は、水田（４）内の作物の含有栄養分を検出する作物検知手段（３３）を設け、作物検知手段（３３）の検出結果に基づき作物を水田（４）別に区別して排水浄化装置（１０）の給水側から水田（４）排水を水田（４）に自動的に戻すように構成したもので、作物の栄養過不足を判断して排水を循環させることができ、水田（４）を特定して排水循環による栄養補給を行うことができ、施肥効率の向上並びに排水浄化作業の簡略化などを容易に図ることができるものである。
【００２８】
請求項６に係る発明は、作物検知手段（３３）の検出結果に基づき区別した水田（４）に排水を戻すときに他の水田（４）の給水を自動的に中止させるように構成したもので、複数の水田（４）に兼用する給水路（２）を介して特定の水田（４）に排水を循環させることができ、例えば水源（１）からの給水を行うことなく必要な給水量を容易に確保できると共に、複数水田（４）の作物を均一に成育させて水田（４）間の収穫量の差を容易に低減できるものである。
【００２９】
請求項７に係る発明は、排水浄化装置（１０）の下流側に排水路切換手段（４２）及び排水質検知手段（４０）を設け、排水浄化装置（１０）からの排水が不適正水質のときに循環させて自動的に再浄化させるように構成したもので、水田（４）からの排水量の変化、並びに水田（４）排水の水質変化、並びに浄化装置（１０）の浄化力の経時的変化などに対し、浄化装置（１０）から河川（８）に放水する排水の水質を一定規準以上に容易に維持でき、排水浄化作業の簡略化及び省力化並びに排水浄化コスト低減などを容易に図ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】全体の説明図である。
【図２】全体の制御系統図である。
【符号の説明】
（１） 水源
（４） 水田
（６） 排水路
（８） 河川
（９） 最終排水路
（１０） 浄化装置（排水浄化施設）
（３３） 作物計（作物検知手段）
（３６） 未処理水質計（水質検知手段）
（３８） 未処理バルブ（水路切換装置）
（４０） 処理水質計（排水質検知手段）
（４２） 処理バルブ（排水路切換手段）
【図１】
0004169118.tif 000002
【図２】
0004169118.tif 000003