| 【発明の名称】 |
水田の水位分布推定方法及びそれに基づく水管理方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】藤井 健司
【氏名】瀬古沢 照治
【氏名】阿部 敏文
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| 【要約】 |
【課題】従来では、各水田に設置された１つの水位計の計測水位データを指標として水位管理を行っている。そのため、風の影響等により水面に傾斜が付いてしまい、例えば上記計測水位が上記水田の最高水位又は最低水位となった場合は、稲の生育に十分な水が行き渡らない、又は過度の水が貯留されるという問題があった。
【解決手段】本発明の大区画水田の水位分布推定方法及びそれに基づく水管理方法では、各水田４−ｊに設置された各水位計１−ｊからの水位計測値に基づいて、各水田４−ｊが同様の水面傾斜を有しているという物理現象を利用して、演算装置１０４にて各水田の水位分布を推定する。演算装置１０４では、上記水位分布から推定される各水田の水位特性を表す物理量（最高水位、最低水位、平均水位等）に基づいて、稲の生育段階に応じた目標水位を維持するように、給排水バルブ２−ｊ、３−ｊの操作を行う。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】複数の水田から構成され、各水田は類似の形状を有している水田地域の水位分布を推定する水田の水位分布推定方法において、各水田に対して水位計を該水田からみて相対的にそれぞれ異なる位置になるように設置し、給排水その他の水管理を各水田に対して同様に行い、上記各水位計の計測値を比較することにより各水田の水位分布を算出することを特徴とする水田の水位分布推定方法。
【請求項２】複数の水田から構成され、各水田は類似の形状を有している水田地域の水位分布を推定する水田の水位分布推定方法において、各水田に対して水位計を該水田からみて相対的にそれぞれ異なる位置になるように設置し、給排水その他の水管理を各水田に対して同様に行い、上記各水位計の計測値を比較することにより各水田の水位分布を算出し、上記水位分布より対応する水田の水位特性を表す物理量を推定する、ことを特徴とする水田の水位分布推定方法。
【請求項３】請求項１に記載の水田の水位分布推定方法において、前記各水位計の計測値を比較することにより各水田の水位分布を算出するために、各水田に設置された水位計を、該水田との相対的位置関係を保存するようにある１つの代表水田上に移動させ、移動後の各水位計の位置関係及びその計測値から代表水田の水面の勾配を推定し、上記勾配から算出される水位分布が上記各水田の水位分布であるとみなすことを特徴とする水田の水位分布推定方法。
【請求項４】複数の水田から構成され、各水田は類似の形状を有している水田地域の水位分布を推定する水田の水位分布推定方法において、１つ又は複数の水田に対して複数の水位計を設置し、残りの水田に対しては１つづつ水位計を設置し、複数の水位計を設置した水田の水位分布を該水位計の計測値を比較することにより算出し、他の残りの水田の水位分布をその水田に唯１つ設置された水位計の計測値と上記水位分布との比較により算出することを特徴とする水田の水位分布推定方法。
【請求項５】複数の水田から構成され、各水田は類似の形状を有している水田地域の水位分布を推定する水田の水位分布推定方法において、１つ又は複数の水田に対して複数の水位計を設置し、残りの水田に対しては１つづつ水位計を設置し、複数の水位計を設置した水田の水位分布を該水位計の計測値を比較することにより算出し、他の残りの水田の水位分布をその水田に唯１つ設置された水位計の計測値と上記水位分布との比較により算出し、上記各水位分布より対応する水田の水位特性を表す物理量を推定することを特徴とする水田の水位分布推定方法。
【請求項６】請求項５に記載の水田の水位分布推定方法において、前記各水田の水位特性を表す物理量は、水田内での平均水位、最低水位、最高水位のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする水田の水位分布推定方法。
【請求項７】複数の水田から構成され、各水田は類似の形状を有している水田地域の水位分布を管理する水田の水管理方法において、各水田に対して水位計を該水田からみて相対的にそれぞれ異なる位置になるように設置し、給排水を含む水管理を各水田に対して同様に行い、上記各水位計の計測値を比較することにより各水田の水位分布を算出し、上記水位分布が所定の値になるように水管理を行うことを特徴とする水田の水管理方法。
【請求項８】複数の水田から構成され、各水田は類似の形状を有している水田地域の水位分布を管理する水管理方法において、各水田に対して水位計を該水田からみて相対的にそれぞれ異なる位置になるように設置し、給排水その他の水管理を各水田に対して同様に行い、上記各水位計の計測値を比較することにより各水田の水位分布を算出し、上記水位分布より対応する水田の水位特性を表す物理量を推定し、上記物理量が所定の値になるように給排水バルブ操作を含む水管理を行うことを特徴とする水田の水管理方法。
【請求項９】請求項８に記載の水田の水管理方法において、前記各水位計の計測値を比較することにより各水田の水位分布を算出する方法は、各水田に設置された水位計を、該水田との相対的位置関係を保存するようにある１つの代表水田上に移動させ、移動後の各水位計の位置関係及びその計測値から代表水田の水面の勾配を推定し、上記勾配から算出される水位分布が上記各水田の水位分布であるとみなし、上記水位分布が所定の値になるように給排水バルブ操作を含む水管理を行うことを特徴とする大区画水田の水管理方法。
【請求項１０】複数の水田から構成され、各水田は類似の形状を有している水田地域の水位分布を管理する水管理方法において、１つ又は複数の水田に対して複数の水位計を設置し、残りの水田に対しては１つづつ水位計を設置し、複数の水位計を設置した水田の水位分布を該水位計の計測値を比較することにより算出し、他の残りの水田の水位分布をその水田に唯１つ設置された水位計の計測値と上記水位分布との比較により算出し、上記水位分布が所定の値になるように水管理を行うことを特徴とする水田の水管理方法。
【請求項１１】複数の水田から構成され、各水田は類似の形状を有している大区画水田地域の水位分布を管理する水管理方法において、１つ又は複数の水田に対して複数の水位計を設置し、残りの水田に対しては１つづつ水位計を設置し、複数の水位計を設置した水田の水位分布を該水位計の計測値を比較することにより算出し、他の残りの水田の水位分布をその水田に唯１つ設置された水位計の計測値と上記水位分布との比較により算出し、上記各水位分布より対応する水田の水位特性を表す物理量を推定し、上記物理量が所定の値になるように水管理を行う、ことを特徴とする水田の水管理方法。
【請求項１２】請求項１１に記載の水田の水管理方法において、前記各水田の水位特性を表す物理量は、水田内での平均水位、最低水位および最高水位のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする大区画水田の水管理方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の水田から構成された水田地域において、給排水バルブ操作その他の水管理作業の指標となる各水田の水位分布を、数少ない水位計の計測情報から詳細に推定する方法に係る。その中でも特に、類似の形状を有する大区画化された水田地域に対して好適な水田の水位分布推定方法及びそれに基づく水管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、給排水パイプライン、給排水路の整備された水田地域では、稲の生育段階に応じた好ましい水位管理を行うため、各水田ごとに１つの水位計を設置しておき、水位計測値が所定の目標水位に近づくように給排水バルブの操作を行っている。例えば、ある地方の水管理システムでは、目標水位に対して±５ｃｍ程度の不感帯域を設けておき、降雨等の影響により水田水位が増加し、計測水位が目標水位＋５ｃｍより高くなれば、計測水位が目標水位に近づくように、排水バルブを開けて排水操作を行う。逆に田水の地下浸透、蒸発散等により水田水位が減少し、計測水位が目標水位−５ｃｍより低くなれば、計測水位が目標水位に近づくように、給水バルブを開けて給水操作を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の水田の水管理方法では、水田に唯１つ設置された水位計の計測値をその水田全体の水位特性を代表する水位とみなし、上記計測値を水管理作業の指標として扱っている。従来のように水田規模が小さい場合は、水田内のどの地点でも同じような水位になるため、上記水田の水位特性の代表値として計測水位を用いても問題なかった。しかしながら現在、水田の大規模化による稲作コストダウン、水管理作業の省力化を目指して、圃場の区画整備、給排水パイプラインの敷設が進められている。これにより複数個の１ｈａ規模（１００ｍ×１００ｍ）の矩形水田によって構成される大区画水田地域が形成されつつある。このような大規模水田では、風の影響等により水面に傾斜が付いてしまい、水位計の計測値がその水田の水位特性を十分表しているとは言えなくなる。
【０００４】例えば風下側に水位計が設置されている場合、計測水位は水田内での最高水位に近い値となり、風上側の最低水位に比べてかなり高いものとなる。風が強いほど、また水田が大規模であるほどその差は顕著になる。そのため従来のように水位計測値に基づいて給排水バルブ操作等の水管理作業を行った場合、風上側では稲の生育に十分な水が行き渡らない可能性がある。
【０００５】本発明の目的は、水田の大区画化及び風の影響により水田全域の水位分布が一様でない場合でも、数少ない水位計測値から算出可能な大区画水田の水位分布推定方法を提供することにある。また水位計測値に基づく水管理のように、水位計測地点の水位のみを管理するのでなく、水田全域の水位を適切に管理することができる大区画水田の水管理方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、次の手段を設ける。
【０００７】（手段１）本発明の水田の水位分布推定方法では、各水田に対して水位計を該水田からみて相対的にそれぞれ異なる位置になるように設置し、給排水その他の水管理を各水田に対して同様に行い、上記各水位計の計測値を比較することにより各水田の水位分布を算出する、ことを特徴とする。
【０００８】（手段２）本発明の水田の水位分布推定方法では、各水田に対して水位計を該水田からみて相対的にそれぞれ異なる位置になるように設置し、給排水その他の水管理を各水田に対して同様に行い、上記各水位計の計測値を比較することにより各水田の水位分布を算出し、上記水位分布より対応する水田の水位特性を表す物理量を推定する、ことを特徴とする。
【０００９】（手段３）本発明の水田の水位分布推定方法では、手段１、２における前記各水位計の計測値を比較することにより各水田の水位分布を算出する方法は、各水田に設置された水位計を、該水田との相対的位置関係を保存するようにある１つの代表水田上に移動させ、移動後の各水位計の位置関係及びその計測値から代表水田の水面の勾配を推定し、上記勾配から算出される水位分布が上記各水田の水位分布であるとみなす、ことを特徴とする。
【００１０】（手段４）本発明の水田の水位分布推定方法では、１つ又は複数の水田に対して複数の水位計を設置し、残りの水田に対しては１つづつ水位計を設置し、複数の水位計を設置した水田の水位分布を該水位計の計測値を比較することにより算出し、他の残りの水田の水位分布をその水田に唯１つ設置された水位計の計測値と上記水位分布との比較により算出する、ことを特徴とする。
【００１１】（手段５）本発明の水田の水位分布推定方法では、１つ又は複数の水田に対して複数の水位計を設置し、残りの水田に対しては１つづつ水位計を設置し、複数の水位計を設置した水田の水位分布を該水位計の計測値を比較することにより算出し、他の残りの水田の水位分布をその水田に唯１つ設置された水位計の計測値と上記水位分布との比較により算出し、上記各水位分布より対応する水田の水位特性を表す物理量を推定することを特徴とする。
【００１２】（手段６）本発明の水田の水位分布推定方法では、手段２、５における前記各水田の水位特性を表す物理量は、水田内での平均水位、最低水位、最高水位のいずれかであることを特徴とする。
【００１３】（手段７）本発明の水田の水管理方法では、各水田に対して水位計を該水田からみて相対的にそれぞれ異なる位置になるように設置し、給排水その他の水管理を各水田に対して同様に行い、上記各水位計の計測値を比較することにより各水田の水位分布を算出し、上記水位分布が所定の値になるように給排水バルブ操作等の水管理を行うことを特徴とする。
【００１４】（手段８）本発明の水田の水管理方法では、各水田に対して水位計を該水田からみて相対的にそれぞれ異なる位置になるように設置し、給排水その他の水管理を各水田に対して同様に行い、上記各水位計の計測値を比較することにより各水田の水位分布を算出し、上記水位分布より対応する水田の水位特性を表す物理量を推定し、上記物理量が所定の値になるように給排水バルブ操作等の水管理を行うことを特徴とする。
【００１５】（手段９）本発明の水田の水管理方法では、手段７、８における前記各水位計の計測値を比較することにより各水田の水位分布を算出する方法は、各水田に設置された水位計を、該水田との相対的位置関係を保存するようにある１つの代表水田上に移動させ、移動後の各水位計の位置関係及びその計測値から代表水田の水面の勾配を推定し、上記勾配から算出される水位分布が上記各水田の水位分布であるとみなし、上記水位分布が所定の値になるように給排水バルブ操作等の水管理を行う、ことを特徴とする。
【００１６】（手段１０）本発明の水田の水管理方法では、１つ又は複数の水田に対して複数の水位計を設置し、残りの水田に対しては１つづつ水位計を設置し、複数の水位計を設置した水田の水位分布を該水位計の計測値を比較することにより算出し、他の残りの水田の水位分布をその水田に唯１つ設置された水位計の計測値と上記水位分布との比較により算出し、上記水位分布が所定の値になるように給排水バルブ操作等の水管理を行う、ことを特徴とする。
【００１７】（手段１１）本発明の水田の水管理方法では、１つ又は複数の水田に対して複数の水位計を設置し、残りの水田に対しては１つづつ水位計を設置し、複数の水位計を設置した水田の水位分布を該水位計の計測値を比較することにより算出し、他の残りの水田の水位分布をその水田に唯１つ設置された水位計の計測値と上記水位分布との比較により算出し、上記各水位分布より対応する水田の水位特性を表す物理量を推定し、上記物理量が所定の値になるように給排水バルブ操作等の水管理を行う、ことを特徴とする。
【００１８】（手段１２）本発明の水田の水管理方法では、手段８、１１における前記各水田の水位特性を表す物理量は、水田内での平均水位、最低水位、最高水位のいずれかである、ことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態として、水田地域における各水田の水位分布推定方法及びそれに基づく水管理方法について、図面に基づいて説明する。図１に示すように、本実施の形態の水田の水位分布推定方法及び水管理方法は、水位計１−ｊ（ｊ＝１，…，８）、給水バルブ２−ｊ、排水バルブ３−ｊ、 演算装置１０４、データ伝送路１０５、風向・風力計１０６からなる、水管理システムによって構成される。
【００２０】水管理の対象となる大区画水田地域は、類似の矩形形状を有する水田４−ｊによって構成される。各水田４−ｊ内には水位計１−ｊが１つづつ設置されており、ある一定計測周期ごとに各水田４−ｊ内の水位計設置地点の水位を、データ伝送路１０５を介して演算装置１０４に送信している。更に上記大区画水田地域には風向・風力計１０６が設置されており、上記水位計測周期と同じタイミングで、上記大区画水田地域における風向・風力を、伝送路１０５を介して演算装置１０４に送信している。ここで、データ伝送路１０５は、無線又は有線のどちらでも構わない。
【００２１】演算装置１０４では、水位計１−ｊ、風向・風力計１０６からの水位データ、風向・風力データに基づいて、各水田４−ｊの水位分布の推定を行う。無風時の水田水面は水平となるため、唯１つの計測水位で各地点の水位を代表させることができるが、風動時は水田水が風下側に片寄り、水面に傾斜が付いてしまうため、その水位分布を把握するためには対象水田に対して複数地点での水位データが必要となる。特に面的情報を知るためには少なくとも３地点以上の水位データが必要となる。
【００２２】本発明の実施の形態では、各水田４−ｊに対して複数地点の水位データを計測しなくても、その計測場所次第では、各水田に対して必要最小限の地点の水位データを計測するのみで、各水田４−ｊの水位分布を詳細に推定する２つの方法について説明する。
【００２３】（１）各水田４−ｊの水位分布を推定する第１の方法について、図１及び図２に基づいて説明する。
【００２４】はじめに、大区画水田地域における各水田の水位分布の特徴について説明する。大区画水田地域において、各水田に対して同じ品種の稲を同時期に移植した場合、各水田の稲は稲作期間中の各時期に対して同じ生育過程を辿ることになる。従って各水田に対する生育段階に応じた水位管理（給排水バルブ操作）も同様のものとなり、各水田はほぼ同程度の水量を貯留していることになる。また各水田の水の傾斜を引き起こす風の影響についても、各水田が同様の矩形形状をしており、また同一地域内では風向・風力は同程度とみなせることから、各水田は同様の水位分布を形成することになる。
【００２５】従って、図１に示すように、各水田４−ｊに対して各水位計１−ｊを、水位計１−１：水田４−１の北西方向の隅水位計１−２：水田４−２の南西方向の隅水位計１−３：水田４−３の南東方向の隅水位計１−４：水田４−４の北東方向の隅水位計１−５：水田４−５の北方向の中央寄り辺水位計１−６：水田４−６の西方向の中央寄り辺水位計１−７：水田４−７の南方向の中央寄り辺水位計１−８：水田４−８の東方向の中央寄り辺の位置に設置すれば、上述のように各水田４−ｊでは同様の水位分布を形成することから、１つの水田に対して上記各水位計１−ｊが設置されているとみなすことができる。即ち、ある代表水田に対して、計８個の水位計が図２に示すように配置されているとみなすことができる。
【００２６】したがって、上記代表水田をＡ区域からＪ区域までの１０区域に分割すれば、各区域の水位分布は対応する３地点の水位計測値から推定可能となる。例えばＡ区域の水面を平面で近似した場合、A区域内の任意の地点Ｘの水位は、（ｂ・ｄ・ｈ１＋ａ・ｃ・ｈ４＋ｂ・ｃ・ｈ４＋ａ・ｄ・ｈ５）／（（ａ＋ｂ）・（ｃ＋ｄ））
ここに、ｈｊは水位計１−ｊの計測値ａ，ｂ，ｃ，ｄは図２に記入で与えられる。残りの区域内の任意の地点の水位についても同様に求めることにより、代表水田内の水位分布を算出できる。従って、各水田４−ｊの水位分布は、上記代表水田の水位分布と同一のものとして推定できる。
【００２７】また、上記代表水田の水位分布は少なくとも３地点の水位計測値から推定可能なため、各水田４−ｊのいくつかの水田（最大５つ）では水位データを計測していなくても、各水田４−ｊの水位分布を推定可能となる。
【００２８】従って、各水田４−ｊが同様の水位分布を形成しているという仮定のもとで、各水田４−ｊに対して唯１つの地点の水位データを計測するのみで、更には水田４−ｊのうちいくつかの水田に対しては水位データを計測していなくとも、全水田の水位分布を推定可能となる。
【００２９】（２）各水田４−ｊの水位分布を推定する第２の方法について、図３、図４、図５及び図６に基づいて説明する。
【００３０】上述の第１の方法は、各水田４−ｊが同様の水位分布を形成しているという過程のもとで推定可能となる。しかしながら各水田４−ｊにおいて、稲の品種が異なる、移植日が大きく異なる、又は水位管理が大きく異なる、という場合は、各水田４−ｊが同様の水位分布を形成している可能性は少ない。
【００３１】但し、各水田の水の傾斜を引き起こす風の影響については、各水田が同様の矩形形状をしており、また同一地域内では風向・風力は同程度とみなせるため、各水田は同じ水面傾斜を形成する（各水田内において対応する任意の地点での水面勾配は等しい）ことになる。
【００３２】したがって、図３に示すように、各水田４−ｊに対して各水位計１−ｊを、水位計１−ｊ：水田４−ｊの北西方向の隅の位置に設置し、更に水田４−１に対して新たな水位計１−９、１−１０を、水位計１−９：水田４−１の南西方向の隅水位計１−１０：水田４−１の北東方向の隅の位置に設置すれば、３地点の水位計測を行っていることから水田４−１の水位分布、即ち水面勾配が推定可能となり、更に各水田４−ｊが上記水面勾配を有することと１地点の水位計測を行っていることから、各水田４−ｊの水位分布も推定可能となる。
【００３３】例えば、水田４−１の水面を平面で近似した場合、水田４−１内の任意の地点Ｘの水位は、ｈ１＋（ｈ９−ｈ１）・ｂ／ａ＋（ｈ１０−ｈ１）・ｄ／ｃここに、ｈｊは水位計１−ｊの計測値ａ，ｂ，ｃ，ｄは図５に記入で与えられ、水田４−ｊ内の任意の地点Ｙの水位は、ｈ０＋ｈｊ−ｈ１ここに、ｈ０は、地点Yの位置に相当する水田４−１上の地点の水位で与えられる。
【００３４】また、図４に示すように、各水田４−ｊに対して各水位計１−ｊを、水位計１−ｊ：水田４−ｊの北西方向の隅の位置に設置し、更に水田４−１、水田４−２に対して、それぞれ新たな水位計１−９、１−１０を、水位計１−１１：水田４−１の南西方向の隅水位計１−１２：水田４−２の北東方向の隅の位置に設置すれば、２地点の水位計測を行っていることから水田４−１の南北方向の水面勾配、水田４−２の東西方向の水面勾配が推定可能となり、更に各水田４−ｊが上記水面勾配を有することと１地点の水位計測を行っていることから、各水田４−ｊの水位分布も推定可能となる。
【００３５】例えば、水田４−１の水面を平面で近似した場合、水田４−１内の任意の地点Ｘの水位は、ｈ１＋（ｈ１１−ｈ１）・ｂ／ａ＋（ｈ１２−ｈ２）・ｄ／ｃここに、ｈｊは水位計１−ｊの計測値ａ，ｂ，ｃ，ｄは図６に記入で与えられ、水田４−ｊ内の任意の地点Ｙの水位は、ｈ０＋ｈｊ−ｈ１ここに、ｈ０は、地点Yの位置に相当する水田４−１上の地点の水位で与えられる。
【００３６】したがって、各水田４−ｊが同様の水面傾斜を形成しているという仮定のもとで、あるいくつかの水田に対して複数地点の水位データを計測し、その他の水田に対しては唯１つの地点の水位データを計測するのみで、全水田の水位分布を推定可能となる。
【００３７】上述の２つの方法により、各水田４−ｊに対して複数地点の水位データを計測しなくても、その計測場所次第では、各水田に対して必要最小限の地点の水位データを計測するのみで、各水田４−ｊの水位分布を詳細に推定することが可能となる。
【００３８】演算装置１０４では、上述のように各水田４−ｊの水位分布を推定すると同時に、稲の生育状態や気温・日照等の気象条件に応じて、毎日の各水田４−ｊの目標水位を決定する。例えば、苗を移植したばかりで苗の背丈が低いときは、苗が水中に埋没してしまわないように目標水位を低めに設定し、減数分裂期のように冷害の影響を受けやすい時期は、冷気から稲を守るために目標水位を高めに設定する。
【００３９】次に演算装置１０４では、各水田４−ｊの水位分布より算出される所定の物理量を算出し、該物理量が目標水位の所定の近傍内に存在するように、給水バルブ２−ｊ、排水バルブ３−ｊの操作を行う。ここで、所定の物理量とは、水田の平均水位、最高水位、最低水位のことであり、各水田４−ｊの水位分布から容易にかつ一意に算出可能である。例えばある水田の平均水位の算出は、その水田の水位分布から田水貯留量を算出し、該貯留量を水田表面積で除算すればよい。
【００４０】ここで、上述の給水バルブ２−ｊ、排水バルブ３−ｊの操作方法について、具体的に説明する。演算装置１０４では、上記各水田４−ｊの目標水位と対応する水田の上記物理量とを比較し、物理量＜目標水位−α（αは不感帯域、通常３〜５ｃｍ程度）となる水田４−jがあれば、給水バルブ開度信号を伝送路１０５を介して給水バルブ２−ｊに送信する。
【００４１】上記給水バルブ開度は、各水田４−ｊの水の不足量（目標水位−物理量）×水田表面積に等しい水量が、次回水位計測時までに補われるように決定する。即ち、給水量＝給水圧×給水バルブ開度×時間であるから、給水バルブ開度＝田水不足量÷給水圧÷次回水位計即時までの時間として算出する。但し、給水バルブ開度を上限値にしたとしても、次回水位計測時までに田水不足量を補えない場合（上式によって算出したバルブ開度が上限値を超える場合）は、給水バルブ開度は上限値とする。
【００４２】給水バルブ２−jでは、演算装置１０４より送信された給水バルブ開度信号を受信し、バルブを開けて給水パイプライン１０７の水を水田４−j内に供給する。その結果水田水位が上昇し、演算装置１０４において上記水位計測タイミングごとに算出される次時刻の物理量が、目標水位−α≦物理量となれば、演算装置１０４はバルブ閉操作信号を伝送路１０５を介して給水バルブ２−ｊに送信する。上記信号を受信した給水バルブ２−ｊは、バルブを閉じ給水操作を停止する。
【００４３】逆に、演算装置１０４において、上記各水田４−ｊの目標水位と対応する水田の上記物理量とを比較し、目標水位＋α＜物理量となる水田４−jがあれば、排水バルブ開度信号を伝送路１０５を介して排水バルブ３−ｊに送信する。排水バルブ開度についても、上述の給水バルブ開度の算出方法と同様に行えばよい。
【００４４】排水バルブ３−jでは、演算装置１０４より送信された排水バルブ開度信号を受信し、バルブを開けて水田４−ｊの水を排水パイプライン１０８内に排水する。その結果水田水位が下降し、演算装置１０４において上記水位計測タイミングごとに算出される次時刻の物理量が、物理量≦目標水位＋αとなれば、演算装置１０４はバルブ閉操作信号を伝送路１０５を介して排水バルブ３−ｊに送信する。上記信号を受信した排水バルブ３−ｊは、バルブを閉じ排水操作を停止する。
【００４５】さて、演算装置１０４において行われる各水田４−ｊの水位分布から推定される物理量は、該水田の平均水位、最高水位、又は最低水位であると上述したが、その使い分けについて説明する。
【００４６】移植時のように、ある水田４−ｊにおける目標水位が低いときは、目標水位との比較対象である物理量を、該水田の最高水位とする。即ち、演算装置１０４では、該水田の最高水位が目標水位の所定の近傍内に収まるように、給排水バルブの操作を行う。これにより、上記水田において、水位が目標水位に達しない地点が存在する可能性があるが、「目標水位が低い」ということは、水田水量が少ない方が多すぎるのよりは好ましいということであるから、上記地点が存在しても特に問題ない。もし仮に上記物理量を計測水位とすれば、該計測水位が上記水田の最低水位になっている可能性があり、その場合、水位が目標水位を超えてしまい、苗が水中に埋没してしまう地点が存在する可能性がある。
【００４７】また、深水灌漑時のように、ある水田４−ｊにおける目標水位が高いときは、目標水位との比較対象である物理量を、該水田の最低水位とする。即ち、演算装置１０４では、該水田の最低水位が目標水位の所定の近傍内に収まるように、給排水バルブの操作を行う。これにより、上記水田において、水位が目標水位を超える地点が存在する可能性があるが、「目標水位が高い」ということは、水田水量が多い方が少なすぎるのよりは好ましいということであるから、上記地点が存在しても特に問題ない。もし仮に上記物理量を計測水位とすれば、該計測水位が上記水田の最高水位になっている可能性があり、その場合、水位が目標水位に達せず、冷気の影響を直接受けてしまう地点が存在する可能性がある。
【００４８】また、通常灌漑時のように、ある水田４−ｊにおける目標水位が高くもなく低くもなく適当な高さであるときは、目標水位との比較対象である物理量を、該水田の平均水位とする。即ち、演算装置１０４では、該水田の平均水位が目標水位の所定の近傍内に収まるように、給排水バルブの操作を行う。これにより、上記水田において、全体としての水位分布（平均水位） が目標水位に近づように水管理を行うことができる。
【００４９】このように、目標水位との比較対象として、計測水位を直接用いるのでなく、最高水位、最低水位、平均水位を適当に使い分けることによって、好ましい水運用が可能となる。
【００５０】上述のように、本発明の実施の形態によれば、水田の大区画化及び風の影響により水田全域の水位分布が一様でない場合でも、数少ない水位計測値から算出可能な大区画水田の水位分布推定方法を提供することができ、また水位計測値に基づく水管理のように、水位計測地点の水位のみを管理するのでなく、水田全域の水位を適切に管理することができる大区画水田の水管理方法を提供することができる。
【００５１】
【発明の効果】本発明によれば、大区画水田地域において、その構成要素である各水田はほぼ同様の形状をしており、またその地域に吹く風は各水田に対して同様の影響を及ぼすため、各水田は同じ水面傾斜を形成するという物理現象を利用して、各水田に対して複数地点の水位データを計測しなくても、その設置場所次第では、各水田に対して必要最低限の地点の水位データを計測するのみで、各水田の水位分布を詳細に推定する方法を提供することができる。
【００５２】また、各水田の水位分布が推定可能なため、各水田の最高水位、最低水位、平均水位等の計測水位以外の物理量も推定可能となり、稲の生育段階に応じて、上記物理量を適当に使い分けて目標水位管理を行うことにより、水田全域の水位を考慮したより綿密な水管理方法を提供することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
【識別番号】０００１９５５６８
【氏名又は名称】生物系特定産業技術研究推進機構
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）６月１３日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男
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| 【公開番号】 |
特開平１１−６４ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１月６日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−１５６３６１ |
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