JP3387667B2

JP3387667B2 - 配水管網における汚染物質拡散状態の推定方法及び推定結果の表示方法

Info

Publication number: JP3387667B2
Application number: JP29053294A
Authority: JP
Inventors: 浩秀秋山; 憲一黒谷; 正範守本
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 2003-03-17
Anticipated expiration: 2018-03-17
Also published as: JPH08128079A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、上水道の配水管網にお
いて赤水等の汚染が発生した場合に、有効な対策を立案
するために汚染物質の拡散状態を推定する方法及びその
推定結果を表示する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の汚染物質拡散状態を推定する第
１の従来技術として、過去の経験や配水管網計画時の管
網計算結果によって得られた汚染水の流方向から推定す
る方法がある。また、第２の従来技術として、汚染物質
の配水管網内での時間的な拡散状態を、管路内の汚染物
質の進行距離に基づき汚染物質が節点で完全混合するも
のと仮定して配水管網内の各節点のみの汚染物質濃度
（以下、必要に応じて汚染濃度という）を推定する方法
がある（同一出願人による特願平５−２３４２１４号参
照）。

【０００３】第２の従来技術において、汚染物質の進行
距離を求めるために必要な管路の流量は管網計算により
求めており、配水管網の需要量変動は一般に個々の需要
点の時間的な変動でなく全体の変動として考え、個々の
需要点の需要量は異なるが、時間的な変動の比率はすべ
ての需要点で同一の変化を示すものとしている。つま
り、初期状態で計算された各管路の流量に時間的変動の
係数を乗じて各管路の流量の時間的変動を計算してい
る。

【０００４】また、弁操作を施した場合には、所定の計
算時間間隔毎に弁の操作に対応して管網モデルを手入力
により変更すると共に管網計算を行ない、初期状態の流
量を計算し直して上記の推定計算を再度行なっていた。
そして、その推定結果は、節点のみの汚染濃度を結んで
作図する図１１のような水質等高線図により表示してい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、管網計算は配
水管網の計画段階で最大・最小需要量時、及び、火災等
の非常時の各節点での圧力が適正になるか否かを計算し
ている。このため、計算が対象としている配水管網は平
常時のものであり、ひとたび汚染が発生して弁操作が施
された場合には、配水管網は網目状をなすために経験や
計画段階で得られている水の流方向・流量とは大きく異
なってしまう場合がある。よって、弁操作を施した後の
汚染物質の拡散状態は、水の流方向・流量の変化後の影
響を反映して再度計算する必要がある。

【０００６】第２の従来技術によって各節点の汚染濃度
を推定したとしても、これらの汚染濃度は各節点間を結
ぶ管路内の任意のポイントの汚染進行状況には関知して
いない。極端に言うと、汚染物質が既に通り過ぎた上流
側節点と汚染物質が未だ到達していない下流側節点とを
結ぶ管路内に汚染物質が滞留している状況の解析は不可
能である。

【０００７】更に、第２の従来技術において、弁操作を
施した場合の汚染物質の拡散状態を推定するには、弁操
作に対応した管網モデルを逐一、手入力で変更して管網
計算を行ない、汚染物質の拡散状態を推定する計算を再
度、行わなくてはならず、検討した結果を直ちに表示に
反映できないため、拡散状態の経過の表示を見ながら弁
操作を検討するといったことができない。

【０００８】また、拡散状態を表示するとしても、管路
内の汚染濃度が解析できないため節点のみの汚染濃度を
結んで作図する前記水質等高線図によらざるを得ず、し
かもこの種の表示は静止した非連続的な表示であるの
で、汚染物質の拡散状態や時々刻々進行していく様子を
視覚的に訴えにくいという問題がある。

【０００９】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、節点ばかりでな
くこの節点相互を結ぶ管路内も含めた配水管網全体の汚
染物質拡散状態の推定、表示を可能にし、弁操作後の管
網モデルの手入力を不要にすると共に弁操作が配水管網
内の汚染物質拡散に及ぼす影響を直ちに反映させること
ができると共に、汚染物質拡散状態や進行状況の連続
的、動的な表示を可能にした汚染物質拡散状態の推定方
法及びこの推定結果の表示方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段及び作用】配水管網内の汚
染物質の拡散には、水の移動そのものが中心的役割を果
たす。そこで、本発明の推定方法では、変動する需要量
を所定の時間間隔で与えて節点における需要量を設定
し、その都度、管網計算を行なって管路流量を計算する
動的管網計算を行う。そして、汚染が発生した地点から
汚染地域がどのように広がるかを、汚染物質を含む水の
移動を追うことにより求めることとした。

【００１１】以下に、第１の発明の主要部をなす汚染濃
度の計算方法を詳述する。本発明では、第２の従来技術
のように各節点の汚染濃度だけでなく、各節点相互間の
管路上の任意のポイントの汚染濃度を表わすために、図
４のように長さＬの管路を等間隔にｎ個に分割して計算
する。管路内の水が正方向（図４において０からｎに向
かう方向）に流れるとすると、汚染物質の拡散方程式は
数式１のように表わすことができる。

【００１２】

【数１】Ｖ（ｄＣ_i／ｄｔ）＝−ＫＶＣ_i＋Ｑ（Ｃ_i-1−Ｃ_i）

【００１３】ここで、Ｌ：管路の長さ、Ｑ：管路流量、
Ｃ_i：分割した管路のｉ番目の部分（ｉ番目の分割部
分）の汚染濃度、Ｋ：汚染濃度に比例した減少係数、
Ｖ：管路の分割部分の容量である。なお、容量Ｖは管路
の内径Ｄと分割部分の長さΔＬ（＝Ｌ／ｎ）とに基づき
数式２により求める。

【００１４】

【数２】Ｖ＝（π／４）Ｄ²ΔＬ

【００１５】ここで、汚染物質は残留塩素のように管路
内で減少することはないので、数式１におけるＫ＝０と
する。前記数式１をＣ_i＝Ｃ_i（ｔ），Ｃ_i’＝Ｃ_i（ｔ−
Δｔ）として差分化すると、数式３のようになる。な
お、Δｔは計算時間間隔である。

【００１６】

【数３】Ｃ_i＝Ｃ_i’＋Δｔ（Ｑ／Ｖ）（Ｃ_i-1’−Ｃ_i’）

【００１７】配水管網内のすべての管路に関して、水の
流れる方向が正方向なら数式３をｉ＝０からｎ＋１まで
順に計算する。一般に、配水管網は複雑な網目状をなし
ており、分岐・合流点が数多くある。複数の流入管路が
合流している合流点では汚染物質が完全混合するものと
して、上流側の各管路の最下点の汚染濃度に基づき合流
点の汚染濃度を計算する。

【００１８】例えば、Ｃ₀（ｔ）を合流点の時刻ｔにお
ける汚染濃度とすると、このＣ₀（ｔ）は数式４により
表わすことができる。なお、数式４において、ｋは合流
点で合流している管路の総数である。

【００１９】

【数４】

【００２０】また、水の流れる方向が負方向（図４にお
いてｎから０に向かう方向）であるとすると、汚染物質
の拡散方程式は数式５のように表わすことができ、前記
同様に減少係数Ｋ＝０として数式５を差分化すると、数
式６が得られる。

【００２１】

【数５】Ｖ（ｄＣ_i／ｄｔ）＝−ＫＶＣ_i−Ｑ（Ｃ_i+1−Ｃ_i）

【００２２】

【数６】Ｃ_i＝Ｃ_i’−Δｔ（Ｑ／Ｖ）（Ｃ_i+1’−Ｃ_i’）

【００２３】配水管網内のすべての管路に関して流れの
方向が負方向なら、数式６をｉ＝ｎ＋１から０まで順に
計算する。各管路を等間隔に分割する際の分割数ｎは、
計算の安定条件より数式７の条件を満たす必要がある。

【００２４】

【数７】ｎ≦Ｔ／Δｔ

【００２５】よって、管路分割数ｎは、Δｔをある一定
値に決めたときに次の数式８を満たす最大の整数にと
る。なお、数式７及び数式８において、Ｔ：管路の分割
部分に汚染が滞留している時間、Ｔ_minはその分割部分
での最小滞留時間であり、管路の最大流量Ｑ_maxに基づ
き数式９から求める。但し、Ｔ_min／Δｔ＜１のとき
は、ｎ＝０とする。つまりこの場合、長さＬの管路の上
流側節点の汚染濃度Ｃ₀と下流側節点の汚染濃度Ｃ₁とは
常に等しいものとする。

【００２６】

【数８】ｎ≦Ｔ_min／Δｔ

【００２７】

【数９】Ｔ_min＝（π／４）Ｄ²Ｌ／Ｑ_max

【００２８】数式８に示すように、管路分割数ｎは最小
滞留時間Ｔ_minひいては数式９の最大流量Ｑ_maxに依存す
る。汚染発生時に弁操作を行なえば操作後の各管路の流
量を改めて計算し直すので、操作後の最大流量が操作前
の最大流量より大きくなってしまう場合がある。この
時、弁操作前の管路分割数のままで計算すると、ｎは数
式８を満たす最大の整数にとっているので、数式７の安
定条件を満たさず、計算が不安定になってしまうおそれ
がある。

【００２９】これを防ぐには、数式７の安定条件を満た
すように分割数ｎを小さくするか、もしくは計算時間間
隔Δｔを小さくすればよい。管路分割数ｎを小さくした
場合には計算結果を間引くことになる（つまり管路内の
分割が荒くなる）ので、ここでは計算時間間隔Δｔを短
くすることにする。そこで、このような管路、つまり弁
操作後の最大流量が操作前の最大流量よりも大きくなる
ような管路を検索し、これらの管路に限って弁操作後は
計算時間間隔Δｔを短くして数式３または数式６、数式
４により汚染濃度の計算を繰り返す。

【００３０】例えば、弁操作によってその管路での最小
滞留時間がＴ_minからＴ_min’に変わったとする
（Ｔ_min’＝ａ・Ｔ_min（０＜ａ＜１））。これにより数
式８のＴ_minがＴ_min’に置き変わるので、数式１０を満
たすことが計算安定の条件となる。

【００３１】

【数１０】ｎ≦Ｔ_min’／Δｔ＝ａ・Ｔ_min／Δｔ

【００３２】０＜ａ＜１であるから、分割数ｎを弁の操
作前後で変えることなく数式９を満たすには、計算時間
間隔ΔｔをΔｔ’（Δｔ’≦ａ・Δｔ）とすれば良い。
よって、この管路に限っては弁操作後の計算時間間隔を
次の数式１１のΔｔ’に変更して数式３または数式６、
数式４を計算する。なお、数式１１において、ｍはｍ≧
１／ａ＝Ｔ_min／Ｔ_min’を満たす最小の整数とする。

【００３３】

【数１１】Δｔ’＝（１／ｍ）・Δｔ

【００３４】汚染物質の滞留時間Ｔの計算に用いる各管
路の流量Ｑは、動的管網計算を用いて求める。この動的
管網計算は、断水などの対策を施さない場合には各需要
点の需要量が変動するたびにその時刻と対応させて行
う。また、断水などの対策を施す場合には、後述するご
とく弁の開度操作を模擬した入力画面（弁開度変更画
面）を用いて弁操作を行ない、変更後の管網モデルを用
いて動的管網計算を行う。弁操作後の各時刻における各
管路の流方向・流量は計算可能であり、新たな流方向・
流量に基づいて数式３，数式６等により汚染濃度を求め
れば、その弁操作が配水管網内の汚染物質拡散に及ぼす
影響を反映させることができる。

【００３５】第２の発明においては、第１の発明により
推定した配水管網各部の汚染濃度を、時間経過に従って
汚染濃度に応じた色または階調により管網図上に表示
し、この表示に基づく検討結果として入力される弁操作
量を変更するための弁開度変更画面を表示すると共に、
弁操作後の汚染物質拡散状態を再度表示することにより
弁操作が汚染物質の拡散に及ぼす影響を視覚的に認識さ
せるものである。

【００３６】第３の発明においては、第１の発明により
推定した配水管網各部の汚染濃度を、時間経過に従って
連続的に汚染濃度に応じた色または階調により管網図上
に表示して汚染の拡散状況ないし進行状況を動的に表示
すると共に、この動的表示の時間スケールを実時間に対
して任意に設定可能としたものである。

【００３７】

【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。図１は、第１ないし第３の発明の実施例に使用され
る汚染物質拡散状態推定・表示装置の構成及び処理の流
れを示している。本装置では、管網モデル（管路長、管
内径、接続関係など）、需要量（実績・予測需要量）の
時間的な変動、赤水等の汚染発生に関する情報（汚染発
生地点、時間、濃度）からなる３種類の情報と、弁操作
時にはその操作量（管網操作量）とを用いて、コンピュ
ータ等の演算装置１０により汚染物質の拡散状態を演
算、推定する。

【００３８】そして、その推定結果をカラーディスプレ
イ等の表示装置２０に、管網図上の管路（節点、合流点
を含む）の汚染濃度を色分けして表示し（管網内汚染濃
度表示）、また、汚染濃度の時間的変動をグラフ等によ
り表示する（汚染濃度時間変動図）。更に、管網内汚染
濃度表示を見て操作員が弁操作量を決定し、管網操作量
として演算装置１０による動的管網計算に反映させる。

【００３９】汚染拡散状態の推定結果の表示方法として
は、請求項２記載の第２の発明のごとく、弁操作などの
対策を対話的に行なってその結果を確認できるように計
算時間間隔ごとの変化はその都度表示させる方法と、請
求項３記載の第３の発明のように、予め計算した汚染拡
散状態の変化を連続的に動的表示する方法とがある。

【００４０】次に、第１及び第２の発明の実施例を図２
に基づいて説明する。まず、各時刻の実績・予測需要量に基づき節点の需要
量を設定し（Ｓ１）、もとの管網モデルに基づいて管路
流量を計算することにより（Ｓ２）周知の動的管網計算
を行ない、各時刻の管路流量ファイルを作成する。な
お、この動的管網計算は需要量が変動するたびに繰り返
し行なわれる。

【００４１】管路流量ファイルから各時刻の管路流量
を読み込み（Ｓ３）、すべての管路について前記数式９
により最大流量Ｑ_maxから最小滞留時間Ｔ_minを計算し、
数式８により管路分割数ｎを決定する（Ｓ４）。

【００４２】表示装置２０（カラーディスプレイ）に
表示された管網図（Ｓ８）から汚染発生情報（汚染発生
地点、時間、濃度）を設定し（Ｓ５）、これに基づいて
各管路、節点、合流点の汚染濃度を前記数式３または数
式４、数式６により計算する（Ｓ６，Ｓ７）。

【００４３】演算した各管路、節点、合流点の汚染濃
度に応じた色を、表示装置２０の管網図上に表示する
（Ｓ９）。弁操作を施さない場合は、所定の時間間隔Δ
ｔでステップＳ３以下の処理を繰り返す。

【００４４】操作員が表示画面の時間的経過を見て検
討した結果、弁操作の必要が生じた場合には、表示装置
２０及び演算装置１０に対し対話的に弁操作量（弁開度
操作量）の情報を加え、変更後の管網モデルに基づいて
管路流量計算を再度行ない（Ｓ２）、操作後の各時刻の
管路流量ファイルに変更する。

【００４５】弁操作を施した場合にのみ管路流量ファ
イルを再度読み込み、各時刻の管路流量のもとで、ステ
ップＳ４以下の計算を所定の時間間隔で繰り返す。この
際、弁操作後の最大流量が弁操作前の最大流量よりも大
きくなり、数式７の安定条件を満足しなくなるおそれが
ある場合には、前述の数式１１により求めた計算時間間
隔Δｔ’により数式３等の汚染濃度計算を行なう。

【００４６】次に、第１及び第３の発明の実施例を図３
に基づいて説明する。節点需要量設定（Ｓ１１）及び管路流量計算（Ｓ１
２）については図２のステップＳ１，Ｓ２と実質的に同
様であり、これらの動的管網計算により各時刻の管路流
量ファイルを作成する。

【００４７】管路流量ファイルから各時刻の管路流量
を読み込み（Ｓ１３）、すべての管路について前記数式
９により最大流量Ｑ_maxから最小滞留時間Ｔ_minを計算
し、数式８により管路分割数ｎを決定する（Ｓ１４）。
これらの処理も図２のステップＳ３，Ｓ４と同様であ
る。

【００４８】更に、図２のステップＳ５と同様に、カ
ラーディスプレイに表示された管網図（Ｓ１８）から汚
染発生情報を設定し（Ｓ１５）、これに基づいて各管
路、節点、合流点の汚染濃度を前記数式３または数式
４、数式６により計算する（Ｓ１６，Ｓ１７）。これら
の計算は、所定の時間間隔Δｔにより繰り返し実行され
る。

【００４９】汚染濃度を全時間にわたって演算してお
いてから、その演算結果の濃度に応じた色を管網図内の
管路等に付すことにより、管網図に汚染濃度を表示する
（Ｓ１９）。そして、タイマーにより予め設定した表示
時間間隔ごとに（Ｓ２０）次表示時間の汚染濃度の色に
移行させ、この処理を所定の上記時間間隔で連続的に繰
り返す。従って、管網図内の各部の汚染濃度が変化して
いく様子が色の連続的な変化として表示されることにな
る。なお、この動的表示の時間スケールは、実時間に対
して任意に設定可能となっている。

【００５０】図５ないし図１０は、本発明によるシミュ
レーション結果を説明するための表示装置２０の表示画
面を示している。図５は、汚染物質拡散状態の推定及び
推定結果の表示の対象とした管網モデル図であり、管網
図表示部２１と、メッセージ表示部２２と、管網図に表
示される汚染濃度を色分け表示した汚染濃度凡例部２３
と、表示倍率表示部２４と、表示時間表示部２５と、画
面スクロール操作部２６と、開始及び次表示、表示中
止、終了の処理を選択する処理ボタン操作部２７とを有
している。

【００５１】ここで、管網図は適宜な符号が付された節
点、節点間の管路、弁からなっている。また、汚染濃度
凡例部２３は、例えば水色から黄色、赤色となるに従っ
て汚染濃度が高くなるように色分けされている。なお、
この汚染濃度の高低は単一色の階調変化により表示して
も良い。表示時間、表示倍率はキーボード等により任意
に設定可能であり、表示倍率については、ボリュームつ
まみ２４ａをマウス操作のカーソル等により移動させて
数値を変更できるようになっている。

【００５２】図６は、地点Ａにおいて汚染が０．１〔ｍ
ｇ／ｌ〕の濃度で２時間、継続して発生した場合の２時
間後の汚染拡散状態を表わしている。管網図表示部２１
では、汚染濃度凡例部２３の凡例に従って管路や節点の
汚染濃度が色分け表示される。なお、添付図面上では、
汚染濃度が高い部分ほど濃い色で表示されている。言う
までもなく、管網図上の各部の汚染濃度は第１の発明に
よりそれぞれ計算され、表示プログラムにより各部の濃
度に対応した色で表わされている。

【００５３】図７は、地点Ａで汚染が発生してから３時
間後のものであり、管網内で汚染物質が徐々に移動して
いく様子を視覚的に直接把握することができる。先に例
示した図１１の水質等高線図は、第２の従来技術により
同一条件のもとで汚染発生から３時間後の汚染拡散状態
を示したものである。図７と図１１とを比較すると、例
えば図７では管路Ｂ２５内に汚染物質が滞留しているの
が一目瞭然であるが、図１１の管路Ｂ２５では上記滞留
状態を表示することができない。

【００５４】これは、図１１において管路Ｂ２５の上下
流の節点である地点Ｆ，Ｅが汚染されていないので、節
点のみの汚染濃度を計算して作図した水質等高線図には
地点Ｆ，Ｅを結ぶ管路Ｂ２５の汚染状態が表われないこ
とによる。このことは、管路Ｂ２６，Ｂ２７についても
同様である。上記のように、本発明では管路内の任意の
ポイントの汚染濃度を推定することで、従来では表現で
きなかった汚染物質の滞留を表示可能となっている。

【００５５】図８は、図６の地点Ｂ（管路Ｂ３７）にお
ける汚染濃度の時間的変化を示す汚染濃度変化画面２８
を、汚染濃度表示画面（管網図）の上に表示させたもの
であり、図６の管路Ｂ３７をクリック操作すること等に
より得られる画面である。この汚染濃度変化画面２８に
は、汚染発生から一定時間内の汚染濃度の変化がグラフ
状に表示され、同時に、管路Ｂ３７の管路長、管内径、
摩擦係数、管断面積、管路流量等が表示されている。な
お、上記汚染濃度のグラフの曲線も、汚染濃度に応じた
色分け表示が可能である。

【００５６】図８の汚染濃度変化画面２８から、管網内
の各地点における汚染物質の到達時間を読み取ることが
できる。汚染発生地点Ａから地点Ｂへは複数の到達経路
があり、それぞれの経路を経た汚染物質の到達時間が異
なるために汚染の継続時間が発生地点Ａにおける２時間
よりも長くなっている。また、汚染水と非汚染水との混
合により、汚染濃度が時間的に変動していることも判明
する。これらの事項は、従来の技術では表示、認識が不
可能または困難である。

【００５７】図９は、汚染発生から３時間後に地点Ｃの
弁を全閉から全開とし、更に０．５時間経過した後の様
子、つまり、汚染発生から３．５時間経過した後の汚染
拡散状態を示している。弁閉鎖時は管路Ｂ５２の流量が
０〔ｍ³／ｓ〕であったため、図７から明らかなように
汚染物質は地点Ｃまで進行していなかったが、図９によ
れば、弁を全開にした後にＤ地点から汚染物質が進入し
てきた様子が分かる。

【００５８】なお、図１０は上記のような弁操作を行う
ための弁開度変更画面２９を汚染濃度表示画面に重ねて
表示した状態を示している。この画面２９は、実際の弁
操作と同様に、弁開を指示する場合には“開”という押
しボタン２９ａをマウス操作のカーソルにより指示し続
け、弁閉を指示する場合には“閉”という押しボタン２
９ａを指示し続ける。これにより、ボリュームつまみ２
９ｂが対応する方向へ移動すると共に数値表示も連続的
に変化し、所望の弁開度に設定することができる。ま
た、ボリュームつまみ２９ｂをマウス等により直接操作
しても、同様に所望の弁開度を設定可能である。

【００５９】弁開度変更画面２９における弁操作量によ
り、前述のごとく管網モデルが変更される。そして、こ
の管網モデルに基づいた動的管網計算により操作後の各
時刻における各管路の流方向・流量が計算されたうえ各
部の汚染濃度が算出されるので、再び汚染濃度表示画面
に戻した場合に、弁操作が汚染物質の拡散に及ぼす影響
を直ちに認識することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来のよ
うに節点ばかりでなく節点相互を結ぶ管路内も含めた配
水管網全体の汚染物質拡散状態の推定、表示が可能であ
るため、汚染物質拡散状態の高精度な解析が可能にな
り、汚染発生時の対策立案に当たって対策を施すべき場
所や時間を正確に知ることができる。よって汚染地域の
拡大を未然に防ぐことが可能である。

【００６１】また、弁操作後の管網モデルの手入力が不
要になるので、操作員の労力を大幅に軽減でき、弁操作
が汚染物質拡散に及ぼす影響を直ちに反映させることに
よって対策の是非を容易に検討することができる。更
に、汚染物質の拡散状態を時々刻々動的に表示できるた
め、拡散状態の認識が容易になり、誤認する恐れもな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に使用される汚染物質拡散状態
推定・表示装置の構成及び処理の流れを示す図である。

【図２】第１及び第２の発明の実施例を示すフローチャ
ートである。

【図３】第１及び第３の発明の実施例を示すフローチャ
ートである。

【図４】１本の管路のモデル図である。

【図５】シミュレーションに用いた管網モデルの表示画
面の説明図である。

【図６】汚染発生から２時間経過した時の様子を示した
汚染濃度表示画面の説明図である。

【図７】汚染発生から３時間経過した時の様子を示した
汚染濃度表示画面の説明図である。

【図８】汚染濃度表示画面に汚染濃度変化画面を重ねて
表示した場合の説明図である。

【図９】汚染発生から３時間後に地点Ｃの弁を全閉から
全開にし、更に０．５時間経過した時の様子を示した汚
染濃度表示画面の説明図である。

【図１０】汚染濃度表示画面に弁開度変更画面を重ねて
表示した場合の説明図である。

【図１１】水質等高線図の一例を示す図である。

【符号の説明】

１０演算装置２０表示装置２１管網図表示部２２メッセージ表示部２３汚染濃度凡例部２４表示倍率表示部２４ａボリュームつまみ２５表示時間表示部２６画面スクロール操作部２７処理ボタン操作部２８汚染濃度変化画面２９弁開度変更画面２９ａ押しボタン２９ｂボリュームつまみ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平７−62714（ＪＰ，Ａ) 特開平４−245508（ＪＰ，Ａ) 特開平４−205176（ＪＰ，Ａ) 特開平５−280076（ＪＰ，Ａ) 窪田真和、黒谷憲一、守本正範，配水管網における汚染物質拡散状態解析，環境システム自動計測制御国内ワークショップ論文集，第176−179頁 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E03B 1/00 E03F 1/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】上水道の配水管網においてある地点の水中
に汚染が発生した場合にその汚染物質の拡散状態を推定
する方法において、水の需要量変動を考慮して、管網モデルを対象とした動
的管網計算により各時刻の管路流量を求め、この流量に
基づく汚染の滞留時間から求めた分割数に従って各管路
を等間隔に分割すると共に、汚染発生地点、発生時間、
発生濃度等からなる汚染発生情報を使用して水の流方向
に応じ各分割部分での汚染濃度を拡散方程式に基づき所
定時間間隔で計算して各管路における汚染濃度を推定
し、更に各管路の上流側及び下流側節点の汚染濃度と、
複数の管路が合流する合流点では汚染物質が完全に混合
するものとしてその合流点の汚染濃度とを推定し、管網内の弁操作により水の流方向や流量が変化し管網モ
デルが変更された際には、変更後の管網モデルを対象と
して算出された各時刻の管路流量に基づき上記処理を繰
返し、配水管網各部の汚染濃度から汚染拡散状態を推定
することを特徴とする配水管網における汚染物質拡散状
態の推定方法。
【請求項２】請求項１記載の推定方法により推定した
配水管網各部の汚染濃度を、時間経過に従って汚染濃度
に応じた色または階調により管網図上に表示し、この表
示に基づく検討結果として入力される弁操作量を変更す
るための弁開度変更画面を表示すると共に、弁操作後の
請求項１記載の推定方法による汚染物質拡散状態を再度
表示することを特徴とする汚染物質拡散状態の推定結果
の表示方法。
【請求項３】請求項１記載の推定方法により推定した
配水管網各部の汚染濃度を、時間経過に従って連続的に
汚染濃度に応じた色または階調により管網図上に表示し
て汚染の拡散状況を動的に表示すると共に、この動的表
示の時間スケールを実時間に対して任意に設定可能とし
たことを特徴とする汚染物質拡散状態の推定結果の表示
方法。