特許 7522557 用水管理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-17

(45)【発行日】2024-07-25

(54)【発明の名称】用水管理システム

(51)【国際特許分類】

   E02B 9/04 20060101AFI20240718BHJP

   F03B 15/02 20060101ALI20240718BHJP

【ＦＩ】

E02B9/04 Z

F03B15/02 Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020009052

(22)【出願日】2020-01-23

(65)【公開番号】P2021116546

(43)【公開日】2021-08-10

【審査請求日】2022-12-09

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】390029805

【氏名又は名称】ＴＨＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112140

【弁理士】

【氏名又は名称】塩島 利之

(72)【発明者】

【氏名】冨山 貴光

(72)【発明者】

【氏名】林 勇樹

(72)【発明者】

【氏名】飯田 勝也

(72)【発明者】

【氏名】関 和市

【審査官】亀谷 英樹

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１６４２１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－００２０７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１４３４７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１７９２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１１７２７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３２２３８１１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１６－１４２１８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１７３５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１７４５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０９２４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２９１５８１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｂ ９／００－１３／０２

Ｅ０２Ｂ １／００－３／０２

Ｅ０２Ｂ ３／１６－３／２８

Ｆ０３Ｂ １５／００－１５／２２

Ａ０１Ｇ ２５／００－２９／００

Ｅ０２Ｂ ７／２０－７／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

幹線水路に配置されるロータを有する第１水力発電装置と、
支線水路に配置されるロータを有する第２水力発電装置と、
前記幹線水路の水位を検出する第１センサと、
前記支線水路の水位を検出する第２センサと、
前記第１水力発電装置の発電電力が供給される第１無線装置と、
前記第２水力発電装置の発電電力が供給される第２無線装置と、
前記第１無線装置と無線通信し、前記第２無線装置と無線通信する中継装置と、を備え、
前記第１無線装置は、前記第１センサが出力する水位を前記中継装置を介して管理サーバに通知し、
前記第２無線装置は、前記第２センサが出力する水位を前記中継装置を介して前記管理サーバに通知し、
用水管理システムは、前記幹線水路から前記支線水路に分岐する用水の流量を制御する水門の開閉を制御する水門制御装置を備え、
前記水門は前記支線水路に配置され、
前記水門制御装置には、前記第１水力発電装置の発電電力が供給され、
前記管理サーバは、前記幹線水路の水位データと前記第１水力発電装置の発電電力データに基づいて前記幹線水路の流量を算出し、前記支線水路の水位データと前記第２水力発電装置の発電電力データに基づいて前記支線水路の流量を算出し、
前記管理サーバは、前記幹線水路の流量、前記支線水路の流量、圃場の必要給水量に基づいて前記圃場に最適な流量の用水が分配されるように、前記水門の制御信号を作成する用水管理システム。

【請求項2】

前記第２水力発電装置、前記第２センサ、及び前記第２無線装置のセットが前記支線水路の流れ方向に複数配置されることを特徴とする請求項１に記載の用水管理システム。

【請求項3】

前記第１無線装置と前記中継装置との無線通信、又は前記第２無線装置と前記中継装置との無線通信の少なくとも一つには、ＬＰＷＡ（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ）が用いられることを特徴とする請求項１又は２に記載の用水管理システム。

【請求項4】

前記管理サーバは、前記中継装置を介して前記水門制御装置に前記水門の開閉を制御するための信号を送信することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の用水管理システム。

【請求項5】

前記第１センサ及び前記第２センサが水位を検出する水位センサを有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の用水管理システム。

【請求項6】

前記用水管理システムは、前記支線水路から用水が供給される圃場の環境データを検出する環境センサを備え、
前記第２無線装置は、前記環境センサが出力する環境データを前記中継装置を介して前記管理サーバに通知することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の用水管理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、農業用水等の用水を管理するための用水管理システムに関する。

【背景技術】

【0002】

河川の取水口から取得された用水は、幹線水路と支線水路（用水路）を経由して農地（圃場）へ供給される。用水路は、一般的に土地改良区によって管理される。農業従事者が土地改良区の組合員であることが多く、用水路は農業従事者によって管理されることが多い。

【0003】

近年、農業従事者の減少、高齢化が進んでいる。農業従事者の負担を軽減するため、用水管理の自動化が求められている。例えば、特許文献１には、河川から取得した用水を複数の領域に自動的に分散する広域分散用水分配システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００８－２０７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、用水は、河川の取水口から末端の圃場群まで、非常に広大な領域を流れる。用水管理を自動化するためには、用水路の各箇所で電源を確保し、各所で水位データ等の流水状態を取得し、流量及び／又は流速を把握すると共に、広域に分散する多数の箇所を有線又は無線で接続し、水位データ等の流水状態を管理サーバに集約する必要がある。既存の通信網だけでは不十分であるし、かといって用水路の多数の箇所で携帯用通信回線を開設すると、例えば３Ｇ回線維持費用が莫大になる。このため、用水管理の自動化は、コスト的にも設備的にも実現が困難であった。

【0006】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、低コストで安定的な用水管理システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、幹線水路に配置されるロータを有する第１水力発電装置と、支線水路に配置されるロータを有する第２水力発電装置と、前記幹線水路の水位を検出する第１センサと、前記支線水路の水位を検出する第２センサと、前記第１水力発電装置の発電電力が供給される第１無線装置と、前記第２水力発電装置の発電電力が供給される第２無線装置と、前記第１無線装置と無線通信し、前記第２無線装置と無線通信する中継装置と、を備え、前記第１無線装置は、前記第１センサが出力する水位を前記中継装置を介して管理サーバに通知し、前記第２無線装置は、前記第２センサが出力する水位を前記中継装置を介して前記管理サーバに通知し、用水管理システムは、前記幹線水路から前記支線水路に分岐する用水の流量を制御する水門の開閉を制御する水門制御装置を備え、前記水門は前記支線水路に配置され、前記水門制御装置には、前記第１水力発電装置の発電電力が供給され、前記管理サーバは、前記幹線水路の水位データと前記第１水力発電装置の発電電力データに基づいて前記幹線水路の流量を算出し、前記支線水路の水位データと前記第２水力発電装置の発電電力データに基づいて前記支線水路の流量を算出し、前記管理サーバは、前記幹線水路の流量、前記支線水路の流量、圃場の必要給水量に基づいて前記圃場に最適な流量の用水が分配されるように、前記水門の制御信号を作成する用水管理システムである。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、幹線水路と支線水路を活用して、メッシュ（網の目）のように電波を張り巡らせた用水管理システムを低コストで安定的に実現することができる。また、水門制御装置に第１水力発電装置の発電電力を供給するので、水門が閉じていて、第２水力発電装置が発電できない状態でも、水門を開くことができる。水門を開くことにより、第２水力発電装置が発電し、第２無線装置に電力が供給され、支線水路の流水状態、例えば水位、水温、流量、又は流速等の少なくとも１つを中継装置を介して管理サーバに通知することができ、支線水路の管理が可能となる。さらに、圃場の必要給水量に基づいて圃場に最適な流量の用水を分配することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係る用水管理システムの概要図である。

【図2】第１水力発電装置の構成を示す図である。

【図3】ロータと発電機の斜視図である。

【図4】第１無線装置の構成を示す図である。

【図5】第２無線装置の構成を示す図である。

【図6】中継装置の構成を示す図である。

【図7】管理サーバの構成を示す図である。

【図8】水門制御装置の構成を示す図である。

【図9】支線水路に形成した電波メッシュを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して、本発明の用水管理システムを詳細に説明する。ただし、本発明の用水管理システムは、種々の形態で具体化することができ、本明細書に記載される実施形態に限定されるものではない。本実施形態は、明細書の開示を十分にすることによって、当業者が発明を十分に理解できるようにする意図をもって提供されるものである。

【0011】

図１は、本発明の一実施形態に係る用水管理システム１００の概要図である。本実施形態の用水管理システム１００は、第１水力発電装置１、第１センサ１１、第１無線装置２１、第２水力発電装置２ａ，２ｂ，２ｃ、第２センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、第２無線装置２２ａ，２２ｂ，２２ｃ、中継装置３、管理サーバ４を備える。

【0012】

河川の取水口から取得された用水は、幹線水路５と支線水路６ａ，６ｂを経由して圃場７ａ，７ｂ，７ｃに供給される。幹線水路５は、河川の取水口に接続される。支線水路６ａ，６ｂは、幹線水路５から分岐する。幹線水路５と支線水路６ａ，６ｂとの間には、水門８ａ，８ｂが配置される。幹線水路５は、水門８ａ，８ｂの上流側にあり、支線水路６ａ，６ｂは、水門８ａ，８ｂの下流側にある。水門８ａ，８ｂは、幹線水路５から支線水路６ａ，６ｂに分岐する用水の流量を制御する。支線水路６ａ，６ｂには、圃場７ａ，７ｂ，７ｃが接続される。圃場７ａ，７ｂ，７ｃは、例えば水田である。圃場７ａ，７ｂ，７ｃには、支線水路６ａ，６ｂから適切な水位になるように給水が行われる。

【0013】

なお、必ずしも幹線水路５が河川の取水口に接続され、支線水路６ａ，６ｂが圃場７ａ，７ｂ，７ｃに接続されていなくてもよい。幹線水路５から支線水路６ａ，６ｂが分岐していればよい。

【0014】

以下に本実施形態の用水管理システム１００の構成要素を説明する。以下の説明にあたり、支線水路６ａ，６ｂ、水門８ａ，８ｂ、圃場７ａ，７ｂ，７ｃ、第２水力発電装置２ａ，２ｂ，２ｃ、第２センサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ、第２無線装置２２ａ，２２ｂ，２２ｃについて、特に区別しない場合は、支線水路６、水門８、圃場７、第２水力発電装置２、第２センサ１２、第２無線装置２２と記載する。後述する環境センサ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ、カメラ１４ａ，１４ｂ，１４ｃについても、特に区別しない場合は、環境センサ１３、カメラ１４と記載する。
（第１水力発電装置、第２水力発電装置）

【0015】

図２は、第１水力発電装置１の構成を示す。第１水力発電装置１は、水車としてのロータ４１、発電機４２、制御装置４３、蓄電池４４を備える。図１に示すように、ロータ４１は、幹線水路５に配置されて、用水の流れを受けて回転する。発電機４２は、電動機からなり、ロータ４１の回転により発電を行う。制御装置４３は、発電機４２を制御すると共に、発電機４２の発電電力を出力する。発電機４２の発電電力は、制御装置４３を介して蓄電池４４に送られ、蓄電池４４に充電される。

【0016】

図３は、ロータ４１と発電機４２の斜視図を示す。幹線水路５には、架台４５が取り付けられる。架台４５には、発電機４２が取り付けられる。発電機４２には、ロータ４１が連結される。ロータ４１は、発電機４２に連結される垂直軸４６と、垂直軸４６の周囲に配置されて、垂直方向に延びる複数のブレード４７と、を備える。なお、ロータ４１として、水平軸の先端にプロペラを配置したものを使用してもよい。

【0017】

本実施形態のロータ４１は、落差式水車や抗力式水車ではなく、水の流れのエネルギによって回転する水流式水車である。水流式水車を用いることで、幹線水路５から支線水路６に適切な流量の用水を分配し、支線水路６の流れ方向に複数のロータ４１を配置することが可能になる。これに対し、落差式水車や抗力式水車では、越水のリスクがあり、管理されている用水の流れを変えてしまうので、幹線水路５から支線水路６に適切な流量の用水を分配できないおそれがある。

【0018】

第２水力発電装置２も第１水力発電装置１と同様に、ロータ４１、発電機４２、制御装置４３、蓄電池４４を備える。第２水力発電装置２の構成は、発電容量が第１水力発電装置１よりも小さい点を除いて、第１水力発電装置１と略同一なので、同一の符号を附してその説明を省略する。図１に示すように、第２水力発電装置２のロータ４１は、支線水路６に配置される。ただし、第２水力発電装置２の発電容量はこれに限定されず、第１水力発電装置１の発電容量と同程度にしても同様の効果が得られる。
（第１センサ、第２センサ）

【0019】

図１に示すように、幹線水路５には、第１センサ１１が配置される。第１センサ１１は、幹線水路５の流水状態、例えば水位を検出する第１水位センサ及び／又は温度を検出する第１温度センサと、を備える。第１水位センサが出力する水位データは、第１無線装置２１に送信される。第１温度センサが出力する温度データは、第１無線装置２１に送信される。第１無線装置２１と第１センサ１１とは、有線又は無線で通信可能に接続される。第１無線装置２１と第１センサ１１とを無線で接続する場合、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚ－Ｗａｖｅ、Ｚｉｇｂｅｅ等の通信方式を用いることができる。

【0020】

支線水路６には、第２センサ１２が配置される。第２センサ１２は、支線水路６の流水状態、例えば水位を検出する第２水位センサ及び／又は温度を検出する第２温度センサと、を備える。第２水位センサが出力する水位データは、第２無線装置２２に送信される。第２温度センサが出力する温度データは、第２無線装置２２に送信される。第２無線装置２２と第２センサ１２とは、有線又は無線で通信可能に接続される。
（第１無線装置、第２無線装置）

【0021】

図１に示すように、第１無線装置２１は、第１センサ１１が出力する幹線水路５の流水状態、例えば水位データ及び／又は温度データを中継装置３を介して管理サーバ４に通知する。第１無線装置２１には、第１水力発電装置１の発電電力が供給される。第１無線装置２１は、第１水力発電装置１の発電電力データも中継装置３を介して管理サーバ４に通知する。

【0022】

図４は、第１無線装置２１の構成を示す。第１無線装置２１は、制御部５１、記憶部５２、ＬＰＷＡ無線モジュール５３、アンテナ５４を備える。記憶部５２は、第１センサ１１が出力する幹線水路５の流水状態、例えば水位データ及び／又は温度データを記憶する。ＬＰＷＡ無線モジュール５３は、アンテナ５４を介して中継装置３のＬＰＷＡ無線モジュール６３（図６参照）と通信する。制御部５１は、ＬＰＷＡ無線モジュール５３の通信を可能にし、幹線水路５の水位データ及び／又は温度データを記憶部５２に記憶させ、第１センサ１１を制御する。

【0023】

図１に示すように、第１無線装置２１は、中継装置３と無線通信する。第１無線装置２１と中継装置３との無線通信には、ＬＰＷＡ（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ）が用いられる。ＬＰＷＡは、Ｓｕｂ－ＧＨｚ帯を使用した低消費電力で遠距離通信可能な通信方式である。低消費電力で遠距離通信可能であるので、ＬＰＷＡは電源がない環境で広域の無線通信に適している。ＬＰＷＡの通信回線として、例えばＬｏＲａ（Ｌｏｎｇ Ｒａｎｇｅ）、Ｓｉｇｆｏｘ、ＺＥＴＡ、ＮＢ－ＩｏＴ（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ－ＩｏＴ）等を用いることができる。

【0024】

第２無線装置２２は、第２センサ１２が出力する水位データ及び／又は温度データを中継装置３を介して管理サーバ４に通知する。第２無線装置２２には、第２水力発電装置２の発電電力が供給される。第２無線装置２２は、第２水力発電装置２の発電電力データも中継装置３を介して管理サーバ４に通知する。

【0025】

図５は、第２無線装置２２の構成を示す。第２無線装置２２は、第１無線装置２１と同様に、制御部５１、記憶部５２、ＬＰＷＡ無線モジュール５３、アンテナ５４を備える。第２無線装置２２の構成は、第１無線装置２１と略同一であるので、同一の符号を附してその説明を省略する。

【0026】

第２無線装置２２には、第２センサ１２だけでなく、環境センサ１３、カメラ１４が有線又は無線で接続される。環境センサ１３、カメラ１４の電源は、電池であっても、第２水力発電装置２でもよい。

【0027】

図１に示すように、圃場７には、圃場７の環境データを検出する環境センサ１３が配置されると共に、支線水路６の水位及び／又は圃場７の農作物をモニタリングするカメラ１４が配置される。環境センサ１３は、例えば、大気の温度及び湿度を検出する大気センサ、圃場７の土壌の温度及び湿度を検出する土壌センサ、圃場７の雨量を検出する雨量センサ、圃場７の水位を検出する水位センサ、圃場７の水温を検出する温度センサ等である。カメラ１４は、支線水路６及び／又は農作物の静止画像又は動画像を撮影する。環境センサ１３が出力する環境データ、及びカメラ１４が出力する画像データは、第２無線装置２２に送信される。

【0028】

図１に示すように、第２水力発電装置２、第２センサ１２、環境センサ１３、カメラ１４、第２無線装置２２のセットは、圃場７の数に合わせて支線水路６の流れ方向に複数配置される。第２センサ１２が出力する水位データ及び／又は温度データ、第２水力発電装置２が出力する発電電力データ、環境センサ１３が出力する環境データ、カメラ１４が出力する画像データは、圃場７毎に一括管理される。第２無線装置２２は、これらのデータに圃場７毎の識別情報を付与して、中継装置３に送信する。なお、複数の第２無線装置２２が中継装置３と直接的に無線通信してもよいし、ある１つの第２無線装置２２が隣接する別の第２無線装置２２を経由して（すなわちマルチホップして）中継装置３と無線通信してもよい。
（中継装置）

【0029】

図１に示すように、中継装置３は、第１無線装置２１と無線通信し、第２無線装置２２と無線通信する。図６は、中継装置３の構成を示す。中継装置３は、制御部６１、記憶部６２、ＬＰＷＡ無線モジュール６３、アンテナ６４、３Ｇ／ＬＴＥ無線モジュール６５を備える。記憶部６２は、第１無線装置２１と第２無線装置２２から受信した各種のデータを記憶する。ＬＰＷＡ無線モジュール６３は、アンテナ６４を介して第１無線装置２１のＬＰＷＡ無線モジュール５３と無線通信すると共に、第２無線装置２２のＬＰＷＡ無線モジュール５３と無線通信する。３Ｇ／ＬＴＥ無線モジュール６５は、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、３Ｇ回線、４Ｇ回線、又は５Ｇ回線等を用いて、基地局９（図１参照）を介して管理サーバ４と無線通信する。制御部６１は、ＬＰＷＡ無線モジュール６３の通信を可能にし、３Ｇ／ＬＴＥ無線モジュール６５の通信を可能にする。また、制御部６１は、第１無線装置２１と第２無線装置２２から受信した各種のデータをＩＰ通信方式にプロトコル変換して管理サーバ４に送信し、管理サーバ４から受信したＩＰ通信方式のデータをＬＰＷＡの通信方式にプロトコル変換して水門制御装置１５（図１参照）に送信する。中継装置３には、系統電源から電力が供給されてもよいし、第１水力発電装置１から電力が供給されてもよいし、第２水力発電装置２から電力が供給されてもよい。
（管理サーバ）

【0030】

図１に示すように、管理サーバ４は、クラウド環境上又は土地改良区の事務所に設けられる。パーソナルコンピュータ１６は、用水路の管理者（農業従事者）が土地改良区の事務所、自宅等で使用するネットワーク端末である。携帯端末１７は、圃場７で農作業を行う農業従事者が利用するネットワーク端末である。携帯端末１７は、タブレット、スマートフォン等である。パーソナルコンピュータ１６、携帯端末１７は、管理サーバ４にアクセスすることができる。パーソナルコンピュータ１６、携帯端末１７のディスプレイには、管理サーバ４が受信した各種のデータが表示される。

【0031】

図７は、管理サーバ４の構成を示す。管理サーバ４は、制御部７１、記憶部７２、通信部７３を備える。記憶部７２には、管理サーバ４が受信した各種のデータが記憶される。通信部７３は、中継装置３、パーソナルコンピュータ１６、及び携帯端末１７と通信を行うためのインターフェースである。制御部７１は、記憶部７２に受信した各種のデータを記憶させ、通信部７３の通信を可能にする。また、制御部７１は、受信した各種のデータと圃場７の必要給水量に基づいて、水門８の開閉を制御するための信号を作成する。圃場７の必要給水量の情報は、パーソナルコンピュータ１６、携帯端末１７から入力される。制御部７１は、ＣＰＵがソフトウェアを実行することによって実現される。なお、農業従事者のノウハウを標準化するために、制御部７１が、受信した各種のデータと農作物の収穫量とを関連づける機械学習をするようにしてもよい。

【0032】

管理サーバ４は、水門８を制御するための信号を例えば以下のように作成する。まず、管理サーバ４は、幹線水路５の水位データと第１水力発電装置１の発電電力データに基づいて、幹線水路５の流量を算出する。また、管理サーバ４は、支線水路６の水位データと第２水力発電装置２の発電電力データに基づいて、支線水路６の流量を算出する。

【0033】

次に、管理サーバ４は、幹線水路５の流量、支線水路６の流量、圃場７の必要給水量に基づいて、圃場７に最適な流量の用水が分配されるように、水門８の制御信号を作成する。図１に示すように、管理サーバ４は、水門８を制御するための信号を中継装置３を介して水門制御装置１５に送信する。

【0034】

なお、管理サーバ４は、幹線水路５の温度データと支線水路６の温度データに基づいて、冷水が圃場７に供給されないように、水門８を制御してもよい。
（水門制御装置）

【0035】

図８は、水門制御装置１５の構成を示す。水門制御装置１５は、制御部８１、記憶部８２、ＬＰＷＡ無線モジュール８３、アンテナ８４を備える。記憶部８２は、管理サーバ４から受信した水門８の制御信号を記憶する。ＬＰＷＡ無線モジュール８３は、アンテナ８４を介して中継装置３のＬＰＷＡ無線モジュール６３（図６参照）と無線通信する。制御部８１は、ＬＰＷＡ無線モジュール８３の通信を可能にし、管理サーバ４から受信した水門８の制御信号に基づいて、水門８の駆動部８５（モータ）を制御し、水門８の制御信号を記憶部８２に記憶させる。水門制御装置１５には、第１水力発電装置１の発電電力が供給される。水門の駆動部８５（モータ）は、第１水力発電装置１の発電電力によって動作する。

【0036】

以上に本実施形態の用水管理システム１００の構成を説明した。本実施形態の用水管理システム１００によれば、以下の効果を奏する。

【0037】

幹線水路５と支線水路６を活用して、メッシュ（網の目）のように電波を張り巡らせた用水管理システム１００を低コストで安定的に実現することができる。

【0038】

幹線水路５に配置した第１水力発電装置１と支線水路６に配置した第２水力発電装置２を用水管理システム１００の電源として利用するので、安定的な用水管理システム１００を実現できる。これに対し、太陽光発電を利用すると、曇りのときや夜間に発電量が低下するので、安定的な発電量を確保しにくいという問題がある。もちろん、第１水力発電装置１と第２水力発電装置２に付加的に太陽光発電を用いてもよい。

【0039】

中継装置３が第１無線装置２１と管理サーバ４との通信を中継すると共に、中継装置３が第２無線装置２２と管理サーバ４との通信を中継するので、第１無線装置２１と第２無線装置２２それぞれに携帯用通信回線を開設する必要がなくなり、用水路を活用して低コストに電波メッシュを構築することができる。

【0040】

図９に示すように、第２水力発電装置２ｂ，２ｃ，２ｄ、第２水位センサ１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、及び第２無線装置２２ｂ，２２ｃ，２２ｄのセットを支線水路６ｂの流れ方向に電波が重畳するように複数配置するので、支線水路６ｂに低コストで安定的な広域の電波メッシュを構築することができる。

【0041】

第１無線装置２１と中継装置３との無線通信、又は第２無線装置２２と中継装置３との無線通信の少なくとも一つにＬＰＷＡを用いるので、電源がない環境で広域の無線通信が可能になる。

【0042】

水門制御装置１５に第１水力発電装置１の発電電力を供給するので、水門８が閉じていて、第２水力発電装置２が発電できない状態でも、水門８を開くことができる。水門８を開くことにより、第２水力発電装置２が発電し、第２無線装置２２と第２センサ１２に電力が供給され、支線水路６の流水状態、例えば水位、水温、流量、又は流速等の少なくとも１つを中継装置３を介して管理サーバ４に通知することができ、支線水路６の管理が可能となる。

【0043】

管理サーバ４が中継装置３を介して水門制御装置１５に水門８の開閉を制御するための信号を送信するので、水門８を遠隔制御できる。

【0044】

第１センサ１１と第２センサ１２が水位を検出する水位センサを有するので、幹線水路５と支線水路６の水位、流量を効率的に取得することができる。

【0045】

圃場７に環境データを検出する環境センサ１３を設け、環境センサが出力する環境データを第２無線装置２２が中継装置３を介して管理サーバ４に通知するので、圃場７の環境データを管理することができる。

【符号の説明】

【0046】

１…第１水力発電装置、２ａ，２ｂ，２ｃ…第２水力発電装置、３…中継装置、４…管理サーバ、５…幹線水路、６ａ，６ｂ…支線水路、７ａ，７ｂ，７ｃ…圃場、８ａ，８ｂ…水門、１１…第１センサ、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…第２センサ、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…環境センサ、１５…水門制御装置、２１…第１無線装置、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ…第２無線装置、１００…用水管理システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】