Con arduino non dovrebbe esser difficile realizzare una cosa simile, secondo me ti conviene prendere delle elettrovalvole, ce ne sono diverse per liquidi adatte a questi scopi. In pratica fungono da rubinetti automatici, potranno essere comandati in base al comando del sensore: quando il sensore dice che il livello è sceso sotto la soglia il sistema apre la valvola e entra acqua. Man mano la vasca si riempie fino a raggiungere il livello del sensore, questo manderà il segnale di stop e farà chiudere l'elettrovalvola.
Realizzai una cosa simile con un pic.

Io penso che arrivare ad usare l'arduino sia eccessivo! A meno di non utilizzarlo per altre funzioni in contemporanea. L'idea del galleggiante per il rabbocco si può attuare anche utilizzando un semplice sistema come quello dei wc... Sono un perito informatico (o almeno lo dovevo essere) e anche io cerco ogni scusa per usare le mie conoscenze, ma all'atto pratico bisogna valutare in primis i costi e poi la praticità (immagina se dovesse mancare la corrente per un bel po')

La mia intenzione non è quella di schedulare giornalmente le operazioni citate nel topic, ma bensì poterle automatizzare attraverso un input manuale (in maniera tale che il tutto avvenga comunque sotto la supervisione potenziale di qualcuno).

Volevo evitare il galleggiante per non occupare troppo spazio in vasca, ed ho sentito parlare di sensori ad ultrasuoni (?) che permettono di misurare la distanza della superficie dell'acqua.

Dopodiché l'idea è semplicemente quella di azionare una pompa che permetta il riempimento, oppure attivare l'elettrovalvola come suggerito da Simo, che permetta lo svuotamento.

Di per sé penso che come tecnica non sia troppo complesso, naturalmente senza speculare sui vari sensori.

Rimettendo un po' in ordine la roba dell'acquario, ho visto la pompa dosometrica che utilizzavo all'inizio per fertilizzare (insomma, prima di capire che non serviva...) ed ho pensato che potrebbe essere una soluzione al tuo problema.
Una tanica, la pompa con i suoi due tubi, di pescaggio e di immissione e stop.
Le dosi sono automatiche personalizzabili o del tutto manuali; vedo che il livello è sceso, attivo la dosometrica e ripristino il livello.