JP2001167078A - Flow predicting method for dam or river - Google Patents

Flow predicting method for dam or river

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JP2001167078A
JP2001167078A JP35259299A JP35259299A JP2001167078A JP 2001167078 A JP2001167078 A JP 2001167078A JP 35259299 A JP35259299 A JP 35259299A JP 35259299 A JP35259299 A JP 35259299A JP 2001167078 A JP2001167078 A JP 2001167078A
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dam
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達也 飯坂
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To grasp or predict the increase/decrease tendency of a flow with a simple method and to construct a predictive model exactly reflected with basin characteristics such as flow-down time. SOLUTION: Concerning the flow predicting method for predicting the flow of a dam or river from a precipitation in an upper basin while using the predictive model constructed by a computer, the graph of flow result values for a prescribed period in the past is displayed on a display screen with that of present time as a reference, cumulative precipitations in the upper basin for this prescribed period are displayed while being overlapped on the flow result values, and the increase/decrease tendency of the flow is predicted from the correlative relation of the cumulative precipitations and the flow result values.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、系統制御所、給電
指令所、ダム管理所、水力発電所等において、計算機上
でダムまたは河川の流量を自動的に予測する方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for automatically predicting the flow rate of a dam or a river on a computer in a system control station, a power supply command station, a dam management station, a hydroelectric power station, or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】ダムの流入量やその上流の河川の流量
(以下、必要に応じ両者をまとめて単に流量という)の
予測は、ダム運用の安全性と経済性のため重要である。
数時間先の流量予測は、降雨時のダム放流量を適切に決
定するために必要であり、それによって流域の安全性確
保に役立てることができる。また、数時間先から数日先
の予測、特に翌日の流量予測は、発電計画を適切に立て
ることができ水力エネルギーの有効利用・経済性の向上
に寄与するものである。
2. Description of the Related Art Prediction of the inflow of a dam and the flow rate of a river upstream of the dam (hereinafter, both flows are simply referred to as flow rate as needed) are important for safety and economy of dam operation.
Estimation of the discharge several hours ahead is necessary to properly determine the discharge of the dam during rainfall, and can help ensure the safety of the basin. In addition, prediction from several hours ahead to several days ahead, especially the next day's flow forecast, can make an appropriate power generation plan and contribute to effective use of hydro energy and improvement of economic efficiency.

【0003】従来、この種の流量予測は、熟練運用者の
経験と直感的知識に従って行われることが多い。このた
め、数時間先までの予測作業を自動化する例として、タ
ンクモデル、貯留関数法、ニューラルネットワーク等を
用いた様々な方法が提案されており、その予測精度も年
々向上してきている。ところで、ダム流量予測モデルを
作成するときには、河川や流域の地形・地質等の特性の
分析が不可欠であり、言い換えれば上流域の降雨量が流
量にどのように反映するかの分析が欠かせない。特に、
上流域における降雨がダム等の流量に反映されるまでの
時間(降雨後に流量が増加するまでの時間)である流下
時間は重要なファクターであるが、従来では、主として
上流域での降雨量のピーク時刻と流量のピーク時刻との
差を求めてこれを流下時間としていた。
Conventionally, this kind of flow rate prediction is often performed according to the experience and intuitive knowledge of a skilled operator. For this reason, various methods using a tank model, a storage function method, a neural network, and the like have been proposed as examples of automating the prediction operation up to several hours ahead, and the prediction accuracy has been improving year by year. By the way, when creating a dam flow prediction model, it is essential to analyze the characteristics of rivers and basins, such as topography and geology, in other words, it is indispensable to analyze how the rainfall in the upstream basin is reflected in the flow. . In particular,
The flow-down time, which is the time required for the rainfall in the upstream area to be reflected in the flow rate of the dam, etc. (the time until the flow rate increases after rainfall) is an important factor. The difference between the peak time and the peak time of the flow rate was determined, and this was defined as the flow time.

【0004】また、通常、流量予測のために複数の雨量
計が用いられている。この雨量計の情報はばらつきが大
きいので複数の雨量計による測定値を平均化して用いる
のが一般的である。このとき、上流に複数の河川が存在
する場合は、後述するように各河川ごとの平均雨量を算
出して用いる方法(後述する図12)と、全ての流域を
まとめた流域平均雨量を用いる方法(後述する図13)
とが知られている。
In general, a plurality of rain gauges are used for estimating a flow rate. Since the information of the rain gauge has a large variation, it is common to average the measured values of a plurality of rain gauges and use them. At this time, when there are a plurality of rivers upstream, a method of calculating and using the average rainfall for each river as described later (FIG. 12 described later), and a method of using the basin average rainfall summarizing all the basins are described below. (FIG. 13 described later)
And is known.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ダムの流量
を予測する運用者には、膨大な専門知識と長年の経験が
必要であるが、近年この知識を有する熟練運用者は減少
の一途をたどっている。一方、流量予測はダム運用の基
盤であり、その予測精度の向上と自動化が切望されてい
る。近年、ニューラルネットワーク等の新しい技術によ
り予測精度の向上が著しく、また、既存のタンクモデル
等を用いる場合でも、その構成をより複雑にすることで
高精度な予測を行うことが一応可能となっている。しか
し、これらの方法は予測精度が高い反面、構成の複雑さ
のため、どのような理由でその予測値が得られたのかを
理解することが困難である。
By the way, operators who predict the flow rate of dams need enormous expertise and many years of experience, but in recent years the number of skilled operators having this knowledge has been steadily decreasing. ing. On the other hand, flow prediction is the foundation of dam operation, and improvement of prediction accuracy and automation are keenly desired. In recent years, prediction accuracy has been significantly improved by new technologies such as neural networks, and even when using existing tank models, it has become possible to perform high-precision prediction by making the configuration more complex. I have. However, while these methods have high prediction accuracy, it is difficult to understand why the predicted value was obtained because of the complexity of the configuration.

【0006】特に、短期のダム流量予測はダムゲート操
作に直結しており、下流域の安全性の問題からその予測
理由及びゲート操作理由を明確にすることが求められ
る。そのため、容易に理解できる簡便な方法であって予
測値の根拠を明確に示すことのできる手法が求められて
いる。また、予測モデル構築時には、対象流域の特性を
分析する必要があり、特に流下時間を算出することは重
要である。従来の方法では、上記流下時間が必ずしも求
められるとは言えず、その解析精度も高くはなかった。
つまり、従来手法では、降雨量及び流量の各ピーク時刻
の差を求めるだけであるが、降雨ピーク時刻が明確でな
い場合には流下時間を算出することが不可能であると共
に、ピーク時刻が明確でない場合には計算機による自動
計算が困難であった。
In particular, short-term dam flow prediction is directly related to dam gate operation, and it is required to clarify the reason for the prediction and the reason for gate operation due to safety problems in the downstream area. Therefore, there is a need for a method that can be easily understood and that can clearly indicate the basis of the predicted value. Also, when constructing a prediction model, it is necessary to analyze the characteristics of the target basin, and it is especially important to calculate the flow time. In the conventional method, the flow time is not always required, and its analysis accuracy is not high.
That is, in the conventional method, only the difference between each peak time of the rainfall amount and the flow rate is obtained. However, when the rainfall peak time is not clear, it is impossible to calculate the falling time, and the peak time is not clear. In such cases, automatic calculation by a computer was difficult.

【0007】また、複数河川が流れ込むダムにおいて、
河川ごとに流量予測を行い各流量を合算してダム流量と
する図12の場合には、段階で雨量計によって各河川
22ごとの平均雨量を求めて各河川22の流量を予測
し、段階でにより求めた各河川22ごとの流量を合
算してダム24の流量を予測している。なお、流量計2
3は実績値の取得に用いられる。この方法によると、対
象となる各河川の流域雨量に基づいてダム24の流量を
予測しているため、個々の雨量計の測定値のばらつきに
よって流量予測値の誤差が大きくなることがあった。
In a dam into which a plurality of rivers flow,
In the case of FIG. 12 in which the flow rate is predicted for each river and the respective flow rates are summed to obtain the dam flow rate, the average rainfall for each river 22 is obtained by the rain gauge at the stage, and the flow rate of each river 22 is predicted. The flow rate of the dam 24 is predicted by summing the flow rates of the respective rivers 22 obtained by the above. The flow meter 2
Reference numeral 3 is used for acquiring the actual value. According to this method, since the flow rate of the dam 24 is predicted based on the rainfall of the river basin of the target river, the error of the predicted value of the flow rate may increase due to the dispersion of the measured values of the individual rain gauges.

【0008】この問題を解決するため、最初に全流域の
流下時間が同一であると仮定した上で平均雨量を算出し
てからダム流量を直接予測する方法がある。図13はそ
の様子を示しており、全流域の平均雨量からダム流量を
直接予測している。しかしながら、この場合には、各河
川22の流下時間が異なるとダム24への流入時刻がず
れるため、予測精度が低くなる傾向があった。
In order to solve this problem, there is a method of first calculating the average rainfall on the assumption that the flow times of all the basins are the same, and then directly predicting the dam discharge. FIG. 13 shows the situation, in which the dam discharge is directly predicted from the average rainfall in the entire basin. However, in this case, when the flow times of the respective rivers 22 are different, the inflow times to the dam 24 are shifted, so that the prediction accuracy tends to be low.

【0009】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、ごく簡単な手法で流量の増減傾向の把握や予
測を可能とし、また、各河川の流下時間等の流域特性を
的確に反映させた予測モデルにより高精度に予測可能な
流量予測方法を提供しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to grasp and predict a tendency of a flow rate to increase or decrease by a very simple method, and to accurately reflect a basin characteristic such as a flowing time of each river. An object of the present invention is to provide a flow rate prediction method that can predict with high accuracy by using the prediction model.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、まず請求項1の発明は、計算機により構築された予
測モデルを用いて上流域の降雨量からダムまたは河川の
流量を予測する流量予測方法において、現在時を基準と
した過去所定期間の流量実績値を表示画面上にグラフ表
示すると共に、少なくとも前記所定期間の上流域におけ
る累積雨量を前記流量実績値に重ねて表示し、累積雨量
と流量実績値との相関関係から流量の増減傾向を予測す
るものである。
Means for Solving the Problems To solve the above problems, the invention of claim 1 firstly uses a prediction model constructed by a computer to predict a flow rate of a dam or a river from rainfall in an upstream area. In the method, the actual flow rate value of the past predetermined period based on the present time is graphically displayed on a display screen, and at least the accumulated rainfall in the upstream area of the predetermined period is displayed on the actual flow rate value superimposed, and the accumulated rainfall is displayed. The trend of the flow rate is predicted from the correlation with the actual flow rate value.

【0011】請求項2記載の発明は、計算機により構築
された予測モデルを用いて上流域の降雨量からダムまた
は河川の流量を予測する流量予測方法において、現在時
を基準とした過去所定期間の上流域における累積雨量c
の変化分Δcを算出し、流量予測値dを、d=現在流量
+A・Δc+B(ここで、A,Bは定数)により算出す
るものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a flow rate prediction method for predicting a flow rate of a dam or a river from rainfall in an upstream region using a prediction model constructed by a computer. Cumulative rainfall c in the upper reaches
Is calculated, and the predicted flow rate d is calculated by d = current flow rate + A · Δc + B (where A and B are constants).

【0012】請求項3記載の発明は、計算機により構築
された予測モデルを用い、上流域の降雨量が流量に反映
するまでの時間である流下時間を考慮しながらダムまた
は河川の流量を予測する流量予測方法において、上流域
における降雨量の時間変化パターンをその後の流量実績
値の時間変化パターン方向へ時間軸に沿って移動させな
がら両パターンの相関係数を算出し、相関係数が最大に
なったときの降雨量の時間変化パターンの移動量に相当
する時間を前記流下時間とするものである。
According to a third aspect of the present invention, the flow rate of a dam or a river is predicted using a prediction model constructed by a computer, while taking into account the flow time, which is the time required for the rainfall amount in the upstream area to be reflected in the flow rate. In the flow rate prediction method, the correlation coefficient of both patterns is calculated while moving the time change pattern of rainfall in the upstream area along the time axis in the direction of the time change pattern of the actual flow rate value thereafter, and the correlation coefficient is maximized. The time corresponding to the amount of movement of the time change pattern of the amount of rainfall at the time of falling is defined as the falling time.

【0013】請求項4記載の発明は、計算機により構築
された予測モデルを用い、複数の上流域における降雨量
が流量に反映するまでの時間である流下時間を考慮しな
がらダムまたは河川の流量を予測する流量予測方法にお
いて、請求項3記載の発明により各流域ごとに流下時間
を算出し、これらの流下時間を考慮した各流域の平均雨
量と各流域の面積とを用いて流域平均雨量を算出し、こ
の流域平均雨量を用いて流量を予測するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, the flow rate of a dam or a river is calculated by using a prediction model constructed by a computer and taking into consideration a flow time, which is a time until rainfall in a plurality of upstream areas is reflected in the flow rate. In the predicted flow rate prediction method, the flowdown time is calculated for each basin according to the invention of claim 3, and the basin average rainfall is calculated by using the average rainfall of each basin and the area of each basin in consideration of these flowdown times. Then, the flow rate is predicted using this basin average rainfall.

【0014】請求項5記載の発明は、計算機により構築
された予測モデルを用い、上流域における所定期間の累
積雨量からダムまたは河川の流量を予測する流量予測方
法において、複数種類の累積時間についての累積雨量の
時間変化パターンをその後の流量実績値の時間変化パタ
ーン方向へ時間軸に沿ってそれぞれ移動させながら両パ
ターンの相関係数をすべて算出し、相関係数が最大にな
ったときの累積雨量の時間変化パターンの累積時間を探
索して当該累積時間の累積雨量を流量予測に使用するも
のである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a flow rate prediction method for predicting a flow rate of a dam or a river from a cumulative rainfall amount in a predetermined period in an upstream area using a prediction model constructed by a computer. While moving the time change pattern of the cumulative rainfall in the direction of the time change pattern of the actual flow rate value thereafter along the time axis, calculate all the correlation coefficients of both patterns, and the cumulative rainfall when the correlation coefficient becomes the maximum The accumulated time of the time change pattern is searched, and the accumulated rainfall of the accumulated time is used for the flow rate prediction.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。一般に、上流域の地面が乾燥していたと
きに降雨があっても、降雨は地面に吸収されるためダム
に流入しないし、また、長雨の後など地面が湿っていた
ときには、僅かな降雨でもダム流入量は増加する。この
ように、ダム流入量は瞬間的な降雨との関係よりも長期
的な(数時間〜数日にわたる)降雨による累積雨量との
関係が重要であることが多い。そこで請求項1記載の発
明では、累積雨量とダム等の流量との関係に着目して流
量の増減傾向を把握し、予測に用いるようにした。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In general, even if there is rainfall when the ground in the upstream area is dry, the rainfall is absorbed by the ground and does not flow into the dam, and when the ground is wet, such as after a long rain, even a slight rainfall Dam inflow will increase. Thus, the relationship between the dam inflow and the accumulated rainfall due to long-term (over several hours to several days) rainfall is often more important than the relationship with the instantaneous rainfall. Therefore, according to the first aspect of the present invention, the tendency of the increase and decrease of the flow rate is grasped by paying attention to the relationship between the accumulated rainfall rate and the flow rate of a dam or the like, and used for prediction.

【0016】本発明の実施形態は大きく2つのステップ
からなっており、累積雨量の最適な累積時間を算出する
ステップ1と、累積雨量を流入量実績値と共に表示する
ステップ2より成り立つ。累積時間を算出するステップ
1では、過去数時間〜数ヶ月、もしくは過去の類似出水
事例より、何時間分の降雨量を累積すればよいかを、例
えば後述する請求項5の発明を用いて最初に算出する。
次に、算出した累積時間に従って求めた累積雨量につい
て、流下時間を算出する。ここで、流下時間の算出方法
は種々あるが、例えば後述する請求項3の発明を用いる
と良好な結果が得られる。この流下時間の算出は必須要
件ではないが、流下時間を考慮して累積雨量とダム流入
量とを重ねて表示する際に、ダム流入量を時間軸に沿っ
てずらす場合の時間として考慮される。
The embodiment of the present invention mainly comprises two steps, a step 1 for calculating an optimum cumulative time of the accumulated rainfall, and a step 2 for displaying the accumulated rainfall together with the inflow actual value. In the step 1 for calculating the accumulated time, it is first determined how many hours of rainfall should be accumulated from the past several hours to several months or from similar past flood cases, for example, by using the invention of claim 5 described later. Is calculated.
Next, the flow-down time is calculated for the accumulated rainfall calculated according to the calculated cumulative time. Here, there are various methods for calculating the flow time. For example, a good result can be obtained by using the invention of claim 3 described later. Although the calculation of this flow-down time is not an essential requirement, when the cumulative rainfall and the dam inflow are superimposed and displayed in consideration of the flow-down time, it is considered as the time for shifting the dam inflow along the time axis. .

【0017】次に、表示をするステップ2へ進む。ここ
では、現在時を基準とした過去所定期間の流量実績値と
共に、少なくとも同期間の累積雨量を重ねて表示する。
また、必要に応じて過去から現在までの所定期間ごとの
降雨量、現在から数時間先までの降雨量予報値、未来の
累積雨量予報値を画面に重ねて表示する。現在時までの
所定期間の累積雨量だけを表示する場合でも、累積雨量
と流入量実績値との相関関係から、数時間先程度の流入
量増減傾向を把握することが可能であるが、降雨量予報
値やこの降雨量予報値から算出した未来の累積雨量予報
値も併せて表示することにより、更に未来の流入量の増
減傾向を把握することができる。
Next, the process proceeds to step 2 for displaying. Here, at least the accumulated rainfall during the same period is displayed together with the actual flow rate value for the past predetermined period based on the current time.
If necessary, the rainfall amount for each predetermined period from the past to the present, the rainfall forecast value for several hours from the present time, and the future cumulative rainfall forecast value are displayed on the screen. Even when only the accumulated rainfall for the predetermined period up to the present time is displayed, it is possible to grasp the inflow increase / decrease tendency several hours ahead from the correlation between the accumulated rainfall and the actual amount of inflow. By also displaying the forecast value and the future cumulative rainfall forecast value calculated from the rainfall forecast value, it is possible to further grasp the increase / decrease tendency of the future inflow rate.

【0018】図1は、本実施形態による画面の表示例を
示している。図示するように、表示画面上に、現在時ま
での過去所定期間の流入量実績値が太い実線でグラフ表
示され、また、同一期間の累積雨量が細い破線で表示さ
れている。ここで、グラフの縦軸は実際の値を適当なス
ケールで正規化してある(以下、同じ。) 通常、出水事例によっては、流入量との相関が高い累積
時間が異なるものである。よって最初に、前述したごと
く請求項5の発明の手順で累積時間を算出し、その算出
結果を表示する。なお、図1の例では累積時間を10時
間としてある。また、図1の横軸は過去16日間の時間
経過を示している。累積時間の算出及び表示の具体的手
順は、以下のとおりである。
FIG. 1 shows a display example of a screen according to the present embodiment. As shown in the figure, the inflow amount actual value in the past predetermined period up to the present time is graphically displayed as a thick solid line on the display screen, and the accumulated rainfall in the same period is displayed as a thin broken line. Here, the vertical axis of the graph is obtained by normalizing the actual value on an appropriate scale (the same applies hereinafter). Normally, depending on the case of flooding, the accumulated time having a high correlation with the inflow is different. Therefore, first, as described above, the accumulated time is calculated according to the procedure of the invention of claim 5, and the calculation result is displayed. In the example of FIG. 1, the accumulated time is set to 10 hours. Further, the horizontal axis of FIG. 1 indicates the passage of time in the past 16 days. The specific procedure for calculating and displaying the accumulated time is as follows.

【0019】(1)累積時間の算出 過去数時間分の雨量及び流量(何れも実績値)より、累
積時間を算出する。ここで、雨量実績値は請求項4の発
明で求める流域平均雨量(流下時間を考慮した流域平均
雨量)であり、累積時間は請求項5の発明により求め
る。この累積時間の算出は、毎時間もしくは毎日など一
定期間ごとに行うものとする。
(1) Calculation of the cumulative time The cumulative time is calculated from the rainfall amount and the flow rate (both actual values) for the past several hours. Here, the actual rainfall value is the basin average rainfall (basin basin average rainfall in consideration of the downflow time) determined by the invention of claim 4, and the accumulated time is determined by the invention of claim 5. The calculation of the accumulated time is performed at regular intervals such as every hour or every day.

【0020】(2)表示 図1に示したように、流入量実績値と累積雨量を重ねて
画面表示する。なお、流下時間が1時間と算出されてい
る場合には、累積雨量のパターンに対してダム流入量の
パターンを時間軸に沿って右側に1時間分、相対的に移
動させればよい。
(2) Display As shown in FIG. 1, the actual inflow amount and the accumulated rainfall are displayed on the screen in a superimposed manner. If the flowing time is calculated to be one hour, the pattern of the dam inflow may be moved to the right along the time axis by one hour relative to the pattern of the accumulated rainfall.

【0021】次に、請求項2の発明の実施形態を説明す
る。前述した請求項1の発明は、流量の増減傾向を把握
するには有効であるが、流量そのものを予測するには不
向きである。そこで請求項2の発明では、累積雨量の変
化分と流量の変化分との相関が高いことを利用して、簡
便な方法で流量そのものを予測するようにした。本発明
は熟練していない運用者への予測根拠を示すものであ
り、以下のような簡便な式を用いている。
Next, an embodiment of the present invention will be described. The above-described invention of claim 1 is effective for grasping the increasing / decreasing tendency of the flow rate, but is not suitable for predicting the flow rate itself. Therefore, in the invention of claim 2, the flow rate itself is predicted by a simple method utilizing the fact that the correlation between the change in the accumulated rainfall and the change in the flow rate is high. The present invention shows a prediction basis for an unskilled operator, and uses the following simple formula.

【0022】一般にダムや河川では、累積雨量cの変化
分をΔcとすると、流量の変化分との間には、流量変化
分=A・Δc+Bの関係がある。この関係に着目する
と、流量予測値dは、次式のようになる。 d=現在流量+流量変化分=現在流量+A・Δc+B なお、式中のA,Bは定数であり、予測モデルの構築時
に過去の出水事例をもとに最小自乗法等を用いて求めた
り、予測の都度、最新の実績値から算出した値を用いて
もよい。従って、上述の式を用いて、現在流量及び流量
変化分から流量予測値を求める。
In general, in a dam or a river, when the change in the accumulated rainfall c is Δc, the change in the flow rate has a relationship of A = Δc + B with the change in the flow rate. Focusing on this relationship, the flow rate prediction value d is expressed by the following equation. d = current flow rate + flow rate change = current flow rate + A · Δc + B where A and B in the formula are constants, which can be obtained by using the least square method or the like based on past flood cases at the time of constructing a prediction model. Each time a prediction is made, a value calculated from the latest actual value may be used. Therefore, the flow rate prediction value is calculated from the current flow rate and the change in the flow rate by using the above formula.

【0023】図2及び図3は本発明の実施形態を説明す
るためのもので、図2は図1に相当する流入量実績値と
累積雨量との表示画面、図3は本発明の実施形態による
流入量の予測値と実績値との表示画面である。これらの
比較からわかるように、図2の表示例では、1番目の流
入量ピーク値と累積雨量ピーク値とがほぼ一致している
が、第2、第3の流入量ピーク値と累積雨量ピーク値と
は一致していない。これらの第2、第3の流入量ピーク
値と累積雨量ピーク値についても本来一致するはずであ
り、言い換えれば、請求項1の発明では、累積雨量に基
づいて流入量を予測する場合に予測誤差を生じることに
なる。そこで請求項2の発明では、累積雨量(累積雨量
変化分)を使用して誤差のない流量予測を行うようにし
たものである。
2 and 3 are views for explaining the embodiment of the present invention. FIG. 2 is a display screen of the actual inflow amount and the accumulated rainfall corresponding to FIG. 1, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. 6 is a display screen of a predicted value and an actual value of the inflow amount according to FIG. As can be seen from these comparisons, in the display example of FIG. 2, the first inflow peak value almost coincides with the accumulated rainfall peak value, but the second and third inflow peak values and the accumulated rainfall peak value are almost the same. Does not match the value. The second and third inflow peak values and the accumulated rainfall peak values should also be essentially the same. In other words, according to the first aspect of the present invention, when the inflow amount is predicted based on the accumulated rainfall, a prediction error occurs. Will occur. Therefore, in the invention of claim 2, the flow rate prediction without error is performed by using the accumulated rainfall (cumulative rainfall variation).

【0024】流量の予測式は上述した式、d=現在流量
+流量変化分=現在流量+A・Δc+Bであるが、ここ
では、流量変化分を流量変化分予測値として扱う。ま
た、本実施形態でも流下時間を考慮することとし、例え
ば流下時間が1時間であれば、累積雨量変化分Δcとし
て1時間分古いデータを用いる。図3は、本実施形態に
よる流入量の予測値と実績値とを示したものである。こ
の図によれば、予測値及び実績値のピーク値がほぼ一致
している。
The equation for predicting the flow rate is the above equation, d = current flow rate + flow rate change = current flow rate + A · Δc + B. Here, the flow rate change is treated as the flow rate change predicted value. Also in this embodiment, the falling time is taken into consideration. For example, if the flowing time is one hour, data that is one hour older is used as the accumulated rainfall change Δc. FIG. 3 shows a predicted value and an actual value of the inflow amount according to the present embodiment. According to this figure, the peak value of the predicted value and the peak value of the actual value almost match.

【0025】次に、請求項3の発明の実施形態を説明す
る。一般に、多くの予測モデルのパラメータは、上流域
における降雨がダム等の流量に反映されるまでの時間と
しての流下時間を必要としているため、河川の流下時間
分析は、予測モデル構築に欠かせない。しかし、降雨量
のピーク時刻と流量のピーク時刻との差を求める手法で
は自動化が難しく、またピーク時刻のみに着目している
ため、流下時間の計算精度も高いものではない。そこで
本発明では、降雨量パターンと流量パターンとの相関係
数から、自動的に流下時間を算出するようにした。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In general, the parameters of many prediction models require the flow time as the time until the rainfall in the upstream area is reflected on the flow rate of dams, etc., so the analysis of river flow time is indispensable for the construction of a prediction model. . However, it is difficult to automate the method of calculating the difference between the peak time of the rainfall and the peak time of the flow rate, and since the method focuses only on the peak time, the calculation accuracy of the flowing time is not high. Therefore, in the present invention, the falling time is automatically calculated from the correlation coefficient between the rainfall amount pattern and the flow rate pattern.

【0026】本実施形態の原理を図4に示す。図示する
ように、流量は上流域の降雨量に遅れて変化するが、こ
の時間的な遅れを除外すれば、流量パターンの形状は降
雨量パターンの形状と極端に異なるわけではない。そこ
で、図4に示すように降雨量パターンを少しずつ矢印方
向すなわち時間を遅らせる方向へ、流量パターンと最も
良く一致する時点まで移動し、その時間軸方向の移動量
(移動時間)を求めて流下時間とする。
FIG. 4 shows the principle of the present embodiment. As shown in the figure, the flow rate changes with a delay in the amount of rainfall in the upstream area, but excluding this time delay, the shape of the flow rate pattern is not extremely different from the shape of the rainfall amount pattern. Therefore, as shown in FIG. 4, the rainfall amount pattern is gradually moved in the direction of the arrow, that is, in the direction of delaying the time, until the time coincides with the flow rate pattern best, and the amount of movement (movement time) in the time axis direction is calculated. Time.

【0027】このとき、降雨量パターンと流量パターン
との一致度合いを表す指標として、相関係数を用いる。
相関係数は、−1〜1の範囲で変化する線形度の指標で
あり、移動時の降雨量パターンと流量パターンとの形状
が相似形ならば1、全く一致しなければ0とする。相関
係数が上記範囲内で最大値を示すときの降雨量パターン
の時間軸方向の移動量から、適切な流下時間を算出する
ことができる。これらの処理は、計算機により自動的に
実行される。
At this time, a correlation coefficient is used as an index indicating the degree of coincidence between the rainfall pattern and the flow rate pattern.
The correlation coefficient is an index of linearity that changes in the range of −1 to 1, and is set to 1 if the shape of the rainfall pattern and the flow rate pattern at the time of movement are similar, and is set to 0 if they do not completely match. An appropriate flowing time can be calculated from the amount of movement of the rainfall amount pattern in the time axis direction when the correlation coefficient indicates the maximum value within the above range. These processes are automatically executed by a computer.

【0028】図5は、ある出水事例における一河川の流
下時間を算出するための、降雨量パターンの移動時間と
流量パターンとの相関係数を示している。この例では、
移動時間がほぼ4時間の時点で相関係数がおおむね最大
となっているので、流下時間は4時間であると算出され
る。つまり、この河川では、上流域に降雨があってから
ダム流入量が増加するまでの流下時間が4時間であると
考えられるから、この時間を流量予測に使用すればよ
い。
FIG. 5 shows a correlation coefficient between a moving time of a rainfall amount pattern and a flow rate pattern for calculating a flowing time of one river in a certain flooding case. In this example,
Since the correlation coefficient is substantially maximum when the moving time is about 4 hours, the flow-down time is calculated to be 4 hours. That is, in this river, it is considered that the flow time from the rainfall in the upstream area to the increase of the dam inflow is 4 hours, and this time may be used for the flow rate prediction.

【0029】次いで、請求項4の発明の実施形態を説明
する。この実施形態は、流下時間が異なる三つの河川が
ダムに流入している場合を想定し、これら三つの河川の
流域平均雨量を算出するものである。ダムに流入する河
川が複数ある場合、各河川の出水特性(流域の地形、地
質等に起因する特性)が異なる。例えば、ある河川では
降雨後ただちに増水してダムへの流入量が増え、反面、
他のある河川ではダムへの流入量が増えるまでにかなり
の時間がかかる。これらの時間の相違も、流下時間の相
違としてとらえることができる。
Next, an embodiment of the present invention will be described. This embodiment assumes that three rivers with different flowing times are flowing into the dam, and calculates the basin average rainfall of these three rivers. When there are a plurality of rivers flowing into the dam, the flooding characteristics (characteristics due to the topography, geology, etc.) of each river are different. For example, in some rivers, the water level rises immediately after rainfall and the inflow to the dam increases.
In some other rivers, it takes considerable time for the inflow to the dam to increase. These differences in time can also be regarded as differences in flow time.

【0030】本発明の実施形態では、まず、前述した請
求項3の発明の実施形態を適用して、各河川の流下時間
を算出する。このとき、流下時間は出水事例毎に変化す
るので、各河川について多くの事例の流下時間の平均値
をとる。表1は、各出水事例及び河川ごとの流下時間を
示し、流下時間の平均値は、河川1が4.2時間、河川
2が5.6時間、河川3が3.4時間であるとする。
In the embodiment of the present invention, first, the flow time of each river is calculated by applying the above-described embodiment of the third aspect of the present invention. At this time, since the flowing time changes for each flooding case, the average value of the flowing time of many cases is taken for each river. Table 1 shows each flood case and the flow time for each river, and the average value of the flow time is 4.2 hours for river 1, 5.6 hours for river 2, and 3.4 hours for river 3. .

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】ここで、得られた流下時間に応じて各河川
1〜3の流域平均雨量を算出する。本実施形態におい
て、雨量情報が1時間単位のデータであった場合、小数
点以下を無視すると、河川1は河川3より流下時間が約
1時間長く、河川2は河川3より約2時間長いものとし
て、流域平均雨量を以下の式により算出する。 流域平均雨量=(河川1の流域面積×河川1の流域の1
時間前の雨量+河川2の流域面積×河川2の流域の2時
間前の雨量+河川3の流域面積×河川3の流域の現在の
雨量)/全河川の流域面積 つまり、流域面積を重みとした加重平均により流域平均
雨量を求める。こうして得られた流域平均雨量を用いる
ことで、河川1〜3からダムへほぼ同時に流入する水量
を予測することができ、時間遅れや齟齬のない流量予測
が可能になる。このようにして算出した流域平均雨量
は、例えば請求項1や請求項2の発明において累積雨量
や累積雨量変化分を求める場合に適用することができ
る。
Here, the basin average rainfall of each of the rivers 1 to 3 is calculated according to the obtained flowing time. In this embodiment, if the rainfall information is data in units of one hour, ignoring the decimal point, it is assumed that the river 1 has a flow time longer than the river 3 by about one hour and the river 2 has a flow time longer than the river 3 by about 2 hours. And the basin average rainfall is calculated by the following formula. Basin average rainfall = (basin area of river 1 x 1 of river 1 basin)
Rainfall before time + basin area of river 2 × rainfall two hours before basin of river 2 + basin area of river 3 × current rainfall of basin of river 3) / basin area of all rivers The basin average rainfall is calculated using the weighted average. By using the basin average rainfall obtained in this way, the amount of water flowing into the dam from the rivers 1 to 3 almost at the same time can be predicted, and the flow rate prediction without time delay or inconsistency becomes possible. The basin average rainfall calculated in this way can be applied, for example, in the case of obtaining the accumulated rainfall or the accumulated rainfall change in the inventions of claims 1 and 2.

【0033】次に、請求項5の発明の実施形態を説明す
る。本発明は、ダム流量との相関が高い累積時間ひいて
は累積雨量を算出するためのものである。累積時間が長
過ぎても短過ぎても流量との相関が低く、流量の予測に
用いることができない。本発明では累積雨量と流量との
相関係数を用いることにより、適切な累積時間を算出す
るようにした。
Next, an embodiment of the invention will be described. The present invention is for calculating an accumulated time having a high correlation with a dam flow rate, that is, an accumulated rainfall. If the accumulated time is too long or too short, the correlation with the flow rate is low and cannot be used for predicting the flow rate. In the present invention, an appropriate cumulative time is calculated by using a correlation coefficient between the cumulative rainfall and the flow rate.

【0034】以下において、〜時間累積雨量とは、降雨
開始からの累積雨量ではなく、河川流域のn時間前から
m時間前までの毎時間の累積雨量をいう。例えば、1時
間累積雨量とはn時間前から(n−1)時間前までの累
積雨量であり、2時間累積雨量とはn時間前から(n−
2)時間前までの累積雨量である。従って、n時間前を
基準とした2時間累積雨量は1時間累積雨量を含むこと
になる。
In the following, the term “time cumulative rainfall” means not the cumulative rainfall from the start of rainfall but the hourly cumulative rainfall from n hours to m hours before the river basin. For example, the one-hour accumulated rainfall is the accumulated rainfall from n hours ago to (n-1) hours ago, and the two-hour accumulated rainfall is n hours ago (n-
2) Cumulative rainfall up to the previous hour. Therefore, the two-hour accumulated rainfall based on n hours ago includes the one-hour accumulated rainfall.

【0035】図6(a),(b)は、雨量の累積時間を
算出するための累積雨量及び流量の時間変化を示す図で
ある。一般に、累積雨量と流量との関係は降雨状況によ
り変化する。すなわち、地面が乾いている時、流量は長
時間(累積時間が長い)の累積雨量との相関が高くな
り、地面が湿っている時、流量は短時間(累積時間が短
い)の累積雨量との相関が高くなる傾向にある。なお、
図6(a),(b)における1時間累積雨量、2時間累
積雨量、流量は何れも実績値であり、過去の1時間あた
り(図6(a))または2時間あたり(図6(b))の
累積雨量の変化に遅れて流量の変化が表れることを示し
ている。
FIGS. 6 (a) and 6 (b) are diagrams showing the time change of the accumulated rainfall and the flow rate for calculating the accumulated time of the rainfall. Generally, the relationship between the accumulated rainfall and the flow rate changes depending on the rainfall conditions. That is, when the ground is dry, the flow rate is highly correlated with the accumulated rainfall for a long time (long cumulative time), and when the ground is wet, the flow rate is related to the accumulated rainfall for a short time (short cumulative time). Tends to increase. In addition,
The one-hour cumulative rainfall, the two-hour cumulative rainfall, and the flow rate in FIGS. 6A and 6B are all actual values, and are calculated for the past one hour (FIG. 6A) or two hours (FIG. 6B )) Shows that the change in the flow rate appears later than the change in the accumulated rainfall.

【0036】本実施形態における累積時間の算出は、次
の手順による。 (1)図6(a)に示す1時間累積雨量のパターンを、
時間軸に沿って流量パターン方向へ1時間ずつ移動させ
ながら、両パターンの相関係数を求める。つまり、図4
と同様の手順であり、相関係数についても−1〜1の範
囲で変化する線形度の指標として求める。この場合の1
時間累積雨量のパターンの移動時間は、前述した流下時
間に相当する。
The calculation of the accumulated time in this embodiment is performed according to the following procedure. (1) The one-hour cumulative rainfall pattern shown in FIG.
While moving one hour at a time in the flow pattern direction along the time axis, the correlation coefficient of both patterns is determined. That is, FIG.
And the correlation coefficient is also obtained as an index of linearity that changes in the range of -1 to 1. 1 in this case
The moving time of the pattern of the time accumulated rainfall corresponds to the above-mentioned falling time.

【0037】(2)同様に図6(b)の2時間累積雨
量、図示されていない3時間累積雨量,4時間累積雨
量,……,n時間累積雨量の各パターンを時間軸に沿っ
て1時間ずつ移動させ、流量パターンとの間の相関係数
を求める。なお、累積時間につき何種類の累積雨量パタ
ーンを用いるか(前述したnを何時間までとするか)
は、経験等により適宜決定される。 (3)次いで、得られた相関係数の中から最大値を選
び、その最大値に対応する累積時間を探索する。つま
り、相関係数が最大となった〜時間累積雨量の「〜時
間」がそのまま累積時間となる。
(2) Similarly, the two-hour cumulative rainfall shown in FIG. 6B, the three-hour cumulative rainfall (not shown), the four-hour cumulative rainfall,... It is moved by time, and the correlation coefficient between the flow pattern and the flow pattern is obtained. How many types of cumulative rainfall patterns are used for the cumulative time (how long the above-mentioned n is up to how many hours)
Is appropriately determined based on experience and the like. (3) Next, the maximum value is selected from the obtained correlation coefficients, and the accumulated time corresponding to the maximum value is searched. That is, the "-time" of the time-to-time accumulated rain amount at which the correlation coefficient becomes the maximum is the accumulated time as it is.

【0038】例えば、ある河川流域の1時間〜12時間
累積雨量を1時間ずつ移動させた際の相関係数が表2で
示される場合、10時間累積雨量において移動時間が1
時間のときの相関係数「0.934」がすべての相関係
数の中で最大である。そこで、この河川については、累
積雨量を算出するための累積時間を10時間とする。以
後は、この10時間の累積雨量を使用し、流下時間を考
慮して流量予測を行う。
For example, when the correlation coefficient obtained by moving the accumulated rainfall for one hour to 12 hours in a certain river basin one hour at a time is shown in Table 2, the moving time is one hour for the 10-hour accumulated rainfall.
The correlation coefficient “0.934” at the time is the largest among all the correlation coefficients. Therefore, for this river, the accumulated time for calculating the accumulated rainfall is set to 10 hours. Thereafter, using the accumulated rainfall for 10 hours, the flow rate is predicted in consideration of the flow-down time.

【0039】[0039]

【表2】 [Table 2]

【0040】ここで、図7は、請求項3〜請求項5の発
明の有効性を説明するために、ダム上流域に設置してあ
る複数の雨量計の測定値を単純平均した平均雨量と、ダ
ム流入量実績値とを重ねて示した図である。図7の表示
の基礎とした流入量実績値と降雨量とは図1の例と同一
である。雨は降ったり止んだりばらつきが大きいため、
雨量計の測定値を単純平均しただけではばらつきが消え
ない。図7から分かるように、流入量が増加傾向のとき
にも平均雨量が減少してしまう場合もあり、この平均雨
量から流入量の増減傾向を把握するのは困難である。
Here, FIG. 7 shows the average rainfall obtained by simply averaging the measured values of a plurality of rain gauges installed in the upstream area of the dam in order to explain the effectiveness of the inventions of claims 3 to 5. FIG. 3 is a diagram in which the actual values of the dam inflow are superimposed. The actual inflow amount value and the rainfall amount, which are the basis of the display in FIG. 7, are the same as those in the example of FIG. Because the rain falls and stops and varies widely,
A simple averaging of the rain gauge readings does not eliminate the variation. As can be seen from FIG. 7, the average rainfall may decrease even when the inflow is increasing, and it is difficult to grasp the increasing or decreasing tendency of the inflow from the average rainfall.

【0041】これに対し、請求項3の発明により河川流
域ごとの流下時間を自動的に算出し、請求項4の発明に
より、流域面積を重みとした加重平均から流域平均雨量
を算出し、更に請求項5の発明により適切な累積時間に
よる累積雨量に換算して表示すれば、累積雨量の変化と
流入量の増減傾向との相関関係が明瞭になり、累積雨量
から流入量の増減傾向を容易に把握可能として流量予測
に役立てることができる。
On the other hand, according to the invention of claim 3, the flow time for each river basin is automatically calculated, and according to the invention of claim 4, the basin average rainfall is calculated from the weighted average weighting the basin area. According to the fifth aspect of the present invention, if the accumulated rainfall is converted into the accumulated rainfall and displayed, the correlation between the change in the accumulated rainfall and the increasing / decreasing tendency of the inflow becomes clear, and the increasing / decreasing tendency of the inflow from the accumulated rainfall can be easily determined. Can be used for prediction of flow rate.

【0042】最後に、前記請求項5の発明の実施形態を
流入量予測モデルに適用した場合の予測結果を検討す
る。ここでは、流入量予測モデルとしてニューラルネッ
トワークを使用した。ニューラルネットワークを流入量
予測に適用する場合には、複数時間分の雨量情報が必要
である。また、何時間分の雨量データを使用するかとい
う入力時間の決定方法としては、運用者が経験的に決め
る方法(平成5年電気学会電力・エネルギー部門大会N
O.185,一柳ほか)、雨量の流下時間で決める方法(特願平
10-187108号等)、流量との相関が高い累積雨量の累積時
間で決める方法(前記請求項5の発明)がある。
Finally, a prediction result when the embodiment of the fifth aspect of the present invention is applied to an inflow rate prediction model will be examined. Here, a neural network was used as an inflow estimation model. When applying the neural network to inflow estimation, rainfall information for a plurality of hours is required. In addition, as a method of determining the input time of how many hours of rainfall data to use, a method empirically determined by an operator (see the 1993 IEEJ Power and Energy Competition N
O.185, Ichiyanagi et al.), A method to determine the rainfall time (Japanese Patent Application
10-187108), there is a method of determining the cumulative rainfall time having a high correlation with the flow rate (the invention of claim 5).

【0043】ここでは、2つの検討事例1,2について
検証してみる。検討事例1では、図8に示す予測モデル
を使用し、入力層Iに現在時から1時間おきに6時間前
までの流域平均雨量差分を入力する。なお、IIは中間
層、IIIは予測値としての、現在時から1時間後の流入
量変化分(前述した流量変化分であるA・Δc+Bに相
当)が出力される出力層である。6時間前までとしたの
は、対象流域の流下時間及び運用者の経験上の値に基づ
くものである。
Here, two examination cases 1 and 2 will be examined. In the study example 1, using the prediction model shown in FIG. 8, a basin average rainfall difference is input to the input layer I every six hours before the current time every one hour. It is to be noted that II is an intermediate layer, and III is an output layer that outputs a change in the inflow amount one hour after the present time (corresponding to A.Δc + B, which is the above-mentioned change in flow rate), as a predicted value. The time up to 6 hours before is based on the flow time in the target basin and the empirical value of the operator.

【0044】検討事例2では、図9に示す予測モデルを
使用し、現在時から1時間おきに20時間前までの流域
平均雨量差分を入力する。20時間という値は、請求項
5の発明により算出した累積時間である。出水事例によ
り累積時間は異なるが、ここでは、過去の事例の中で最
長の時間を選択した。平均的な事例では、前述の表2の
ように10時間程度の値となる。図8,図9の二つの予
測モデルの入出力因子をまとめると表3のようになり、
これらの入出力因子のもとで過去の複数の事例を十分に
学習させ、2つの出水事例を予測させた。
In the study example 2, using the prediction model shown in FIG. 9, the difference of the basin average rainfall is input every hour from the present time to 20 hours before. The value of 20 hours is the cumulative time calculated according to the invention of claim 5. The cumulative time differs depending on the flood case, but here, the longest time was selected from past cases. In an average case, the value is about 10 hours as shown in Table 2 above. Table 3 summarizes the input and output factors of the two prediction models in FIGS.
Under these input-output factors, past cases were sufficiently learned and two flood cases were predicted.

【0045】[0045]

【表3】 [Table 3]

【0046】表3において、流域平均雨量差分を求める
場合の流域平均雨量は、河川が複数ある場合の流下時間
による調整をしていない値である。つまり、各河川の同
時刻の雨量にそれぞれの河川の流域面積を乗じたものを
すべて加算し、その値を全流域面積によって除算した値
である。また、例えば1時間前までの流域平均雨量差分
は、現在の流域平均雨量から1時間前の流域平均雨量を
減じた値である。
In Table 3, the basin average rainfall in the case of obtaining the basin average rainfall difference is a value which is not adjusted by the flowing time when there are a plurality of rivers. In other words, it is a value obtained by adding all values obtained by multiplying the rainfall amount of each river at the same time by the basin area of each river, and dividing the value by the total basin area. Also, for example, the basin average rainfall difference up to one hour ago is a value obtained by subtracting the basin average rainfall one hour ago from the current basin average rainfall.

【0047】図10(a)は、図8の予測モデルによる
出水事例1についての流入量予測値及び実績値を示し、
図10(b)は同じく出水事例2についての流入量予測
値及び実績値を示している。同様に、図11(a),
(b)は図9の予測モデルによる出水事例1,出水事例
2についての流入量予測値及び実績値である。流入量を
予測する具体的な方法は、予測モデルに流域平均雨量差
分を入力して求めた1時間後の流入量変化分(予測値)
を現在の流入量に加算して1時間後の流入量を予測する
方法をとり、これを図10,図11の時間軸方向に沿っ
て繰り返し行う。
FIG. 10A shows the predicted inflow amount and the actual value for the flood case 1 based on the prediction model of FIG.
FIG. 10B similarly shows the predicted inflow amount and the actual value for the flood case 2. Similarly, FIG.
(B) shows the predicted inflow amount and the actual value for the flood case 1 and the flood case 2 based on the prediction model of FIG. 9. A specific method for predicting the inflow amount is a change in the inflow amount one hour later (prediction value) obtained by inputting the difference of the average basin rainfall into the prediction model.
Is added to the current inflow amount to predict the inflow amount one hour later, and this is repeated along the time axis direction in FIGS.

【0048】検討事例1,2について予測誤差を評価し
た結果を表4及び表5に示す。表4は出水事例1,表5
は出水事例2に関するものである。予測誤差の評価指標
としては絶対値平均誤差〔%〕及び相関係数(予測値と
実績値との相関係数)を用いた。ここで、絶対値平均誤
差は小さい方がよく、相関係数は1.0に近い方がよ
い。
Tables 4 and 5 show the results of evaluating the prediction errors for the study examples 1 and 2. Table 4 shows flood cases 1 and 5
Is for flood case 2. The absolute value average error [%] and the correlation coefficient (correlation coefficient between the predicted value and the actual value) were used as the evaluation index of the prediction error. Here, it is better that the absolute value average error is smaller and the correlation coefficient is closer to 1.0.

【0049】[0049]

【表4】 [Table 4]

【0050】[0050]

【表5】 [Table 5]

【0051】表4,表5から明らかなように、流域平均
雨量差分として請求項5の発明における累積時間相当の
差分データを用いた検討事例2の方が、表4,表5の何
れにおいても検討事例1より絶対値平均誤差が小さく、
相関係数が1.0に近くなっている。すなわち、累積時
間を雨量の入力時間として選択する方が良好な結果が得
られることが確認された。
As is apparent from Tables 4 and 5, Case 2 in which the difference data corresponding to the accumulated time in the invention of Claim 5 is used as the basin average rainfall difference is the same in both Tables 4 and 5. Absolute average error is smaller than Study Example 1,
The correlation coefficient is close to 1.0. That is, it was confirmed that selecting the cumulative time as the rainfall input time yielded better results.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上述べたように、まず、請求項1,2
記載の発明は、高精度の予測モデルの補助として利用可
能なものであり、累積雨量を流量実績値と併せて表示す
るといった簡単な手法で流量の増減傾向の把握や予測を
行うことができる。流量の増減傾向の把握等には累積雨
量や流量といった僅かな情報だけで足りるため、運用者
にも容易に理解することができ、予測値に基づいてダム
ゲートを操作する場合も、その根拠を明確にすることが
できる。
As described above, first, claims 1 and 2 are described.
The described invention can be used as an aid to a high-precision prediction model, and it is possible to grasp and predict the increase / decrease tendency of the flow rate by a simple method of displaying the accumulated rainfall together with the actual flow rate value. Since only a small amount of information, such as accumulated rainfall and flow rate, is enough to grasp the increase / decrease trend of the flow rate, it is easy for operators to understand and even when operating the dam gate based on the predicted value, the basis is clear. Can be

【0053】請求項3,4,5記載の発明は予測モデル
構築時に利用できる手法である。予測モデルの構築に当
たっては、その流域の特性の把握が必要であり、特に上
流域における降雨の流下時間は重要なファクターであ
る。請求項3の発明によれば流下時間を高精度に算出す
ることができ、従来のように降雨量や流量のピーク時刻
が不明確であって流下時間の算出が難しかった事例につ
いても、容易に算出を可能としている。また、相関係数
等の数値処理によって自動化が容易であるため、流下時
間が短時間のうちに変化するような特性を持つ河川では
特に有効である。
The third, fourth, and fifth aspects of the present invention are techniques that can be used when constructing a prediction model. In constructing a prediction model, it is necessary to understand the characteristics of the basin, and the rainfall time in the upstream basin is an important factor. According to the invention of claim 3, the falling time can be calculated with high accuracy, and even in the case where the peak time of the rainfall amount and the flow rate is unclear as in the related art, the calculation of the falling time is easily performed. Calculation is possible. Further, since automation is easy by numerical processing of a correlation coefficient or the like, it is particularly effective for a river having a characteristic in which a flowing time changes in a short time.

【0054】請求項4記載の発明は流域平均雨量の算出
方法に関するものである。複数河川が合流している場合
には河川ごとに流量を予測する手法が知られているが、
個別河川の予測は個々の予測値のばらつきのため精度が
高くなく、対象ダムの流量予測値の精度向上には限界が
ある。一方、複数河川を全体的に予測する手法では、デ
ータのばらつきが少なくなるが、河川ごとに特性の違い
がある場合には精度が高くない。本発明によれば、河川
ごとの流下時間を考慮して流域平均雨量を算出可能であ
り、この流域平均雨量を使用することで高精度な予測が
可能になる。
The fourth aspect of the present invention relates to a method for calculating a basin average rainfall. When multiple rivers are converging, a method of predicting the discharge for each river is known,
The accuracy of individual river forecasts is not high due to the dispersion of individual forecast values, and there is a limit to improving the accuracy of target river discharge forecast values. On the other hand, in the method of predicting a plurality of rivers as a whole, the variation in data is reduced, but the accuracy is not high when there is a difference in characteristics between the rivers. According to the present invention, a basin average rainfall can be calculated in consideration of a flowing time of each river, and highly accurate prediction can be performed by using the basin average rainfall.

【0055】請求項5の発明は、累積雨量を求める際の
累積時間を算出するものである。前述した請求項1,2
の発明においては、流量との相関の高い累積雨量がデー
タとして必要である。この請求項5の発明によれば、相
関の高い累積雨量が得られるため、例えば請求項1,2
の発明に適用すれば比較的高精度な予測が可能である。
また、他の予測モデルにおいても、数時間分の降雨量を
入力情報として使用することが多いが、請求項5の発明
によれば、最適な降雨量の入力範囲(何時間分の降雨量
を予測に用いるか)を決定することが可能となる。以上
詳述したように、請求項1〜5の発明は、どのような形
状の河川にも適用できる汎用的かつ自動化が容易な方法
である。
According to a fifth aspect of the present invention, the cumulative time for calculating the cumulative rainfall is calculated. Claims 1 and 2 described above.
In the present invention, the accumulated rainfall having a high correlation with the flow rate is required as data. According to the fifth aspect of the present invention, since a highly correlated accumulated rainfall is obtained, for example,
If the invention is applied to the invention, relatively high-precision prediction can be performed.
Also, in other prediction models, rainfall for several hours is often used as input information. However, according to the invention of claim 5, the input range of the optimal rainfall (how many hours of rainfall To use for prediction) can be determined. As described in detail above, the inventions of claims 1 to 5 are versatile and easily automated methods applicable to rivers of any shape.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】請求項1の発明の実施形態による画面の表示例
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a display example of a screen according to an embodiment of the present invention.

【図2】請求項1の発明の実施形態による画面の表示例
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a display example of a screen according to the embodiment of the first invention.

【図3】請求項2の発明の実施形態による画面の表示例
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a display example of a screen according to the embodiment of the second invention;

【図4】請求項3の発明の原理の説明図である。FIG. 4 is an explanatory view of the principle of the invention of claim 3;

【図5】請求項3の発明の実施形態における流下時間と
相関係数との関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a flow time and a correlation coefficient in the embodiment of the third invention.

【図6】請求項5の発明の実施形態において、累積時間
を算出するための累積雨量及び流量の時間変化を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing a change over time of a cumulative rainfall and a flow rate for calculating a cumulative time in the embodiment of the invention of claim 5;

【図7】複数の雨量計の測定値を単純平均した平均雨量
とダム流入量実績値とを重ねて示した図である。
FIG. 7 is a diagram in which an average rainfall obtained by simply averaging the measured values of a plurality of rain gauges and a dam inflow actual value are superimposed.

【図8】請求項5の発明の実施形態が適用される予測モ
デルの概念図である。
FIG. 8 is a conceptual diagram of a prediction model to which the embodiment of claim 5 is applied.

【図9】請求項5の発明の実施形態が適用される予測モ
デルの概念図である。
FIG. 9 is a conceptual diagram of a prediction model to which the embodiment of claim 5 is applied.

【図10】各出水事例についての予測結果を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing prediction results for each flooding case.

【図11】各出水事例についての予測結果を示す図であ
る。
FIG. 11 is a diagram showing prediction results for each flood case.

【図12】従来のダム流量予測方法の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a conventional dam flow prediction method.

【図13】従来のダム流量予測方法の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of a conventional dam flow prediction method.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 計算機により構築された予測モデルを用
いて上流域の降雨量からダムまたは河川の流量を予測す
る流量予測方法において、 現在時を基準とした過去所定期間の流量実績値を表示画
面上にグラフ表示すると共に、少なくとも前記所定期間
の上流域における累積雨量を前記流量実績値に重ねて表
示し、累積雨量と流量実績値との相関関係から流量の増
減傾向を予測することを特徴とするダムまたは河川にお
ける流量予測方法。
1. A flow rate prediction method for predicting a flow rate of a dam or a river from rainfall in an upstream area using a prediction model constructed by a computer, wherein a flow rate actual value of a past predetermined period based on a present time is displayed. Along with displaying the graph on the top, at least the accumulated rainfall in the upstream area of the predetermined period is displayed so as to be superimposed on the actual flow rate value, and an increase or decrease tendency of the flow rate is predicted from the correlation between the accumulated rainfall rate and the actual flow rate value. Method for predicting discharges in dams or rivers.
【請求項2】 計算機により構築された予測モデルを用
いて上流域の降雨量からダムまたは河川の流量を予測す
る流量予測方法において、 現在時を基準とした過去所定期間の上流域における累積
雨量cの変化分Δcを算出し、流量予測値dを、d=現
在流量+A・Δc+B(ここで、A,Bは定数)により
算出することを特徴とするダムまたは河川における流量
予測方法。
2. A flow rate prediction method for predicting a dam or river flow rate from a rainfall rate in an upstream area using a prediction model constructed by a computer, the method comprising the steps of: A flow rate prediction method for a dam or river characterized by calculating a change Δc in the flow rate, and calculating a flow rate predicted value d by d = current flow rate + A · Δc + B (where A and B are constants).
【請求項3】 計算機により構築された予測モデルを用
い、上流域の降雨量が流量に反映するまでの時間である
流下時間を考慮しながらダムまたは河川の流量を予測す
る流量予測方法において、 上流域における降雨量の時間変化パターンをその後の流
量実績値の時間変化パターン方向へ時間軸に沿って移動
させながら両パターンの相関係数を算出し、相関係数が
最大になったときの降雨量の時間変化パターンの移動量
に相当する時間を前記流下時間とすることを特徴とする
ダムまたは河川における流量予測方法。
3. A flow rate prediction method for predicting a flow rate of a dam or a river using a prediction model constructed by a computer and considering a flow time, which is a time required for the rainfall amount in the upstream area to be reflected in the flow rate. Calculate the correlation coefficient of both patterns while moving the temporal change pattern of the rainfall in the basin along the time axis in the direction of the time change pattern of the actual flow rate after that, and the rainfall when the correlation coefficient becomes the maximum Wherein the time corresponding to the movement amount of the time change pattern is defined as the flow-down time.
【請求項4】 計算機により構築された予測モデルを用
い、複数の上流域における降雨量が流量に反映するまで
の時間である流下時間を考慮しながらダムまたは河川の
流量を予測する流量予測方法において、 請求項3記載の発明により各流域ごとに流下時間を算出
し、これらの流下時間を考慮した各流域の平均雨量と各
流域の面積とを用いて流域平均雨量を算出し、この流域
平均雨量を用いて流量を予測することを特徴とするダム
または河川における流量予測方法。
4. A flow rate prediction method for predicting a flow rate of a dam or a river using a prediction model constructed by a computer and considering a flow-down time which is a time until rainfall in a plurality of upstream areas is reflected in the flow rate. According to the invention of claim 3, a basin average rainfall is calculated for each basin, and a basin average rainfall is calculated using an average rainfall of each basin and an area of each basin in consideration of the downflow time. A method for predicting discharge in a dam or a river, comprising predicting discharge using a method.
【請求項5】 計算機により構築された予測モデルを用
い、上流域における所定期間の累積雨量からダムまたは
河川の流量を予測する流量予測方法において、 複数種類の累積時間についての累積雨量の時間変化パタ
ーンをその後の流量実績値の時間変化パターン方向へ時
間軸に沿ってそれぞれ移動させながら両パターンの相関
係数をすべて算出し、相関係数が最大になったときの累
積雨量に対応する累積時間を探索して当該累積時間の累
積雨量を流量予測に用いることを特徴とするダムまたは
河川における流量予測方法。
5. A flow rate prediction method for predicting a flow rate of a dam or a river from a cumulative rain rate for a predetermined period in an upstream area using a prediction model constructed by a computer, wherein a time change pattern of the cumulative rain rate for a plurality of types of cumulative times. Are calculated along the time axis in the direction of the time change pattern of the actual flow rate value, and calculate the correlation coefficients of both patterns, and calculate the cumulative time corresponding to the accumulated rainfall when the correlation coefficient is the maximum. A flow prediction method for dams or rivers, characterized by searching and using the accumulated rainfall during the accumulation time for discharge prediction.
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