JP2007286736A

JP2007286736A - ダム流域積雪量推定装置、ダム流入水量推定装置及びプログラム

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Publication number: JP2007286736A
Application number: JP2006111042A
Authority: JP
Inventors: Shinji Ozaki; 伸路尾崎
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2007-11-01
Anticipated expiration: 2026-04-13
Also published as: JP4413202B2

Abstract

【課題】簡単な処理で、ダム流域における積雪量とダム流入水量とを推定することができるダム流域積雪量推定装置、ダム流入水量推定装置及びプログラムを提供する。
【解決手段】着目するダム流域に配置された測定点からの積雪量を含む積雪データを入力し（データ入力部１１）、予めダム流域を標高域に基づいて分別した標高別流域の積雪量を前記測定点の積雪データに基づいて推定し（積雪量推定部１２）、積雪の経歴から推定した雪質データから雪密度を推定し（雪密度推定部１３）、雪質データ、積雪量に基づいて前記標高別流域面積に対する積雪面積である被覆率を推定し（被覆率推定部１４）、積雪量、雪密度、被覆率の値から各標高別流域の雪質量を算出して各標高別流域の総積雪質量を推定し（総積雪質量推定部１５）、総積雪質量からダム流入水量値を算出する（流入水量推定部１６）ようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダム流域積雪量推定装置、ダム流入水量推定装置及びプログラムに係り、特に、限られた数の所定個所での積雪データに基づいてダム流域の積雪量、ダム流入水量を推定することができる装置及びプログラムに関する。

従来積雪によるダム流入水量の推定には、複数の測定点において積雪深、被覆率及び雪密度を測定し、これらの値に基づいて、流域の各標高別流域について平均積雪量、被覆率、雪密度を推定し、それらの各標高別流域で得られた積雪量を総計して流域における総積雪量を推定して、さらにこの総積雪量に流入率を乗じて得ていた。従来このような処理は、作業者がそれぞれのデータを得て計算して行うことが一般的である。

積雪量を高精度かつ自動的に推定する装置として、特許文献１には、積雪量測定区域における積雪情報に基づいて積雪データを生成し、この積雪量データと積雪量測定区域及び近接する積雪量推定対象区域の各平均標高値の１／ｎ乗（ｎ＞１）の値を一つの説明変数とする説明変数群を用いて重回帰分析を行い、上記積雪データと当該区域の説明変数群とから重回帰係数を得、この重回帰係数と積雪量推定区域の説明変数群とからその区域の積雪量を算出（推定）するようにした装置が記載されている。

特開平０６−３０１６６９号公報

しかしながら、上述した手作業による推定では、作業者の個人的推定が入り込み、常に客観的な推定を行えるとは限らないという問題がある。また特許文献１のものにあっては、処理が煩雑であり、特別なソフトウエアを使用しなければ積雪量の推定を行えないという問題がある。

そこで、本発明は、簡単な処理でダム流域における積雪量とダム流入水量を推定することができるダム流域積雪量推定装置、ダム流入水量推定装置及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明は、ダム流域積雪量の推定装置を着目するダム流域に配置された測定点からの積雪量を含む積雪データを入力する手段と、予めダム流域を標高域に基づいて分別した標高別流域の積雪量を前記測定点の積雪データに基づいて推定する手段と、積雪の経歴から推定した雪質データから、雪密度を推定する手段と、雪質データ、積雪量に基づいて前記標高別流域面積に対する積雪面積である被覆率を推定する手段と、これら積雪量、雪密度、被覆率の値から各標高別流域の雪質量を算出し、各標高別流域の総積雪質量を推定する手段と、を備えるダム流域積雪量推定装置を規定する。

本発明は、各種手段をコンピュータに実行させるダム流域積雪量推定プログラムをも規定する。

本発明は、また、請求項１ないし４のいずれか一記載のダム流域積雪量推定装置と、前記ダム流域積雪量推定装置で得られた総積雪質量からダム流入水量値を算出する手段と、を備えるダム流入水量推定装置、及びこれらの各種手段をコンピュータに実行させるダム流入水量推定プログラムをも規定する。

本発明によれば、簡単な処理でダム流域の積雪量とダム流入水量とを推定でき、パーソナルコンピュータ上において表計算ソフトなどを使用して容易にダム流域の積雪量とダム流入水量とを推定できるという効果がある。

本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、ダム流入水量推定装置の機能ブロック図である。当該機能ブロック図は、図示しないコンピュータ、例えばパーソナルコンピュータにインストールされたコンピュータプログラムに従い、当該パーソナルコンピュータが備えるプロセッサやワークメモリ等のハードウェア資源が実行する各種処理を機能として表現している。

本実施の形態に係るダム入水量推定装置１０は、着目するダム流域に配置された測定点からの積雪量を含む積雪データを入力するデータ入力部１１と、予めダム流域を標高域に基づいて分別した標高別流域の積雪量を前記測定点の積雪データに基づいて推定する積雪量推定部１２と、積雪の経歴から推定した雪質データから、雪密度を推定する雪密度推定部１３と、雪質データ、積雪量に基づいて前記標高別流域面積に対する積雪面積である被覆率を推定する被覆率推定部１４と、これらの積雪量、雪密度、被覆率の値から各標高別流域の雪質量を算出し、各標高別流域の総積雪質量を推定する総積雪質量推定部１５と、この総積雪質量からダム流入水量値を算出する流入水量推定部１６と、を備える。本実施の形態のダム入水量推定装置１０は、また、前記所定の係数を算出するための基礎となる過去の総積雪量に対する流入水量に関するデータベース１７を備える。

図２は、流入水量推定の対象となるＡ貯水池（ダム）の流域を示す模式図である。本実施の形態では、着目する日時において、標高約４５０ｍにあるＡ貯水池の流域Ｓの積雪から流入することであろう流入水量を推定する。本実施の形態では、流域Ｓは４５０ｍから１０５０ｍまで５０ｍごとに高度領域ｓ１〜高度領域ｓ１２に区分されている。そしてこの流域Ｓには、標高約９２０ｍにａスキー場３２、標高約５８０ｍにｂスキー場３３、標高約６００ｍにｃスキー場３４、標高約５３０ｍにｄスキー場３５がある。また、これらのスキー場の積雪量データは情報提供会社３１を介してインターネット２０から取得可能な状態になっている。

このような、流域Ｓでの総積雪質量Ｍｓは、ｎを１〜１２として、領域ｓｎの面積をＡｎ、積雪量をｄｎ、雪密度をＤｎ、被覆率Ｈｎとしたとき、Ｍｓ＝Σ（Ａｎ×ｄｎ×Ｄｎ×Ｈｎ）で得られる。また、Ａ貯水池への流入水量は、Ｍｓに出水率ｗを乗じることにより得られる。ここで、出水率ｗは、総積雪質量に対する入水量の割合であり、流域の地形、地質、雪の状態などに依存する値であり、本実施の形態では過去に取得したデータに基づいて定められる。

これらの各部１１〜１６、つまり、データ入力部１１、積雪量推定部１２、雪密度推定部１３、被覆率推定部１４、総積雪質量推定部１５、及び流入水量推定部１６は、実際には、パーソナルコンピュータが内蔵する表計算ソフトが予め組み込まれた実行手順リストを実行することにより実現する。

図３は、図１に示したダム入水量推定装置１０の入力画面を示す図である。この入力画面には、上述した値の他、Ａ貯水池の状況が入力されている。

ダム入水量推定装置１０では、データ入力部１１が定期的にインターネット２０を介して、前記情報提供会社３１にアクセスして各スキー場３２〜３５の積雪量データを取得する。これにより、各スキー場３２〜３５の所定日時（本実施の形態では、２００５年３月３１日９時）における積雪量が入力される。このとき、スキー場が営業していない場合には、予め定めておいた他のスキー場のデータを入力して補正係数を乗じて積雪量を得るようにしてもよい。さらに本実施の形態では参考リンクとしてｅスキー場３７の積雪データを参照することができるようにしている。また、これらの積雪情報はスキー場の他各気象測候所３７の情報を得るようにすることができる。

また、本実施の形態では、積雪の雪質を入力するようにしている。この雪質は、ドロップダウンより選択入力する。本実施の形態ではスキー場の状態により以下の規則に従うものとしている。この入力は、上記入力された積雪情報に基づいて自動的に入力されるものとしてもよい。

３個所以上が前回または前日雪なしで積雪が増加の場合：新雪
２個所以上が前回雪ありで積雪が増加の場合：新雪＋シマリ・ザラメ
２個所以上が前回雪ありで積雪が減少または同じ場合：シマリ・ザラメ
次に、積雪量推定部１２は、各スキー場の積雪データに基づいて、上述した各高度領域ｓ１〜ｓ１２における積雪量を推定する。これらの推定は、過去に実測して蓄積された積雪データに基づいて定められたものである。本実施の形態では、図４に示すデータベース１７中の積雪の欄に示されるように、各スキー場のから所定のスキー場の積雪量を抽出し、所定の定数を乗じて積雪量を得る。

即ち、
ｓ１…450〜500：ｂ，ｃ，ｄの平均積雪量×0.4
ｓ２…500〜550：ｂ，ｃ，ｄの平均積雪量×0.6
ｓ３…550〜600：ｂ，ｃ，ｄの平均積雪量×0.8
ｓ４…600〜650：ｂ，ｃ，ｄの平均積雪量
ｓ５…650〜700：ｂ，ｃ，ｄの平均積雪量×1.2
ｓ６…700〜750：ａ，ｂ，ｃ，ｄの平均積雪量
ｓ７…750〜800：ａ，ｂ，ｃの平均積雪量
ｓ８…800〜850：ａ，ｂ，ｃの平均積雪量×1.1
ｓ９…850〜900：ａ，ｂ，ｃの平均積雪量×1.2
ｓ１０…900〜950：ａ，ｂ，ｃの平均積雪量×1.3
ｓ１１…950〜1,000：ａ，ｂ，ｃの平均積雪量×1.4
ｓ１２…1,000〜1,050：ａ，ｂ，ｃの平均積雪量×1.5
となる。

次に、雪密度推定部１３では、データベース１７に格納された時期と、雪質の違いによる値に基づき、各領域での雪密度を推定する。ここでデータベース１７には、各年度における各月日の雪質と高度（５０ｍごと）別に雪密度が記録されており、これらの条件に合致する雪密度値を選択あるいは自動選択することにより設定される。

さらに、被覆率推定部１４において、被覆率が推定される。被覆率は０〜１の数値であり、本実施の形態では、図４に示したデータベース１７に格納されたデータに基づいて以下のように推定する。
ｓ１：
新雪または新雪＋シマリ・ザラメ：平均積雪 5cm未満＝0.7，5〜10cm未満＝0.85，10cm以上＝1.0、シマリ・ザラメ：平均積雪 10cm未満＝0.7，10〜15cm未満＝0.85，15cm以上＝1.0
ｓ２：
新雪または新雪＋シマリ・ザラメ：平均積雪 10cm未満＝0.7，10〜15cm未満＝0.85，15cm以上＝1.0、シマリ・ザラメ：平均積雪 15cm未満＝0.7，15〜20cm未満＝0.85，20cm以上＝1.0
ｓ３：
新雪または新雪＋シマリ・ザラメ：平均積雪 15cm未満＝0.7，15〜20cm未満＝0.85，20cm以上＝1.0、シマリ・ザラメ：平均積雪 15cm未満＝0.7，15〜25cm未満＝0.85，25cm以上＝1.0
ｓ４：
平均積雪 20cm未満＝0.7，20〜25cm未満＝0.85，25cm以上＝1.0
ｓ５：
平均積雪 20cm未満＝0.7，20〜25cm未満＝0.85，25cm以上＝1.0
ｓ６：
平均積雪 25cm未満＝0.8，25〜30cm未満＝0.9，30cm以上＝1.0
ｓ７：
平均積雪 25cm未満＝0.8，25〜30cm未満＝0.9，30cm以上＝1.0
ｓ８：
平均積雪 25cm未満＝0.8，25〜30cm未満＝0.9，30cm以上＝1.0
ｓ９：
平均積雪 25cm未満＝0.8，25〜30cm未満＝0.9，30cm以上＝1.0
ｓ１０：
平均積雪 25cm未満＝0.8，25〜30cm未満＝0.9，30cm以上＝1.0
ｓ１１：
平均積雪 25cm未満＝0.8，25〜30cm未満＝0.9，30cm以上＝1.0
ｓ１２：
平均積雪 25cm未満＝0.8，25〜30cm未満＝0.9，30cm以上＝1.0
そして、総積雪質量推定部１５において、各高度領域面積と、上記積雪量と、雪密度と、被覆率とを乗じて、各高度領域における積雪質量を算出し、これらの値を総和して総積雪質量を推定する。

さらに、本実施の形態では流入水量推定部１６において、前記総積雪質量に出水率を乗じてＡ貯水池への流入水量を推定する。ここで、出水率は、本実施の形態では過去に取得したデータに基づいて定められるものであり、この場合０．７として全領域一定として計算する。この例では、出水率は全高度領域において一定であるとしたが、この値を高度により適宜選択するようにしてもよい。

以上の処理を行うことにより、図５に示すように、各標高領域の積雪、密度、被覆率、出水率、及び本日０時のＡ貯水池の状況とＡ貯水池の予想積雪総量（予想残雪量）、現有の貯水量及びその合計が表示される。

図６にＡ貯水池の予想流入量（流入水量）と実績流入量とを比較したグラフを示す。図６によれば、予想流入量と実績流入量とは略同一であり、累計流入量は予想量と実績量とが良く一致していることがわかる。

従って、本実施の形態によれば、簡単な装置を使用して、ダム流域の積雪量及び流入水量を数個所のスキー場などの積雪データを入力するだけで、ダム流域積雪量とダム流入水量を精度よく予測することができる。

なお、積雪量推定部１２、雪密度推定部１３、被覆率推定部１４、総積雪質量推定部１５、流入水量推定部１６で使用した式及び判断は、予測の対象となる貯水池の条件に基づいて定める必要がある。また、上記例ではデータを手動で入力するとしたものを自動的に入力したり、入力から出力までを予め定めた時刻に自動的に行わせたりすることもできる。

本発明の実施の一形態を示すダム流入水量推定装置の機能ブロック図である。流入水量推定の対象となるダムの流域を示す模式図である。図１に示した流入水量推定装置の入力状態を示す模式図である。図１に示した流入水量推定装置の積雪量、雪密度、被覆率、出水率を定めたデータベースを示す模式図である。図１に示した流入水量推定装置の出力状態を示す模式図である。図１に示した流入水量推定装置の実績を示すグラフである。

符号の説明

１０…ダム入水量推定装置
１１…データ入力部
１２…積雪量推定部
１３…雪密度推定部
１３…雪密度推定部
１４…被覆率推定部
１５…総積雪質量推定部
１６…流入水量推定部

Claims

着目するダム流域に配置された測定点からの積雪量を含む積雪データを入力する手段と、
予めダム流域を標高域に基づいて分別した標高別流域の積雪量を前記測定点の積雪データに基づいて推定する手段と、
積雪の経歴から推定した雪質データから、雪密度を推定する手段と、
雪質データ、積雪量に基づいて前記標高別流域面積に対する積雪面積である被覆率を推定する手段と、
これらの積雪量、雪密度、被覆率の値から各標高別流域の雪質量を算出し、各標高別流域の総積雪質量を推定する手段と、
を備える、ことを特徴とするダム流域積雪量推定装置。
前記積雪データは、スキー場、気象測定点を含む既存の測定点における積雪データを取得することによって得る、ことを特徴とする請求項１に記載のダム流域積雪量推定装置。
前記標高別流域の積雪量、雪質、雪密度、被覆率を推定する基礎となる過去の積雪データを格納したデータベースを備える、ことを特徴とする請求項１または２記載のダム流域積雪量推定装置。
前記標高別積雪量は、前記各測定点からの積雪量に所定係数を乗じ、それらの値を総計して算出する、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか記載のダム流域積雪量推定装置。
コンピュータにインストールされ、当該コンピュータに、
着目するダム流域に配置された測定点からの積雪量を含む積雪データを得る機能と、
予めダム流域を標高域に基づいて分別した標高別流域の積雪量を前記測定点の積雪データに基づいて推定する機能と、
積雪の経歴から推定した雪質データから、雪密度を推定する機能と、
雪質データ、積雪量に基づいて前記標高別流域面積に対する積雪面積である被覆率を推定する機能と、
これらの積雪量、雪密度、被覆率の値から各標高別流域の雪質量を算出し、各標高別流域の総積雪質量を推定する機能と、
を実行させる、ダム流域積雪量推定プログラム。
請求項１ないし４のいずれか一記載のダム流域積雪量推定装置と、
前記ダム流域積雪量推定装置で得られた総積雪質量からダム流入水量値を算出する手段と、
を備える、ことを特徴とするダム流入水量推定装置。
前記ダム流入水量値は、総積雪量に所定の係数を乗じて得る、ことを特徴とする請求項６記載のダム流入水量推定装置。
前記所定の係数を算出するための基礎となる過去の総積雪量に対する流入水量に関するデータベースを備える、ことを特徴とする請求項６または７記載のダム流入水量推定装置。
請求項５記載のダム流域積雪量推定プログラムと共にコンピュータにインストールされ、当該コンピュータに、
請求項１ないし４のいずれか一記載のダム流域積雪量推定装置で得られた総積雪質量からダム流入水量値を算出する機能を実行させる、
ダム流入水量推定プログラム。