JP2009003779A - 満水時刻予測装置、満水時刻予測方法及び満水時刻予測プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】第１ダムの下流に設けた第２ダムの満水時刻を精度良く予測可能な満水時刻予測装置、満水時刻予測方法及び満水時刻予測プログラムを提供することを目的とする。
【解決手段】満水時刻を予測する満水時刻予測装置６であって、第１ダムの貯水位が上昇中か下降中かを判定する貯水位変化傾向判定手段と、第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間を算出する時間算出手段と、第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間に第２ダムが満水になるか否かを判定する満水判定手段と、第２ダムが満水になると判定されるまで第１ダムの現在貯水位を１段階ずつ上昇又は下降させて時間算出手段により繰り返し算出される時間を加算して第２ダムの満水時刻を算出する満水時刻算出手段とを有することにより上記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は満水時刻予測装置、満水時刻予測方法及び満水時刻予測プログラムに係り、特に第１ダムと、第１ダムの下流に設けた第２ダムとで構成されるダムシステムにおける第２ダムの満水時刻を予測する満水時刻予測装置、満水時刻予測方法及び満水時刻予測プログラムに関する。

例えば大規模なダムにおいては、直接、下流の川に放流すると、水温や水量の急激な変化を引き起こすなど、下流への影響が大きかった。この為、大規模なダムには主ダムと副ダムとで構成されるものがあった。主ダムは、上流に設けられるダムである。副ダムは主ダムの下流に設けられるダムである。

このように主ダムと副ダムとで構成される大規模なダムでは、主ダムからの放流を副ダムで一旦、バッファしている。副ダムをバッファとして機能させる為には、バッファとしての機能を果たせない状態、すなわち満水状態とならないように留意する必要があった。

一方、洪水時等は、本ダムから副ダムへの放流を行い、副ダムの容量を一杯にした満水の状態で運用することが一般的である。なお、副ダムが満水となる場合には、事前に下流域や監視要員へ通知する等、準備作業を行う必要があった。

特許文献１及び２には、ダムへの流入量を予測する技術の一例が開示されている。
特開２０００−１８９８４号公報 特開平５−２９７９０９号公報

しかしながら、従来、副ダムが満水となるまでの予想時間は、例えば本ダムからの放流量を一定とした単純な方法で計算していた為、あまり精度が良くなかった。これは、主ダムから副ダムへの放流量が、主ダムのゲート開度や主ダムの現在貯水位により刻々と変化する為である。

従って、従来は副ダムが満水となる満水時刻を精度良く予測できず、事前に下流域や監視要員へ通知する等の準備作業を適切に行うことができなかった。なお、特許文献１及び２はダムの満水時刻を予測するものではない。

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、第１ダムの下流に設けた第２ダムの満水時刻を精度良く予測可能な満水時刻予測装置、満水時刻予測方法及び満水時刻予測プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、第１ダムと、前記第１ダムの下流に設けた第２ダムとで構成されるダムシステムにおける前記第２ダムの満水時刻を予測する満水時刻予測装置であって、前記第１ダムへの流入量と前記第１ダムからの放流量とに基づき前記第１ダムの貯水位が上昇中か下降中かを判定する貯水位変化傾向判定手段と、前記貯水位変化傾向判定手段による判定の結果に基づき、前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間を前記第１ダムへの流入量，前記第１ダムの現在貯水位及び前記第１ダムのゲート開度に応じた前記第１ダムからの放流量とに基づき算出する時間算出手段と、前記時間算出手段が算出した前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間及び前記第１ダムの現在貯水位における前記第１ダムからの放流量に基づき、前記時間算出手段が算出した前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間に前記第２ダムが満水になるか否かを判定する満水判定手段と、前記満水判定手段により前記第２ダムが満水になると判定されるまで前記第１ダムの現在貯水位を１段階ずつ上昇又は下降させて前記時間算出手段により繰り返し算出される前記時間を加算して前記第２ダムの満水時刻を算出する満水時刻算出手段とを有することを特徴とする。

なお、本発明の構成要素、表現または構成要素の任意の組合せを、方法、装置、システム、コンピュータプログラム、記録媒体、データ構造などに適用したものも本発明の態様として有効である。

上述の如く、本発明によれば、第１ダムの下流に設けた第２ダムの満水時刻を精度良く予測可能な満水時刻予測装置、満水時刻予測方法及び満水時刻予測プログラムを提供可能である。

次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明していく。なお、本実施例では上流に設けられるダムを主ダム，下流に設けられるダムを副ダムと呼んでいるが、他の呼び方であってもよい。

図１はダム管理システムの一例のシステム構成図である。図１に示したダム管理システムは、貯水位計１，ゲート開度計２，入出力装置４，ダム管理装置５，満水時刻予測装置６，データ通信ネットワーク７及び８を含む構成である。

貯水位計１は、主ダム及び副ダムに設けられており、主ダム及び副ダムの貯水位を計測する。貯水位計１には、超音波式やフロート式等がある。ゲート開度計２は、主ダム及び副ダムに設けられており、主ダム及び副ダムのゲート開度を計測する。ゲート開度計２は主ダム及び副ダムのゲート設備から主ダム及び副ダムのゲート開度を入力されるようにしてもよい。 貯水位計１，ゲート開度計２は、データ通信ネットワーク７を介して入出力装置４と接続されている。また、入出力装置４はデータ通信ネットワーク８を介してダム管理装置５及び満水時刻予測装置６と接続されている。

入出力装置４は、貯水位計１，ゲート開度計２が計測した主ダム及び副ダムの貯水位，主ダム及び副ダムのゲート開度を貯水位計１，ゲート開度計２から受信する。また、入出力装置４は受信した貯水位やゲート開度に基づいて、主ダムへの流入量を算出する。

主ダムへの流入としては、河川からの流入が主なものではあるが、ダム池周辺への降雨による直接的な流入や湧き水等の流入もあるため、流量計を設置して計測することができない。従って、主ダムへの流入量は、貯水位に基づき後述の図６の主ダム貯水位−貯水量対応テーブルから得られる貯水量（ダムの貯水量の変化）と、貯水位とゲート開度に基づき後述の図７の主ダム貯水位−ゲート開度−放流量対応テーブルから得られる主ダムの放流量とより算出して求める。

例えば、貯水位が１００．００（ｍ）で変化なく、主ダム放流量が１０．００（ｍ^３／ｓ）である場合は、放流量＝流入量であるので、流入量は１０．００（ｍ^３／ｓ）と算出できる。また、１時間後に貯水位が９９．９９（ｍ）に変化し、主ダム放流量が１０．００（ｍ^３／ｓ）のままであった場合、貯水位が減少したが、主ダム放流量が変化していない為、流入量は１０．００（ｍ^３／ｓ）よりは少ない値として算出される。流入量の計算方法は様々な方法が存在するためここでは詳述しないが、本発明においては、流入量が求められれば、いずれの方法により流入量を算出しても構わない。

また、入出力装置４は、貯水位計１，ゲート開度計２が計測した主ダム及び副ダムの貯水位，主ダム及び副ダムのゲート開度，それらに基づき算出した主ダムへの流入量をダム管理装置５及び満水時刻予測装置６へ送信する。

ダム管理装置５はコンピュータシステム等で構成され、入出力機能，演算機能，ファイリング機能，ゲート制御機能等を有する。ダム管理装置５は入出力装置４を介して主ダム及び副ダムのゲート開度を制御できる。

本発明による満水時刻予測装置６はコンピュータシステム等で構成され、満水時刻予測機能，ゲート開度自動制御機能，ダム運用支援機能等を有する。満水時刻予測装置６は入出力装置４を介して受信した主ダム及び副ダムの貯水位，主ダムのゲート開度，主ダムへの流入量を用いて、後述のような満水時刻予測機能，ゲート開度自動制御機能，ダム運用支援機能に係る処理を行う。

図１のダム管理システムでは入出力装置４を介してデータ通信ネットワーク７及び８が接続される構成となっているが、データ通信ネットワーク７及び８を統合して一つとした構成（入出力装置４を省略した構成）や３つ以上のデータ通信ネットワークに分けた構成であってもよい。

図２は満水時刻予測装置を実現するコンピュータシステムの一例の構成図である。コンピュータシステムは、それぞれバスＢで相互に接続されている入力装置１１，出力装置１２，ドライブ装置１３，補助記憶装置１４，主記憶装置１５，演算処理装置１６およびインターフェース装置１７で構成される。

入力装置１１はキーボードやマウスなどで構成され、各種信号を入力するために用いられる。出力装置１２はディスプレイ装置などで構成され、各種ウインドウやデータ等を表示するために用いられる。インターフェース装置１７は、モデム，ＬＡＮカードなどで構成されており、データ通信ネットワーク（以下、単にネットワークと呼ぶ）８に接続する為に用いられる。

本発明の満水時刻予測プログラムは、満水時刻予測装置６を制御する各種プログラムの少なくとも一部である。満水時刻予測プログラムは、記録媒体１８の配布やネットワーク８からのダウンロードなどによって提供される。満水時刻予測プログラムを記録した記録媒体１８は、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等の様に情報を光学的，電気的或いは磁気的に記録する記録媒体、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の様に情報を電気的に記録する半導体メモリ等、様々なタイプの記録媒体を用いることができる。

また、満水時刻予測プログラムを記録した記録媒体１８がドライブ装置１３にセットされると、満水時刻予測プログラムは記録媒体１８からドライブ装置１３を介して補助記憶装置１４にインストールされる。ネットワーク８からダウンロードされた満水時刻予測プログラムも同様に、インターフェース装置１７を介して補助記憶装置１４にインストールされる。補助記憶装置１４は、満水時刻予測プログラムを格納すると共に、必要なファイル，データ等を格納する。

主記憶装置１５は、起動時に補助記憶装置１４から満水時刻予測プログラムを読み出して格納する。そして、演算処理装置１６は主記憶装置１５に格納された満水時刻予測プログラムに従って、後述するような各種処理を実現している。

まず、本願発明の理解を容易とするため、副ダムの満水時刻を予測する従来の満水時刻予測方法について説明する。図３は従来の満水時刻予測方法について説明する為の模式図である。

従来の満水時刻予測装置では、副ダム３２が満水になる満水時刻の算出を、本ダム３１からの放流量が一定（Ｑｏｓ）という条件で以下のように行っていた。まず、従来の満水時刻予測装置は、副ダム３２が満水になるまでの容量である副ダム３２の空容量を図４の副ダム貯水位−貯水量対応テーブルを用いた２点補間により算出する。

図４は副ダム貯水位−貯水量対応テーブルの一例の構成図である。副ダム貯水位−貯水量対応テーブルは副ダム３２の貯水位（ｍ）に対応する貯水量（ｍ^３）を示している。つまり、副ダム貯水位−貯水量対応テーブルを用いれば、副ダム３２が、ある貯水位のときの貯水量を求めることができる。

なお、図４では、満水の時の貯水位をＨＦｍａｘ，現在の貯水位をＨＦn，最低の時の貯水位をＨＦ１で表している。また、図４では満水の時の貯水量をＶＦｍａｘ，現在の貯水量をＶＦn，最低の時の貯水量をＶＦ１で表している。

現在の貯水位ＨＦnにおける副ダム３２の空容量ΔＶＦは以下の式（１）により算出される。

ΔＶＦ（ｍ^３）＝ＶＦｍａｘ−ＶＦn・・・（１）
主ダム３１からの放流量がＱｏｓ（ｍ^３／ｓ）で一定のとき、空容量ΔＶＦの副ダム３２が満水になるまでの時間Ｔ（ｓ）は以下の式（２）により算出される。

Ｔ＝ΔＶＦ÷Ｑｏｓ・・・（２）
従来の満水時刻予測装置では、空容量ΔＶＦの副ダム３２が満水になるまでの時間Ｔを主ダム３１からの放流量が一定という条件で算出している。つまり、従来の満水時刻予測装置は主ダム３１からの放流量が一定となるように主ダム３１のゲート開度を制御したときの時間Ｔを算出したものである。また、主ダム３１からの放流量が一定となるように主ダム３１のゲート開度を制御する操作は、熟練した者が経験と勘により手動操作で行うことが多く、主ダム３１からの放流量を一定にすることが難しかった。この為、従来の満水時刻予測装置はゲート開度の制御の有無等により精度が悪くなっていた。

そこで、本発明による満水時刻予測装置６は以下のように副ダム３２の満水時刻を予測する。図５は本発明による満水時刻予測方法について説明する為の模式図である。

図５の模式図は、主ダム３１の現在の貯水位をＨＳn（ｍ），副ダム３２の現在の貯水位をＨＦn（ｍ），主ダム３１への流入量をＱｉｓ（ｍ^３／ｓ），主ダム３１の現在の貯水位ＨＳn（ｍ）及び主ダム３１のゲート開度Ａ（％）から決定される主ダム３１からの放流量をＱＡn（ｍ^３／ｓ）で表している。

本発明による満水時刻予測装置６の満水時刻予測機能は、満水時刻予測装置６の演算処理装置１６がアクセスできる記憶装置上に格納されている図６の主ダム貯水位−貯水量対応テーブルを用いて、主ダム３１の貯水位（ｍ）に対応する貯水量（ｍ^３）を求めることができる。

図６は主ダム貯水位−貯水量対応テーブルの一例の構成図である。主ダム貯水位−貯水量対応テーブルは主ダム３の貯水位（ｍ）に対応する貯水量（ｍ^３）を示している。つまり、主ダム貯水位−貯水量対応テーブルを用いれば、主ダム３１が、ある貯水位のときの貯水量を求めることができる。

なお、図６では、満水の時の貯水位をＨＳｍａｘ，現在の貯水位をＨＳn，最低の時の貯水位をＨＳ１で表している。また、図６では満水の時の貯水量をＶＳｍａｘ，現在の貯水量をＶＳn，最低の時の貯水量をＶＳ１で表している。

また、本発明による満水時刻予測装置６の満水時刻予測機能は、前述した図４の副ダム貯水位−貯水量対応テーブルを用いることにより、副ダム３２の貯水位（ｍ）に対応する貯水量（ｍ^３）を求めることができる。

さらに、本発明による満水時刻予測装置６の満水時刻予測機能は、主ダム３１の現在の貯水位ＨＳn（ｍ）及び主ダム３１のゲート開度Ａ（％）から決定される主ダム３１からの放流量ＱＡn（ｍ^３／ｓ）を、満水時刻予測装置６の演算処理装置１６がアクセスできる記憶装置上に格納されている図７の主ダム貯水位−ゲート開度−放流量対応テーブルにより求めることができる。

図７は主ダム貯水位−ゲート開度−放流量対応テーブルの一例の構成図である。主ダム貯水位−ゲート開度−放流量対応テーブルは、主ダム３１の貯水位（ｍ）及び主ダム３１のゲート開度（％）に対応する主ダム３１からの放流量（ｍ^３／ｓ）を示している。つまり、主ダム貯水位−ゲート開度−放流量対応テーブルを用いれば、主ダム３１が、ある貯水位及びゲート開度のときの主ダム３１からの放流量を求めることができる。

満水時刻予測装置６は、起動後、使用者とのユーザインターフェース（ＵＩ）として図８のような画面８０を出力装置１２等に表示する。満水時刻予測装置６の使用者は、例えば出力装置１２に表示された画面８０の満水予測ボタン８１を入力装置１１により押下することで本発明による満水時刻の予測を開始する。

図９は本発明の満水時刻予測装置６における満水時刻予測機能の処理手順を表した一例のフローチャートである。満水時刻予測装置６は、所定の間隔で、図９の処理を繰り返し実行する。

ステップＳ１に進み、満水時刻予測装置６は主ダム３１の貯水位が下降中か否かを以下の式（３）により判定する。

ΔＱn（ｍ^３／ｓ）＝ＱＡn−Ｑｉｓ・・・（３）
式（３）は、主ダム３１からの放流量ＱＡnと主ダム３１への流入量Ｑｉｓとの差分を算出している。主ダム３１からの放流量ＱＡnが主ダム３１への流入量Ｑｉｓよりも大きいとき、即ちΔＱnが正の値であるとき、満水時刻予測装置６は主ダム３１の貯水位が下降傾向（下降中）であると判定する。また、主ダム３１からの放流量ＱＡnが主ダム３１への流入量Ｑｉｓよりも小さいとき、即ちΔＱnが負の値であるとき、満水時刻予測装置６は主ダム３１の貯水位が上昇傾向（上昇中）であると判定する。

主ダム３１の貯水位が下降中であると判定すると、満水時刻予測装置６はステップＳ２に進み、主ダム３１の貯水位が下降中のときの満水時刻算出処理を行う。主ダム３１の貯水位が上昇中であると判定すると、満水時刻予測装置６はステップＳ３に進み、主ダム３１の貯水位が上昇中のときの満水時刻算出処理を行う。

図１０は、主ダムの貯水位が下降中のときの満水時刻算出処理の手順を表した一例のフローチャートである。ステップＳ１１に進み、満水時刻予測装置６は、主ダム３１の現在貯水位ＨＳnの貯水量ＶＳnと、１段階下降した主ダム３１の貯水位ＨＳn−1の貯水量ＶＳn−1との差分ΔＶn（ｍ^３）を以下の式（４）により計算する。

ΔＶn＝ＶＳn−ＶＳn−1・・・（４）
差分ΔＶnは主ダム３１の現在貯水位ＨＳnを１段階下降させて貯水位ＨＳn−1とする為に主ダム３１から減らさなければならない貯水量である。

ステップＳ１２に進み、満水時刻予測装置６は主ダム３１からの放流量ＱＡnと主ダム３１への流入量Ｑｉｓとの差分ΔＱnを前述した式（３）により計算する。ここでは主ダム３１の貯水位が下降中のときの満水時刻算出処理を説明している為、差分ΔＱnは正の値となる。差分ΔＱnは単位時間（１秒）毎に減る主ダム３１の貯水量である。

ステップＳ１３に進み、満水時刻予測装置６は、式（４）により計算した差分ΔＶn及び式（３）により計算した差分ΔＱnに基づき、主ダム３１の貯水位が１段階下降するまでの経過時間ｔ（ｓ）を以下の式（５）により計算する。

ｔ＝ΔＶn÷ΔＱn・・・（５）
ステップＳ１４に進み、満水時刻予測装置６は主ダム３１の現在の貯水位ＨＳn及び主ダム３１のゲート開度Ａから決定される主ダム３１からの放流量ＱＡnと、主ダム３１の貯水位が１段階下降するまでの経過時間ｔとに基づき、主ダム３１の貯水位が１段階下降するまでに副ダム３２へ放流された水量ＱＡn・ｔを以下の式（６）により計算する。

ＱＡn・ｔ＝ＱＡn×ｔ・・・（６）
ステップＳ１５に進み、満水時刻予測装置６は前述した式（１）により計算した副ダム３２の空容量ΔＶＦと、式（６）により計算した主ダム３１の貯水位が１段階下降するまでに副ダム３２へ放流された水量ＱＡn・ｔとを比較して、副ダム３２が満水か否かを判定する。

副ダム３２が満水でないと判定すると、ステップＳ１６に進み、満水時刻予測装置６は満水になるまでの時間Ｔ（ｓ），副ダム３２の空容量ΔＶＦ（ｍ^３），ｎを次のように更新する。

満水時刻予測装置６は、副ダム３２が満水になるまでの時間Ｔに、主ダム３１の貯水位が１段階下降するまでの経過時間ｔを加算する。時間Ｔは、初期値として０が格納されている。また、満水時刻予測装置６は副ダム３２の空容量ΔＶＦから、１段階下降するまでに副ダム３２へ放流された水量ＱＡn・ｔを減算する。さらに、満水時刻予測装置６はｎをｎ−１に更新した後、ステップＳ１１の処理に戻る。ステップＳ１６の処理は、主ダム３２の現在貯水位をＨＳnからＨＳn−1に１段階下降させたあと、ステップＳ１１〜Ｓ１５までの処理を繰り返させる為に行う。即ち、満水時刻予測装置６は副ダム３２が満水になるまで現在貯水位をＨＳn，ＨＳn−1，ＨＳn−2，・・・，ＨＳ1という様に１段階ずつ下降させながらステップＳ１１〜Ｓ１５までの処理を繰り返し行う。

副ダム３２が満水であると判定すると、ステップＳ１７に進み、満水時刻予測装置６は現在時刻に、空容量ΔＶＦの副ダム３２が満水になるまでの時間Ｔ（ｓ）を加算して副ダム３２の満水時刻を算出する。

図１１は、主ダムの貯水位が上昇中のときの満水時刻算出処理の手順を表した一例のフローチャートである。ステップＳ２１に進み、満水時刻予測装置６は、主ダム３１の現在貯水位ＨＳnの貯水量ＶＳnと、１段階上昇した主ダム３１の貯水位ＨＳn＋1の貯水量ＶＳn＋1との差分ΔＶn（ｍ^３）を以下の式（７）により計算する。

ΔＶn＝ＶＳn−ＶＳn＋1・・・（７）
差分ΔＶnは主ダム３１の現在貯水位ＨＳnを１段階上昇させて貯水位ＨＳn＋1とする為に主ダム３１へ増やさなければならない貯水量である。

ステップＳ２２に進み、満水時刻予測装置６は主ダム３１からの放流量ＱＡnと主ダム３１への流入量Ｑｉｓとの差分ΔＱnを前述した式（３）により計算する。ここでは主ダム３１の貯水位が上昇中のときの満水時刻算出処理を説明している為、差分ΔＱnは負の値となる。差分ΔＱnは単位時間（１秒）毎に増える主ダム３１の貯水量である。

ステップＳ２３に進み、満水時刻予測装置６は、式（７）により計算した差分ΔＶn及び式（３）により計算した差分ΔＱnに基づき、主ダム３１の貯水位が１段階上昇するまでの経過時間ｔ（ｓ）を以下の式（８）により計算する。

ｔ＝ΔＶn÷｜ΔＱn｜・・・（８）
ステップＳ２４に進み、満水時刻予測装置６は主ダム３１の現在の貯水位ＨＳn及び主ダム３１のゲート開度Ａから決定される主ダム３１からの放流量ＱＡnと、主ダム３１の貯水位が１段階上昇するまでの経過時間ｔとに基づき、主ダム３１の貯水位が１段階上昇するまでに副ダム３２へ放流された水量ＱＡn・ｔを前述の式（６）により計算する。

ステップＳ２５に進み、満水時刻予測装置６は前述した式（１）により計算した副ダム３２の空容量ΔＶＦと、式（６）により計算した主ダム３１の貯水位が１段階上昇するまでに副ダム３２へ放流された水量ＱＡn・ｔとを比較して、副ダム３２が満水か否かを判定する。

副ダム３２が満水でないと判定すると、ステップＳ２６に進み、満水時刻予測装置６は満水になるまでの時間Ｔ（ｓ），副ダム３２の空容量ΔＶＦ（ｍ^３），ｎを次のように更新する。

満水時刻予測装置６は、副ダム３２が満水になるまでの時間Ｔに、主ダム３１の貯水位が１段階上昇するまでの経過時間ｔを加算する。時間Ｔは、初期値として０が格納されている。また、満水時刻予測装置６は副ダム３２の空容量ΔＶＦから、１段階上昇するまでに副ダム３２へ放流された水量ＱＡn・ｔを減算する。さらに、満水時刻予測装置６はｎをｎ＋１に更新した後、ステップＳ２１の処理に戻る。ステップＳ２６の処理は、主ダム３２の現在貯水位をＨＳnからＨＳn＋1に１段階上昇させたあと、ステップＳ２１〜Ｓ２５までの処理を繰り返させる為に行う。即ち、満水時刻予測装置６は副ダム３２が満水になるまで現在貯水位をＨＳn，ＨＳn＋1，ＨＳn＋2，・・・，ＨＳｍａｘという様に１段階ずつ上昇させながらステップＳ２１〜Ｓ２５までの処理を繰り返し行う。

副ダム３２が満水であると判定すると、ステップＳ２７に進み、満水時刻予測装置６は現在時刻に、空容量ΔＶＦの副ダム３２が満水になるまでの時間Ｔ（ｓ）を加算して副ダム３２の満水時刻を算出する。

次に、満水時刻予測機能が算出した満水時刻に副ダム３２を満水とするため、主ダム３１のゲート開度を自動制御する本発明のゲート開度自動制御機能について説明する。図１２は、本発明の満水時刻予測装置におけるゲート開度自動制御機能の処理手順を表した一例のフローチャートである。図１２に示したフローチャートの処理は、所定時間毎に行われる。また、所定の時間間隔で実行する図９の処理（及びそれに続く図１０もしくは図１１の処理）の実行後に続けて図１２の処理を行っても良い。

ステップＳ３１に進み、満水時刻予測装置６は前回及び今回算出された副ダム３２の満水時刻に差異があるか否かを判定する。満水時刻予測装置６は前回及び今回算出された副ダム３２の満水時刻に差異が無ければ、処理を終了する。満水時刻予測装置６は前回及び今回算出された副ダム３２の満水時刻に差異があれば、ステップＳ３２に進み、前回算出された満水時刻に副ダム３２が満水となるように主ダム３１のゲート開度を調整する。

例えば今回算出された副ダム３２の満水時刻が前回算出された副ダム３２の満水時刻よりも遅れている場合、満水時刻予測装置６は主ダム３１のゲート開度を大きくして主ダム３１からの放流量ＱＡnを大きくすることで副ダム３２の満水時刻を前回算出された副ダム３２の満水時刻に近づけることができる。

また、例えば今回算出された副ダム３２の満水時刻が前回算出された副ダム３２の満水時刻よりも進んでいる場合、満水時刻予測装置６は主ダム３１のゲート開度を小さくして主ダム３１からの放流量ＱＡnを小さくすることで副ダム３２の満水時刻を前回算出された副ダム３２の満水時刻に近づけることができる。

なお、主ダム３１のゲート開度の調整は、例えば前述の式（５）により放流量ＱＡnを決定し、その放流量ＱＡn及び主ダム３１の現在貯水位ＨＳnに対応するゲート開度を図７の主ダム貯水位−ゲート開度−放流量対応テーブルから求めて目標ゲート開度とすることにより行う。満水時刻予測装置６は主ダム３１のゲート開度が目標ゲート開度となるように自動制御することにより、満水時刻予測機能が算出した満水時刻に精度良く副ダム３２を満水とすることができる。

本発明のゲート開度自動制御機能の処理が開始されたあと、満水時刻予測装置６のダム運用支援機能は図１３に示すようなフローチャートの処理を開始する。図１３は本発明の満水時刻予測装置におけるダム運用支援機能の処理手順を表した一例のフローチャートである。

ステップＳ４１に進み、満水時刻予測装置６は満水時刻予測機能が算出した副ダム３２の満水時刻から、副ダム３２が満水になるまでの残り予想時間を算出する。ステップＳ４２に進み、満水時刻予測装置６はステップＳ４１で算出した残り予想時間に応じて図１４の作業内容テーブルから作業内容を読み出し、図１５のような満水予測画面１５０を出力装置１２等に表示する。

図１４は作業内容テーブルの一例の構成図である。作業内容テーブルは、満水時刻予測装置６の演算処理装置１６がアクセスできる記憶装置上に格納されており、副ダム３２が満水になるまでの残り予想時間に対応付けられて作業内容が格納されている。なお、作業内容テーブルに格納されている作業内容は使用者が設定可能である。満水時刻予測装置６は副ダム３２が満水になるまでの残り予想時間に対応付けられている作業内容を図１４の作業内容テーブルから読み出して図１５の満水予測画面１５０の作業内容欄１５１に表示させる。

図１５は満水予測画面の一例のイメージ図である。図１５の満水予測画面１５０は、入出力装置4や、出力装置１２に出力されるもので、作業内容欄１５１，満水時刻予測機能が算出した副ダム３２の満水時刻を表示する満水予想時刻欄１５２，副ダム３２が満水になるまでの残り予想時間を表示する残り予想時間欄１５３を含むように構成される。

このように、使用者は満水予測画面１５０から副ダム３２を満水とする場合に必要な情報を取得できる。また、副ダムが満水となるまでの残り予想時間に応じた作業内容が満水予測画面１５０に順次表示されるため、使用者は事前に下流域や監視要員へ通知する等の準備作業を作業経験の浅い者であっても適切に行うことができる。

本発明による満水時刻予測装置６は、貯水位の変化傾向に応じて副ダム３２の満水時刻予測方法を切り替えるので、精度の良く副ダム３２の満水時刻を予測できる。以上、本発明による満水時刻予測装置６によれば、ダム運用及び管理の労力を軽減できる。

本発明は、以下に記載する付記のような構成が考えられる。
（付記１）
第１ダムと、前記第１ダムの下流に設けた第２ダムとで構成されるダムシステムにおける前記第２ダムの満水時刻を予測する満水時刻予測装置であって、
前記第１ダムへの流入量と前記第１ダムからの放流量とに基づき前記第１ダムの貯水位が上昇中か下降中かを判定する貯水位変化傾向判定手段と、
前記貯水位変化傾向判定手段による判定の結果に基づき、前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間を前記第１ダムへの流入量，前記第１ダムの現在貯水位及び前記第１ダムのゲート開度に応じた前記第１ダムからの放流量とに基づき算出する時間算出手段と、
前記時間算出手段が算出した前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間及び前記第１ダムの現在貯水位における前記第１ダムからの放流量に基づき、前記時間算出手段が算出した前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間に前記第２ダムが満水になるか否かを判定する満水判定手段と、
前記満水判定手段により前記第２ダムが満水になると判定されるまで前記第１ダムの現在貯水位を１段階ずつ上昇又は下降させて前記時間算出手段により繰り返し算出される前記時間を加算して前記第２ダムの満水時刻を算出する満水時刻算出手段と
を有する満水時刻予測装置。
（付記２）
前記時間算出手段は、
前記貯水位変化傾向判定手段による判定の結果に基づき、前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間を、前記第１ダムの現在貯水位と前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降したときの変化後貯水位との貯水量の差分，前記第１ダムへの流入量，前記第１ダムの現在貯水位及び前記第１ダムのゲート開度に応じた前記第１ダムからの放流量とに基づき算出することを特徴とする付記１記載の満水時刻予測装置。
（付記３）
前記満水時刻算出手段により前回算出された前記第２ダムの満水時刻と今回算出された前記第２ダムの満水時刻とに差異があると、前回算出された前記第２ダムの満水時刻に前記第２ダムが満水となるように前記第１ダムのゲート開度を調整するゲート開度調整手段を更に有することを特徴とする付記１記載の満水時刻予測装置。
（付記４）
前記満水時刻算出手段が算出した前記第２ダムの満水時刻，前記第２ダムが満水になるまでの残り予想時間，前記残り予想時間に応じた内容を含む画面を使用者に提示する画面提示手段を更に有することを特徴とする付記１記載の満水時刻予測装置。
（付記５）
第１ダムと、前記第１ダムの下流に設けた第２ダムとで構成されるダムシステムにおける前記第２ダムの満水時刻を予測する満水時刻予測装置の満水時刻予測方法であって、
前記第１ダムへの流入量と前記第１ダムからの放流量とに基づき前記第１ダムの貯水位が上昇中か下降中かを判定する貯水位変化傾向判定ステップと、
前記貯水位変化傾向判定ステップによる判定の結果に基づき、前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間を前記第１ダムへの流入量，前記第１ダムの現在貯水位及び前記第１ダムのゲート開度に応じた前記第１ダムからの放流量とに基づき算出する時間算出ステップと、
前記時間算出ステップにより算出された前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間及び前記第１ダムの現在貯水位における前記第１ダムからの放流量に基づき、前記時間算出手段が算出した前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間に前記第２ダムが満水になるか否かを判定する満水判定ステップと、
前記満水判定ステップにより前記第２ダムが満水になると判定されるまで前記第１ダムの現在貯水位を１段階ずつ上昇又は下降させて前記時間算出ステップにより繰り返し算出される前記時間を加算して前記第２ダムの満水時刻を算出する満水時刻算出ステップと
を有する満水時刻予測方法。
（付記６）
第１ダムと、前記第１ダムの下流に設けた第２ダムとで構成されるダムシステムにおける前記第２ダムの満水時刻を予測する、記憶装置，演算処理装置を含むコンピュータシステムにおいて実行される満水時刻予測プログラムであって、
前記演算処理装置を、
前記第１ダムへの流入量と前記第１ダムからの放流量とに基づき前記第１ダムの貯水位が上昇中か下降中かを判定する貯水位変化傾向判定手段と、
前記貯水位変化傾向判定手段による判定の結果に基づき、前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間を前記第１ダムへの流入量，前記第１ダムの現在貯水位及び前記第１ダムのゲート開度に応じた前記第１ダムからの放流量とに基づき算出する時間算出手段と、
前記時間算出手段が算出した前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間及び前記第１ダムの現在貯水位における前記第１ダムからの放流量に基づき、前記時間算出手段が算出した前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間に前記第２ダムが満水になるか否かを判定する満水判定手段と、
前記満水判定手段により前記第２ダムが満水になると判定されるまで前記第１ダムの現在貯水位を１段階ずつ上昇又は下降させて前記時間算出手段により繰り返し算出される前記時間を加算して前記第２ダムの満水時刻を算出する満水時刻算出手段と
して機能させる満水時刻予測プログラム。

本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

ダム管理システムの一例のシステム構成図である。 満水時刻予測装置を実現するコンピュータシステムの一例の構成図である。 従来の満水時刻予測方法について説明する為の模式図である。 副ダム貯水位−貯水量対応テーブルの一例の構成図である。 本発明による満水時刻予測方法について説明する為の模式図である。 主ダム貯水位−貯水量対応テーブルの一例の構成図である。 主ダム貯水位−ゲート開度−放流量対応テーブルの一例の構成図である。 満水時刻予測装置が表示する画面の一例のイメージ図である。 本発明の満水時刻予測装置における満水時刻予測機能の処理手順を表した一例のフローチャートである。 主ダムの貯水位が下降中のときの満水時刻算出処理の手順を表した一例のフローチャートである。 主ダムの貯水位が上昇中のときの満水時刻算出処理の手順を表した一例のフローチャートである。 本発明の満水時刻予測装置におけるゲート開度自動制御機能の処理手順を表した一例のフローチャートである。 本発明の満水時刻予測装置におけるダム運用支援機能の処理手順を表した一例のフローチャートである。 作業内容テーブルの一例の構成図である。 満水予測画面の一例のイメージ図である。

符号の説明

１ 貯水位計
２ ゲート開度計
４ 入出力装置
５ ダム管理装置
６ 満水時刻予測装置
７，８ データ通信ネットワーク
１１ 入力装置
１２ 出力装置
１３ ドライブ装置
１４ 補助記憶装置
１５ 主記憶装置
１６ 演算処理装置
１７ インターフェース装置
３１ 主ダム
３２ 副ダム
８０ 画面
８１ 満水予測ボタン
１５０ 満水予測画面
１５１ 作業内容欄
１５２ 満水予想時刻欄
１５３ 残り予想時間欄

Claims (5)

1. 第１ダムと、前記第１ダムの下流に設けた第２ダムとで構成されるダムシステムにおける前記第２ダムの満水時刻を予測する満水時刻予測装置であって、
   前記第１ダムへの流入量と前記第１ダムからの放流量とに基づき前記第１ダムの貯水位が上昇中か下降中かを判定する貯水位変化傾向判定手段と、
   前記貯水位変化傾向判定手段による判定の結果に基づき、前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間を前記第１ダムへの流入量，前記第１ダムの現在貯水位及び前記第１ダムのゲート開度に応じた前記第１ダムからの放流量とに基づき算出する時間算出手段と、
   前記時間算出手段が算出した前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間及び前記第１ダムの現在貯水位における前記第１ダムからの放流量に基づき、前記時間算出手段が算出した前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間に前記第２ダムが満水になるか否かを判定する満水判定手段と、
   前記満水判定手段により前記第２ダムが満水になると判定されるまで前記第１ダムの現在貯水位を１段階ずつ上昇又は下降させて前記時間算出手段により繰り返し算出される前記時間を加算して前記第２ダムの満水時刻を算出する満水時刻算出手段と
   を有する満水時刻予測装置。
2. 前記満水時刻算出手段により前回算出された前記第２ダムの満水時刻と今回算出された前記第２ダムの満水時刻とに差異があると、前回算出された前記第２ダムの満水時刻に前記第２ダムが満水となるように前記第１ダムのゲート開度を調整するゲート開度調整手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の満水時刻予測装置。
3. 前記満水時刻算出手段が算出した前記第２ダムの満水時刻，前記第２ダムが満水になるまでの残り予想時間，前記残り予想時間に応じた内容を含む画面を使用者に提示する画面提示手段を更に有することを特徴とする請求項１記載の満水時刻予測装置。
4. 第１ダムと、前記第１ダムの下流に設けた第２ダムとで構成されるダムシステムにおける前記第２ダムの満水時刻を予測する満水時刻予測装置の満水時刻予測方法であって、
   前記第１ダムへの流入量と前記第１ダムからの放流量とに基づき前記第１ダムの貯水位が上昇中か下降中かを判定する貯水位変化傾向判定ステップと、
   前記貯水位変化傾向判定ステップによる判定の結果に基づき、前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間を前記第１ダムへの流入量，前記第１ダムの現在貯水位及び前記第１ダムのゲート開度に応じた前記第１ダムからの放流量とに基づき算出する時間算出ステップと、
   前記時間算出ステップにより算出された前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間及び前記第１ダムの現在貯水位における前記第１ダムからの放流量に基づき、前記時間算出手段が算出した前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間に前記第２ダムが満水になるか否かを判定する満水判定ステップと、
   前記満水判定ステップにより前記第２ダムが満水になると判定されるまで前記第１ダムの現在貯水位を１段階ずつ上昇又は下降させて前記時間算出ステップにより繰り返し算出される前記時間を加算して前記第２ダムの満水時刻を算出する満水時刻算出ステップと
   を有する満水時刻予測方法。
5. 第１ダムと、前記第１ダムの下流に設けた第２ダムとで構成されるダムシステムにおける前記第２ダムの満水時刻を予測する、記憶装置，演算処理装置を含むコンピュータシステムにおいて実行される満水時刻予測プログラムであって、
   前記演算処理装置を、
   前記第１ダムへの流入量と前記第１ダムからの放流量とに基づき前記第１ダムの貯水位が上昇中か下降中かを判定する貯水位変化傾向判定手段と、
   前記貯水位変化傾向判定手段による判定の結果に基づき、前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間を前記第１ダムへの流入量，前記第１ダムの現在貯水位及び前記第１ダムのゲート開度に応じた前記第１ダムからの放流量とに基づき算出する時間算出手段と、
   前記時間算出手段が算出した前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間及び前記第１ダムの現在貯水位における前記第１ダムからの放流量に基づき、前記時間算出手段が算出した前記第１ダムの貯水位が１段階上昇するか下降するまでの時間に前記第２ダムが満水になるか否かを判定する満水判定手段と、
   前記満水判定手段により前記第２ダムが満水になると判定されるまで前記第１ダムの現在貯水位を１段階ずつ上昇又は下降させて前記時間算出手段により繰り返し算出される前記時間を加算して前記第２ダムの満水時刻を算出する満水時刻算出手段と
   して機能させる満水時刻予測プログラム。

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