JP2020109233A - Overflow adjusting device and overflow adjusting method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ダムの越流量を調整する越流量調整装置および越流量調整方法に関する。 The present invention relates to an overflow rate adjusting device and an overflow rate adjusting method for adjusting an overflow rate of a dam.
従来、日本の河川においては、川の途中において水を堰き止めるダムが存在する。ダムによって目的は様々であるが、多くのダムにおいては発電機が稼働している。このようなダムにおいて、大量の降雨があった場合などに、ダムから発電で使用しきれない水は、そのまま放流していたので、ダムで堰き止めていた水があふれ出して、ダムから下流へ水が流れる、いわゆる越流が発生する。 Conventionally, in rivers in Japan, there are dams that block water in the middle of the river. The purpose of each dam varies, but many dams have generators in operation. In such a dam, when there was a large amount of rainfall, the water that could not be used for power generation was discharged from the dam as it was, so the water that had been blocked by the dam overflowed and flowed downstream from the dam. A so-called overflow occurs when water flows.
関連する技術として、具体的には、従来、たとえば、上流に位置する発電機側から調整池ダムに流入する水の量と該調整池ダムに貯留された水を取水ゲートを介して下流側に放流する水の量とを調整し、調整池ダムの水位を制御する調整池ダム水位制御システムに関する技術がある(たとえば、下記特許文献1を参照。)。
As a related technique, specifically, for example, conventionally, for example, the amount of water flowing into the regulating pond dam from the generator side located upstream and the water stored in the regulating pond dam are taken to the downstream side via a water intake gate. There is a technique related to a regulating pond dam water level control system that controls the water level of a regulating pond dam by adjusting the amount of discharged water (for example, refer to
また、関連する技術として、具体的には、従来、たとえば、貯水水位が上側閾値水位よりも高い場合に、水位低下制御ステップを実行して貯水施設に貯水された水の水位を低下させ、この水位を低下目標水位となるようにする。また、貯水水位が下側閾値水位よりも低い場合に、水位上昇制御ステップを実行して貯水施設に貯水された水の水位を上昇させ、この水位を上昇目標水位となるようにする貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法に関する技術がある(たとえば、下記特許文献2を参照。)。
As a related technique, specifically, conventionally, for example, when the stored water level is higher than the upper threshold water level, a water level lowering control step is executed to lower the water level of the water stored in the water storage facility. Reduce the water level to the target water level. In addition, when the stored water level is lower than the lower threshold water level, the water level rise control step is executed to raise the water level of the water stored in the water storage facility, and this water level is set as the raised target water level. There is a technique relating to a method of adjusting the amount of discharge from a discharge means to a river (for example, refer to
しかしながら、越流が発生した後、雨が上がると、河川に出ていた水が無くなりダムから下流への水が無くなっている状況が発生する。下流にある河川は、減水時の河川水位変動が大きくなっていた。河川水位の大幅な変動、特に減水による水位の低下は、魚が取り残されるなど、下流の河川に大きな影響を与えてしまい、漁協関係者など、河川使用者からの抗議などの様々な問題を引き起こしてしまう。 However, if the rain rises after the overflow occurs, the water that had flowed to the river will disappear, and there will be no water flowing downstream from the dam. In the downstream river, the fluctuation of river water level was large when the water level decreased. Large fluctuations in river water level, especially the decrease in water level due to reduced water, have a large impact on downstream rivers, such as fish being left behind, causing various problems such as protests from fishermen's cooperatives and other river users. Will end up.
この問題を回避するために、人によって流量監視により、人による監視・制御をおこなう必要があり、そのための監視・制御に多くの時間と手間を要していた。また、人手による流用制御は、その判断が難しく、状況によっては、必ずしも想定していた結果にならずに、上述の問題が発生する場合がある。 In order to avoid this problem, it is necessary for a person to monitor and control the flow rate by a person, and it takes a lot of time and labor for the monitoring and control for that purpose. Further, the manual diversion control is difficult to determine, and depending on the situation, the above-mentioned problem may occur without necessarily obtaining the expected result.
また、関連する技術にあっては、ダム越流時の水位調整ではなく、また、ダム越流にともなう、下流にある河川の減水時の水位変動を抑制するものでもない。また、導水路の水位に基づいて調整するものでもない。 In addition, the related technology does not adjust the water level when the dam overflows, nor does it suppress the fluctuation of the water level when the downstream river decreases due to the dam overflow. Nor is it adjusted based on the water level in the headrace.
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、ダムの越流の発生により、その後に生じるダムの下流における水位変動の抑制を図ることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, it is an object of the present invention to suppress the fluctuation of the water level downstream of the dam caused by the overflow of the dam.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる越流量調整装置は、越流しているダムの水位を検出するダム水位検出部と、前記ダム水位検出部によって検出された水位の判定をおこなうダム水位判定部と、前記ダムの水位を一定に保つように制御する減水運転をおこなう減水運転制御部と、取水口から発電機への導水路の水位を検出する導水路水位検出部と、前記導水路水位検出部によって検出された水位の判定をおこなう導水路水位判定部と、前記取水口のゲートの開閉を制御する取水口ゲート開閉制御部と、を備え、前記ダム水位判定部によって判定された結果、前記ダム水位検出部によって検出された水位が、所定の水位になっている場合に、前記減水運転制御部が、前記減水運転を開始し、前記導水路水位判定部によって判定された結果、前記導水路水位検出部によって検出された水位と、前記発電機の最大出力時の使用水量の水位と、の間に所定の隙がある場合に、前記取水口ゲート開閉制御部が、前記ゲートを所定量だけ開く処理をおこなうことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the overflow control device according to the present invention is a dam water level detection unit that detects the water level of a dam that is overflowing, and a water level detected by the dam water level detection unit. A dam water level determination unit that makes a determination, a water reduction operation control unit that performs a water reduction operation that controls the water level of the dam to be kept constant, and a water channel water level detection unit that detects the water level of the water channel from the intake to the generator. And a water intake channel opening/closing control unit for controlling the opening/closing of the gate of the water intake, the dam water level determining unit, When the water level detected by the dam water level detection unit is a predetermined water level, the water reduction operation control unit starts the water reduction operation and is determined by the headrace water level determination unit. As a result, when there is a predetermined gap between the water level detected by the water channel water level detection unit and the water level of the amount of water used at the maximum output of the generator, the intake gate opening/closing control unit , A process of opening the gate by a predetermined amount is performed.
また、この発明にかかる越流量調整装置は、上記の発明において、時間を計時する計時部を備え、前記導水路水位検出部が、前記計時部による計時に基づいて、前記減水運転を開始してから所定時間が経過した後、前記水位の検出をおこなうことを特徴とする。 Further, the overflow control device according to the present invention, in the above invention, comprises a timekeeping unit for timing the time, the headrace water level detection unit, based on the timekeeping by the timekeeping unit, to start the water reduction operation. It is characterized in that the water level is detected after a lapse of a predetermined time.
また、この発明にかかる越流量調整装置は、上記の発明において、前記取水口ゲート開閉制御部による前記処理を、前記ダムの越流がなくなるまで繰り返しおこなうことを特徴とする。 Further, the overflow control device according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the process by the intake gate opening/closing control unit is repeatedly performed until the overflow of the dam is eliminated.
また、この発明にかかる越流量調整装置は、上記の発明において、時間を計時する計時部を備え、前記導水路水位検出部が、前記計時部による計時に基づいて、前記処理をおこなってから所定時間が経過した後、前記水位の検出をおこなうことを特徴とする。 Further, in the above invention, the overflow control device according to the present invention is provided with a time measuring unit for measuring time, and the headrace channel water level detection unit performs predetermined processing after performing the process based on the time measurement by the time measuring unit. It is characterized in that the water level is detected after a lapse of time.
また、この発明にかかる越流量調整方法は、ダムの越流後、当該ダムの水位が、所定の水位になった場合に、当該ダムの水位を一定に保つように制御する減水運転を開始し、その後、取水口から発電機への導水路の水位において、当該発電機の最大出力時の使用水量の水位に対する所定の隙を検出した場合に、当該取水口のゲートを所定量だけ開く処理をおこなうことを特徴とする。 Further, the overflow control method according to the present invention, after overflow of the dam, when the water level of the dam reaches a predetermined water level, starts a water reduction operation for controlling to keep the water level of the dam constant. After that, if a predetermined gap is detected in the water level of the water conduit from the intake to the generator, the gate of the intake is opened by a specified amount when the maximum gap of the water used at the maximum output of the generator is detected. It is characterized by carrying out.
また、この発明にかかる越流量調整方法は、上記の発明において、前記導水路の水位における前記所定の隙の検出は、前記減水運転を開始してから所定時間が経過した後におこなうことを特徴とする。 Further, the overflow control method according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the detection of the predetermined gap in the water level of the water conduit is performed after a predetermined time has elapsed from the start of the water reduction operation. To do.
また、この発明にかかる越流量調整方法は、上記の発明において、前記導水路の水位において前記所定の隙を検出した場合に、前記処理を、前記ダムの越流がなくなるまで繰り返しおこなうことを特徴とする。 Further, the overflow control method according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, when the predetermined gap is detected at the water level of the headrace, the process is repeated until there is no overflow of the dam. And
また、この発明にかかる越流量調整方法は、上記の発明において、前記導水路の水位における前記所定の隙の検出は、前記処理をおこなってから所定時間が経過した後におこなうことを特徴とする。 Further, the overflow control method according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the detection of the predetermined gap in the water level of the water conduit is performed after a predetermined time has elapsed after the processing.
この発明にかかる越流量調整装置および越流量調整方法によれば、ダムの越流の発生により、その後に生じるダムの下流における水位変動の抑制を図ることができるという効果を奏する。 According to the overflow control device and the overflow control method of the present invention, it is possible to suppress the water level fluctuation downstream of the dam caused by the occurrence of the overflow of the dam.
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる越流量調整装置および越流量調整方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of an overflow rate adjusting device and an overflow rate adjusting method according to the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
(ダムの状態について)
図1および図2は、この発明にかかる実施の形態の越流量調整装置および越流量調整方法における、ダムの状態の一例を模式的に示す説明図である。図1は、通常運転時のダムの状態を示しており、図2は、降雨などによって出水した状態を示している。
(About the condition of the dam)
1 and 2 are explanatory diagrams schematically showing an example of a state of a dam in the overflow rate adjusting device and the overflow rate adjusting method according to the embodiment of the present invention. FIG. 1 shows the state of the dam during normal operation, and FIG. 2 shows the state of flooding due to rainfall or the like.
図1および図2において、ダム100は、ダム堤体101と、導水路102と、発電機103と、放水路104と、を備えている。ダム堤体101によって、川の水が堰き止められることによって、ダム堤体101の上流(図1におけるダム堤体101の左側)には、貯水池111が形成されている。また、ダム堤体101の下流(図1におけるダム堤体101の右側)の符号112は、ダム堤体101の下流側の川を示している。
1 and 2, the
図1に示すように、通常運転時は、貯水池111の水位は、ダム堤体101の高さを越えることはなく、越流は発生していない。貯水池111の水を発電機103へ導く導水路102では、発電機103の最大出力時の使用水量を確保している。そして、発電機103は、その水でタービンを回転させて発電し、その後、その水を放水路104を介して下流112へ放流する。
As shown in FIG. 1, during normal operation, the water level of the
これに対して、大雨などにより、川の水量が増加し、発電機の最大出力時の使用水量を確保しても、なお余る水量が発生した場合に、図2に示すように、ダム堤体101により堰き止めていた水があふれ出し、出水により、ダム堤体101からの越流が発生する。
On the other hand, when the amount of water in the river increases due to heavy rain and the amount of water used at the maximum output of the generator is secured, but there is still excess water, as shown in Figure 2, dam dam body The water dammed by 101 overflows, and overflow causes
図2において、符号201は、ダム堤体101から越流している水の流量、すなわち、越流量を示している。このようにして、ダム堤体101から下流の川112へ水が流れて行っており、一時的に、下流の川112の水位が上昇する。その後、雨が上がると、ダム堤体101より下流の川112へ流れ出ていた水が無くなって、下流の川112における減水が発生してしまうことになる。この減水を抑制すべく、越流量調整装置を用いて越流量の調整をおこなう。
In FIG. 2,
(越流量調整装置のハードウエア構成)
つぎに、この発明にかかる実施の形態の越流量調整装置の構成について説明する。図3は、この発明にかかる実施の形態の越流量調整装置のハードウエア構成の一例を示すブロック図である。
(Hardware configuration of the overflow control device)
Next, the configuration of the overflow control device according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a block diagram showing an example of the hardware configuration of the overflow control device of the embodiment according to the present invention.
図3において、自動で越流量の調整をおこなう越流量調整装置を実現するコンピュータは、CPU(Central Processing Unit)301と、メモリ302と、各種センサ303と、入力装置304と、表示装置305と、インタフェース306と、を備えている。コンピュータが備える各部301〜306は、バス300によってそれぞれ接続されている。
In FIG. 3, a computer that realizes an overflow rate adjusting device that automatically adjusts the overflow rate is a CPU (Central Processing Unit) 301, a
CPU301は、コンピュータの全体の制御をつかさどる。メモリ302は、ブートプログラムなどのプログラムや各種のデータベースを構成するデータなどを記憶している。また、メモリ302は、CPU301のワークエリアとして使用される。メモリ302は、たとえば、ROM(Read−Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、HDD(Hard Disc Drive)およびHD(Hard Disc)などによって実現することができる。
The
各種センサ303は、ダム水位や導水路水位を検出するためのセンサである。具体的には、水位計、監視カメラおよびその監視カメラの映像の分析装置、その他、水位を検出できる機能を備えている装置であれば、それらの装置であってもよい。また、各種センサ303は、インタフェース306を介して、コンピュータに接続されていてもよい。
The
入力装置304は、越流量調整装置の各種操作指示をおこなうほか、各種データの入力をおこなう。入力装置304は、各種スイッチやボタンのほか、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネルであってもよい。また、表示装置305は、ダム水位や導水路の水位に関する情報を表示するディスプレイなどである。
The
インタフェース306は、電話回線やインターネットなどのネットワークに接続され、コンピュータの内部と外部装置との情報通信をつかさどる。インタフェース306は、取水口ゲートの開閉駆動装置や、他のダムの制御装置と接続され、減水運転などの制御信号の送受信をおこなうようにしてもよい。
The
(越流量調整装置の機能的構成)
図4は、この発明にかかる実施の形態の越流量調整装置の機能的構成の一例を示すブロック図である。図4において、越流量調整装置は、ダム水位検出部401と、ダム水位判定部402と、減水運転制御部403と、導水路水位検出部404と、導水路水位判定部405と、取水口ゲート開閉制御部406と、計時部407と、を備える構成となっている。さらに、越流量調整装置が越流量調整をおこなう際に用いる各種データを記憶する水位調整データベース(DB)500を備える。水位調整DB500の内容は、後述する図5において詳細に説明する。
(Functional configuration of the overflow control device)
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a functional configuration of the overflow control device of the embodiment according to the present invention. In FIG. 4, the overflow control device includes a dam water
ダム水位検出部401は、ダムの水位を検出する。ダム水位検出部401の機能は、たとえば、図3に示した各種センサ303によって実現することができる。ダム水位検出部401によるダムの水位の検出は、たとえば、リアルタイムでおこなってもよく、また、所定時間ごとの水位を検出するようにしてもよい。
The dam water
ダム水位判定部402は、ダム水位検出部401によって検出された水位の判定をおこなう。ダム水位判定部402の機能は、たとえば、CPU301、メモリ302などによって実現することができる。ダム水位判定部402による水位の判定は、水位調整DB500に記憶されているデータに基づいておこなう。ダム水位判定部402による水位の判定は、具体的には、たとえば、越流水位になっているか(越流が発生しているか、あるいは、発生していた越流が終了したか)という判定と、当該水位が、減水運転開始水位になっているかという判定と、を含む。
The dam water
減水運転制御部403は、減水運転をおこなう制御部である。減水運転制御部403の機能は、たとえば、CPU301、メモリ302、インタフェース306などによって実現することができる。減水運転制御部403は、ダム水位判定部402によって判定された結果、ダム水位検出部401によって検出された水位が、水位調整DB500に記憶されているデータにかかる所定の水位(「減水運転開始水位」)になっている場合に、減水運転を開始する。
The water reduction
減水運転は、ダム100の水位を一定に保つように制御する運転である。具体的には、たとえば、上流の別のダムの流水量を調整したり、後述する取水口ゲート601の開閉を制御したりして、ダムの水位を一定に保つように制御する。それによって、出水によりダム堤体101から越流している越流量201を一定にすることができる。
The water reduction operation is an operation for controlling the water level of the
導水路水位検出部404は、取水口から発電機へ続く導水路102内の水位を検出する。導水路水位検出部404の機能は、たとえば、図3に示した各種センサ303によって実現することができる。導水路水位検出部404による導水路102内の水位の検出は、たとえば、リアルタイムでおこなってもよく、また、所定時間ごとの水位を検出するようにしてもよい。
The water channel water
導水路水位判定部405は、導水路水位検出部404によって検出された水位の判定をおこなう。導水路水位判定部405の機能は、たとえば、CPU301、メモリ302などによって実現することができる。導水路水位判定部405による水位の判定は、水位調整DB500に記憶されているデータに基づいておこなう。導水路水位判定部405による水位の判定は、具体的には、たとえば、導水路102内の水位が、発電機の最大出力時の使用水量の水位と比較してどのくらい下がっているか、下がることで発生する隙がどのくらいになっているか、あるいは、発生した隙量が、水位調整DB500に記憶されているデータにかかる隙量(「導水路水位の隙量」)に達しているかという判定などを含む。
The water channel water
ここで、所定の隙とは、発電機の最大出力時の使用水量の水位に対して、水位が下がって、下がった分にかかる隙(量)604である。所定の隙の詳細については、後述する図6において説明する。 Here, the predetermined gap is a gap (amount) 604 taken by the lowered water level with respect to the water level of the amount of water used at the maximum output of the generator. Details of the predetermined gap will be described later with reference to FIG.
取水口ゲート開閉制御部406は、導水路102へ水を取り込む取水口に設けられた取水口ゲート601の開閉を制御する。取水口ゲート開閉制御部406の機能は、たとえば、CPU301、メモリ302、インタフェース306などによって実現することができる。取水口ゲート開閉制御部406は、具体的には、たとえば、図示を省略する取水口ゲート601の開閉駆動装置に対して、開閉駆動信号を送信することによって、取水口ゲート601の開閉を制御する。
The intake gate opening/
そして、取水口ゲート開閉制御部406は、導水路水位判定部405によって判定された結果、導水路水位検出部404によって検出された水位と、発電機103の最大出力時の使用水量の水位と、の間に所定の隙がある場合に、ゲートを所定量だけ開く処理をおこなう。ここで、ゲートを開く所定量は、水位調整DB500に記憶されているデータにかかる開量(「取水口ゲート開量」)に基づいて決められる。
Then, the water intake gate opening/
計時部407は、時間を計時する。計時部407は、たとえば、CPU301、メモリ302によってその機能を実現することができる。具体的には、CPU301には、時間を計時する機能を備えており、その機能を利用するようしてもよく、また、図示は省略するが、別途、時刻を計時する時計を備えていてもよい。
The
そして、導水路水位検出部404は、計時部407による計時に基づいて、減水運転を開始してから所定時間が経過した後に、取水口から発電機への導水路の水位を検出するようにしてもよい。
Then, the headrace water
取水口ゲート開閉制御部406は、導水路水位判定部405によって判定された結果、導水路水位検出部404によって検出された水位と、発電機の最大出力時の使用水量の水位と、の間に所定の隙がある場合に、ゲートを所定量だけ開く処理を、ダムの越流がなくなるまで繰り返しおこなうようにしてもよい。
The water intake gate opening/
その際、導水路水位検出部404は、計時部407による計時に基づいて、前回のゲートを所定量だけ開く処理をおこなってから所定時間が経過した後に、導水路102内の水位を検出するようにしてもよい。この所定時間は、水位調整DB500に記憶されているデータにかかる検出待ち時間であってもよい。
At this time, the headrace channel water
(水位調整データベース(DB)の内容)
図5は、水位調整データベース(DB)の内容の一例を示す説明図である。図5において、水位調整データベース(DB)500には、減水運転開始水位に関するデータと、導水路水位の隙量に関するデータと、取水口ゲート開量に関するデータと、検出待ち時間に関するデータなどが記憶されている。
(Contents of the water level adjustment database (DB))
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the contents of the water level adjustment database (DB). In FIG. 5, the water level adjustment database (DB) 500 stores data on the water level at the start of water reduction operation, data on the gap volume of the headrace water level, data on the opening of the intake gate, and data on the detection waiting time. ing.
減水運転開始水位に関するデータは、減水運転制御部403が、減水運転を開始する水位に関するデータである。この水位は、具体的には、たとえば、ダム堤体101の頂点位置からの距離(高さ)であってもよく、その他の基準位置(たとえば貯水池の底部など)からの距離(高さ)であってもよい。
The data regarding the water reduction operation start water level is data regarding the water level at which the water reduction
ダム水位判定部402は、減水運転開始水位に関するデータに基づいて、ダム水位検出部401によって検出された水位の判定をおこなう。その結果、減水運転制御部403は、ダム水位検出部401によって検出された水位が、所定の水位、すなわち、減水運転開始水位に関するデータにかかる水位(○○cm)になっている場合に、減水運転を開始する。
The dam water
導水路水位の隙量に関するデータは、導水路水位検出部404によって検出された水位と、発電機の最大出力時の使用水量の水位との差分の量に関するデータである。この隙量は、具体的には、たとえば、導水路水位検出部404によって検出された水位と、発電機の最大出力時の使用水量の水位との距離であってよく、その他の量の差分(たとえば流量の差分など)であってもよい。
The data on the porosity of the headrace water level is the data on the difference between the water level detected by the headrace water
導水路水位判定部405は、導水路水位の隙量に関するデータに基づいて、導水路水位検出部404によって検出された水位の判定をおこなう。その結果、取水口ゲート開閉制御部406は、導水路水位検出部404によって検出された水位と、発電機の最大出力時の使用水量の水位と、の間に所定の隙、すなわち、導水路水位の隙量に関するデータにかかる隙量(○○cm)がある場合に、取水口ゲートを所定量だけ開く処理をおこなう。
The headrace water
取水口ゲート開閉制御部406が、この処理を繰り返しおこなう場合に、導水路水位の隙量は、毎回同じであってもよく、また、処理をおこなう回ごとに、導水路水位の隙量を変えるようにしてもよい。その場合には、1回目、2回目、3回目、・・・とそれぞれ異なる隙量を記憶しておいてもよい。具体的には、たとえば、回数を重ねるごとに、隙量を減らすようにしてもよく、また、その反対に隙量を増やすようにしてもよい。
When the water intake gate opening/
取水口ゲート開量に関するデータは、取水口ゲート開閉制御部406が開く処理をおこなう取水口ゲートの開量に関するデータである。この開量は、具体的には、取水口ゲートが開く距離(幅)である。取水口ゲート開閉制御部406は、この取水口ゲート開量に関するデータ(○○cm)に基づいて、取水口ゲートを開く処理をおこなう。
The data regarding the opening amount of the intake gate is data regarding the opening amount of the intake gate that is processed by the intake gate opening/
取水口ゲート開閉制御部406が、この処理を繰り返しおこなう場合に、取水口ゲート開量は、毎回同じであってもよく、また、処理をおこなう回ごとに、取水口ゲート開量を変えるようにしてもよい。その場合には、1回目、2回目、3回目、・・・とそれぞれ異なる開量を記憶しておいてもよい。具体的には、たとえば、回数を重ねるごとに、開量を減らすようにしてもよく、また、その反対に開量を増やすようにしてもよい。
When the intake gate opening/
検出待ち時間に関するデータは、導水路水位検出部404が、減水運転を開始してから所定時間(○○時間○○分)が経過した後に、取水口から発電機への導水路水位の検出を開始する時間に関するデータである(1回目)。また、繰り返し処理をおこなう際に、前回のゲートを所定量だけ開く処理をおこなってから所定時間が経過した後に、取水口から発電機への導水路の水位の検出を開始する時間に関するデータである(2回目以降)。
The data regarding the detection waiting time is that the water channel water
導水路水位検出部404が、この処理を繰り返しおこなう場合に、検出待ち時間は、毎回同じであってもよく、また、処理をおこなう回ごとに、検出待ち時間を変えるようにしてもよい。その場合には、1回目、2回目、3回目、・・・とそれぞれ異なる検出待ち時間を記憶しておいてもよい。具体的には、たとえば、回数を重ねるごとに、検出待ち時間を減らすようにしてもよく、また、その反対に検出待ち時間を増やすようにしてもよい。
When the headrace water
これらのデータは、複数のパターン(パターン1〜パターンN)を設けておいてもよい。複数のパターンを設けておいて、季節や過去数日の雨量、今後の天気予想、他のダムの状態、その他の状況に応じて、最適なパターンを選択するようにしてもよい。
A plurality of patterns (
(導水路水位の内容)
図6は、導水路の断面の一例を示す説明図である。図6は、導水路102の断面の概要を示しており、導水路内部600は、取水口ゲート601によって、水量が調整され、その水量調整にともなって、導水路内部600の水位が変位する。導水路内部600において、符号602は、発電機103の最大出力時の使用水量の水位(最大水位)を示しており、符号603は、導水路水位検出部404によって検出された水位(減水水位)を示している。図6においては、減水水位603は、減水運転によって、導水路内部600の水位が下がった状態を示している。
(Contents of headrace water level)
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a cross section of the water conduit. FIG. 6 shows an outline of a cross section of the
そして、最大水位602と減水水位603との水位の差分604が、導水路水位の隙量を示している。この水位の差分604は、減水運転をおこなっていることにより、最大水位よりも水量が減少したことによって発生する。水位の差分604が発生することによって、発電機103の出力もその分だけ低下する。これは、発電機103の出力を一時的に低下させてでも、越流による下流への影響を考慮することを優先させるためである。
The
(ダム水位の内容)
図7は、減水運転の水位の一例を示す説明図である。図7において、符号701〜705は、それぞれダム水位を示している。水位701は、減水運転開始水位を示している。越流している状態で、ダム水位がこの水位701になると、減水運転制御部403は、減水運転を開始する。
(Contents of dam water level)
FIG. 7: is explanatory drawing which shows an example of the water level of water reduction operation. In FIG. 7,
減水運転が開始されると、ダム水位は、水位701の状態で維持される。したがって、原則として、ダム水位に変化は生じない。つぎに、所定時間(具体的には、たとえば6時間)経過後、減水運転が引き続きおこなわれている状態で、1回目のゲートの開処理がおこなわれると、それにともなって、ダム水位が急激に低下して、水位702まで下がる。その後、ダム水位は、水位702の状態で維持される。
When the water reduction operation is started, the dam water level is maintained at the
なお、ダム水位の低下は、導水路内部600の水位の差分604と対応している。すなわち、取水口ゲート601の開処理によって、減水水位603が上昇し、最大水位602になったことにともなって、水位の差分(隙量)604の分だけ越流量が減少して、ダム水位が低下したものである。
The decrease in the dam water level corresponds to the
その後、さらに所定時間経過後、減水運転が引き続きおこなわれている状態で、2回目のゲートの開処理がおこなわれると、それにともなって、ダム水位が低下し、ダム水位は、水位702から水位703まで下がり、その後、ダム水位は、水位703の状態で維持される。さらに、減水運転が引き続きおこなわれている状態で、3回目のゲートの開処理がおこなわれると、それにともなって、ダム水位が低下し、ダム水位は、水位703から水位704まで下がり、その後、ダム水位は、水位704の状態で維持される。
Then, after a further predetermined time has elapsed, when the gate opening process is performed a second time in a state where the water reduction operation is still performed, the dam water level decreases accordingly, and the dam water level changes from the
このように、減水運転を継続したまま、所定時間ごとに、取水口ゲート601の開処理を繰り返すことによって、段階的にダム水位を低下させることができる。そして、ダム水位を段階的に低下させることを繰り返しおこなうことで、最終的には、越流終了水位705まで低下させる。そして、越流終了水位705まで低下した時点で、減水運転を終了する。
In this way, the dam water level can be lowered stepwise by repeating the opening process of the
(越流量調整の成果)
図8は、時間と流量の関係を示すグラフである。図8のグラフにおいて、縦軸は流量(t)を示しており、横軸は時間(h)を示している。曲線グラフ801は、越流が発生しても、減水運転をしなかった場合の越流した流量(越流量)の時間的な変化を示している。曲線グラフ801からもわかるように、越流が発生した場合は、その後、時間の経過とともに徐々に越流量が減少し、図8のグラフの例では、約60時間経過後に、越流が終了している。
(Results of overflow adjustment)
FIG. 8 is a graph showing the relationship between time and flow rate. In the graph of FIG. 8, the vertical axis represents the flow rate (t) and the horizontal axis represents the time (h). A
一方、折れ線グラフ802は、越流が発生した後、減水運転をおこない、さらに、取水口ゲートの開処理を繰り返しおこなった場合の越流量の時間的な変化を示している。折れ線グラフ802において、符号Aは、1回目の取水口ゲート601を開く処理(ゲート開処理)をおこなった時点を示している。この時点Aまでは越流量は一定であったが、この時点Aにおいて、急激に越流量が減少している。減少した結果、曲線グラフ801と同じ越流量となっている。その後は、符号Bの時点まで、約6時間に渡り、越流量は一定である。符号Bは、2回目のゲート開処理をおこなった時点を示している。
On the other hand, the
同様に、符号Cは3回目、符号Dは4回目、符号Dは5回目の、それぞれのゲート開処理をおこなった時点を示している。このように、段階的に越流量を減少させるようにするため、下流側においては、越流が終了した後に急激に水位が低下することを防止することができる。 Similarly, the reference numeral C indicates the third time, the reference numeral D indicates the fourth time, and the reference numeral D indicates the fifth time when the respective gate opening processes are performed. In this way, since the overflow is gradually reduced, it is possible to prevent the water level from rapidly decreasing on the downstream side after the overflow is completed.
(越流量調整装置および越流量調整方法の処理の手順)
つぎに、この発明にかかる実施の形態の越流量調整方法の処理の手順について説明する。図9は、この発明にかかる実施の形態の越流量調整方法の処理の手順の一例を示すフローチャートである。
(Procedure for processing the overflow control device and overflow control method)
Next, a processing procedure of the overflow control method according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a flowchart showing an example of the procedure of processing of the overflow control method according to the embodiment of the present invention.
図9のフローチャートにおいて、まずはじめに、ダム水位を検出し、ダムが越流しているか否かを判定する(ステップS901)。ここで、ダムが越流していなければ(ステップS901:No)、何もせずに、一連の処理を終了する。一方、ダムが越流している場合(ステップS901:Yes)は、ダム水位を検出し、必要に応じて導水路102の水位も検出し、ダム水位が減水運転開始水位となっているか否かを判定する(ステップS902)。
In the flowchart of FIG. 9, first, the dam water level is detected to determine whether or not the dam is overflowing (step S901). Here, if the dam has not overflowed (step S901: No), the series of processing is terminated without doing anything. On the other hand, when the dam overflows (step S901: Yes), the dam water level is detected, and if necessary, the water level of the
ここで、ダム水位が減水運転開始水位となっていない場合(ステップS902:No)は、ステップS901へ戻る。一方、ダム水位が減水運転開始水位となっている場合(ステップS902:Yes)は、減水運転を開始する(ステップS903)。 Here, when the dam water level is not the water level for starting the water reduction operation (step S902: No), the process returns to step S901. On the other hand, when the dam water level is the water level for starting the water reduction operation (step S902: Yes), the water reduction operation is started (step S903).
その後、所定時間が経過したか否かを判断する(ステップS904)。そして、所定時間が経過するのを待って(ステップS904:No)、所定時間が経過した場合(ステップS904:Yes)は、つぎに、導水路102の水位を検出し、導水路102の水位に所定の隙があるか否かを判定する(ステップS905)。
Then, it is determined whether or not a predetermined time has passed (step S904). Then, after waiting for a predetermined time to pass (step S904: No), if the predetermined time has passed (step S904: Yes), the water level of the
ここで、導水路102の水位に所定の隙がない場合(ステップS905:No)は、発生するのを待って、所定量の隙が発生した場合(ステップS905:Yes)は、取水口ゲート601を所定量だけ開く(ステップS906)。上述したように、減水運転中に、取水口ゲート601を開けば、ダムの水位が下がる。
Here, when there is no predetermined gap in the water level of the water conduit 102 (step S905: No), it waits until it occurs, and when a predetermined amount of gap has occurred (step S905: Yes), the
そこで、ダム水位を検出し、ダム越流が停止したか否かを判定する(ステップS907)。ここで、未だ、ダム越流が停止していない場合(ステップS907:No)は、ステップS904へ戻り、再び、所定時間が経過するのを待つ。これらのステップS904〜S907を繰り返し実行する。 Therefore, the dam water level is detected and it is determined whether the dam overflow has stopped (step S907). Here, when the dam overflow has not stopped (step S907: No), the process returns to step S904 and waits again for a predetermined time to elapse. These steps S904 to S907 are repeatedly executed.
一方、ダム越流が停止した場合(ステップS907:Yes)は、減水運転を終了し(ステップS908)、その後、一連の処理を終了する。 On the other hand, when the dam overflow has stopped (step S907: Yes), the water reduction operation ends (step S908), and then the series of processes ends.
以上説明したように、この発明にかかる実施の形態の越流量調整装置および越流量調整方法は、越流しているダム100の水位を検出するダム水位検出部401と、ダム水位検出部401によって検出された水位の判定をおこなうダム水位判定部402と、ダム100の水位を一定に保つように制御する減水運転をおこなう減水運転制御部403と、取水口から発電機103への導水路102の水位を検出する導水路水位検出部404と、導水路水位検出部404によって検出された水位の判定をおこなう導水路水位判定部405と、取水口ゲート601の開閉を制御する取水口ゲート開閉制御部406と、を備えている。
As described above, the overflow control device and the overflow control method according to the embodiment of the present invention detect the water level of the
そして、ダム水位判定部402によって判定された結果、ダム水位検出部404によって検出された水位が、所定の水位になっている場合に、減水運転制御部403が、減水運転を開始し、導水路水位判定部405によって判定された結果、導水路水位検出部404によって検出された水位と、発電機103の最大出力時の使用水量の水位と、の間に所定の隙(量)604がある場合に、取水口ゲート開閉制御部406が、取水口ゲート601を所定量だけ開く処理をおこなう。
Then, as a result of the judgment by the dam water
これにより、ダム越流が起こった場合に、ダム水位を一定にするために減水方向に運用(減水運転)が始まったことをきっかけに、越流が停止する所定量(たとえば数t)前に開始して、数tずつ減水していくシステムを構築することができる。その際の制御や、監視を安易にするために自動で制御することができる。ダム水位と導水路水位を確認し、所定時間ごとに、ダム水位を設定水位にするための導水路に隙があるかを確認し、隙がある場合に、ダム取水口ゲートを開ける作業を、ダム越流が停止するまで繰り返しおこなうので、下流にある河川の減水時の河川水位変動を小さくすることができ、このことから、ダムの越流の発生により、その後に生じるダムの下流における水位変動の抑制を図ることができる。 As a result, when a dam overflow occurs, a certain amount (for example, a few tons) before the overflow stops, triggered by the start of operation (reduction operation) in the direction of decreasing water to keep the dam water level constant. It is possible to build a system that starts and reduces water by several t. In that case, it can be automatically controlled to facilitate control and monitoring. Check the dam water level and headrace water level, and at every predetermined time, check if there is a gap in the headrace to set the dam water level to the set water level, and if there is a gap, open the dam intake gate work. Since it is repeated until the dam overflow stops, it is possible to reduce the fluctuation of the river water level when the downstream river is in a low water condition. Can be suppressed.
また、この発明にかかる実施の形態の越流量調整装置および越流量調整方法は、時間を計時する計時部407を備え、導水路水位検出部404は、計時部407による計時に基づいて、減水運転を開始してから所定時間が経過した後、あるいは、取水口ゲート開閉制御部406による処理をおこなってから所定時間が経過した後、水位の検出をおこなうので、計時時間を調整することによって、より適切な越流量の調整ができ、河川水位変動をより小さくすることができる。
In addition, the overflow control device and the overflow adjustment method according to the embodiment of the present invention include a
また、この発明にかかる実施の形態の越流量調整装置および越流量調整方法は、取水口ゲート開閉制御部406による処理を、ダム越流がなくなるまで繰り返しおこなうことによって、より細やかな越流量の調整ができ、下流にある河川の減水時の河川水位変動をより小さくすることができる。
Further, in the overflow control device and the overflow control method of the embodiment according to the present invention, the processing by the intake gate opening/
以上のように、この発明にかかる越流量調整装置および越流量調整方法は、ダムの越流量を調整する越流量調整装置および越流量調整方法に有用であり、特に、ダムの越流の発生により、その後に生じるダムの下流における水位変動を抑制する越流量調整装置および越流量調整方法に適している。 INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the overflow control device and the overflow control method according to the present invention are useful for the overflow control device and the overflow control method for adjusting the overflow flow rate of a dam. It is suitable for an overflow control device and an overflow control method that suppress the water level fluctuation downstream of the dam that occurs thereafter.
100 ダム
101 ダム堤体
102 導水路
103 発電機
104 放水路
111 貯水池(ダム堤体の上流)
112 川(ダム堤体の下流)
201 越流量
401 ダム水位検出部
402 ダム水位判定部
403 減水運転制御部
404 導水路水位検出部
405 導水路水位判定部
406 取水口ゲート開閉制御部
407 計時部
500 水位調整データベース(DB)
600 導水路内部
601 取水口ゲート
602、603 導水路水位
604 隙(量)
701〜705 ダム水位
100
112 rivers (downstream of dam body)
600 Inside of
701-705 Dam water level
Claims (8)
前記ダム水位検出部によって検出された水位の判定をおこなうダム水位判定部と、
前記ダムの水位を一定に保つように制御する減水運転をおこなう減水運転制御部と、
取水口から発電機への導水路の水位を検出する導水路水位検出部と、
前記導水路水位検出部によって検出された水位の判定をおこなう導水路水位判定部と、
前記取水口のゲートの開閉を制御する取水口ゲート開閉制御部と、
を備え、
前記ダム水位判定部によって判定された結果、前記ダム水位検出部によって検出された水位が、所定の水位になっている場合に、前記減水運転制御部が、前記減水運転を開始し、
前記導水路水位判定部によって判定された結果、前記導水路水位検出部によって検出された水位と、前記発電機の最大出力時の使用水量の水位と、の間に所定の隙がある場合に、前記取水口ゲート開閉制御部が、前記ゲートを所定量だけ開く処理をおこなうことを特徴とする越流量調整装置。 A dam water level detector that detects the water level of the dam that is overflowing;
A dam water level determination unit that determines the water level detected by the dam water level detection unit,
A water reducing operation control unit that performs a water reducing operation for controlling the water level of the dam to be kept constant,
A headrace water level detection unit that detects the water level of the headrace from the intake to the generator,
A headrace water level determination unit that determines the water level detected by the headrace water level detection unit,
An intake gate opening/closing control unit that controls opening/closing of the intake gate;
Equipped with
As a result of the determination by the dam water level determination unit, the water level detected by the dam water level detection unit is a predetermined water level, the water reduction operation control unit starts the water reduction operation,
As a result of the judgment by the water conduit water level judgment unit, the water level detected by the water conduit water level detection unit and the water level of the amount of water used at the maximum output of the generator, if there is a predetermined gap, The overflow control device, wherein the water intake gate opening/closing control unit performs processing for opening the gate by a predetermined amount.
前記導水路水位検出部は、前記計時部による計時に基づいて、前記減水運転を開始してから所定時間が経過した後、前記水位の検出をおこなうことを特徴とする請求項1に記載の越流量調整装置。 Equipped with a timekeeping unit that keeps time
The water level detection unit according to claim 1, wherein the water level detection unit detects the water level after a lapse of a predetermined time from the start of the water reduction operation, based on the timekeeping by the timekeeping unit. Flow control device.
前記導水路水位検出部は、前記計時部による計時に基づいて、前記処理をおこなってから所定時間が経過した後、前記水位の検出をおこなうことを特徴とする請求項3に記載の越流量調整装置。 Equipped with a timekeeping unit that keeps time
The overflow control according to claim 3, wherein the water level detection unit of the water conduit detects the water level after a lapse of a predetermined time after performing the process, based on the time counting by the time counting unit. apparatus.
その後、取水口から発電機への導水路の水位において、当該発電機の最大出力時の使用水量の水位に対する所定の隙を検出した場合に、当該取水口のゲートを所定量だけ開く処理をおこなうことを特徴とする越流量調整方法。 After the dam overflows, when the water level of the dam reaches a prescribed water level, start a water reduction operation that controls to keep the water level of the dam constant,
After that, in the water level of the water conduit from the intake to the generator, if a predetermined gap is detected with respect to the water level of the amount of water used at the maximum output of the generator, the gate of the intake is opened by a predetermined amount. An overflow adjustment method characterized by the above.
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