JP2020169493A - ゲート制御プログラムおよび制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】塵芥の除去作業にかかる作業者の負担軽減および作業効率の向上を図ること。【解決手段】ダム水位一定運転中に、導水路１０４の水位および取水口ゲート１０８の開度を特定し、特定された導水路１０４の水位および取水口ゲート１０８の開度に基づいて、導水路１０４における水面位置と扉体１０９の下端位置との高低を判断し、導水路１０４における水面位置より扉体１０９の下端位置が高い場合、扉体１０９の下端位置が導水路１０４における水面の位置と等しくなるまで扉体１０９を降下させるようにした。これにより、ダム水位一定運転中にフリーフローが発生した場合、作業者による操作を介することなく、下端位置を導水路１０４における水面の位置にあわせるように扉体１０９を降下させることができる。【選択図】図５

Description

この発明は、取水口スクリーンを介して導水する導水路に設けられた取水口ゲートの制御に用いるゲート制御プログラムおよび制御装置に関する。

ダムに貯水された水を導水路に取水して発電に用いる水力発電設備において、ダムの水位を一定に維持するように取水口ゲートの開度を制御するダム水位一定運転をおこなっている場合、ダムの水位が維持水位よりも上昇すると、導水路の水位（水路水位）にかかわらず取水口ゲートを自動上限開度まで開くように上昇させる。

取水口ゲートには、導水路に導かれる水とともに木の枝や落葉などの塵芥が導水路に入らないように、これらの塵芥の導水路への侵入を規制する取水口スクリーンが設けられている。取水口スクリーンには、導水路に取水される水の流れによって塵芥が付着するため、作業者は、適宜、取水口スクリーンに付着した塵芥を取り除く作業をおこなう。

ダム水位一定運転をおこなっている状態で、取水口スクリーンに塵芥が付着すると、導水路に流れ込む水の量が少なくなるため、ダムの水位が高くなる一方で、導水路の水位（水面位置）は低くなる、いわゆる、フリーフローが発生する。フリーフローが発生すると、取水口ゲートの下端位置よりも導水路における水面位置が下側に位置し、取水口ゲートの下端位置と導水路における水面位置との差が大きくなる。

このように、取水口ゲートの下端位置と導水路における水面位置との差が大きい状態で塵芥の除去作業をおこなうと、塵芥を除去した途端に、急激に導水路に水が流れ込むため、取水口ゲートを下降させる速度が追いつかず、ダムから下流の河川へ流す水の維持流量が不足してしまうおそれがある。

従来、このような不具合を回避するため、取水口スクリーンに塵芥が付着することに起因してフリーフローが発生した場合は、都度、作業者が現場へ赴き、取水口ゲートを手動で下降させた後、塵芥を取り除く作業をおこなっていた。

関連する技術として、具体的には、従来、たとえば、水路に設けられた複数の取水口のそれぞれに設置され塵芥を捕捉するスクリーンの下流側に、スクリーンが配置された各取水部を膨張することによって閉鎖可能な閉鎖手段を設けることにより、１以上の取水口からの取水を継続し、他の取水口からの取水を停止することによって、簡便かつ安価な構成によって、取水を継続しつつスクリーンに付着する塵芥を除去可能な取水設備及びその使用方法に関する技術があった（たとえば、下記特許文献１を参照。）。

また、関連する技術として、具体的には、従来、たとえば、河川の本川の流れに直交して開口した取水口の前面側および上流側のみを閉塞し、下流側を開放して取水取入れ口とした網場を、１対のアームにより、本川の流れによる掃流力が得られる位置まで張り出すことにより、網場に粗大塵芥を寄せ付けず、川面側へ掃流させるようにした河川の取水口用網場に関する技術があった（たとえば、下記特許文献２を参照。）。

特開２０１８−９６０８８号公報 特開２０００−２７３８４４号公報

しかしながら、上述した従来の技術は、取水口スクリーンに塵芥が付着することに起因してフリーフローが発生する都度、作業者が現場へ赴いて取水口ゲートを手動で動作させなくてはならないため、作業が煩雑であって、塵芥の除去作業にかかる作業者の負担が大きいという問題があった。

また、上述した従来の技術は、取水口スクリーンに付着した塵芥の除去作業をおこなう作業者が現場に到着してから取水口ゲートを動作させるため、作業者が現場に到着してから塵芥を取り除く作業を開始するまでに時間を要し、作業効率に劣るという問題があった。

また、上述した特許文献１に記載された従来の技術は、複数の取水口を備えた取水設備への適用に限定される技術であって、１つの取水口を備えた既設の取水設備に適用することは難しいという問題があった。

また、上述した特許文献２に記載された従来の技術は、取水口における塵芥の付着を防止することはできるものの、一旦取水口スクリーンに塵芥が付着すると、上記と同様に、塵芥を除去するための煩雑な作業を要し、作業者にかかる作業の負担が大きいという問題があった。

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、塵芥の除去作業にかかる作業者の負担軽減および作業効率の向上を図ることができるゲート制御プログラムおよび制御装置を提供することを目的とする。

また、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、確実な取水管理をおこなうことができるゲート制御プログラムおよび制御装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかるゲート制御プログラムは、水源から水力発電設備に導水する導水路に設けられた取水口ゲートを制御するコンピュータに、前記水源の水位が所定の閾値を超えた場合に前記取水口ゲートの扉体を自動上限開度まで上昇させるダム水位一定運転中に、前記導水路の水位および前記取水口ゲートの開度を特定し、特定された前記導水路の水位および前記取水口ゲートの開度に基づいて、前記導水路における水面位置と前記扉体の下端位置との高低を判断し、前記導水路における水面位置より前記扉体の下端位置が高い場合、前記扉体の下端位置が前記導水路における水面の位置と等しくなるまで前記扉体を降下させる、処理を実行させることを特徴とする。

また、この発明にかかるゲート制御プログラムは、上記の発明において、前記判断する処理が、特定された前記導水路の水位に基づいて、前記導水路における水面位置を特定するとともに、特定された前記取水口ゲートの開度に基づいて、前記取水口ゲートの開度と前記扉体の下端位置とを関連付けて記憶する記憶部を参照して、前記扉体の下端位置を特定し、特定された前記導水路における水面位置と特定された前記扉体の下端位置との高低を判断する、ことを特徴とする。

また、この発明にかかるゲート制御プログラムは、上記の発明において、前記特定する処理が、前記降下させる処理の後に、再度、前記導水路の水位および前記取水口ゲートの開度を特定する、ことを特徴とする。

また、この発明にかかるゲート制御プログラムは、上記の発明において、前記導水路の水位より前記扉体の下端位置が低い場合、前記扉体の下端位置が前記導水路における水面の位置と等しくなるまで前記扉体を上昇させる、処理を実行させることを特徴とする。

また、この発明にかかる制御装置は、水源から水力発電設備に導水する導水路に設けられた取水口ゲートを制御する制御装置であって、前記水源の水位が所定の閾値を超えた場合に前記取水口ゲートの扉体を自動上限開度まで上昇させるダム水位一定運転中に、前記導水路の水位および前記取水口ゲートの開度を特定し、特定された前記導水路の水位および前記取水口ゲートの開度に基づいて、前記導水路における水面位置と前記扉体の下端位置との高低を判断し、前記導水路における水面位置より前記扉体の下端位置が高い場合、前記扉体の下端位置が前記導水路における水面の位置と等しくなるまで前記扉体を降下させる、制御部を備えたことを特徴とする。

この発明にかかるゲート制御プログラムおよび制御装置によれば、塵芥の除去作業にかかる作業者の負担軽減および作業効率の向上を図ることができるという効果を奏する。

また、この発明にかかるゲート制御プログラムおよび制御装置によれば、確実な取水管理をおこなうことができるという効果を奏する。

ゲート制御システムの構成を示す説明図である。 ゲート制御システムのハードウエア構成を示す説明図である。 取水口スクリーンに塵芥が付着した状態のゲート制御システムを示す説明図である。 制御装置の処理手順を示すフローチャートである。 ゲート制御システムの動作を示す説明図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかるゲート制御プログラムおよび制御装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（ゲート制御システムの構成）
まず、この発明にかかる実施の形態のゲート制御システムの構成について説明する。図１は、ゲート制御システムの構成を示す説明図である。図１において、ゲート制御システム１００は、ダム１０１などの水源の水を利用して発電をおこなう水力発電設備に用いられる。

ダム１０１には、ダム１０１の水位を測定するダム水位計１０２が設けられている。ダム水位計１０２は、たとえば、液面に浮かべたフロートの位置に基づいて水位を測定するフロート式の水路水位計によって実現することができる。ダム水位計１０２は、フロート式に限るものではなく、公知の各種の技術による水位計（レベルセンサ）によって実現することができる。

ダム水位計１０２は、測定によって得られるダム１０１の水位に関する情報を、制御装置１０３に出力する。ダム１０１の水位は、たとえば、ダム１０１の底（または底近傍に設定された所定の基準位置）からダム１０１における水面までの鉛直方向における寸法によってあらわされる。

ダム１０１には、導水路１０４が接続されている。導水路１０４は、取水口１０５を介して、ダム１０１に接続されている。取水口１０５は、ダム１０１と導水路１０４との境界位置に設けられている。取水口１０５には、取水口スクリーン１０６が設けられている。取水口スクリーン１０６は、ダム１０１から導水路１０４に取水される水に含まれる流木や落葉などの塵芥を除去する格子状の部材によって実現することができる。

導水路１０４には、導水路１０４の水位を測定する水路水位計１０７が設けられている。水路水位計１０７は、たとえば、上述したダム水位計１０２と同様に、液面に浮かべたフロートの位置に基づいて水位を検出するフロート式の水路水位計１０７によって実現することができる。水路水位計１０７は、フロート式に限るものではなく、公知の各種の技術による水位計（レベルセンサ）によって実現することができる。

水路水位計１０７は、測定によって得られる導水路１０４の水位に関する情報を、制御装置１０３に出力する。導水路１０４の水位は、たとえば、導水路１０４の底から導水路１０４における水面までの鉛直方向における寸法（矢印Ａを参照）によってあらわされる。すなわち、導水路１０４の水位は、導水路１０４における水面の位置をあらわす。

導水路１０４には、取水口ゲート１０８が設けられている。取水口ゲート１０８は、鉛直方向に沿って往復動（上下動）可能に設けられた扉体１０９を備えている。扉体１０９は、導水路１０４を縦断するようにして往復動する。扉体１０９は、鉛直方向においてもっとも下側に位置して導水路１０４をすべて閉塞する全閉位置と、鉛直方向においてもっとも上側に位置して導水路１０４をすべて開放する全開位置（矢印Ｂを参照）と、の間において上下動する。

取水口ゲート１０８は、巻上機（モータ）１１０を含むゲート駆動装置１１１を備えている。巻上機１１０は、ワイヤー１１２を介して扉体１０９と連結されている。ゲート駆動装置１１１は、制御装置１０３によって駆動制御され、巻上機１１０を動作させて扉体１０９を上下動させる。これにより、取水口ゲート１０８の開度を調整することができる。

取水口ゲート１０８の開度は、扉体１０９が導水路１０４を完全に塞ぐ状態の開度を「０」とし、扉体１０９がもっとも上側に位置づけられている状態の開度を「１００」とした場合の割合によってあらわすことができる。扉体１０９の下端位置は、扉体１０９が導水路１０４を完全に塞ぐ状態において０ｃｍとなり、扉体１０９がもっとも上側に位置づけられている状態において導水路１０４の内径寸法と同程度となる。具体的には、たとえば、導水路１０４の内径寸法が３．０ｍの場合、もっとも上側に位置づけられている状態における扉体１０９の下端位置は３００ｃｍとなる。

（ゲート制御システム１００のハードウエア構成）
つぎに、ゲート制御システム１００のハードウエア構成について説明する。図２は、ゲート制御システム１００のハードウエア構成を示す説明図である。図２に示すように、ゲート制御システム１００のハードウエアは、制御装置１０３と、ゲート駆動装置１１１と、水路水位計１０７と、ダム水位計１０２と、によって構成される。

制御装置１０３は、図示を省略するＣＰＵ、メモリ、入出力Ｉ／Ｆ（ＩｎｔｅｒＦａｃｅ）などを備えたコンピュータ装置によって実現することができる。ＣＰＵは、入出力Ｉ／Ｆを介して入力を受け付けた情報に基づいて、メモリに記憶された各種制御プログラムを実行することにより、水力発電設備が備える各部を駆動制御する。

具体的に、メモリは、たとえば、この発明にかかる実施の形態のゲート制御プログラムを記憶している。また、具体的に、メモリは、ゲート制御プログラムに加えて、たとえば、水路水位に関する情報、ダム１０１水位に関する情報などの各種の情報を記憶する。より具体的に、メモリは、たとえば、取水口ゲート１０８の開度と扉体１０９の下端位置とを関連付けたデータテーブルを記憶している。

入出力Ｉ／Ｆは、制御装置１０３と、ゲート駆動装置１１１、水路水位計１０７およびダム水位計１０２と、の間における情報の入出力を制御する。入出力Ｉ／Ｆは、たとえば、水路水位計１０７やダム水位計１０２から出力された情報の入力を受け付ける。また、入出力Ｉ／Ｆは、たとえば、ＣＰＵから出力される制御信号を、ゲート駆動装置１１１に出力する。

制御装置１０３は、メモリに記憶された制御プログラムを実行することにより、たとえば、ダム１０１の水位を一定に維持するように取水口ゲート１０８の開度を制御するダム水位一定運転をおこなう。ダム水位一定運転に際して、制御装置１０３は、ダム１０１の水位が所定の閾値（維持水位）よりも上昇すると、導水路１０４の水位にかかわらず取水口ゲート１０８を自動上限開度まで開くように扉体１０９を上昇させる。自動上限開度は、扉体１０９が移動可能な最高位置に相当する「１００」であってもよく、ゲート制御システム１００の管理者などによって設定される任意の値であってもよい。

ダム水位一定運転中は、取水口ゲート１０８が自動上限開度まで開かれているため、自動上限開度まで上昇した状態における扉体１０９の下端位置と導水路１０４の水位とが同等になるまで、ダム１０１からの水が導水路１０４に導入される。ダム１０１に溜められた水は、流木や落葉などの塵芥が混在している。ダム１０１に溜められた水に混在する塵芥（図３を参照）は、取水口１０５を介して導水路１０４に導水される際に、取水口スクリーン１０６に引っかかって除去される。このため、取水口スクリーン１０６には、導水路１０４へ導水される水から取り除いた、木の枝や落葉などの塵芥が徐々に増えていく。

図３は、取水口スクリーン１０６に塵芥が付着した状態のゲート制御システム１００を示す説明図である。図３に示すように、導水路１０４へ導水される水から取り除いた塵芥３０１が取水口スクリーン１０６に付着すると、塵芥３０１に遮られて導水路１０４に流れ込む水の量が少なくなる。そして、導水路１０４に流れ込む水の量が少なくなると、ダム１０１の水位が高くなる一方で、導水路１０４の水位（水面位置）は低くなる。

このように、導水路１０４の水位と扉体１０９の下端位置との差（矢印Ｃを参照）が大きくなった状態で、取水口スクリーン１０６に付着した塵芥３０１を除去すると、導水路１０４に流れ込む水量が急激に増加する。取水口ゲート１０８の開閉速度すなわち扉体１０９の動作速度は、ダム１０１堰施設技術基準などにしたがって定められており、定められた基準以上の速度で動作させることはできず制限されている。

このため、従来、導水路１０４に流れ込む水量の急激な増加に対して、取水口ゲート１０８を下降させる速度が追いつかない場合があった。このような場合、ダム１０１から導水路１０４に流れ込む水量が急激に増加したために、ダム１０１から下流の河川へ流す水の維持流量が不足してしまうおそれがある。

一方で、導水路１０４の水位にあわせて取水口ゲートを動作させてから塵芥３０１を取り除く作業をおこなうと、作業者が現場に到着してから塵芥３０１を取り除く作業を開始するまでに時間を要し、作業効率に劣る。この実施の形態のゲート制御システム１００によれば、以下に示す制御をおこなうことにより、このような不具合を回避することができる。

（制御装置１０３の処理手順）
つぎに、制御装置１０３の処理手順について説明する。図４は、制御装置１０３の処理手順を示すフローチャートである。図４のフローチャートにおいて、まず、ダム水位一定運転中であるか否かを判断する（ステップＳ４０１）。ステップＳ４０１において、ダム水位一定運転中ではない場合（ステップＳ４０１：Ｎｏ）、一連の処理を終了する。

ステップＳ４０１において、ダム水位一定運転中である場合（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、導水路１０４の水位、ゲート開度を特定する（ステップＳ４０２）。ステップＳ４０２においては、たとえば、水路水位計１０７から出力される水路水位情報に基づいて、導水路１０４の水位を特定する。また、ステップＳ４０２においては、たとえば、ゲート駆動装置１１１に対する制御信号の出力履歴に基づいて、ゲート開度を特定する。

つぎに、ステップＳ４０２において特定した導水路１０４の水位およびゲート開度に基づいて、導水路１０４の水位が扉体１０９の下端位置以上であるか否かを判断する（ステップＳ４０３）。ステップＳ４０３においては、導水路１０４の水位すなわち導水路１０４における水面位置と、扉体１０９の下端位置と、の鉛直方向における位置関係を判断する。

ステップＳ４０３において、導水路１０４の水位が扉体１０９の下端位置以上である場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、一連の処理を終了する。

一方、ステップＳ４０３において、導水路１０４の水位が扉体１０９の下端位置以上ではない、すなわち、導水路１０４の水位が扉体１０９の下端位置よりも低い場合（ステップＳ４０３：Ｎｏ）、ゲート駆動装置１１１を駆動制御して、導水路１０４の水位まで取水口ゲート１０８を降下させる（ステップＳ４０４）。ステップＳ４０４においては、たとえば、ゲート駆動装置１１１に対して、導水路１０４における水面位置まで扉体１０９を降下させる指示信号を出力する。ゲート駆動装置１１１は、指示信号の入力を受け付けると、入力を受け付けた指示信号に基づいて巻上機１１０を駆動制御し、指定された導水路１０４における水面位置まで扉体１０９を降下させる（図５を参照）。

つぎに、水路水位まで取水口ゲート１０８を降下させる制御をおこなった後、再度、導水路１０４の水位、ゲート開度を特定する（ステップＳ４０５）。ステップＳ４０５においては、ステップＳ４０２と同様にして、水路水位計１０７から出力される水路水位情報に基づいて水路水位を特定する。また、ステップＳ４０２においては、たとえば、ゲート駆動装置１１１に対する制御信号の出力履歴に基づいて、ゲート開度を特定する。

そして、ステップＳ４０５において取得した導水路１０４の水位およびゲート開度に基づいて、ステップＳ４０４において導水路１０４における水面位置まで扉体１０９を降下させる制御をおこなった後の導水路１０４の水位（導水路１０４における水面位置）が、扉体１０９の下端位置以上であるか否かを判断する（ステップＳ４０６）。ステップＳ４０６においては、ステップＳ４０３と同様に、導水路１０４の水位すなわち導水路１０４における水面位置と、扉体１０９の下端位置と、の鉛直方向における位置関係を判断する。

ステップＳ４０６において、ステップＳ４０４において導水路１０４における水面位置まで扉体１０９を降下させる制御をおこなった後の導水路１０４の水位が、扉体１０９の下端位置以上である場合（ステップＳ４０６：Ｙｅｓ）、一連の処理を終了する。一方、ステップＳ４０６において、ステップＳ４０４において導水路１０４の水位まで扉体１０９を降下させる制御をおこなった後の導水路１０４の水位（導水路１０４における水面位置）が、扉体１０９の下端位置以上ではない、すなわち、扉体１０９を降下させる制御をおこなった後も未だ導水路１０４の水位が扉体１０９の下端位置よりも低い位置にある場合（ステップＳ４０６：Ｎｏ）、警報を出力して（ステップＳ４０７）、ステップＳ４０４へ移行する。

ステップＳ４０７においては、たとえば、１度、導水路１０４の水位まで扉体１０９を降下させる制御をおこなったにもかかわらず、導水路１０４の水位と扉体１０９の下端位置との間に隙間があることを示す警報を、制御装置１０３に接続された出力機器を介して出力する。出力機器は、警報の出力を目視によって確認できるディスプレイによって実現してもよく、警報の出力を聴覚によって確認できるスピーカーやブザーによって実現してもよい。また、出力機器は、ディスプレイおよびスピーカーの両方によって実現してもよい。

上述した処理手順においては、ステップＳ４０３：Ｙｅｓにおいて、導水路１０４の水位が扉体１０９の下端位置以上である場合に一連の処理を終了するようにしたが、これに限るものではない。ステップＳ４０３：Ｙｅｓのように、導水路１０４の水位が扉体１０９の下端位置以上である場合、さらに、鉛直方向において、導水路１０４の水位が扉体１０９の下端位置よりも高い位置にあるか否かを判断してもよい。そして、この場合、導水路１０４の水位が扉体１０９の下端位置と一致すれば、そのまま一連の処理を終了し、導水路１０４の水位が扉体１０９の下端位置より高い場合は、さらに、導水路１０４の水位にあわせて扉体１０９を上昇させるようにしてもよい。

このような制御により、取水口ゲート１０８の開度を導水路１０４の水位の変動（増減）に追従させることができるので、ダム水位一定運転中に、塵芥３０１を除去することによる導水路１０４に流れ込む水量の急激な変動を抑えることができ、ダム１０１からの維持流量が不足することを回避して、確実な取水管理をおこなうことができる。

（ゲート制御システム１００の動作）
つぎに、ゲート制御システム１００の動作について説明する。図５は、ゲート制御システム１００の動作を示す説明図である。図５においては、導水路１０４の水位が、扉体１０９の下端位置と一致する状態のゲート制御システム１００を示している。

図５に示すように、導水路１０４の水位が扉体１０９の下端位置と一致している場合（矢印Ｄを参照）、取水口スクリーン１０６に付着した塵芥３０１を除去した場合に、導水路１０４に急激に水が流れ込むことがない。このように、取水口スクリーン１０６に付着した塵芥３０１を除去する前に、扉体１０９の下端位置を導水路１０４の水位に一致させることにより、取水口ゲート１０８を下降させる速度が追いつかず、ダム１０１から下流の河川へ流す水の維持流量が不足してしまうことを回避できる。このような制御は、既設の設備を改修することなく、１つの取水口１０５を備えた既設の取水設備に広く適用することができる。

以上説明したように、この発明にかかる実施の形態のゲート制御プログラムは、水源から水力発電設備に導水する導水路１０４に設けられた取水口ゲート１０８を制御するコンピュータに、ダム１０１の水位が所定の閾値を超えた場合に取水口ゲート１０８の扉体１０９を自動上限開度まで上昇させるダム水位一定運転中に、導水路１０４の水位および取水口ゲート１０８の開度を特定し、特定された導水路１０４の水位および取水口ゲート１０８の開度に基づいて、導水路１０４における水面位置と扉体１０９の下端位置との高低を判断し、導水路１０４における水面位置より扉体１０９の下端位置が高い場合、扉体１０９の下端位置が導水路１０４における水面の位置と等しくなるまで扉体１０９を降下させる、処理を実行させることを特徴としている。

この発明にかかる実施の形態のゲート制御プログラムによれば、ダム水位一定運転中にフリーフローが発生した場合、作業者による操作を介することなく、下端位置を導水路１０４における水面の位置にあわせるように扉体１０９を降下させることができる。また、フリーフローを解消するために塵芥３０１の除去作業をおこなう作業者が現場に到着する前に、扉体１０９の降下を開始することができる。

これにより、作業者の手動により取水口ゲート１０８を動作させる煩雑な作業をなくし、作業者が現場に到着してから塵芥３０１の除去作業を開始するまでの時間を短くすることができる。また、フリーフローを解消する作業者が現場に到着する前に扉体１０９の降下が完了した場合、作業者は現場に到着後直ちに塵芥３０１の除去作業を開始することができる。

このように、この発明にかかる実施の形態のゲート制御プログラムによれば、塵芥３０１の除去作業にかかる作業者の負担軽減および作業効率の向上を図ることができる。

また、この発明にかかる実施の形態のゲート制御プログラムによれば、取水口ゲート１０８の開度を導水路１０４の水位の変動（増減）に追従させることにより、ダム水位一定運転中に、塵芥３０１を除去することによる導水路１０４に流れ込む水量の急激な変動を抑えることができる。これにより、ダム１０１から下流の河川へ流す水の維持流量が不足することを回避して、確実な取水管理をおこなうことができる。

また、この発明にかかる実施の形態のゲート制御プログラムは、判断する処理が、特定された導水路１０４の水位に基づいて、導水路１０４における水面位置を特定するとともに、特定された取水口ゲート１０８の開度に基づいて、取水口ゲート１０８の開度と扉体１０９の下端位置とを関連付けて記憶する記憶部を参照して、扉体１０９の下端位置を特定し、特定された導水路１０４における水面位置と特定された扉体１０９の下端位置との高低を判断する、ことを特徴としている。

この発明にかかる実施の形態のゲート制御プログラムによれば、フリーフローが発生しているか否かを精度よく判断することができる。これにより、作業者は、煩雑な作業をおこなうことなく、塵芥３０１の除去作業の必要性を適切に判断することができる。

また、この発明にかかる実施の形態のゲート制御プログラムは、特定する処理が、降下させる処理の後に、再度、導水路１０４の水位および取水口ゲート１０８の開度を特定する、ことを特徴としている。

この発明にかかる実施の形態のゲート制御プログラムによれば、扉体１０９の下端位置が導水路１０４における水面の位置と等しくなるまで、扉体１０９の降下をおこなうことができる。これにより、作業者の手動により取水口ゲート１０８を動作させる煩雑な作業をなくし、塵芥３０１の除去作業にかかる作業者の負担軽減および作業効率の向上を図ることができる。

また、この発明にかかる実施の形態のゲート制御プログラムは、導水路１０４の水位より扉体１０９の下端位置が低い場合、扉体１０９の下端位置が導水路１０４における水面の位置と等しくなるまで扉体１０９を上昇させる、処理を実行させることを特徴としている。

この発明にかかる実施の形態のゲート制御プログラムによれば、取水口ゲート１０８の開度を導水路１０４の水位の変動（増減）に追従させることができる。これにより、ダム水位一定運転中に、塵芥３０１を除去することによる導水路１０４に流れ込む水量の急激な変動を抑えることができ、ダム１０１からの維持流量が不足することを回避して、確実な取水管理をおこなうことができる。

なお、この実施の形態で説明したゲート制御方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータで実行することにより実現することができる。ゲート制御プログラムは、ハードディスク、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ、ＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｏｐｔｉｃａｌ ｄｉｓｋ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリなどのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また、ゲート制御プログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布してもよい。

以上のように、この発明にかかるゲート制御プログラムおよび制御装置は、取水口スクリーンを介して導水する導水路に設けられた取水口ゲートの制御に用いるゲート制御プログラムおよび制御装置に有用であり、特に、ダム水位一定運転をおこなう取水口ゲートの制御に用いるゲート制御プログラムおよび制御装置に適している。

１００ ゲート制御システム
１０１ ダム
１０２ ダム水位計
１０３ 制御装置
１０４ 導水路
１０５ 取水口
１０６ 取水口スクリーン
１０７ 水路水位計
１０８ 取水口ゲート
１０９ 扉体
１１０ 巻上機
１１１ ゲート駆動装置
３０１ 塵芥

Claims (5)

1. 水源から水力発電設備に導水する導水路に設けられた取水口ゲートを制御するコンピュータに、
   前記水源の水位が所定の閾値を超えた場合に前記取水口ゲートの扉体を自動上限開度まで上昇させるダム水位一定運転中に、
   前記導水路の水位および前記取水口ゲートの開度を特定し、
   特定された前記導水路の水位および前記取水口ゲートの開度に基づいて、前記導水路における水面位置と前記扉体の下端位置との高低を判断し、
   前記導水路における水面位置より前記扉体の下端位置が高い場合、前記扉体の下端位置が前記導水路における水面の位置と等しくなるまで前記扉体を降下させる、
   処理を実行させることを特徴とするゲート制御プログラム。
2. 前記判断する処理は、
   特定された前記導水路の水位に基づいて、前記導水路における水面位置を特定するとともに、特定された前記取水口ゲートの開度に基づいて、前記取水口ゲートの開度と前記扉体の下端位置とを関連付けて記憶する記憶部を参照して、前記扉体の下端位置を特定し、特定された前記導水路における水面位置と特定された前記扉体の下端位置との高低を判断する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のゲート制御プログラム。
3. 前記特定する処理は、
   前記降下させる処理の後に、再度、前記導水路の水位および前記取水口ゲートの開度を特定する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のゲート制御プログラム。
4. 前記導水路の水位より前記扉体の下端位置が低い場合、前記扉体の下端位置が前記導水路における水面の位置と等しくなるまで前記扉体を上昇させる、
   処理を実行させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のゲート制御プログラム。
5. 水源から水力発電設備に導水する導水路に設けられた取水口ゲートを制御する制御装置であって、
   前記水源の水位が所定の閾値を超えた場合に前記取水口ゲートの扉体を自動上限開度まで上昇させるダム水位一定運転中に、
   前記導水路の水位および前記取水口ゲートの開度を特定し、
   特定された前記導水路の水位および前記取水口ゲートの開度に基づいて、前記導水路における水面位置と前記扉体の下端位置との高低を判断し、
   前記導水路における水面位置より前記扉体の下端位置が高い場合、前記扉体の下端位置が前記導水路における水面の位置と等しくなるまで前記扉体を降下させる、
   制御部を備えたことを特徴とする制御装置。

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