JP4514735B2 - Dam discharge control system - Google Patents
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Description
本発明は、ダムの放水路に設けられたバルブからダム下流へ放流する水の放流量を制御するダムの放流量制御システムに関するものである。 The present invention relates to a dam discharge flow rate control system for controlling the discharge flow rate of water discharged from a valve provided in a dam discharge channel to the downstream side of the dam.
水力発電所においては、ダムにより水を堰き止め、貯水した水をダムから取水し、この水により水車を回転させ、発電機を回転させて発電を行っている。一方、ダムには、ダム下流の河川に水を放流するための放水路が別に設けられ、放水路に設けられたバルブの開閉により、水の放流量を調節している。放流量は、河川地域等との取り決めによる河川流量を維持できるように調節される。
In a hydroelectric power plant, water is blocked by a dam, the stored water is taken from the dam, and the water turbine is rotated by this water, and the generator is rotated to generate power. On the other hand, the dam is separately provided with a water discharge channel for discharging water to the river downstream of the dam, and the water discharge flow rate is adjusted by opening and closing a valve provided in the water discharge channel. The discharge flow rate is adjusted so that the river flow rate can be maintained by agreement with the river area.
この放流量の調節の方法として、例えば、特許文献1に示すようなダムゲート制御装置を用いた調節方法が知られている。このダムゲート制御装置は、計測した河川水位と設定された目標水位とを制御部に入力し、メモリ部に記憶された河川断面積と、河川水位および目標水位との偏差をもとに、目標水位とするのに必要なゲート開度を求めるものである。
上記特許文献1の制御装置では、現在の河川水位を目標水位にするために必要な放流量を求め、ゲート開度を求めるものである。しかしながら、放流量が、計測点の河川流量に反映されるのは、放流水がゲートから計測点に到達するまでの時間が経過した後である。したがって、このような放流量の制御では、実際には、取り決めの河川流量に達しなかったり、過剰な放流を行ってしまう場合があり、適切な放流量の制御が行われないという問題がある。
In the control device disclosed in
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ダムからの放流量を適切に制御することにある。 This invention is made | formed in view of this point, The place made into the objective is to control the discharge flow from a dam appropriately.
本発明に係るダムの放流用制御システムは、ダムの放水路に設けられたバルブからダム下流へ放流する水の放流量を制御するダムの放流量制御システムであって、ダム下流の河川における、上記バルブから放流された水が時間tで到達する点である計測点の水位を計測する水位計と、上記水位計により計測された水位に基づいて上記バルブから放流する水の放流量を制御する放流量制御装置と、を備え、上記放流量制御装置は、上記バルブから放流する水の決定放流量を演算する演算本体部と、上記ダムから放流する水の放流量を上記演算本体部で演算された上記決定放流量に制御する制御部と、を有し、上記演算本体部は、上記水位計により計測時点T1に計測された水位を上記計測点の計測点流量に換算する換算部と、上記計測時点T1から時間t前の時点T2における、上記バルブからの水の放流量である到達時間前放流量を上記計測点流量から引いて上記計測点の計測時点T1における計測時自然流量を演算する流量演算部と、上記計測時自然流量に基づいて、上記計測時点T1から時間t後の時点T3における上記計測点の予測自然流量を予測する予測演算部と、上記予測自然流量に基づいて上記決定放流量を演算する放流量演算部と、を有する。 A discharge control system for a dam according to the present invention is a dam discharge control system for controlling the discharge of water discharged from a valve provided in a dam discharge passage to the downstream of the dam, in a river downstream of the dam, A water level meter that measures a water level at a measurement point, which is a point where water discharged from the valve reaches at time t, and a discharge amount of water discharged from the valve based on the water level measured by the water level meter. A discharge flow control device, wherein the discharge flow control device calculates a determined discharge flow of water discharged from the valve, and calculates a discharge flow of water discharged from the dam by the calculation main body. A control unit that controls the determined discharge flow rate, and the calculation main body unit converts the water level measured at the measurement time T1 by the water level meter into a measurement point flow rate of the measurement point, Measurement time T1 The flow rate calculation unit that calculates the natural flow rate at the time of measurement at the measurement time point T1 of the measurement point by subtracting the flow rate before arrival time, which is the flow rate of water from the valve, at the time point T2 before time t from the measurement point flow rate. And a calculation unit for predicting a predicted natural flow rate at the measurement point at a time point T3 after time t1 from the measurement time point T1, and a determined discharge flow rate based on the predicted natural flow rate. A discharge flow rate calculation unit for calculation.
上記の構成によると、水位計により計測された水位は、放流量制御装置における演算本体部の換算部で、計測点流量に換算される。次に、流量演算部において、計測点流量から計測時自然流量が求められる。予測演算部において、計測時自然流量に基づいて予測自然流量が予測される。放流量演算部において、予測自然流量から決定放流量が演算される。放流量制御装置の制御部は、演算本体部で演算された決定放流量の水をダムから放流するように放流量を制御する。 According to said structure, the water level measured with the water level meter is converted into a measurement point flow volume by the conversion part of the calculation main-body part in a discharge flow control apparatus. Next, in the flow rate calculation unit, the natural flow rate during measurement is obtained from the measurement point flow rate. In the prediction calculation unit, the predicted natural flow rate is predicted based on the measured natural flow rate. In the discharge flow rate calculation unit, the determined discharge flow rate is calculated from the predicted natural flow rate. The control unit of the discharge flow rate control device controls the discharge flow rate so that the determined discharge flow rate water calculated by the calculation main body unit is discharged from the dam.
このように、ダムのバルブから放流する水の放流量を、計測時における計測点の流量を基準として決定するのではなく、計測時点T1から時間t後の時点T3における計測点の自然流量を予測して、この予測自然流量を基準として決定する。したがって、放流した水が計測点の流量として反映される時点における自然流量に基づいて、放流量が決定されるため、過剰な放流や、確保流量を満たさない放流が抑制され、適切な放流量の制御が行われる。 In this way, the flow rate of water discharged from the dam valve is not determined based on the flow rate at the measurement point at the time of measurement, but the natural flow rate at the measurement point at time point T3 after time t1 from the measurement time point T1 is predicted. Thus, the predicted natural flow rate is determined as a reference. Therefore, since the discharge flow is determined based on the natural flow rate at the time when the discharged water is reflected as the flow rate at the measurement point, excessive discharge or discharge that does not satisfy the secured flow rate is suppressed, and the appropriate discharge flow rate is reduced. Control is performed.
本発明によれば、放流した水が計測点の流量として反映される時点における自然流量を予測して、予測した自然流量に基づいて放流量が決定されるので、ダムからの放流量を適切に制御することができる。 According to the present invention, the natural flow rate at the time when the discharged water is reflected as the flow rate at the measurement point is predicted, and the discharge flow rate is determined based on the predicted natural flow rate. Can be controlled.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に、本発明の実施例に係るダムの放流量制御システムを適用した放流設備の概略構成を示す。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a discharge facility to which a dam discharge flow rate control system according to an embodiment of the present invention is applied.
貯水池2がダム1によって堰き止められている。ダム1には、ダム1下流の河川7に水6を放流するための放水路3が設けられている。ダム1の貯水池2側の壁部1aには、貯水池2の水6を取水し、放水路3に流入させるための取水管4の下端が取り付けられている。取水管4は、移動部10によって、ダム1の壁部1aに対して垂直な方向を回転軸として、壁部1aに沿って回動し、取水管4の上端に開けられた取水口4aにおけるダム1の水面からの深さhが調節されるようになっている。
放水路3には、ダム1の貯水池2と反対側にバルブ5が開けられている。放水路3のバルブ5の開閉を操作することで、ダム1下流の河川7への水6の放流量Rが調節される。この放流量Rの調節は、バルブ5の開度を制御することによって行う。バルブ5は、放水路3に設けられたバルブ開閉部11によって開閉され、バルブ開閉部11の制御を行う開度制御部12によって、その開度が制御される。なお、貯水池2の水面から取水管4の取水口4aまでの高さhが一定のときは、放流量Rとバルブの開度とは、1対1で対応した関係にある。
In the
ダム1下流の河川7における計測点Aと、計測点Aよりも下流の計測点Bとには、水位Hを計測する河川側水位計15a,15bが設置されている。計測点AおよびBはそれぞれ、ダム1から放流された水が時間tAおよびtBで到達する点である。
River side
図1の上部に、ダム1のバルブ5からの水の放流量Rを制御するための放流量制御装置20を示す。放流量制御装置20は、データ入力部21と、演算本体部22と、収納部23と、第1,第2メモリ部24,27と、制御部25と、取水管制御部26とを備えている。
In the upper part of FIG. 1, a discharge flow
データ入力部21には、河川側水位計15a,15bにより計測された計測点A,Bの水位HA,HBを示す信号が入力される。
The
収納部23には、あらかじめ設定した確保流量Qn、基準流量Qs、制限放流量Rlおよび時間tA,tBのデータが収納されている。確保流量Qnは、計測点において確保すべき流量として河川地域等とにより取り決められた流量である。基準流量Qsは、確保流量Qnよりも多い流量に設定されている。制限放流量Rlは、バルブ5からの水6の放流量Rの上限値である。
The
演算本体部22は、データ入力部21から入力される河川の水位HA,HBおよび収納部23から入力される各データ等に基づいて、バルブ5から放流する水の決定放流量Rdの演算を行う。
The calculation
第1メモリ部24は、演算本体部22により演算された決定放流量Rdを記憶するとともに、この決定放流量Rdを各時点の到達時間前放流量Rtとして演算本体部22に出力する。
The
第2メモリ部27は、演算本体部22により演算された計測時自然流量Q2を記憶するとともに、この計測時自然流量Q2を各時点の到達時間前自然流量Qtとして演算本体部22に出力する。
The
制御部25は、演算本体部22により演算された決定放流量Rdを、バルブ5から決定放流量Rdの水を放流するために必要なバルブ5の開度に変換する。制御部25によって求められたバルブ5の開度に基づいて、ダム1の開度制御部12がバルブ開閉部11の開度の制御を行う。
The
取水管制御部26は、ダム水位計13により計測された貯水池2の水位Hdに基づいて、貯水池2の水面から取水管4の取水口4aまでの深さhを一定に維持させるために、取水管4の位置を決める。具体的には、貯水池の水位Hdと、取水口4aの貯水池2の底面からの高さhsとの差が深さhとなる。したがって、取水管制御部26は、水位Hdから、あらかじめ設定された深さhを引いて高さhsを求め、この高さhsに取水口4aがくるように移動部10が、取水管4を回動させる。
The intake
図2に示すように、演算本体部22は、換算部31、流量演算部32、判断部33、増減量算出部34、予測部35、放流量演算部36および放流量決定部37を有している。
As shown in FIG. 2, the calculation
換算部31は、データ入力部21から入力される水位HA,HBを計測点A,Bを流れる水6の流量である計測点流量Q1に換算する部分である。換算は、あらかじめ、計測点A,Bの水位HA,HBに対応する計測点A,Bの流量を調べて表にした換算表に基づいて行う。換算表のデータは、収納部23に収納されている。
The
流量演算部32は、計測点A,Bにおける計測時点T1の計測時自然流量Q2を演算する部分である。自然流量とは、河川7に流れる水6のうち、ダム1から放流された貯水池2の水6を含まない、河川7に自然に流れる水の量をいう。ここで、計測時点T1に計測点を通過するダム1からの放流水は、計測時点T1から時間t前の時点である時点T2に放流されたものである。したがって、バルブ5から時点T2に放流された水の放流量Rである到達時間前放流量Rtを計測時点T1の計測点流量Q1から引くことで、計測時点T1の計測時自然流量Q2が求められる。
The flow
到達時間前放流量Rtは、時点T2において、演算本体部22で求められた決定放流量Rdが第1メモリ部24に記憶されたデータのである。この時点T2の決定放流量Rdが計測時点T1における到達時間前放流量Rtとして、計測時点T1における流量演算部32の演算時に第1メモリ部24から入力される。
The pre-arrival time discharge flow rate Rt is data in which the determined discharge flow rate Rd obtained by the calculation
また、計測時点T1において演算された計測時自然流量Q2は、第2メモリ部27に記憶される。
In addition, the measured natural flow rate Q2 calculated at the measurement time T1 is stored in the
判断部33は、流量演算部32において演算された計測時自然流量Q2が、収納部23にデータとして収納された基準流量Qsよりも小さいか否かを判断する部分である。計測時自然流量Q2が基準流量Qsよりも大きい場合には、バルブ5から放流する必要がある放流量Rとしての演算放流量Rnをゼロとする。基準流量Qsは、判断部33の演算時に収納部23から入力される。
The
増減量算出部34と予測部35とは、計測時点T1から時間t後の時点である時点T3における計測点の予測自然流量Q3を予測する予測演算部である。
The increase / decrease
増減量算出部34は、計測点A,Bにおいて時点T2から計測時点T1までに増減した自然流量である増減量dを求める部分である。増減量dは、時点T2の自然流量である到達時間前自然流量Qtから計測時点T1の計測時自然流量Q2を引いて求める。計測点A,Bを流れる水の自然流量は一定ではなく、天候、気温、時刻、季節等により変化する。この自然流量の変化のうち、時点T2から計測時点T1までの増減量dを求める。
The increase / decrease
到達時間前自然流量Qtは、時点T2において演算された計測時自然流量Q2が、第2メモリ部27に記憶されたデータである。この到達時間前自然流量Qtは、計測時点T1における増減量算出部34の演算時に第2メモリ部27から入力される。
The natural flow rate Qt before arrival time is data in which the measured natural flow rate Q2 calculated at the time point T2 is stored in the
予測部35は、増減量算出部34において求められた増減量dに基づいて、時点T3において、計測点を流れると予測される自然流量としての予測自然流量Q3を求める。予測自然流量Q3は、計測時自然流量Q2から増減量dを引いた量として、時点T2から計測時点T1までの自然流量の増減と同様に、計測時点T1から時点T3までの自然流量が増減するとして算出することもできる。また、予測自然流量Q3は、過去の計測点A,Bにおける水位HA,HBと増減量dの平均値との関係を記録したデータを用いて算出することもできる。このデータは、収納部23に記憶されている。
Based on the increase / decrease amount d obtained by the increase / decrease
放流量演算部36と放流量決定部37とは、予測自然流量Q3に基づいて決定放流量Rdを求める放流量演算部である。
The discharge flow
放流量演算部36は、時点T3における計測点A,Bの流量が、収納部23にデータとして収納された確保流量Qnとなるために、放流する必要がある放流量Rとしての演算放流量Rnを求める部分である。演算放流量Rnは、確保流量Qnから、予測部35において求められた時点T1の予測自然流量Q3を引いて求める。確保流量Qnは、放流量演算部36における演算時に収納部23から入力される。
The discharge flow
放流量決定部37は、実際にバルブ5から放流する水の放流量Rである決定放流量Rdを求める部分である。収納部23に設定された制限放流量Rlと、放流量演算部36において求められた演算放流量Rnとを比較し、制限放流量Rlおよび演算放流量Rnのうち小さい方が決定放流量Rdとされる。
The discharge flow
次に、本発明に係るダム1の放流量制御システムを用いて、放流量Rを制御する方法について説明する。
Next, a method for controlling the discharge flow rate R using the discharge flow control system for the
(第1の実施例)
まず、計測点Aのみの水位HAに基づいて、放流量の制御を行う場合について説明する。
(First embodiment)
First, a case where the discharge flow rate is controlled based on the water level HA only at the measurement point A will be described.
放流量制御装置20の収納部23において、あらかじめ設定された確保流量Qn、基準流量Qs、制限放流量Rlおよび時間tAのデータが収納されている。
The
水位計15によって計測時点T1の計測点Aの水位HAを計測する。水位HAの計測は1時間毎に行い、演算本体部22における決定放流量Rdの演算も1時間毎に行う。
The
計測された水位HAは、放流量制御装置20におけるデータ入力部21に入力される。データ入力部21は、水位HAのデータを演算本体部22に出力する。
The measured water level HA is input to the
次に、演算本体部22において決定放流量Rdを演算する。図3に、演算本体部22における演算の動作をフローチャートで示す。
Next, the determined discharge flow rate Rd is calculated in the calculation
換算部31で水位HAのデータを読み込む(ステップS1)。 The water level HA data is read by the conversion unit 31 (step S1).
換算部31において、水位HAから、計測点Aの計測時点T1の計測点流量Q1に換算する(ステップS2)。
In the
流量演算部32において、計測時点T1の計測点流量Q1から、計測時点T1の計測点Aにおける計測時自然流量Q2を求める。計測時自然流量Q2は、計測点流量Q1から到達時間前放流量Rtを引いて求める(ステップS3)。到達時間前放流量Rtは、第1メモリ部24から入力される。
In the flow
判断部33において、計測時自然流量Q2が、基準流量Qsよりも小さいか否かを判断する(ステップS4)。
In the
計測時自然流量Q2が、基準流量Qs以上である場合には、放流量演算部36において、演算放流量Rnをゼロとする(ステップS5)。そして、放流量決定部37において、演算放流量Rnを決定放流量Rdとする(ステップS13)。そして、演算を終了する。
When the measurement natural flow rate Q2 is greater than or equal to the reference flow rate Qs, the discharge flow
一方、計測時自然流量Q2が、基準流量Qsよりも小さい場合には、増減量算出部34において、増減量dを演算する。増減量dは、到達時間前自然流量Qtから計測時自然流量Q2を引いて求める(ステップS6)。到達時間前自然流量Qtは、第2メモリ部27から入力される。
On the other hand, when the measurement natural flow rate Q2 is smaller than the reference flow rate Qs, the increase / decrease
予測部35において、増減量dに基づいて、計測時点T1に放流した水が、計測点Aに到達する時点である時点T3における予測自然流量Q3を求める(ステップS7)。
In the
放流量演算部36において、演算放流量Rnを演算する。演算放流量Rnは、確保流量Qnから予測自然流量Q3を引いて求める(ステップS8)。確保流量Qnは、収納部23から入力される。
In the discharge
放流量決定部37において、演算放流量Rnがゼロよりも小さいか否かを判断する(ステップS9)。
In the discharge flow
演算放流量Rnがゼロよりも小さい場合には、決定放流量Rdをゼロとする(ステップS10)。そして、演算を終了する。 When the calculated discharge flow rate Rn is smaller than zero, the determined discharge flow rate Rd is set to zero (step S10). Then, the calculation ends.
一方、演算放流量Rnがゼロ以上である場合には、演算放流量Rnが制限放流量Rlよりも小さいか否かを判断する(ステップS11)。制限放流量Rlは、収納部23から入力される。
On the other hand, if the calculated discharge flow rate Rn is greater than or equal to zero, it is determined whether or not the calculated discharge flow rate Rn is smaller than the limit discharge flow rate Rl (step S11). The limited discharge flow rate Rl is input from the
演算放流量Rnが制限放流量Rlよりも大きい場合には、制限放流量Rlを決定放流量Rdとする(ステップS12)。そして、演算を終了する。 When the calculated discharge flow rate Rn is larger than the limit discharge flow rate Rl, the limit discharge flow rate Rl is set as the determined discharge flow rate Rd (step S12). Then, the calculation ends.
一方、演算放流量Rnが制限放流量Rlよりも小さい場合には、演算放流量Rnを決定放流量Rdとする(ステップS13)。そして、演算を終了する。 On the other hand, when the calculated discharge flow rate Rn is smaller than the limit discharge flow rate Rl, the calculated discharge flow rate Rn is set as the determined discharge flow rate Rd (step S13). Then, the calculation ends.
演算本体部22において演算された決定放流量Rdは第1メモリ部24に記憶される。ステップS2において演算された計測時点T1の計測時自然流量Q2は第2メモリ部27に記憶される。
The determined discharge flow rate Rd calculated in the calculation
決定放流量Rdは、制御部25に出力される。制御部25は、決定放流量Rdをバルブ5から決定放流量Rdの水を放流するために必要なバルブ5の開度に変換する。制御部25によって求められたバルブ5の開度に基づいて、ダム1の開度制御部12がバルブ開閉部11の開度の制御を行う。
The determined discharge flow rate Rd is output to the
このように、計測時点T1から時間t後の時点T3、すなわち、放流した水が計測点Aに到達する時点における計測点Aの自然流量を予測して、この予測自然流量Q3を基準としてダム1のバルブ5から放流する水の決定放流量Rdを求めている。したがって、計測時における計測点Aの流量を基準とするのではなく、放流した水が計測点Aの流量として反映される時点における予測自然流量Q3に基づいて決定放流量Rdを求めるので、過剰な放流や、確保流量Qnを満たさないような放流が抑制され、適切な放流量Rの制御が行われる。
As described above, the natural flow rate at the measurement point A at the time point T3 after the measurement time point T1, that is, when the discharged water reaches the measurement point A is predicted, and the
一方、図1に示すように、取水管4の位置が、放流量制御装置20の取水管制御部26によって制御されている。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the position of the
具体的には、ダム水位計13が貯水池2の水位Hdを計測する。計測された水位Hdのデータは、放流量制御装置20の取水管制御部26に入力される。移動部10からは、取水管4の取水口4aの貯水池2の底面からの高さhsのデータが取水管制御部26に入力される。
Specifically, the dam
取水管制御部26は、貯水池2の水位Hdから、取水口4aの高さhsを引いて、貯水池2の水面から取水管4の取水口4aまでの高さhを求める。高さhが、取水管制御部26にあらかじめ設定された値、例えば、h=2000mmとなるように、取水管制御部26が取水口4aの高さhsを制御する。すなわち、移動部10が取水管4を壁部1aに沿って回動させて、高さhが定められた値となるようにする。
The intake
発電により、貯水池2の水位Hdが低下し、取水口4aが水面よりも高い位置に露出してしまうと、取水ができない。逆に、降雨等によって水位Hdが上昇し、貯水池2の水面から離れた部分の水を取水管4が取水してしまうと、温度の低い水や、濁水を取水してしまい、このような水を河川に放流すると、河川環境に悪影響を与えてしまう。しかし、本発明のダムの放流量制御システムにおいては、貯水池2の水面から取水管4の取水口4aまでの高さhが一定となるように、取水管4の移動が制御されている。したがって、取水口4aが水面から露出することを抑制することができる。さらに、高さhが一定に維持されて、取水管4からの取水の量が安定するので、バルブ5の開度と放流量Rとの1対1の関係が安定する。このため、制御部25で求められたバルブ5の開度によって、演算本体部22で演算された決定放流量Rdをより確実に放流することができるので、放流量Rの制御をさらに適切に行うことができる。また、高さhを小さく設定することで、貯水池2の水面に近い位置から安定して取水することができるので、温度の低い水や濁水の取水を抑制することができる。
If the water level Hd of the
また、放流量制御装置20、河川側水位計15a,15b、バルブ開閉部11、ダム水位計13、取水管4および変動部10等を備えるダムの放流量制御システムによって、決定放流量Rdの演算、放流量Rの制御および取水管4の位置の制御を一元化したシステムで管理することができるので、効率よくダム1の放流設備の管理を行うことができる。
Moreover, the calculation of the determined discharge flow rate Rd is performed by the discharge flow control system of the dam including the discharge
(第2の実施例)
次に、計測点AおよびBの2点の水位HA,HBに基づいて、放流量の制御を行う場合について説明する。なお、第1の実施例と同じ箇所については、その詳細な説明は省略する。
(Second embodiment)
Next, a case where the discharge flow rate is controlled based on the two water levels HA and HB of the measurement points A and B will be described. Detailed description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted.
放流量制御装置20の収納部23には、あらかじめ設定された確保流量QnA,QnB、基準流量Qs、制限放流量Rl、下限基準流量Qs’Bおよび時間tA,tBのデータが収納されている。
The
河川側水位計15a,15bによって計測時点T1の計測点A,Bの水位HA,HBを計測する。
The water levels HA and HB at the measurement points A and B at the measurement time point T1 are measured by the river side
水位HA,HBは、放流量制御装置20のデータ入力部21に入力される。データ入力部21は、水位HA,HBのデータを演算本体部22に出力する。
The water levels HA and HB are input to the
図4に、演算本体部22における、決定放流量Rdの演算の動作をフローチャートで示す。
FIG. 4 is a flowchart showing the calculation operation of the determined discharge flow rate Rd in the calculation
まず、換算部31で計測点Aの水位HAのデータを読み込む(ステップS101)。 First, the data of the water level HA at the measurement point A is read by the conversion unit 31 (step S101).
水位HAのデータから計測点Aの計測時点T1の計測点流量Q1Aに換算する(ステップS102)。 The data of the water level HA is converted into the measurement point flow rate Q1A at the measurement time point T1 of the measurement point A (step S102).
流量演算部32において、計測点流量Q1Aから到達時間前放流量RtAを引いて、計測時自然流量Q2Aを求める(ステップS103)。
The flow
判断部33において、計測時自然流量Q2Aが、基準流量QsAよりも小さいか否かを判断する(ステップS104)
計測時自然流量Q2Aが基準流量QsA以上である場合には、放流量演算部36において、演算放流量Rnをゼロとする(ステップS105)。そして、放流量決定部37において、決定放流量Qdを演算放流量Rnとする(ステップS106)。そして、演算を終了する。
In the
When the measurement natural flow rate Q2A is equal to or greater than the reference flow rate QsA, the discharge flow
一方、計測時自然流量Q2Aが基準流量QsAよりも小さい場合には、増減量算出部34において、到達時間前自然流量QtAから計測時自然流量Q2Aを引いた増減量dAを演算する(ステップS107)。
On the other hand, when the measurement natural flow rate Q2A is smaller than the reference flow rate QsA, the increase / decrease
予測部35において、増減量dAに基づいて、計測時点T1に放流した水が、計測点Aに到達する時点である時点T3Aにおける予測自然流量Q3Aを求める。計測点Aにおいては、予測自然流量Q3Aは、計測時自然流量Q2Aから増減量dAを引いた量である(ステップS108)。
In the
放流量演算部36において、確保流量QnAから予測自然流量Q3Aを引いて演算放流量RnAを求める(ステップS109)。
In the discharge flow
一方、換算部31で計測点Bの水位HBのデータを読み込む(ステップS201)。
On the other hand, the
水位HBのデータから計測点Bの計測時点T1の計測点流量Q1Bに換算する(ステップS202)。 The data of the water level HB is converted into the measurement point flow rate Q1B at the measurement time point T1 of the measurement point B (step S202).
流量演算部32において、計測時自然流量Q2Bを演算する。ここで、ダム1から計測点Bまでの距離が離れている等で、到達時間前放流量RtBの水が、計測点Bに全量到達しない場合は、放流量Rに対する、計測点Bに到達する水の流量を基に補正値rをあらかじめ設定しておく。例えば、計測点Bに到達する水の流量が放流量Rの80%である場合、補正値rは0.8である。したがって、計測時自然流量Q2Bは、計測点流量Q1Bから、到達時間前放流量RtBに補正値rをかけたものを引いて求める(ステップS203)。
The flow
判断部33において、計測時自然流量Q2Bが、基準流量QsBよりも小さいか否かを判断する(ステップS204)。
In the
計測時自然流量Q2Bが基準流量QsB以上である場合には、演算放流量Rnをゼロとし(ステップS105)、決定放流量Qdを演算放流量Rnとする(ステップS106)。そして、演算を終了する。 When the measurement natural flow rate Q2B is equal to or higher than the reference flow rate QsB, the calculated discharge flow rate Rn is set to zero (step S105), and the determined discharge flow rate Qd is set to the calculated discharge flow rate Rn (step S106). Then, the calculation ends.
一方、計測時自然流量Q2Bが基準流量QsBよりも小さい場合には、計測時自然流量Q2Bが、下限基準流量Qs’Bよりも大きいか否かを判断する(ステップS205)。 On the other hand, when the measurement natural flow rate Q2B is smaller than the reference flow rate QsB, it is determined whether or not the measurement natural flow rate Q2B is larger than the lower limit reference flow rate Qs'B (step S205).
計測時自然流量Q2Bが下限基準流量Qs’B以下である場合には、予測部35において、予測自然流量Q3Bを下限基準流量Qs’Bとする(ステップS206)。この予測自然流量Q3Bに基づいて、演算放流量RnBを求める(ステップS209)。
When the measurement natural flow rate Q2B is equal to or lower than the lower limit reference flow rate Qs'B, the
一方、計測時自然流量Q2Bが下限基準流量Qs’Bよりも大きい場合には、増減量算出部34において、到達時間前自然流量QtBから計測時自然流量Q2Bを引いた増減量dBを演算する(ステップS207)。
On the other hand, when the measurement natural flow rate Q2B is larger than the lower limit reference flow rate Qs'B, the increase / decrease
予測部35において、増減量dBに基づいて、計測時点T1に放流した水が計測点Bに到達する時点である、時点T3Bにおける予測自然流量Q3Bを求める(ステップS208)。計測点Bにおいては、予測自然流量Q3Bは、過去の計測点Bにおける水位HBと増減量dBの平均値との関係を記録したデータを用いて算出する。
In the
放流量演算部36において、確保流量QnBから予測自然流量Q3Bを引いた値を補正値rで割って演算放流量RnBを求める(ステップS209)。
In the discharge
次に、ステップS109およびステップS209において、求めた演算放流量RnAが演算放流量RnBよりも小さいか否かを判断する(ステップS210)。 Next, in step S109 and step S209, it is determined whether or not the calculated calculated discharge flow rate RnA is smaller than the calculated discharge flow rate RnB (step S210).
演算放流量RnAが演算放流量RnBよりも小さい場合、演算放流量RnBがゼロよりも小さいか否かを判断する(ステップS211)。 When the calculated discharge flow rate RnA is smaller than the calculated discharge flow rate RnB, it is determined whether or not the calculated discharge flow rate RnB is smaller than zero (step S211).
演算放流量RnBがゼロよりも小さい場合、演算放流量Rnをゼロとする(ステップS105)。 When the calculated discharge flow rate RnB is smaller than zero, the calculated discharge flow rate Rn is set to zero (step S105).
一方、演算放流量RnBがゼロ以上である場合には、演算放流量RnBが制限放流量Rlよりも小さいか否かを判断する(ステップS212)。 On the other hand, if the calculated discharge flow rate RnB is greater than or equal to zero, it is determined whether or not the calculated discharge flow rate RnB is smaller than the limit discharge flow rate Rl (step S212).
演算放流量RnBが制限放流量Rlよりも小さい場合には、決定放流量Rdを演算放流量RnBとする(ステップS213)。そして、演算を終了する。 When the calculated discharge flow rate RnB is smaller than the limit discharge flow rate Rl, the determined discharge flow rate Rd is set as the calculated discharge flow rate RnB (step S213). Then, the calculation ends.
一方、演算放流量RnBが制限放流量Rl以上である場合には、決定放流量Rdを制限放流量Rlとする(ステップS214)。そして、演算を終了する。 On the other hand, when the calculated discharge flow rate RnB is equal to or greater than the limit discharge flow rate Rl, the determined discharge flow rate Rd is set as the limit discharge flow rate Rl (step S214). Then, the calculation ends.
ステップS210において、演算放流量RnAが演算放流量RnB以上である場合、演算放流量RnAがゼロよりも小さいか否かを判断する(ステップS215)。 In step S210, if the calculated discharge flow rate RnA is equal to or greater than the calculated discharge flow rate RnB, it is determined whether or not the calculated discharge flow rate RnA is smaller than zero (step S215).
演算放流量RnAがゼロよりも小さい場合、決定放流量Rdをゼロとする(ステップS216)。そして、演算を終了する。 When the calculated discharge flow rate RnA is smaller than zero, the determined discharge flow rate Rd is set to zero (step S216). Then, the calculation ends.
一方、演算放流量RnAがゼロ以上である場合には、演算放流量RnAが制限放流量Rlよりも小さいか否かを判断する(ステップS217)。 On the other hand, if the calculated discharge flow rate RnA is greater than or equal to zero, it is determined whether or not the calculated discharge flow rate RnA is smaller than the limit discharge flow rate Rl (step S217).
演算放流量RnAが制限放流量Rlよりも小さい場合には、決定放流量Rdを演算放流量RnAとする(ステップS218)。そして、演算を終了する。 When the calculated discharge flow rate RnA is smaller than the limit discharge flow rate Rl, the determined discharge flow rate Rd is set as the calculated discharge flow rate RnA (step S218). Then, the calculation ends.
一方、演算放流量RnAが制限放流量Rl以上である場合には、決定放流量Rdを制限放流量Rlとする(ステップS214)。そして、演算を終了する。 On the other hand, when the calculated discharge flow rate RnA is equal to or greater than the limit discharge flow rate Rl, the determined discharge flow rate Rd is set to the limit discharge flow rate Rl (step S214). Then, the calculation ends.
このように、2つの計測点A,Bの水位HA,HBに基づき、演算放流量RnAと演算放流量RnBとのうち大きい方を基準に決定放流量Rdを求めることで、両方の計測点AおよびBにおいて、確保流量QnAおよびQnBを満たすことができる。 Thus, based on the water levels HA and HB of the two measurement points A and B, by obtaining the determined discharge flow rate Rd based on the larger one of the calculated discharge flow rate RnA and the calculated discharge flow rate RnB, both measurement points A And B can satisfy the reserved flow rates QnA and QnB.
なお、上述の実施形態は、本発明の例示であって、本発明はこの例に限定されるものではない。 In addition, the above-mentioned embodiment is an illustration of this invention, Comprising: This invention is not limited to this example.
例えば、以下のような構成としてもよい。 For example, the following configuration may be used.
すなわち、上記実施例では、制御部25による放流量Rの制御は、バルブ開閉部11におけるバルブ5の開度を制御することにより行ったが、これには限定されず、取水管4において行うこととしてもよい。
That is, in the above embodiment, the control of the discharge flow rate R by the
また、上記実施例では、取水管4の変動は、ダム1の壁部1aに沿って回動させたが、これには限定されず、取水管4を上下に移動させることで、取水口4aの高さを調節してもよい。
Moreover, in the said Example, although the fluctuation | variation of the
以上説明したように、本発明は、ダムからの放流量を適切に制御できるので、ダムの放水路に設けられたバルブからダム下流へ放流する水の放流量を制御するダムの放流量制御システム等について有用である。 As described above, the present invention can appropriately control the discharge flow from the dam, so the discharge flow control system for the dam that controls the discharge flow of the water discharged downstream from the valve provided in the discharge channel of the dam. Etc. are useful.
1 ダム
3 放水路
5 バルブ
6 水
7 河川
10 移動部
11 バルブ開閉部
15a 河川側水位計
15b 河川側水位計
20 放流量制御装置
22 演算本体部
23 収納部
24 第1メモリ部
25 制御部
26 取水管制御部
27 第2メモリ部
31 換算部
32 流量演算部
33 判断部
34 増減量算出部
35 予測部
36 放流量演算部
37 放流量決定部
d 増減量
A 計測点
B 計測点
H 水位
Q1 計測点流量
Q2 計測時自然流量
Q3 予測自然流量
Qn 確保流量
Qs 基準流量
R 放流量
Rd 決定放流量
Rl 制限放流量
Rn 演算放流量
Rt 到達時間前放流量
DESCRIPTION OF
Claims (9)
ダム下流の河川における、上記バルブから放流された水が時間tで到達する点である計測点の水位を計測する水位計と、
上記水位計により計測された水位に基づいて上記バルブから放流する水の放流量を制御する放流量制御装置と、
を備え、
上記放流量制御装置は、
上記バルブから放流する水の決定放流量を算出する演算本体部と、
上記ダムから放流する水の放流量を上記演算本体部で演算された上記決定放流量に制御する制御部と、
を有し、
上記演算本体部は、
上記水位計により計測時点T1に計測された水位を上記計測点の計測点流量に換算する換算部と、
上記計測時点T1から時間t前の時点T2における、上記バルブからの水の放流量である到達時間前放流量を上記計測点流量から引いて上記計測点の計測時点T1における計測時自然流量を演算する流量演算部と、
上記計測時自然流量に基づいて、上記計測時点T1から時間t後の時点T3における上記計測点の予測自然流量を予測する予測演算部と、
上記予測自然流量に基づいて上記決定放流量を演算する放流量演算部と、
を有する、ダムの放流量制御システム。 A discharge control system for a dam that controls the discharge of water discharged downstream from a valve provided in the discharge channel of the dam,
A water level meter for measuring the water level at the measurement point, which is the point where the water discharged from the valve reaches the time t in the river downstream of the dam;
A discharge flow rate control device for controlling the discharge flow rate of water discharged from the valve based on the water level measured by the water level meter;
With
The discharge flow control device
A calculation main body for calculating a determined discharge flow rate of water discharged from the valve;
A control unit for controlling the discharge flow rate of water discharged from the dam to the determined discharge flow rate calculated by the calculation main body unit;
Have
The calculation body is
A conversion unit that converts the water level measured at the measurement time T1 by the water level meter into the measurement point flow rate of the measurement point;
The natural flow rate at the time of measurement at the measurement point T1 of the measurement point is calculated by subtracting the pre-arrival time discharge rate, which is the flow rate of water from the valve, at the time point T2 before the measurement time point T1 from the measurement point flow rate. A flow rate calculation unit,
A prediction calculation unit that predicts a predicted natural flow rate at the measurement point at a time point T3 after a time t from the measurement time point T1, based on the natural flow rate at the time of measurement;
A discharge flow rate calculation unit for calculating the determined discharge flow rate based on the predicted natural flow rate;
A dam discharge control system.
上記放流量制御装置は、上記演算本体部の演算に用いるデータを収納する収納部をさらに有する、ダムの放流量制御システム。 The discharge control system for a dam according to claim 1,
The discharge flow rate control system according to claim 1, wherein the discharge flow rate control device further includes a storage unit that stores data used for calculation of the calculation main body unit.
上記放流量制御装置は、上記放流量演算部において求められる上記決定放流量を記憶する第1メモリ部をさらに有し、
上記第1メモリ部は、上記時点T2の上記決定放流量を上記計測時点T1における上記到達時間前放流量として、上記演算本体部の上記流量演算部に出力する、ダムの放流量制御システム。 In the discharge control system of the dam of Claim 1 or 2,
The discharge flow control device further includes a first memory unit that stores the determined discharge flow rate obtained in the discharge flow rate calculation unit,
The dam discharge flow rate control system, wherein the first memory unit outputs the determined discharge flow rate at the time point T2 to the flow rate calculation unit of the calculation main body unit as the discharge flow rate before the arrival time at the measurement time point T1.
上記放流量制御装置の上記演算本体部は、
上記流量演算部で求められた上記計測時自然流量と、あらかじめ設定された基準流量とを比較し、上記計測時自然流量が、該基準流量よりも大きい場合には、上記決定放流量をゼロとする判断部をさらに有する、ダムの放流量制御システム。 In the discharge control system of the dam of any one of Claim 1 to 3,
The calculation main body of the discharge flow control device is:
The measured natural flow rate obtained by the flow rate calculation unit is compared with a preset reference flow rate, and if the measured natural flow rate is greater than the reference flow rate, the determined discharge flow rate is set to zero. A discharge control system for a dam, further comprising a determination unit.
上記放流量制御装置における上記演算本体部の上記放流量演算部は、
あらかじめ設定された確保流量から上記予測演算部において求められた上記予測自然流量を引いた演算放流量を演算する演算放流量演算部と、
上記演算放流量がゼロより小さい場合には、上記決定放流量をゼロとし、該演算放流量がゼロ以上である場合には、該演算放流量と、上記バルブからの水の放流量の最大値である制限放流量とを比較し、上記演算放流量および該制限放流量のうち小さい方を上記決定放流量とする放流量決定部と、
を有する、ダムの放流量制御システム。 In the discharge control system of the dam of any one of Claim 1 to 4,
The discharge flow rate calculation unit of the calculation main body in the discharge flow rate control device is:
A calculation discharge flow rate calculation unit for calculating a calculation discharge rate obtained by subtracting the predicted natural flow rate determined in the prediction calculation unit from a preset secured flow rate;
When the calculated discharge flow rate is smaller than zero, the determined discharge flow rate is set to zero. When the calculated discharge flow rate is zero or more, the calculated discharge flow rate and the maximum value of the discharge flow rate of water from the valve are set. A discharge flow rate determining unit that compares the calculated discharge flow rate and the limited discharge flow rate with the smaller one of the calculated discharge flow rate and the determined discharge flow rate,
A dam discharge control system.
上記予測演算部は、
上記計測時点T1の上記計測時自然流量から、上記時点T2の上記計測時自然流量である上記到達時間前自然流量を引いた増減量を算出する増減量算出部と、
上記増減量に基づいて上記予測自然流量を予測する予測部と、
を有する、ダムの放流量制御システム。 In the discharge control system of the dam of any one of Claim 1 to 5,
The prediction calculation unit
An increase / decrease amount calculation unit that calculates an increase / decrease amount obtained by subtracting the natural flow rate before arrival time, which is the natural flow rate at the time of measurement T2, from the natural flow rate at the time of measurement T1;
A prediction unit that predicts the predicted natural flow rate based on the increase / decrease amount;
A dam discharge control system.
上記放流量制御装置は、上記計測時点T1の上記計測時自然流量を記憶する第2メモリ部をさらに有し、
上記第2メモリ部は、上記時点T2の上記計測時自然流量を上記計測時点T1における上記到達時間前自然流量として、上記演算本体部の上記予測演算部に出力する、ダムの放流量制御システム。 The discharge control system for a dam according to claim 6,
The discharge flow rate control device further includes a second memory unit that stores the measurement natural flow rate at the measurement time point T1,
The dam discharge flow rate control system, wherein the second memory unit outputs the natural flow rate during measurement at the time point T2 as the natural flow rate before arrival time at the measurement time point T1 to the prediction calculation unit of the calculation main body unit.
上記バルブの開閉を行うバルブ開閉部をさらに備え、
上記放流量制御装置の上記制御部は、上記演算本体部により演算された上記決定放流量の水を上記バルブから放流するための上記バルブ開閉部における上記バルブの開度を決定する、ダムの放流量制御システム。 In the discharge control system of the dam of any one of Claim 1 to 7,
A valve opening / closing part for opening and closing the valve;
The control unit of the discharge flow control device determines a degree of opening of the valve in the valve opening / closing unit for discharging water of the determined discharge flow calculated by the calculation main body from the valve. Flow control system.
上記ダムの水位を計測するダム水位計と、
上記ダムの水を取水する取水口を有し、上記放水路に該ダムの水を流すための取水管と、
上記取水管の上記取水口における上記ダムの底面からの高さを調節するために該取水管を移動させる移動部と、
をさらに備え、
上記放流量制御装置は、上記ダムの水面から上記取水口までの高さを一定に保つために、上記移動部における上記取水管の移動を制御する取水管制御部をさらに有する、ダムの放流量制御システム。 In the discharge control system of the dam of any one of Claim 1 to 8,
A dam water level meter that measures the water level of the dam,
A water intake for taking the water of the dam, and a water intake pipe for flowing the water of the dam through the water discharge channel;
A moving unit for moving the intake pipe to adjust the height from the bottom surface of the dam at the intake of the intake pipe;
Further comprising
The discharge flow rate control device further includes a intake pipe control unit that controls movement of the intake pipe in the moving unit in order to keep the height from the water surface of the dam to the intake port constant. Control system.
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