(57)【要約】      （修正有）【課題】貯水池におけるゲート操作の回数を減らし、ゲート設備の負担を軽減する制御装置を提供する。【解決手段】貯水池に設けられたゲート設備２０を稼働して放流量を制御することにより、貯水池の現在水位を設定水位に制御する水位の制御装置１０であって、設定水位を基準とした制御バンド幅を設定する許容範囲設定部１１１と、前回の制御周期における前回制御周期水位と現在の制御周期における現在水位とに基づいて、水位の変化傾向および変化量を算出する演算部１１２と、許容範囲設定部１１１により設定された制御バンド幅と、演算部１１２により算出された変化傾向および変化量とを用いてゲート設備２０の稼働の要否を判断するゲート制御部１１３と、を有する構成とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水池に設けられたゲート設備を稼働して放流量を制御することにより、前記貯水池の水位を設定水位に制御する水位の制御装置であって、
前記設定水位を基準とした許容範囲を設定する許容範囲設定部と、
前回の制御周期における水位と現在の制御周期における水位とに基づいて、水位の変化傾向および変化量を算出する演算部と、
前記許容範囲設定部により設定された前記許容範囲と、前記演算部により算出された前記変化傾向および変化量とを用いて前記ゲート設備の稼働の要否を判断するゲート制御部と、を有する水位の制御装置。
【請求項２】
前記ゲート制御部は、
前記現在の制御周期における水位が前記許容範囲内であると判定した場合、前記ゲート設備を稼働しない請求項１に記載の水位の制御装置。
【請求項３】
前記ゲート制御部は、
前記現在の制御周期における水位が前記許容範囲外である場合、且つ、前記演算部により算出された水位の前記変化傾向が前記設定水位に近づく方向に変化していると判定した場合、前記ゲート設備を稼働しない請求項１に記載の水位の制御装置。
【請求項４】
前記ゲート制御部は、
前記演算部により算出された水位の前記変化傾向が一定であると判定した場合、且つ、水位の前記変化傾向が一定時間以下であると判定した場合、前記ゲート設備を稼働しない請求項１に記載の水位の制御装置。
【請求項５】
貯水池に設けられたゲート設備を稼働して放流量を制御することにより、前記貯水池の水位を設定水位に制御する水位の制御方法であって、
前記設定水位を基準とした許容範囲を設定するステップと、
前回の制御周期における水位と現在の制御周期における水位とに基づいて、水位の変化傾向および変化量を算出するステップと、
前記許容範囲設定部により設定された前記許容範囲と、前記演算部により算出された前記変化傾向および変化量とを用いて前記ゲート設備の稼働の要否を判断するステップと、
を有する水位の制御方法。
【請求項６】
前記ゲート設備の稼働の要否を判断するステップにおいて、
前記現在の制御周期における水位が前記許容範囲内であると判定した場合、前記ゲート設備を稼働しない請求項５に記載の水位の制御方法。
【請求項７】
前記ゲート設備の稼働の要否を判断するステップにおいて、
前記現在の制御周期における水位が前記許容範囲外である場合、且つ、前記演算部により算出された水位の前記変化傾向が前記設定水位に近づく方向に変化していると判定した場合、前記ゲート設備を稼働しない請求項５に記載の水位の制御方法。
【請求項８】
前記ゲート設備の稼働の要否を判断するステップにおいて、
前記演算部により算出された水位の前記変化傾向が一定であると判定した場合、且つ、水位の前記変化傾向が一定時間以下であると判定した場合、前記ゲート設備を稼働しない請求項５に記載の水位の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水位の制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、一定の制御周期ごとにダムなどの貯水池の設定水位を入力し、その水位の変化勾配または現在水位と目標水位（以下、設定水位とも言う）との偏差に応じて放流量の目標値を計算し、現在の放流量が目標値になるように放流設備（ゲート）を動作させる技術が開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示された水位の制御方法は、現在の制御周期における放流量の目標値と現在値とを比較し、今回の放流量の増加分が最大増減量に満たなかった場合、貯水池の水位の急変を検出した後、速やかに最大増減量に満たなかった分の放流量を当該制御周期内で追加放流するように制御を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２５９１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された水位の制御方法では、現在の制御周期において、現在水位を予め設定した設定水位に近づけるように制御している。そのため当該制御周期において、現在水位が変位するごとにゲート操作が必要となり、ゲート操作の回数が多くなってしまう。その結果、頻繁な稼働によりゲート設備の負担が大きくなってしまう。
【０００６】
したがって、本発明は、貯水池におけるゲート操作の回数を減らし、ゲート設備の負担を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、貯水池に設けられたゲート設備を稼働して放流量を制御することにより、貯水池の水位を設定水位に制御する水位の制御装置であって、設定水位を基準とした許容範囲を設定する許容範囲設定部と、前回の制御周期における水位と現在の制御周期における水位とに基づいて、水位の変化傾向および変化量を算出する演算部と、許容範囲設定部により設定された許容範囲と、演算部により算出された前記変化傾向および変化量とを用いてゲート設備の稼働の要否を判断するゲート制御部と、を有する構成とした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、貯水池におけるゲート操作の回数を減らし、ゲート設備の負担を軽減することができる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】水位の制御装置の全体構成を説明する図である。
【図２】実施の形態にかかる水制御方法を説明する模式図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる水位制御方法の流れを説明するフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態にかかる水位制御方法の流れを説明するフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態にかかる水位制御方法の流れを説明するフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態にかかる水位制御方法の流れを説明するフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態にかかる水位制御方法の流れを説明するフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態にかかる水位制御方法の流れを説明するフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態にかかる水位制御方法の流れを説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態にかかる水位制御方法の流れを説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態にかかる水位制御方法の流れを説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態にかかる水位制御方法の流れを説明するフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態にかかる水位制御方法の流れを説明するフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態にかかる水位制御方法の流れを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態にかかる水位の制御方法について図面を用いて詳細に説明する。実施の形態では、ダムなどの貯水池において、放流量を調整するためのゲート設備を制御して貯水池の水位を制御する場合を例示して説明する。
【００１１】
＜水位の制御装置の全体構成＞
図１は、水位の制御装置１０の全体構成を説明する図である。
【００１２】
図１に示すように、貯水池（例えば、ダム）にはゲート設備２０が設けられており、ゲート設備２０の稼働は制御装置１０により制御される。制御装置１０には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１が設けられている。ＣＰＵ１１は、現在の制御周期で計測した貯水池の水位（以下、現在水位Ｈとも言う）、前回の制御周期で計測した貯水池の水位（以下、前回制御周期水位ＨＬとも言う）、設定水位ＳＨ（以下、目標水位とも言う）、許容範囲に基づいて算出した目標放流量に基づいてゲート設備２０の制御を行う。
【００１３】
具体的には、ＣＰＵ１１は、許容範囲設定部１１１と、演算部１１２と、ゲート制御部１１３とを有している。これらの許容範囲設定部１１１と、演算部１１２と、ゲート制御部１１３とは、ＣＰＵ１１が制御プログラム（図示せず）を実行することにより実装される機能である。
【００１４】
許容範囲設定部１１１は、予め設定された設定水位ＳＨに対して上下方向に所定の許容範囲（以下、水位幅又は制御バンド幅ＨＢとも言う）を設定する。設定水位ＳＨは、貯水池（ダムなど）に接続される下流域の河川の水の流量や上流側から流れ込む水の流量などに基づいて設定される。また、制御バンド幅ＨＢは、貯水池の設定水位ＳＨに対して許容される水位の範囲であり、貯水池（ダムなど）ごとに設定される。
【００１５】
演算部１１２は、前回の制御周期で測定した前回制御周期水位ＨＬと、現在の制御周期で測定した現在水位Ｈとに基づいて水位の変化傾向と変化量とを算出する。例えば、水位の変化傾向は、前回制御周期水位ＨＬと現在水位Ｈとを結ぶ線分の傾きの方向で算出することができる。また、変化量は前回制御周期水位ＨＬと現在水位Ｈとの差分で算出することができる。
【００１６】
ゲート制御部１１３は、許容範囲設定部１１１により設定された制御バンド幅ＨＢと、演算部１１２により算出された水位の変化傾向および変化量とに基づいてゲート設備２０の稼働の要否を判断すると共に、ゲート設備２０の稼働制御を行う。ゲート制御部１１３によるゲート設備２０の稼働の要否の判断方法、ゲート設備２０の稼働制御の詳細は後述する。
【００１７】
＜水位の制御方法＞
次に、前述した水位の制御装置１０による貯水池の水位の制御方法を説明する。
図２は、実施の形態にかかる水位の制御方法を説明する模式図である。
図２に示すように、実施の形態にかかる水位の制御方法では、許容範囲設定部１１１により、設定水位ＳＨを基準として上下方向に所定の制御バンド幅ＨＢ（水位幅）が設定されている。このように水位の制御装置１０では、設定水位ＳＨを基準とした制御バンド幅ＨＢを上下方向に設定したことで、現在水位Ｈが設定水位ＳＨと異なっている場合でも、ＣＰＵ１１は、現在水位Ｈと、設定水位ＳＨと、制御バンド幅ＨＢとに基づいてゲート設備２０の稼働の要否判断を行い、ゲート設備２０の稼働を行う必要がないと判定することでゲート設備２０の稼働回数を減らし、ゲート設備２０の稼働負担を減らすことができる。
【００１８】
図３〜図１４は、本発明の実施の形態にかかる水位の制御方法の流れを説明するフローチャートである。
【００１９】
以下で説明する処理は、ゲート設備２０を制御するための制御装置１０のＣＰＵ１１で行われる処理である。ＣＰＵ１１は、下流域で必要な水量や天候などに基づいてダムから放出する目標放流量を算出し、この目標放流量に基づいて貯水池の設定水位ＳＨ（目標水位）を予め設定する。
【００２０】
初めに、図３に示すように、ステップＳ１０１において、ＣＰＵ１１のゲート制御部１１３は、現在の制御周期における現在水位Ｈと設定水位ＳＨとを比較し、現在水位Ｈと設定水位ＳＨとが同じ（Ｈ＝ＳＨ）であると判定した場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、水位制御（ゲート設備２０の稼働）が必要ないと判断し、次回の制御周期へ移行する。
【００２１】
ステップＳ１０２において、演算部１１２は、現在の制御周期における現在水位Ｈが設定水位ＳＨよりも大きいか否かを判定し、現在水位Ｈが設定水位ＳＨよりも大きい（Ｈ＞ＳＨ）と判定した場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ステップＳ１０３の処理を実行し、現在水位Ｈが設定水位以下（Ｈ≦ＳＨ）であると判定した場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、ステップＳ１０８（図４参照）の処理を行う。
【００２２】
ステップＳ１０３において、演算部１１２は、現在水位Ｈと、設定水位ＳＨと、制御バンド幅ＨＢとを比較し、現在水位Ｈが設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値よりも大きい（Ｈ＞ＳＨ＋ＨＢ）か否かを判定する。演算部１１２は、現在水位Ｈが設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値よりも大きいと判定した場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、現在水位Ｈが制御バンド幅ＨＢの上限以上であると判定してステップＳ１０４の処理を行う。一方、演算部１１２は、現在水位Ｈが設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値以下（Ｈ≦ＳＨ＋ＨＢ）であると判断した場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１０６の処理を行う。
【００２３】
ステップＳ１０４において、演算部１１２は、現在の制御周期における現在水位Ｈが前回制御周期水位ＨＬ未満（Ｈ＜ＨＬ）か否かを判定する。演算部１１２は、現在水位Ｈが前回制御周期水位ＨＬ未満（Ｈ＜ＨＬ）であると判定した場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、現在水位Ｈは前回制御周期水位ＨＬよりも設定水位ＳＨに近づいていると判定してステップＳ１０５の処理を行う。
【００２４】
ステップＳ１０５において、ゲート制御部１１３は、現在水位Ｈと前回制御周期水位ＨＬとの変化傾向から、現在水位Ｈが前回制御周期水位ＨＬよりも設定水位ＳＨに近づいているため、現在の制御周期においてゲート制御の実行が必要ないと判定する（図１の（Ａ）における矢印ａ参照）。これにより、現在の制御周期における現在水位Ｈが設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値よりも大きい場合であっても、現在の制御周期における現在水位Ｈが前回制御周期水位ＨＬよりも小さい場合には、ゲート制御の実行が回避されるので、ゲート操作の回数を減らすことができる。
【００２５】
ステップＳ１０６において、演算部１１２は、現在水位Ｈが設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値以下（Ｈ≦ＳＨ＋ＨＢ）であり、且つ、現在水位Ｈが前回制御周期水位ＨＬ以下（Ｈ≦ＨＬ）であると判定した場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、ステップＳ１０７において、ゲート制御部１１３は、現在水位Ｈが、制御バンド幅ＨＢの範囲内であり、且つ、現在水位Ｈと前回制御周期水位ＨＬとの変化傾向から、現在水位Ｈが、設定水位ＳＨに近づいている又は水位の変化がないと判定して現在の制御周期においてゲート制御の実行が必要ないと判定する（図１の（Ａ）における矢印ｂ又はｃ参照）。これにより、現在の制御周期における現在水位Ｈが設定水位ＳＨよりも大きい場合であっても、現在の制御周期における現在水位Ｈが前回制御周期水位ＨＬ以下である場合には、ゲート制御の実行が回避されるので、ゲート操作の回数を減らすことができる。
【００２６】
ここで、演算部１１２は、ステップＳ１０４で現在水位Ｈが前回制御周期水位ＨＬ以上（Ｈ≧ＨＬ）であると判断した場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、又はステップＳ１０６の条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、ステップＳ１１３の処理を実行する（図５参照）。
【００２７】
次に、図４に示すステップＳ１０８において、演算部１１２は、現在水位Ｈが設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値未満（Ｈ＜ＳＨ−ＨＢ）であるか否かを判定し、未満であると判定した場合（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、現在水位Ｈが制御バンド幅ＨＢの下限以下であると判定してステップＳ１０９の処理を行い、未満でないと判定した場合（ステップＳ１０８：ＮＯ）、ステップＳ１１１の処理を行う。
【００２８】
ステップＳ１０９において、演算部１１２は、現在水位Ｈが前回制御周期水位ＨＬよりも大きい（Ｈ＞ＨＬ）と判定した場合（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、ステップＳ１１０において、ゲート制御部１１３は、現在水位Ｈは制御バンド幅ＨＢの下限以下であるが、現在水位Ｈと前回制御周期水位ＨＬとの変化傾向から、現在水位Ｈが、前回制御周期水位ＨＬよりも設定水位ＳＨに近づいていると判定し、現在の制御周期においてゲート制御の実行が必要ないと判定する（図１の（Ａ）における矢印ｄ参照）。これにより、現在の制御周期における現在水位Ｈが設定水位ＳＨよりも小さい場合であっても、現在水位Ｈが前回制御周期水位ＨＬよりも大きい場合には、ゲート制御の実行が回避されるので、ゲート操作の回数を減らすことができる。
【００２９】
次に、ステップＳ１１１において、演算部１１２が、現在水位Ｈが設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値以上（Ｈ≧ＳＨ−ＨＢ）であり、且つ、現在水位Ｈが前回制御周期水位ＨＬ以上（Ｈ≧ＨＬ）であると判定した場合（ステップＳ１１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１１２において、ゲート制御部１１３は、現在水位Ｈは制御バンド幅ＨＢの範囲内であり、現在水位Ｈと前回制御周期水位ＨＬとの変化傾向から、現在水位Ｈが、設定水位に近づいている、又は水位の変化がないと判定して現在の制御周期においてゲート制御の実行が必要ないと判定する（図１の（Ａ）における矢印ｅ又はｆ参照）。これにより、現在制御周期における現在水位Ｈが設定水位ＳＨと異なっている場合であっても、現在水位Ｈが制御バンド幅ＨＢの範囲内であり前回制御周期水位ＨＬ以上である場合には、ゲート制御の実行が回避されるので、ゲート操作の回数を減らすことができる。
【００３０】
ここで、ステップＳ１０９において、演算部１１２が、現在水位Ｈが前回制御周期水位ＨＬよりも小さい（Ｈ＜ＨＬ）と判定した場合（ステップＳ１０９：ＮＯ）、又はステップＳ１１１の条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１１１：ＮＯ）、ステップＳ１１３（図５参照）の処理を実行する。
【００３１】
次に、図５に示すステップＳ１１３において、演算部１１２は、現在水位Ｈが前回制御周期水位ＨＬと同じ（Ｈ＝ＨＬ）であり、水位の変化がないか否かを判定する。演算部１１２は、現在水位Ｈが前回制御周期水位ＨＬと同じ（Ｈ＝ＨＬ）であると判定した場合（ステップＳ１１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１１４の処理を実行し、現在水位Ｈが前回制御周期水位ＨＬと同じでないと判定した場合（ステップＳ１１３：ＮＯ）、ステップＳ１２０（図７参照）の処理を実行する。
【００３２】
ステップＳ１１４において、演算部１１２は、現在水位Ｈが設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値よりも大きい（Ｈ＞ＳＨ＋ＨＢ）か否かを判定する。演算部１１２は、現在水位Ｈが設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値よりも大きい（Ｈ＞ＳＨ＋ＨＢ）と判定した場合（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１１５の処理を実行し、現在水位Ｈが設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値以下と判定した場合（ステップＳ１１４：ＮＯ）、ステップＳ１１７（図６参照）の処理を実行する。
【００３３】
ステップＳ１１５において、演算部１１２は、現在水位Ｈが一定時間（例えば、Ｎ分間）変化しないか否かを判定する。現在水位Ｈが一定時間（Ｎ分間）変化していないと判定した場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、ステップＳ１１６において、ゲート制御部１１３は、次回の制御周期における設定水位ＳＨを、現在の制御周期の設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値（ＳＨ＝ＳＨ＋ＨＢ）に再設定し、再設定した設定水位ＳＨから目標放流量を算出し、この算出した目標放流量に基づいてゲート制御を実施する（図１の（Ｂ）の矢印ｇ参照）。一方、ステップＳ１１５において、演算部１１２は、現在水位Ｈが一定時間（Ｎ分間）以内に変化したと判定した場合（ステップＳ１１５：ＮＯ）、ゲート制御部１１３は、制御バンド幅ＨＢ以上の状態が一定時間（Ｎ分間）で終了すると判定して、現在の制御周期でのゲート制御は行わず次回制御周期に移行する。これにより、ゲート制御の実行が回避されるので、ゲート操作の回数を減らすことができる。
【００３４】
次に、図６に示すステップＳ１１７において、演算部１１２は、現在水位Ｈが設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値よりも小さい（Ｈ＜ＳＨ−ＨＢ）か否かを判定する。演算部１１２は、現在水位Ｈが設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値よりも小さい（Ｈ＜ＳＨ−ＨＢ）と判定した場合（ステップＳ１１７：ＹＥＳ）、ステップＳ１１８の処理を実行し、現在水位Ｈが設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値以上（Ｈ≧ＳＨ−ＨＢ）と判定した場合（ステップＳ１１７：ＮＯ）、ゲート制御部１１３は、ゲート制御を実施しないで次回の制御周期に移行する。これにより、現在の制御周期における現在水位Ｈが設定水位ＳＨよりも小さい場合であっても、ゲート制御の実行が回避されるので、ゲート操作の回数を減らすことができる。
【００３５】
次に、ステップＳ１１８において、演算部１１２は、現在水位Ｈが一定時間（例えば、Ｎ分間）変化していないか否かを判定する。演算部１１２は、現在水位Ｈが一定時間（Ｎ分間）変化していないと判定した場合（ステップＳ１１８：ＹＥＳ）、ステップＳ１１９において、ゲート制御部１１３は、現在水位Ｈが制御バンド幅ＨＢの下限よりも小さい状態が一定期間（Ｎ分間）以上継続しているので、設定水位ＳＨを、設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値に再設定し、再設定した設定水位ＳＨから目標放流量を算出してゲート制御を実行する（図１の（Ｂ）の矢印ｈ参照）。一方、ステップＳ１１８において、演算部１１２は、現在水位Ｈが一定時間（Ｎ分間）以内に変化したと判定した場合（ステップＳ１１８：ＮＯ）、ゲート制御部１１３は、制御バンド幅ＨＢよりも小さい状態が一定時間（Ｎ分間）で終了すると判定して現在の制御周期でのゲート制御は行わず次回制御周期に移行する。ゲート制御の実行が回避されるので、ゲート操作の回数を減らすことができる。
【００３６】
次に、図７に示すステップＳ１２０において、演算部１１２は、現在水位Ｈと前回制御周期水位ＨＬとが同じでなく（ステップＳ１１３：ＮＯ）、前回の制御周期からの水位変化があると判定した場合、ステップＳ１２１の処理を行う。
【００３７】
ステップＳ１２１において、演算部１１２は、前回制御周期水位ＨＬが設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値よりも大きく（ＨＬ＞ＳＨ＋ＨＢ）、且つ、現在水位Ｈが設定水位ＳＨよりも大きく（Ｈ＞ＳＨ）、現在水位Ｈが設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値以下（Ｈ≦ＳＨ＋ＨＢ）か否かを判定する。演算部１１２は、前述した条件を満たすと判定した場合（ステップＳ１２１：ＹＥＳ）、現在水位Ｈと前回制御周期水位ＨＬとが各々別の水位バンドに位置しており、ステップＳ１２２において、現在水位Ｈを設定水位ＳＨに設定する（図１の（Ｃ）の矢印ｙ参照）。
【００３８】
一方、ステップＳ１２１において、演算部１１２は、前述した条件を満たさない場合（ステップＳ１２１：ＮＯ）、ステップＳ１２３において、演算部１１２は、前回制御周期水位ＨＬが設定水位ＳＨ以上（ＨＬ≧ＳＨ）、設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値以下（ＨＬ≦ＳＨ＋ＨＢ）であり、且つ、現在水位Ｈが設定水位ＳＨ以上（Ｈ≧ＳＨ）、設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値以下（Ｈ＜ＳＨ＋ＨＢ）であると判定した場合（ステップＳ１２３：ＹＥＳ）、ゲート制御部１１３は、変化前の水位が制御バンド幅内であり、現在水位Ｈと前回制御周期水位ＨＬとの変化傾向から、現在水位Ｈが、設定水位ＳＨから遠ざかる方向に変位しており、ステップＳ１２４において、前回制御周期水位ＨＬを設定水位ＳＨとして目標放流量を算出し、算出した目標放流量に基づいてゲート制御を実行する（図１の（Ｃ）の矢印ｊ参照）。なお、ステップＳ１２３において、演算部１１２は、当該ステップＳ１２３の条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１２３：ＮＯ）、ステップＳ１２５（図８参照）の処理を実行する。
【００３９】
次に、図８に示すステップＳ１２５において、演算部１１２は、前回制御周期水位ＨＬが設定水位ＳＨ以下（ＨＬ≦ＳＨ）、設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値以上（ＨＬ≧ＳＨ−ＨＢ）であり、且つ、現在水位Ｈが設定水位ＳＨ以上（Ｈ≧ＳＨ）であり、設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値以下（Ｈ≦ＳＨ＋ＨＢ）であると判定した場合（ステップＳ１２５：ＹＥＳ）、前回からの変化後の現在水位Ｈが制御バンド幅ＨＢの範囲内で、且つ、変化前の前回制御周期水位ＨＬが現在水位Ｈの水位バンドと別の水位バンドに位置しているので、ステップＳ１２６において、ゲート制御部１１３は、前回制御周期水位ＨＬを設定水位ＳＨとして目標放流量を算出し、算出した目標放流量に基づいてゲート制御を実施する（図１の（Ｃ）の矢印ｋ参照）。一方、ステップＳ１２５において、演算部１１２は、前述したステップＳ１２５の条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１２５：ＮＯ）、ステップＳ１２７の処理を実行する。
【００４０】
ステップＳ１２７において、演算部１１２は、前回制御周期水位ＨＬが設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値よりも小さく（ＨＬ＜ＳＨ−ＨＢ）、且つ、現在水位Ｈが設定水位ＳＨ以上（Ｈ≧ＳＨ）、設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値以下（Ｈ≦ＳＨ＋ＨＢ）であると判定した場合（ステップＳ１２７：ＹＥＳ）、前回からの変化後の現在水位Ｈが制御バンド幅ＨＢの範囲内で、且つ、変化前の前回制御周期水位ＨＬが現在水位Ｈの水位バンドと別の水位バンドに位置しているので、ステップＳ１２８において、ゲート制御部１１３は、前回制御周期水位ＨＬを設定水位ＳＨとして目標放流量を算出し、この目標放流量に基づいてゲート制御を実施する（図１の（Ｃ）の矢印ｌ参照）。一方、ステップＳ１２７おいて、演算部１１２は、前述したステップＳ１２７の条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１２７：ＮＯ）、ステップＳ１２９（図９）の処理を実行する。
【００４１】
次に、図９に示すステップＳ１２９において、演算部１１２は、前回制御周期水位ＨＬが設定水位ＳＨよりも大きく（ＨＬ＞ＳＨ）、且つ、現在水位Ｈが設定水位ＳＨ以下（Ｈ≦ＳＨ）、設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値以上（Ｈ≧ＳＨ−ＨＢ）であると判定した場合（ステップＳ１２９：ＹＥＳ）、変化前の前回制御周期水位ＨＬが現在水位Ｈの水位バンドと別の水位バンドに位置しているので、ステップＳ１３０において、ゲート制御部１１３は、前回制御周期水位ＨＬを設定水位ＳＨとして目標放流量を算出し、この算出した目標放流量に基づいてゲート制御を実施する（図１の（Ｃ）の矢印ｍ参照）。一方、ステップＳ１２９において、演算部１１２は、前述したステップＳ１２９の条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１２９：ＮＯ）、ステップＳ１３１の処理を実行する。
【００４２】
ステップＳ１３１において、演算部１１２は、前回制御周期水位ＨＬが設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値よりも大きく（ＨＬ＞ＳＨ＋ＨＢ）、且つ、現在水位Ｈが設定水位ＳＨ以下（Ｈ≦ＳＨ）であり、設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値以上（Ｈ≧ＳＨ−ＨＢ）である場合（ステップＳ１３１：ＹＥＳ）、変化前の前回制御周期水位ＨＬが現在水位Ｈの水位バンドと別の水位バンドに位置しているので、ステップＳ１３２において、ゲート制御部１１３は、前回制御周期水位ＨＬを設定水位ＳＨとして目標放流量を算出し、この算出した目標放流量に基づいてゲート制御を実施する（図１の（Ｃ）の矢印ｎ参照）。一方、ステップＳ１３１において、演算部１１２は、前述したステップＳ１３１の条件を満たさない場合（ステップＳ１３１：ＮＯ）、ステップＳ１３３（図１０参照）の処理を実行する。
【００４３】
次に、図１０に示すステップＳ１３３において、演算部１１２は、前回制御周期水位ＨＬが設定水位ＳＨ以下（ＨＬ≦ＳＨ）、設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値以上（ＨＬ≧ＳＨ−ＨＢ）であり、且つ、現在水位Ｈが設定水位ＳＨ以下（Ｈ≦ＳＨ）、設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値以上（Ｈ≧ＳＨ−ＨＢ）であると判定した場合（ステップＳ１３３：ＹＥＳ）、変化前の前回制御周期水位ＨＬが現在水位Ｈの水位バンドと別の水位バンドに位置しているので、ステップＳ１３４において、ゲート制御部１１３は、前回制御周期水位ＨＬを設定水位ＳＨとして目標放流量を算出し、この算出した目標放流量に基づいてゲート制御を実施する（図１の（Ｃ）の矢印ｏ参照）。一方、ステップＳ１３３において、演算部１１２は、前述したステップＳ１３３の条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１３３：ＮＯ）、ステップＳ１３５の処理を実行する。
【００４４】
ステップＳ１３５において、演算部１１２は、前回制御周期水位ＨＬが設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値よりも小さく（ＨＬ＜ＳＨ−ＨＢ）、且つ、現在水位Ｈが設定水位ＳＨ以下（Ｈ＜ＳＨ）、設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値以上（Ｈ≧ＳＨ−ＨＢ）であると判定した場合（ステップＳ１３５：ＹＥＳ）、変化前の前回制御周期水位ＨＬが現在水位Ｈの水位バンドと別の水位バンドに位置しているので、ステップＳ１３６において、ゲート制御部１１３は、前回制御周期水位ＨＬを設定水位ＳＨとして目標放流量を算出し、この算出した目標放流量に基づいてゲート制御を実施する（図１の（Ｃ）の矢印ｐ参照）。一方、ステップＳ１３５において、演算部１１２は、前述したステップＳ１３５の条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１３５：ＮＯ）、ステップＳ１３７（図１１参照）の処理を実行する。
【００４５】
次に、図１１に示すステップＳ１３７において、演算部１１２は、現在水位Ｈと前回制御周期水位ＨＬとを比較し、現在水位Ｈが前回制御周期水位ＨＬよりも大きい（Ｈ＞ＨＬ）と判定した場合（ステップＳ１３７：ＹＥＳ）、水位が上昇しているので、ステップＳ１３８の処理を実行する。一方、演算部１１２は、現在水位Ｈが前回制御周期水位ＨＬ以下（Ｈ≦ＨＬ）であると判定した場合（ステップＳ１３７：ＮＯ）、水位が同じか減少しているので、ステップＳ１４６（図１２参照）の処理を実行する。
【００４６】
ステップＳ１３８において、演算部１１２は、前回制御周期水位ＨＬが設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値よりも大きく（ＨＬ＞ＳＨ＋ＨＢ）、且つ、現在水位Ｈが設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値よりも大きい（Ｈ＞ＳＨ＋ＨＢ）と判定した場合（ステップＳ１３８：ＹＥＳ）、ゲート制御部１１３は、前回からの変化後の現在水位Ｈが制御バンド幅ＨＢを超える水位であり、且つ、現在水位Ｈと前回制御周期水位ＨＬとの変化傾向から、現在水位Ｈが、設定水位ＳＨから遠ざかる方向に変位していると判定して、ステップＳ１３９において、ゲート制御部１１３は、設定水位ＳＨから前回制御周期水位ＨＬと現在水位Ｈとの差分を減算した値（ＳＨ−（ＨＬ−Ｈ））に基づいて目標放流量を算出し、この算出した目標放流量に基づいてゲート制御を実施する（図１の（Ｄ）の矢印ｑ参照）。
【００４７】
一方、ステップＳ１３８において、演算部１１２は、前述したステップＳ１３８の条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１３８：ＮＯ）、ステップＳ１４０の処理を実行する。
【００４８】
ステップＳ１４０において、演算部１１２は、前回制御周期水位ＨＬが設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値以下（ＨＬ≦ＳＨ＋ＨＢ）、設定水位ＳＨ以上（ＨＬ≧ＳＨ）であり、且つ、現在水位Ｈが設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値よりも大きい（Ｈ＞ＳＨ＋ＨＢ）と判定した場合（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、ゲート制御部１１３は、前回からの変化後の水位が制御バンド幅ＨＢを超えており、且つ、現在水位Ｈと前回制御周期水位ＨＬとの変化傾向から、設定水位ＳＨから遠ざかる方向に変位していると判定して、ステップＳ１４１において、ゲート制御部１１３は、設定水位ＳＨから前回制御周期水位ＨＬと現在水位Ｈとの差分を減算した値（ＳＨ−（ＨＬ−Ｈ））から目標放流量を算出し、この算出した目標放流量に基づいてゲート制御を実施する（図１の（Ｄ）の矢印ｒ参照）。
【００４９】
一方、ステップＳ１４０において、演算部１１２は、前述したステップＳ１４０の条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１４０：ＮＯ）、ステップＳ１４２（図１２参照）の処理を実行する。
【００５０】
次に、図１２に示すステップＳ１４２において、演算部１１２は、前回制御周期水位ＨＬが設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値以上（ＨＬ≧ＳＨ−ＨＢ）、設定水位ＳＨ以下（ＨＬ≦ＳＨ）であり、且つ、現在水位Ｈが設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値よりも大きい（Ｈ＞ＳＨ＋ＨＢ）と判定した場合（ステップＳ１４２：ＹＥＳ）、ゲート制御部１１３は、前回からの変化後である現在水位Ｈが制御バンド幅ＨＢの上限を超えており、且つ、現在水位Ｈと前回制御周期水位ＨＬとの変化傾向から、現在水位Ｈが、設定水位ＳＨから遠ざかる方向に変位していると判定して、ステップＳ１４３において、ゲート制御部１１３は、設定水位ＳＨから前回制御周期水位ＨＬと現在水位Ｈとの差分を減算した値（ＳＨ−（ＨＬ−Ｈ））から目標放流量を算出し、この算出した目標放流量に基づいてゲート制御を実施する（図１の（Ｄ）の矢印ｓ参照）。
【００５１】
一方、ステップＳ１４２において、演算部１１２は、前述したステップＳ１４２の条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１４２：ＮＯ）、ステップＳ１４４の処理を実行する。
【００５２】
ステップＳ１４４において、演算部１１２は、前回制御周期水位ＨＬが設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値よりも小さく（ＨＬ＜ＳＨ−ＨＢ）、且つ、現在水位Ｈが設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値よりも大きい（Ｈ＞ＳＨ＋ＨＢ）と判定した場合（ステップＳ１４４：ＹＥＳ）、ゲート制御部１１３は、前回からの変化後である現在水位Ｈが制御バンド幅ＨＢの上限を超えており、現在水位Ｈと前回制御周期水位ＨＬとの変化傾向から、設定水位ＳＨから遠ざかる方向に変位していると判定して、ステップＳ１４５において、ゲート制御部１１３は、設定水位ＳＨから前回制御周期水位ＨＬと現在水位Ｈとの差分を減算した値（ＳＨ−（ＨＬ−Ｈ））から目標放流量を算出し、この算出した目標放流量に基づいてゲート制御を実施する（図１の（Ｄ）の矢印ｔ参照）。
【００５３】
一方、ステップＳ１４４において、演算部１１２は、前述したステップＳ１４４の条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１４４：ＮＯ）、次回の制御周期における水位制御を実行する。
【００５４】
ここで、図１３に示すステップＳ１４６において、演算部１１２は、前回制御周期水位ＨＬが現在水位Ｈよりも大きい（ＨＬ＞Ｈ）と判定した場合（ステップＳ１４６：ＹＥＳ）、時間の経過と共に水位が低下していると判断してステップＳ１４７の処理を実行する。
【００５５】
ステップＳ１４７において、演算部１１２は、前回制御周期水位ＨＬが設定水位ＳＨに制御バンド幅ＨＢを加算した値よりも大きく（ＨＬ＞ＳＨ＋ＨＢ）、且つ、現在水位Ｈが設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値よりも小さい（Ｈ＜ＳＨ−ＨＢ）と判定した場合（ステップＳ１４７：ＹＥＳ）、ゲート制御部１１３は、現在水位Ｈが制御バンド幅ＨＢの下限を超えており、且つ、現在水位Ｈと前回制御周期水位ＨＬとの変化傾向から、設定水位ＳＨから遠ざかる方向に変位していると判定して、ステップＳ１４８において、ゲート制御部１１３は、設定水位ＳＨから前回制御周期水位ＨＬと現在水位Ｈとの差分を加算した値（ＳＨ＋（ＨＬ−Ｈ））から目標放流量を算出し、この算出した目標放流量に基づいてゲート制御を実施する（図１の（Ｄ）の矢印ｕ参照）。
【００５６】
一方、ステップＳ１４７において、演算部１１２は、前述したステップＳ１４７の条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１４７：ＮＯ）、ステップＳ１４９の処理を実行する。
【００５７】
ステップＳ１４９において、演算部１１２は、前回制御周期水位ＨＬが設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを加算した値以下（ＨＬ≦ＳＨ＋ＨＢ）、設定水位ＳＨ以上（ＨＬ≧ＳＨ）であり、且つ、現在水位Ｈが設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値よりも小さい（Ｈ＜ＳＨ−ＨＢ）と判定した場合（ステップＳ１４９：ＹＥＳ）、ゲート制御部１１３は、現在水位Ｈと前回制御周期水位ＨＬとの変化傾向から、前回からの変化後である現在水位Ｈが設定水位ＳＨから遠ざかる方向に変位していると判定して、ステップＳ１５０において、ゲート制御部１１３は、設定水位ＳＨから前回制御周期水位ＨＬと現在水位Ｈとの差分を加算した値（ＳＨ＋（ＨＬ−Ｈ））から目標放流量を算出し、この算出した目標放流量に基づいてゲート制御を実施する（図１の（Ｄ）の矢印ｖ参照）。
【００５８】
一方、ステップＳ１４９において、演算部１１２は、前述したステップＳ１４９の条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１４９：ＮＯ）、ステップＳ１５１（図１４参照）の処理を実行する。
【００５９】
次に、図１４に示すステップＳ１５１において、演算部１１２は、前回制御周期水位ＨＬが設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値以上（ＨＬ≧ＳＨ−ＨＢ）、設定水位ＳＨ以下（ＨＬ≦ＳＨ）であり、且つ、現在水位Ｈが設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値よりも小さい（Ｈ＜ＳＨ−ＨＢ）と判定した場合（ステップＳ１５１：ＹＥＳ）、ゲート制御部１１３は、前回からの変化後である現在水位Ｈが制御バンド幅ＨＢの下限を超えており、現在水位Ｈと前回制御周期水位ＨＬとの変化傾向から、現在水位Ｈが設定水位ＳＨから遠ざかる方向に変位していると判定して、ステップＳ１５２において、ゲート制御部１１３は、設定水位ＳＨから前回制御周期水位ＨＬと現在水位Ｈとの差分を加算した値（ＳＨ＋（ＨＬ−Ｈ））から目標放流量を算出し、この算出した目標放流量に基づいてゲート制御を実施する（図１の（Ｄ）の矢印ｗ参照）。
【００６０】
一方、ステップＳ１５１において、演算部１１２は、前述したステップＳ１５１の条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１５１：ＮＯ）、ステップＳ１５３の処理を実行する。
【００６１】
ステップＳ１５３において、演算部１１２は、前回制御周期水位ＨＬが設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値よりも小さく（ＨＬ＜ＳＨ−ＨＢ）、且つ、現在水位Ｈが設定水位ＳＨから制御バンド幅ＨＢを減算した値よりも小さい（Ｈ＜ＳＨ−ＨＢ）と判定した場合（ステップＳ１５３：ＹＥＳ）、ゲート制御部１１３は、前回からの変化後である現在水位Ｈが制御バンド幅ＨＢの下限を超えており、現在水位Ｈと前回制御周期水位ＨＬとの変化傾向から、現在水位Ｈが設定水位ＳＨから遠ざかる方向に変位していると判定して、ステップＳ１５４において、ゲート制御部１１３は、設定水位ＳＨから前回制御周期水位ＨＬと現在水位Ｈとの差分を加算した値（ＳＨ＋（ＨＬ−Ｈ））から目標放流量を算出し、この算出した目標放流量に基づいてゲート制御を実施する（図１の（Ｄ）の矢印ｘ参照）。
【００６２】
一方、ステップＳ１５３において、演算部１１２は、前述したステップＳ１５３の条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１５３：ＮＯ）、次回の制御周期における水位制御を実行する。
【００６３】
以上説明した通り、実施の形態では、
（１）貯水池に設けられたゲート設備２０を稼働して放流量を制御することにより、貯水池の現在水位Ｈを設定水位ＳＨに制御する水位の制御装置１０であって、設定水位ＳＨを基準とした制御バンド幅ＨＢ（許容範囲）を設定する許容範囲設定部１１１と、前回の制御周期における前回制御周期水位ＨＬと現在の制御周期における現在水位Ｈとに基づいて、水位の変化傾向および変化量を算出する演算部１１２と、許容範囲設定部１１１により設定された制御バンド幅ＨＢと、演算部１１２により算出された変化傾向および変化量とを用いてゲート設備２０の稼働の要否を判断するゲート制御部１１３と、を有する構成とした。
【００６４】
一般的に、ダムなどの貯水池に設けられたゲート設備は大型で重く応答速度が遅い。一方、貯水池の水位は、貯水池に流れ込む河川の水量や放水量などの条件により刻々と変化するため、制御周期に応じたゲート設備の制御が頻繁に必要となってしまう。その結果、ゲート設備の制御が追い付かないことがあると共に、ゲート設備の稼働負担が大きくなってしまう。そのため、貯水池のゲート設備の制御を出来るだけ行わないようにして、ゲート設備の稼働負担を減らす必要がある。
【００６５】
前述したように構成すると、ゲート制御部１１３は、設定水位ＳＨを基準に設けられた制御バンド幅ＨＢと、水位の変化傾向及び変化量とに基づいて、ゲート設備２０の稼働の要否を判断するので、現在水位Ｈが設定水位ＳＨと異なる場合であっても、ゲート設備２０の稼働を行わない頻度が高くなる。その結果、ゲート設備２０の稼働回数が減り、ゲート設備２０の稼働に伴う負担を減少させることができる。
【００６６】
（２）また、ゲート制御部１１３は、現在の制御周期における現在水位Ｈが、設定水位ＳＨを基準とした制御バンド幅ＨＢの範囲内であると判定した場合、ゲート設備２０を稼働しない構成とした。
【００６７】
このように構成すると、現在水位Ｈが、現在水位Ｈが設定水位ＳＨと異なる場合であっても制御バンド幅ＨＢの範囲内である場合、ゲート設備２０の稼働を行わない。その結果、ゲート設備２０の稼働回数が減り、ゲート設備２０の稼働に伴う負担を減少させることができる。
【００６８】
（３）また、ゲート制御部１１３は、現在の制御周期における現在水位Ｈが制御バンド幅ＨＢの範囲外である場合、且つ、演算部１１２により算出された水位の変化傾向が設定水位ＳＨに近づく方向に変化していると判定した場合、ゲート設備２０を稼働しない構成とした。
【００６９】
このように構成すると、現在水位Ｈが、現在水位Ｈが設定水位ＳＨと異なる場合であっても設定水位ＳＨに近づく変化傾向である場合、ゲート設備２０の稼働を行わない。その結果、ゲート設備２０の稼働回数が減り、ゲート設備２０の稼働に伴う負担を減少させることができる。
【００７０】
（４）また、ゲート制御部１１３は、演算部１１２により算出された現在水位Ｈの変化傾向が一定であると判定した場合、且つ、水位の変化傾向が一定時間（例えば、Ｎ時間）以下であると判定した場合、ゲート設備２０を稼働しない構成とした。
【００７１】
このように構成すると、現在水位Ｈが、現在水位Ｈの変化傾向が変化しない一定の状態であっても、一定時間内に変化するものであれば、ゲート設備２０の稼働を保留することで、ゲート設備２０の稼働回数が減り、ゲート設備２０の稼働に伴う負担を減少させることができる。
【００７２】
また、本発明は、前述した実施の形態の全ての構成を備えているものに限定されるものではなく、前述した実施の形態の構成の一部を、他の実施の形態の構成に置き換えてもよく、また、前述した実施の形態の構成を、他の実施の形態の構成に置き換えてもよい。
【００７３】
また、前述した実施の形態の一部の構成について、他の実施の形態の構成に追加、削除、置換をしてもよい。
【符号の説明】
【００７４】
１０：水位の制御装置、１１：ＣＰＵ、１１１：許容範囲設定部、１１２：演算部、１１３：ゲート制御部、２０：ゲート設備、Ｈ：現在水位、ＨＬ：前回制御周期水位、ＳＨ：設定水位、ＨＢ：制御バンド幅
【図１】
2020045716.tif 000003
【図２】
2020045716.tif 000004
【図３】
2020045716.tif 000005
【図４】
2020045716.tif 000006
【図５】
2020045716.tif 000007
【図６】
2020045716.tif 000008
【図７】
2020045716.tif 000009
【図８】
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【図９】
2020045716.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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