(57)【要約】【課題】ダムよりも下流側の河川における維持流量を確保すること。【解決手段】河川１００を横断する堰堤を備えたダム１０１よりも当該河川１００の上流側に設けられて、発電に用いた水を当該河川１００に放流する水力発電設備１０２、１０３による発電量に関する情報を取得し、取得された水力発電設備１０２、１０３による発電量に関する情報に基づいて、当該水力発電設備１０２、１０３よりも河川１００の下流側に設けられた第２の水力発電設備１０４への取水量の推定値を算出する流量管理装置３００を構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川を横断する堰堤を備えたダムよりも当該河川の上流側に設けられて、発電に用いた水を当該河川に放流する第１の水力発電設備による発電量に関する情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された、前記第１の水力発電設備による発電量に関する情報に基づいて、当該第１の水力発電設備よりも前記河川の下流側に設けられた第２の水力発電設備への取水量の推定値を算出する算出手段と、
を備えたことを特徴とする流量管理装置。
【請求項２】
前記算出手段は、前記第１の水力発電設備による発電量を当該第１の水力発電設備による発電にかかる使用水量に換算し、換算した使用水量に基づいて、前記第２の水力発電設備への取水量の推定値を算出することを特徴とする請求項１に記載の流量管理装置。
【請求項３】
前記算出手段は、前記換算した使用水量を加算した後の前記ダムの水位を、所定の上限水位を超えず所定の下限水位を下回らない範囲とする、前記第２の水力発電設備への取水量の推定値を算出することを特徴とする請求項２に記載の流量管理装置。
【請求項４】
前記算出手段は、前記第２の水力発電設備への取水量の推定値に基づいて、前記ダムと当該第２の水力発電設備とを連通する取水口に設けられた取水口ゲートの開度を算出す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流量管理装置。
【請求項５】
前記取得手段は、前記取水口と前記第２の水力発電設備が備える発電機とを連通する導水路の空き容量に関する情報を取得し、
前記算出手段は、前記取得手段によって取得された、前記第１の水力発電設備の取水量、前記ダムの水位および前記導水路の空き容量に関する情報に基づいて、前記第２の水力発電設備への取水量の推定値を算出することを特徴とする請求項４に記載の流量管理装置。
【請求項６】
前記取得手段は、前記ダムよりも上流側であって当該ダムから所定範囲内に設けられた前記第１の水力発電設備による発電量に関する情報を取得することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の流量管理装置。
【請求項７】
前記取得手段は、複数の前記第１の水力発電設備による発電量に関する情報を取得し、
前記算出手段は、複数の前記第１の水力発電設備による発電量に基づいて前記第２の水力発電設備への取水量の推定値を算出することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の流量管理装置。
【請求項８】
前記算出手段は、複数の前記第１の水力発電設備による発電量の合計値に基づいて前記第２の水力発電設備への取水量の推定値を算出することを特徴とする請求項７に記載の流量管理装置。
【請求項９】
前記算出手段によって算出された、前記第２の水力発電設備への取水量の推定値または前記取水口ゲートの開度に関する情報に基づいて、当該取水口ゲートの開度を調整する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の流量管理装置。
【請求項１０】
前記算出手段によって算出された、前記第２の水力発電設備への取水量の推定値または前記取水口ゲートの開度に関する情報を出力する出力手段を備えたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の流量管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、河川の維持流量を管理する流量管理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダムの水位の変化に応じて、ダムに併設された水力発電設備による発電に用いる取水量を調整することによって、ダムよりも下流側の河川における維持流量を確保する技術があった。水力発電設備による発電に用いる取水量は、ダムの水位の変化に応じて取水口ゲートの開度を調整することにより、調整することができる。
【０００３】
関連する技術として、具体的には、従来、たとえば、上流側の貯水施設の水を用いて発電する第１発電施設と、上流側の貯水施設から放流された水が合流する河川から取水された水を貯留する下流側の貯水施設の水を用いて発電する第２発電施設と、を含む連接水系において、一方の貯水施設における貯水量が上限を上回る超過予想が成立する場合は、発電に用いられる第２放流量を最大水量とした状態で、発電に用いられない第１放流量が、一方の貯水施設の貯水量が上限以下となるように算出し、上流側および下流側の貯水施設に所定期間に流入する水量の予測値に基づいて算出される一方の貯水施設の貯水量が上限と下限の範囲内に収まらない場合は、所定期間を第１期間と第２期間とに分割した第２期間における第２放流量を、１つの貯水施設の水を用いた発電効率が最大になる単位時間あたりの最適水量よりも大きく最大水量以下である調節水量とするようにした連接水系の運用支援システムに関する技術があった（たとえば、下記特許文献１を参照。）。
【０００４】
また、関連する技術として、具体的には、従来、たとえば、水力発電所に水を導入する導水路に、河川を流れる水を導水する複数の取水口を連通させ、それぞれの取水口に設けられる取水ゲートの開度を制御して導水路の水路水位を調節する取水ゲート自動制御システムにおいて、ダムの取水口に設けられたダム水位計により検出されたダム水位と取水ゲート開度計により検出された取水ゲートの開度とに基づき算出される取水量が第１の目標取水量となるように取水ゲートの開度を制御し、それ以外の取水口に対しては、水路水位計により検出された導水路の水位から得られる水路流量と算出されたダムの取水口における取水量との差が第２の目標取水量となるように取水ゲートの開度を制御するようにした取水ゲート自動制御システムに関する技術があった（たとえば、下記特許文献２を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許６３３０９８２号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７５８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、取水口ゲートの開度の調整には時間を要するため、上述したように、ダムの水位の変化に応じて取水口ゲートの開度を調整する従来の技術は、たとえば、ダムに流入する水量やダムから流出する水量が急激に変化すると、取水口ゲートの開度の調整が水量の変化に追従できず、ダムよりも下流側の河川における維持流量を確保することが難しいという問題があった。
【０００７】
具体的には、たとえば、ダムよりも河川の上流側に設けられた水力発電設備が運転することに起因してダムに流入する水量が急激に増加した場合、取水口ゲートの開度の調整が水量の変化に追従できず、越流などのように、発電などの有効利用に供されない無効放流が生じるとともに、ダムよりも下流側の河川における流量が維持流量を超えてしまうという問題があった。
【０００８】
また、具体的には、たとえば、ダムへ流入する水量が急激に減少した場合、取水口ゲートの開度の調整が水量の変化に追従できず、ダムの水位が下限水位まで減少するなどして、ダムよりも下流側の河川における流量が維持流量よりも不足してしまうという問題があった。
【０００９】
ダムの水位の変化に応じて取水口ゲートの開度を調整する従来の技術によるこのような不具合は、ダムの貯水容量が少ない場合や、ダムから比較的近い位置に水力発電設備が設けられている場合に顕著に発生しやすい。
【００１０】
また、上述した特許文献１に記載された従来の技術は、１本の河川に設置された複数のダムにおける貯水量が上限を超過しない範囲で、発電に用いられない第１放流量が、発電効率が最大になる単位時間あたりの最適水量よりも大きく最大水量以下になるように調整することができるが、河川におけるダムよりも下流側における維持流量を確保することは難しいという問題があった。
【００１１】
また、上述した特許文献２に記載された従来の技術は、導水路に対して複数の取水口から導水する場合における水路水位のハンチングを防止することができるが、河川におけるダムよりも下流側における維持流量を確保することは難しいという問題があった。
【００１２】
また、上述した特許文献１、２を含む従来の技術は、ダムの貯水容量を考慮したものではなく、特に、貯水容量の少ないダムにおいて、ダムよりも河川の下流側における維持流量を確保することは難しいという問題があった。
【００１３】
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、ダムよりも下流側の河川における維持流量を確保することができる流量管理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる流量管理装置は、河川を横断する堰堤を備えたダムよりも当該河川の上流側に設けられて、発電に用いた水を当該河川に放流する第１の水力発電設備による発電量に関する情報を取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された、前記第１の水力発電設備による発電量に関する情報に基づいて、当該第１の水力発電設備よりも前記河川の下流側に設けられた第２の水力発電設備への取水量の推定値を算出する算出手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、この発明にかかる流量管理装置は、上記の発明において、前記算出手段が、前記第１の水力発電設備による発電量を当該第１の水力発電設備による発電にかかる使用水量に換算し、換算した使用水量に基づいて、前記第２の水力発電設備への取水量の推定値を算出することを特徴とする。
【００１６】
また、この発明にかかる流量管理装置は、上記の発明において、前記取得手段が、前記ダムの水位に関する情報を取得し、前記算出手段が、さらに、前記取得手段によって取得された前記ダムの水位に関する情報に基づいて、前記換算した使用水量を加算した後の前記ダムの水位を、所定の上限水位を超えず所定の下限水位を下回らない範囲とする、前記第２の水力発電設備への取水量の推定値を算出することを特徴とする。
【００１７】
また、この発明にかかる流量管理装置は、上記の発明において、前記算出手段が、前記第２の水力発電設備への取水量の推定値に基づいて、前記ダムと当該第２の水力発電設備とを連通する取水口に設けられた取水口ゲートの開度を算出することを特徴とする。
【００１８】
また、この発明にかかる流量管理装置は、上記の発明において、前記取得手段が、前記取水口と前記第２の水力発電設備が備える発電機とを連通する導水路の空き容量に関する情報を取得し、前記算出手段が、さらに、前記取得手段によって取得された前記導水路の空き容量に関する情報に基づいて、前記第２の水力発電設備への取水量の推定値を算出することを特徴とする。
【００１９】
また、この発明にかかる流量管理装置は、上記の発明において、前記取得手段が、前記ダムよりも上流側であって当該ダムから所定範囲内に設けられた前記第１の水力発電設備による発電量に関する情報を取得することを特徴とする。
【００２０】
また、この発明にかかる流量管理装置は、上記の発明において、前記取得手段が、複数の前記第１の水力発電設備による発電量に関する情報を取得し、前記算出手段が、複数の前記第１の水力発電設備による発電量に基づいて前記第２の水力発電設備への取水量の推定値を算出することを特徴とする。
【００２１】
また、この発明にかかる流量管理装置は、上記の発明において、前記算出手段が、複数の前記第１の水力発電設備による発電量の合計値に基づいて前記第２の水力発電設備への取水量の推定値を算出することを特徴とする。
【００２２】
また、この発明にかかる流量管理装置は、上記の発明において、前記算出手段によって算出された、前記第２の水力発電設備への取水量の推定値または前記取水口ゲートの開度に関する情報に基づいて、当該取水口ゲートの開度を調整する制御手段を備えたことを特徴とする。
【００２３】
また、この発明にかかる流量管理装置は、上記の発明において、前記算出手段によって算出された、前記第２の水力発電設備への取水量の推定値または前記取水口ゲートの開度に関する情報を出力する出力手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
この発明にかかる流量管理装置によれば、ダムよりも下流側の河川における維持流量を確保することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明にかかる実施の形態の流量管理装置の適用対象となる設備環境の概要を示す説明図である。
【図２】制御装置のハードウエア構成を示す説明図である。
【図３】この発明にかかる実施の形態の流量管理装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図４】この発明にかかる実施の形態の流量管理装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】この発明にかかる別の実施の形態の流量管理装置の機能的構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる流量管理装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２７】
（設備環境の概要）
まず、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置の適用対象となる設備環境の概要について説明する。図１は、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置の適用対象となる設備環境の概要を示す説明図である。
【００２８】
図１において、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置は、ダム１０１の水位を管理することにより、河川１００のうち、ダム１０１よりも下流側の河川１００’における維持流量の確保に供される。ダム１０１は、河川１００を横断する堰堤を備えている。ダム１０１には、ダム１０１の水位を計測する水位計測器（図３における符号３１０を参照）が設置されている。
【００２９】
ダム１０１の水位計測器は、計測したダム１０１の水位に関する情報を、後述する水力発電設備Ａなどの外部装置に出力する。ダム１０１の水位計測器は、計測したダム１０１の水位に関する情報を、常時出力してもよく、「５分ごと」、「１０分ごと」などのように所定時間ごとに出力してもよい。
【００３０】
ダム１０１は、ダム１０１の水位計測器が計測するダム１０１の水位に関する情報などに基づいて、河川の上流側からダム１０１に流入する水を貯留したり、ダム１０１に貯留した水をダム１０１よりも河川の下流側に放流したりして、ダム１０１よりも河川の下流側の維持流量を確保し、流量を安定させる。ダム１０１よりも河川の下流側における維持流量を確保することにより、漁業や動植物、水量、景観、水利などの保護を図ることができる。
【００３１】
この実施の形態において、ダム１０１は、「取水堰」などと称される、河川の流水を制御するために河川を横断する形で設けられる、堤防の機能をもたない構造物によって実現されるものであってもよい。取水堰は、河川を堰き止め、取水堰よりも河川の上流側における水位を高くすることによって、水を貯留することができる。取水堰によって実現されるダム１０１は、ダム１０１の水位が堰堤の高さに達すると、堰堤の上端（天端）からダム１０１の水を河川の下流側に越流させることによって放流をおこなう。
【００３２】
ダム１０１よりも河川の上流側には、水力発電設備１０２、１０３が設けられている。水力発電設備１０２、１０３は、河川１００から取水した水を用いて発電をおこない、発電に用いた水を河川１００に放流する。河川１００の上流側に設けられた水力発電設備は、水力発電設備１０２のようにダム１０１に流れ込む河川１００から取水した水を用いて発電をおこなうものに限らず、水力発電設備１０３のようにダム１０１に流れ込む河川１００以外の水源の水を用いて発電をおこなうものであってもよい。この実施の形態においては、ダム１０１よりも河川１００の上流側に設けられた水力発電設備１０２、１０３によって、この発明にかかる第１の水力発電設備を実現することができる。
【００３３】
水力発電設備１０２、１０３は、それぞれ、取水設備、導水設備、電気設備などを備えている（いずれも図示を省略する）。取水設備は、河川１００などの水源から、発電に用いる水を取水する。具体的に、取水設備は、河川１００などの水源に向けて開口する取水口を備えており、当該取水口を介して発電に用いる水を取水する。取水口には、水力発電設備１０２、１０３への取水量を調整する取水口ゲートが設けられている。
【００３４】
導水設備は、取水設備によって取水した水を、電気設備へ導水する。電気設備は、水圧管路、水車、発電機などを備えている。水車や発電機は、水力発電設備１０２、１０３の建屋内に設けられている。電気設備は、水圧管路を流れ落ちる際の落差によって得られるエネルギーによって水車を回転させ、水車の回転エネルギーを発電機において電気に変換することによって発電（水力発電）をおこなう。水力発電設備１０２、１０３は、発電により生じた電気を送電設備（図示を省略する）に出力し、水車を通過した水を河川１００に放流する。水力発電設備１０２、１０３から河川１００に放流された水は、ダム１０１に流入する。
【００３５】
水力発電設備１０２、１０３は、水力発電設備１０２、１０３による発電量を計測する計測部（図３における符号３１１を参照）を備えている。水力発電設備１０２、１０３が複数の発電機を備えている場合、水力発電設備１０２、１０３による発電量は、たとえば、発電機ごとに計測した発電量の合計値としてもよい。水力発電設備１０２、１０３による発電量の計測方法については、公知の各種の技術を用いて容易に実現可能であるため説明を省略する。単位時間は、たとえば、５分、１０分など任意の長さの時間に設定することができる。単位時間を０分に設定し、常時、発電機の発電量を計測するようにしてもよい。
【００３６】
水力発電設備１０２、１０３よりも河川１００の下流側には、水力発電設備１０４が設けられている。水力発電設備１０４は、ダム１０１の近傍に設けられ、ダム１０１に貯留された水を用いて発電をおこなう。ダム１０１の貯水容量が小さい場合、水力発電設備１０４への取水の有無は、ダム１０１の水位に直接的に影響する。
【００３７】
すなわち、ダム１０１の貯水容量が小さい場合、水力発電設備１０４への取水によりダム１０１の水位を下げ、水力発電設備１０４への取水を停止することにより、ダム１０１に流入する河川１００の水によってダム１０１の水位を上げることができる。この実施の形態においては、水力発電設備１０４によって、この発明にかかる第２の水力発電設備を実現することができる。
【００３８】
水力発電設備１０４は、水力発電所に設置されており、取水設備、導水設備、電気設備などを備えている（いずれも図示を省略する）。取水設備は、ダム１０１に設けられて発電に用いる水を取水する取水口を備えている。水力発電設備１０４の取水口は、図１における符号１０５で示す位置に設けられている。
【００３９】
取水口には、取水口ゲートが設けられている。取水口ゲートは、上下方向に往復動可能な扉体を備えている。扉体は、両側部に摺動板を備えており、当該摺動板を戸当りに当接させることによって扉体にかかる荷重を摺動板を介して戸当りに伝達した状態で、上下方向に往復動する。扉体には、戸当りとの間の水密を確保する、ゴムなどによって形成された水密部材が設けられている。
【００４０】
取水口ゲートは、扉体を上下動させることによって開度を調整することができる。取水口ゲートの開度は、たとえば、扉体が取水口をもっとも大きく開口させる全開位置に対する、扉体の位置によってあらわすことができる。あるいは、取水口ゲートの開度は、扉体を全開位置に位置づけることによりもっとも大きく開口された状態の取水口の開口面積に対して、取水した水が通過可能に開放されている面積によってあらわすことができる。具体的には、たとえば、扉体を全開位置に位置づけることによりもっとも大きく開口された状態の取水口の７０％を塞ぐ位置に扉体が位置づけられている場合、取水口ゲートの開度は３０％となる。
【００４１】
導水設備は、導水路、水圧管路などを備えている。導水設備は、取水口と水力発電設備１０４が備える発電機との間を連通する導水路において水量を安定させた後、水圧管路を介して、電気設備が備える水車に水を流れ落とす。導水路は、導水路内に取水した水を圧力をかけた状態で導水する圧力水路であってもよく、圧力をかけずに自然流下させる無圧水路であってもよい。導水路は、水力発電設備１０４における発電に用いる、ダム１０１では貯めきれない水を一時的に貯留することができる。
【００４２】
導水設備は、導水路の水位を計測する水位計測器（図示を省略する）を備えている。導水路の水位計測器は、計測した導水路の水位に関する情報を、水力発電設備１０４の制御装置に出力する。導水路の水位計測器は、計測した導水路の水位に関する情報を、常時出力してもよく、「５分ごと」、「１０分ごと」などのように所定時間ごとに出力してもよい。
【００４３】
電気設備は、水圧管路、水車、発電機などを備えている。水車や発電機は、水力発電所の建屋内に設けられている。電気設備は、水圧管路を流れ落ちる際の落差によって得られるエネルギーによって水車を回転させ、水車の回転エネルギーを発電機において電気に変換することによって発電をおこなう。発電により生じた電気は送電設備（図示を省略する）に出力される。水車を通過した水は、図示を省略する放水路を介して、水力発電設備１０４の下流側の河川１００’に放流される。
【００４４】
水力発電設備１０４における建屋内には、制御装置（図２を参照）が設けられている。制御装置は、たとえば、水位計測器が計測したダム１０１の水位に関する情報に基づいて、電気設備における運転や運転の停止にかかる各種の制御をおこなったり、上記の計測部と同様に、発電機の発電量を計測したりする。
【００４５】
また、制御装置は、取水口ゲートの扉体の上下動を制御して、取水口ゲートの開度を調整する。具体的には、制御装置は、取水口ゲートにおける扉体の上下動を制御するモータに対して、扉体を上下動させる開閉制御信号を出力することによって、取水口ゲートの開度を調整する。
【００４６】
制御装置は、さらに、水力発電設備１０２、１０３による発電量に関する情報に基づいて、水力発電設備１０４への取水量の推定値を算出する。そして、算出した取水量の推定値に基づいて、取水口ゲートの開度を調整する。この実施の形態においては、制御装置によって、この発明にかかる流量制御装置を実現することができる。
【００４７】
（制御装置のハードウエア構成）
つぎに、制御装置のハードウエア構成について説明する。図２は、制御装置のハードウエア構成を示す説明図である。図２において、制御装置２００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２０１、メモリ２０２、通信Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）２０３を備えている。制御装置２００が備える各部２０１〜２０３は、バス２１０によって接続されている。
【００４８】
ＣＰＵ２０１は、制御装置２００の全体の制御をつかさどる。ＣＰＵ２０１は、メモリ２０２に記憶された制御プログラムを実行することにより、制御装置２００が備える各部を駆動制御する。メモリ２０２は、メモリ２０２は、ＲＯＭ、ＲＡＭなどによって実現することができ、たとえば、水力発電設備１０４への取水量の制御に用いる流量管理プログラムを含む、各種の制御プログラムを記憶している。
【００４９】
また、メモリ２０２は、各種のプログラムの実行に用いる各種のデータを記憶している。具体的に、メモリ２０２は、たとえば、発電量計測用データを記憶している。メモリ２０２が記憶する発電量計測用データは、水力発電設備１０２、１０３ごとの有効落差に関する情報を含む。有効落差は、各水力発電設備１０２、１０３における放水面と取水口水面との落差から、水路や水圧管などにおける摩擦による損失落差を差し引いた値によってあらわされる。
【００５０】
水路や水圧管などにおける摩擦による損失落差は、具体的には、たとえば、水路勾配による水路損失落差・水圧管の損失落差・放水口の損失落差などによってあらわされる。発電量計測用データは、有効落差に代えてあるいは加えて、各水力発電設備１０２、１０３における放水面と取水口水面との落差、水路勾配による水路損失落差、水圧管の損失落差、放水口の損失落差などの情報を含んでいてもよい。
【００５１】
また、具体的に、メモリ２０２は、たとえば、水力発電設備１０２、１０３ごとの到達時間に関する情報を記憶している。到達時間は、各水力発電設備１０２、１０３による発電に用いた水が、ダム１０１に到達するまでの時間を示す。また、具体的に、メモリ２０２は、ダム１０１の上限水位や導水路の満水位に関する情報を記憶している。発電量計測用データ、水力発電設備１０２、１０３ごとの到達時間、ダム１０１の上限水位や導水路の満水位に関する情報は、たとえば、制御装置２００の管理者などによってあらかじめメモリ２０２に記憶される。
【００５２】
通信Ｉ／Ｆ２０３は、外部装置との間におけるデータの入出力を制御する。ＣＰＵ２０１は、通信Ｉ／Ｆ２０３を介して、たとえば、水力発電設備１０２、１０３との間で通信をおこない、水力発電設備１０２、１０３による発電量に関するデータを取得する。また、ＣＰＵ２０１は、通信Ｉ／Ｆ２０３を介して、たとえば、ダム１０１の水位計測器や導水路の水位計測器との間で通信をおこない、各水位計測器から出力される水位に関する情報を取得する。
【００５３】
制御装置２００は、さらに、ＣＰＵ２０１によって駆動制御されるディスプレイ、入力操作部、スピーカーなどを備えていてもよい。ディスプレイ１０２は、ＣＰＵ２０１によって駆動制御され、各種の画面を表示する。ディスプレイ１０２は、たとえば、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなど、公知の各種のディスプレイによって実現することができる。
【００５４】
入力操作部は、作業者による入力操作を受け付け、受け付けた入力操作に応じた信号をＣＰＵ２０１に出力する。具体的に、入力操作部は、キーボード、テンキー、マウスなどのポインティングデバイス、タッチパネルなどによって実現することができる。
【００５５】
スピーカーは、ＣＰＵ２０１によって駆動制御され、ＣＰＵ２０１から出力されたデジタル形式の音声データをデジタル／アナログ変換し、アナログ形式の音声データに基づいてスピーカーコーンにおけるコイルに通電するなどして音声を出力する。スピーカーは、たとえば、アラーム音などを出力する。
【００５６】
（流量管理装置の機能的構成）
つぎに、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置の機能的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流量管理装置の機能的構成を示すブロック図である。
【００５７】
図３において、流量管理装置３００の機能は、記憶部３０１、取得部３０２、算出部３０３、制御部３０４によって実現することができる。記憶部３０１は、上記の発電量計測用データを記憶する。また、記憶部３０１は、水力発電設備１０２、１０３ごとの到達時間に関する情報を記憶する。この実施の形態においては、たとえば、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００を実現する制御装置２００が備えるメモリ２０２によって記憶部３０１を実現することができる。
【００５８】
取得部３０２は、ダム１０１の水位に関する情報を取得する。この実施の形態においては、たとえば、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００を実現する制御装置２００が備えるＣＰＵ２０１、メモリ２０２、通信Ｉ／Ｆ２０３によって、この発明にかかる取得部３０２を実現することができる。取得部３０２は、たとえば、ダム１０１の水位計測器との間で通信をおこない、ダム１０１の水位計測器による計測結果を示す情報を受信することによって、ダム１０１の水位に関する情報を取得する。
【００５９】
また、取得部３０２は、導水路の空き容量に関する情報を取得する。具体的に、取得部３０２は、たとえば、導水路の水位計測器との間で通信をおこない、導水路の水位計測器による計測結果である導水路の水位を示す情報を、導水路の空き容量に関する情報として受信する。導水路における満水位はあらかじめ定められているため、満水位と導水路の水位（現在の導水路の水位）との差分に基づいて、導水路の空き容量を求めることができる。
【００６０】
また、取得部３０２は、水力発電設備１０２、１０３による発電量に関する情報を取得する。取得部３０２は、たとえば、水力発電設備１０２、１０３における計測部との間で通信をおこない、計測部が計測した発電量を示す情報を受信することによって、水力発電設備１０２、１０３による発電量に関する情報を取得する。
【００６１】
ダム１０１よりも河川１００の上流側であってダム１０１から所定範囲内に、複数の発電機を備えた水力発電設備１０２、１０３が設けられている場合、取得部３０２は、水力発電設備１０２、１０３ごとに、各水力発電設備１０２、１０３による発電量に関する情報を取得する。複数の発電機を備える水力発電設備１０２、１０３の発電量は、たとえば、上記のように、発電機ごとに計測した発電量の合計値によってあらわすことができる。
【００６２】
算出部３０３は、取得部３０２によって取得された、水力発電設備１０２、１０３による発電量に関する情報に基づいて、水力発電設備１０４への取水量の推定値を算出する。この実施の形態においては、たとえば、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００を実現する制御装置２００が備えるＣＰＵ２０１、メモリ２０２によって、この発明にかかる算出部３０３を実現することができる。
【００６３】
水力発電設備１０４への取水量の推定値は、第１の水力発電設備による発電に用いられた水の量（使用水量）がダム１０１に到達した状況において、ダム１０１からの無効放流をもっとも少なくするために、使用水量の水がダム１０１に到達するまでに水力発電設備１０４へ取水しておく水量の予測値を示す。
【００６４】
算出部３０３は、水力発電設備１０２、１０３による発電量を当該水力発電設備１０２、１０３による発電にかかる使用水量に換算し、換算した使用水量に基づいて、水力発電設備１０４への取水量の推定値を算出する。水力発電設備１０２、１０３による発電量（有効出力）Ｐ〔ｋＷ〕の大きさは、水車に流入して発電に用いられた水の流量（使用水量）Ｑ〔ｍ3／ｓ〕と有効落差Ｈ〔ｍ〕の積に比例する。有効落差の値は固定であるため、各水力発電設備１０２、１０３による発電量に基づいて、水力発電設備１０２、１０３ごとの使用水量を算出することができる。
【００６５】
算出部３０３は、使用水量に基づく算出によって得られる数値が、水力発電設備１０４の取水能力を超える場合、水力発電設備１０４の取水能力以下の水量を、水力発電設備１０４への取水量の推定値として算出する。算出部３０３は、複数の発電機を備える水力発電設備１０２、１０３について、各発電機による発電量の合計値を、当該水力発電設備１０２、１０３による発電量として、水力発電設備１０４への取水量の推定値として算出してもよい。
【００６６】
算出部３０３は、換算した使用水量を加算した後のダム１０１の水位を、所定の上限水位を超えず所定の下限水位を下回らない範囲とする、水力発電設備１０４への取水量の推定値を算出する。具体的には、算出部３０３は、たとえば、水力発電設備１０４による発電能力や取水能力、現在の運転状況あるいは運転計画などに基づいて、換算した使用水量がダム１０１に到達した場合に、無効放流がもっとも少なくなるように、水力発電設備１０４への取水量の推定値を算出する。
【００６７】
算出部３０３は、さらに、水力発電設備１０４における取水口ゲートの開度を算出してもよい。この場合、算出部３０３は、水力発電設備１０４への取水量の推定値に基づいて、取水口において、取水した水が通過可能に開放されている面積を、当該推定値に相当する水量を取水できる面積とする、取水口ゲートの開度を算出する。
【００６８】
制御部３０４は、算出部３０３によって算出された、取水口ゲートの開度に関する情報に基づいて、当該取水口ゲートの開度を調整する。具体的には、取水口ゲートにおける扉体の上下動を制御するモータに対して、扉体の位置が算出部３０３によって算出した取水口ゲートの開度に相当する位置となるように、当該扉体を上下動させる開閉制御信号を出力する。この実施の形態においては、たとえば、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００を実現する制御装置２００が備えるＣＰＵ２０１、メモリ２０２、通信Ｉ／Ｆ２０３によって、この発明にかかる制御部３０４を実現することができる。
【００６９】
制御部３０４は、取水口ゲートの開度に関する情報に代えて、水力発電設備１０４への取水量の推定値に基づいて、取水口ゲートの開度を調整してもよい。具体的には、たとえば、ダム１０１の水位や導水路の水位を計測し、水力発電設備１０４への取水量の推定値に相当する量を取水するように、取水口ゲートの開度を調整するようにしてもよい。
【００７０】
（流量管理装置３００の処理手順）
つぎに、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００の処理手順について説明する。図４は、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００の処理手順を示すフローチャートである。
【００７１】
図４のフローチャートにおいて、まず、ダム１０１よりも河川１００の上流側の水力発電設備１０２、１０３が運転中であるか否かを判断する（ステップＳ４０１）。ステップＳ４０１においては、ダム１０１よりも河川１００の上流側であってダム１０１から所定範囲内に設けられている水力発電設備１０２、１０３が、運転中であるか否かを判断する。ダム１０１よりも河川１００の上流側であってダム１０１から所定範囲内に、複数の水力発電設備１０２、１０３が設けられている場合、ステップＳ４０１においては、複数の水力発電設備１０２、１０３のうち、少なくともいずれか１つの水力発電設備１０２、１０３が運転中であるか否かを判断する。
【００７２】
また、ダム１０１よりも河川１００の上流側であってダム１０１から所定範囲内に、複数の発電機を備えた水力発電設備１０２、１０３が設けられている場合、ステップＳ４０１においては、当該水力発電設備１０２、１０３における複数の発電機のうち、少なくとも１つの発電機が運転中であるか否かを判断する。この場合、水力発電設備１０２、１０３に設けられたすべての発電機が発電を停止している場合に、ステップＳ４０２へ移行する。
【００７３】
ダム１０１よりも河川１００の上流側であってダム１０１から所定範囲内に、複数の水力発電設備１０２、１０３が設けられている場合、ステップＳ４０１においては、複数の水力発電設備１０２、１０３のすべてが発電を停止しているか否かを判断してもよい。この場合、複数の水力発電設備１０２、１０３のすべてが発電を停止している場合に、ステップＳ４０２へ移行する。
【００７４】
ステップＳ４０１において、水力発電設備１０２、１０３が運転中ではない、すなわち、水力発電設備１０２、１０３が運転を停止している場合（ステップＳ４０１：Ｎｏ）、水力発電設備１０２、１０３が運転を開始するまで待機する（ステップＳ４０２：Ｎｏ）。ダム１０１よりも河川１００の上流側であってダム１０１から所定範囲内に、複数の水力発電設備１０２、１０３が設けられている場合、ステップＳ４０２においては、複数の水力発電設備１０２、１０３のうち、少なくともいずれか１つの水力発電設備が運転を開始したか否かを判断する。
【００７５】
ステップＳ４０１において水力発電設備１０２、１０３が運転中である場合（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、あるいは、ステップＳ４０２において水力発電設備１０２、１０３が運転を開始した場合（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、ダム１０１の水位、ダム１０１よりも河川１００の上流側の水力発電設備１０２、１０３の発電量、導水路の水位を取得する（ステップＳ４０３）。
【００７６】
ステップＳ４０３においては、たとえば、ダム１０１に設置された水位計測器との間で通信をおこない、当該水位計測器による計測結果を示す情報を受信することによって、ダム１０１の水位に関する情報を取得する。流量管理装置３００は、ステップＳ４０３において水位計測器と直接通信をおこなうものに限らず、水位計測器による計測結果を取得可能であって通信機能を備えたコンピュータ装置と通信をおこなうことによって、ダム１０１の水位に関する情報を取得するものであってもよい。
【００７７】
また、ステップＳ４０３においては、たとえば、ステップＳ４０１：Ｙｅｓにおいて運転中であると判断された水力発電設備１０２、１０３、あるいは、ステップＳ４０２：Ｙｅｓにおいて運転を開始したと判断された水力発電設備１０２、１０３の発電量に関する情報を取得する。ダム１０１よりも河川１００の上流側であってダム１０１から所定範囲内に、複数の水力発電設備１０２、１０３が設けられている場合、ステップＳ４０３においては、複数の水力発電設備１０２、１０３のうち、運転中の水力発電設備１０２、１０３のすべてと通信をおこなって、各水力発電設備１０２、１０３の発電量に関する情報を取得する。
【００７８】
また、ステップＳ４０３においては、たとえば、ステップＳ４０１：Ｙｅｓにおいて運転中であると判断された水力発電設備１０２、１０３、あるいは、ステップＳ４０２：Ｙｅｓにおいて運転を開始したと判断された水力発電設備１０２、１０３において、複数の発電機が運転中である場合、複数の発電機のそれぞれの発電量を合計した値を水力発電設備１０２、１０３の発電量に関する情報として取得する。
【００７９】
また、ステップＳ４０３においては、たとえば、導水路に設置された導水路の水位計測器による計測結果を取得することによって、導水路の水位に関する情報を取得する。導水路の水位は、導水路の底面からの水深によってあらわされるものであってもよく、取水口ゲートの下端位置から導水路における水面までの距離寸法によってあらわされるものであってもよい。
【００８０】
つぎに、ステップＳ４０３において取得した、ダム１０１よりも河川１００の上流側の水力発電設備１０２、１０３の発電量、ダム１０１の水位や導水路の水位に基づいて、水力発電設備１０４への取水量の推定値を算出する（ステップＳ４０４）。ステップＳ４０４においては、たとえば、ダム１０１よりも河川１００の上流側の水力発電設備１０２、１０３の発電量に基づいて、当該水力発電設備１０２、１０３による発電にかかる使用水量を算出し、この使用水量を水力発電設備１０４への取水量の推定値として算出する。
【００８１】
ステップＳ４０４においては、算出した使用水量と、ステップＳ４０３において取得したダム１０１の水位（現在の水位）と、に基づいて、当該使用水量の水がダム１０１に流入した場合に、ダム１０１からの無効放流が生じるか否かを判断し、判断結果に基づいて水力発電設備１０４への取水量の推定値を算出してもよい。
【００８２】
無効放流が生じるか否かの判断に際しては、ダム１０１の水位（現在の水位）と、無効放流が生じる水位としてあらかじめ設定されたダム１０１の上限水位と、に基づいて、ダム１０１の水位が上限水位に達するまでにダム１０１が受け入れることが可能な受入水量を算出する。そして、算出した受入水量と使用水量との大小関係を比較し、受入水量が使用水量よりも大きい場合は無効放流が生じないと判断する。なお、上限水位は、真に無効放流が生じる水位に限るものではなく、真に無効放流が生じる水位よりも低くした、余裕をもたせた水位であってもよい。
【００８３】
ダム１０１からの無効放流が生じると判断した場合、無効放流する水量の予測値を算出する。無効放流する水量の予測値は、使用水量と受入水量との差分によってあらわすことができる。ステップＳ４０４においては、使用水量と受入水量との差分、すなわち、無効放流する水量を、水力発電設備１０４への取水量の推定値として算出してもよい。
【００８４】
ダム１０１よりも河川１００の上流側であってダム１０１から所定範囲内に、複数の水力発電設備１０２、１０３が設けられている場合、ステップＳ４０４においては、運転中の各水力発電設備１０２、１０３による発電量に基づいて、水力発電設備１０２、１０３ごとの使用水量を算出し、算出した各使用水量を合計した値と受入水量との差分を、無効放流する水量の予測値として算出してもよい。
【００８５】
水力発電設備１０４への取水量の推定値は、水力発電設備１０２、１０３の使用水量あるいは無効放流する水量に、所定の係数を乗算した値であってもよい。この場合、所定の係数は、１より大きい数値とする。これにより、水力発電設備１０４への取水量の推定値に相当する水量を取水することにより、確実に、取水後のダム１０１の水位を上限水位よりも低くすることができる。
【００８６】
また、ダム１０１よりも河川１００の上流側であってダム１０１から所定範囲内に、複数の水力発電設備１０２、１０３が設けられている場合、ステップＳ４０４においては、運転中の各水力発電設備１０２、１０３による発電量の合計値を算出し、算出した合計値に基づいて複数の水力発電設備１０２、１０３による発電にかかる使用水量を算出してもよい。この場合、たとえば、各水力発電設備１０２、１０３の有効落差の平均値を有効落差に関する情報として、水力発電設備１０４への取水量の推定値を算出してもよい。
【００８７】
つぎに、ステップＳ４０４において算出した、水力発電設備１０４への取水量の推定値に基づいて、取水口ゲートの開度を算出する（ステップＳ４０５）。ステップＳ４０５においては、ステップＳ４０４において算出した、水力発電設備１０４への取水量の推定値に相当する水量を取水できるまで取水口を開口させる取水口ゲートの開度を算出する。
【００８８】
その後、ステップＳ４０５において算出した取水口ゲートの開度に基づいて、取水口ゲートにおける扉体の上下動を制御するモータに対して、算出した取水口ゲートの開度の位置に扉体を位置づける開閉指示信号を出力する（ステップＳ４０６）。その後、ステップＳ４０１へ移行して、ダム１０１よりも河川１００の上流側の水力発電設備１０２、１０３が運転中であるか否かを判断する。これにより、水力発電設備１０２、１０３が運転している間、運転中の水力発電設備１０２、１０３による発電に用いた使用水量に応じて、取水口ゲートの開度を調整することができる。
【００８９】
上述した実施の形態においては、算出部３０３による算出結果に基づいて取水口ゲートの開度を調整する制御をおこなう流量管理装置３００について説明したが、取水口ゲートの開度は、流量管理装置３００が直接的に調整するものに限らない。たとえば、図５に示すように、算出部３０３による算出結果は、外部装置に出力し、外部装置において活用するものであってもよい。
【００９０】
図５は、この発明にかかる別の実施の形態の流量管理装置３００の機能的構成を示すブロック図である。別の実施の形態の説明においては、上述した実施の形態と同一部分は同一符号で示し、説明を省略する。図５に示すように、この発明にかかる別の実施の形態の流量管理装置３００の機能は、記憶部３０１、取得部３０２、算出部３０３、出力部５０１によって実現することができる。
【００９１】
出力部５０１は、算出部３０３によって算出された、水力発電設備１０４への取水量の推定値または取水口ゲート５０２の開度に関する情報を出力する。出力部５０１は、具体的には、たとえば、水力発電設備１０４の遠隔地に設けられたサーバコンピュータなどによって流量管理装置３００を実現する場合に、取水口ゲート５０２の動作を駆動制御するコンピュータ装置などに対して、水力発電設備１０４への取水量の推定値または取水口ゲート５０２の開度に関する情報を出力する。
【００９２】
この場合、取水口ゲート５０２の動作を駆動制御するコンピュータ装置は、流量管理装置３００から受信した情報に基づいて取水口ゲート５０２を駆動制御する。具体的には、取水口ゲート５０２における扉体の上下動を制御するモータに対して、扉体の位置が算出部３０３によって算出した取水口ゲート５０２の開度に相当するとなるように、当該扉体を上下動させる開閉制御信号を出力する。
【００９３】
以上説明したように、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００は、河川１００を横断する堰堤を備えたダム１０１よりも当該河川１００の上流側に設けられて、発電に用いた水を当該河川１００に放流する水力発電設備１０２、１０３による発電量に関する情報を取得する取得部３０２と、取得部３０２によって取得された、水力発電設備１０２、１０３による発電量に関する情報に基づいて、当該水力発電設備１０２、１０３よりも河川１００の下流側に設けられた第２の水力発電設備１０４への取水量の推定値を算出する算出部３０３と、を備えたことを特徴としている。
【００９４】
この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００によれば、同一の河川１００に複数の水力発電設備が設けられている環境において、河川１００の上流側に設けられた水力発電設備１０２、１０３による発電量（有効出力）に基づいて、水力発電設備１０２、１０３よりも河川１００の下流側に設けられた第２の水力発電設備１０４への取水量の推定値を算出することにより、水力発電設備１０２、１０３による発電に用いられた水がダム１０１に到達する前に、ダム１０１の水位の変動を予測して第２の水力発電設備１０４への取水量を調整することができる。
【００９５】
これにより、ダム１０１の水位の実測値に基づいてダム１０１の水位の調整をおこなう場合よりも早期にダム１０１の水位を調整することができ、水力発電設備１０２、１０３による発電に用いられた水の流入や、水力発電設備１０２、１０３における運転停止による流入量の減少など、ダム１０１への流入量の変動が生じる場合にも、ダム１０１の水位の大幅な変動を抑え、ダム１０１の水位を適正に維持することができる。
【００９６】
このように、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００によれば、ダム１０１の水位を適正に維持することにより、ダム１０１よりも河川１００の下流側における維持流量を確保することができる。特に、貯水量の少ないダム１０１において、ダム１０１よりも河川１００の下流側における維持流量を確保することができる。
【００９７】
日本国内においては、ダム１０１が設けられた同一の河川１００に小規模な発電設備が複数設けられている環境が多く存在している。水力発電は、自然環境に配慮しつつ、一定量の電力を安定的に供給することができるため、近年の再生可能エネルギーの利用促進にともない、今後広く普及することが想定される。一方で、自然エネルギーを利用する再生可能エネルギーは、時期や時刻、天候などによって発電量が変動するため、既存の電力系統へ接続する場合には電気の需要と供給のバランスを考慮して、適宜、発電や発電停止をおこなう必要が生じる。
【００９８】
この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００によれば、このようなダム１０１が設けられた同一の河川１００に小規模な発電設備が複数設けられている環境に適用することができ、ダム１０１よりも河川１００の下流側における維持流量を確保することができる。これにより、自然環境に配慮することができる水力発電の普及に貢献することができる。
【００９９】
また、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００は、算出部３０３が、水力発電設備１０２、１０３による発電量を当該水力発電設備１０２、１０３による発電にかかる使用水量に換算し、換算した使用水量に基づいて、第２の水力発電設備１０４への取水量の推定値を算出することを特徴としている。
【０１００】
この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００によれば、発電に用いられた水量を精度よく反映する水力発電設備１０２、１０３による発電量（有効出力）を、水力発電設備１０２、１０３による発電にかかる使用水量に換算することにより、水力発電設備１０２、１０３による発電に用いられた水がダム１０１に到達する前に、水力発電設備１０２、１０３による発電に用いられた水がダム１０１に到達することによるダム１０１の水位の変動を高精度に予測することができる。
【０１０１】
これにより、水力発電設備１０２、１０３による発電に用いられた水がダム１０１に到達する際に、ダム１０１の水位の変動に取水ゲートの開度の調整が追従できずにダム１０１水位が上限水位を上回ったり、第２の水力発電設備１０４への取水量が多すぎて下限水位を下回ったりすることを抑制し、ダム１０１の水位を適正に維持することができる。
【０１０２】
また、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００は、取得部３０２が、ダム１０１の水位に関する情報を取得し、算出部３０３が、さらに、取得手段によって取得されたダム１０１の水位に関する情報に基づいて、換算した使用水量を加算した後のダム１０１の水位を、所定の上限水位を超えず所定の下限水位を下回らない範囲とする、第２の水力発電設備１０４への取水量の推定値を算出することを特徴としている。
【０１０３】
この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００によれば、ダム１０１の水位を考慮して算出した第２の水力発電設備１０４への取水量の推定値にしたがって取水することで、換算した使用水量を加算した後のダム１０１の水位を、所定の上限水位を超えず所定の下限水位を下回らない範囲内とすることができる。
【０１０４】
これにより、ダム１０１の水位の実測値に基づいてダム１０１の水位の調整をおこなう場合よりも早期にダム１０１の水位を調整することができ、ダム１０１の水位の変動に取水ゲートの開度の調整が追従できずにダム１０１水位が上限水位を上回って無効放流が生じたり下限水位を下回ってダム１０１よりも下流側の河川１００’における維持流量が不足したりすることを抑制し、ダム１０１の水位を適正に維持することができる。
【０１０５】
また、取水量の推定値に裕度を持たせることができ、裕度をもって第２の水力発電設備１０４への取水にかかる制御をおこなうことができるので、第２の水力発電設備１０４における取水にかかる制御に携わる作業者の負担軽減を図るとともに、ダム１０１の水位を適正に維持することができる。
【０１０６】
また、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００は、算出部３０３が、第２の水力発電設備１０４への取水量の推定値に基づいて、ダム１０１と当該第２の水力発電設備１０４とを連通する取水口に設けられた取水口ゲートの開度を算出することを特徴としている。
【０１０７】
この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００によれば、第２の水力発電設備１０４への取水量の推定値に基づいて算出した開度にしたがって取水口ゲートを制御することができる。これにより、算出結果を直接、取水口ゲートの制御に用いることができるので、第２の水力発電設備１０４における取水にかかる制御に携わる作業者の負担軽減を図るとともに、ダム１０１の水位を適正に維持することができる。
【０１０８】
また、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００は、取得部３０２が、取水口と第２の水力発電設備１０４が備える発電機とを連通する導水路の空き容量に関する情報を取得し、算出部３０３が、さらに、取得手段によって取得された導水路の空き容量に関する情報に基づいて、第２の水力発電設備１０４への取水量の推定値を算出することを特徴としている。
【０１０９】
この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００によれば、即座に第２の水力発電設備１０４による発電に用いられる水量に加えて、導水路の空き容量を加味して第２の水力発電設備１０４への取水量の推定値を算出することができる。これにより、裕度をもって第２の水力発電設備１０４への取水量の推定値を算出することができるので、第２の水力発電設備１０４における取水にかかる制御に携わる作業者の負担軽減を図るとともに、ダム１０１の水位を適正に維持することができる。
【０１１０】
また、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００は、取得部３０２が、ダム１０１よりも上流側であって当該ダム１０１から所定範囲内に設けられた水力発電設備１０２、１０３による発電量に関する情報を取得することを特徴としている。
【０１１１】
この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００によれば、ダム１０１から所定範囲内に設けられていることから、発電にともないダム１０１の水位の変動に大きく影響を与える水力発電設備１０２、１０３による発電に用いられた水量を加味して、ダム１０１の水位の変動を予測し、第２の水力発電設備１０４への取水量の推定値を算出することができる。
【０１１２】
そして、発電にともないダム１０１の水位の変動に大きく影響を与える水力発電設備１０２、１０３による発電に用いられた水量を加味した予測にしたがって第２の水力発電設備１０４への取水量を調整し、ダム１０１の水位を調整することにより、確実に、ダム１０１の水位を適正に維持することができる。
【０１１３】
特に、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００によれば、上流側の近い位置に水力発電設備１０２、１０３が設けられており、水力発電設備１０２、１０３による発電にともなって河川１００に放流される水の影響を受けやすい、貯水量の少ないダム１０１において、ダム１０１の水位を適正に維持することができる。これにより、ダム１０１よりも河川１００の下流側における維持流量を確保することができる。
【０１１４】
また、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００は、取得部３０２が、複数の水力発電設備１０２、１０３による発電量に関する情報を取得し、算出部３０３が、複数の水力発電設備１０２、１０３による発電量に基づいて第２の水力発電設備１０４への取水量の推定値を算出することを特徴としている。
【０１１５】
この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００によれば、ダム１０１よりも河川１００の上流側に複数の水力発電設備１０２、１０３が設けられている環境において、水力発電設備１０２、１０３がそれぞれ別個に発電をおこなった場合にも、発電をおこなった複数の水力発電設備１０２、１０３による発電量（有効出力）に基づいて第２の水力発電設備１０４への取水量の推定値を算出することにより、複数の水力発電設備１０２、１０３による発電に用いられた水がダム１０１に到達する前に、ダム１０１の水位の変動を予測して第２の水力発電設備１０４への取水量を調整することができる。
【０１１６】
これにより、ダム１０１の水位の実測値に基づいてダム１０１の水位の調整をおこなう場合よりも早期にダム１０１の水位を調整することができ、ダム１０１の水位の変動に取水ゲートの開度の調整が追従できずにダム１０１水位が上限水位を上回ったり下限水位を下回ったりすることを抑制し、ダム１０１の水位を適正に維持することができる。
【０１１７】
また、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００は、算出部３０３が、複数の水力発電設備１０２、１０３による発電量の合計値に基づいて第２の水力発電設備１０４への取水量の推定値を算出することを特徴としている。
【０１１８】
この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００によれば、水力発電設備１０２、１０３の数にかかわらず、第２の水力発電設備１０４への取水量の推定値を算出することができる。これにより、水力発電設備１０２、１０３による発電に用いられた水がダム１０１に到達する前に、ダム１０１の水位の変動を予測して第２の水力発電設備１０４への取水量を調整することができる。
【０１１９】
また、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００は、算出部３０３によって算出された、第２の水力発電設備１０４への取水量の推定値または取水口ゲートの開度に関する情報に基づいて、当該取水口ゲートの開度を調整する制御部３０４を備えたことを特徴としている。この発明にかかる実施の形態の流量管理装置３００によれば、取水口ゲートの開度を調整して、第２の水力発電設備１０４への取水量を調整することができる。
【０１２０】
また、この発明にかかる実施の形態の流量管理装置においては、算出部３０３によって算出された、第２の水力発電設備１０４への取水量の推定値または取水口ゲートの開度に関する情報を出力する出力部５０１を備えていてもよい。
【０１２１】
このような流量管理装置３００によれば、取水口ゲートを制御する制御装置２００とは別のコンピュータ装置によって流量管理装置３００を実現することができる。これにより、複数の取水口ゲートの開度の制御にかかる第２の水力発電設備１０４への取水量の推定値または取水口ゲートの開度を、１台の流量管理装置３００によって算出することができ、ダム１０１の水位の維持管理にかかるシステムの運用管理の簡略化を図ることができる。具体的には、監視対象とするコンピュータ装置の数を少なくして、ネットワーク接続の健全性の管理やセキュリティ対策にかかる作業者の負担軽減を図ることができる。
【０１２２】
なお、この実施の形態で説明した流量管理方法は、あらかじめ用意された流量管理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。この流量管理プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ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、この流量管理プログラムは、インターネットなどのネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
以上のように、この発明にかかる流量管理装置は、河川の維持流量を管理する流量管理装置に有用であり、特に、貯水容量の小さいダムよりも河川の下流側の維持流量を管理する流量管理装置に適している。
【符号の説明】
【０１２４】
１００  河川
１００’  ダムよりも下流側の河川
１０１  ダム
１０２〜１０４  水力発電設備
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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