(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダムの貯水位を入力とし、放流量を算出する放流量算出手段と、放流量算出手段で算出された放流量を入力とし、予め定められた目的別放流量分配ルールに従い目的別放流量を算出する目的別放流量算出手段と、目的別放流量算出手段で算出された目的別放流量を入力とし、目的別の貯水量を管理する複数の貯水量管理手段とを設けたことを特徴とするダム水運用管理システム。
【請求項２】
ダムの貯水位を入力とし、流入量を算出する流入量算出手段と、流入量算出手段で算出された流入量を入力とし、予め定められた目的別流入量分配ルールに従い目的別流入量を算出する目的別流入量算出手段と、目的別流入量算出手段で算出された目的別流入量を入力とし、目的別の貯水量を管理する複数の貯水量管理手段とを設けたことを特徴とするダム水運用管理システム。
【請求項３】
ダムの貯水位を入力とし、ダムの満水を検出する満水検出手段を備え、上記貯水量管理手段に上記満水検出手段からの満水情報を入力し、目的別の貯水量を管理する請求項１又は請求項２記載のダム水運用管理システム。
【請求項４】
複数の上記貯水量管理処理から出力される貯水量を入力とし、予め定められた貯水量再分配ルールに従い、再分配結果の目的別貯水量値を出力する貯水量再分配手段を備え、上記貯水量管理処理は上記再分配結果の貯水量値に従って貯水量を変更することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のダム水運用管理システム。
【請求項５】
上記目的別放流量分配ルールを複数設け、放流量分配ルール選択信号により、目的別放流量分配ルールを選択する機能を目的別放流量算出手段に追加したことを特徴とする請求項１、請求項３から請求項４のいずれか１項に記載のダム水運用管理システム。
【請求項６】
上記目的別流入量分配ルールを複数設け、流入量分配ルール選択信号により、目的別流入量分配ルールを選択する機能を目的別流入量算出処理に追加したことを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のダム水運用管理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ダムの運用制御システムに関するものであり、特に渇水時のダム貯水量を管理して水を有効に利用するためのダム水運用管理システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６は例えば特開昭５７―７９５２８号公報に開示された従来のダムの運用制御システムを示す構成図である。図において、１はダムの貯水位を入力し制限水位と比較してダムの放水量を算出する放流量算出処理、２はダムの貯水位を監視してダムの満水を検出する満水検出処理、３は放流量算出処理１が算出した全放流量を入力してダムの残貯水量を算出する貯水量管理処理を示す。
【０００３】
次に、図６のダムの運用制御システムの動作について説明する。
渇水時、放流量算出処理１はダムの貯水位を監視し、予め決められた放流制限水位と比較し、上記放流制限水位を下回ると現在の全放流量から上記放流制限に対応する流量制限量を引いた全放流量を算出する。例えば、制限水位Ａを下回ると２０％給水制限を行い、制限水位Ｂを下回ると４０％給水制限を行う。なお、この場合、常時満水位≧制限水位Ａ≧制限水位Ｂ≧最低水位である。
【０００４】
放流量算出処理１が算出した全放流量を貯水量管理処理３に出力する。貯水量管理処理３は次の式でダムの残貯水量を算出する。
Ｖｒ＝Ｖｉ―Ｑｏ・Ｔ‥‥‥（１）
ただし、Ｔは水位観測周期（ｓ）、ＶｒはＴ秒を経過した後の残貯水量、Ｖｉは現在の残貯水量、Ｑｏは放流量算出処理１が算出した全放流量である。
【０００５】
渇水時、ダム運用制御システムは貯水量管理処理３が算出したダムの残貯水量を用いて用水を管理する。満水検出処理２はダムの貯水位を常に監視し、上記貯水位が常時満水位を超えると、満水情報を貯水量管理処理３に出力する。貯水量管理処理３は上記満水情報を受け、残貯水量を常時満水位の貯水量にリセットする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ダム貯水池の貯水量には目的別(上水用、工水用、灌漑用、発電用等)の貯水量があり、そのような貯水量の使用状況はそれぞれ異なり、渇水時の目的別の残貯水量に差が生じることが多い。
【０００７】
従来のダム運用制御方式は上記のように構成されているので、ダム貯水位によるダムの全残貯水量しか把握しておらず、ダム内の目的別の残貯水量はオペレータの経験、判断に任されており、操作員に対し的確に支援を行うダム水運用管理システムが確立されていない問題があった。
【０００８】
この発明では、上記のような問題を解決するためになされたものであり、ダム貯水池内において目的別の残貯水量を算出できるとともに、残貯水量を分配できるダム水運用管理システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のダム水運用管理システムの発明は、ダムの貯水位を入力とし、放流量を算出する放流量算出手段と、放流量算出手段で算出された放流量を入力とし、予め定められた目的別放流量分配ルールに従い目的別放流量を算出する目的別放流量算出手段と、目的別放流量算出手段で算出された目的別放流量を入力とし、目的別の貯水量を管理する複数の貯水量管理手段とを設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載のダム水運用管理システムの発明は、ダムの貯水位を入力とし、流入量を算出する流入量算出手段と、流入量算出手段で算出された流入量を入力とし、予め定められた目的別流入量分配ルールに従い目的別流入量を算出する目的別流入量算出手段と、目的別流入量算出手段で算出された目的別流入量を入力とし、目的別の貯水量を管理する複数の貯水量管理手段とを設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載のダム水運用管理システムの発明は、ダムの貯水位を入力とし、ダムの満水を検出する満水検出手段を備え、貯水量管理手段に満水検出手段からの満水情報を入力し、目的別の貯水量を管理することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載のダム水運用管理システムの発明は、複数の貯水量管理処理から出力される貯水量を入力とし、予め定められた貯水量再分配ルールに従い、再分配結果の目的別貯水量値を出力する貯水量再分配手段を備え、貯水量管理処理は再分配結果の貯水量値に従って貯水量を変更することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載のダム水運用管理システムの発明は、目的別放流量分配ルールを複数設け、放流量分配ルール選択信号により、目的別放流量分配ルールを選択する機能を目的別放流量算出手段に追加したことを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載のダム水運用管理システムの発明は、目的別流入量分配ルールを複数設け、流入量分配ルール選択信号により、目的別流入量分配ルールを選択する機能を目的別流入量算出処理に追加したことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１によるダム水運用管理システムを図に基づいて説明する。
【００１６】
図１は実施の形態１によるダム水運用管理システムを示す構成図であり、１はダムの貯水位を入力し制限水位と比較してダムの放水量を算出する放流量算出処理、２はダムの貯水位を監視してダムの満水を検出する満水検出処理、４は予め決められた目的別放流規定である目的別放流量分配ルール、５はこの目的別放流量分配ルール４に従って目的別放流量を算出する目的別放流量算出処理、３―１・３―２・・・３―ｎ（ｎは目的数である）は目的別貯水量管理処理を示す。
【００１７】
次に、実施の形態１のダム水運用管理システムの動作について説明する。
渇水時、放流量算出処理１は全放流量を算出する。すなわち、ダムの貯水位を監視し、予め決められた放流制限水位と比較し、放流制限水位を下回ると現在の全放流量から上記放流制限に対応する流量制限量を引いた全放流量を算出する。例えば、制限水位Ａを下回ると２０％給水制限を行い、制限水位Ｂを下回ると４０％給水制限を行う。なお、この場合、常時満水位≧制限水位Ａ≧制限水位Ｂ≧最低水位である。
【００１８】
そして、放流量算出処理１が算出した上記全放流量を目的別放流量算出処理５に入力する。目的別放流量分配ルール４は予め決められた目的別放流規定であり、即ち、時期変換による放流量変化の規定であり、例えば目的別放流量比率―日時テーブルである。目的別放流量算出処理５は上記目的別放流量比率―日時テーブルを検索し、検索した目的別放流量比率と放流量算出処理１が算出した全放流量に基づいて、目的別の放流量を算出できる。例えば、全放流量を１０ｍ3／ｓとし、目的別放流量比率を灌漑用：工水用：発電用＝２：１：２とすると、目的別放流量算出処理５が算出した結果は、灌漑用放流量＝４ｍ3／ｓ、工水用放流量＝２ｍ3／ｓ、発電用放流量＝４ｍ3／ｓである。
【００１９】
目的別放流量算出処理５は算出した目的別の放流量をそれぞれ目的別貯水量管理処理３―ｍ（１≦ｍ≦ｎ、ｎは目的数）に入力する。目的別貯水量管理処理３―ｍは目的別放流量算出処理５が算出した目的別の放流量によって次の式で目的別の残貯水量を算出する。
Ｖｒｍ＝Ｖｉｍ―Ｑｏｍ・Ｔ‥‥‥（２）
ただし、Ｔは水位観測周期（ｓ）、ＶｒｍはＴ秒を経過した後の目的ｍの残貯水量、Ｖｉｍは現在の目的ｍの残貯水量、Ｑｏｍは目的別放流量算出処理５が算出した目的ｍの放流量である。
【００２０】
満水検出処理２はダムの貯水位を常に監視し、上記貯水位が常時満水位を超えると、満水情報を目的別貯水量管理処理３―ｍ（１≦ｍ≦ｎ、ｎは目的数）に出力する。目的別貯水量管理処理３―ｍ（１≦ｍ≦ｎ、ｎは目的数）は上記満水情報を受け、残貯水量を常時満水位時の目的別貯水量にリセットする。上記常時満水位時の目的別貯水量はダム設計時に決められるものである。
【００２１】
以上のように、この実施の形態のダム用水管理システムによれば、予め決められた目的別放流量分配ルールによって目的別の放流量を算出でき、目的別の残貯水量を把握でき、効率的な水運用管理ができる。
【００２２】
すなわち、目的別の残貯水量で用水管理ができ、また、目的別の模擬ダムを設けることとなり、ヒューマンインタフェースに管理結果を出力できる。
【００２３】
実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２によるダム水運用管理システムを図に基づいて説明する。
【００２４】
図２は実施の形態２によるダム水運用管理システムを示す構成図であり、放流量算出処理１、満水検出処理２、目的別放流量分配ルール４、目的別放流量算出処理５、並びに目的別貯水量管理処理３―１・３―２・・・３―ｎ（ｎは目的数である）は、それぞれ実施の形態１（図１）と同様の機能を果すものである。
【００２５】
６はダムの貯水位を入力してダムの全流入量を算出する流入量算出処理、７は予め決められた流入量分配規定である目的別流入量分配ルール、８はこの目的別流入量分配ルール７に従って目的別の流入量を算出する目的別流入量算出処理である。
【００２６】
次に、実施の形態２のダム水運用管理システムの動作について説明する。
渇水時、流入量算出処理６はダムの貯水位を入力とし、全流入量を算出し、算出した全流入量を目的別流入量算出処理８に入力する。目的別流入量分配ルール７は予め決められた流入量分配規定であり、即ち、時期変換による流入量分配変化の規定であり、例えば目的別流入量比率―日時テーブルである。目的別流入量算出処理８は上記目的別流入量比率―日時テーブルを検索し、検索した目的別流入量比率と流入量算出処理６が算出した全流入量とに基づいて、目的別の流入量を算出する。例えば、全流入量を５ｍ3／ｓとし、目的別流入量比率は灌漑用：工水用：発電用＝２：１：２とした場合、目的別流入量算出処理５が算出した結果は、灌漑用流入量＝２ｍ3／ｓ、工水用流入量＝１ｍ3／ｓ、発電用流入量＝２ｍ3／ｓとなる。
【００２７】
目的別流入量算出処理８が算出した目的別の流入量をそれぞれ目的別貯水量管理処理３―ｍ（１≦ｍ≦ｎ、ｎは目的数）に入力する。目的別貯水量管理処理３―ｍは目的別流入量算出処理８が算出した目的別の流入量によって次の（３）式で流入量を加算した目的別の残貯水量を算出する。
Ｖｒｍ＝Ｖｉｍ＋Ｑｏｍ・Ｔ‥‥‥（３）
ただし、Ｔは水位観測周期（ｓ）、ＶｒｍはＴ秒を経過した後の目的ｍの残貯水量、Ｖｉｍは現在の目的ｍの残貯水量、Ｑｏｍは目的別流入量算出処理８が算出した目的ｍの流入量である。
【００２８】
この実施の形態によれば、予め決められた目的別流入量分配ルールによって目的別の流入量を考量した貯水量管理ができ、効率的なダム水運用管理ができる。
【００２９】
実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３によるダム水運用管理システムを図に基づいて説明する。
【００３０】
図３は実施の形態３によるダム水運用管理システムを示す構成図であり、放流量算出処理１、満水検出処理２、目的別放流量分配ルール４、目的別放流量算出処理５、目的別貯水量管理処理３―１・３―２・・・３―ｎ（ｎは目的数である）、流入量算出処理６、目的別流入量分配ルール７、並びに目的別流入量算出処理８は、それぞれ実施の形態１（図１）又は実施の形態２（図２）と同様の機能を果すものである。
【００３１】
９は予め決められた貯水量再分配規定である貯水量分配ルール、１０はこの貯水量分配ルール９に従った貯水量分配処理である。
【００３２】
次に、実施の形態３のダム水運用管理システムの動作について説明する。
貯水量分配ルール９は、予め決められた貯水量再分配規定であり、例えば再分配結果の目的別貯水量値比率―日時テーブルである。貯水量分配処理１０は、常に模擬ダム内の目的別残貯水量を監視し、もし目的別残貯水量が目的別貯水量の制限範囲を超えると、貯水量再分配命令を出す。
【００３３】
上述の目的別貯水量の制限範囲の決め方は、まず再分配結果の目的別貯水量値比率―日時テーブルを検索し、検索した再分配結果の目的別貯水量値比率と現在総貯水量とによって再分配結果の目的別貯水量値を算出し、次に、上記再分配結果の目的別貯水量値を中央値として、予め決められた目的別の上限値と下限値によって目的別貯水量の制限範囲を計算する方法である。例えば、再分配結果の目的別貯水量値は１００ｍ3とし、上限値は２０ｍ3とし、下限値は１０ｍ3としたら、この目的別貯水量の制限範囲は１２０〜９０ｍ3である。
【００３４】
貯水量再分配命令があれば、算出した再分配結果の目的別貯水量値をそれぞれ目的別貯水量管理処理３―ｍ（１≦ｍ≦ｎ、ｎは目的数）に入力する。目的別貯水量管理処理３―ｍ（１≦ｍ≦ｎ、ｎは目的数）は貯水量分配処理１０が算出した再分配結果の目的別貯水量値によって、模擬ダムの残貯水量を設定する。
【００３５】
実施の形態３のダム水運用管理システムは、上記の方法で目的別の貯水量を再分配できる。
【００３６】
また、操作員は端末で各模擬ダム中の残貯水量を見て、再分配の必要性を判断し、もし再分配の必要があれば、貯水量再分配命令を貯水量分配処理１０に出すようにしても良い。この場合、貯水量分配処理１０は上記で述べた貯水量分配ルール９を検索し、検索した再分配結果の目的別貯水量値比率と現在総貯水量とによって再分配結果の目的別貯水量値を算出し、算出した再分配結果の目的別貯水量値をそれぞれに目的別貯水量管理処理３―ｍ（１≦ｍ≦ｎ、ｎは目的数）に入力する。
【００３７】
目的別貯水量管理処理３―ｍ（１≦ｍ≦ｎ、ｎは目的数）は貯水量分配処理１０が算出した再分配結果の目的別貯水量値によって、模擬ダムの残貯水量を設定する。
【００３８】
このようにすれば、操作者が貯水量再分配命令を出すようにでき、ダム水運用管理システムは手動目的別の貯水量を再分配することができる。
【００３９】
実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４によるダム水運用管理システムを図に基づいて説明する。
【００４０】
図４は実施の形態４によるダム水運用管理システムを示す構成図であり、放流量算出処理１、満水検出処理２、目的別放流量算出処理５、目的別貯水量管理処理３―１・３―２・・・３―ｎ（ｎは目的数である）、流入量算出処理６、目的別流入量分配ルール７、目的別流入量算出処理８、貯水量分配ルール９、並びに貯水量分配処理１０は、それぞれ実施の形態１（図１）、実施の形態２（図２）、実施の形態３（図３）と同様の機能を果すものである。
【００４１】
４―１・４―２・・・・４―ｎ（ｎはルール数である）は各種の目的別放流量分配ルール、１４はこの目的別放流量分配ルール４―ｍ（１≦ｍ≦ｎ、ｎはルール数である）を選択する放流量分配ルール選択信号である。
【００４２】
次に、実施の形態４のダム水運用管理システムの動作について説明する。
目的別放流量分配ルール４―ｍ（１≦ｍ≦ｎ、ｎはルール数である）を複数設け、操作員が放流量分配ルール選択信号１４を出し、この放流量分配ルール選択信号１４により、目的別放流量分配ルール４―ｍ（１≦ｍ≦ｎ、ｎはルール数である）を選択する機能を目的別放流量算出処理５に追加した。
【００４３】
以上のように、実施の形態４によれば、操作員は各種目的別放流量分配ルールを選択でき、また緊急時・異常時の対策とする管理が可能となり、効率的なダム水運用管理ができる。
【００４４】
実施の形態５
以下、この発明の実施の形態５によるダム水運用管理システムを図に基づいて説明する。
【００４５】
図５は実施の形態５によるダム水運用管理システムを示す構成図であり、放流量算出処理１、満水検出処理２、目的別放流量算出処理５、目的別貯水量管理処理３―１・３―２・・・３―ｎ（ｎは目的数である）、流入量算出処理６、目的別流入量算出処理８、貯水量分配ルール９、貯水量分配処理１０、各種の目的別放流量分配ルール４―１・４―２・・・・４―ｎ、並びに放流量分配ルール選択信号１４は、それぞれ実施の形態１（図１）、実施の形態２（図２）、実施の形態３（図３）、実施の形態４（図４）と同様の機能を果すものである。
【００４６】
７―１・７―２・・・・７―ｎ（ｎはルール数である）は各種の目的別流入量分配ルール、１５はこの目的別流入量分配ルール７―ｍ（１≦ｍ≦ｎ、ｎはルール数である）を選択する流入量分配ルール選択信号である。
【００４７】
次に、実施の形態５のダム水運用管理システムの動作について説明する。
目的別流入量分配ルール７―ｍ（１≦ｍ≦ｎ、ｎはルール数である）を複数設け、操作員が流入量分配ルール選択信号１５を出力し、流入量分配ルール選択信号１５により、目的別流入量分配ルール７―ｍ（１≦ｍ≦ｎ、ｎはルール数である）を選択する機能を目的別流入量算出処理８に追加した。
【００４８】
以上のように、実施の形態５によれば、操作員は各種目的別流入量分配ルールを選択でき、また緊急時・異常時の対策とする柔軟な管理が可能となり、効率的なダム水運用管理ができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように、請求項１又は請求項３記載の発明によれば、ダム水運用管理システムにおいて、予め決められた目的別放流量分配ルールによって目的別の放流量を算出でき、目的別の残貯水量を把握でき、効率的な水運用管理ができる効果がある。
【００５０】
請求項２又は請求項３記載の発明によれば、予め決められた目的別流入量分配ルールによって目的別の流入量を考量した貯水量管理でき、効率的なダム水運用管理ができる効果がある。
【００５１】
請求項４記載の発明によれば、予めに決められた貯水量分配ルールにより目的別の貯水量を再分配でき、目的別の貯水量を融通しあうなど、効率的なダム水運用管理ができる効果がある。
【００５２】
請求項５記載の発明によれば、操作員は各種目的別放流量分配ルールを選択でき、また緊急時・異常時の対策とする柔軟な管理が可能となり、効率的なダム水運用管理ができる効果がある。
【００５３】
請求項６記載の発明によれば、操作員は各種目的別流入量分配ルールを選択でき、また緊急時・異常時の対策とする柔軟な管理ができ、効率的なダム水運用管理ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１によるダム水運用管理システムを示す構成図である。
【図２】  この発明の実施の形態２によるダム水運用管理システムを示す構成図である。
【図３】  この発明の実施の形態３によるダム水運用管理システムを示す構成図である。
【図４】  この発明の実施の形態４によるダム水運用管理システムを示す構成図である。
【図５】  この発明の実施の形態５によるダム水運用管理システムを示す構成図である。
【図６】  従来のダムの運用制御システムを示す構成図である。
【符号の説明】
１  放流量算出処理、２  満水検出処理、４  目的別放流量分配ルール、５  目的別放流量算出処理、６  流入量算出処理、７  目的別流入量分配ルール、８目的別流入量算出処理、９  貯水量分配ルール、１０  貯水量分配処理、１４放流量分配ルール選択信号、１５  流入量分配ルール選択信号、３―１・３―２・・・３―ｎ  目的別貯水量管理処理、４―１・４―２・・・４―ｎ（ｎはルール数である）  各種の目的別放流量分配ルール、７―１・７―２・・・７―ｎ   各種の目的別流入量分配ルール。
【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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【図６】
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