(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川の一部をせき止めることで、当該河川の水を貯水された状態とすることを実現させるせき止め手段と、
前記せき止め手段によって貯水された状態とされた前記水の少なくとも一部を、当該水の水位によって決定される放流量で、前記せき止め手段の下流側の前記河川に常時直接放流する１つあるいは複数の放流手段と、
前記せき止め手段によって貯水された状態とされた前記水の一部を、前記放流手段からの前記水の直接放流とは異なるルートへと導いて取水することを実現させるゲートとして形成された取水手段と、
前記取水手段の開度を調節することで、当該取水手段による前記水の取水量の制御を実現させる制御手段と、
が備えられた貯水施設に対して、
前記各放流手段からの前記水の放流量の総和が、前記河川が有する種々の機能を維持するために最低限必要となる水流量である維持流量に等しくなる前記河川の水位である理想水位と、
前記河川の水流量が想定されうる最小の水流量になった場合に、当該河川の前記維持流量を確保しながら前記河川から前記ルートを介して流下させることができる最大の水流量である常時使用水量とが存在し、
前記貯水施設への前記水の流入量の増減に対して、前記制御手段が前記取水手段の前記取水量を制御して前記貯水施設に貯水された前記水の水位を前記放流量の総和が前記河川の前記維持流量を下回るおそれがなく、かつ、前記取水手段による前記水の前記取水量を前記常時使用水量よりも多くすることができる水位として前もって設定された水位に近づけることで、前記放流手段による前記水の前記放流量を所定の流量範囲内に収まるように調節する、貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法において、
前記制御手段に、前記貯水施設に貯水された前記水の水位を貯水水位として認識させる水位認識ステップと、
前記貯水水位が前記理想水位よりも高い水位として前もって設定された上側閾値水位よりも高い場合に、前記取水手段の前記開度を大きくする調節を行って前記取水手段の前記取水量を増やすことで前記貯水施設に貯水された前記水の水位を低下させ、この水位を前記理想水位よりも高い水位として前もって設定された低下目標水位となるようにする制御を前記制御手段に実行させる水位低下制御ステップと、
前記貯水水位が前記理想水位よりも高く前記上側閾値水位よりも低い水位として前もって設定された下側閾値水位よりも低い場合に、前記取水手段の前記開度を小さくする調節を行って前記取水手段の前記取水量を減らすことで前記貯水施設に貯水された前記水の水位を上昇させ、この水位を前記理想水位よりも高い水位として前もって設定された上昇目標水位となるようにする制御を前記制御手段に実行させる水位上昇制御ステップと、
を含む複数のステップを繰り返し実行し、
前記上昇目標水位は、前記上側閾値水位と比べて低い水位として設定され、
前記低下目標水位は、前記下側閾値水位と比べて高く、かつ、前記上昇目標水位と比べて低い水位として設定されている、
貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法。
【請求項２】
請求項１に記載された貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法であって、
前記制御手段は、前記水位低下制御ステップおよび前記水位上昇制御ステップにおいて、実際に前記貯水施設に貯水された前記水の水位に対応する前記貯水水位を前記制御手段の制御において使用される水位に較正する貯水水位補正量を用いて前記貯水水位を較正し、さらに、前記水位低下制御ステップあるいは前記水位上昇制御ステップのうち１回前に実行された一方のステップが今回も繰り返され、かつ、今回繰り返されることになる当該一方のステップにおいて当該一方のステップの繰り返しが始まってからの繰り返し回数が所定回数以上になると判明した場合には、今回繰り返されることになる当該一方のステップを実行する前に、前記貯水水位補正量の修正を行う処理を有する修正ステップを実行する、
貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法。
【請求項３】
請求項２に記載された貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法であって、
繰り返し実行される前記水位認識ステップにおいて前記制御手段により認識された前記貯水水位を、認識が行われた時刻が対応された時系列データとして用意する時系列データ用意ステップと、
前記時系列データから、前記貯水水位が上昇から低下に切り替わる際の当該貯水水位である水位極大値と、前記貯水水位が低下から上昇に切り替わる際の当該貯水水位である水位極小値と、を抽出する抽出ステップと、
を有し、
前記修正ステップは、
前記水位低下制御ステップのみが繰り返されることになると判明しているという条件を含む第１の条件設定が満たされる場合に実行される第１の選択処理と、
前記水位上昇制御ステップのみが繰り返されることになると判明しているという条件を含む第２の条件設定が満たされる場合に実行される第２の選択処理と、
を有し、
前記第１の選択処理においては、前記貯水水位補正量を１回前の前記水位極小値と前記低下目標水位との水位差に基づいて修正する処理を実行し、
前記第２の選択処理においては、前記貯水水位補正量を１回前の前記水位極大値と前記上昇目標水位との水位差に基づいて修正する処理を実行する、
貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載された貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法であって、
前記水位低下制御ステップおよび前記水位上昇制御ステップのいずれかが開始された各制御ステップ開始タイミングにおいて、前記水位低下制御ステップおよび前記水位上昇制御ステップのいずれが開始されたのかを、前記各制御ステップ開始タイミングが対応されたデータとして用意し、
さらに、前記修正ステップを実行する際において、今回繰り返されることになる前記一方のステップが当該一方のステップの繰り返しにおいてこの繰り返しが始まってから３回目以降に実行される当該一方のステップとなると判明しているという条件を含む第３の条件設定が満たされる場合には、
２回前に実行された前記一方のステップに対応される前記制御ステップ開始タイミングと、１回前に実行された前記一方のステップに対応される前記制御ステップ開始タイミングとの間の時間間隔を、第１の時間間隔として取得する第１の時間間隔取得ステップと、
１回前に実行された前記一方のステップに対応される前記制御ステップ開始タイミングと、今回繰り返されることになる前記一方のステップが実行される予定である時刻との間の時間間隔を、第２の時間間隔として推定する第２の時間間隔推定ステップと、
前記貯水水位補正量を前記第２の時間間隔と前記第１の時間間隔との比に基づいて修正して設定する設定ステップと、
を含む複数のステップを前記修正ステップとして実行する、
貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１項に記載された貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法であって、
前記取水手段の前記開度を調節して前記貯水施設に貯水された前記水の水位をこの水位の制御目標値である目標水位となるようにする際に、
前記貯水施設に貯水された前記水の水位が前記貯水水位から前記目標水位に変化した場合に、前記取水手段において前記水の取水が行われる水位である取水水位が変化される変化量を取水水位変化量として導出する取水水位変化量導出ステップと、
少なくとも前記取水手段の前記開度および前記取水水位をパラメータとして含む式である前記せき止め手段からの流下水流量の導出式に対して、当該流下水流量の変動量である全微分量を導出するための全微分式が、少なくとも前記取水水位の変化に対応する第１微小変化量の項と、前記取水手段の前記開度の変化に対応する第２微小変化量の項と、を含む形で定義されており、前記全微分式における前記第１微小変化量に前記取水水位変化量導出ステップにより導出された前記取水水位変化量を代入し、前記全微分式に代入された値に対して前記全微分量を０とするために与えられるべき前記第２微小変化量の大きさに対応させて、前記取水手段の前記開度を調節する開度調節ステップと、
を含む複数のステップを実行する、
貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法。
【請求項６】
河川の一部をせき止めることで、当該河川の水を貯水された状態とすることを実現させるせき止め手段と、
前記せき止め手段によって貯水された状態とされた前記水の少なくとも一部を、当該水の水位によって決定される放流量で、前記せき止め手段の下流側の前記河川に常時直接放流する放流手段と、
前記せき止め手段によって貯水された状態とされた前記水の一部を、前記放流手段からの前記水の直接放流とは異なるルートへと導いて取水することを実現させるゲートとして形成された取水手段と、
前記取水手段の開度を調節することで、当該取水手段による前記水の取水量の制御を実現させる制御手段と、
が備えられた貯水施設に対して、
前記貯水施設への前記水の流入量の増減に対して、前記制御手段が前記取水手段の前記取水量を制御して前記貯水施設に貯水された前記水の水位を前もって設定された中心水位に近づけることで、前記放流手段による前記水の前記放流量を所定の流量範囲内に収まるように調節する、貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法において、
前記制御手段に、前記貯水施設に貯水された前記水の水位を貯水水位として認識させる水位認識ステップと、
前記貯水水位が前記中心水位よりも高い水位として前もって設定された上側閾値水位よりも高い場合に、前記取水手段の前記開度を大きくする調節を行って前記取水手段の前記取水量を増やすことで前記貯水施設に貯水された前記水の水位を低下させ、この水位を前もって設定された低下目標水位となるようにする制御を前記制御手段に実行させる水位低下制御ステップと、
前記貯水水位が前記中心水位よりも低い水位として前もって設定された下側閾値水位よりも低い場合に、前記取水手段の前記開度を小さくする調節を行って前記取水手段の前記取水量を減らすことで前記貯水施設に貯水された前記水の水位を上昇させ、この水位を前もって設定された上昇目標水位となるようにする制御を前記制御手段に実行させる水位上昇制御ステップと、
を含む複数のステップを繰り返し実行し、
前記上昇目標水位は、前記上側閾値水位と比べて低く、かつ、前記中心水位と比べて０以上の値である第１所定値だけ高い水位として設定され、
前記低下目標水位は、前記下側閾値水位と比べて高く、かつ、前記中心水位と比べて前記第１所定値よりも大きい第２所定値だけ低い水位として設定されている、
貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川の水の一部を取水する取水手段と、上記水の一部を河川に常時直接放流する放流手段とを備えた貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法には、貯水施設への水の流入量の増減に対して取水手段の取水量を制御することで、貯水施設の水位を前もって設定された中心水位の近傍に位置させることで実現されるものがある。この種の技術としては、例えば下記の特許文献１に開示されている技術が知られている。この技術では、河川に設けられた貯水施設であるえん堤に、開閉自在な取水ゲート（上記取水手段に相当する。）および上記えん堤から溢れた水を上記河川における維持流量をまかなう水として放流することを可能とする放流手段の両方を設けている。この技術によれば、貯水施設への水の流入量が増減するような場合であっても、上記取水ゲートの開閉の制御によって上記河川における維持流量を確保することが可能となる。
【０００３】
なお、本明細書において、「維持流量」とは、例えば河川舟運に必要となる水深の確保あるいは水棲生物の生息環境の維持など、河川が有する種々の機能を維持するために最低限必要となる水流量のことをいう。すなわち、河川の水を取水する際には、この河川の水流量が常に維持流量を下回らないようにしながら取水を行うことが必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１５１８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示されている技術では、上記取水ゲートの開閉の制御を上記河川に所定流量の水が流れている状態を実現させるように実行する。このため、上記技術では、上記貯水施設への水の流入量が減少した場合、この減少に対応した制御を行う間に上記河川の水流量が減少することがある。すなわち、上記技術においては、上記水流量が減少した場合にもこの水流量が上記河川の維持流量を下回らないように上記所定流量を設定する必要があった。そして、上記技術においては、上記所定流量の設定によって上記河川から取水することができる水流量が少なくなるという問題が発生していた。
【０００６】
本発明は、上記した問題を解決するものとして創案されたものである。すなわち、本発明は、河川の維持流量を確保しながら貯水施設に対する水の流入量の減少に対応することができる、最小限度の河川の水流量を絞り込むことで、この河川から取水することができる水流量を増やすことを可能とする、貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法は以下の手段をとる。
【０００８】
まず、第１の発明は、貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法である。ここで、貯水施設は、河川の一部をせき止めることで、この河川の水を貯水された状態とすることを実現させるせき止め手段を備えている。また、貯水施設は、せき止め手段によって貯水された状態とされた水の少なくとも一部を、この水の水位によって決定される放流量で、せき止め手段の下流側の河川に常時直接放流する１つあるいは複数の放流手段を備えている。また、貯水施設は、せき止め手段によって貯水された状態とされた水の一部を、放流手段からの水の直接放流とは異なるルートへと導いて取水することを実現させるゲートとして形成された取水手段を備えている。また、貯水施設は、取水手段の開度を調節することで、この取水手段による水の取水量の制御を実現させる制御手段を備えている。
また、各放流手段からの水の放流量の総和が、河川が有する種々の機能を維持するために最低限必要となる水流量である維持流量に等しくなる河川の水位である理想水位が存在する。また、河川の水流量が想定されうる最小の水流量になった場合に、この河川の維持流量を確保しながら河川から上記ルートを介して流下させることができる最大の水流量である常時使用水量が存在する。
【０００９】
上記第１の発明は、貯水施設への水の流入量の増減に対して制御手段が取水手段の取水量を制御して貯水施設に貯水された水の水位を、放流量の総和が河川の維持流量を下回るおそれがなく、かつ、取水手段による水の取水量を常時使用水量よりも多くすることができる水位として前もって設定された水位に近づけることで、放流手段による水の放流量を所定の流量範囲内に収まるように調節する方法である。この方法は、制御手段に、貯水施設に貯水された水の水位を貯水水位として認識させる水位認識ステップを有している。また、上記方法においては、貯水水位が理想水位よりも高い水位として前もって設定された上側閾値水位よりも高い場合に、水位低下制御ステップが実行される。この水位低下制御ステップは、取水手段の開度を大きくする調節を行って取水手段の取水量を増やすことで貯水施設に貯水された水の水位を低下させ、この水位を理想水位よりも高い水位として前もって設定された低下目標水位となるようにする制御を制御手段に実行させるものである。また、上記方法においては、貯水水位が理想水位よりも高く前記上側閾値水位よりも低い水位として前もって設定された下側閾値水位よりも低い場合に、水位上昇制御ステップが実行される。この水位上昇制御ステップは、取水手段の開度を小さくする調節を行って取水手段の取水量を減らすことで貯水施設に貯水された水の水位を上昇させ、この水位を理想水位よりも高い水位として前もって設定された上昇目標水位となるようにする制御を制御手段に実行させるものである。
【００１０】
なお、上記方法においては、水位認識ステップと、水位低下制御ステップと、水位上昇制御ステップと、を含む複数のステップを繰り返し実行する。また、上昇目標水位は、上側閾値水位と比べて低い水位として設定されている。また、低下目標水位は、下側閾値水位と比べて高く、かつ、上昇目標水位と比べて低い水位として設定されている。
【００１１】
上記第１の発明によれば、河川における水の流入量が減少されて貯水施設の水位が低下した場合に、貯水施設の水位が上昇目標水位となるように取水手段の開度が調節されて、河川の水流量の確保が図られる。
【００１２】
また、第１の発明によれば、河川における水の流入量が増加されて貯水施設の水位が上昇した場合に、貯水施設の水位が低下目標水位となるように取水手段の開度が調節されて、この取水手段からの取水量の増加が図られる。
【００１３】
【００１４】
ついで、第２の発明は、上述した第１の発明であって、制御手段は、水位低下制御ステップおよび水位上昇制御ステップにおいて、実際に貯水施設に貯水された水の水位に対応する貯水水位を制御手段の制御において使用される水位に較正する貯水水位補正量を用いて貯水水位を較正するものである。さらに、制御手段は、後述する条件が満たされると判明した場合には、貯水水位補正量の修正を行う処理を有する修正ステップを実行する。上記条件は、水位低下制御ステップあるいは水位上昇制御ステップのうち１回前に実行された一方のステップが今回も繰り返され、かつ、今回繰り返されることになる一方のステップにおいてこの一方のステップの繰り返しが始まってからの繰り返し回数が所定回数以上になるという条件である。なお、修正ステップは、今回繰り返されることになる一方のステップを実行する前に実行される。
【００１５】
変動量を所定範囲内に維持させようとする制御において、上記変動量が上記所定範囲から一方側にのみ逸脱され続けることは、上記制御が上記変動量の変動に対応しきれていないことを意味する。ここで、上記第２の発明によれば、水位低下制御ステップあるいは水位上昇制御ステップのいずれか一方のみが繰り返されることになる場合に、取水手段の開度の調節量を決定する水位を較正して、繰り返される制御を水位の変動に対応したものにすることができる。これにより、貯水施設に対する水の流入量の変動に対応しきれていない状態が長期間続くことを回避して、河川から取水することができる水流量を増やすことが可能な貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法を提供することができる。
【００１６】
さらに、第３の発明は、上述した第２の発明であって、さらに時系列データ用意ステップと抽出ステップとを有しているものである。ここで、時系列データ用意ステップは、繰り返し実行される水位認識ステップにおいて制御手段により認識された貯水水位を、認識が行われた時刻が対応された時系列データとして用意するものである。また、抽出ステップは、上記時系列データから、貯水水位が上昇から低下に切り替わる際の貯水水位である水位極大値と、貯水水位が低下から上昇に切り替わる際の貯水水位である水位極小値と、を抽出するものである。
【００１７】
また、第３の発明において、修正ステップは、第１の条件設定が満たされる場合に実行される第１の選択処理と第２の条件設定が満たされる場合に実行される第２の選択処理とを有している。ここで、第１の条件設定は、水位低下制御ステップのみが繰り返されることになると判明しているという条件を含むものである。また、第２の条件設定は、水位上昇制御ステップのみが繰り返されることになると判明しているという条件を含むものである。
【００１８】
また、第１の選択処理は、上記貯水水位補正量を１回前の水位極小値と低下目標水位との水位差に基づいて修正する処理を有している。また、第２の選択処理は、上記貯水水位補正量を１回前の水位極大値と上昇目標水位との水位差に基づいて修正する処理を有している。
【００１９】
上記第３の発明によれば、貯水施設に対する水の流入量が変動した場合に、この変動の影響を相殺して貯水施設に貯水された水の水位を、上側閾値水位を最高水位とし、下側閾値水位を最低水位とした水位エリアに位置させることができる制御量を設定することが可能となる。これにより、貯水施設に対する水の流入量の変動により的確に対応して、河川から取水することができる水流量を増やすことが可能な貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法を提供することができる。
【００２０】
さらに、第４の発明は、上述した第２または第３の発明であって、水位低下制御ステップおよび水位上昇制御ステップのいずれかが開始された各制御ステップ開始タイミングにおいて、以下の処理を行うものである。この処理は、各制御ステップ開始タイミングにおいて水位低下制御ステップおよび水位上昇制御ステップのいずれが開始されたのかを、各制御ステップ開始タイミングが対応されたデータとして用意する処理である。
【００２１】
また、第４の発明においては、第３の条件設定が満たされる場合に、第１の時間間隔取得ステップと、第２の時間間隔推定ステップと、設定ステップとを含む複数のステップが修正ステップとして実行される。ここで、第３の条件設定は、修正ステップを実行する際に、今回繰り返されることになる一方のステップがこの一方のステップの繰り返しにおいてこの繰り返しが始まってから３回目以降に実行される一方のステップとなると判明しているという条件を含むものである。また、第１の時間間隔取得ステップは、２回前に実行された一方のステップに対応される制御ステップ開始タイミングと、１回前に実行された一方のステップに対応される制御ステップ開始タイミングとの間の時間間隔を、第１の時間間隔として取得するものである。また、第２の時間間隔推定ステップは、１回前に実行された一方のステップに対応される制御ステップ開始タイミングと、今回繰り返されることになる一方のステップが実行される予定である時刻との間の時間間隔を、第２の時間間隔として推定するものである。また、設定ステップは、貯水水位補正量を上記第２の時間間隔と上記第１の時間間隔との比に基づいて修正して設定するものである。
【００２２】
上述した第２の発明において、水位低下制御ステップあるいは水位上昇制御ステップのうち一方のステップが３回以上繰り返されている場合、貯水施設に対する水の流入量は比較的定常的に増加あるいは減少を続けている漸次変化状態であるということができる。また、上記一方のステップが繰り返される各制御ステップ開始タイミングにおいては、貯水施設における水の貯留量はほぼ同じである。このため、上記一方のステップが実行されてからこの一方のステップが次に実行されるまでの時間範囲においては、貯水施設に対する水の総流入量および総流出量はほぼ等しいということができる。また、本発明においては、貯水施設に貯水された水の水位を、上側閾値水位を最高水位とし、下側閾値水位を最低水位とした水位エリアに位置させるように制御が行われる。さらに、上記第２の発明において、貯水施設に対する水の流入量が上記漸次変化状態である場合には、上記時間範囲の間に取水手段による取水量を変更する制御が実行されることはない。このため、貯水施設から流出される水の流量は上記時間範囲においてほぼ一定となる。
【００２３】
ここで、上記第４の発明によれば、貯水施設に対する水の流入量が上記漸次変化状態である場合に、以下の処理が可能となる。この処理は、今回上記一方のステップが実行されてからその次に上記一方のステップが実行されるまでの間における貯水施設への水の平均流入量と上記貯水施設から流出される水の流量とを一致させる処理である。これにより、貯水施設に対する水の流入量の変動により的確に対応して、河川から取水することができる水流量を増やすことが可能な貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法を提供することができる。
【００２４】
さらに、第５の発明は、上述した第１から第４のいずれか１つの発明であり、上記せき止め手段からの流下水流量の導出式に対して、この流下水流量の変動量である全微分量を導出するための全微分式が定義されていることを前提とした発明である。ここで、流下水流量の導出式は、少なくとも取水手段の開度および後述する取水水位をパラメータとして含む式である。また、全微分式は、少なくとも取水水位の変化に対応する第１微小変化量の項と、取水手段の開度の変化に対応する第２微小変化量の項と、を含む形で定義されるものである。
【００２５】
上記第５の発明は、取水手段の開度を調節して貯水施設に貯水された水の水位をこの水位の制御目標値である目標水位となるようにする際に、取水水位変化量導出ステップと、開度調節ステップとを含む複数のステップを実行するものである。ここで、取水水位変化量導出ステップは、貯水施設に貯水された水の水位が貯水水位から目標水位に変化した場合に、後述する取水水位が変化される変化量を取水水位変化量として導出するステップである。ここで、上記取水水位は、取水手段において水の取水が行われる水位である。また、開度調節ステップは、取水手段の開度を第２微小変化量の大きさに対応させて調節するものである。ここで、第２微小変化量の大きさは、全微分式における第１微小変化量に取水水位変化量導出ステップにより導出された取水水位変化量を代入した場合に、上記全微分式に代入された値に対して全微分量を０とするために与えられるべきものとして決定される。
【００２６】
複数のパラメータを含む所定量の導出式に対して、上記所定量の全微分量が０であることは、各パラメータの微小変化量の上記所定量への影響が互いに相殺して０になることを意味する。ここで、上記第５の発明によれば、上記せき止め手段からの流下水流量の導出式の全微分式に第２微小変化量（すなわち、取水手段の開度の調節量）を除く微小変化量を代入する。そして、代入された値に対して取水量の変動量である全微分量を０とするために与えられるべき第２微小変化量に基づいて取水手段の開度を調節する。このため、定常的な取水（すなわち、取水量および水位が変動しない取水）を得るために必要とされる取水手段の開度の調節量を、微小変化量の代入値から理論的に求めることができる。また、第１微小変化量として代入される取水水位変化量を制御手段が認識する貯水水位および水位の制御目標値である目標水位に基づいて求めることで、監視作業員の監視および判断を必要とすることなく、水位を、放流量の総和が河川の維持流量を下回るおそれがなく、かつ、取水手段による水の取水量を常時使用水量よりも多くすることができる水位として前もって設定された水位に近づけるように取水量を調節することが可能となる。
さらに、第６の発明は、貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法である。ここで、貯水施設は、河川の一部をせき止めることで、この河川の水を貯水された状態とすることを実現させるせき止め手段を備えている。また、貯水施設は、せき止め手段によって貯水された状態とされた水の少なくとも一部を、この水の水位によって決定される放流量で、せき止め手段の下流側の河川に常時直接放流する放流手段を備えている。また、貯水施設は、せき止め手段によって貯水された状態とされた水の一部を、放流手段からの水の直接放流とは異なるルートへと導いて取水することを実現させるゲートとして形成された取水手段を備えている。また、貯水施設は、取水手段の開度を調節することで、この取水手段による水の取水量の制御を実現させる制御手段を備えている。
上記第６の発明は、貯水施設への水の流入量の増減に対して制御手段が取水手段の取水量を制御して貯水施設に貯水された水の水位を前もって設定された中心水位に近づけることで、放流手段による水の放流量を所定の流量範囲内に収まるように調節する方法である。この方法は、制御手段に、貯水施設に貯水された水の水位を貯水水位として認識させる水位認識ステップを有している。また、上記方法においては、貯水水位が中心水位よりも高い水位として前もって設定された上側閾値水位よりも高い場合に、水位低下制御ステップが実行される。この水位低下制御ステップは、取水手段の開度を大きくする調節を行って取水手段の取水量を増やすことで貯水施設に貯水された水の水位を低下させ、この水位を前もって設定された低下目標水位となるようにする制御を制御手段に実行させるものである。また、上記方法においては、貯水水位が中心水位よりも低い水位として前もって設定された下側閾値水位よりも低い場合に、水位上昇制御ステップが実行される。この水位上昇制御ステップは、取水手段の開度を小さくする調節を行って取水手段の取水量を減らすことで貯水施設に貯水された水の水位を上昇させ、この水位を前もって設定された上昇目標水位となるようにする制御を制御手段に実行させるものである。
なお、上記方法においては、水位認識ステップと、水位低下制御ステップと、水位上昇制御ステップと、を含む複数のステップを繰り返し実行する。また、上昇目標水位は、上側閾値水位と比べて低く、かつ、中心水位と比べて０以上の値である第１所定値だけ高い水位として設定されている。また、低下目標水位は、下側閾値水位と比べて高く、かつ、中心水位と比べて第１所定値よりも大きい第２所定値だけ低い水位として設定されている。
上記第６の発明によれば、河川における水の流入量が減少されて貯水施設の水位が低下した場合に、貯水施設の水位が上昇目標水位となるように取水手段の開度が調節されて、河川の水流量の確保が図られる。この際、上昇目標水位は、中心水位以上の位置に位置された水位として設定されることで、貯水施設の水位の制御目標を中心水位として取水手段の開度を調節する場合と比べて、取水手段の開度をより小さくして、貯水施設の水位をより急速に上昇させることが可能となる。これにより、河川の維持流量を確保しながら貯水施設に対する水の流入量の減少に対応することができる、上記河川の水位の設定をより低くしてこの河川の最小限度の水流量を絞り込み、この河川から取水することができる水流量を増やすことが可能な貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法を提供することができる。
また、第６の発明によれば、河川における水の流入量が増加されて貯水施設の水位が上昇した場合に、貯水施設の水位が低下目標水位となるように取水手段の開度が調節されて、この取水手段からの取水量の増加が図られる。この際、低下目標水位は、中心水位よりも低い水位として設定されることで、取水手段の開度をより大きくして、貯水施設の水位をより急速に低下させることを実現させる。これにより、貯水施設に対する水の流入量の増加に対応している間に上記河川において維持流量を超えて流下される水の量を低減させ、より多量の水を取水することを実現させる貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法を提供することができる。
また、低下目標水位と中心水位との水位差を上昇目標水位と中心水位との水位差よりも大きく設定することで、上記河川の維持流量の確保を実現させながら、この維持流量の確保を考える必要がない状態（具体的には例えば豊水状態）においてより多量の水を取水することが可能となる。なお、本明細書において、「豊水状態」とは、河川に対する水の流入量が増加されている状態のことをいう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態にかかる貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法が適用される貯水施設の概略構成を表した説明図である。
【図２】図１の貯水施設における主要部分の構成を表した説明図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】本発明において設定される各水位を説明する説明図である。
【図７】本発明における第１の実施の形態を説明するための制御ブロック図である。
【図８】本発明において設定される各水位を説明する説明図である。
【図９】本発明における第２の実施の形態にかかる貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法を表したフローチャートである。
【図１０】図９のフローチャートから分岐したパターン１低下の処理手順を表したフローチャートである。
【図１１】図９のフローチャートから分岐したパターン１上昇の処理手順を表したフローチャートである。
【図１２】図９のフローチャートから分岐したパターン２低下の処理手順を表したフローチャートである。
【図１３】図９のフローチャートから分岐したパターン２上昇の処理手順を表したフローチャートである。
【図１４】図９のフローチャートから分岐したパターン３低下の処理手順を表したフローチャートである。
【図１５】図９のフローチャートから分岐したパターン３上昇の処理手順を表したフローチャートである。
【図１６】図９のフローチャートから分岐したパターン４低下の処理手順を表したフローチャートである。
【図１７】図９のフローチャートから分岐したパターン４上昇の処理手順を表したフローチャートである。
【図１８】図９のフローチャートから分岐したパターン５低下の処理手順を表したフローチャートである。
【図１９】図９のフローチャートから分岐したパターン５上昇の処理手順を表したフローチャートである。
【図２０】図９のフローチャートから分岐したパターン６低下の処理手順を表したフローチャートである。
【図２１】図９のフローチャートから分岐したパターン６上昇の処理手順を表したフローチャートである。
【図２２】図９のフローチャートから分岐したパターン７の処理手順を表したフローチャートである。
【図２３】図９から図２２のサブルーチン１で設定された調節制御の処理を表したフローチャートである。
【図２４】本発明の効果を検証する第１のシミュレーション実験において、貯水施設への水の流入量をどのように時間変化させたかを表したグラフである。
【図２５】上記第１のシミュレーション実験において、貯水施設からの水の放流量がどのように時間変化されたかを表したグラフである。
【図２６】上記第１のシミュレーション実験において、平滑化された貯水水位がどのように時間変化されたかを表したグラフである。
【図２７】本発明の効果を検証する第２のシミュレーション実験において、貯水施設への水の流入量をどのように時間変化させたかを表したグラフである。
【図２８】上記第２のシミュレーション実験において、貯水施設からの水の放流量がどのように時間変化されたかを表したグラフである。
【図２９】上記第２のシミュレーション実験において、平滑化された貯水水位がどのように時間変化されたかを表したグラフである。
【図３０】図２９と同様のグラフであり、本発明の第４の発明を実施しない場合のシミュレーション結果を表す。
【図３１】図１６のパターン４低下の処理で扱われる各時間間隔を説明するための説明図である。
【図３２】図１７のパターン４上昇の処理で扱われる各時間間隔を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、図面を用いて、本発明の一実施形態にかかる貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法について説明する。この貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法は、図２に示すように、後述する放流量調節プログラムがインストールされたコンピュータを制御手段２０として機能させることで、貯水施設１０からの水９０Ａの放流量を調節する方法である。
【００２９】
すなわち、上記コンピュータには、このコンピュータが自在にアクセスすることができるストレージ（記憶装置であり、図示省略）が接続されている。このストレージには、上記貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法を実現させるための放流量調節プログラムが、コンピュータ読み取り可能に記録されている。この放流量調節プログラムは、上記コンピュータを制御手段２０として機能させることで、貯水施設１０からの水９０Ａの放流量の調節を、監視作業員による操作がなくても自動的に行うことを実現させる。
【００３０】
ここで、貯水施設１０の構成について説明する。この貯水施設１０は、図１および図２に示すように、河川９０の一部をせき止めることで、この河川９０の水９０Ａを貯水された状態とすることを実現させるコンクリート製の取水えん堤１１を備えている。この取水えん堤１１は、本発明における「せき止め手段」に相当する。また、貯水施設１０は、取水えん堤１１によって貯水された状態とされた水９０Ａの一部を、取水路１４Ａへと導いて取水することを実現させるスライドゲートとして形成された取水手段１４を備えている。ここで、取水路１４Ａは、本発明における「ルート」に相当する。
【００３１】
取水手段１４は、図２および図３に示すように、制御手段２０が出力する制御信号２０Ｂに従って取水手段１４の開度ａ１を一定の速度で調節することで、取水手段１４から取水路１４Ａへの取水量を増減させることができる開閉装置１４Ｄを備えている。言いかえると、制御手段２０は、取水手段１４の開度ａ１を調節することで、取水手段１４による水９０Ａの取水量の制御を実現させるようになっている。なお、制御手段２０は、図１に示すように、貯水施設１０に設けられた建屋２０Ａの中に設置されている。
【００３２】
取水路１４Ａは、図２および図３に示すように、水路幅Ｂ１（図２参照、例えば本実施形態ではＢ１＝７［ｍ］）が一定となるように形成された長方形断面開水路である。ここで、上記水路幅Ｂ１は、取水手段１４の開口幅に設定される。また、取水路１４Ａは、一定の水路床勾配でほぼ直線状に延びることにより、水９０Ａを等流状態で流下させることができるように構成されている。この構成により、取水手段１４による水９０Ａの取水は、取水手段１４から取水路１４Ａへの水９０Ａのもぐり流出（図３参照）によって実現される。また、取水手段１４による水９０Ａの取水量Ｑ１は、以下の（式１）によって決定される。
【００３３】
【数１】
0006352142.tif 000002
【００３４】
ここで、Ｃ１は水の粘性による水流量の補正係数（すなわち流量係数）である。また、ｇは重力加速度である。また、ａ１は、図２および図３に示すように、上述した取水手段１４の開度である。また、Ｂ１は、図２に示すように、上述した取水路１４Ａの水路幅である。また、Ｈ１は、図２および図３に示すように、取水手段１４の上流側において貯水された状態の水９０Ａの水位を、取水路１４Ａの底を基準にして表したものである。また、ｈは、図３に示すように、取水路１４Ａにおいて取水手段１４よりも距離Ｌだけ下流側を流下されている水９０Ａの水位を、取水路１４Ａの底を基準にして表したものである。ここで、距離Ｌは、水位ｈの測定において上述した水９０Ａのもぐり流出による水面の波立ちを無視することができる程度に長い距離（例えば本実施形態ではＬ＝３０×Ｂ１＝２１０［ｍ］）として設定される。
【００３５】
なお、取水路１４Ａは、図１に示すように、水９０Ａを水力発電設備１０Ａ（図１参照）に向けて流下させる。この水力発電設備１０Ａは、取水路１４Ａから流下された水９０Ａによって水力発電を行い、この水力発電に使用された後の水９０Ａを貯水施設１０よりも下流側の河川９０に放流するようになっている。
【００３６】
また、取水えん堤１１には、図２および図４に示すように、取水えん堤１１によって貯水された状態とされた水９０Ａの一部を、取水えん堤１１の下流側（図４で見て右側）の河川９０に常時直接放流するように開けられたスライドゲートであるえん堤排砂門１２が設けられている。このえん堤排砂門１２は、図２に示すように、その開口幅がＢ２となるように形成されて、その開度が所定の開度であるａ２となるように設定されている。また、えん堤排砂門１２は、貯水施設１０への水９０Ａの流入が過大となった洪水時においてその開度をａ２よりも大きくすることで、過剰に流入される水９０Ａを河川９０に逃がす洪水吐きとして機能できるようになっている。なお、えん堤排砂門１２は、図４に示すように、上記直接放流を水９０Ａの自由流出によって実現させる。このため、えん堤排砂門１２による水９０Ａの放流量Ｑ２は、以下の（式２）によって決定される。
【００３７】
【数２】
0006352142.tif 000003
【００３８】
ここで、Ｃ２は水の粘性による水流量の補正係数（すなわち流量係数）である。また、ｇは重力加速度である。また、ａ２は、図２および図４に示すように、上述したえん堤排砂門１２の開度である。また、Ｂ２は、図２に示すように、上述したえん堤排砂門１２の開口幅である。また、Ｈ２は、図２および図４に示すように、えん堤排砂門１２の上流側において貯水された状態の水９０Ａの水位を、えん堤排砂門１２の開口の下縁を基準にして表したものである。
【００３９】
上記（式２）は、えん堤排砂門１２による水９０Ａの放流量Ｑ２が、取水えん堤１１により貯水された水９０Ａの水位によって決定されることを意味している。また、えん堤排砂門１２が水９０Ａの直接放流を行う河川９０は、図１に示すように、取水手段１４が水９０Ａを導く取水路１４Ａとは異なるものである。すなわち、えん堤排砂門１２は、本発明における「放流手段」に相当する。
【００４０】
なお、上記直接放流において、水９０Ａは、図１および図４に示すように、えん堤排砂門１２から射流として放流される。この射流は、河川９０の河床が削り流される洗掘現象を発生させるおそれがあるほど流速が速いものである。このため、えん堤排砂門１２の下流側となる河川９０の河床には、この河床を補強して上記洗掘現象の発生を抑えるコンクリートパネルである護床工１２Ａが設置されている。この護床工１２Ａは、図４に示すように、本実施形態の貯水施設１０においては、えん堤排砂門１２に対して一体化されている。
【００４１】
また、上記射流は、河川９０に生息する水棲生物９０Ｂ（図５参照）にとっては、河川９０における下流側から上流側への遡上を不可能にするほど流速が速いものである。このため、取水えん堤１１には、図１および図５に示すように、上記水棲生物９０Ｂ（図５参照）に取水えん堤１１を越えた上記遡上を実現させる魚道１３が設けられている。この魚道１３は、取水えん堤１１により貯水された水９０Ａの一部を、取水えん堤１１の下流側（図１参照）の河川９０に向けて上記射流よりも緩やかに常時直接放流することで、上記水棲生物９０Ｂの上記遡上が可能な状態を常時維持するものである。
【００４２】
魚道１３は、図２および図５に示すように、その幅が所定の幅Ｂ３（図２参照）となるように形成されて魚道１３の長さ方向（図５で見て左右方向）に並ぶ隔壁１３Ａを備えた階段式の魚道である。この隔壁１３Ａは、図１および図５に示すように、魚道１３において上流側（図５で見て右側）から下流側（図５で見て左側）に向かって所定の間隔を空けて並べられることで、魚道１３に水９０Ａの流速が抑えられた湛水域１３Ｂを複数設定するものである。この湛水域１３Ｂは、図５に示すように、魚道１３において上流側から下流側に向かって並ぶように設定されることで、魚道１３を通って河川９０（図１参照）の遡上を試みる水棲生物９０Ｂが、魚道１３内で休息しながら上記遡上をすることを可能とするものである。
【００４３】
なお、魚道１３は、図５に示すように、取水えん堤１１により貯水された水９０Ａの放流を、取水えん堤１１により貯水された水９０Ａの自由越流として実現させるようになっている。また、魚道１３の隔壁１３Ａのうち最も上流側（図５で見て右側）に位置される隔壁１３Ａは、その上面全体が水平な平面として形成されている。このため、魚道１３による水９０Ａの放流量Ｑ３は、以下の（式３）によって決定される。
【００４４】
【数３】
0006352142.tif 000004
【００４５】
ここで、Ｃ３は水の粘性による水流量の補正係数（すなわち流量係数）である。また、Ｂ３は、図２に示すように、上述した魚道１３の幅である。また、Ｈ３は、図２および図５に示すように、取水えん堤１１により貯水された水９０Ａの水位を、魚道１３において最も上流側（図５で見て右側）に位置される隔壁１３Ａの上面を基準にして表したものである。
【００４６】
上記（式３）は、魚道１３による水９０Ａの放流量Ｑ３が、取水えん堤１１により貯水された水９０Ａの水位によって決定されることを意味している。また、魚道１３が水９０Ａの直接放流を行う河川９０は、図１に示すように、取水手段１４が水９０Ａを導く取水路１４Ａとは異なるものである。すなわち、魚道１３は、本発明における「放流手段」に相当する。
【００４７】
上述した各構成によれば、えん堤排砂門１２および魚道１３からの水９０Ａの放流量の総和Ｑ２＋Ｑ３は、貯水施設１０に貯水された水９０Ａの水位によって決定される。この性質を利用して、制御手段２０は、上述した貯水施設１０からの水９０Ａの放流量の調節を、取水手段１４による水９０Ａの取水量Ｑ１を制御して貯水施設１０に貯水された水９０Ａの水位を中心水位の近傍（図６参照）となる目標水位にすることで実現させる。これにより、制御手段２０は、上記貯水施設１０からの水９０Ａの放流量を、貯水施設１０に流入される水９０Ａの流入量に応じた所定の流量範囲内に収まるように調節する。なお、上記中心水位は、上記放流量の総和Ｑ２＋Ｑ３が河川９０の維持流量と等しくなる水位である理想水位（図６参照）よりも高い水位として設定される。言いかえると、上記中心水位は、上記放流量の総和Ｑ２＋Ｑ３が河川９０の維持流量を下回るおそれがなく、かつ、取水手段１４による水９０Ａの取水量Ｑ１を水力発電設備１０Ａの常時使用水量よりも多くすることができる水位として前もって設定された水位である。なお、本明細書において、「水力発電設備１０Ａの常時使用水量」とは、河川９０の水流量が想定されうる最小の水流量になった場合に、河川９０の維持流量を確保しながらこの河川９０から水力発電設備１０Ａに流下させることができる最大の水流量のことをいう。
【００４８】
〈●制御手段２０による、第１の実施の形態にかかる処理（図７および図８）〉
続いて、制御手段２０によりフィードバック制御を行って本発明を実施しようとした場合に実行される、第１の実施の形態にかかる処理について、主に図７の制御ブロック図を用いて説明する。
【００４９】
図７に示す制御ブロック図には、５つの制御ブロック２１、２２、２３、２４、２５が設定されている。制御ブロック２１には、中心水位と理想水位とがデータとして前もって入力される。また、制御ブロック２１では、中心水位よりも高い水位である上側閾値水位および上昇目標水位と、中心水位と理想水位との間に位置される下側閾値水位および低下目標水位と、の４つの水位が前もって設定される。そして、制御ブロック２１では、過去から現在に至る制御の状態および平滑化された貯水水位に基づいて、上記４つの水位のうち１つが目標水位として選択されてノードＮ１０に加算項として出力される。なお、平滑化された貯水水位は、水位測定装置１１Ａにより検出された貯水施設１０の貯水水位を制御ブロック２２にて平滑化した水位である。また、目標水位は、貯水施設１０に貯水された水９０Ａの水位の制御における制御目標値となる水位である。
【００５０】
ノードＮ１０には、制御ブロック２１からの目標水位が加算項として、制御ブロック２２からの平滑化された貯水水位が減算項として、それぞれ入力される。これに対し、ノードＮ１０は、入力された目標水位と平滑化された貯水水位との偏差を算定して制御ブロック２３の第１部２３Ａに出力する。
【００５１】
制御ブロック２３の第１部２３Ａには、制御ブロック２１からの目標水位と、制御ブロック２２からの平滑化された貯水水位と、制御ブロック２５において平滑化された取水下流水位と、過去から現在に至る制御の状態と、が入力される。ここで、取水下流水位は、水位測定装置１４Ｂにより検出された取水路１４Ａの水位である。また、制御ブロック２３の第１部２３Ａは、入力された目標水位と、平滑化された貯水水位と、平滑化された取水下流水位と、過去から現在に至る制御の状態と、に基づいて、貯水水位補正量に対する処理を実行する。そして、制御ブロック２３の第１部２３Ａは、処理後の貯水水位補正量を加算項としてノードＮ２０に出力する。
【００５２】
ノードＮ２０には、制御ブロック２３の第１部２３Ａからの貯水水位補正量と、制御ブロック２２からの平滑化された貯水水位と、がそれぞれ加算項として入力され、所定の水深差が減算項として入力される。これに対し、ノードＮ２０は、上記各項の加減算の算定結果を取水水位として制御ブロック２３の第２部２３Ｂに出力する。なお、上記所定の水深差は、貯水施設１０において水位測定装置１１Ａが設けられている場所の水深と、貯水施設１０において取水手段１４が設けられている場所の水深と、の水深差である。すなわち、上記所定の水深差は、図３に示す高低差αと等しい。また、取水水位は、取水手段１４において水９０Ａの取水が行われる水位である。
【００５３】
制御ブロック２３の第２部２３Ｂには、制御ブロック２１からの目標水位と、ノードＮ２０からの取水水位と、制御ブロック２５において平滑化された取水下流水位と、が入力される。これらの入力に対し、制御ブロック２３の第２部２３Ｂは、取水手段１４の制御量をテーブルの検索により求めて制御ブロック２４に出力する。
【００５４】
制御ブロック２４は、入力された制御量に応じて開閉装置１４Ｄに制御信号２０Ｂを出力する。
【００５５】
開閉装置１４Ｄは、入力された制御信号２０Ｂに基づいて取水手段１４の開度を変更する。これにより、取水手段１４よりも上流側となる貯水施設１０の水位および取水手段１４よりも下流側となる取水路１４Ａの水位はそれぞれ変動される。なお、貯水施設１０は外部の水が流入される（例えば図１に示す河川９０から貯水施設１０に流れ込む水９０Ａを参照）ものである。また、貯水施設１０への水の流入量は、時間と共に変動されることで、貯水施設１０の水位に対する外乱となるものである。
【００５６】
制御ブロック２５は、取水路１４Ａに設けられた水位測定装置１４Ｂにより検出された取水下流水位の入力を受けて、入力された取水下流水位を平滑化して出力する。
【００５７】
制御ブロック２２は、貯水施設１０に設けられた水位測定装置１１Ａにより検出された貯水水位の入力を受けて、入力された貯水水位を平滑化して出力する。
【００５８】
続いて、従来公知の不感帯方式の定水位制御において制御目標値となる水位（以下、「目標中心水位」とも称する。）と、上述した目標水位として選択される４つの水位（上側閾値水位、上昇目標水位、下側閾値水位、および、低下目標水位）との違いを説明する。また、上記４つの水位の中から目標水位をどのように選択するのかについてもあわせて説明する。なお、上記「従来公知の不感帯方式の定水位制御」は、例えば特開２０００−１２２７２６号公報に開示された技術であり、ダムゲートや取水口ゲートの開閉によってダムや水路の水位（以下、「ダム水位」とも称する。）を一定に維持しようとする制御を行う技術である。
【００５９】
図８に示すように、従来公知の不感帯方式の定水位制御においては、入力された目標ダム水位を唯一の目標中心水位としていた。また、目標中心水位の上には上側不感帯水位が、目標中心水位の下には下側不感帯水位が、それぞれ設定されていた。ここで、上側不感帯水位と目標中心水位との水位差ＬＺ３は、目標中心水位と下側不感帯水位との水位差ＬＺ２と等しくなるようにされている。そして、現在のダム水位が下側不感帯水位よりも低いか、上側不感帯水位よりも高い場合には、ダムゲートや取水口ゲートの開閉が行われて、ダム水位を目標中心水位に一致させる制御が行われる。この際、ダムゲートや取水口ゲートは、その開閉の制御量が制御の開始時のみにおいて決定され、この制御に応じて水位が変化されるべき所定時間の間は、実際のダム水位がどの位置にあるかによらず追加の制御が実行されないものである。また、現在のダム水位と目標中心水位との水位差（の絶対値）が大きいほど、ダムゲートや取水口ゲートの開閉の制御量は大きくされる。
【００６０】
上記のような従来公知の不感帯方式の定水位制御において、維持流量の確保のためにダム水位が理想水位を下回らないようにする場合、下側不感帯水位を理想水位よりも水位差ＬＺ１だけ高くする必要がある。ここで、従来公知の不感帯方式の定水位制御においては、ダム水位などの水位の精度が例えば１［ｃｍ］程度となるので、水位差ＬＺ３および水位差ＬＺ２は例えば２５［ｍｍ］、水位差ＬＺ１は例えば２０［ｍｍ］として設定される。このため、従来公知の不感帯方式の定水位制御においては、目標中心水位となる目標ダム水位を理想水位よりもＬＺ１＋ＬＺ２（例えば４５［ｍｍ］）だけ高くする必要があった。なお、従来公知の不感帯方式の定水位制御においては、開閉の制御にともなって変動される種々のパラメータが後に制御結果に与えることになる影響を考慮に入れないので、水位のデータの刻みをより小さくした場合でも、水位の制御の精度は１［ｃｍ］程度となる。
【００６１】
これに対して、本発明においては、中心水位よりも高い水位である上側閾値水位および上昇目標水位と、中心水位と理想水位との間に位置される下側閾値水位および低下目標水位と、の４つの水位が設定される。ここで、上昇目標水位は上側閾値水位よりも低い水位であり、低下目標水位は下側閾値水位よりも高い水位である。
【００６２】
そして、認識された貯水水位が上側閾値水位よりも高い場合には、低下目標水位を目標水位として、認識された貯水水位を目標水位に一致させるように取水手段１４の開度の制御が行われる。ここで、取水手段１４の開度の制御は、その制御量の設定が制御の開始時のみにおいてなされ、この制御に応じて水位が変化されるべき所定時間の間は、実際の貯水水位がどの位置にあるかによらず追加の制御が実行されないものである。また、認識された貯水水位と目標水位との水位差が大きいほど、取水手段１４の開度の制御量は大きくされる。このため、低下目標水位を目標水位とした場合には、中心水位を目標水位とした場合と比べて、取水手段１４の開度の制御量はより大きくされ、貯水水位が上側閾値水位よりも高い状態はより早く解消される。
【００６３】
また、認識された貯水水位が下側閾値水位よりも低い場合には、上昇目標水位を目標水位として、認識された貯水水位を目標水位に一致させるように取水手段１４の開度の制御が行われる。ここで、上昇目標水位を目標水位とした場合には、中心水位を目標水位とした場合と比べて、取水手段１４の開度の制御量はより大きくされ、貯水水位が下側閾値水位よりも低い状態はより早く解消される。また、本発明においては、制御の対象となる貯水水位のデータを、現在の貯水水位そのものではなく、この貯水水位を平滑化して認識される貯水水位とすることで、認識された貯水水位の精度を例えば１［ｍｍ］程度にすることを実現させている。これらにより、本発明においては、貯水水位が理想水位を下回らないようにするために必要となる下側閾値水位と理想水位との水位差Ｌ１を、例えば２［ｍｍ］にまで小さくすることが可能となっている。
【００６４】
このとき、本発明のうち上述した第５の発明が適用されている場合には、取水手段１４の開度の制御量を、取水手段１４の開度の制御にともなって変動される種々のパラメータが後に制御結果に与えることになる影響を考慮に入れながら決定することが可能となる。ここで、上記「種々のパラメータ」は、例えば貯水施設１４から魚道１３への水９０Ａの越流の状態に応じて変動する流量係数などである。これにより、例えば認識された貯水水位の精度を例えば１［ｍｍ］程度にまで高めて、上側閾値水位と中心水位との水位差Ｌ３および中心水位と下側閾値水位との水位差Ｌ２のそれぞれを、例えば１０［ｍｍ］にまで小さくすることが可能となる。このため、本発明において上述した第５の発明を適用した場合には、中心水位を理想水位よりＬ１＋Ｌ２（例えば１２［ｍｍ］）だけ高い位置にまで引き下げた場合でも、貯水水位が理想水位を下回らないようにすることが可能となっている。
【００６５】
なお、上記の各制御のどちらかが最初に開始されるイニシャル時においては、上昇目標水位の代わりに上側閾値水位が、低下目標水位の代わりに下側閾値水位が、それぞれ使用される。この場合でも、上記の各制御により得られる作用効果と同様の作用効果が得られるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【００６６】
また、認識された貯水水位が上側閾値水位と上昇目標水位との間のエリアＭ１に所定時間以上継続して位置されている場合、下側閾値水位を目標水位として、認識された貯水水位を目標水位に一致させるように取水手段１４の開度の制御が行われる。これにより、認識された貯水水位が不感帯の範囲内で比較的高い位置（例えばエリアＭ１）に位置されている場合に、取水手段１４による水の取水量を増やすことができる。ここで、貯水水位が上下限のある特定のエリア（例えばエリアＭ１）に長期間位置されているということは、貯水水位がほとんど変動されない状態にあることを意味している。このため、水位の制御における制御目標値となる目標水位を上記下側閾値水位に設定することで、貯水水位を上記不感帯の範囲内に位置させながら、取水手段１４による水の取水量を可能な限り増やすことが可能となる。
【００６７】
〈●制御手段２０による、第２の実施の形態にかかる処理（図９から図２３）〉
続いて、上述した放流量調節プログラムにより上述したコンピュータが制御手段２０として機能した場合に実行される、第２の実施の形態にかかる処理における一連の各ステップについて、主に図９から図２３に示す各フローチャートを用いて説明する。なお、以下においては、用意した時系列の要素数を越える数のデータがこの時系列に入力される場合を含むエラー発生時に、各種設定を上述したストレージに保存して上記コンピュータの再起動を行うステップなどの付随的なステップについて、その図示および詳細な説明を省略する。
【００６８】
上記一連の各ステップの実行に際しては、まず、上記放流量調節プログラムが起動されたコンピュータ（すなわち制御手段２０）にて実行され、この制御手段２０は、図９に示すステップＢ１０に進む。
【００６９】
ステップＢ１０において、制御手段２０は、上記ストレージ（図示省略）にアクセスしてこのストレージに前もって記録されたデータを取得し、以下の各ステップを実行するために必要となる初期設定を行い、ステップＢ２０に進む。
【００７０】
ステップＢ２０において、制御手段２０は、この制御手段２０に前もって接続された水位測定装置１４Ｂから所定のサンプリング周期で発せられる検出信号１４Ｃを取得し、この検出信号１４Ｃから水位測定装置１４Ｂの設置場所における現時点での水位を取得する。ここで、水位測定装置１４Ｂは、図３に示すように、取水路１４Ａにおいて取水手段１４よりも上述した距離Ｌだけ下流側となる底に設置されて、この底の高さを基準にした取水路１４Ａの水位を所定のサンプリング周期で検出して検出信号１４Ｃを出力するものである。すなわち、ステップＢ２０において取得される水位は、図３に示す水位ｈであり、本明細書においては「取水下流水位」とも称する。なお、ステップＢ２０において、制御手段２０は、水位測定装置１４Ｂから新たに検出信号１４Ｃが発せられるまでの間入力待ち状態（図示省略）となることで、水位測定装置１４Ｂが水位を測定した時点での水位を取水下流水位として取得する。
【００７１】
ところで、水位測定装置１４Ｂが検出信号１４Ｃとして出力する水位は、瞬間的な水位であって信号対雑音比が悪い水位である。このため、制御手段２０は、ステップＢ２０による取水下流水位の取得後に、この取水下流水位を上述したストレージ（図示省略）に時系列として保存するステップＢ２２（図９参照）を実行する。そして、制御手段２０は、直近の所定の時間範囲において上記ストレージに保存された各取水下流水位を平均することで取水下流水位の移動平均を算定し、この算定結果を平滑化された取水下流水位ｈとして認識するステップＢ２４（図９参照）を実行して、ステップＢ３０に進む。ステップＢ２２およびステップＢ２４によれば、検出信号１４Ｃから取得された信号対雑音比が悪い水位を移動平均により平滑化することで、検出信号１４Ｃに含まれる雑音成分が制御手段２０による制御に及ぼす悪影響を減らすことが可能となる。
【００７２】
ステップＢ３０において、制御手段２０は、この制御手段２０に前もって接続された水位測定装置１１Ａから所定のサンプリング周期で発せられる検出信号１１Ｂを取得し、この検出信号１１Ｂから水位測定装置１１Ａの設置場所における現時点での水位を貯水水位として取得する。ここで、水位測定装置１１Ａは、図２および図３に示すように、貯水施設１０において取水手段１４よりも上流側に貯水された状態の水９０Ａの水位を、水位測定装置１４Ｂのサンプリング周期と同期されたサンプリング周期で検出して検出信号１１Ｂを出力するものである。また、水位測定装置１１Ａは、貯水施設１０の底に接触された状態に設置されて、この底の高さを基準にした貯水施設１０の水位を検出して検出信号１１Ｂを出力するものである。また、ステップＢ３０において、制御手段２０は、水位測定装置１１Ａから発せられる検出信号１１Ｂを入力待ち状態となることなく取得することで、水位測定装置１４Ｂが水位を測定した時点での水位を貯水水位として取得する。
【００７３】
ところで、水位測定装置１１Ａが検出信号１１Ｂとして出力する水位は、瞬間的な水位であって信号対雑音比が悪い水位である。このため、制御手段２０は、ステップＢ３０による貯水水位の取得後にステップＢ３２に進む。
【００７４】
ステップＢ３２において、制御手段２０は、この貯水水位をストレージ（図示省略）に時系列データとして保存（図９参照）して、ステップＢ３４に進む。
【００７５】
ステップＢ３４において、制御手段２０は、直近の所定の時間範囲において上記ストレージに保存された各貯水水位を平均することで水位の移動平均を算定し、この算定結果を平滑化された貯水水位として認識して、ステップＢ３６に進む。ステップＢ３２およびステップＢ３４によれば、検出信号１１Ｂから取得された信号対雑音比が悪い貯水水位を移動平均により平滑化することで、検出信号１１Ｂに含まれる雑音成分が制御手段２０による制御に及ぼす悪影響を減らすことが可能となる。なお、ステップＢ３０からステップＢ３４に至るまでの各ステップを併せたステップは、以下においては「水位認識ステップ」とも称する。
【００７６】
ステップＢ３６において、制御手段２０は、繰り返し実行される水位認識ステップにおいて制御手段２０により平滑化されて認識された貯水水位を、認識が行われた時刻が対応された時系列データとして用意して、ステップＢ４０に進む。すなわち、ステップＢ３６は、本発明における「時系列データ用意ステップ」に相当する。
【００７７】
ステップＢ４０において、制御手段２０は、平滑化された貯水水位の時系列データから、後述する水位極小値および水位極大値を時刻が対応された形で抽出し、ステップＢ５０に進む。ここで、水位極小値は、平滑化された貯水水位の変動が低下から上昇に切り替わる際の平滑化された貯水水位である。また、水位極大値は、平滑化された貯水水位の変動が上昇から低下に切り替わる際の平滑化された貯水水位である。すなわち、ステップＢ４０は、本発明における「抽出ステップ」に相当する。
【００７８】
ステップＢ５０において、制御手段２０は、ストレージに保存されたデータを参照して、最後に取水手段１４の開度を調節してから所定時間が経過していないといえるか否かについて判定を行う。ここで、上記所定時間は、取水手段１４が開度ａ１の調節に必要とする開閉作動時間（例えば数秒〜十数秒程度）と、上記開度ａ１の調節により水９０Ａの水位が変化して取水量が調節されるまでに必要となる休止時間（例えば数分程度）とをあわせた時間である。制御手段２０は、「Ｎｏ」と判定した場合（すなわち、所定時間前よりも後に取水手段１４の開度が調節されたというデータが、上記ストレージ内において見つからなかった場合）は図９に示すようにステップＢ５２に進む。ここで、ステップＢ５２の具体的な処理は後述する。また制御手段２０は、「Ｙｅｓ」と判定した場合（すなわち、所定時間前よりも後に取水手段１４の開度が調節されたことが上記ストレージに保存されていた場合）は図９に示すようにステップＢ７０に進む。
【００７９】
ステップＢ７０において、制御手段２０は、この制御手段２０を停止させるための停止命令が制御手段２０に対して入力されているか否かを判定する。制御手段２０は、「Ｙｅｓ」と判定した場合（すなわち、上記停止命令が入力されている場合）、現在実行されている全ての処理を終了させた後にシャットダウンの処理を実行する。なお、上記停止命令は、制御手段２０の外部から人の手により適宜入力されるものである。上記停止命令の入力は、例えば、取水手段１４による水９０Ａの取水および水力発電設備１０Ａの運転を停止させて、この水力発電設備１０Ａのメンテナンスを行う場合などに行われる（図示省略）。
【００８０】
ステップＢ７０において制御手段２０が上記停止命令が出されていない（すなわち、「Ｎｏ」である）と判定した場合、制御手段２０は、ステップＢ２０に戻る。これにより、制御手段２０は、この制御手段２０に上記停止命令が入力されない限りにおいて、上述したステップＢ１０を除く複数のステップを繰り返し実行する。この複数のステップは、本発明における水位認識ステップと、水位低下制御ステップと、水位上昇制御ステップと、を含むものである。
【００８１】
ステップＢ５２、ステップＢ５４、および、ステップＢ５６の各ステップにおいて、制御手段２０は、今回実行されたステップＢ３４において認識された平滑化された貯水水位（すなわち平滑化された貯水水位の最新データ）を判定する。この判定は、平滑化された貯水水位の最新データが後述する水位エリア１、水位エリア２、水位エリア３、水位エリア４のいずれの水位エリアに位置されているかを判定するものである。この各水位エリアは、本実施形態においては、図６に示すように、上述した中心水位と、この中心水位よりも高い水位として前もって設定された上側閾値水位と、上記中心水位よりも低い水位として前もって設定された下側閾値水位とを閾値として設定されている。
【００８２】
ここで、上記上側閾値水位は、取水手段１４の開度ａ１の調節におけるハンチング現象を防ぐために中心水位の上下に設定される不感帯の水位エリア（本明細書においては、「中心水位の近傍」とも称する。）における最高水位である。また、上記下側閾値水位は、上記不感帯の水位エリアにおける最低水位である。また、上記下側閾値水位は、上述した理想水位よりも高い水位として設定されている。
【００８３】
また、上記水位エリア１は、水位が上記上側閾値水位よりも高い水位エリアとして前もって設定される。また、上記水位エリア４は、水位が上記下側閾値水位よりも低い水位エリアとして前もって設定される。また、上記水位エリア２は、水位が上記上側閾値水位以下で上記中心水位よりも高い水位エリアとして前もって設定される。また、上記水位エリア３は、水位が上記下側閾値水位以上かつ上記中心水位以下となる水位エリアとして前もって設定される。
【００８４】
すなわち、ステップＢ５２において、制御手段２０は、平滑化された貯水水位の最新データが水位エリア１に位置されているか否かを判定する。制御手段２０は、「Ｙｅｓ」と判定した場合はステップＢ８０に進み、「Ｎｏ」と判定した場合はステップＢ５４に進む。
【００８５】
ステップＢ５４において、制御手段２０は、平滑化された貯水水位の最新データが水位エリア４に位置されているか否かを判定し、「Ｙｅｓ」と判定した場合はステップＢ８０に進み、「Ｎｏ」と判定した場合はステップＢ５６に進む。
【００８６】
ステップＢ５６において、制御手段２０は、平滑化された貯水水位の最新データが水位エリア３に位置されているか否かを判定し、「Ｙｅｓ」と判定した場合は上述したステップＢ７０に進み、「Ｎｏ」と判定した場合はステップＢ５８に進む。なお、上記の各水位エリアの説明からも明らかなように、制御手段２０による処理がステップＢ５８に進むのは、平滑化された貯水水位の最新データが水位エリア２に位置されているときである。
【００８７】
〈●平滑化された貯水水位の最新データが水位エリア１あるいは水位エリア４に位置されている場合〉
ステップＢ５２からステップＢ５６に至る各ステップにおいて、平滑化された貯水水位の最新データが上記水位エリア１あるいは水位エリア４（図６参照）にあると判定された場合、上述したように、制御手段２０はステップＢ８０に進む。
【００８８】
ステップＢ８０において、制御手段２０は、以下に示す表１により設定される条件判断（以下、「条件判断Ｚ」とも称する。）を行い、この条件判断Ｚの判断結果によって以降の処理のパターンを分岐させる。この条件判断Ｚは、過去から現在に至る貯水水位の制御状態の変遷、および、後述する優先条件１、優先条件２、優先条件３の各条件が成立するか否かの判断を行うものである。
【００８９】
【表１】
0006352142.tif 000005
【００９０】
ここで、上記表１について説明する。本実施形態の放流量調節プログラムにおいては、制御手段２０は、上記表１に記載の条件の一部について、条件の読み替えを行う。具体的には、上記表１に記載の「今回の制御状態」は、「現時点で実行中の条件判断Ｚにおける、制御手段２０がこれから水位をどのように制御しようとするのかについての判断結果」と読み替えられる。また、上記表１に記載の「水位を上昇させる制御を実行した」は、「平滑化された貯水水位が水位エリア４にあるために水位を上昇させる制御を行うべきであると制御手段２０が判断したことを示す情報が見つかった」と読み替えられる。また、上記表１に記載の「水位を低下させる制御を実行した」は、「平滑化された貯水水位が水位エリア１にあるために水位を低下させる制御を行うべきであると制御手段２０が判断したことを示す情報が見つかった」と読み替えられる。また、上記表１に記載の「制御を実行していない」は、「平滑化された貯水水位が水位エリア１あるいは水位エリア４のいずれかにあることを理由として水位の制御を行うべきであると制御手段２０が判断したことを示す情報が見つからなかった」と読み替えられる。すなわち、制御手段２０は、平滑化された貯水水位が水位エリア２にあるときに実行される水位の制御（後述するステップＢ６６の調節制御を参照）について、この制御を表１における「過去から現在に至る制御状態」から除外して処理を進める。
【００９１】
続いて、３回前から今回に至る各制御状態が全て「水位を低下させる制御を実行した」である（表１の場合分番号が１５となる行の）場合を例として、表１の読み方を説明する。上記の行には、優先条件１成立時の列においてパターン４低下が、優先条件３成立時の列においてパターン７が、優先条件２成立時の列あるいは優先順位の指定がない列においてパターン３低下が、それぞれ適用される旨が記載されている。この場合、制御手段２０は、３回前から今回に至る各制御状態の判断を行った後、優先条件１、優先条件２、優先条件３の判断を行う。
【００９２】
そして、優先条件１が成立しているときには、制御手段２０は、パターン４低下（図１６参照）に対応する処理を実行する。また、優先条件２が成立しているときには、制御手段２０は、パターン３低下（図１４参照）に対応する処理を実行する。また、優先条件３が成立しているときには、制御手段２０は、パターン７（図２２参照）に対応する処理を実行する。また、優先条件１、優先条件２、優先条件３の各条件のいずれもが成立していないときには、制御手段２０は、パターン３低下（図１４参照）に対応する処理を実行する。なお、条件判断Ｚによって分岐して処理される各パターンの具体的な処理については後述する。
【００９３】
優先条件１、優先条件２、優先条件３の各条件の具体的な内容は、以下の表２に示すものである。ここで、第５水位差は、最新の水位極小値と低下目標水位との水位差のことである。また、第６水位差は、最新の水位極大値と上昇目標水位との水位差のことである。また、第７水位差は、平滑化された貯水水位の最新データと低下目標水位との水位差のことである。また、第８水位差は、平滑化された貯水水位の最新データと上昇目標水位との水位差のことである。なお、図７の制御ブロック図を用いて説明した、本発明における第１の実施の形態にかかる処理においては、上記第７水位差および第８水位差は、ノードＮ１０から制御ブロック２３の第１部２３Ａに出力される偏差に置き換えられて適用されるものである。また、本明細書においては、第１水位差は、最新の水位極小値から低下目標水位を引いた水位差のことであり、第２水位差は、今回の条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）において使用される平滑化された貯水水位から、低下目標水位を引いた水位差のことであり、第３水位差は、最新の水位極大値を上昇目標水位から引いた水位差のことであり、第４水位差は、今回の条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）において使用される平滑化された貯水水位を、上昇目標水位から引いた水位差のことである。
【００９４】
【表２】
0006352142.tif 000006
【００９５】
表２においては、水位極小値および水位極大値は、上述したステップＢ４０において抽出されたものであり、対応された時刻により最新のものであるか否かが分かるものである。また、低下目標水位は、図６に示すように、上述した不感帯の水位エリアにおいて下側閾値水位よりも高く、かつ、上述した中心水位よりも正の値である第２所定値だけ低い水位として設定されるものである。この第２所定値は、例えば７［ｍｍ］程度の値である。また、上昇目標水位は、図６に示す不感帯の水位エリアにおいて上側閾値水位よりも低く、かつ、上記中心水位よりも正の値である第１所定値だけ高い水位として設定されるものである。この第１所定値は、上記第２所定値よりも小さな値（例えば２［ｍｍ］）である。
【００９６】
また、表２に示す第３所定値は、後述する貯水水位補正量を変える必要があるか否かを、第５水位差あるいは第６水位差の絶対値の大きさによって制御手段２０に判断させるための閾値である。すなわち、制御手段２０は、第５水位差あるいは第６水位差の絶対値の大きさが第３所定値よりも小さい場合に、後述する貯水水位補正量を変える必要はないと判断する。ここで、「貯水水位補正量」とは、実際に認識された平滑化された貯水水位をより適切な制御を行い得る平滑化された貯水水位に較正するためのパラメータである。この貯水水位補正量は、ステップＢ１０において、その値が０（すなわち平滑化された貯水水位の較正が全く行われない値）となるように初期設定される。なお、本明細書において、「較正」とは、測定装置の出力に基づいて制御を行う際に、この制御における理想的な制御量を与える理想的な出力と実際の測定装置の出力とのずれを推定して、実際の測定装置の出力を上記理想的な出力に補正することをいう。
【００９７】
また、係数Ｒは、第７水位差および第８水位差の絶対値の最小値（すなわち上側閾値水位と低下目標水位との水位差および下側閾値水位と上昇目標水位との水位差、図６参照）に基づき、第７水位差および第８水位差が必ず第３所定値よりも大きな値となるように設定される。このため、優先条件１、優先条件２、優先条件３の各条件のいずれかが成立しうる（表１の場合分番号が７、１４、１５、２２、２３、３０のいずれかとなる行の）場合には、上記各条件のいずれもが成立しないことはありえない。なお、本実施形態の放流量調節プログラムでは、係数Ｒの値は、ステップＢ１（図９参照）において例えば０．１に設定される。
【００９８】
続いて、３回前および２回前の制御状態がともに「制御を実行していない」であり、１回前および今回の制御状態がともに「水位を上昇させる制御を実行した」である（表１の場合分番号が６となる行の）場合を例として、表１の読み方についての補足説明を行う。上記の行には、優先順位の指定がない列においてパターン２上昇が適用される旨のみが記載されている。この場合、表２に示す優先条件１、優先条件２、優先条件３の各条件のいずれもが成立しないことが明らかであるので、制御手段２０は、３回前から今回に至る各制御状態の判断を行った後、そのままパターン２上昇（図１３参照）に対応する処理を実行する。
【００９９】
図９に示すように、条件判断Ｚに続く各パターンの分岐処理が終わると、制御手段２０は、その処理を上述したステップＢ７０に進める。なお、本明細書においては、制御手段２０の処理が上記各パターンの分岐処理のいずれにも進んだことがない状態で、制御手段２０が実行する全ての処理のことを、まとめて「イニシャル処理」とも称する。
【０１００】
〈●平滑化された貯水水位の最新データが水位エリア２にある場合〉
ステップＢ５２からステップＢ５６に至る各ステップにおいて、平滑化された貯水水位の最新データが上記水位エリア２（図６参照）にあると判定された場合、上述したように、制御手段２０による処理はステップＢ５８に進む。このステップＢ５８において、制御手段２０は、上述したステップＢ３６で保存された、平滑化された貯水水位の時系列データを参照し、平滑化された貯水水位が水位エリア２に所定時間以上留まっているか否かを判定する。
【０１０１】
図９に示すように、ステップＢ５８において、制御手段２０は、「Ｙｅｓ」と判定した場合はステップＢ６０に進み、「Ｎｏ」と判定した場合は上述したステップＢ７０に進む。
【０１０２】
図９に示すステップＢ６０において、制御手段２０は、貯水水位補正量の現時点における値をストレージ（図示省略）に保存値Ｏとして出力してバックアップする。そして、制御手段２０は、ステップＢ６２に進む。
【０１０３】
ステップＢ６２において、制御手段２０は、上述した貯水水位補正量の現時点における値をリセットして、この貯水水位補正量が上述した平滑化された貯水水位を較正する機能を発揮しないようにする。そして制御手段２０は、ステップＢ６４に進む。
【０１０４】
ステップＢ６４において、制御手段２０は、後述する目標水位を上述した下側閾値水位に設定して、その処理をステップＢ６６に進める。このステップＢ６６は、図２３に示すサブルーチン１を呼び出すものであり、取水手段１４から取水路１４Ａへの水９０Ａの取水量を多くする調節制御を行った後にステップＢ６８に進むステップである。上記調節制御は、本実施形態の放流量調節プログラムにおいては、図２および図３に示す制御信号２０Ｂを制御手段２０から開閉装置１４Ｄに出力して取水手段１４の開度ａ１を調節する開度調節ステップ（図２３のステップＳ６０）を実行するものである。ただし、上記調節制御における具体的な処理は後述するものとし、ここではその詳細な説明を省略する。なお、本明細書において、「目標水位」とは、貯水施設１０に貯水された水９０Ａの水位の制御における制御目標値となる水位のことをいう。
【０１０５】
上述した各ステップによれば、貯水施設１０の水位が上述した不感帯の範囲内において比較的高い水位エリア２に位置された状態が長期間続いているか否かを、ステップＢ５８により判定することができる。そして、上述した各ステップによれば、貯水施設１０の水位が長期間水位エリア２に位置されている場合に、取水手段１４による水９０Ａの取水量を増やすことができる。ここで、貯水施設１０の水位が長期間水位エリア２に位置されているということは、貯水施設１０の水位がほとんど変動されない状態にあることを意味している。このため、水位の制御における制御目標値となる目標水位を上記下側閾値水位に設定することで、貯水施設１０の水位を上記不感帯の範囲内に位置させながら、取水手段１４による水９０Ａの取水量を可能な限り増やすことが可能となる。また、上述したステップＢ６２によれば、平滑化された貯水水位が水位エリア２にあるときに実行される水位の制御について、この制御に上述した表１における「過去から現在に至る制御状態」の影響が及ぶことを回避することができる。
【０１０６】
図９に示すように、ステップＢ６８において、制御手段２０は、ステップＢ６０においてストレージ（図示省略）にバックアップされた貯水水位補正量の値である保存値Ｏを取得する。続いて、制御手段２０は、上記ステップＢ６２によってリセットされた貯水水位補正量の値を上記保存値Ｏの値に復元し、上述したステップＢ７０に進む。ステップＢ６０とステップＢ６８とによれば、上述したステップＢ６２において行われた貯水水位補正量のリセットの影響が、ステップＢ６８の後に実行される各ステップの処理に及ぶことを回避することができる。
【０１０７】
〈●条件判断Ｚにおいてパターン１低下に進むと判定された場合（図１０）〉
上述した条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）においてパターン１低下に進むと判定された場合、図９および図１０に示すように、制御手段２０は、ステップＳ１Ｄ３０に進む。
【０１０８】
ステップＳ１Ｄ３０において、制御手段２０は、上記目標水位を上述した下側閾値水位に設定して、ステップＳ１Ｄ３２に進む。
【０１０９】
ステップＳ１Ｄ３２において、制御手段２０は、図２３に示すサブルーチン１を呼び出して、取水手段１４から取水路１４Ａへの水９０Ａの取水量を調節制御し、ステップＳ１Ｄ３４に進む。このパターン１低下の調節制御は、平滑化された貯水水位が、中心水位よりも高い水位として前もって設定された上側閾値水位よりも高い水位エリア１（図６参照）にある場合に実行されるものである。また、上記パターン１低下の調節制御は、取水手段１４の開度ａ１を大きくする調節を行って取水手段１４の取水量を増やすことで貯水施設１０に貯水された水９０Ａの水位を低下させ、この水位を下側閾値水位となるようにする制御である。すなわち、上記ステップＳ１Ｄ３０とステップＳ１Ｄ３２とをあわせたステップは、「下側閾値水位」と「低下目標水位」との違いを除いて、本発明における「水位低下制御ステップ」に対応する。なお、上記調節制御における具体的な処理は後述するものとし、ここではその詳細な説明を省略する。
【０１１０】
ステップＳ１Ｄ３４において、制御手段２０は、ステップＳ１Ｄ３２による今回の調節制御（すなわち図２３のステップＳ６０）の開始時刻と、この時刻において水位を低下させようとしたことと、を対応させてストレージ（図示省略）に保存し、図９に示すステップＢ７０に進む。なお、上記調節制御の開始時刻は、以下においては「制御ステップ開始タイミング」とも称する。
【０１１１】
上記各ステップによれば、河川９０における水９０Ａの流入量が増加されて貯水施設１０の水位が上昇した場合に、貯水施設１０の水位が目標水位にまで低下されるように取水手段１４の開度ａ１が調節されて、取水手段１４からの取水量の増加が図られる。この際、上記目標水位は、中心水位よりも低い水位として設定されることで、取水手段１４の開度ａ１をより大きくして、貯水施設１０の水位をより急速に低下させることを実現させる。これにより、貯水施設１０に対する水９０Ａの流入量の増加に対応している間に河川９０において維持流量を超えて流下される水９０Ａの量を低減させ、より多量の水９０Ａを取水手段１４から取水することが可能となる。また、上記目標水位を上記下側閾値水位に設定することで、上記目標水位を中心水位の近傍に位置させながら、上記目標水位をより低くすることができる可能性を見落とすことをなくすことが可能となる。
【０１１２】
〈●条件判断Ｚにおいてパターン１上昇に進むと判定された場合（図１１）〉
上述した条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）においてパターン１上昇に進むと判定された場合、図９および図１１に示すように、制御手段２０は、ステップＳ１Ｕ３０に進む。
【０１１３】
ステップＳ１Ｕ３０において、制御手段２０は、上述した目標水位を上述した上側閾値水位に設定して、ステップＳ１Ｕ３２に進む。
【０１１４】
ステップＳ１Ｕ３２において、制御手段２０は、図２３に示すサブルーチン１を呼び出して、取水手段１４から取水路１４Ａへの水９０Ａの取水量を調節制御し、ステップＳ１Ｕ３４に進む。このパターン１上昇の調節制御は、平滑化された貯水水位が、中心水位よりも低い水位として前もって設定された下側閾値水位よりも低い水位エリア４（図６参照）にある場合に実行されるものである。また、上記パターン１上昇の調節制御は、取水手段１４の開度ａ１を小さくする調節を行って取水手段１４の取水量を減らすことで貯水施設１０に貯水された水９０Ａの水位を上昇させ、この水位を上側閾値水位となるようにする制御である。すなわち、ステップＳ１Ｕ３０とステップＳ１Ｕ３２とをあわせたステップは、「上側閾値水位」と「上昇目標水位」との違いを除いて、本発明における「水位上昇制御ステップ」に対応する。なお、上記調節制御における具体的な処理は後述するものとし、ここではその詳細な説明を省略する。
【０１１５】
ステップＳ１Ｕ３４において、制御手段２０は、ステップＳ１Ｕ３２による今回の調節制御（すなわち図２３のステップＳ６０）の開始時刻と、この時刻において水位を上昇させようとしたことと、を対応させてストレージ（図示省略）に保存し、図９に示すステップＢ７０に進む。なお、上記調節制御の開始時刻は、以下においては「制御ステップ開始タイミング」とも称する。
【０１１６】
上記各ステップによれば、河川９０における水９０Ａの流入量が減少されて貯水施設１０の水位が低下した場合に、貯水施設１０の水位が目標水位にまで上昇されるように取水手段１４の開度ａ１が調節されて、河川９０の水流量の確保が図られる。この際、目標水位は、中心水位よりも高い水位として設定されることで、取水手段１４の開度ａ１をより小さくして、貯水施設１０の水位をより急速に上昇させることを実現させる。これにより、河川９０の維持流量を確保しながら貯水施設１０に対する水９０Ａの流入量の減少に対応することができる、河川９０の水位の設定をより低くして河川９０の最小限度の水流量を絞り込み、河川９０から取水することができる水流量を増やすことができる。また、上記目標水位を上記上側閾値水位に設定することで、上記目標水位を中心水位の近傍に位置させながら、上記目標水位をより高くすることができる可能性を見落とすことをなくすことができる。
【０１１７】
〈●条件判断Ｚにおいてパターン２低下に進むと判定された場合（図１２）〉
上述した条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）においてパターン２低下に進むと判定された場合、制御手段２０は、図１２に示すステップＳ２Ｄ１０に進む。
【０１１８】
ステップＳ２Ｄ１０において、制御手段２０は、図９に示すステップＢ４０において抽出された最新の水位極小値から低下目標水位を引いた水位差である第１水位差を求める。そして、制御手段２０は、ステップＳ２Ｄ１２に進む。なお、本実施形態の放流量調節プログラムでは、上述した水位認識ステップ（図９参照）において平滑化されて認識された貯水水位の時系列データから水位極小値を抽出する。このため、本実施形態の放流量調節プログラムにおいて第１水位差を求めるために使用される最新の水位極小値は、１回前に実行された調節制御の後の平滑化された貯水水位のうち最も低い水位であるとみなすことができる。
【０１１９】
ステップＳ２Ｄ１２において、制御手段２０は、上述した貯水水位補正量の値を直前のステップＳ２Ｄ１０において求められた第１水位差の値に変更して、ステップＳ２Ｄ１４に進む。
【０１２０】
ステップＳ２Ｄ１４において、制御手段２０は、今回のステップＳ２Ｄ１０において求められた第１水位差に係数Ｕ１をかけた積を貯水水位補正量の修正量Ｙとして求め、ステップＳ２Ｄ１６に進む。ここで、係数Ｕ１は、今回の条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）において使用された、平滑化された貯水水位から低下目標水位を引いた第２水位差、および、今回のステップＳ２Ｄ１０において求められた第１水位差に基づいて、制御手段２０がステップＳ２Ｄ１４において設定する係数である。具体的には、上記第１水位差が比較的大きい（例えば上記第２水位差の０．２倍以上となる）正の値となる場合は、制御手段２０は、上記係数Ｕ１を１に設定する。また、上記第１水位差が比較的小さい（例えば上記第２水位差の０．２倍未満となる）正の値となる場合は、制御手段２０は、上記係数Ｕ１を１よりも小さな正の値（例えば０．５）に設定することで、上記貯水水位補正量による上記平滑化された貯水水位の細やかな較正を実現させる。また、上記第１水位差が負の値となる場合（言いかえると平滑化された貯水水位が低下目標水位に対してオーバーシュートした場合）は、制御手段２０は、上記係数Ｕ１を−１よりも小さな値（例えば−１．５）に設定する。これにより、制御手段２０は、上記平滑化された貯水水位を上記オーバーシュートから迅速に脱することを可能とする水位に較正することを実現させる。
【０１２１】
ステップＳ２Ｄ１６において、制御手段２０は、ステップＳ２Ｄ１４において求められた貯水水位補正量の修正量Ｙを保存修正量Ｘとしてストレージ（図示省略）に保存し、ステップＳ２Ｄ１８に進む。
【０１２２】
ステップＳ２Ｄ１８において、制御手段２０は、ステップＳ２Ｄ１４において求められた貯水水位補正量の修正量ＹをステップＳ２Ｄ１２において変更された貯水水位補正量に足し合わせることでこの貯水水位補正量の修正を行い、ステップＳ２Ｄ３０に進む。
【０１２３】
ステップＳ２Ｄ３０において、制御手段２０は、上述した目標水位を上述した低下目標水位に設定し、ステップＳ２Ｄ３２に進む。
【０１２４】
ステップＳ２Ｄ３２において、制御手段２０は、図２３に示すサブルーチン１を呼び出して、取水手段１４から取水路１４Ａへの水９０Ａの取水量を調節制御する。このパターン２低下の調節制御は、平滑化された貯水水位が、中心水位よりも高い水位として前もって設定された上側閾値水位よりも高い水位エリア１（図６参照）にある場合に実行されるものである。また、上記パターン２低下の調節制御は、取水手段１４の開度ａ１を大きくする調節を行って取水手段１４の取水量を増やすことで貯水施設１０に貯水された水９０Ａの水位を低下させ、この水位を低下目標水位となるようにする制御である。すなわち、ステップＳ２Ｄ３０とステップＳ２Ｄ３２とをあわせたステップは、本発明における「水位低下制御ステップ」に相当する。なお、上記調節制御における具体的な処理は後述するものとし、ここではその詳細な説明を省略する。また、制御手段２０は、上記調節制御の後にステップＳ２Ｄ３４に進む。
【０１２５】
ところで、条件判断Ｚにおいてパターン２低下に進むと判定される条件は、表１に示すように、１回前に実行された水位を低下させる制御が今回も繰り返されてその繰り返し回数が１回以上となると判明しているという条件を含むものである。このため、ステップＳ２Ｄ１０からステップＳ２Ｄ１８に至る一連のステップが実行される条件は、本発明における「第１の条件設定」に相当する。また、ステップＳ２Ｄ１０からステップＳ２Ｄ１８に至る一連のステップによれば、上記水位低下制御ステップの前に、最新の水位極小値と低下目標水位との水位差に基づいて貯水水位補正量の修正が行われる。このため、ステップＳ２Ｄ１０からステップＳ２Ｄ１８に至る一連のステップは、本発明における「修正ステップ」かつ「第１の選択処理」に相当する。
【０１２６】
ステップＳ２Ｄ３４において、制御手段２０は、ステップＳ２Ｄ３２による今回の調節制御（すなわち図２３のステップＳ６０）の開始時刻と、この時刻において水位を低下させようとしたことと、を対応させてストレージ（図示省略）に保存し、図９に示すステップＢ７０に進む。なお、上記調節制御の開始時刻は、以下においては「制御ステップ開始タイミング」とも称する。
【０１２７】
〈●条件判断Ｚにおいてパターン２上昇に進むと判定された場合（図１３）〉
上述した条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）においてパターン２上昇に進むと判定された場合、制御手段２０は、図１３に示すステップＳ２Ｕ１０に進む。
【０１２８】
ステップＳ２Ｕ１０において、制御手段２０は、図９に示すステップＢ４０において抽出された最新の水位極大値を上昇目標水位から引いた水位差である第３水位差を求め、ステップＳ２Ｕ１２に進む。なお、本実施形態の放流量調節プログラムでは、上述した水位認識ステップ（図９参照）において平滑化されて認識された貯水水位の時系列データから水位極大値を抽出する。このため、本実施形態の放流量調節プログラムにおいて第３水位差を求めるために使用される最新の水位極大値は、１回前に実行された調節制御の後の平滑化された貯水水位のうち最も高い水位であるとみなすことができる。
【０１２９】
ステップＳ２Ｕ１２において、制御手段２０は、上述した貯水水位補正量の値を直前のステップＳ２Ｕ１０において求められた第３水位差の値に変更し、ステップＳ２Ｕ１４に進む。
【０１３０】
ステップＳ２Ｕ１４において、制御手段２０は、今回のステップＳ２Ｕ１０において求められた第３水位差に係数Ｕ２をかけた積を貯水水位補正量の修正量Ｙとして求め、ステップＳ２Ｕ１６に進む。
【０１３１】
なお、上記係数Ｕ２は、今回の条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）において使用された平滑化された貯水水位を上昇目標水位から引いた第４水位差および直前のステップＳ２Ｕ１０において求められた第３水位差に基づいて、制御手段２０がステップＳ２Ｕ１４において設定する係数である。具体的には、上記第３水位差が比較的大きい（例えば上記第４水位差の０．２倍以上となる）正の値となる場合は、制御手段２０は、上記係数Ｕ２を１に設定する。また、上記第３水位差が比較的小さい（例えば上記第４水位差の０．２倍未満となる）正の値となる場合は、制御手段２０は、上記係数Ｕ２を１よりも小さな正の値（例えば０．５）に設定することで、上記貯水水位補正量による上記平滑化された貯水水位の細やかな較正を実現させる。また、上記第３水位差が負の値となる場合（言いかえると平滑化された貯水水位が上昇目標水位に対してオーバーシュートした場合）は、制御手段２０は、上記係数Ｕ２を−１よりも小さな値（例えば−１．５）に設定する。これにより、制御手段２０は、上記平滑化された貯水水位を上記オーバーシュートから迅速に脱することを可能とする水位に較正することを実現させる。
【０１３２】
ステップＳ２Ｕ１６において、制御手段２０は、ステップＳ２Ｕ１４において求められた貯水水位補正量の修正量Ｙを保存修正量Ｘとしてストレージ（図示省略）に保存し、ステップＳ２Ｕ１８に進む。
【０１３３】
ステップＳ２Ｕ１８において、制御手段２０は、ステップＳ２Ｕ１４において求められた貯水水位補正量の修正量ＹをステップＳ２Ｕ１２において変更された貯水水位補正量に足し合わせることでこの貯水水位補正量の修正を行い、ステップＳ２Ｕ３０に進む。
【０１３４】
ステップＳ２Ｕ３０において、制御手段２０は、上述した目標水位を上述した上昇目標水位に設定し、ステップＳ２Ｕ３２に進む。
【０１３５】
ステップＳ２Ｕ３２において、制御手段２０は、図２３に示すサブルーチン１を呼び出して、取水手段１４から取水路１４Ａへの水９０Ａの取水量を調節制御する。このパターン２上昇の調節制御は、平滑化された貯水水位が、中心水位よりも低い水位として前もって設定された下側閾値水位よりも低い水位エリア４（図６参照）にある場合に実行されるものである。また、上記パターン２上昇の調節制御は、取水手段１４の開度ａ１を小さくする調節を行って取水手段１４の取水量を減らすことで貯水施設１０に貯水された水９０Ａの水位を上昇させ、この水位を上昇目標水位となるようにする制御である。すなわち、ステップＳ２Ｕ３０とステップＳ２Ｕ３２とをあわせたステップは、本発明における「水位上昇制御ステップ」に相当する。なお、上記調節制御における具体的な処理は後述するものとし、ここではその詳細な説明を省略する。また、制御手段２０は、上記調節制御の後にステップＳ２Ｕ３４に進む。
【０１３６】
ところで、条件判断Ｚにおいてパターン２上昇に進むと判定される条件は、表１に示すように、１回前に実行された水位を上昇させる制御が今回も繰り返されてその繰り返し回数が１回以上となることになると判明しているという条件を含むものである。このため、上述したステップＳ２Ｕ１０からステップＳ２Ｕ１８に至る一連のステップが実行される条件は、本発明における「第２の条件設定」に相当する。また、上記ステップＳ２Ｕ１０からステップＳ２Ｕ１８に至る一連のステップによれば、上述した水位上昇制御ステップの前に、最新の水位極大値と上昇目標水位との水位差に基づいて貯水水位補正量の修正が行われる。このため、ステップＳ２Ｕ１０からステップＳ２Ｕ１８に至る一連のステップは、本発明における「修正ステップ」かつ「第２の選択処理」に相当する。
【０１３７】
ステップＳ２Ｕ３４において、制御手段２０は、ステップＳ２Ｕ３２による今回の調節制御（すなわち図２３のステップＳ６０）の開始時刻と、この時刻において水位を上昇させようとしたことと、を対応させてストレージ（図示省略）に保存し、図９に示すステップＢ７０に進む。なお、上記調節制御の開始時刻は、以下においては「制御ステップ開始タイミング」とも称する。
【０１３８】
〈●条件判断Ｚにおいてパターン３低下に進むと判定された場合（図１４）〉
上述した条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）においてパターン３低下に進むと判定された場合、制御手段２０は、図１４に示すステップＳ３Ｄ１０に進む。
【０１３９】
ステップＳ３Ｄ１０において、制御手段２０は、図９に示すステップＢ４０において抽出された最新の水位極小値から低下目標水位を引いた第１水位差を求め、ステップＳ３Ｄ１４に進む。
【０１４０】
ステップＳ３Ｄ１４において、制御手段２０は、直前のステップＳ３Ｄ１０において求められた第１水位差に係数Ｕ１をかけた積を貯水水位補正量の修正量Ｙとして求め、ステップＳ３Ｄ１６に進む。ここで、係数Ｕ１は、今回の条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）において使用された、平滑化された貯水水位から低下目標水位を引いた第２水位差、および、直前のステップＳ３Ｄ１０において求められた第１水位差に基づいて、制御手段２０がステップＳ３Ｄ１４において設定する係数である。なお、係数Ｕ１の具体的な数値の設定方法については、図１２におけるステップＳ２Ｄ１４の処理にて説明した方法と同様であるので、説明を省略する。
【０１４１】
ステップＳ３Ｄ１６において、制御手段２０は、ステップＳ３Ｄ１４において求められた貯水水位補正量の修正量Ｙを保存修正量Ｘとしてストレージ（図示省略）に保存し、ステップＳ３Ｄ１８に進む。
【０１４２】
ステップＳ３Ｄ１８において、制御手段２０は、現時点における貯水水位補正量にステップＳ３Ｄ１４において求められた貯水水位補正量の修正量Ｙを足し合わせることで、貯水水位補正量の修正を行い、ステップＳ３Ｄ３０に進む。
【０１４３】
ステップＳ３Ｄ３０において、制御手段２０は、上述した目標水位を上述した低下目標水位に設定し、ステップＳ３Ｄ３２に進む。
【０１４４】
ステップＳ３Ｄ３２の処理は、図１２におけるステップＳ２Ｄ３２の調節制御と同様であるので、説明を省略する。ここで、ステップＳ３Ｄ３０とステップＳ３Ｄ３２とをあわせたステップは、本発明における「水位低下制御ステップ」に相当する。なお、制御手段２０は、上記調節制御の後にステップＳ３Ｄ３４に進む。
【０１４５】
ところで、条件判断Ｚにおいてパターン３低下に進むと判定される条件は、表１に示すように、１回前に実行された水位を低下させる制御が今回も繰り返されてその繰り返し回数が１回以上となると判明しているという条件を含むものである。また、ステップＳ３Ｄ１０からステップＳ３Ｄ１８に至る一連のステップによれば、上記水位低下制御ステップの前に、最新の水位極小値と低下目標水位との水位差に基づいて貯水水位補正量の修正が行われる。すなわち、ステップＳ３Ｄ１０からステップＳ３Ｄ１８に至る一連のステップは、本発明における「修正ステップ」かつ「第１の選択処理」に相当する。そして、ステップＳ３Ｄ１０からＳ３Ｄ１８に至る一連のステップが実行される条件は、本発明における「第１の条件設定」に相当する。
【０１４６】
ステップＳ３Ｄ３４において、制御手段２０は、ステップＳ３Ｄ３２による今回の調節制御（すなわち図２３のステップＳ６０）の開始時刻と、この時刻において水位を低下させようとしたことと、を対応させてストレージ（図示省略）に保存し、図９に示すステップＢ７０に進む。なお、上記調節制御の開始時刻は、以下においては「制御ステップ開始タイミング」とも称する。
【０１４７】
〈●条件判断Ｚにおいてパターン３上昇に進むと判定された場合（図１５）〉
上述した条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）においてパターン３上昇に進むと判定された場合、制御手段２０は、図１５に示すステップＳ３Ｕ１０に進む。
【０１４８】
ステップＳ３Ｕ１０において、制御手段２０は、図９に示すステップＢ４０において抽出された最新の水位極大値を上昇目標水位から引いた水位差である第３水位差を求め、ステップＳ３Ｕ１４に進む。
【０１４９】
ステップＳ３Ｕ１４において、制御手段２０は、直前のステップＳ３Ｕ１０において求められた第３水位差に係数Ｕ２をかけた積を貯水水位補正量の修正量Ｙとして求め、ステップＳ３Ｕ１６に進む。ここで、上記係数Ｕ２は、今回の条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）において使用された平滑化された貯水水位を上昇目標水位から引いた第４水位差および直前のステップＳ３Ｕ１０において求められた第３水位差に基づいて、制御手段２０がステップＳ３Ｕ１４において設定する係数である。なお、係数Ｕ２の具体的な数値の設定方法については、図１３におけるステップＳ２Ｕ１４の処理にて説明した方法と同様であるので、説明を省略する。
【０１５０】
図１５に示すように、ステップＳ３Ｕ１６において、制御手段２０は、上記ステップＳ３Ｕ１４において求められた貯水水位補正量の修正量Ｙを保存修正量Ｘとしてストレージ（図示省略）に保存し、ステップＳ３Ｕ１８に進む。
【０１５１】
ステップＳ３Ｕ１８において、制御手段２０は、ステップＳ３Ｕ１４において求められた貯水水位補正量の修正量ＹをステップＳ３Ｕ１２において変更された貯水水位補正量に足し合わせることで、この貯水水位補正量の修正を行い、ステップＳ３Ｕ３０に進む。
【０１５２】
ステップＳ３Ｕ３０において、制御手段２０は、上述した目標水位を上述した上昇目標水位に設定し、ステップＳ３Ｕ３２に進む。
【０１５３】
ステップＳ３Ｕ３２の処理は、図１３におけるステップＳ２Ｕ３２の調節制御と同様であるので、説明を省略する。ここで、ステップＳ３Ｕ３０とステップＳ３Ｕ３２とをあわせたステップは、本発明における「水位上昇制御ステップ」に相当する。なお、制御手段２０は、上記調節制御の後にステップＳ３Ｕ３４に進む。
【０１５４】
ところで、条件判断Ｚにおいてパターン３上昇に進むと判定される条件は、表１に示すように、１回前に実行された水位を上昇させる制御が今回も繰り返されてその繰り返し回数が１回以上となると判明しているという条件を含むものである。このため、上述したステップＳ３Ｕ１０からステップＳ３Ｕ１８に至る一連のステップが実行される条件は、本発明における「第２の条件設定」に相当する。また、上記ステップＳ３Ｕ１０からステップＳ３Ｕ１８に至る一連のステップによれば、上述した水位上昇制御ステップの前に、最新の水位極大値と上昇目標水位との水位差に基づいて貯水水位補正量の修正が行われる。このため、ステップＳ３Ｕ１０からステップＳ３Ｕ１８に至る一連のステップは、本発明における「修正ステップ」かつ「第２の選択処理」に相当する。
【０１５５】
ステップＳ３Ｕ３４において、制御手段２０は、ステップＳ３Ｕ３２による今回の調節制御（すなわち図２３のステップＳ６０）の開始時刻と、この時刻において水位を上昇させようとしたことと、を対応させてストレージ（図示省略）に保存し、図９に示すステップＢ７０に進む。なお、上記調節制御の開始時刻は、以下においては「制御ステップ開始タイミング」とも称する。
【０１５６】
〈●条件判断Ｚにおいてパターン４低下に進むと判定された場合（図１６）〉
上述した条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）においてパターン４低下に進むと判定された場合、制御手段２０は、図１６に示すステップＳ４Ｄ１０に進む。
【０１５７】
ステップＳ４Ｄ１０において、制御手段２０は、図９に示すステップＢ４０において抽出された最新の水位極小値から低下目標水位を引いた第１水位差を求め、ステップＳ４Ｄ１２に進む。このステップＳ４Ｄ１２において、制御手段２０は、上述した貯水水位補正量の現時点における値をストレージ（図示省略）にバックアップして、ステップＳ４Ｄ１４に進む。
【０１５８】
ステップＳ４Ｄ１４において、制御手段２０は、今回のステップＳ４Ｄ１０において求められた第１水位差に係数Ｕ１をかけた積を貯水水位補正量の修正量Ｙとして求め、ステップＳ４Ｄ１８に進む。ここで、係数Ｕ１は、今回の条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）において使用された平滑化された貯水水位から低下目標水位を引いた第２水位差および今回のステップＳ４Ｄ１０において求められた第１水位差に基づいて、制御手段２０がステップＳ４Ｄ１４において設定する係数である。なお、係数Ｕ１の具体的な数値の設定方法については、図１２におけるステップＳ２Ｄ１４の処理にて説明した方法と同様であるので、説明を省略する。
【０１５９】
ステップＳ４Ｄ１８において、制御手段２０は、ステップＳ４Ｄ１４において求められた貯水水位補正量の修正量Ｙを現時点における貯水水位補正量に足し合わせることで、この貯水水位補正量の修正を行い、ステップＳ４Ｄ２０に進む。
【０１６０】
ステップＳ４Ｄ２０において、制御手段２０は、ストレージ（図示省略）に保存されたデータを参照して、２回前に実行された水位低下制御ステップの実行開始時刻ｔ１と１回前に実行された水位低下制御ステップの実行開始時刻ｔ２との時間間隔を第１の時間間隔Ｔ１として取得し、ステップＳ４Ｄ２２に進む。すなわち、ステップＳ４Ｄ２０は、本発明における「第１の時間間隔取得ステップ」に相当する。なお、第１の時間間隔取得ステップにおいて取得される第１の時間間隔Ｔ１と上記ｔ１およびｔ２との関係は、図３１に表すとおりである。
【０１６１】
ステップＳ４Ｄ２２において、制御手段２０は、ストレージ（図示省略）に保存されたデータを参照して、１回前に実行された水位低下制御ステップの実行開始時刻ｔ２と、今回繰り返されることになる水位低下制御ステップが実行開始される予定である時刻ｔ３との間の時間間隔を、第２の時間間隔Ｔ２として推定し、ステップＳ４Ｄ２４に進む。すなわち、ステップＳ４Ｄ２２は、本発明における「第２の時間間隔推定ステップ」に相当する。なお、第２の時間間隔取得ステップにおいて取得される第２の時間間隔Ｔ２と上記ｔ２およびｔ３との関係は、図３１に表すとおりである。ただし、図３１において、「パターン４低下の処理の開始時刻」は、上記ｔ３よりも前の時刻であることを明りょうにするため、上記ｔ３との間の時間間隔を誇張させて描いている。また、ステップＳ４Ｄ２２において、制御手段２０は、上記ｔ３を、ストレージ（図示省略）に前もって記憶された各ステップの処理時間のデータと現在時刻とから算定して推定する。
【０１６２】
ステップＳ４Ｄ２４において、制御手段２０は、上述した貯水水位補正量の値を、今回の第２の時間間隔推定ステップにおいて推定された第２の時間間隔Ｔ２および今回の第１の時間間隔取得ステップにおいて取得された第１の時間間隔Ｔ１に基づいて修正する。この修正は、上記ｔ３と次回に水位低下制御ステップが実行開始されると推定される時刻ｔ４との時間間隔Ｔ３（図３１参照）が第１の時間間隔Ｔ１に一致されるように、今回繰り返されることになる水位低下制御ステップで使用される貯水水位補正量の値を設定するものである。ただし、上記修正においては、水位低下制御ステップおよび上記ｔ２から上記ｔ３までの間における外乱の時間変化が、それぞれｔ３以降において同様に繰り返されることを大前提としている。言いかえると、制御手段２０は、貯水水位補正量を第２の時間間隔Ｔ２と第１の時間間隔Ｔ１との比に基づいて修正して設定する。すなわち、ステップＳ４Ｄ２４は、本発明における「設定ステップ」に相当する。そして制御手段２０は、ステップＳ４Ｄ２６に進む。
【０１６３】
なお、本実施形態の放流量調節プログラムでは、ステップＳ４Ｄ２４において、貯水水位補正量を、今回の第１の時間間隔取得ステップにおいて取得された第１の時間間隔Ｔ１および今回の第２の時間間隔推定ステップにおいて推定された第２の時間間隔Ｔ２に基づいて、以下のように修正して設定する。すなわち、貯水水位補正量の値は、［（第１の時間間隔Ｔ１）÷（第２の時間間隔Ｔ２）−１］×［（上側閾値水位）−（ステップＢ４０において抽出された最新の水位極小値）］＝（積Ｅ）の値に修正されて設定される。この設定は、貯水施設１０に対する水９０Ａの流入量が比較的定常的に変化を続けている漸次変化状態にある場合に、上述した第６の発明を実現する制御（図７および図８を参照）を実行すると、平滑化された貯水水位が一定のパターンで時間変化するという知見に基づいてなされるものである。すなわち、例えば貯水施設１０に対する水９０Ａの流入量が比較的定常的に増加し続けている漸次変化状態（図２４および図２７を参照）においては、平滑化された貯水水位９１のグラフ（図２６、図２９、および、図３０を参照）は、下に凸となる複数のカーブを連続させた形状となる。ここで、上記各カーブは、互いに相似しているとみなせるほどその形状が似ているものである。このため、１回前に実行された水位低下制御ステップにおいて貯水水位補正量として上記積Ｅと等しい値を使用すると、近似的に第２の時間間隔Ｔ２（これは上記時間間隔Ｔ３に等しい。）と第１の時間間隔Ｔ１とが一致される。この処理によれば、ステップＳ４Ｄ２４における制御手段２０の計算量を減らすことが可能となる。なお、上述した知見は、本発明者が上記第６の発明の効果を検証した検証実験の実験データ（図示省略）を解析することで、本発明者が新しく発見した知見である。
【０１６４】
ステップＳ４Ｄ２６において、制御手段２０は、ステップＳ４Ｄ２４によって修正されて設定された貯水水位補正量と、ステップＳ４Ｄ１２によってバックアップされた貯水水位補正量とを比較する。ついで、制御手段２０は、ステップＳ４Ｄ１４からステップＳ４Ｄ２４に至る一連のステップによる貯水水位補正量の総修正量Ｗを求め、ステップＳ４Ｄ２８に進む。
【０１６５】
ステップＳ４Ｄ２８において、制御手段２０は、直前のステップＳ４Ｄ２６において求められた総修正量Ｗを保存修正量Ｘとしてストレージ（図示省略）に保存し、ステップＳ４Ｄ３０に進む。
【０１６６】
ステップＳ４Ｄ３０において、制御手段２０は、上述した目標水位を上述した低下目標水位に設定し、ステップＳ４Ｄ３２に進む。
【０１６７】
ステップＳ４Ｄ３２の処理は、図１２におけるステップＳ２Ｄ３２の調節制御と同様であるので、説明を省略する。ここで、ステップＳ４Ｄ３０とステップＳ４Ｄ３２とをあわせたステップは、本発明における「水位低下制御ステップ」に相当する。なお、制御手段２０は、上記調節制御の後にステップＳ４Ｄ３４に進む。
【０１６８】
ところで、条件判断Ｚにおいてパターン４低下に進むと判定される条件は、表１に示すように、１回前に実行された水位を低下させる制御が今回も繰り返されてその繰り返し回数が１回以上となると判明しているという条件を含むものである。このため、ステップＳ４Ｄ１０からステップＳ４Ｄ２８に至る一連のステップが実行される条件は、本発明における「第１の条件設定」に相当する。また、ステップＳ４Ｄ１０からステップＳ４Ｄ２８に至る一連のステップによれば、上記水位低下制御ステップの前に、最新の水位極小値と低下目標水位との水位差に基づいて貯水水位補正量の修正が行われる。このため、ステップＳ４Ｄ１０からステップＳ４Ｄ２８に至る一連のステップは、本発明における「修正ステップ」かつ「第１の選択処理」に相当する。
【０１６９】
ステップＳ４Ｄ３４において、制御手段２０は、ステップＳ４Ｄ３２による今回の調節制御（すなわち図２３のステップＳ６０）の開始時刻と、この時刻において水位を低下させようとしたことと、を対応させてストレージ（図示省略）に保存し、図９に示すステップＢ７０に進む。なお、上記調節制御の開始時刻は、以下においては「制御ステップ開始タイミング」とも称する。
【０１７０】
ところで、ステップＳ４Ｄ１０からステップＳ４Ｄ２８に至る一連のステップは、表１に示すように、以下の条件設定が満たされる場合に実行される。この条件設定は、今回繰り返されることになる水位低下制御ステップがこの水位低下制御ステップの繰り返しにおいてこの繰り返しが始まってから３回目以降に実行される水位低下制御ステップとなると判明し、かつ、上述した優先条件１が成立するという条件設定である。この条件設定は、本発明における「第３の条件設定」に相当する。上記条件設定が満たされる場合、貯水施設１０に対する水９０Ａの流入量は比較的（水位低下制御ステップを３回以上繰り返す必要がある程度に）定常的な増加を続けている漸次変化状態にあり、かつ、貯水水位補正量を修正する必要があることになる。
【０１７１】
すなわち、上記一連のステップによれば、上記条件設定が満たされる場合に、以下の処理が可能となる。この処理は、今回水位低下制御ステップが実行されてからその次に水位低下制御ステップが実行されるまでの間における貯水施設１０への水９０Ａの平均流入量と貯水施設１０から流出される水９０Ａの流量とを一致させる処理である。これにより、貯水施設１０に対する水９０Ａの流入量の変動により的確に対応して、河川９０から取水することができる水流量を増やすことが可能な、貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法を提供することができる。
【０１７２】
〈●条件判断Ｚにおいてパターン４上昇に進むと判定された場合（図１７）〉
上述した条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）においてパターン４上昇に進むと判定された場合、制御手段２０は、図１７に示すステップＳ４Ｕ１０に進む。
【０１７３】
ステップＳ４Ｕ１０において、制御手段２０は、図９に示すステップＢ４０において抽出された最新の水位極大値を上昇目標水位から引いた水位差である第３水位差を求め、ステップＳ４Ｕ１２に進む。
【０１７４】
ステップＳ４Ｕ１２において、制御手段２０は、上述した貯水水位補正量の現時点における値をストレージ（図示省略）にバックアップして、ステップＳ４Ｕ１４に進む。
【０１７５】
ステップＳ４Ｕ１４において、制御手段２０は、今回のステップＳ４Ｕ１０において求められた第３水位差に係数Ｕ２をかけた積を貯水水位補正量の修正量Ｙとして求め、ステップＳ４Ｕ１８に進む。ここで、上記係数Ｕ２は、今回の条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）において使用された平滑化された貯水水位を上昇目標水位から引いた第４水位差および今回のステップＳ４Ｕ１０において求められた第３水位差に基づいて、制御手段２０がステップＳ４Ｕ１４において設定する係数である。なお、係数Ｕ２の具体的な数値の設定方法については、図１３におけるステップＳ２Ｕ１４の処理にて説明した方法と同様であるので、説明を省略する。
【０１７６】
ステップＳ４Ｕ１８において、制御手段２０は、ステップＳ４Ｕ１４において求められた貯水水位補正量の修正量Ｙを現時点における貯水水位補正量に足し合わせることで、この貯水水位補正量の修正を行い、ステップＳ４Ｕ２０に進む。
【０１７７】
ステップＳ４Ｕ２０において、制御手段２０は、ストレージ（図示省略）に保存されたデータを参照して、２回前に実行された水位上昇制御ステップの実行開始時刻ｔ５と１回前に実行された水位上昇制御ステップの実行開始時刻ｔ６との時間間隔を第１の時間間隔Ｔ１として取得し、ステップＳ４Ｕ２２に進む。すなわち、ステップＳ４Ｕ２０は、本発明における「第１の時間間隔取得ステップ」に相当する。なお、第１の時間間隔取得ステップにおいて取得される第１の時間間隔Ｔ１と上記ｔ５およびｔ６との関係は、図３２に表すとおりである。
【０１７８】
ステップＳ４Ｕ２２において、制御手段２０は、ストレージ（図示省略）に保存されたデータを参照して、１回前に実行された水位上昇制御ステップの実行開始時刻ｔ６と、今回繰り返されることになる水位上昇制御ステップが実行開始される予定である時刻ｔ７との間の時間間隔を、第２の時間間隔Ｔ２として推定し、ステップＳ４Ｕ２４に進む。すなわち、ステップＳ４Ｕ２２は、本発明における「第２の時間間隔推定ステップ」に相当する。なお、第２の時間間隔取得ステップにおいて取得される第２の時間間隔Ｔ２と上記ｔ６およびｔ７との関係は、図３２に表すとおりである。ただし、図３２において、「パターン４上昇の処理の開始時刻」は、上記ｔ７よりも前の時刻であることを明りょうにするため、上記ｔ７との間の時間間隔を誇張させて描いている。また、ステップＳ４Ｕ２２において、制御手段２０は、上記ｔ７を、ストレージ（図示省略）に前もって記憶された各ステップの処理時間のデータと現在時刻とから算定して推定する。
【０１７９】
ステップＳ４Ｕ２４において、制御手段２０は、上述した貯水水位補正量の値を、今回の第２の時間間隔推定ステップにおいて推定された第２の時間間隔Ｔ２および今回の第１の時間間隔取得ステップにおいて取得された第１の時間間隔Ｔ１に基づいて修正する。この修正は、上記ｔ７と次回に水位上昇制御ステップが実行開始されると推定される時刻ｔ８との時間間隔Ｔ３（図３１参照）が第１の時間間隔Ｔ１に一致されるように、今回繰り返されることになる水位上昇制御ステップで使用される貯水水位補正量の値を設定するものである。ただし、上記修正においては、水位上昇制御ステップおよび上記ｔ６から上記ｔ７までの間における外乱の時間変化が、それぞれｔ７以降において同様に繰り返されることを大前提としている。言いかえると、制御手段２０は、貯水水位補正量を第２の時間間隔Ｔ２と第１の時間間隔Ｔ１との比に基づいて修正して設定する。すなわち、ステップＳ４Ｕ２４は、本発明における「設定ステップ」に相当する。そして制御手段２０は、ステップＳ４Ｕ２６に進む。
【０１８０】
なお、本実施形態の放流量調節プログラムでは、ステップＳ４Ｕ２４において、貯水水位補正量を、今回の第１の時間間隔取得ステップにおいて取得された第１の時間間隔Ｔ１および今回の第２の時間間隔推定ステップにおいて推定された第２の時間間隔Ｔ２に基づいて、以下のように修正して設定する。すなわち、貯水水位補正量の値は、［（第１の時間間隔Ｔ１）÷（第２の時間間隔Ｔ２）−１］×［（上側閾値水位）−（ステップＢ４０において抽出された最新の水位極大値）］＝（積ｅ）の値に修正されて設定される。この設定は、貯水施設１０に対する水９０Ａの流入量が比較的定常的に変化を続けている漸次変化状態にある場合に、上述した第６の発明を実現する制御（図７および図８を参照）を実行すると、平滑化された貯水水位が一定のパターンで時間変化するという知見に基づいてなされるものである。この知見については上述したので、ここではその詳細な説明を省略する。
【０１８１】
ステップＳ４Ｕ２６において、制御手段２０は、ステップＳ４Ｕ２４によって修正されて設定された貯水水位補正量と、ステップＳ４Ｕ１２によってバックアップされた貯水水位補正量とを比較する。ついで、制御手段２０は、ステップＳ４Ｕ１４からステップＳ４Ｕ２４に至る一連のステップによる貯水水位補正量の総修正量Ｗを求め、ステップＳ４Ｄ２８に進む。
【０１８２】
ステップＳ４Ｕ２８において、制御手段２０は、直前のステップＳ４Ｕ２６において求められた総修正量Ｗを保存修正量Ｘとしてストレージ（図示省略）に保存し、ステップＳ４Ｕ３０に進む。
【０１８３】
ステップＳ４Ｕ３０において、制御手段２０は、上述した目標水位を上述した上昇目標水位に設定して、ステップＳ４Ｕ３２に進む。
【０１８４】
ステップＳ４Ｕ３２の処理は、図１３におけるステップＳ２Ｕ３２の調節制御と同様であるので、説明を省略する。ここで、ステップＳ４Ｕ３０とステップＳ４Ｕ３２とをあわせたステップは、本発明における「水位上昇制御ステップ」に相当する。なお、制御手段２０は、上記調節制御の後にステップＳ４Ｕ３４に進む。
【０１８５】
ステップＳ４Ｕ３４において、制御手段２０は、今回の調節制御（すなわち図２３のステップＳ６０）の開始時刻と、この時刻において水位を上昇させようとしたことと、を対応させてストレージ（図示省略）に保存し、図９に示すステップＢ７０に進む。なお、上記調節制御の開始時刻は、以下においては「制御ステップ開始タイミング」とも称する。
【０１８６】
ところで、条件判断Ｚにおいてパターン４上昇に進むと判定される条件は、表１に示すように、１回前に実行された水位を上昇させる制御が今回も繰り返されてその繰り返し回数が１回以上となると判明しているという条件を含むものである。このため、ステップＳ４Ｕ１０からステップＳ４Ｕ２８に至る一連のステップが連続して実行される条件は、本発明における「第２の条件設定」に相当する。また、ステップＳ４Ｕ１０からステップＳ４Ｕ２８に至る一連のステップによれば、上記水位上昇制御ステップの前に、最新の水位極大値と上昇目標水位との水位差に基づいて貯水水位補正量の修正が行われる。このため、ステップＳ４Ｕ１０からステップＳ４Ｕ２８に至る一連のステップは、本発明における「修正ステップ」かつ「第２の選択処理」に相当する。
【０１８７】
また、ステップＳ４Ｕ１０からステップＳ４Ｕ２８に至る一連のステップは、表１に示すように、以下の条件設定が満たされる場合に実行される。この条件設定は、今回繰り返されることになる水位上昇制御ステップがこの水位上昇制御ステップの繰り返しにおいてこの繰り返しが始まってから３回目以降に実行される水位上昇制御ステップとなると判明し、かつ、上述した優先条件１が成立するという条件設定である。この条件設定は、本発明における「第３の条件設定」に相当する。上記条件設定が満たされる場合、貯水施設１０に対する水９０Ａの流入量は比較的（水位上昇制御ステップを３回以上繰り返す必要がある程度に）定常的な減少を続けている漸次変化状態にあり、かつ、貯水水位補正量を修正する必要があることになる。すなわち、上記一連のステップによれば、上記条件設定が満たされる場合に、以下の処理が可能となる。この処理は、今回水位上昇制御ステップが実行されてからその次に水位上昇制御ステップが実行されるまでの間における貯水施設１０への水９０Ａの平均流入量と貯水施設１０から流出される水９０Ａの流量とを一致させる処理である。これにより、貯水施設１０への水９０Ａの流入量の変動により的確に対応して、河川９０から取水することができる水流量を増やすことが可能な、貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法を提供することができる。
【０１８８】
〈●条件判断Ｚにおいてパターン６低下に進むと判定された場合（図２０）〉
上述した条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）においてパターン６低下に進むと判定された場合、制御手段２０は、図２０に示すステップＳ６Ｄ１０に進む。
【０１８９】
ステップＳ６Ｄ１０において、制御手段２０は、図９に示すステップＢ４０において抽出された最新の水位極小値から低下目標水位を引いた水位差である第１水位差を求め、ステップＳ６Ｄ１２に進む。
【０１９０】
ステップＳ６Ｄ１２において、制御手段２０は、貯水水位補正量の現時点における値を上述したストレージに保存値Ｋとして出力してバックアップして、ステップＳ６Ｄ１４に進む。ここで、上記保存値Ｋは図１８に示すステップＳ５Ｄ１０あるいは図１９に示すステップＳ５Ｕ１０においてのみ取得されて使用されるものであるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【０１９１】
ステップＳ６Ｄ１４において、制御手段２０は、上述した貯水水位補正量の値を今回のステップＳ６Ｄ１０において求められた第１水位差の値に変更し、ステップＳ６Ｄ３０に進む。
【０１９２】
ステップＳ６Ｄ３０において、制御手段２０は、上述した目標水位を上述した低下目標水位に設定し、ステップＳ６Ｄ３２に進む。
【０１９３】
ステップＳ６Ｄ３２の処理は、図１２におけるステップＳ２Ｄ３２の調節制御と同様であるので、説明を省略する。ここで、ステップＳ６Ｄ３０とステップＳ６Ｄ３２とをあわせたステップは、本発明における「水位低下制御ステップ」に相当する。なお、制御手段２０は、上記調節制御の後にステップＳ６Ｄ３４に進む。
【０１９４】
ステップＳ６Ｄ３４において、制御手段２０は、ステップＳ６Ｄ３２による今回の調節制御（すなわち図２３のステップＳ６０）の開始時刻と、この時刻において水位を低下させようとしたことと、を対応させてストレージ（図示省略）に保存し、図９に示すステップＢ７０に進む。なお、上記調節制御の開始時刻は、以下においては「制御ステップ開始タイミング」とも称する。
【０１９５】
〈●条件判断Ｚにおいてパターン６上昇に進むと判定された場合（図２１）〉
上述した条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）においてパターン６上昇に進むと判定された場合、制御手段２０は、図２１に示すステップＳ６Ｕ１０に進む。
【０１９６】
ステップＳ６Ｕ１０において、制御手段２０は、図９に示すステップＢ４０において抽出された最新の水位極大値を上昇目標水位から引いた水位差である第３水位差を求め、ステップＳ６Ｕ１２に進む。
【０１９７】
ステップＳ６Ｕ１２において、制御手段２０は、貯水水位補正量の現時点における値を上述したストレージに保存値Ｋとして出力してバックアップして、ステップＳ６Ｕ１４に進む。ここで、上記保存値ＫはステップＳ５Ｄ１０（図１８参照）あるいはステップＳ５Ｕ１０（図１９参照）においてのみ取得されて使用されるものであるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【０１９８】
ステップＳ６Ｕ１４において、制御手段２０は、上述した貯水水位補正量の値を今回のステップＳ６Ｕ１０において求められた第３水位差の値に変更し、ステップＳ６Ｕ３０に進む。
【０１９９】
ステップＳ６Ｕ３０において、制御手段２０は、上述した目標水位を上述した上昇目標水位に設定し、ステップＳ６Ｕ３２に進む。
【０２００】
ステップＳ６Ｕ３２の処理は、図１３におけるステップＳ２Ｕ３２の調節制御と同様であるので、説明を省略する。ここで、ステップＳ６Ｕ３０とステップＳ６Ｕ３２とをあわせたステップは、本発明における「水位上昇制御ステップ」に相当する。なお、制御手段２０は、上記調節制御の後にステップＳ６Ｕ３４に進む。
【０２０１】
ステップＳ６Ｕ３４において、制御手段２０は、ステップＳ６Ｕ３２による今回の調節制御（すなわち図２３のステップＳ６０）の開始時刻と、この時刻において水位を上昇させようとしたことと、を対応させてストレージ（図示省略）に保存し、図９に示すステップＢ７０に進む。なお、上記調節制御の開始時刻は、以下においては「制御ステップ開始タイミング」とも称する。
【０２０２】
〈●条件判断Ｚにおいてパターン５低下に進むと判定された場合（図１８）〉
上述した条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）においてパターン５低下に進むと判定された場合、制御手段２０は、図１８に示すステップＳ５Ｄ１０に進む。
【０２０３】
ステップＳ５Ｄ１０において、制御手段２０は、ストレージ（図示省略）に最後にバックアップされた保存値Ｋを取得して、ステップＳ５Ｄ１２に進む。ここで、条件判断Ｚからパターン５低下に進む場合、表１に示すように、１回前の制御ステップ開始タイミングにはパターン６上昇の水位上昇制御ステップ（図２１参照）が、２回前および３回前の制御ステップ開始タイミングには水位低下制御ステップが開始される。すなわち、ステップＳ５Ｄ１０で取得される保存値Ｋは、１回前のステップＳ６Ｕ１２においてバックアップされた貯水水位補正量であり、２回前の制御ステップ開始タイミングの水位上昇制御ステップにおいて使用された貯水水位補正量と等しいということができる。言いかえると、ステップＳ５Ｄ１０で取得される保存値Ｋは、水位低下制御ステップが連続して実行された後に水位上昇制御ステップが実行されることになった時点における貯水水位補正量の値に等しいということができる。
【０２０４】
ステップＳ５Ｄ１２において、制御手段２０は、上述した貯水水位補正量の値を上記保存値Ｋの値に変更し、ステップＳ５Ｄ１４に進む。これにより、制御手段２０は、１回前のパターン６上昇の分岐（図２１参照）において実行された貯水水位補正量の修正（具体的にはステップＳ６Ｕ１４による貯水水位補正量の変更）を取り消す。
【０２０５】
ステップＳ５Ｄ１４において、制御手段２０は、図９に示すステップＢ４０において抽出された最新の水位極小値から低下目標水位を引いた水位差である第１水位差を求め、ステップＳ５Ｄ１６に進む。なお、本実施形態の放流量調節プログラムでは、上述した水位認識ステップ（図９参照）において認識された平滑化された貯水水位の時系列データから水位極小値を抽出する。このため、ステップＳ５Ｄ１４において第１水位差を求めるために使用される最新の水位極小値は、１回前の制御ステップ開始タイミングにおいて下側閾値水位を下回っている、平滑化された貯水水位であるとみなすことができる。
【０２０６】
ステップＳ５Ｄ１６において、制御手段２０は、直前のステップＳ５Ｄ１４において求められた第１水位差に係数Ｕ１をかけた積を貯水水位補正量の修正量Ｙとして求め、ステップＳ５Ｄ１８に進む。ここで、係数Ｕ１は、今回の条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）において使用された平滑化された貯水水位から低下目標水位を引いた水位差である第２水位差および直前のステップＳ５Ｄ１４において求められた第１水位差に基づいて、制御手段２０がステップＳ５Ｄ１６において設定する係数である。なお、係数Ｕ１の具体的な数値の設定方法については、図１２におけるステップＳ２Ｄ１４の処理にて説明した方法と同様であるので、説明を省略する。
【０２０７】
ステップＳ５Ｄ１８において、制御手段２０は、現時点における貯水水位補正量にステップＳ５Ｄ１６において求められた貯水水位補正量の修正量Ｙを足し合わせることで、貯水水位補正量の修正を行い、ステップＳ５Ｄ３０に進む。
【０２０８】
ステップＳ５Ｄ３０において、制御手段２０は、上述した目標水位を上述した低下目標水位に設定し、ステップＳ５Ｄ３２に進む。
【０２０９】
ステップＳ５Ｄ３２の処理は、図１２におけるステップＳ２Ｄ３２の調節制御と同様であるので、説明を省略する。ここで、ステップＳ５Ｄ３０とステップＳ５Ｄ３２とをあわせたステップは、本発明における「水位低下制御ステップ」に相当する。なお、制御手段２０は、上記調節制御の後にステップＳ５Ｄ３４に進む。
【０２１０】
ステップＳ５Ｄ３４において、制御手段２０は、ステップＳ５Ｄ３２による今回の調節制御（すなわち図２３のステップＳ６０）の開始時刻と、この時刻において水位を低下させようとしたことと、を対応させてストレージ（図示省略）に保存し、図９に示すステップＢ７０に進む。なお、上記調節制御の開始時刻は、以下においては「制御ステップ開始タイミング」とも称する。
【０２１１】
上述した各ステップによれば、水位低下制御ステップが繰り返されている中で水位上昇制御ステップが１回だけ実行された場合（表１に示すように、３回前の制御状態と２回前の制御状態と今回の制御状態が「水位を低下させる制御を実行した」であり、１回前の制御状態が「水位を上昇させる制御を実行した」である場合）に、上記水位上昇制御ステップに応じて変更された貯水水位補正量が、以降の貯水水位補正量に影響しないようにすることができる。これにより、水位極小値と低下目標水位との水位差が０になるように水位低下制御ステップを繰り返す中で貯水水位が下側閾値水位を下回った場合に、その影響が次に行われる水位低下制御ステップに及ぶことを回避して、水位をより安定的に制御することができる。
【０２１２】
〈●条件判断Ｚにおいてパターン５上昇に進むと判定された場合（図１９）〉
上述した条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）においてパターン５上昇に進むと判定された場合、制御手段２０は、図１９に示すステップＳ５Ｕ１０に進む。
【０２１３】
ステップＳ５Ｕ１０において、制御手段２０は、上述したストレージ（図示省略）に最後にバックアップされた保存値Ｋを取得して、ステップＳ５Ｄ１２に進む。ここで、条件判断Ｚからパターン５上昇に進む場合、表１に示すように、１回前の制御ステップ開始タイミングにはパターン６低下の水位低下制御ステップ（図２０参照）が、２回前および３回前の制御ステップ開始タイミングには水位上昇制御ステップが開始される。すなわち、ステップＳ５Ｕ１０で取得される保存値Ｋは、１回前のステップＳ６Ｄ１２においてバックアップされた貯水水位補正量であり、２回前の制御ステップ開始タイミングの水位低下制御ステップにおいて使用された貯水水位補正量と等しいということができる。言いかえると、ステップＳ５Ｕ１０で取得される保存値Ｋは、水位上昇制御ステップが連続して実行された後に水位低下制御ステップが実行されることになった時点における貯水水位補正量の値に等しいということができる。
【０２１４】
ステップＳ５Ｕ１２において、制御手段２０は、上述した貯水水位補正量の値を上記保存値Ｋの値に変更し、ステップＳ５Ｕ１４に進む。これにより、制御手段２０は、１回前のパターン６低下の分岐（図２０参照）において実行された貯水水位補正量の修正（具体的にはステップＳ６Ｄ１４による貯水水位補正量の変更）を取り消す。
【０２１５】
ステップＳ５Ｕ１４において、制御手段２０は、図９に示すステップＢ４０において抽出された最新の水位極大値を上昇目標水位から引いた水位差である第３水位差を求め、ステップＳ５Ｕ１６に進む。なお、本実施形態の放流量調節プログラムでは、上述した水位認識ステップ（図９参照）において認識された平滑化された貯水水位の時系列データから水位極大値を抽出する。このため、ステップＳ５Ｕ１４において第３水位差を求めるために使用される最新の水位極大値は、１回前の制御ステップ開始タイミングにおいて上側閾値水位を上回っている、平滑化された貯水水位であるとみなすことができる。
【０２１６】
ステップＳ５Ｕ１６において、制御手段２０は、直前のステップＳ５Ｕ１４において求められた第３水位差に係数Ｕ２をかけた積を貯水水位補正量の修正量Ｙとして求め、ステップＳ５Ｕ１８に進む。ここで、上記係数Ｕ２は、今回の条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）において使用された平滑化された貯水水位を上昇目標水位から引いた水位差である第４水位差および直前のステップＳ５Ｄ１４において求められた第３水位差に基づいて、制御手段２０がステップＳ５Ｕ１６において設定する係数である。なお、係数Ｕ２の具体的な数値の設定方法については、図１３におけるステップＳ２Ｕ１４の処理にて説明した方法と同様であるので、説明を省略する。
【０２１７】
ステップＳ５Ｕ１８において、制御手段２０は、現時点における貯水水位補正量にステップＳ５Ｕ１６において求められた貯水水位補正量の修正量Ｙを足し合わせることで、貯水水位補正量の修正を行い、ステップＳ５Ｕ３０に進む。
【０２１８】
ステップＳ５Ｕ３０において、制御手段２０は、上述した目標水位を上述した上昇目標水位に設定し、ステップＳ５Ｕ３２に進む。
【０２１９】
ステップＳ５Ｕ３２の処理は、図１３におけるステップＳ２Ｕ３２の調節制御と同様であるので、説明を省略する。ここで、ステップＳ５Ｕ３０とステップＳ５Ｕ３２とをあわせたステップは、本発明における「水位上昇制御ステップ」に相当する。なお、制御手段２０は、上記調節制御の後にステップＳ５Ｕ３４に進む。
【０２２０】
ステップＳ５Ｕ３４において、制御手段２０は、今回の調節制御（すなわち図２３のステップＳ６０）の開始時刻と、この時刻において水位を上昇させようとしたことと、を対応させてストレージ（図示省略）に保存し、図９に示すステップＢ７０に進む。なお、上記調節制御の開始時刻は、以下においては「制御ステップ開始タイミング」とも称する。
【０２２１】
上述した各ステップによれば、水位上昇制御ステップが繰り返されている中で水位低下制御ステップが１回だけ実行された場合（表１に示すように、３回前の制御状態と２回前の制御状態と今回の制御状態が「水位を上昇させる制御を実行した」であり、１回前の制御状態が「水位を低下させる制御を実行した」である場合）に、上記水位低下制御ステップに応じて変更された貯水水位補正量が、以降の貯水水位補正量に影響しないようにすることができる。これにより、水位極大値と上昇目標水位との水位差が０になるように水位上昇制御ステップを繰り返す中で貯水水位が上側閾値水位を上回った場合に、その影響が次に行われる水位上昇制御ステップに及ぶことを回避して、水位をより安定的に制御することができる。
【０２２２】
〈●条件判断Ｚにおいてパターン７に進むと判定された場合（図２２）〉
上述した条件判断Ｚ（図９におけるステップＢ８０）においてパターン７に進むと判定された場合、制御手段２０は、図２２に示すステップＳ７１０に進む。
【０２２３】
ステップＳ７１０において、制御手段２０は、条件判断Ｚからパターン７に進むことが連続しているか否かを判定する。制御手段２０は、「Ｎｏ」であると判定された場合はステップＳ７１４に進み、「Ｙｅｓ」であると判定された場合はステップＳ７１２に進む。
【０２２４】
ここで、制御手段２０は、表２を用いて上述したように、第５水位差あるいは第６水位差の絶対値の大きさが第３所定値よりも小さい場合には貯水水位補正量を変える必要はないと判断する。このため、制御手段２０の処理がステップＳ７１０に進むのは、水位低下制御ステップおよび水位上昇制御ステップのうち一方のステップのみが３回以上繰り返されることになると判明し、かつ、貯水水位補正量を修正する必要がない場合である。また、ステップＳ７１０において制御手段２０が「Ｎｏ」の判定結果を出すのは、上記一方のステップの繰り返しにおいて初めて貯水水位補正量を修正する必要がなくなった場合である。また、ステップＳ７１０において制御手段２０が「Ｙｅｓ」の判定結果を出すのは、上記一方のステップの繰り返しにおいて貯水水位補正量を修正する必要がない状態が続いている場合である。
【０２２５】
ステップＳ７１４において、制御手段２０は、ストレージ（図示省略）に最後に保存された保存修正量Ｘを取得し、ステップＳ７１６に進む。
【０２２６】
ステップ７１６において、制御手段２０は、ステップＳ７１４において取得された保存修正量Ｘに基づいて、貯水水位補正量の微調整量Ｖの設定を行い、ステップＳ７１８に進む。なお、本実施形態の放流量調節プログラムでは、制御手段２０は、ステップＳ７１６において、ステップＳ７１４において取得された保存修正量Ｘに１未満の正の数（例えば０．５）をかけた積を求め、この積を貯水水位補正量の微調整量Ｖとして設定する。
【０２２７】
ステップＳ７１８において、制御手段２０は、現時点における貯水水位補正量に貯水水位補正量の微調整量Ｖを足し合わせることで、貯水水位補正量の微調整を行い、ステップＳ７２０に進む。
【０２２８】
なお、制御手段２０の処理がステップＳ７１０からステップＳ７１２に進んだ場合は、制御手段２０は、貯水水位補正量の微調整量Ｖを０に設定し、ステップＳ７１８に進む。
【０２２９】
上記各ステップによれば、水位低下制御ステップおよび水位上昇制御ステップの一方のみが３回以上繰り返されることになると判明しており（表１に示す２回前から今回に至る各制御状態が全て「水位を上昇させる制御を実行した」であるか全て「水位を低下させる制御を実行した」であるかであり）、かつ、この繰り返しにおいて初めて貯水水位補正量を修正する必要がなくなった場合に、この貯水水位補正量を微調整する。これにより、貯水水位補正量の最適値の精度を高くすることが可能となる。また、ステップＳ７１０からステップＳ７１８までの間の各ステップによれば、上記微調整は、水位低下制御ステップおよび水位上昇制御ステップのうち、今回繰り返されることになる一方（後述するステップＳ７３０、Ｓ７３２、Ｓ７４０、Ｓ７４２を参照）を実行する前に行われる。このため、ステップＳ７１０からステップＳ７１８までの間の各ステップをあわせたステップは、本発明における「修正ステップ」に相当する。
【０２３０】
ステップＳ７２０において、制御手段２０は、平滑化された貯水水位の最新データが水位エリア１に位置されているか否かを判定し、「Ｙｅｓ」と判定した場合はステップＳ７３０に進み、「Ｎｏ」と判定した場合はステップ７４０に進む。ここで、ステップＳ７２０は、図９および図２２に示すように、平滑化された貯水水位の最新データが水位エリア１あるいは水位エリア４のいずれか（図６参照）に位置されている場合のみに実行されるステップである。すなわち、ステップＳ７２０の判定結果が「Ｎｏ」となるのは、平滑化された貯水水位の最新データが水位エリア４に位置されている場合である。
【０２３１】
ステップＳ７３０において、制御手段２０は、上述した目標水位を上述した低下目標水位に設定し、ステップＳ７３２に進む。
【０２３２】
ステップＳ７３２の処理は、図１２におけるステップＳ２Ｄ３２の調節制御と同様であるので、説明を省略する。ここで、ステップＳ７３０とステップＳ７３２とをあわせたステップは、本発明における「水位低下制御ステップ」に相当する。なお、制御手段２０は、上記調節制御の後にステップＳ７３４に進む。
【０２３３】
ステップＳ７３４において、制御手段２０は、ステップＳ７３２による今回の調節制御（すなわち図２３のステップＳ６０）の開始時刻と、この時刻において水位を低下させようとしたことと、を対応させてストレージ（図示省略）に保存し、図９に示すステップＢ７０に進む。なお、上記調節制御の開始時刻は、以下においては「制御ステップ開始タイミング」とも称する。
【０２３４】
ステップＳ７４０において、制御手段２０は、上述した目標水位を上述した上昇目標水位に設定し、ステップＳ７４２に進む。
【０２３５】
ステップＳ７４２の処理は、図１３におけるステップＳ２Ｕ３２の調節制御と同様であるので、説明を省略する。ここで、ステップＳ７４０とステップＳ７４２とをあわせたステップは、本発明における「水位上昇制御ステップ」に相当する。なお、制御手段２０は、上記調節制御の後にステップＳ７４４に進む。
【０２３６】
ステップＳ７４４において、制御手段２０は、ステップＳ７４２による今回の調節制御（すなわち図２３のステップＳ６０）の開始時刻と、この時刻において水位を上昇させようとしたことと、を対応させてストレージ（図示省略）に保存し、図９に示すステップＢ７０に進む。なお、上記調節制御の開始時刻は、以下においては「制御ステップ開始タイミング」とも称する。
【０２３７】
上述した各ステップによれば、水位低下制御ステップあるいは水位上昇制御ステップのいずれか一方のみが繰り返されることになる場合（表１に示す１回前から今回に至る各制御状態が全て「水位を上昇させる制御を実行した」であるか全て「水位を低下させる制御を実行した」であるかとなる場合）に、以下の処理が可能となる。この処理は、取水手段１４の開度ａ１の調節量を決定する水位を較正して、繰り返される制御を水位の変動に対応したものにする処理である。これにより、貯水施設１０に対する水９０Ａの流入量の変動に対応しきれていない状態が長期間続くことを回避して、河川９０から取水することができる水流量を増やすことが可能な貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法を提供することができる。
【０２３８】
〈●各水位低下制御ステップの効果〉
以上、図１２にて説明した「パターン２低下」処理、図１４にて説明した「パターン３低下」処理、図１６にて説明した「パターン４低下」処理、図２０にて説明した「パターン６低下」処理、図１８にて説明した「パターン５低下」処理、図２２にて説明した「パターン７」におけるステップＳ７３０、Ｓ７３２における水位低下制御ステップ、の各ステップによれば、河川９０における水９０Ａの流入量が増加されて平滑化された貯水水位が上述した上側閾値水位を超えて上昇した場合に、貯水施設１０の水位の低下が実現される。すなわち、制御手段２０は、貯水水位が低下目標水位にまで低下されるように取水手段１４の開度ａ１を大きくする調節を行うことで、取水手段１４からの取水量の増加を図る。この際、上記低下目標水位は、上記中心水位よりも低い水位として設定されることで、取水手段１４の開度ａ１をより大きくして、貯水施設１０の水位をより急速に低下させることを制御手段２０に実現させる。これにより、貯水施設１０に対する水９０Ａの流入量の増加に対応している間に河川９０において維持流量を超えて流下される水９０Ａの量を低減させ、より多量の水９０Ａを取水手段１４から取水することが可能となる。
【０２３９】
以上、図１２にて説明した「パターン２低下」処理、図１４にて説明した「パターン３低下」処理、図１６にて説明した「パターン４低下」処理、の各ステップによれば、上述した水位低下制御ステップのみが繰り返されることになる場合（表１に示す１回前から今回に至る各制御状態が全て「水位を低下させる制御を実行した」である場合）に、取水手段１４の開度ａ１の調節量を決定する水位を較正して、繰り返される制御を水位の変動に対応したものにすることができる。そして、貯水施設１０に対する水９０Ａの流入量の変動に対応しきれていない状態が長期間続くことを回避して、河川９０から取水することができる水流量を増やすことが可能な貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法を提供することができる。
【０２４０】
以上、図１２にて説明した「パターン２低下」処理、図１４にて説明した「パターン３低下」処理、図１６にて説明した「パターン４低下」処理、の各ステップによれば、図１に示す貯水施設１０に対する水９０Ａの流入量が変動した場合に、この変動の影響を相殺して貯水施設１０に貯水された水９０Ａの水位を中心水位の近傍（図６参照）に位置させる貯水水位補正量を設定することができる。これにより、貯水施設１０に対する水９０Ａの流入量の変動により的確に対応して、河川９０から取水することができる水流量を増やすことが可能となる。
【０２４１】
〈●各水位上昇制御ステップの効果〉
以上、図１３にて説明した「パターン２上昇」処理、図１５にて説明した「パターン３上昇」処理、図１７にて説明した「パターン４上昇」処理、図２１にて説明した「パターン６上昇」処理、図１９にて説明した「パターン５上昇」処理、図２２にて説明した「パターン７」におけるステップＳ７４０、Ｓ７４２における水位上昇制御ステップ、の各ステップによれば、河川９０における水９０Ａの流入量が減少されて平滑化された貯水水位が上述した下側閾値水位を下回るまで低下した場合に、貯水施設１０の水位の上昇が実現される。すなわち、制御手段２０は、貯水水位が上昇目標水位にまで上昇されるように取水手段１４の開度ａ１を小さくする調節を行い、河川９０の水流量の確保を図る。この際、上記上昇目標水位を上記中心水位以上の位置に位置された水位として設定するので、制御手段２０は、貯水施設１０の水位の制御目標を中心水位（図６参照）として取水手段１４の開度ａ１を調節する場合と比べて、取水手段１４の開度ａ１をより小さくして、貯水施設１０の水位をより急速に上昇させることが可能となる。これにより、河川９０の維持流量を確保しながら貯水施設１０に対する水９０Ａの流入量の減少に対応することができる、河川９０の水位の設定をより低くして河川９０の最小限度の水流量を絞り込み、河川９０から取水することができる水流量を増やすことが可能となる。言いかえると、図６に示す下側閾値水位をより低く設定して理想水位に近づけ、河川９０から取水することができる水流量を増やすことが可能となる。
【０２４２】
ここで、上記の各ステップの実行に際しては、図６に示すように、低下目標水位と中心水位との水位差である第２所定値は、上昇目標水位と中心水位との水位差である第１所定値よりも大きく設定される。この設定によれば、河川９０の維持流量の確保を実現させながら、この維持流量の確保を考える必要がない状態（具体的には例えば豊水状態）においてより多量の水９０Ａを取水することが可能となる。
【０２４３】
以上、図１３にて説明した「パターン２上昇」処理、図１５にて説明した「パターン３上昇」処理、図１７にて説明した「パターン４上昇」処理、の各ステップによれば、上述した水位上昇制御ステップのみが繰り返されることになる場合（表１に示す１回前から今回に至る各制御状態が全て「水位を上昇させる制御を実行した」である場合）に、取水手段１４の開度ａ１の調節量を決定する水位を較正して、繰り返される制御を水位の変動に対応したものにすることができる。そして、貯水施設１０に対する水９０Ａの流入量の変動に対応しきれていない状態が長期間続くことを回避して、河川９０から取水することができる水流量を増やすことが可能な貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法を提供することができる。
【０２４４】
以上、図１３にて説明した「パターン２上昇」処理、図１５にて説明した「パターン３上昇」処理、図１７にて説明した「パターン４上昇」処理、の各ステップによれば、図１に示す貯水施設１０に対する水９０Ａの流入量が変動した場合に、この変動の影響を相殺して貯水施設１０に貯水された水９０Ａの水位を中心水位の近傍（図６参照）に位置させる貯水水位補正量を設定することができる。これにより、貯水施設１０に対する水９０Ａの流入量の変動により的確に対応して、河川９０から取水することができる水流量を増やすことが可能となる。
【０２４５】
〈●調節制御の詳細（図２３のサブルーチン１）〉
取水手段１４から取水路１４Ａへの水９０Ａの取水量を調節制御するサブルーチン１においては、図２３に示すように、制御手段２０は、まず、ステップＳ１０に進む。このステップＳ１０において、制御手段２０は、ストレージ（図示省略）に保存されている種々のデータを引数として取得し、後述するサブルーチン１の各ステップを実行するために必要となる初期設定を行った後、ステップＳ２０に進む。この初期設定においては、制御手段２０によって今回認識された平滑化された取水下流水位および平滑化された貯水水位（すなわち最新データ）と、現時点で設定されている目標水位および貯水水位補正量と、を含む複数のパラメータが、制御手段２０に取得されて設定される。
【０２４６】
ステップＳ２０において、制御手段２０は、まず、ステップＳ１０において取得された貯水水位補正量を同じくステップＳ１０において取得された平滑化された貯水水位に足し合わせることで、この平滑化された貯水水位を制御手段２０の制御において使用される水位に補正（すなわち較正）する。これにより、上述した水位低下制御ステップあるいは水位上昇制御ステップのいずれか一方のみが繰り返されることになる場合に、取水手段１４の開度ａ１の調節量を決定する水位を較正して、繰り返される制御を水位の変動に対応したものにすることができる。そして、貯水施設１０に対する水９０Ａの流入量の変動に対応しきれていない状態が長期間続くことを回避して、河川９０から取水することができる水流量を増やすことが可能な貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法を提供することができる。なお、本明細書においては、ステップＳ２０において貯水水位補正量と平滑化された貯水水位とを足し合わせた較正後の水位のことを「補正後貯水水位」とも称する。
【０２４７】
ところで、水位測定装置１１Ａは、図２に示すように、えん堤排砂門１２にせき止められた河川９０において取水路１４Ａの底よりも水深が深い場所に設置されている。このため、上記補正後貯水水位は、取水手段１４において水９０Ａの取水が行われる水位（すなわち本発明における「取水水位」）に対応する水位となる。また、制御手段２０は、ステップＳ２０を実行した後にステップＳ４０に進む。
【０２４８】
このステップＳ４０において、制御手段２０は、貯水施設１０に貯水された水９０Ａの水位が上記補正後貯水水位からステップＳ１０で取得された目標水位に変化した場合に、上記取水水位が変化される変化量を取水水位変化量として導出する。すなわち、ステップＳ４０は、本発明における「取水水位変化量導出ステップ」に相当する。
【０２４９】
ここで、上記取水水位は、図３に示す水位Ｈ１であり、取水路１４Ａにおいて取水手段１４が設けられている部分の底の高さを基準にした貯水施設１０の水位である。このため、本実施形態の放流量調節プログラムにおける取水水位変化量導出ステップでは、制御手段２０は、ステップＳ２０において求められた補正後貯水水位を上記取水水位に換算し、換算された取水水位から上記取水水位変化量を導出する。すなわち、制御手段２０は、まず、ステップＳ１０で取得された目標水位から、上記取水水位の基準となる高さと上述した貯水水位の基準となる高さとの高低差α（図３参照）を差し引く。この高低差αは、前もって上述したストレージ（図示省略）に設定されて、ステップＳ１０で取得される所定値のデータである。ついで、制御手段２０は、上記補正後貯水水位から上記高低差αを差し引くことで上記取水水位の算定を行う。そして、制御手段２０は、上記目標水位から上記高低差αを差し引いた結果から上記取水水位を差し引くことで上記取水水位変化量の導出を行う。そして制御手段２０は、ステップＳ４０を実行した後にステップＳ５０に進む。なお、本実施形態の放流量調節プログラムでは、貯水施設１０からの水９０Ａの流出等による水面勾配の変化の影響および水平湛水面の面積変化の影響を無視できるほど小さいとみなしている。しかしながら、これらの影響は、取水水位の算定に際して補正後貯水水位から差し引く値を補正することで評価することができる。
【０２５０】
ステップＳ５０において、制御手段２０は、上記ストレージ（図示省略）に前もって記憶された調節量テーブルを検索する。これにより、制御手段２０は、以下の（式４）により導出される取水手段１４の開度ａ１の調節量Δａ１に対応する量である、取水手段１４の開閉動作方向および開閉作動時間を取得する。そして制御手段２０は、ステップＳ５０を実行した後にステップＳ６０に進む。ここで、上記開閉動作方向は、取水手段１４を開ける方向に動かすか閉める方向に動かすかを表すものである。また、上記開閉作動時間は、取水手段１４を上記開閉動作方向にどれだけの時間動かすかを表すものである。なお、上記調節量Δａ１は、本発明における「第２微小変化量」に相当する。
【０２５１】
【数４】
0006352142.tif 000007
【０２５２】
上記（式４）において、ｈは今回に実行されたステップＢ２４で認識された、平滑化された取水下流水位ｈである。本実施形態の放流量調節プログラムでは、ｈはその変動量が無視できるほど小さいものとして、このｈを所定の計測値として扱う。また、Ｈ１は上述したステップＳ４０において上述した補正後貯水水位および高低差α（図３参照）のデータから算定された取水水位である。また、ａ１は現時点での取水手段１４の開度ａ１である。また、Ｃ１は水の粘性による水流量の補正係数（すなわち流量係数）であり、取水路１４Ａを流下する水９０Ａと取水路１４Ａとが接触する潤辺に依存して決まるものである。このため、Ｃ１は、厳密には取水手段１４の開度ａ１および上記水位ｈの両方に応じて変動する。ただし、本実施形態の放流量調節プログラムでは、Ｃ１は上述した取水手段１４の開度ａ１および上記水位ｈの各変動に応じた上記潤辺の変動の影響が無視できるほど小さいものとして、この開度ａ１および上記水位ｈによって決定される上記水位Ｈ１の関数として扱われる。また、Ｂ１およびｇは、それぞれ上述した（式１）におけるＢ１およびｇと同じものであり、本実施形態の放流量調節プログラムではそれぞれ定数として扱われる。また、ａ２、Ｂ２、および、Ｃ２は、それぞれ上述した（式２）におけるａ２、Ｂ２、および、Ｃ２と同じものであり、本実施形態の放流量調節プログラムではそれぞれ定数として扱われる。また、Ｂ３は、上述した（式３）におけるＢ３と同じものであり、本実施形態の放流量調節プログラムでは定数として扱われる。また、Ｃ３は水の粘性による水流量の補正係数（すなわち流量係数）であり、厳密には貯水施設１４から魚道１３（図５参照）への水９０Ａの越流の状態に依存して変動するものである。ただし、本実施形態の放流量調節プログラムでは、Ｃ３は上述した補正後貯水水位の変動に応じて上記越流の状態が変化することの影響が無視できるほど小さいものとして、定数として扱われる。また、Ｈ２は、上記（式２）におけるＨ２と同じものであり、上記補正後貯水水位およびえん堤排砂門１２の開口の下縁と上述した貯水水位の基準となる高さとの高低差β（図２参照）のデータから算定できるものである。この高低差βのデータは、前もってストレージ（図示省略）に設定されて、ステップＳ１０で取得される所定値のデータである。また、Ｈ３は、上記（式３）におけるＨ３と同じものであり、上記補正後貯水水位および魚道１３において最も上流側に位置される隔壁１３Ａの上面と上述した貯水水位の基準となる高さとの高低差γ（図２参照）のデータから算定できるものである。この高低差γのデータは、前もってストレージ（図示省略）に設定されて、ステップＳ１０で取得される所定値のデータである。また、ΔＨは直前に実行されたステップＳ４０により導出された取水水位変化量であり、本発明における「第１微小変化量」に相当する。また、ΔＣ１は上記ΔＨに対応する上記Ｃ１の微小変化量である。
【０２５３】
なお、制御手段２０は、各パラメータの計算が複雑である上記（式４）について、直接計算することをしない。すなわち、本実施形態の放流量調節プログラムでは、想定される任意の補正後貯水水位における第２微小変化量Δａ１に対応する取水手段１４の制御量を上記（式４）の計算を行うことなく導出することができるように、上記調節量テーブルを設定している。また、上述した補正後貯水水位の変動が比較的小さい場合、かつ、取水手段１４において取水下流水位ｈを一定の水位とする定常的な取水が行われている場合には、上記調整量テーブルは、取水下流水位ｈによって係数が決定されるΔＨの１次関数に置き換えることもできる。
【０２５４】
ここで、上記（式４）の意味について説明する。なお、以下においては、ステップＳ５０において制御手段２０が定数として扱う各パラメータは変化されないことを前提として説明を行う。
【０２５５】
取水えん堤１１から河川９０あるいは取水路１４Ａに流下される流下水流量Ｑは、上記（式１）から（式３）の３つの式で示したＱ１、Ｑ２、および、Ｑ３により、以下の（式５）（本発明における「流下水流量の導出式」に相当する。）により与えられる。
【０２５６】
【数５】
0006352142.tif 000008
【０２５７】
上記（式５）は、上記（式１）ないし（式３）に示すように、取水手段１４の開度ａ１、水位Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、および、流量係数Ｃ１を、流下水流量Ｑを変動させうるパラメータとして含んでいる。また、上述した前提により、上述した水路幅Ｂ１、開口幅Ｂ２、幅Ｂ３、開度ａ２、流量係数Ｃ２、Ｃ３、水位ｈ、および、重力加速度ｇは、それぞれ変化されないパラメータとなる。このため、上記流下水流量Ｑの変動量である全微分量ΔＱを導出するための全微分式は、以下の（式６）により定義される。
【０２５８】
【数６】
0006352142.tif 000009
【０２５９】
ここで、（式６）に記載されたΔＨ１、ΔＨ２、および、ΔＨ３は、同一の水位（図２参照）の変動を示すものであるため、１つの微小変化量ΔＨにまとめて書き直すことができるものである。このため、（式６）において、流下水流量Ｑの全微分量ΔＱは、上記同一の水位の変動に対応する第１微小変化量ΔＨの項と、取水手段１４の開度ａ１の変動に対応する第２微小変化量Δａ１の項と、流量係数Ｃ１の変動に対応する微小変化量ΔＣの項と、を含む形で与えられる。
【０２６０】
ところで、上記全微分量ΔＱが０であることは、上述した各パラメータの各微小変化量Δａ１、ΔＣ１、ΔＨの影響が互いに相殺して０になることを意味し、上述した取水量Ｑが上記各パラメータの変動に対して変化しないことを意味する。このため、上記（式６）のΔＱに０を代入した式をΔａ１の方程式とみなしてこの方程式を解くことで、上記微小変化量ΔＣ１、ΔＨに対して、上記全微分量ΔＱを０として流下水流量Ｑを一定に保つために与えられるべきΔａ１を求めることができる。
【０２６１】
ここで、上記Δａ１の方程式は、上記微小変化量ΔＣ１、ΔＨのうち、いずれか一方が０である解を特解として含むことが明らかである。この特解を用いて上記Δａ１の方程式を解くと、その一般解が上述した（式４）の形で与えられる。
【０２６２】
すなわち、上述した方法によれば、取水えん堤１１からの流下水流量Ｑの導出式（式５）の全微分式（式６）に第２微小変化量（すなわち、取水手段１４の開度ａ１の調節量Δａ１）を除く微小変化量を代入する。そして、代入された値に対して流下水流量Ｑの変動量である全微分量ΔＱを０とするために与えられるべき第２微小変化量Δａ１に基づいて取水手段１４の開度ａ１を調節する。このため、定常的な取水（すなわち、取水量および水位が変動しない取水）を得るために必要とされる取水手段１４の開度ａ１の調節量Δａ１を、微小変化量の代入値から理論的に求めることができる。また、第１微小変化量として代入される取水水位変化量ΔＨを制御手段２０が認識する平滑化された貯水水位および水位の制御目標値である目標水位に基づいて求めることで、監視作業員の監視および判断を必要とすることなく、水位を中心水位に近づけるように取水量を調節することが可能となる。
【０２６３】
ステップＳ６０において、制御手段２０は、ステップＳ５０において得られた取水手段１４の開閉動作方向および開閉作動時間に基づいて、この取水手段１４の開度ａ１を調節量Δａ１だけ調整する開度調整を実行する。このため、本明細書においては、ステップＳ６０のことを「開度調節ステップ」とも称する。この開度調節ステップを実行した制御手段２０は、現在実行しているサブルーチン１を終了させる。
【０２６４】
〈●シミュレーション実験の説明（図２４から図３２）〉
なお、本発明者は、上述した本発明の第２の実施形態にかかる、貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法（以下、「方法Ｆ」とも称する。）の効果を評価する第１および第２のシミュレーション実験を行った。
【０２６５】
上記第１のシミュレーション実験では、上記方法Ｆの実行直後から、貯水施設１０への水９０Ａの流入量を一定速度で増加させ続けた（図２４参照）場合の、貯水施設１０からの水９０Ａの放流量（図２５参照）および平滑化された貯水水位（図２６参照）の時間変化を評価した。なお、上記第１のシミュレーション実験では、上記方法Ｆの実行直後（図２６において時間が０（分）となる時刻）において、平滑化された貯水水位は中心水位と等しいものとして実験を行った。
【０２６６】
上記第１のシミュレーション実験では、図２４および図２５に示すように、貯水施設１０からの水９０Ａの放流量は貯水施設１０への水９０Ａの流入量に追従して変化された。また、上記第１のシミュレーション実験では、図２６に示すように、平滑化された貯水水位は上記方法Ｆの実行直後から上昇されて上側閾値水位を上回る水位低下制御開始水位９１Ａに達し、その後に下に凸となるカーブを描いて次の水位低下制御開始水位９１Ａに達するという時間変化を繰り返した。この時間変化を見ると、イニシャル処理により達成された水位極小値９１Ｂ（図示一番左の水位極小値９１Ｂ）は、低下目標水位よりも３［ｍｍ］程度高い位置に位置されていることが分かる。一方、上記イニシャル処理の後で実行された各調節制御においては、水位極小値９１Ｂは低下目標水位の近く（上下約１［ｍｍ］の範囲）に位置されていることが分かる。
【０２６７】
ここで、上記条件下におけるイニシャル処理とこのイニシャル処理の後で実行される各調節制御との違いは、目標水位を下側閾値水位とするか低下目標水位とするか、および、貯水水位補正量の設定を行うか否かの２点である。また、イニシャル処理においては、低下目標水位よりも低い下側閾値水位（図６および図８を参照）を目標水位とするにもかかわらず、達成される水位極小値９１Ｂはイニシャル処理の後で達成される各水位極小値９１Ｂよりも高い位置に位置された。ここから、上記貯水水位補正量の設定を行う方法Ｆによれば、繰り返される調節制御を水位の変動に対応させて、この水位をより低いものに制御することができるといえる。
【０２６８】
上述した第２のシミュレーション実験では、図２７に示すように、上記方法Ｆの実行直後から貯水施設１０への水９０Ａの流入量を比較的速い一定の増加速度で増加させ、その後に比較的遅い一定の増加速度で増加させた。ここで、図２７の仮想線および破線は、水９０Ａの流入量の増加速度が変更された増加速度変更時刻９２（１１０（分）頃）を分かりやすくするための補助線である。また、上記第２のシミュレーション実験では、貯水施設１０からの水９０Ａの放流量（図２８参照）および平滑化された貯水水位（図２９参照）の時間変化を評価した。なお、上記第２のシミュレーション実験では、上記方法Ｆの実行直後（図２９において時間が０（分）となる時刻）において、平滑化された貯水水位は低下目標水位と等しいものとして実験を行った。
【０２６９】
上記第２のシミュレーション実験では、図２７および図２８に示すように、貯水施設１０からの水９０Ａの放流量は貯水施設１０への水９０Ａの流入量に追従して変化された。また、上記第２のシミュレーション実験では、図２９に示すように、平滑化された貯水水位は上記方法Ｆの実行直後から上昇されて上側閾値水位を上回る水位低下制御開始水位９１Ａに達し、その後に下に凸となるカーブを描いて次の水位低下制御開始水位９１Ａに達するという時間変化を繰り返した。この時間変化は、以下においては「時間変化Ｆ」とも称する。この時間変化Ｆを見ると、イニシャル処理の後の各調節制御において、水位極小値と低下目標水位との間に比較的大きな水位差９１Ｃが見られた場合（図示６０（分）頃および１２５（分）頃の水位差９１Ｃを参照）でも、次の調節制御においては水位極小値９１Ｂが低下目標水位に近づけられている。ここから、上記貯水水位補正量の設定を行う方法Ｆによれば、貯水施設１０に対する水９０Ａの流入量の変動速度が変化される場合であっても、繰り返される調節制御を水位の変動に対応させることができるといえる。そして、上記方法Ｆによれば、河川９０の維持流量を確保しながら上記流入量の変動速度の変化に対応することができる水位をより低く設定することができるといえる。
【０２７０】
なお、上記第２のシミュレーション実験は、上記方法Ｆの変形例となる貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法（以下、「方法Ｎ」とも称する。）に対しても同じ条件で行った。この方法Ｎは、上記方法Ｆにおける各ステップのうち、ステップＳ４Ｄ１０の後に実行されるステップをステップＳ３Ｄ１４に（図１４および図１６を参照）、ステップＳ４Ｕ１０の後に実行されるステップをステップＳ３Ｄ１４に（図１５および図１７を参照）、それぞれ変更したものである。すなわち、上記方法Ｎは、上述した第１の発明、第６の発明、第２の発明、第３の発明、および、第５の発明を併せて実行するが、上述した第４の発明は実行しない、貯水施設における放流手段から河川への放流量の調節方法である。
【０２７１】
上記方法Ｎに対する第２のシミュレーション実験での平滑化された貯水水位の時間変化（以下、「時間変化Ｎ」とも称する。）は、図３０に示すように、増加速度変更時刻９２以降においてのみ上記時間変化Ｆ（図２９参照）との違いが見られた。より詳しくは、図２９および図３０に示すように、上記時間変化Ｎは、増加速度変更時刻９２以降に、上記時間変化Ｆよりも各水位低下制御開始水位９１Ａ間の時間間隔および各水位極小値９１Ｂの上下位置のばらつきが大きくなった（図３０で見て１７５（分）頃および２５５（分）頃の水位差９１Ｃを参照）。ここから、本発明の第４の発明を実行する方法Ｆは、上記第４の発明を実行しない方法Ｎと比べて、貯水施設１０に対する水９０Ａの流入量の変動速度が変化した場合における追従能力がより高く、水位の変動に対応して繰り返される調節制御において水位を制御目標である目標水位により近くすることができるといえる。そして、上記方法Ｆによれば、上記方法Ｎと比べて、河川９０の維持流量を確保しながら上記流入量の変動速度の変化に対応することができる水位をより低く設定することができるといえる。
【０２７２】
本発明は、フローチャートなどを用いて上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、以下のような各種の形態を実施することができる。
【０２７３】
（１）本発明において、上述した第１所定値（図６参照）を０にした変形例を採用することができる。
【０２７４】
（２）本発明における取水手段の取水は、取水路を介して水力発電設備に水を流下させるものに限定されず、例えば上水道の取水あるいは農業用水の取水など、任意の用途の取水に変更することができる。また、上記取水手段をスライドゲートからテンターゲートまたはオリフィスゲートに変更する、または、上記取水路を幅が一定の長方形断面開水路から任意の形状の開水路に変更するなど、取水手段における具体的な設備を適宜変更することができる。この場合において、流下水流量Ｑの全微分量ΔＱを導出するための全微分式は、上記取水手段における具体的な設備の変更に伴って適宜変更される。
【０２７５】
（３）本発明における放流手段は、えん堤排砂門と魚道とによって放流を行う構成である必要はなく、例えば魚道のみから放流を行う構成や取水えん堤の上縁に設けたクレストゲートを介して越流される水を追加して放流する構成など、任意の構成に変更することができる。また、上記えん堤排砂門を開度の調節が不可能なコンジットに変更する、または、上記魚道を階段式の魚道からバーチカルスロット式の魚道あるいは全断面型の魚道に変更するなど、放流手段における具体的な設備を適宜変更することができる。この場合において、流下水流量Ｑの全微分量ΔＱを導出するための全微分式は、上記放流手段における具体的な設備の変更に伴って適宜変更される。
【符号の説明】
【０２７６】
１０    貯水施設
１０Ａ  水力発電設備
１１    取水えん堤（せき止め手段）
１１Ａ  水位測定装置
１１Ｂ  検出信号
１２    えん堤排砂門（放流手段）
１２Ａ  護床工
１３    魚道（放流手段）
１３Ａ  隔壁
１３Ｂ  湛水域
１４    取水手段
１４Ａ  取水路（ルート）
１４Ｂ  水位測定装置
１４Ｃ  検出信号
１４Ｄ  開閉装置
２０    制御手段
２０Ａ  建屋
２０Ｂ  制御信号
２１    制御ブロック
２２    制御ブロック
２３    制御ブロック
２３Ａ  第１部
２３Ｂ  第２部
２４    制御ブロック
２５    制御ブロック
９０    河川
９０Ａ  水
９０Ｂ  水棲生物
９１    平滑化された貯水水位
９１Ａ  水位低下制御開始水位
９１Ｂ  水位極小値
９１Ｃ  水位差
９２    増加速度変更時刻
Ｎ１０  ノード
Ｎ２０  ノード
【図１】
0006352142.tif 000010
【図２】
0006352142.tif 000011
【図３】
0006352142.tif 000012
【図４】
0006352142.tif 000013
【図５】
0006352142.tif 000014
【図６】
0006352142.tif 000015
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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