(57)【要約】【課題】  雨が降った際のダムへの流入量を状況に応じて正確に予測可能なダム流入量予測装置、ダム流入量予測方法およびダム流入量予測プログラムを提供すること。【解決手段】  予測降雨データから降雨波形を生成する降雨波形生成部１０１と、降雨波形から降雨時間範囲を切り出す降雨時間範囲切出部１０３と、分布率表記憶部１０７に登録されている複数の降雨パターンの中から降雨時間範囲の降雨波形が該当する降雨パターンを選択する降雨パターン化部１０５と、出水波形データベース１１１を利用して降雨時間範囲の降雨波形に対応する出水波形を検索する降雨パターンマッチング部１０９と、降雨パターンマッチング部１０９で検索された出水波形のデータから、貯留関数法で利用される定数を算出する定数算出部１１３と、降雨開始時点から現時点までの貯留関数法による演算を実行することによって、ダムへの流入量を求める流入量演算部１１５とを備えている。【選択図】    図１
2005055400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダム上流域の降雨データから降雨時間範囲を決定する降雨時間範囲決定ステップと、
前記降雨時間範囲決定ステップで決定された降雨時間範囲の降雨データに対応する実績の流入データを検索する降雨パターンマッチングステップと、
前記降雨パターンマッチングステップで検索された実績の流入データに対して流入時間範囲を決定する流入時間範囲決定ステップと、
前記降雨時間範囲の降雨データと前記流入時間範囲の実績の流入データとに基づいて、ダムへの流入量を予測する流入量予測ステップと、
を有することを特徴とするダム流入量予測方法。
【請求項２】
前記降雨時間範囲決定ステップは、
降雨量が第１の所定値以上となった時点から所定時間前の時点を前記降雨時間範囲の開始時点に設定し、
降雨量が第２の所定値以下となり、前記第２の所定値以下のまま所定時間経過した時点を前記降雨時間範囲の終了時点に設定することを特徴とする請求項１記載のダム流入量予測方法。
【請求項３】
前記流入時間範囲決定ステップは、
前記降雨時間範囲の開始時点を前記流入時間範囲の開始時点に設定し、
流入量が第３の所定値以下となり、前記第３の所定値以下のまま所定時間経過した時点を前記流入時間範囲の終了時点に設定することを特徴とする請求項１または２記載のダム流入量予測方法。
【請求項４】
前記降雨時間範囲ステップで決定された降雨時間範囲内の降雨データから、適当な降雨パターンを決定する降雨パターン化ステップを有することを特徴とする請求項１、２または３記載のダム流入量予測方法。
【請求項５】
前記降雨パターン化ステップは、
前記降雨時間範囲内の降雨量の分布率を所定時間毎に区切って決定する分布率決定ステップと、
前記分布率決定ステップで決定された分布率に基づいて、複数の降雨パターンの中から該当する降雨パターンを選択する降雨パターン選択ステップと、
を有することを特徴とする請求項４記載のダム流入量予測方法。
【請求項６】
前記降雨パターンマッチングステップは、
前記前記降雨パターン化ステップで決定された降雨パターンに基づいて、前記降雨パターンに対応する実績の流入データを検索することを特徴とする請求項４または５記載のダム流入量予測方法。
【請求項７】
前記流入量予測ステップは、
前記降雨パターンマッチングステップで検索され、前記流入時間範囲決定ステップで決定された流入時間範囲の実績の流入データと、前記降雨時間範囲決定ステップで決定された降雨時間範囲の降雨データとに基づいて、前記ダム上流域の流域特性を表す定数を算出する定数算出ステップと、
貯留関数法を用いて前記降雨時間範囲の開始時点から現時点までの演算を実行して、前記ダムへの流入量を求める演算ステップと、
を有することを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載のダム流入量予測方法。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６または７に記載のダム流入量予測方法をコンピュータに実行させるためのダム流入量予測プログラム。
【請求項９】
ダム上流域の降雨データから降雨時間範囲を決定する降雨時間範囲決定手段と、
前記降雨時間範囲決定手段によって決定された降雨時間範囲の降雨データに対応する実績の流入データを検索する降雨パターンマッチング手段と、
前記降雨パターンマッチング手段で検索された実績の流入データに対して流入時間範囲を決定する流入時間範囲決定手段と、
前記降雨時間範囲の降雨データと前記流入時間範囲の実績の流入データとに基づいて、ダムへの流入量を予測する流入量予測手段と、
を備えたことを特徴とするダム流入量予測装置。
【請求項１０】
前記降雨時間範囲決定手段は、
降雨量が第１の所定値以上となった時点から所定時間前の時点を前記降雨時間範囲の開始時点に設定し、
降雨量が第２の所定値以下となり、前記第２の所定値以下のまま所定時間経過した時点を前記降雨時間範囲の終了時点に設定することを特徴とする請求項９記載のダム流入量予測装置。
【請求項１１】
前記流入時間範囲決定手段は、
前記降雨時間範囲の開始時点を前記流入時間範囲の開始時点に設定し、
流入量が第３の所定値以下となり、前記第３の所定値以下のまま所定時間経過した時点を前記流入時間範囲の終了時点に設定することを特徴とする請求項９または１０記載のダム流入量予測装置。
【請求項１２】
前記降雨時間範囲手段によって決定された降雨時間範囲内の降雨データから、適当な降雨パターンを決定する降雨パターン化手段を備えたことを特徴とする請求項９、１０または１１記載のダム流入量予測装置。
【請求項１３】
前記降雨パターン化手段は、
前記降雨時間範囲内の降雨量の分布率を所定時間毎に区切って決定する分布率決定手段と、
前記分布率決定手段で決定された分布率に基づいて、複数の降雨パターンの中から該当する降雨パターンを選択する降雨パターン選択手段と、
を有することを特徴とする請求項１２記載のダム流入量予測装置。
【請求項１４】
前記降雨パターンマッチング手段は、
前記前記降雨パターン化手段で決定された降雨パターンに基づいて、前記降雨パターンに対応する実績の流入データを検索することを特徴とする請求項１２または１３記載のダム流入量予測装置。
【請求項１５】
前記流入量予測手段は、
前記降雨パターンマッチング手段で検索され、前記流入時間範囲決定手段によって決定された流入時間範囲の実績の流入データと、前記降雨時間範囲決定手段によって決定された降雨時間範囲の降雨データとに基づいて、前記ダム上流域の流域特性を表す定数を算出する定数算出手段と、
貯留関数法を用いて前記降雨時間範囲の開始時点から現時点までの演算を実行して、前記ダムへの流入量を求める演算手段と、
を有することを特徴とする請求項９、１０、１１、１２、１３または１４記載のダム流入量予測装置。
【請求項１６】
請求項９〜１５のいずれか一項に記載のダム流入量予測装置を備えたダム管理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダム上流域の降雨データに基づいて降雨パターンを分類し、最適な係数を用いてダムへの流入量を予測するダム流入量予測装置、ダム流入量予測方法およびダム流入量予測プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ダムの上流域に降った雨が当該ダムに流れ込む量（以下「流入量」という。）がどの程度になるのかといった予測は、ダム上流域の特性や降雨状況等を鑑みながら、専門家等が過去の経験や貯留関数法を用いたシミュレーション結果を基に行っていた。このとき用いられるダム上流域の特性（以下「流域特性」という。）は、地域のコンサルタント会社等が調査した地形や土壌、森林分布等に関するデータを用いてシミュレーション等を行うことにより求められた「係数」で表される。当該係数はシミュレーションによって求められたいわゆる予測値であるため、ダムの運用開始後は実際の流入量を検証して、実際に近い流入量の予測ができるよう係数を更新していた。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２９７９０９号公報
【特許文献２】特開平８−２１９８２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
但し、流域特性を表す係数の更新は、長い間かけて蓄積した流入量データ等を用いてバッチ処理的に行われるため、頻繁に行えるものではない。また、流域特性は森林の伐採などの外的要因や時期によって変化するため、リアルタイムに最適な係数を当てはめて流入量の予測を行うことができないという問題点があった。さらに、流域特性の実体は流域毎にさまざまで、気候の変化によって変わる場合もあるため、流域特性を係数として正確に表すことは非常に困難であるという問題点があった。したがって、従来の流入量予測では、ダム上流域で雨が降った際にダムに流れ込む流入量を最適な係数で予測することができないという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、雨が降った際のダムへの流入量を状況に応じて正確に予測可能なダム流入量予測装置、ダム流入量予測方法およびダム流入量予測プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るダム流入量予測方法は、ダム上流域の降雨データから降雨時間範囲を決定する降雨時間範囲決定ステップと、前記降雨時間範囲決定ステップで決定された降雨時間範囲の降雨データに対応する実績の流入データを検索する降雨パターンマッチングステップと、前記降雨パターンマッチングステップで検索された実績の流入データに対して流入時間範囲を決定する流入時間範囲決定ステップと、前記降雨時間範囲の降雨データと前記流入時間範囲の実績の流入データとに基づいて、ダムへの流入量を予測する流入量予測ステップと、を有する。
【０００７】
また、本発明に係るダム流入量予測方法は、前記降雨時間範囲決定ステップは、降雨量が第１の所定値以上となった時点から所定時間前の時点を前記降雨時間範囲の開始時点に設定し、降雨量が第２の所定値以下となり、前記第２の所定値以下のまま所定時間経過した時点を前記降雨時間範囲の終了時点に設定する。
【０００８】
また、本発明に係るダム流入量予測方法は、前記流入時間範囲決定ステップは、前記降雨時間範囲の開始時点を前記流入時間範囲の開始時点に設定し、流入量が第３の所定値以下となり、前記第３の所定値以下のまま所定時間経過した時点を前記流入時間範囲の終了時点に設定する。
【０００９】
また、本発明に係るダム流入量予測方法は、前記降雨時間範囲ステップで決定された降雨時間範囲内の降雨データから、適当な降雨パターンを決定する降雨パターン化ステップを有する。
【００１０】
また、本発明に係るダム流入量予測方法は、前記降雨パターン化ステップは、前記降雨時間範囲内の降雨量の分布率を所定時間毎に区切って決定する分布率決定ステップと、前記分布率決定ステップで決定された分布率に基づいて、複数の降雨パターンの中から該当する降雨パターンを選択する降雨パターン選択ステップと、を有する。
【００１１】
また、本発明に係るダム流入量予測方法は、前記降雨パターンマッチングステップは、前記前記降雨パターン化ステップで決定された降雨パターンに基づいて、前記降雨パターンに対応する実績の流入データを検索する。
【００１２】
また、本発明に係るダム流入量予測方法は、前記流入量予測ステップは、前記降雨パターンマッチングステップで検索され、前記流入時間範囲決定ステップで決定された流入時間範囲の実績の流入データと、前記降雨時間範囲決定ステップで決定された降雨時間範囲の降雨データとに基づいて、前記ダム上流域の流域特性を表す定数を算出する定数算出ステップと、貯留関数法を用いて前記降雨時間範囲の開始時点から現時点までの演算を実行して、前記ダムへの流入量を求める演算ステップと、を有する。
【００１３】
このように、複数の降雨パターンの中から降雨時間範囲の降雨データが該当する降雨パターンを選択し、当該選択した降雨パターンに基づいて、降雨パターンマッチングにより実績の流入データを検索することができるため、当該流入データに基づいてダム上流域の流域特性を表す定数を求めた上で、当該定数から流入量を予測することができる。したがって、ダム上流域で雨が降った際のダムへの流入量を状況に応じて正確に予測することができる。
【００１４】
また、本発明に係るダム流入量予測プログラムは、請求項１、２、３、４、５、６または７に記載のダム流入量予測方法をコンピュータに実行させるためのものである。
【００１５】
また、本発明に係るダム流入量予測装置は、ダム上流域の降雨データから降雨時間範囲を決定する降雨時間範囲決定手段と、前記降雨時間範囲決定手段によって決定された降雨時間範囲の降雨データに対応する実績の流入データを検索する降雨パターンマッチング手段と、前記降雨パターンマッチング手段で検索された実績の流入データに対して流入時間範囲を決定する流入時間範囲決定手段と、前記降雨時間範囲の降雨データと前記流入時間範囲の実績の流入データとに基づいて、ダムへの流入量を予測する流入量予測手段と、を備えたものである。
【００１６】
また、本発明に係るダム流入量予測装置は、前記降雨時間範囲決定手段は、降雨量が第１の所定値以上となった時点から所定時間前の時点を前記降雨時間範囲の開始時点に設定し、降雨量が第２の所定値以下となり、前記第２の所定値以下のまま所定時間経過した時点を前記降雨時間範囲の終了時点に設定するものである。
【００１７】
また、本発明に係るダム流入量予測装置は、前記流入時間範囲決定手段は、前記降雨時間範囲の開始時点を前記流入時間範囲の開始時点に設定し、流入量が第３の所定値以下となり、前記第３の所定値以下のまま所定時間経過した時点を前記流入時間範囲の終了時点に設定する。
【００１８】
また、本発明に係るダム流入量予測装置は、前記降雨時間範囲手段によって決定された降雨時間範囲内の降雨データから、適当な降雨パターンを決定する降雨パターン化手段を備えたものである。
【００１９】
また、本発明に係るダム流入量予測装置は、前記降雨パターン化手段は、前記降雨時間範囲内の降雨量の分布率を所定時間毎に区切って決定する分布率決定手段と、前記分布率決定手段で決定された分布率に基づいて、複数の降雨パターンの中から該当する降雨パターンを選択する降雨パターン選択手段と、を有する。
【００２０】
また、本発明に係るダム流入量予測装置は、前記降雨パターンマッチング手段は、前記前記降雨パターン化手段で決定された降雨パターンに基づいて、前記降雨パターンに対応する実績の流入データを検索する。
【００２１】
また、本発明に係るダム流入量予測装置は、前記流入量予測手段は、前記降雨パターンマッチング手段で検索され、前記流入時間範囲決定手段によって決定された流入時間範囲の実績の流入データと、前記降雨時間範囲決定手段によって決定された降雨時間範囲の降雨データとに基づいて、前記ダム上流域の流域特性を表す定数を算出する定数算出手段と、貯留関数法を用いて前記降雨時間範囲の開始時点から現時点までの演算を実行して、前記ダムへの流入量を求める演算手段と、を有する。
【００２２】
さらに、本発明に係るダム管理装置は、請求項９〜１５のいずれか一項に記載のダム流入量予測装置を備えたものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係るダム流入量予測装置、ダム流入量予測方法およびダム流入量予測プログラムでは、複数の降雨パターンの中から降雨時間範囲の降雨データが該当する降雨パターンを選択し、当該選択した降雨パターンに基づいて、降雨パターンマッチングにより実績の流入データを検索することができるため、当該流入データに基づいてダム上流域の流域特性を表す定数を求めた上で、当該定数から流入量を予測することができる。したがって、ダム上流域で雨が降った際のダムへの流入量を状況に応じて正確に予測することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明に係るダム流入量予測装置およびダム流入量予測方法の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態のダム流入量予測装置およびダム流入量予測方法は、ダム上流域に降った雨による当該ダムへの流入量を予測する装置であって、降雨パターンを分類して最適な係数を求めた後、当該係数を用いて貯留関数法で流入量を求めるものである。なお、以下の説明では、本実施形態のダム流入量予測装置およびダム流入量予測方法について詳述するが、本発明に係るダム流入量予測プログラムについては、ダム流入量予測方法を実行させるためのプログラムであることから、その説明は以下のダム流入量予測方法の説明に含まれる。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態に係るダム流入量予測装置の構成を示すブロック図である。同図において、本実施形態のダム流入量予測装置１００は、降雨波形生成部１０１と、特許請求の範囲の降雨時間範囲決定手段に該当する降雨時間範囲切出部１０３と、降雨パターン化手段、分布率決定手段または降雨パターン選択手段に該当する降雨パターン化部１０５と、分布率表記憶部１０７と、降雨パターンマッチング手段に該当する降雨パターンマッチング部１０９と、出水波形データベース１１１と、流入時間範囲決定手段または定数算出手段に該当する定数算出部１１３と、流入量予測手段または演算手段に該当する流入量演算部１１５とを備えて構成されている。なお、本実施形態のダム流入量予測装置１００はダム全体を管理するダム管理装置に設けられている。
【００２６】
以下、本実施形態のダム流入量予測装置１００が有する各構成要素について説明する。
まず、降雨波形生成部１０１について説明する。降雨波形生成部１０１は、ネットワーク１５１を介して接続されている予測降雨サーバ１５３から予測降雨データを取得して、当該データから予測降雨波形（以下「降雨波形」という。）を生成するものである。なお、本実施形態では、降雨波形が予測降雨データから生成されているが、ダム上流域に設置されている降雨計によって計測された実績降雨データと予測降雨データの両方のデータから降雨波形を生成しても良い。この場合、予備警戒時には予測降雨データだけから降雨波形を生成し、より正確な予測が必要とされる洪水警戒時には実績降雨データおよび予測降雨データの両方から降雨波形を生成するといったように、状況に応じて切り替えることができる。なお、予備警戒時には実績降雨データから降雨波形を生成し、洪水警戒時には実績降雨データに加えて予測降雨データの両方から降雨データから降雨波形を生成しても良い。すなわち、実績降雨データと予測降雨データとの組み合わせは自由に設定可能である。
【００２７】
次に、降雨時間範囲切出部１０３について説明する。降雨時間範囲切出部１０３は、降雨波形生成部１０１で生成された降雨波形から降雨時間範囲を切り出すものである。本実施形態において、降雨時間範囲の開始時点は降雨量が例えば０ｍｍから所定量（例えば１ｍｍ）以上となった時点から所定時間さかのぼった時点に設定され、終了時点は降雨量が所定量（例えば０ｍｍ）以下になった時点から所定時間（例えば９時間）経過した時点に設定される。なお、終了時点の設定において、降雨量が０ｍｍになった時点から所定時間経過する前に再び１ｍｍ以上となったときは、その後、再び０ｍｍになった時点から所定時間経過した時点に設定される。このように、降雨時間範囲切出部１０３は降雨波形から降雨時間を切り出している。
【００２８】
次に、降雨パターン化部１０５について説明する。降雨パターン化部１０５は、予め登録されている複数の降雨パターンの中から降雨時間範囲の降雨波形が該当する降雨パターンを選択するものである。なお、複数の降雨パターンは分布率表として分布率表記憶部１０７に記憶されており、図２にその一例を示す。同図に示すように、分布率表は降雨パターンを前方集中型と中央集中型と後方集中型とその他型の４つに分類しており、各型（降雨分布パターン）を複数のタイプに分けている。同図中の数字は降雨時間範囲の総降雨量を３としたときの各時間帯（１／３：前方，２／３：中央，３／３：後方）の雨量総量を量子化した値である。したがって、降雨パターン化部１０５は、降雨時間範囲の降雨波形を時間的に３等分し、各時間帯における雨量総量と降雨時間範囲の総雨量との割合を求めることによって、降雨波形生成部１０１によって生成された降雨波形の降雨時間範囲における降雨パターン（降雨分布パターンおよび分布率）を選び出すことができる。なお、降雨波形を３等分できない場合は、前方の時間帯で調整する。
【００２９】
次に、降雨パターンマッチング部１０９について説明する。降雨パターンマッチング部１０９は、出水波形データベース１１１を利用して、降雨時間範囲の降雨波形に対応する実績の出水波形を検索するものである。検索時に利用されるパラメータとしては、降雨パターン化部１０５で選び出された降雨パターンの他に、降雨時間範囲の開始年月日および終了年月日、降雨要因、総降雨量等が利用される。また、出水波形データベース１１１には、降雨波形の月、降雨要因、総降雨量範囲、降雨分布パターン、降雨分布率範囲、雨量が最大の時間帯の雨量総量を条件に場合分けされており、これらの条件で分けたときに最も適合する過去（実績）の出水波形が予め割り当てられている。図３に、出水波形データベース１１１に設定されている条件の一例を示す。
【００３０】
なお、本実施形態において「出水」とは、実績の流入（上流域からダムに流れ込むこと）、放流（ダムから放水すること）および降雨の３つをまとめて表現した言葉である。したがって、出水波形データベース１１１には、流入波形、放流波形および降雨波形の３つをまとめた出水波形が記憶されている。
【００３１】
次に、定数算出部１１３について説明する。定数算出部１１３は、降雨パターンマッチング部１０９によって検索された出水波形の流入波形データから、周知の貯留関数法で利用される定数、一次流出率ｆ１、遅延時間Ｔ１および係数Ｋ，Ｐを逆算により求めるものである。これらの定数は、ダム上流域の流域特性を間接的に表すものである。
【００３２】
なお、定数算出部１１３は流入波形に対して流入時間範囲を設定する。流入時間範囲の開始時点は降雨時間範囲の開始時点と同一に設定され、流入時間範囲の終了時点は、流入量が所定値以下となって所定時間経過した時点に設定されることによって、流入時間範囲は降雨時間範囲切出部１０３によって切り出された降雨時間範囲に対応付けられることとなる。
【００３３】
貯留関数法とは、上流域に降った雨量の全てがダムに流入するのではないことを考慮し、降雨が仮想的な貯水池に蓄えられ、その一部がダムに流入すると仮定するモデルである。仮想貯水池の貯留量Ｓは、以下に示す数式（１）によって表され、数式（１）について貯留量Ｓの時間変化を考慮すると以下に示す数式（２）によって表される。なお、以下の数式において、Ｑはダムの流入量であり、Ｋ，Ｐは係数、Ｉは仮想貯水池への流入量である。
【００３４】
【数１】
2005055400.tif 000003
【００３５】
上記数式（２）を差分化すると以下に示す数式（３）が求められ、数式（３）に数式（１）を代入すると以下に示す数式（４）となる。したがって、ニュートン法を用いればダムの流入量Ｑが連続的に求まる。
【００３６】
【数２】
2005055400.tif 000004
【００３７】
但し、上記数式（３）において、仮想貯水池への流入量Ｉは、雨量ｒとの間に以下の数式（５）に示す関係が成り立つ。なお、Ａはダムの流入量に関係する上流域の面積、ｆ１は一時流出率（雨量の内、地面に浸透する割合）、Ｒｓａは飽和雨量（地面への浸透が止まるまでに降った合計雨量）である。また、ｉ＝０〜ｎは、降雨の開始時点（０）から現時点（ｎ）までのサンプリング数を示している。
【００３８】
【数３】
2005055400.tif 000005
【００３９】
上記説明したように、貯留関数法では数式（１）に示すように一次流出率ｆ１および係数Ｋ，Ｐが必要とされるため、定数算出部１１３はこれらを求めているが、遅延時間Ｔ１は一次流出率ｆ１を算出するために求められる。定数算出部１１３の詳しい動作は、図６のフローチャートを参照して後述する。
【００４０】
次に、流入量演算部１１５について説明する。流入量演算部１１５は、貯留関数法を用いて降雨開始時点（降雨時間範囲の開始時点）から現時点までの演算を実行することによって現時点での貯留量Ｓを算出し、ダムへの流入量Ｑを予測値として求めるものである。なお、流入量演算部１１５は、降雨パターンが大きく変化しない限り、定数算出部１１３で算出された定数を用いて所定時間毎に流入量Ｑを求める。但し、降雨パターンが大きく変化した場合には、降雨パターンマッチングの再起動を実施して再び定数を算出し、流入量Ｑを求める。
【００４１】
次に、本実施形態のダム流入量予測装置１００の動作、すなわちダム流入量予測方法について、図４、図５および図６を参照して説明する。図４は、本発明の一実施形態に係るダム流入量予測方法について説明するフローチャートであり、図５は降雨波形パターン化について説明するフローチャートであり、図６は降雨パターンマッチングによって検索された出水波形から定数を算出する方法について説明するフローチャートである。
【００４２】
まず、ステップ１０１では、降雨波形生成部１０１が、予測降雨サーバ１５３から予測降雨データを取得する。次に、ステップＳ１０３では、降雨波形生成部１０１が、ステップＳ１０１で得られたデータから降雨波形を生成する。次に、ステップＳ１０５では、降雨時間範囲切出部１０３が、ステップＳ１０３で生成された降雨波形から降雨時間範囲を切り出す。次に、ステップＳ１０７では、降雨パターン化部１０５が、複数の降雨パターンの中からステップＳ１０５で切り出された降雨時間範囲の降雨波形が該当するパターンを選択する。
【００４３】
以下、当該ステップＳ１０７のサブルーチンについて、図５を参照して詳しく説明する。
まず、ステップＳ２０１では、降雨時間範囲での総降雨量を算出する。次に、ステップＳ２０３では、降雨時間範囲の降雨波形を時間的に３等分し、各時間帯の雨量総量を算出する。次に、ステップＳ２０５では、各時間帯の雨量総量のステップＳ２０１で求めた総降雨量に対する割合を算出する。次に、ステップＳ２０７では、降雨時間範囲の降雨波形を、分布率表記憶部１０７に記憶されている前方集中型、中央集中型、後方集中型、その他型の降雨分布パターンのいずれかに分類する。次に、ステップＳ２０９では、該当する降雨分布パターン中の一致する分布率に降雨波形を分類する。
【００４４】
次に、図４に示したフローチャート（メインルーチン）に戻って、ステップＳ１０９では、降雨パターンマッチング部１０９が、出水波形データベース１１１を利用した降雨パターンマッチングを行って、降雨時間範囲の降雨波形に対応する実績の出水波形を検索する。次に、ステップＳ１１１では、定数算出部１１３が、ステップＳ１０９で検索された出水波形の流入波形データから、貯留関数法で利用されるダム上流域の流域特性を間接的に表す変数、一次流出率ｆ１、遅延時間Ｔ１および係数Ｋ，Ｐを逆算により求める。また、定数算出部１１３は流入波形に対して流入時間範囲を設定する。
【００４５】
以下、当該ステップ１１１のサブルーチンについて、図６および図７を参照して詳しく説明する。なお、図７は、ダム上流域の平均雨量と実績流入量の経時的変化を表す説明図である。なお、図７の点線部で示された部分は降雨損失量を表している。
【００４６】
まず、ステップＳ３００では、定数算出部１１３が、流入波形に対して流入時間範囲を設定する。当該ステップでは、流入時間範囲の開始時点を図４のステップＳ１０５で切り出した降雨時間範囲の開始時点ＴＡに設定し、流入時間範囲の終了時点を流入量が所定値以下となって所定時間経過した時点ＴＢに設定する。次に、ステップＳ３０１では、流入波形が一定以上の立ち上がり勾配となる時点を流入量増加開始時刻ｔ０に設定する。
【００４７】
次に、ステップＳ３０３では、降雨時間範囲内の降雨集中時間帯の最大降雨時刻ｔａとステップＳ３０１で設定された流入量増加開始時刻ｔ０との差を遅延時間Ｔ１とする。次に、ステップＳ３０５では、流入波形の最大流入量の所定割合（例えば２０％）の流入量を求める。次に、ステップＳ３０７では、最大流入量の時刻をはさんだ上昇側および下降側で、上記所定割合の流入量を超えた時刻ｔ１および下回った時刻ｔ２を設定する。次に、ステップＳ３０９では、時刻ｔ１〜時刻ｔ２間の総流入量Ｑ１を求める。なお、当該ステップでは、実績流入量から渇水期の基底流量を差し引いた上で求める。
【００４８】
次に、ステップＳ３１１では、時刻（ｔ１−Ｔ１）〜時刻（ｔ２−Ｔ１）間の総雨量Ｑ２を求める。次に、ステップＳ３１３では、ステップＳ３０９で求めた総流入量Ｑ１をステップＳ３１１で求めた総流入量Ｑ２で割って、一次流出率ｆ１を求める。次に、ステップＳ３１５では、ステップＳ３１３で求められた一次流出率ｆ１を流入波形と因果関係にある降雨波形の各時刻の累加雨量に乗じて、遅延時間Ｔ１後の各時刻の累加流入量を差し引き、みかけの貯留高ｓ１を得る。次に、ステップＳ３１７では、同じ時刻の実績流入量とステップＳ３１５で求めたみかけの貯留高ｓ１を最小２乗法により直線に近似させて、その切片と勾配から係数Ｋ，Ｐを求める。
【００４９】
次に、図４に示したフローチャート（メインルーチン）に戻って、ステップＳ１１３では、流入量演算部１１５が、降雨開始時点（降雨時間範囲の開始時点）から現時点までの貯留関数法による演算を実行することによって現時点での貯留量Ｓを算出し、ダムへの流入量Ｑを求める。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態のダム流入量予測装置１００およびダム流入量予測方法によれば、予め登録されている複数の降雨パターンの中から降雨波形が該当する降雨パターンを選択し、当該選択した降雨パターン等をパラメータとして、降雨パターンマッチングにより最適な実績の出水波形を検索することができるため、当該出水波形に基づく流域特性を表す定数から、貯留関数法を用いて流入量を予測することができる。したがって、ダム上流域で雨が降った際のダムへの流入量を状況に応じて正確に予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係るダム流入量予測装置の構成を示すブロック図
【図２】分布率表として分布率表記憶部に記憶された複数の降雨パターンを示す説明図
【図３】出水波形データベースに設定されている条件の一例を示す説明図
【図４】本発明の一実施形態に係るダム流入量予測方法について説明するフローチャート
【図５】降雨波形パターン化について説明するフローチャート
【図６】降雨パターンマッチングによって検索された出水波形から定数を算出する方法について説明するフローチャート
【図７】ダム上流域の平均雨量と実績流入量の経時的変化を表す説明図
【符号の説明】
【００５２】
１０１  降雨波形生成部
１０３  降雨時間範囲切出部
１０５  降雨パターン化部
１０７  分布率表記憶部
１０９  降雨パターンマッチング部
１１１  出水波形データベース
１１３  定数算出部
１１５  流入量演算部
【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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【図７】
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【図１】
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