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既設ダムを活用した事前放流に関する検討

研 究 年 度：令和 2 年度
研 究 分 野：ダムの計画に関する研究
調 査 研 究 名：既設ダムを活用した事前放流に関する検討
研究者：長田仁*、川崎秀明、三好達士【要約】
気候変動による豪雨の頻発化・激甚化に対応するため、既設ダムを有効に活用する取組が積極的に進められている。平成 29 年にはダム再生ビジョンがとりまとめられたほか、ダム関係省庁が連携し、事前放流によって既設ダムの洪水調節機能を強化する取組が行われている。
治水目的で既設ダムを有効活用する手法としては、ダム改造や事前放流等の様々な手法があるが、ダム計画の検討にあたっては長期的な観点から合理的な対策を立案する必要があることから、既設ダムの活用に関する各種手法の特徴を踏まえた対策の考え方について整理した。
【キーワード】ダム再生、ダム事業計画、事前放流、嵩上げ【背景・目的】国土交通省では平成 29 年 6 月に「ダム再生ビジ【事前放流の効果】

ョン」を策定し、ソフト・ハード対策の両面から既（１）事前放流の位置づけ

設ダムを有効活用する「ダム再生」を推進する方針

事前放流とは、利水者の協力のもと、洪水が予測を明確に打ち出すとともに、ダム再生を円滑に推進された際に、多目的ダム及び利水ダムの利水容量にするため、これまでの事例をもとにダム再生の実施

貯留された流水の一部を洪水が発生する前に予め放に係る手続きや設計・施工に当たっての留意点等を流しておき、洪水調節に活用するものである。

とりまとめた「ダム再生ガイドライン」を平成 30

事前放流ガイドライン 1)では事前放流の目的につ年 3 月に策定している。

いて「事前放流は、治水の計画規模や河川（河道）・また、内閣官房とダム関係省庁等によって構成さダム等の施設能力を上回る洪水の発生時におけるダれる「既存ダムの洪水調節機能強化に向けた検討会

ム下流河川の沿川における洪水被害の防止・軽減を議」が令和元年 12 月に「既存ダムの洪水調節機能目的とする。
」と規定している。の強化に向けた基本方針」を策定し、事前放流を促

事前放流は予備放流と異なり、ダム計画において進することによって既存ダムの有効貯水容量を洪水洪水調節容量として見込んでいるものではないため、調節に最大限活用する方針が打ち出された。これを操作規則に位置づけられた洪水調節操作としてでは受け、水系ごとに河川管理者、ダム管理者及び利水なく、河川管理者、ダム管理者及び利水者の間で締者が事前放流の実施に係る治水協定を締結する取組結する治水協定に基づく利水者による協力という位が進められている。

置づけで実施されるものである。

事前放流やダム再生により既設ダムの洪水調節機

事前放流の方法としては、気象庁の予測に基づく能を強化するためには、各手法の特徴を踏まえて計ダム上流域の予測降雨量が、下流河川で洪水被害を画的に効果的な対応をとることが重要である。

生じさせるおそれのある規模の雨量として設定する

そのため、本稿においては事前放流の特徴や期待基準降雨量以上となる場合に、ダム貯水池に流入しされる効果について整理するとともに、ダム再生事貯留されることが見込まれる総量を貯留できるよう、業を新たに立ち上げる場合の治水計画を検討するに治水協定に位置づけられた洪水調節可能容量の範囲あたっての留意点について整理する。

内で放流するものである。

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事前放流の導入の可能性について点検・検証を行っ（２）事前放流の特徴ている。

事前放流は、洪水時にダムに貯留できる総量を増

城山ダムの洪水吐きはクレスト 4 門、オリフィス加させることにより、ダムの貯留機能を増強するも2 門からなる。
（図-1 参照）のであるが、雨量予測が外れて想定された量の雨が降らない場合、無効放流によって利水者に損失が発生し、また、その後に渇水が発生した場合に十分な利水補給ができなくなることで経済・社会生活に影響を与えてしまうリスクがある。そのため、国土交通省では、事前放流に使用した利水容量等が回復し図-1 城山ダムの洪水吐きない場合には機能回復に要する費用を利水者に補填する制度を整備している。
また、事前放流によって洪水時に貯留できる容量洪水吐きのゲート操作によって最大限事前放流をを一時的に増やしたとしても、それがそのまま洪水行う場合を想定し、洪水吐き下端の標高であるオリ調節容量の増分と見なせるわけではないことに注意

フィスの敷高 EL.104m まで事前放流で水位を下げるが必要である。ダムを建設する際は、治水・利水計という条件で、令和元年東日本台風洪水による流入画に基づき、治水容量を用いて洪水調節を行うことハイドロを与えて洪水調節計算を実施したところ、を前提として、洪水調節操作等に必要となる放流能異常洪水時防災操作への移行を回避することはでき力が確保されるよう洪水吐きの配置や設計が行われないという結果となった。
（図-2 参照）る。そのため、本来、洪水調節を行うことが想定されていない利水容量に相当する水位においては洪水調節を行うために必要な放流能力が確保されていないことが多いことから、事前放流によって確保された容量は洪水初期の段階で貯留されてしまい、大規模な洪水におけるピークカットに対しては必ずしも大きな効果を期待できるとは限らない。
ダム再生として利水容量を治水目的に振り替えて多目的ダムの洪水調節機能を強化する場合には、堤体を削孔して低標高部に放流設備を増設する、ダム

図-2 洪水調節計算結果を迂回するトンネル洪水吐きを新設する等、ダム施設の改造をあわせて実施することによって、新たに事前放流を最大限行ったとしても異常洪水時防災洪水調節容量となる水位における放流能力を増強す操作を回避できない要因としては、城山ダムでは貯るのが一般的である。

水位を低下させると放流能力が大幅に減少し、所定の操作（水位維持）ができなくなるということが挙（３）事前放流の効果についての検討事例げられる。
（図-3 参照）

令和元年東日本台風の豪雨によって計画規模を上低水位時における放流能力が不足することで、流回る洪水が発生して異常洪水時防災操作に移行し、入量増加に伴って必要以上に貯留が生じてしまうと計画最大放流量の 3,000m3/s を大きく上回る最大

ともに、流入量に対して放流すべき流量を放流する

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4,527m /s の放流を実施した相模川水系の城山ダムことができないため、操作規則に定められた洪水調（神奈川県）では、令和元年東日本台風の洪水に対節開始流量の放流や定率操作ができないといった課して異常洪水時防災操作を回避することを目指し、題があることが明らかになった。

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への寄与などに取り組む幅広い概念であり、嵩上げ又は利水容量の振替による洪水調節機能の強化、堆砂対策による貯水池容量や施設機能の保持、弾力的運用による河川環境の保全など、目的に応じて様々な手法がある。
そのうち、ダム建設事業によって治水安全度の向上を図る「ダム再生事業」の実施にあたっては、河川整備計画の点検・見直しと一体的に検討が行われる。
河川整備計画に位置付ける治水事業メニューを検討するにあたっては、目標とする規模の洪水を計画

図-3 低水位時の放流能力不足

高水位以下の水位で安全に流下させることができる
この検討結果を受けて更なる検討を行い、令和元よう、河川改修や洪水調節施設等の代替案を組み合

年東日本台風の洪水に対して異常洪水時防災操作へわせて総合的な対策を立案することとなる。対象との移行を回避するための措置として、
城山ダムでは、なる水系に既設ダムがある場合には、洪水調節容量ダムの計画規模を超える洪水が事前に予測される場の増強がどの程度必要となるか、操作方法の変更に合には、以下の措置をとることとした。2)より容量を効果的に活用しながら必要な水位低減を実現できるか等の観点からダム再生事業の可能性が① 治水協定に基づく事前放流を洪水調節操作に検討される。

支障のない範囲で実施する。
② 特例操作として、自然調節方式＋最大放流量

ダム再生計画の検討にあたっては、河川整備計画3,400m3/s の一定量放流とする操作をただし書で目標とする洪水のハイドロを対象とした検討が基

き操作の枠組みにより実施する。
（図-4 参照）

本となるが、将来、追加的な改造が必要となって手戻りが生じるようなことがないよう、河川整備基本方針の洪水を対象とした検討も行い、最終形を見据えた計画とすることが重要である。
【ダム再生計画検討の流れ】（１）ダム再生計画の立案
治水容量を有効に活用してピークカットを行うには、操作方法の設定が重要となる。

図-4 城山ダムの洪水調節機能の強化

洪水調節方式に関しては、十分な容量を確保する
なお、この対応はあくまで計画規模を超える洪水ことができる場合は管理負担が少ない自然調節方式に対する危機管理対応として実施する当面の措置とすることが望ましいが、既存ダムを活用するダムであり、今後更に治水計画の検討を行って、計画的再生事業の場合、追加的に確保できる容量に制約がに治水安全度の向上を図ることが必要である。

あること等により、ゲート操作を伴う方式となることが比較的多い。また、ダム下流で支川が合流した後の流量を考慮して基準点の洪水ピークに係る放流【治水計画におけるダム再生】量を抑えるため、鍋底カット等の操作が選定される

ダム再生は、ソフト・ハード対策の両面から、既こともある。

設ダムの長寿命化、効率的かつ高度なダム機能の維

一般的には操作規則の改定だけで所要の治水効果

持、治水・利水・環境機能の回復・向上、地域振興

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を得ることは難しく、洪水調節容量を増やすために1～2m 程度の嵩上げで将来的に手戻りが生じない堤体の嵩上げ、利水容量の振替、予備放流、貯水池かどうかの確認を行うため、河川整備基本方針におの掘削などが必要となることが多い。治水容量を確いて対象とする洪水のハイドロ及び建設当時のダム保する方法については、ダム型式、ダムサイトの地計画で対象としているハイドロも対象に、放流量に形・地質等の条件、利水者の事情等の条件を踏まえ対応した洪水調節容量を整理した。その結果、河川て検討される。

整備基本方針の決定根拠となっている波形は近年の洪水やダム計画ハイドロよりも流入量が小さく、河川整備計画の必要洪水調節容量に対して余裕がある（２）検討事例
ダム再生を含む治水計画の検討においてポイントことが確認された。また、河川整備基本方針においとなる項目についてＸダムの検討事例に基づいて紹て必要となる洪水調節量を確保するためにはＸダム介する。なお、このＸダムの事例についてはあくま再生だけでは対応できず、いずれにせよ他の洪水調でダム再生計画検討のプロセスとポイントを紹介す節施設が必要となるため、河川整備計画の目標に対るためのケーススタディであり、具体的なダム再生して必要となる嵩上げを行うことによって、早期に計画が策定されているものではない。

治水効果を発現させるとともに、将来的な手戻りが発生しない治水計画となることを確認した。

Ｘダムが建設された当時の洪水調節計画では、確率規模 1/60 程度の流入ハイドロを対象とし、洪水調節方式は 200m3/s 程度の一定量放流としている。現【まとめ】

時点では下流河川の流下能力見合いで中小洪水にも事前放流は、洪水時にダムに貯留できる総量を増効果が発揮されるよう暫定操作として 100m3/s 程度加させる効果が期待されるが、ダム計画において洪の一定量放流で運用している。

水調節容量として見込んでいるものではなく、事前Ｘダムにおけるダム再生の手法としては、地形条放流で確保した容量は洪水初期の段階で貯留されて件や技術的な観点で実現可能性があり、効率的に容洪水のピークカットには十分な効果が発揮されない量の増強が可能となる堤体の嵩上げを有力候補とし、場合があることに注意が必要である。
治水安全度を計画的に向上させるためには、既設必要となる洪水調節容量に基づいて嵩上げ高を検討ダムを有効活用するダム再生事業が有効であり、積する。
現行の河川整備計画では、予備放流の拡大により極的なダム再生の推進が期待される。ダム再生事業

洪水調節容量を増加させ、操作方式を 100m3/s 程度による治水計画を検討するにあたっては、新設ダム3の一定量放流から 60m /s 程度の一定量放流操作にと異なり、既設ダムの現況に応じた制約があること変更して治水安全度の向上を図ることを計画していに注意が必要であるとともに、既設ダムが建設され3る。これは 60m /s 程度まで放流量を抑えても実績洪た当時の洪水調節計画や、河川整備基本方針を見据水を処理できることをもって計画されていたものでえた最終形も踏まえつつ、操作方法や洪水調節容量あるが、近年になって大きな出水を経験し、この洪を総合的に検討して治水計画を立案する必要がある。

水に対して 60m3/s 程度の一定量放流とした場合には洪水調節容量を使い果たして異常洪水時防災操作【参考文献】に移行してしまうことが判明した。この近年の洪水

1)事前放流ガイドライン：令和 2 年 4 月,国土交通省

3に対して 60m /s 程度の一定量放流で処理するため

水管理・国土保全局には新たに 800 万 m3 程度の洪水調節容量が必要であ

2)城山ダムに関する新たな情報共有の仕組みと洪水り、そのためには 1～2m 程度の嵩上げが必要となる。

調節機能の強化について～令和元年東日本台風によそれにより河川整備計画の目標に対して必要な治水る城山ダムの緊急放流を受けて～：令和 2 年 5 月 26

効果が得られる。

日,神奈川県記者発表資料

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