長時間アンサンブル降雨予測を活用したハイブリッドダムの推進
河川政策グループ© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering

藤津亜弥子

目次

1. はじめに
背景
JICEの取組み
アンサンブル予測とはハイブリッドダムとは現行のダム操作
2. 長時間アンサンブル降雨予測を活用するメリット
治水面、利水面、現場の体制面
3. 社会実装（現場への導入）に必要なこと
ダム操作のルール化
現在の到達点～まとめ～ 現場への導入に向けて-1-© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering

1. はじめに（１）背景（２）JICEの取組み（３）アンサンブル予測とは（４）ハイブリッドダムとは（５）現行のダム操作
2.

長時間アンサンブル降雨予測を活用するメリット（１）治水面 ～事前放流～（２）利水面 ～後期放流～（３）体制面3.

社会実装（現場への導入）に必要なこと（１）ダム操作のルール化（２）現在の到達点～まとめ～ 長時間アンサンブル降雨予測の現場への導入に向けて-2-© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering

1．はじめに（1）背景＜速やかに実施すべき施策＞
既存ダムの洪水調節機能の強化
降雨等の予測の高度化によるダム運用の高度化

長時間アンサンブル降雨予測

出典：「気候変動を踏まえた水災害対策検討小委員会」資料-3-© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering

1．はじめにブリ ッ（2）JICEの取組み

ジBRIDGE（研究開発とSociety5.0との橋渡しプログラム）
ダム運用高度化による流域治水能力向上と再生可能エネルギー増強の加速化プロジェクト

降雨予測の活用性向上(一財)日本気象協会

試行ダムでのルール策定と検証(独法)水資源機構

国交省、ダム管理者(一財)ダム技術研究センター

高度化技術の標準仕様(一財)国土技術研究センター②対象ダムによる検証

事務局：(一財)国土技術研究センター

機構ダムでの検討(独法)水資源機構

ダム操作のルール化(一財)国土技術研究センター

その他のダム検討(一財)ダム技術研究センター③新規ダムの展開・検証
ダム操作シミュレーション検証(一財)日本気象協会

ダム操作のルール化(一財)国土技術研究センター

県の多目的ダム等の検討(一財)ダム技術研究センター

発電ダムでの検討

電源開発(株)中部電力(株)関西電力(株)九州電力(株)-4-

現場の声を反映

研究代表：京都大学防災研究所

意見交換①利用技術の深化との協議

理解促進
整備局向け、都道府県向け説明会

啓発・広報
JAPIC等における講演会© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering

1．はじめに（3）アンサンブル予測とは■アンサンブル予測：気象数値シミュレーションの課題を解決するための手段
地上約1,500mにおける気温の平年差の予測

観測値から複数の予測を算出する
予測の幅や確率情報が得られる。

観測値予測の不確実性を利用する。
予測に幅があるため長時間示せる観測値にわずかなバラツキを与えただけで、異なる予測結果（51本）を算出する

出典：気象庁資料■長時間アンサンブル降雨予測：「予測の幅を利用した2週間程度先までの降雨予測」-5-© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering

1．はじめに（3）アンサンブル予測とは

アンサンブル予測の活用例（台風進路）
51本の予測から3つのシナリオを作成(確率も算出)、最大で10日先の予測→ 雨量情報と合わせ「いつどれだけの雨量があるか」がシナリオ別にわかる
シナリオ別
確率情報

流域平均雨量(mm/3hr)

50

64030

シナリオ１50%

シナリオ２30%

シナリオ３20%20
10
007/130時

07/140時

07/15
0時

07/160時

07/170時

07/18
0時

07/190時© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering

1．はじめに（4）ハイブリッドダムとはハイブリッドダムとは、治水機能の強化、水力発電の増強のため、気象予測も活用し、ダムの容量の共用化など、ダムをさらに活用する取組みのこと。

長時間アンサンブル降雨予測 も活用

増電量の目標等を定めてダム運用高度化を本格実施することにより、脱炭素社会の実現にも貢献する
出典：「気候変動に対応したダムの機能強化のあり方に関する懇談会」資料-7-© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering

1．はじめに（5）現行のダム操作

現在、ダムの運用高度化が図られている
治水：水位を低くして、治水容量を確保したい

利水：利水容量確保のため、水位は高く維持しておきたい

長時間アンサンブル降雨予測の「予測の幅、先が見える」を活用してダム運用を より 高度化していく-8-© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering

1.

はじめに
（１）背景
（２）JICEの取組み（３）アンサンブル予測とは（４）ハイブリッドダムとは（５）現行のダム操作

2. 長時間アンサンブル降雨予測を活用するメリット（１）治水面 ～事前放流～（２）利水面 ～後期放流～（３）体制面3.

社会実装（現場への導入）のために必要なこと（１）ダム操作のルール化（２）現在の到達点～まとめ～ 長時間アンサンブル降雨予測の現場への導入に向けて-9-© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering

2．長時間アンサンブル降雨予測を活用するメリット （1）治水面 ～事前放流～
ダム運用方針：貯留水を事前に放流し、治水容量を確保する課
題：治水では水位を低下させたい、利水では空振り（大きな降雨ではなかった）を避けたい
現行

長時間アンサンブル降雨予測

１～３日先の予測を見て判断→ 放流できる時間が 短い

2週間程度先の予測も見て、早めに判断可能→ 放流時間を長く確保できる（「事前放流ガイドライン（R2.7）」に基づく操作）

治水容量
洪水調節に活用する容量

利水容量

ダム

治水容量
洪水調節に活用する容量

治水容量
洪水調節に活用する容量

事前放流

目標水位

洪水予測時

平常時

洪水予測時

平常時

治水容量
洪水調節に活用する容量

事前放流

利水容量

利水容量
ダム

ダム

利水容量
ダム

SIP第2期の成果より
課題：国家レジリエンス（防災・減災）の強化
研究開発課題名：スーパー台風被害予測システム
サブテーマ ：河川・ダムの長時間洪水予測・防災支援システムの開発-10-© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering2．長時間アンサンブル降雨予測を活用するメリット （1）治水面 ～事前放流～事前放流の開始判断を早めることができる。上位予測を見て判断する。

上位予測：複数の予測データのうち、雨量が大きいデータの予測

39時間（1.5日） ＭＳＭ（予測は1本）

凡例（MSM、GSM）
雨量実況
雨量予測上位ー 累加雨量実況－ 累加雨量予測… 基準雨量ＧＳＭ（予測は1本）
84時間（3.5日）

長時間アンサンブル降雨予測

凡例（長時間アンサンブル降雨予測）
実況雨量
上位予測による雨量
中位予測による雨量
下位予測による雨量
ー 上位48時間累加雨量
ー 中位48時間累加雨量
ー 下位48時間累加雨量
ー 実況累加雨量… 基準雨量360時間（15日間）

10月8日9時

10月13日15時に基準雨量到達-11-

使用データ：関東地方Aダムの令和元年東日本台風© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering2．長時間アンサンブル降雨予測を活用するメリット （1）治水面 ～事前放流～
事前放流の開始判断を早めることができる。上位予測を見て判断する。

上位予測：複数の予測データのうち、雨量が大きいデータの予測

39時間（1.5日） ＭＳＭ（予測は1本）

凡例（MSM、GSM）
雨量実況
雨量予測上位ー 累加雨量実況－ 累加雨量予測… 基準雨量ＧＳＭ（予測は1本）
84時間（3.5日）

長時間アンサンブル降雨予測

凡例（長時間アンサンブル降雨予測）
実況雨量
上位予測による雨量
中位予測による雨量
下位予測による雨量
ー 上位48時間累加雨量
ー 中位48時間累加雨量
ー 下位48時間累加雨量
ー 実況累加雨量… 基準雨量360時間（15日間）

10月8日9時

10月13日15時に基準雨量到達-11-

使用データ：関東地方Aダムの令和元年東日本台風© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering

2．長時間アンサンブル降雨予測を活用するメリット （1）治水面 ～事前放流～

治水機能強化
事前放流の開始判断を早めることができる。
→ 放流時間を長く確保でき、従前より治水容量を確保できる。
利水安全度向上
事前放流による目標水位は、水位の回復を考慮して下位予測を見て判断
下位予測：複数の予測データのうち、雨量が小さいデータの予測

増電放流時間を長く確保できるため、発電放流管から放流可能
従前の放流方法：短い放流時間で目標水位到達を目指すため、放流量に限りのある発電放流管は使わず、ゲート放流により水位低下を行う。

-12-© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering

2．長時間アンサンブル降雨予測を活用するメリット （2）利水面 ～後期放流～
ダム運用方針：放流方法の工夫による水力発電増大
課

題：【現行操作】次の洪水 に備え洪水後は速やかに水位を下げることが望ましい→短期間で水位を下げる→放流量に限りのある発電放流管による放流はできない＝無効放流

無効放流：水力エネルギーの有効活用という視点に立った場合、発電施設を通さずに放流すること。水力発電に利用できるのに、利用せずに放流すること。

洪水後、次の洪水の見込みがないことを確認→早急に水位低下させる必要はない、という判断が可能→発電放流管のみを使っての水位低下操作が可能（増電）-13-© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering

2．長時間アンサンブル降雨予測を活用するメリット （2）利水面 ～後期放流～
洪水後、次の洪水の見込みがないことを確認
ＭＳＭ（予測は1本）
39時間（1.5日）

凡例（MSM、GSM）
雨量実況
雨量予測上位ー 累加雨量実況－ 累加雨量予測… 基準雨量ＧＳＭ（予測は1本）
84時間（3.5日）

凡例（長時間アンサンブル降雨予測）
実況雨量
上位予測による雨量
中位予測による雨量
下位予測による雨量
ー 上位48時間累加雨量
ー 中位48時間累加雨量
ー 下位48時間累加雨量
ー 実況累加雨量… 基準雨量長時間アンサンブル降雨予測
雨量

360時間（15日間）(mm)

使用データ：関東地方Aダムの令和元年東日本台風-14-© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering

2．長時間アンサンブル降雨予測を活用するメリット （2）利水面 ～後期放流～
洪水後、次の洪水の見込みがないことを確認ＭＳＭ（予測は1本）
39時間（1.5日）

凡例（MSM、GSM）
雨量実況
雨量予測上位ー 累加雨量実況－ 累加雨量予測… 基準雨量ＧＳＭ（予測は1本）
84時間（3.5日）

凡例（長時間アンサンブル降雨予測）
実況雨量
上位予測による雨量
中位予測による雨量
下位予測による雨量
ー 上位48時間累加雨量
ー 中位48時間累加雨量
ー 下位48時間累加雨量
ー 実況累加雨量… 基準雨量長時間アンサンブル降雨予測
雨量

360時間（15日間）(mm)

使用データ：関東地方Aダムの令和元年東日本台風-14-© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering

2．長時間アンサンブル降雨予測を活用するメリット （2）利水面 ～後期放流～～後期放流時の増電におけるポテンシャルの一例～約50％増電（約800世帯分の年間消費電力に相当）
長時間アンサンブル降雨予測を活用した場合の操作水位(3,500MWh)
ー 流入量

ー 全放流量 ー 高度化運用操作した場合の貯水位 --- 現行操作による貯水位

現行と比較し50％増電■発電に利用される放流量■洪水吐からの放流量

ー 全放流量3,500MWh：一般家庭約800世帯分の年間消費電力に相当）

使用データ：関東地方Bダムの河川計画の対象となる実績洪水すべて-15-© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering

2．長時間アンサンブル降雨予測を活用するメリット（3）体制面

現場の体制の負担軽減
事前放流を強化すべきか？空振りになりそうか？
洪水がいつまで続くか？次の洪水がくるか？
渇水時にも有効（いつ、どのくらいの降雨量が期待できるか）

防災体制の立ち上げ、継続、解除＝人員のやりくりに直結
長時間アンサンブル降雨予測を見ているだけでも、「先が見える」＝「早く判断できる」メリットは明確-16-© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering1.

はじめに（１）背景（２）JICEの取組み（３）アンサンブル予測とは（４）ハイブリッドダムとは（５）現行のダム操作

2.

長時間アンサンブル降雨予測を活用するメリット（１）治水面 ～事前放流～（２）利水面 ～後期放流～（３）体制面

3. 社会実装（現場への導入）に必要なこと（１）ダム操作のルール化（２）現在の到達点～まとめ～ 長時間アンサンブル降雨予測の現場への導入に向けて-17-© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering3．社会実装（現場への導入）に必要なこと （1）ダム操作のルール化＜ルール化の重要性＞
ダム操作：河川法に基づきダム毎に策定される操作規則等に基づいて操作
操作規則等は河川管理者の承認を受ける必要あり
新技術の特徴（予測の幅の使い方）を踏まえた意志決定方法
法制度に基づかない操作を行った結果、洪水被害を助長するような事態になれば、ダムの管理責任を問われるおそれがある

新技術の社会実装には、法制度と整合性をとるという観点も検討
各ダムの操作規則等に、長時間アンサンブル降雨予測の活用を反映させる必要あり-18-© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering3．社会実装（現場への導入）に必要なこと （1）ダム操作のルール化
ダム操作の考え方：現行では様々な文書に分散している
現行

BRIDGEで目指す成果

文書名称

弾力的管理等

早期の事前放流

予備放流
事前放流

各ダム毎

操作規則

○操作細則

○

全ダム

実施要領

○

○

通達

○

○

ｶﾞｲﾄﾞﾗｲﾝ
手引き

○

○

洪水調節

後期
放流

○

○
○

各段階毎に統合

ダム操作の段階

長時間アンサンブル降雨予測を活用したダム操作ガイドライン（案）1. 総則（目的・対象・適用基準）
2. 多目的ダムの適用プロセス
操作の第1段階（素案作成）
操作の第2段階（素案作成）
操作の第3段階
操作の第4段階
操作の第5段階（素案作成）
3. 操作規則
操作規則・細則の解説
多目的ダムの操作規則（素案作成）
多目的ダムの操作細則（素案作成）-19-© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering3．社会実装（現場への導入）に必要なこと（２）現在の到達点

現在、全国100以上のダムで降雨予測情報として長時間アンサンブル降雨予測を活用している。

BRIDGEの中で新たに活用を進めているダム
只見川流域
庄川流域
吉野川流域

兵庫県
関東地方整備局

球磨川流域
長野県

川内川流域
奈半利川流域

熊野川流域

-20-

© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering3．社会実装（現場への導入）に必要なこと（２）現在の到達点

ダム管理所における長時間アンサンブル降雨予測システムの活用レベル
活用レベル1 1週間以上先の降雨開始や総雨量を把握している活用レベル2 防災体制確保に利用している活用レベル3 予測雨量を使ってダム流入量を予測する（試算）
活用レベル4

予測雨量を使ってダム操作の判断をするためのシミュレーションを実施

配信を受けているダム

BRIDGE対象ダム
で研究開発中活用レベル5 予測雨量を使ってダム操作の判断をする（試行）
活用レベル6 予測雨量を使ってダム操作を判断する（実装）-21-© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering

～まとめ～

長時間アンサンブル降雨予測の現場への導入に向けて

長時間アンサンブル降雨予測の活用は、ダムの管理にパラダイムシフトをもたらす。
「『予測が当たる、当たらない』から『予測の幅』をどう使うか」へ
ダムの高度運用を図る上でのメリットは、治水面、利水面、体制面において明確。
長時間アンサンブル降雨予測だけを見る必要はない。
各予測の特徴を踏まえて合わせて使っていく。
それでも「先が見える」メリットは必ずある。

ダム操作のルール化
社会実装

脱炭素社会への貢献
ハイブリッドダムの推進へ-22-© 2024 Japan Institute of Country-ology and Engineering

ご清聴ありがとうございました