貯水池水面変動の水理特性と降雨流出過程を考慮したダム流入量推定技術の構築

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14750434
• Research Institution: Ishikawa National College of Technology
• Principal Investigator: 鈴木 洋之 石川工業高等専門学校, 環境都市工学科, 助手 (70342491)
• Keywords: ダム推定流入量 / 貯留型流出モデル / 同期加減算処理 / 貯水位平滑化フィルタ

Research Abstract

ダム流入量は静水位から推定される為,その推定精度は静水位の推定精度に依存する.しかし,セイシュや風による水面の吹き寄せ現象に起因した水位データ中のノイズが静水位の推定を困難にしている.一般に水位平滑化処理はダム操作の弊害となる遅れ時間をもたらす.本研究は水面振動の水理特性と流入量を規定する流出現象を考慮した流入量推定法の開発によるこれら諸問題の解決を目指しており,今回の研究ではこの手法の開発に向けて(1)ダム流域を対象にした流出モデルの比較と選定(2)計測水位から静水位を直接推定する手法の開発(3)現地計測の実施に向けた観測機器の動作確認を行った.
(1)では非線形2価貯留関数を応用した2段タンクモデル・線形の損失機構および非線形の損失機構を有する非線形2価貯留関数の3種類の流出モデルをダム流域に適用して得た計算流量と貯水位平滑化フィルタで得た推定流量との比較を行ったところ,2段タンクモデルによる計算流量と貯水位平滑化フィルタによる推定流量が非常に良く一致する結果を得た.この結果は,2段タンクモデルをシステムとしたカルマンフィルタに貯水位平滑化フィルタによる推定流量を観測値として与えることで,水面変動の水理特性と流出過程を考慮した流入量の推定が実現し得ることを示している.今後はカルマンフィルタの構築とシミュレーションによる検討を行うと共に2段タンクモデルの未知パラメータ数を減らすことが必要である.
また,セイシュ周期が分からないと適用できない貯水位平滑化フィルタの代替法として,(2)では同期加減算処理を応用した流入量推定の検討を行った.貯水位平滑化フィルタほどの推定精度は得られないが,同期加減算処理によって従来法よりも高精度の推定流入量が得られることを確認した.セイシュ周期が未知の場合には,本手法により流出モデルをシステムとしたカルマンフィルタに与える観測流量が得られる.

Research Products

• [Publications] 鈴木洋之, 河田悦子, 石田享平: "貯留型流出モデルと貯水位平滑化フィルタによるダム推定流入量の比較検討"石川工業高等専門学校紀要. 第35号. 45-50 (2003)
• [Publications] 鈴木洋之, 野口健太郎, 長谷川和義, 石田享平: "同期加減算処理を応用したダム貯水池流入量推定の検討"土木学会中部支部 研究発表会講演概要集. 159-160 (2003)
• [Publications] 野口健太郎, 鈴木洋之, 田所嘉昭: "周波数シフトと同期加減算処理を用いたトレンド成分の推定"電子情報通信学会論文誌A. Vol.J86-A, no.3. 317-319 (2003)
• [Publications] 鈴木洋之, 野口健太郎, 長谷川和義, 石田享平: "同期加減算処理によるダム貯水池流入量の推定"土木学会年次学術講演会講演概要集. (発表予定). (2003)
• [Publications] 野口健太郎, 鈴木洋之, 田所嘉昭: "周波数シフトと同期加減算処理を用いたトレンド成分検出の検討"電子情報通信学会総合大会. A-4-65. (2002)