篠原　昇

治水と利水の両立を目指した洪水時の効率的なダム操作に関する研究

細山田得三

近年では,台風の発生や線状降水帯による急激な雨雲の発達により大雨による被害が発生している.大雨の発生件数は年々増加傾向にあり,それに伴って大規模な洪水による河川氾濫の危険性が高まっている.洪水による河川氾濫に対して,ダムにおいては洪水調節により氾濫の発生を防ぐため,ダムへ流入した水を貯めこみ,ダムから放流する量を流入量より少なくすることで洪水調節を行う.そのため,洪水時には下流の安全を確保できるように,十分にダムの空き容量を確保する必要がある.しかし,実際のダムでは空き容量を確保出来ない場合や,ダムの洪水調節能力が流入量に間に合わないことでダムのサーチャージ水位を越えることがある.その場合にはダムの安全性を確保するために緊急放流によってこれ以上ダム水位が上昇しないよう放流しなければならない.ただ,緊急放流では流入量と同じ量を放流するため,ダムによる洪水調節が行われない.この状態では流入量が急激に増加した場合でもそのまま放流しなくてはならないため,河川水深が急上昇し,河川の堤防高を越え水害が発生する恐れがある.そのため,調節が出来ない状態である緊急放流を回避し,河川水深が危険な高さに到達しないようダム操作をすることが必要である.
本研究では,ダムで水を確保する利水と氾濫時に流域から流れる水を低減させる治水を両立させ,効率的なダムの放流手法について模索することで,それに伴う河川水深の変動の評価を行った.研究方法としては,三国川ダムの測量データよりダムモデルを作成し,ダムの放流した水が河川を流れ水深と流速を出力するプログラムを作成する.なお,河川の形状は独自で川幅,河床勾配を入力した河川データを使用した.このプログラムを用いて,複数Caseでダム放流量を変更した場合にダムの水位,放流量,河川水深の検証を行った.
検証結果では,事前放流量を50m3/sから250m3/sまでの範囲でそれぞれ流し洪水到達時の放流量を統一したデータで比較したところ,事前放流量に関わらず最大の放流量によって河川の最大水深の値が上昇したことが分かった.河川水深は,放流量を変化させた場合と比べて,一定の放流量とすることで,洪水期間の総放流量が同じ操作においても,河川の水深の最大値を低減できることが分かった.