チュートリアル/ 1つのダム

まず、簡単でわかりやすい、1つのダムのケースから考えていきます。 1つのダムを対象に最適化を行います。

使用するサンプルプロジェクト
サンプルプロジェクト	sampleProject_dam1.zip	19KB
操作手順	sampleProject_dam1.pdf	865KB

項目	値
ダム容量 (MCM)	20
初期貯水量 (MCM)	10
全流入量 (MCM)	27
流入量のピーク値 (m³/s)	500

単位

• ダムの容量や貯水量の単位として、MCM (10⁶ m³, 百万立方メートル) を使います。
• 流量の単位として、m³/s (立方メートル毎秒) を使います。

目標は、「観測所1」の流量をできるだけ小さくすることです。
DioVISTAを実行する前に、どのような答えが得られるか、次の図を使って考えてみます。

• 雨が降る前にダムには水が 10 貯まっています。
• これを雨が降る前に下流に流します（10 を下流に流します）。
• 雨が降って、水が 27 入ってきます。
• 洪水を防ぐため、ダムが満杯になるまで貯めます（20 を貯めます）。 残りは下流に流します（7 を下流に流します）。
• これらを合計すると、下流に流す量は 17、ダムにためる量は 20 です。

このように、ダムが1つの場合、最適な操作は簡単な足し算・引き算で求められます。

若干難しいのは、下流に流す量 (17 MCM) を何時間かけて下流に流すか、を決めることです。
たとえば、事前放流と洪水調整とで2段階に分け、それぞれの流量を求めることもできますが、そのようにするとピーク放流量は最小になりません。
最小化するには、流量時系列のグラフを使って次のようにします。

1. 図の点Aを仮に決めます。
2. 点Aから線分を水平に引き、ダム流入量と交わる点Bを求めます。
3. 図形OABCの面積を求めます。
4. 面積が 17 MCM より小さければ、点Aを上に移動します。逆に大きければ、点Aを下に移動します。
5. 2に戻ります。

グラフからは、点Aが200 m³/sより若干大きな値であることが読み取れます。

では、DioVISTA は、どのような答えを出すのでしょうか。

DioVISTA Dams の操作方法

1. ZIPファイルをダウンロードし、展開します。
   dam1.zip
2. DioVISTA Damsを起動します。
3. プロジェクトファイル dam1.ddzproj を開きます(メニュー > [ファイル] > [プロジェクトを開く])。
   
4. "モデル" タブに移動します。
   
5. [最適化] ボタンを押します。
   
6. ダイアログが出現します。[ケース名]を入力します (Case1)。[OK]ボタンを押します。
   
7. 数秒で最適化が完了します（画面下のダイアログに "Process terminated with exit code 0" と表示されます）。
   
8. 最適化が完了したら、 [結果表示] ボタンを押します。
   

DioVISTA は、次のような答えを出しました。

• 初期にダムの貯まっていた水は、すべて放流しました。
• 最終段階で、ダムは満杯になりました。
• ダムのピーク流入量は 1500 m³/s でした。
• ダムのピーク放流量は 208 m³/s でした。

下の図は、データをCSV出力して作成したグラフです。

先ほどの考察で示したグラフと、同じ形状のグラフが得られました。
予想通りの答えが得られました。

なお、ここでは簡単のため次の要素は省いています。

• 遅れ時間（ダム放流量が下流の水位計に到達する時間遅れ）
• 放流の原則の順守（放流量を増加させる場合の増加量の上限値）