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理論
ダムにおいては,洪水時は洪水吐などから放流されるが,特に大きな貯水池には貯留機能があるため,これを考慮して貯水池の水位および放流量の変化を追跡することを考える.
基本式は, $\Delta t$ 時間における貯水池への貯留量は, $\Delta t$ 時間における流入量と放流量の差に等しいとおいて,以下のとおり表される.
\begin{equation}
\Delta S=(Q_{in}-Q_{out}) \Delta t
\end{equation}
$\Delta S$ | storage accumulated during $\Delta t$ |
$Q_{in}$ | average rate of inflow during $\Delta t$ |
$Q_{out}$ | average rate of inflow during $\Delta t$ |
上式は非常に簡単な式であるが,実際に解析を行うためには,以下の3種類のデータが必要となる.
- 貯水池の水位-容量曲線
- 流入量の経時変化
- 放流設備(洪水吐き)の水位-流量曲線
解析においては,上記データを用いて,貯水池への流入量・放流量を水位に換算し,ある貯水容量時の水位が,放流設備特性から求めた水位と等しくなるよう収束計算を行う必要がある.
実際の計算方法はプログラムを参照してほしい.なおこのプログラムでは自由越流式洪水吐を仮定し,越流幅,流量係数,越流頂標高はプログラム中に組み込んでいる.
プログラム
Programs
Fortranプログラム実行用コマンド
gfortran -o f90_floodr f90_floodr.f90
./f90_floodr inp_ut_hv.txt inp_ut_pmf1.txt out_ut_pmf1.txt
./f90_floodr inp_ut_hv.txt inp_ut_pmf2.txt out_ut_pmf2.txt
./f90_floodr inp_ut_hv.txt inp_ut_pmf3.txt out_ut_pmf3.txt
python3 py_fig_floodr.py
./f90_floodr fnameR1 fnameR2 > fnameW
f90_floodr | 実行プログラム |
fnameR1 | 貯水池H-Vデータ入力ファイル名 |
fnameR2 | 流入量入力ファイル名 |
fnameW | 出力ファイル名 |
貯水池H-Vデータ入力書式
vcoef
rh(1) rv(1)
rh(2) rv(2)
rh(3) rv(3)
... ...
vcoef | 容量に乗じる係数 |
rh(i) | 貯水池標高 (EL.m) |
rv(i) | 貯水池累加容量 (m3/vcoef) |
流入量データ入力書式
ELini outlet
ti(1) q_in(1)
ti(2) q_in(2)
ti(3) q_in(3)
... ...
ELini | 初期水位 (EL.m) |
outlet | 洪水吐以外の放流設備の放流量 (m3/s):一定値としている |
ti(i) | 時刻 (hour) |
q_in(i) | 平均流入量 (m3/s):洪水波形データ |
出力データ入力書式
i | 計算ステップ |
iUD | 水位上昇・降下の指標(1:水位上昇,-1:水位降下) |
ti | 時刻 (hour) |
EL | 貯水池水位標高 (EL.m) |
EL-elv | 貯水池水位誤差 (m) |
VOL | 貯水池累加容量 (m3) |
q_in | 流入量 (m3/s) |
q_out | 流出量 (m3/s) |
解析事例
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fig_ut_pmf1.png |
fig_ut_pmf2.png |
fig_ut_pmf3.png |