電 力総研 水 力あれこれ(東 北) 最上川[最上・庄内篇村山篇置賜篇
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21.7.14運開

寒河江川の水力発電

多雨地帯の月山と朝日岳を水源とする寒河江川。水発も集中立地している♪
贔屓目も強いがなかなか引き締まった陣容である☆

奥寒河江川 開発(+10.6MW)大越開発(+8.7MW)大越発電所(5.0MW)─寒河 江ダム(V=9,800万m3)─本道寺発電所(75.0MW62.5m3/s)─水ヶ瀞ダム(V=142.5万m3)大入間川導水水ヶ瀞発電所(5.0MW30m3/s・235.0m)─沼山発電所(5.1MW・13.91m3/s・放 179.67m)沼山発電所開発(+3.0MW)吉川発電所(取180.48m・ 1.6MW・11.13m3/s・放157.33m)─左沢発電所構想高松堰頭首工白岩発電所(取154.85m・0.6MW・3.67m3/s・ 121.7m)─昭和堰頭首工118m─(最上川合流[→最上川村山篇])

さて,寒河江という珍しい地名であるが,鎌倉時代初期に,公家出身ながら幕府の政所別当に任ぜられた大江広元が当 地の地頭識を得たのは確からしいが,赴任に辺り相模国寒川から人を連れてきたから(とは書いてなかったが両事実をみるとそれ絡みと解釈できるのでは?)と いう説があるようだが,もともと「さ江」と濁らなかっ た様なので,村山と最上の境川が訛ったという説も有力に感じた(ただ村山の真っ只中にある気がするが,今の村山は昔の最上で,昔の最上は今の村山だったと いう衝撃の事実[→最上川]があるそうなので,村山と最上の境界が寒河江 川でも全然可怪しくは無いのかもしれない。)。興味深い説として"「延喜式」諸国駅伝馬条にある出羽国の佐芸(さき)駅"[→コト バンク]の佐芸(さき)が由来という説もあるそうだが,それは今の鮭(さけ)川だろって説の方が有力っぽい[延喜式の駅家と駅路 最上郡から北上 して雄勝郡に入ることを避け,最上川を下り日本海側に沿って秋田城へに到達するのである:岩 手大]。またただの「栄」という瑞祥地名という詰まらない説もあった。由来に関してはこの辺参照[→「寒河江」の池名の由来]。



(最上川合流EL=84m)
~寒河江川~(左支線)

昭和堰頭首工[場 所][水土里
堤長:100m
取水位:118.0m程度

東北電力(株) 白岩発電所[水 力]…
所在地:山形県寒河江市白岩
    所有:両羽電気紡績株式会社[運開]
    明治33(1900)年6月 1日:運用開始(150kW)
    水路式・流込式
    認可最大出力:600kW      常時出力: 600kW[100%]
    最大使用水量:3.67m3/s
    有効落差:22.73m
    水車:横軸フランシス水車 出力650kW×1台
    導水路:総延長4605.2m
設備(出力増加後)
    水車:独フォイト(J.M.Voith)社製 出力652kW×1台
    流域面積:357.0平方キロメートル
    取水:寒河江川[ほぼ吉川発電所]154.85mこ れ
    放水:寒河江川121.70mこ れ?そ のようだ[ストビュウ]

>最上川水系における水力発電は1898年(明治31年)、寒河江川に白岩発電所(600キロワット)が建設されたことに始まる。[wiki]
古いから仕方がないのだろうが,ほぼ吉川発電所と連檐してるのに水量で大差が付いている。。

高松堰頭首工[場 所][水土里
堤長:77m
取水位:140.5m程度


東北電力(株) 吉川発電所[水 力
所在地:山形県西村山郡西川町吉川
運開:1919.7[ 山形電氣(株)?]
水路式・流込式
  認可最大出力:1,600kW    常時出力: 900kW[56.2%]
    最大使用水量:11.13m3/s  
    有効落差:17.88m
    水車:横軸フランシス水車 出力1700kW×1台
    導水路:総延長2923.0m
    流域面積:330km2
    取水:沼山発電所、寒河江川(こ こ?)※ 2箇所 180.48m → ※寒河江川に取水堰っぽいものがみえる[G 空撮
    放水:寒河江川[ほぼ白岩発電所]157.33mこ こ?

【左沢(あてらざ わ)発電所構想】
白岩発電所取水堰を嵩上げして,吉川放水位157mで寒河江川を堰止めて,一部貯留して高松頭首工や昭和頭首工の取水量を確保しつつ(現時点で必要取水量 不明),残りを多めに取水して左沢付近の最上川に持って行くと4.8km程度で101m で放水出来る。

20m3/s程度取れるとアツいんだけどねぇ~。こちら参照。


東北電力株式会社 沼山発電所[水 力][DB
所在地:山形県西村山郡西 川町原
運開:1925.2[ 山形電氣(株)?]  
水路式・流込式
    認可最大出力:5,100kW    常時出力:2,400kW[47.0%]
    最大使用水量:13.91m3/s
    有効落差:47.97m
    水車:横軸フランシス水車×2台 総出力6714kW[効率78.0%]
    導水路:総延長5802.8m
    流域面積:259.8平方キロメートル
    取水:(寒河江川・こ こ?)・水ヶ瀞発電所235.0m→DBによると「 (主要取水設備) 型式」の箇所に「直結」とあるので寒河江川からの水は取水せず水ヶ瀞直結?桃山直結の須 原なんかも直結と書いてあるのでそうなのか。
    放水:吉川発電所・寒 河江川(こ こ?)179.67m


上流の水ヶ瀞発電所と直結している沼山発電所なのに使用水量は随分小さくなってしまっている。。
勿論,開発が古くて水ヶ瀞の増強時にこちら迄増強出来なかったというのはあるのかもしれないけど,そのまま水を使えない理由でもあるのか?
そういう目 で見ると将に水ヶ瀞の放水位以下,沼山の放水位以上の此 処になんかある,,→ビンゴだ。。orz
山形県企業局沼山取水場だと,,

山形県企業局村山電気水道事務所 西川浄水場[場 所

村山広域水道用水供給事業
https://www.pref.yamagata.jp/502006/kurashi/kankyo/mizu/yousui/murasuimain.html
    水源:寒河江ダム(国土交通省)
    計画給水区域:山形市、寒河江市、上山市、村山市、天童市、東根市、山辺町、中山町、河北町、西川町、朝日町、大江町(6市6町)
    計画給水人口:491,800人
    計画1日最大給水量:12.25万m3/日 (→毎秒に直すと1.418m3/s)
    給水開始年月日:昭和59年7月(一部給水)、平成3年4月(本格給水)


山形県企業局沼山取水場[G 空撮
浄水場取水口?
[場 所EL195m]
西川浄水場及び沼山取水場という入札情報も引っ掛かってこれは浄水場への取水門で間違いないだらう。。
その浄水場,数mの差で沼山PSの放水位に間に合わない(沼山が高すぎる)様である。。

【沼山発電所更新】     

現況…恐らく同形式の1号機・2号機が以下の様なスペックで運行中の筈
  出力 水量 落差 水車効率
全体 5,100 13.91 47.97 0.780
各機 2,550 6.955 47.97 0.780

こんな感じに出来そう♪
  出力 水量 落差 水車効率 認可出力
新3G 4126.73 10.09 47.97 0.87 4,100
1G 3006.47 8.20 47.97 0.78 3,000
2G改 1003.78 5.71 23.00 0.78 1,000
合計   24.00     8,100
2号機は西山浄水場取水位で放水する為に扛上。


[増強私案]沼山発電所
水路式・流込式
認可最大出力:8,100kW[+3.0MW]    常時出力:2,400kW[29.6%]+大入間川導水分
    最大使用水量:24.00m3/s
    有効落差:47.97m(1・3号機) 33m(2号機)
    水車:横軸フランシス水車×2台 総出力6714kW[効率78.0%](既設)+4,200kW[効率87%](新設)
    導水路:総延長5802.8m(既設13.91m3/s)+5.8km新設(10.09m3/s)
    流域面積:282.1km2=259.8+22.3(大入間川)
    取水:水ヶ瀞発電所235.0m
    放水:寒河江川[吉川発電所](1号機・3号機)・西山浄水場導水路(2号機)179.67m



260km2より26m3/s程度は期待持てる(県西山間部故)水ヶ瀞発電所であるが寒河江ダムの水量で65m3/sを水ヶ瀞ダムV=142.5万m3で 受けて更に安定化させつつ平準化して水ヶ瀞発電所で発電して放流している様だ。
勿論下流は村山広域水道他が口を開けて水を待ってる訳だが水ヶ瀞30m3/s→沼山13.91m3/s→吉川11.13m3/s→白岩3.67m3/sと どんどん減ってしまうのは関心出来ない。
水ヶ瀞の下に調整池も無い様である。
此処は沼山以下に10m3/s程度流しつつ,水ヶ瀞から20m3/s程取水して一気に下迄持って行く発電所を構想したい。

水ヶ瀞と沼山の結節点と思われるこ こEL=235mで取水。13.2kmで最 上川104mに至る。一寸遠いけど有効落差127mに20m3/sを流せば21,100kWとなる。沼山・吉川・白岩の合計7,300kW等吹き 飛ばせる大きさである(まあそっちはそっちでサブルートして残すなり何なりすればよい。)

川の迂回の関係で最上川104m地点は本頁の配置上こちら([私案]左 沢発電所)になる。

>かつて当地に存在した電力会社・山形電気は1927年(昭和2年)、寒河江川にて水ヶ瀞発電所の建設に着手し、1929年(昭和4年)12月に完成させた。
>現在の水ヶ瀞発電所は…ダム式発電所であるが、当時はダム水路式発電所…をとっていた。発電所建物は現在の水ヶ瀞ダム(新水ヶ瀞ダム)のある位置 にあり、115.24メートルの落差と13.9立方メートル毎秒の水を利用し、最大1万2,700キロワット(12.7MW)の電力を発生することができ た。一方の水ヶ瀞ダムは現在の月山大橋の真下あたりに位置していた。当時の水ヶ瀞ダムは高さ22メートル(24.2メートルという説もある)の重力式コン クリートダムで、ダム周辺の地名をとって月山沢ダムとも呼ばれていた。

東北電力(株) 水ヶ瀞発電所[水 力]    
所在地:山形県西村山郡西川町入間
    平成2(1990)年6月:運用開始(新水ヶ瀞発電所)
ダム式・調整池式
    認可最大出力:5,000kW  常時出力:2,000kW(40%)
    最大年間発生可能電力量:24217MWH(2421万7千キロワット時)
    最大使用水量:30.00m3/s   常時使用水量:14.36m3/s
    最大有効落差:21.3m   常時有効落差:16.7m
    水車:横軸S型チューブラー(カプラン)水車 最大出力5250kW×1台
    流域面積:259.8km2
    取水:寒河江川[水ヶ瀞ダム]256.5m
    放水:沼山発電所、寒河 江川235.0m(こ こ?)

水ヶ瀞ダム(みずがとろ)(再)(旧称:新水ヶ瀞ダム)[便 覧]      
河川     最上川水系寒河江川
目的/型式 /機能    P/重力式コンクリート/寒河江ダム逆調整池
堤高/堤頂長     34m/372m
流域面積/湛水面積/満水位     259.8km2 ( 全て直接流域 ) / 25ha / 256.6m
総貯水容量/有効貯水容量     193.6万m3/142.5万m3
ダム事業者     東北電力(株)
着手/竣工     1980/1990

>寒河江ダムから取水して、地下にある本道寺発電所で発電し、その水を一旦水ヶ瀞ダムにためて調整し、水ヶ瀞ダムからは下流の河川の流量が1日平均 して流れるように放流する。
とのこと。

ここからさき,安定化した水が安定して下流に流れていく訳だが,沼山吉川の利用する10m3/s強が通常の安定化・平準化された水であ ろう。ここをなるべく沢山取りたい。

【大入間川導水】        
水ヶ瀞ダムの直ぐ脇で寒河江川に流れ込む大入間川は簡単に導水出来て下流の水ヶ瀞発電所とそれへの直結の沼山発電所(河川での取水は無いらしい)の年間発 電量を上げる事が出来る。





(東北電力株式会社 (旧) 水ヶ瀞発電所=廃止)水 力
所在地:山形県西村山郡西川町入間
運開:1929.12[ 不明 ]
ダム水路式
    認可最大出力:12,700kW
    最大使用水量:13.9m3/s
    有効落差:115.27m
    取水:寒河江川[水ヶ瀞ダム(旧)]
    放水:寒河江川

(旧・水ヶ瀞ダム[別名:月山 沢ダム]=水没)
堤高:22m

旧水ヶ瀞ダムと旧水ヶ瀞ダム発電所で12,700kWあったのが寒河江ダム・本道寺発電所・(現)水ヶ瀞ダムと(現)水ヶ瀞ダム発電所で80,000kW に増強されたと云う事らしい。
いいこんだ。

東北電力(株) 本道寺発電所[水 力]   
所在地:山形県西村山郡西川町月岡
運開:1990.6
ダム水路式・貯水池式
    認可最大出力:75,000kW   常時出力:5,300kW
    最大年間発生可能電力量:242,854MWh/年
    最大使用水量:62.5m3/s    常時使用水量:12.44m3/s
    最大有効落差:137.20m    常時有効落差:117.75m
    水車:立軸フランシス水車 最大出力77000kW×1台
    流域面積:231.0平方キロメートル
    取水:寒河江川[寒河江ダム]392.6m
    放水:寒河江川[水ヶ瀞ダム]247.0m

寒河江ダム [便覧]       
河川     最上川水系寒河江川
目的/型式     FNAWP/ロックフィル
堤高/堤頂長/堤体積     112m/510m/10350千m3
流域面積/湛水面積/満水位     231km2 ( 全て直接流域 ) / 340ha / 392.6m
総貯水容量/有効貯水容量     109000千m3/9,800.0万m3
ダム事業者     東北地方建設局
着手/竣工     1972/1990



~大越川~

東北自然エネルギー(株) 大越発電所[水力]     
所在地:山形県西村山郡西川町月山沢
運開:1984.4[ 東星興業(株) ]
水路式・流込式
    認可最大出力:5,000kW    常時出力:240kW[4.8%]←常時低い。。
    最大使用水量:6.50m3/s[1.56]
    有効落差:93.00m
    水車:横軸フランシス水車×2台 総出力5150kW[84%]
    導水路:総延長2095.5m
    流域面積:41.5km2
    取水:大越川499.4m
    放水:大越川[ほぼ寒河江ダム]402.0m


【大越開発】    
大越の奥地で開発してみる。

 [私案]湯殿山発電所
水路式・流込式
出力:6,900kW[+6.9MW](8,700kW[+8.7km2])
水量:3.0m3/s[1.63](3.8m3/s[1.61])
落差:270m
流域:18.4km2(内四ツ谷川10.0km2)(+白土谷沢5.2km2=23.6km2)
取水:四 ツ谷川石 跳川大 越沢・田代沢・(白月谷沢・他支流2箇所) 777m
放水:大越川[大越発電所]499m

更に大越発電所の上を考えると。18.4km。内,四ツ谷川分10km2は大越への新規水源となる。更に3箇所の取水口が必要となるけど白土谷沢にも足を 伸ばすと+5.0km2

四ツ谷川に加えて荒沢やワサビ沢からも取水して大越発電所の水量を増やしてみるが,2.0MW程度しか増えない上に,元々大越発電所の常時出力が十分に低 いので投資がペイする可能性低そう。。
ここは保留で。

[改良対応]大越発電所
水路式・流込式
    認可最大出力:7,000kW[+2.0MW]    常時出力:240kW
    最大使用水量:9.1m3/s[+2.6m3/s][]
    有効落差:93.00m
    水車:横軸フランシス水車×2台 総出力5150kW
    導水路:総延長2095.5m
    流域面積:41.5km2+10.0km2(湯 殿P四ツ谷川集水分)+4.0km2(荒沢・ワサビ沢導水集水分)=55.5km2
    取水:大越川[湯殿発電所]・荒 沢ワ サビ沢499.4m
    放水:大越川[ほぼ寒河江ダム]402.0m





~寒河江川~    

寒河江川の奥地の開発を検討する。
545m付近から集水しつつ14.4km移動して一気に寒河江ダム390mへ流す。落差156mとなる。

[私案]奥寒河江川発電所
出力:10,600kW[+10.6MW] (+300kW)
水量:8.0m3/s
落差:156m
流域:84.6km(+2.9km2)-5.0km2=79.6km2
導水:13.2km(+0.9km)
取水:根 子川見 附川[砂防ダム?](支線:南 俣沢=optional)・大 井沢川大 桧原川小 桧原川(上流5.0km2は新大越発電所が取水)550m
放水:寒 河江川[寒河江ダム]390m



発電所名:大井沢小水力発電所(おおいさわ)[aika][山形県] [j-W
管理運営:西川町 (県が設置後,町に譲渡)
出力(kW):49.4 
想定発電量:271MWh/Y
取水:見附川[大井沢堰幹線用水路]
開始年月:2018(H30)年11月
総事業費:2億4500万円
出典:山形県







【ちょっと強引な開発妄想 案】
寒河江川中流開発・奥大越川開発・ 奥寒河江開発

【寒河江川中流開発案】

<寒河江川中流開発1>

[私案]寒河江川第二発電所
出力:5,000kW[+5.0MW]
水量:3.2m3/s
落差:160m
流域:21.9km2
導水:第一第二計・11.14km
取水:横 岫沢水 沢川[西川第一発電所] 440m
放水:寒河江川[水ヶ瀞ダム] 256.6m


<寒河江中流開発2>   
寒河江ダムより下流の沢から取水・導水しつつ発電してみる。


[私案]寒河江第一発電所
出力:4,700kW[+4.7MW]
水量:2.3m3/s
落差:240m
流域:14.0km2(寒河江ダムの流域を6%増やせる。)
導水:横岫迄4.9km・水沢迄8.95km
取水水 沢水 沢支流横 岫(ぐき)沢本 道寺沢風 吹(かざぼこ)沢 630m
放水:寒河江川[寒河江ダム]392.6m

一寸苦しい感じもあるけどそこそこ纏まったかな?


【大 越開発】    
大越の奥地で大越発電所とへ移行して開発してみる。もっと上流から取水して棲み分 けを図る。

[私案]新大越発電所
出力:9,100kW[+9.1MW]
水量:3.4m3/s[1.66]
落差:315m
流域面積:20.4km2(内・小桧原沢5.0km2)
導水:7.5km
取水:小桧原沢シ ノマタ沢(楢山沢)北 沢大 越川(白土谷沢) 718m
放水:大越川[寒河江ダム]392.0m

当然,既設大越発電所の使用可能水量は減ってしまうので,新設(案)の 湯殿発電所の取水する四ツ谷川の水に加えて更に荒沢・ワサビ沢でも取水して大越発電所で使用してみる。
新大越が奪って直接寒河江ダムに流してしまう 15.4km2分の補填は 13km2できて,補完的に湯殿山南麓の水を有効活用出来る。


[改良対応]大越発電所
水路式・流込式
    認可最大出力:5,000kW    常時出力:240kW
    最大使用水量:6.50m3/s[1.62]
    有効落差:93.00m
    水車:横軸フランシス水車×2台 総出力5150kW
    導水路:総延長2095.5m
    流域面積:41.5km2-15.4km2(新大越取水分)+10.0km2(湯 殿P四ツ谷川集水分)+4.0km2(荒沢・ワサビ沢導水集水分)=40.1km2
    取水:大越川[湯殿発電所]・荒 沢ワ サビ沢499.4m
    放水:大越川[ほぼ寒河江ダム]402.0m

<奥寒河江開発>