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2021.1.4大改訂
2020.8.24作成
気田(けた)川水域水力発電所開発篇B[豊岡・岩井戸]

T.現状 1-1 概況  利水状況・年間降水量 1 -2 沿川風景  U.設備利用水量(【→参 照:水量データ】・→ 参照:水 量推計)
V.増強・新設
水量推定・開発方針・開発計画[奥気田豊岡(諸 元低稼働率について)岩井戸気田竜山・春野・光明・横山
(源流部)─奥気田発電所開発(→水窪ダム)─門桁堰堤(→水窪発電所佐久間ダム)─(岩井戸発電所開 発[+5.1MW])─豊岡発 電所増強[+1.9MW]気田発電所増 強[仮] 春野発電所・気田川秋葉ダム(→秋葉ダム周辺開発→) 光明発電所・ 遠江横山ダム・横山発電所(→天竜川船明ダム周辺開発)


先ずは諸元及び地域の年間降水量を確認。その後低稼働率の現状を分析。

現行豊岡発電所諸元

中部電力(株) 豊岡発電所[→ 気 田川現況]    
一般水力:水路式・流込式
出力 認可最大:8,100kW  常時:700kW[8.6%]←小せえ。。
最大使用水量:5.009m3/s
有効落差:212.10m (▲22.45m)
水車:2台 総出力10,000kW→ 割とデカい余力あり。
設備利用率:28.0%(2015 年度実績),24.8%(2017 年度実績)←低い。。
流域面積:73.3km2※(60km2近くは門桁・瀬戸野堰堤と被る)
導水:総延長7985.7m
取水:気 田川[豊岡堰堤](167立尺?)・大 島谷(こ こか)(3立尺?)・灰 縄沢川(10立尺?)467.58m(上部水槽はこ こ(EL.440m程)にある)
放水:石切川233.03m

何を更新したかは不明だが豊岡の現 行施設の運開は1966との事。

現況の所で色々書いたが結論は"結局,豊岡発電所の課題 は水量が足りないということに尽きるのである"であった。水を余所から引っ張って来たいと思う。
また今は水量的に同一の5.009m3/sと気田発電所豊岡発電所は完全連動しており,豊岡堰堤の様な極小の調整池ではなくもう ちょっと量があると調整電源として役立つのに,と惜しい。
この二点を課題(agenda)として見て行きたい。


〜低設備利用率に就いて〜
豊岡発電所・増強(現況のおさらい)
門桁堰堤によって気田川奥地の水量の多くは水窪発電所へ送られる。これが豊岡発電所が低稼働率の原因に成ってゐると思われる。その下流の面積は極めて小さ かった(17km2程。つまり実質的に17km2程し か無いことになる)。
更に門桁以遠は水窪ダムに積極的に貯水しに行きたいというのが拙案である。
門桁以北は水窪P/Sへの供給(というか水窪ダムでの貯留)がメインが効率的であるとすると豊岡P/Sは水窪と被らない新しい 水源を求めた方が良さそうで 有る(以下でも多少の補強をする)。

豊岡堰堤取水位標高は465m程で ある。上部水槽は EL.450m程。距離によってはもう一寸低くで取水しても大丈夫そう。
現在水量5.009m3/sに対して出力8,100kWであるが,水車の能力は10,000kWある。水量を6.1m3/s位に迄増やせ そうである。
有効落差が 200m超なので,流域面積に対して厚めの水量を積める。6.1m3/s欲しいので45.8km2程流域が欲しい。今は実質的に17km2 程し か無いので(門桁以外の場所で)追加で28km2程欲しい。こ れが目標となる。

稼働率と使用水量と発電効率(→データ)
年度
2015年
2016年
2017年
2009-17年平均
稼働率
28.0% 32.2%
24.8%
24.6%
使用水量
4,620万t
5,080万t
5,950万t
9,400万トン

異常値?っぽいのもあるが,概ね7,000万〜1億トン程度のダム通過流量(=堰堤放流量+発電使用水量)の様である。2014年の堰堤放流量0万m3は 機械の故障かなんかか? 2011年はとんでもない量が通過してるけど,濁流で指を咥えて流れていくのを見ていただけっぽい。
2015年3月なんかは効率的に(1.4百立米しか放流せずに)4.8百立米使い切って発電しているのに同じく4月や12月は何やってんだ?
めっちゃ発電量少ないのに結構放水しちまっている。。流込式で殆ど溜め込み出来ないから一気に流れる時に流れて後は川が干涸らびてたってことか??

と,そもそも今,門桁取水口にいる1m3/sの水を考える。下流のことも考えるとルートは二通り

水窪ルート:門桁取水堰→水窪発電所[1.887MW発電] (取水 位:505m)→佐久間ダム→佐久間発電所[1.144MW発電]→佐久間第二発電所[0.104MW発電]→秋葉ダム→ 秋葉第一発電所[0.45MW]→船明ダム 合計3.585MW
気田ルート:門桁取水堰→豊岡ダム→豊岡発電所[1.62MW発電] (取水 位:467.58m)→気 田発電所[0.479MW発電]→(新設発電所(竜山案):[0.8MW発電])→秋葉ダム→ 秋葉第一発電所[0.45MW])→船明ダム 合計3.36MW

である。(下で検討する新設発電所を 経由して 秋葉ダム へ流して行くルートを見切りで積むせいもあって)見かけよりは発電力に大差が付いてる訳では無いけど,水窪P取水位と豊岡P取水位の40m近い取 水位の差もあり,こちら(気田川ルート)に勝ち目はないのである。
更に(豊岡低稼働率ではあるのだが)門桁には低稼働率の水窪発電所を活性化できるというメリットがある。また必要な時に必要な電気を起こせるのが重要であ るが,水窪・佐久間・秋葉とダム を連ねる天竜川ルートの有利さは明らかである。
ということて豊岡発電所 は門桁 の水は水窪PS(それは佐久間Dで貯留される)に送るとして(出来れば水窪ダムに水を送って貯留含めトータルで水利用効率を増加させたい),豊岡には別の 水源を開拓したい。


門桁の水は水窪に譲り水窪ダム・佐久間ダムに貯留してもらうとして,石切川や杉川の流域から取水して豊岡堰堤からの常時取水に加えて行くのが順当であろ う。

水源が見つからない場合は2台ある水車を1台他所へ転用しても良さそう。その場合最大3.2m3/s・5000kWとなって必要な面積は15km2程度で 良い。以下下で図示。(図中,門桁堰堤から水窪ダムへは新設私案を意味する橙線で 描かれてるけど。直接確認出来た訳ではないけど,今では水窪発電所が停止時には導水路を使って水窪ダムに送って貯めて於けるのではないかと思っている。)


〜石切川〜
基本,気田川支流の石切川系統上流からの取水が考えられよう。

10km程度で田 京沢(466m)金 剛沢(476m)洞 木沢(466m)京 丸川(472m)玄 馬沢・杉 川(459m)辺りから取水出来る。
京丸川・洞木沢には410m程の合流点に堤高50m程のダム建設で取水口を纏めたい感じはする(→後から検討)。

これは水窪に水を集めようという作戦の桁 から水窪 ダムへの導水路を更に京丸・杉川迄伸ばす計画とぶつかる。
新規にダムを造れないなら絶対に水窪ダム迄導水して貯水出来た方が良いが,気田堰堤の ダム化が出来るなら貯 水は気田でやった方が豊岡への投資も出来て良さそうである。
杉川は遠いし小 俣川(469m)は一寸ずれるが頑張って集水したい。締めて47.9km2。4.4m3/s程集水するには恰度良い面積なので ある。

一方で洪水時に主に取水する導水路と洪水時には放流する発電取水堰とは取水性能が異なるという側面もある。棲み分けは可能かも知れず,慎重に検討していき たい。22.8末現在では門桁川上流で8.8km2分だ け取水して発電したいと思って居る。

残りは39.1km2となって実質的に17km2程し か無い現行の取水量と足すと56.1km2となって門桁方面からの取水は最低限度に出来る。
気田川上流から秋葉ダムへ直送する岩井戸発電所とも両立させられ る可能性も出てくる♪

京丸ダムってのは洞木沢と京丸川の取水を一纏めにしたもののイメージだが不効率なら別々の取水口で十分である。

気田発電所の気田堰堤での貯水量増加を考えるともう一寸放水量高くした い。上部水槽の標高を高くしつつ放 水位も上げてみたい・・。据え付け 直しと か大変そうで可能なの は松尾川方式の後付けや新丸山ダムに伴う笠 置的な 大改修かな?数mは放水位上げられ そうで はある。
まあ気田堰堤をハイダムにする為には30m以上嵩上げしたいがまあ大袈裟になるのでその辺は非現実的であろう。。

新最大水量
流域
現行からの変更・その他
玄馬沢・杉川 3.0m3/s(150%) 19.98km2 主力の取水先の一つ
小 俣川 0.6m3/s
5.45km2 ちょっと遠いが取る
京丸川〔京丸ダムで洞木沢も集約したい]
金剛沢・田京沢
2.0m3/s(83%) 18.00km2 ダム迄造るかどうかは要検討
大島谷
0.15m3/s(79%)
1.90km2 既 設・0.084m3/s(44.1%)
灰縄沢川 0.60m3/s(99%)
6.07km2 既 設・0.278m3/s(45.7%)
初沢
0.13m3/s(93%)
1.39km2
な し
豊岡堰堤 4.647m3/s
8.3km2 既 設・4.647m3/s
豊岡発電所
7.4m3/s
[10.0MW]

放水位:233.03m(BC案)
水車:2台
気田堰堤


ダム建設(BC案)EL240m

実は門桁以南という範囲で設定しても他のこちらの新設妄想案の取水口より流域面積広いようだ。主力の取水口としては残る感じである。

以上を纏めると以下の如し。
[増強案] 豊 岡発電所
出力 認可最大:8,100kW→10,000MW[+1.9MW]
最大使用水量:5.009m3/s→5.7m3/s
有効落差:212.10m (逸失落差:▲22.45m)
水車:横軸ペルトン水車ラ2台 総出力10000kW
導水路:8.21km(既設)+10.45km(新設)=18.25km(0.54)
流域面積:73.3km2※+47.9km2
放水:気田川(石切川)233.03m
取水:気田川[豊岡堰堤]、大島谷(こ こか)、灰縄沢川467.58m
田 京沢(466m)金 剛沢(476m)洞 木沢(466m)京 丸川(472m)玄 馬沢杉 川[杉川堰堤](459m)

 

現状,流込同然の豊岡堰堤の貯留量である(僅か0.8万m3…)。流域が比較的広いし,10MWの調整力になるし杉 川にもダムが欲しい所である。こ の辺(A)こ の辺(B)。最大使用水量を5.7m3/sに増やしても,10万トン程あれば5時間程もたす事が出来る。せめてこれくらいは欲しい。

小さくて済むA点で考える。更に京丸川とも比較検討。どっかに調整池を儲ければ豊岡堰堤はゲートレスにするなどの対応が出来るであろう。

杉川案 (A 案)

京丸川案

湛水面積  


流域面積

諸元
[私案] 杉川ダム[場 所
堤頂長:92m
河底標高:456m
満水位:500m
利用水深:20m
湛水面積:8.9ha
流域面積:20.3km2
有効貯水量:170万m3

[私案]京丸川ダム[場 所
堤頂長:70m
河底標高:451m
満水位:500m
利用水深:20m
湛水面積:8.9ha
流域面積:36.4km2(間接流域含む)
有効貯水量:170万m3


なんと有効貯水量が同じに出来た。
となると流域面積を広く取れる京丸案を採用する。
5.7m3/sで取水するとして82時間は持つ。
大きくは無いが,豊岡堰堤と含めて調整力の起点には出来るであろう。…と思ったが豊岡Dの 満水位は465m程度,, 満水位500mのダムなんか造ったら豊岡から水が噴出する!?

上の方で言及した桐木沢と併せる【京丸ダム(案)】

こっち側は最初から圧力トンネルで造ることにして上 部水槽の標高EL.442m程度で取水して見たい。
桐木沢と京丸川の合流点は407mなので大丈夫である。

[私案]京丸ダム[場 所
堤頂長:180m 堤頂標高:473m 満水位:468m 最低水位:445m
湛水面積:182,043m2(18.2ha) 有効貯水量:480万m3 
流域面積:47.9km (直接:17.9km2 間接:30km3)




5.7m3/sで480万m3だと234h程持つ。満水から一日4時間で60日程持つ。勿論随時水を貯めてけば良いので越冬も可能ではないか?

【岩井戸発電所構想】
京丸川や杉川水点を更に引き上げるかこちら側の従来導水路はいっそ廃止して一旦 は保留にした岩井 戸発電所(私案を実行に移しても良いのかも知れない。
重複を気にせず30km2フルで使えれば7.8MW程度にはなる。しかも発電した水は 秋葉でもう一度使える。気田経由よりは効率的かも。

豊岡堰堤始め豊岡発電所の気田川取水流域あんま機能してないよね。。(それでも年間3.5千〜6千万トン近くは取水している。)
5m3/sの最大使用水量のを100%稼働させた場合に年間の水使用量は1.57億トン程度のようである。

[私案]岩井戸発電所
出力:5,200kW
水量:2.8m3/s←(30.4-8.3)*0.1*1.4-(0.084+0.278)=2.73
落差:225m
導水:
流域:30.4km2(但し豊 岡発電所の一 次流域を含む。豊岡堰堤4.647m3/s・灰縄沢川0.278m3/sは豊岡Pへ)
取水:半 血沢入 地沢・気田川・灰縄沢・340m
放水:天竜川[秋葉ダム]108m

更に,落差や水量を豊岡と合わせて同一仕様で3台発注することでコスト削減プランも思いついた♪豊岡発電所の有効落差は212m・2台あり今約5m3/s で8.1MWで水車の能力そのものは1MWなので1台辺りの最大使用水量は約2.85m3/sと計算出来る。
その場合こんな感じとなる。
なんとほぼ気田川と灰縄沢の合流点が取水点となり,取水施設も一箇所節約できる。


[私案・改]岩井戸発電所
出力:5,100kW[+5.2MW]
水量:2.85m3/s
落差:212m
導水:
流域:23.5km2(但し豊 岡発電所の一 次流域(灰縄沢川0.278m3/s・大島谷0.084m3/s 取水)含む)+豊岡堰堤以遠8.3km2+門桁堰堤瀬戸ノ堰堤以 57km2からの水も流れては来る。
取水:半 血沢入 地沢気 田川(灰縄沢出合) 325m
放水:天竜川[秋葉ダム]108m

これは決まりだな〜♪