気田川水域開発篇④＜気田PS・竜山＞

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④［気田・竜山］

Ⅰ．現状
1-1　概況　利水状況・年間降水量　1-2　沿川風景
Ⅱ．増強・新設(別頁)
水量推定・開発方針・開発計画［奥気田・豊岡・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)─豊岡発電所増強─気田発電所増強[+6.1MW](→竜山発電所案[+9.2MW])─春野発電所開発・気田川秋葉ダム建設(→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)

ここ(気田発電所)も低稼働率である，，が水窪や西渡や豊岡と比較すればそこそこの50%である(→データ)。
古い()流込式で
まずは気田発電所の増強(導水と出力増強)を考えて，その後下流部の新規開発を検討する。

気田発電所(→諸元詳細) 　　　　　▲
認可最大出力：2,400kW　常時出力：960MW　発電効率74%(低い)
最大使用水量：5.009m3/s(豊岡PSと等しい）
有効落差：65.70m(損失落差：▲5.26m)
水車：２台　総出力３１４６ｋＷ
設備利用率：59.4%(2015 年実績)
流域面積：143km2
導水：
取水：気田川［気田堰堤］231.61m
放水：気田川160.65m

気田取水堰の流域面積は結構広い事が確認出来たが，稼働率は平均で5割程度とパッとしない。
気田発電所の年間使用水量推計　59.4%

出典：静岡県

出典：静岡県
豊岡発電所
2009～2017年度　平均設備利用率：21.8%

出典：静岡県

ここで，流水量に対する利用率を推計してみる。
豊岡発電所取水口(流域：73.3km2諸元)以下気田堰堤(流域：143km2→諸元)以上の流域143-73.3=69.7km2から最大5m3/sで取水して追加的に9年間で726.0-268.6=457.4百万m3を取水できてる。一年辺りの平均で5,080万m3/年である。年に2億トンというこの辺の平均から69.7km2の通過水量は1.3７億トン程度と推定されて，取水率は37.0%となる。多いのか少ないのか解らないけど参考の数値として使いたい。
水量調整出来ない流込式はこんなものかもしれない。

豊岡みたいな低稼働率ではないが，全体に投資して流域一貫開発する中で使用水量は9m3/s程度可能で，現行の5m3/s程度から倍増は狙えそうではある。

【気多堰堤】
ここも今では貯留量なしのやる気のない現状。

また気田堰堤の貯留量を色々追ったりもしたが，今(24.7時点)ではまあそこまでしなくてもいいかなあという感じ。

気田堰堤地点に貯水量ある貯水池を作りたい(現状では取水位は231mである)。ただ豊岡発電所からの放水位が233mである。
今豊岡PSの放水位が233.03mである(地図でもほぼ確かめられる)。サーチャージ水位＋2mの余裕を持たせて防水壁で240m程迄嵩上げして，発電所前で利用水深5m程取れると常時満水位238m(防災用の水位容量設定無し)と出来る。
新丸山ダム建設に伴う笠置PSの更新では常時満水位が6.5m上昇するも水路工作物の補強と防水壁の設置でなんとか対応出来る様だ(今が常時満水位より上で放水しているとして満水位以下何mでの放水かは不明・常時満水位水面下6m程？)。画像★★を見ると水車と発電機取替ってのもあるけど其処迄必要だとでらい高コストちゃうの？。。低稼働率に喘ぐ豊岡PSでどこまでやるかは課題だなぁ。。新笠置の水車・発電機取替は出力増強の為だと思いたいが。特に発電機の交換は直接関係ない筈である。
防水壁の設置と水路工作物で6.5m水面下でも行けるとなるとなかなかお洒落である♪また松二(松尾川第二発電所)では放水位が水車中心から最大6.7m上でも大丈夫だそうな(高度成長期の枯れた技術である)。水車中心と放水位の差が知りたい所である。まあ5mぐらいなら何とかなる？？出来れば水車の交換無しで行きたい。松二のシステムは水車関係なく付加出来そうではある。★★

先ずは豊岡発電所の真下の様子。上の松尾川や笠置発電所の例などを見ても放水が水面下数mならなんとか成りそうである。で，豊岡の放水位を数ｍ上昇させる余裕はありそうである。

いずれにせよ5m程度水面下に沈めても良さそうではあるが，まあ余り大きな投資は非現実的であろう。
そもそも豊岡に今でも小さいながら調整池があって，その放流水が気多発電所に届く迄の瞬時間耐久できるだけの水があれば両者を完全に連動させて調整力電源として纏めて利用出来るのである。
豊岡の調整池は極小で，しかも水量不足なので別途措置を思案しているところ(→ここ参照)であるけど，それができれば気多の投資は最小限でいいだらう。

今より2～3m程かさ上げして，気田堰堤の満水位を233～5m程度にしたい。10万m3程貯留はできそうな感じである。
235mだと今いるこの橋も含めて嵩上げが必要になりそうだけど，水面下2m程度なら放水も出来そうだし上の青線で書いた233m?は推定で，水車の放水はもっと低くて青線のレベルは234m程度かもしれない。
その場合235mなんて僅かである。
水車の交換の様なものは不要で行けるとみたい。
取水位が231mだが気田発電所迄の4.2kmを圧力トンネル化する場合，コストがどれくらい掛かるのかとか考えるとよく割らない部分はあるが，水量の増強はしたいのでどっちみち設備投資は必要である。
取水位も変えず浚渫してその土砂で埋めて一寸堰堤の位置を前に持ってきてるけどPこれで6.8万m2。利用水深4mで25万トンは行けそう。16m3/s で取水して4h20mって所。上流の京丸ダムもあるし(我が脳内にしかないけどｗ)この程度の規模感で十二分であろう。気になる点は沈砂池をもっと高くする必要がありそうってことであるが，今は剥き出しの沈砂池をその辺のダムがどうしているのか知らないけど地下式にして密封しないと235m迄サイフォン効果で水位が上がってしまって噴き出しそうである。。

【気田発電所導水案】
更に，それよりは取水を増やした方がよさそう。

以下では新規水源の開拓(上流からの導水)はこんな感じとなるか。

～杉川～　　　　▲
また杉川236m辺りから導水も出来るであろう。ストビュウだとこんな感じ。一寸した調整池の設置も可能ではないか？
調べてみると上流には53.0km2もある。上流で豊岡に取水する予定する分もあるけどそれは結局豊岡発電所経由で取水出来るし，雨量の多い地域であるし5.3m3/sぐらい行けるのでは無いか。

導水管新設：約 3.0km

欲張れば杉川の南側に熊切川がある。
これも230mちょいから取水可能。

～熊切川～

熊切川236m・ストビュウだとこんな感じ。調整池建設余地ありそうだが，そんなあちこちで池などつくられへんとなれば杉川に調整池を設けて，こちらにはそこへ流し込む感じで良い。
そもそも気田堰堤に流し込んで貯めても良い。
調べてみると28.3km2ある。2.8m3/sぐらいは行けるのでは無いか。導水管延長はこの辺から杉川迄3.2km

気田発電所の下流でも開発を考えて居る(→こちら)が，その場合も，北岸側を導水管を通した方が良さそうで，熊切川を途中で取水するという形にはなりそうにない。

また既存の流域も143km2ある。この143km2の内，53.6km2は門桁から水窪へ行くので独占出来るのは89.4km2。 9.0～12.0m3/sは行けるのでは無いか。現行5m3/s程度しか無いので増強が必要である(倍増出来よう)。

併せるとこんな感じ。

流域	水量	現行水量	面積	導水路(面積比)	発電力寄与	導水路発電力比
気田川水域	9.0m3/s(11m3/s)	5.0m3/s	89.4km2(門桁除く・京丸含む)	4.2km (21.2)	2.2MW	52.4%
杉川水域	5.3m3/s(3.3m3/s)	0.0m3/s	53.0km2(最奥部含む)	3.0km　(17.7)	2.9MW	76.3%
熊切川水域	2.8m3/s	0.0m3/s	28.3km2	3.8km　(7.4)	1.5MW	39.5%
合計	17.1m3/s	5.0m3/s	170.7km2	12.0km	6.6MW

杉川上流は豊岡発電所に送水する構想(妄想)もあるが結局気田で使う事が出来る。奥気田発電所構想(妄想)で8.8km2 程使用することもあるかなと思ったりもしたけど，現状では使わない予定。

［増強］気田発電所［水力］［DB］　　　　▲
水路式・流込式
認可最大出力：8,500kW[+6.1MW] …効率の悪い現行水車2,400kW(発電効率74%)を温存して付加するので少なめ。
最大使用水量：16.0m3/s[+10.991m3/s]
有効落差：65.70m (逸失落差：▲5.26m)
設備利用率：59.4%(2015 年実績)→？？
流域面積：170.7km2［杉川・熊切川含む(杉川・京丸川も含む)・→参照］
導水：総延長４２２１．２ｍ→10.9km (1.14) ＜気田川[気田堰堤](4.2km)＋杉川・熊切川取水口(3.5+3.2=6.7km)＞
水車：２台　総出力３１４６ｋＷ→水車：３号機１０，０００ｋW追加？
取水：気田川［気田堰堤］231.61m→気田川［堰堤増強］・杉川・熊切川240m
放水：気田川 160.65m

気田発電所で利用した水は直ぐに取水して，もう一回発電出来るであろう。

【気田川新発電所構想・竜山案】　　　▲
気田発電所(放水位：160.65m)での発電後であるが熊切川下流や不動川の水を補給しようとすると発電所は気田川沿いが良さそうだが，むしろ天竜川の竜山地区迄引っ張って行ってしまってそこで発電するとシンプルで既存の秋葉第一～第三発電所の施設を使って一気に船明迄の未利用落差(気田放水位160.65m・船明取水位57.0mの差約100m)を一気に利用出来る♪

導水は6.6kmで済む。(意外に近い。) その上，気田川の水を秋葉ダムに貯めて発電に使える。
気田堰堤等気田発電所放流水(使用水量16.0m3/s)やその取水口以下で流れ込んだ各河川の水を取水した後，から秋葉湖畔108mに新設の発電所で発電してみる。気田発電所と紛らわしいけど気田川新発電所と仮称する。

平木大橋付近

気田発電所直下で杉川の残りとも合流するのでその下の平木大橋辺り(152m)に取水堰を設置。平木大橋の北詰［すとびゅう］でEL.160m 程［地理院］である。
満水位162m程を考えてるので堤防の嵩上げなどが必要になりそう。法令上ダムのサーチャージは2mは必要である(確か)。人も住む市街地での余裕はどんな規定があるのかな。。
金川聚落も一寸低そう［すとびゅう］である(R362新気田川橋からの眺め)。国道は嵩上げして建設されているが旧道は低い様だ。水面が近い［すとびゅう］。嵩上げや閘門の設置等が必要で有ろう。
EL.160mで測って10.75haである。利用水深5m(162～157mぐらい)で50万m3程の貯水量となる。まあ大きくは無いが調圧水槽代わりにこれくらいはあってもいいだらう。この合流点には藤ノ瀬ホタル公園があって「毎年5月下旬から6月下旬にかけてホタルが観賞でき」るのだそうな。。バカすかダムを造るだけでは無く，同時に農薬の使用制限とか掛けてホタルの保護も必要であろう。ダムの悪影響とかどんなものなのだろうか。。まあ放流してるだけで自然のものではない？

防水壁を書き込むとこんな感じか。川の合流点でせき止めて気田発電所より上流で取水(赤線)の方が良いかも

流域面積163.3km2(門桁を除く平木大橋より上流)

流域面積はざっと163km2(岩井戸発電所を作るとするとちょっと(22km2程)減る)

～熊切川・不動川～
間接領域(熊切川・不動川：導水距離5.14km・／熊切川迄なら2.36km・41.7km2)

取水	導水	流域	効率
熊切川	2.36km	41.7km2	17.7
不動川	2.78km	12.1km2	4.35

水窪発電所のケースで考えても熊切川迄で良いかな～。

［私案］竜山発電所(気田川新発電所竜山案or秋葉第四発電所or瀬尻第一発電所)［→秋葉周辺開発］　　　　▲
出力：9,200kW[+9.2MW]
水量：20m3/s
落差：54m
流域：163.3-22+41.7=183km2
導水：9.0km
取水：気田川［平木堰堤］・熊切川165m
放水：天竜川［秋葉ダム］107m

とまあこれで満足してれば良いんだけど，そうはいかないのが私の悪い所である。秋葉ダムの放水量を見て見ると年間12億トンほど発電に使わず放流してしまっている。
こいつらを有効利用したいが秋葉ダムの貯水量は佐久間ダムの逆調整池という性質上それほど大きくない775万m3なのである。
これを改善する為に流れてくる方の大千瀬川や水窪川の貯留を強化するとともに，貯める方の下流の貯水量強化も課題となる。
そこで思いついたのが，朝日ダムと秋神ダムの様な兄弟ダムで貯水量倍増である。
気田川の下流に秋葉ダムと同じ満水位でダムを建設して貯水してみる。
詳細な検討は頁を改めこちらでやる。