ダムの「総落差」の意味

ある電気の教科書を見ていたら、ダムのところに、

「取水口と放水口の標高差が総落差」

との説明がありました。
これは定義ですからそうなんでしょうけど、別のところに

有効落差＝総落差－損失水頭

とあり、さらに

発電所の理論出力＝9.8×有効落差×毎秒の水量

とありました。
でもこれだと、どうしても総落差はダムの水面と放水口の標高差と考えないとつじつまが合いません。
っで、調べてみるとどの資料でも総落差や有効落差は同様に説明されていました。

結局、以下のように考え、とりあえず納得することにしました。

ダム水面の標高が上がれば落差も発電出力も増大するけれど、
・総落差とは、最低保証落差
・上記発電所の理論出力とは発電出力の最低保証値

こういう理解でいいのでしょうか？

No.5 ベストアンサー 回答者： jkpawapuro 回答日時： 2013/07/01 06:09

最低保証って誰が誰に保証するんだ？ってところが意味不明ですが、

水位は常に変化するため便宜的に取水口の値を採用しているにすぎません。

発電出力は当然上池の水位が上がれば増えますし、下池の水位が上がれば減ります。

この回答へのお礼

ご回答有難うございます。

＞水位は常に変化するため便宜的に取水口の値を採用しているにすぎません。

私もそう思いました。
だから位置が変動しない取水口で計算するようにしたということだと思いました。
でもそういう説明が見つからず、お聞きした次第です。

ところで正確な水頭は水面の位置水頭で、
取水口の位置水頭に水面までの水による圧力水頭を加えたものですよね。

ですから最低保証という言い方はしないのかもしれませんが、
取水口の位置水頭を使ってダムの理論出力を計算すれば、
水位によって出力は増減するものの、これを下回ることはありません。

実際その本の次のところではその取水口の位置水頭(＝総落差)を使って
ダムの理論出力を計算しています。
ですから、ダムの理論出力＝ダム水位によらず最低でも得られる出力、
そういう意味だろうなあ、と思ったのです。

まあ、そういう説明は見つかりませんでしたから、
その辺も合わせてご存知の方がいらっしゃらないか聞いてみましたが、
冒頭部分のご説明を頂き、単なる便宜という意見の一致する方がおられることが分かりましたので、
とりあえずはこう理解しておこうと思います。

ありがとうございました。

お礼日時：2013/07/01 08:36

No.4 回答者： ohkinu1972 回答日時： 2013/06/30 23:55

専門家ではありませんが、

総落差は、”取水位と放水位との差”と表現される方が多いようです。

日本水力発電(株)のFAQでは”総落差とは、取水位(取水地点の水面標高)と放水位(発電所から放水される水面標高)の標高差(高低差)です。”となっています。
http://www.smallhydro.co.jp/faq.html

電源開発の資料では以下のように表現されています。
”有効格差の最大は発電所が最大出力を発生するときのダム（上部水槽）水位と放水位の総落差から損失水頭（損失係数×使用水量Ｑ2）を引いた・・・”
http://www.kkr.mlit.go.jp/river/dam/PDF/nouseiky …

また、長野県の資料でも、総落差は取水位置の水面と放水の水面差と読めます。
http://www.pref.nagano.lg.jp/kankyo/ondanka/23ji …

要は、総落差は一定ではないということでしょう。
したがってそれから求められる有効落差も一定ではないということです。
単にダムの落差が表示されたとき、ダムによってはどの水位なのかを明らかにしなければ
正確な表現にはならないと言えると思います。

この回答へのお礼

ご回答有難うございます。

私も最初は「総落差」というのは一般用語で、
定義の定まった用語ではないのか？と思いました。

しかし調べてみると、
電気の学問の世界で「総落差」と言った場合にはやはり定義が存在し、
取水口と放水口の標高差を意味するようでした。

もちろん使う方が一般用語として使っておられる場合もあり、
その場合はまたその時その時の意味になるとは思います。

お礼日時：2013/07/01 08:31

No.3 回答者： opechorse 回答日時： 2013/06/30 22:23

おのおの

取水口と放水口の圧力差が総落差で
計算すると、圧力は水深というか水頭と等しいまでは良いですよね

取水口の水圧は液面-取水口高さ
放水口の水圧は液面-放水口高さ
(原点はダムの湖底)

総落差=放水口水圧-取水口水圧=（液面-放水口高さ）-(液面-取水口高さ)
=取水口高さ-放水口高さ

要は取水口から液面までの水頭は相殺されるので無視です

この回答へのお礼

ご回答有難うございます。

総落差=放水口水圧-取水口水圧=（液面-放水口高さ）-(液面-取水口高さ)
=取水口高さ-放水口高さ

これって定義ですよね。ですから間違っていません。
もちろん発電に使えるエネルギーです。

でも発電に使えるエネルギーはそれだけではありませんよね？
上式は、取水口から液面までの水頭が相殺されるのを説明した式ではなく、
取水口から液面までの水頭を控除して取水口と放水口の落差だけを取り出した式ですよね。

お礼日時：2013/07/01 08:30

No.2 回答者： mermaid2004 回答日時： 2013/06/30 18:24

総落差＝取水口の池水面-放水口の池の水面

　　　取水口は水面に隠れているが、その池の水面である、放水口が池に潜っている場合は池の水面で要は上部の池の水面-放水口の池の水面、　但し　放水口が露出している場合は露出部までと成る


有効落差＝総落差－損失水頭　その通り正しいです、損失水頭とは水路での水と水管などとの摩擦損失です

発電所の理論出力＝9.8×有効落差×毎秒の水量　　その通り正しいです。

例えば　総落差１００ｍで水路などの摩擦損失５ｍとすると有効落差は９５ｍです、水量を毎秒１０立方メートルとし、水車と発電機の総合効率８０％とした場合は　
　　９．８×１０×９５×８０÷１００＝７，４４８ｋｗと成ります。

「ダム水面の標高が上がれば落差も発電出力も増大するけれど、・総落差とは、最低保証落差」　　違います
「上記発電所の理論出力とは発電出力の最低保証値」　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　違います　　　

この回答へのお礼

ご回答有難うございます。

＞総落差＝取水口の池水面-放水口の池の水面

「取水口の池水面」が何を意味するか分かりません。
もしかして、堰のようなものを想定されておられるのでしょうか？
それなら取水口の標高は池水面の標高に一致します。
こういう場合ばかりなら、
取水口と放水口の標高差による水のエネルギーから発電した場合の理論出力を計算すれば、
何の違和感もありません。

しかし私の教科書には、取水口が水中にあるように説明されています。
そうすると話が違ってきます。

「取水口の池水面」

といっても、取水口の標高と池水面の標高が違う訳ですから。

お礼日時：2013/07/01 08:29

No.1 回答者： TooManyBugs 回答日時： 2013/06/30 12:16

・総落差とは、最低保証落差

最低保障なんて誰も保証しませんね。
ダムの水位は常時変動しますから規模を示すのには使えません。
固定された数値としては取水口と放水口の標高差しか使えない。

・上記発電所の理論出力とは発電出力の最低保証値
最低保障がお好きなようですが位置エネルギーの大きさを示しているだけですから最大値(に近いもの)ですね。
水力発電機の効率は良くて80%程度ですから出力としてはそれ以下になります。

この回答へのお礼

ご回答有難うございます。
しかし、理論的に説明を頂かないと釈然としません。

ダムの水の水頭は位置によらず一定のはずで、
それは水面の位置水頭(厳密に言えば気圧による圧力水頭も加わりますが)に一致するはずです。

取水口は当然いつも水面とは限らず、たいてい水面下です。
ダムの水の水頭が取水口の位置の位置水頭になるのは、
そこまで水位が下がった場合でしょう。
そこまで水位が下がらなければダムの水の水頭は
必ず取水口の高さ位置の位置水頭より、水面までの水による圧力水頭が加わった分大きくなります。
そういう意味で取水口の位置水頭を最低保証と考えたのです。

ということで、エネルギーの観点で言えば、
ダムの水の水頭は、水面の高さで決まり、それは変動すると思います。
しかし取水口の位置は変動しないので、便宜的に、
その地点での位置水頭を、最低でも得られる水頭として計算に利用するする上での基準値としたのではないか？
と推定しました。

以上の考え方のどこがおかしいのかご教示頂けたらと思います。

お礼日時：2013/06/30 13:29