水力4【電験3種 電力】流況曲線と調整池式発電所の最大使用流量・有効貯水容量を計算する！令和7年度上期 B問題15 完全解説

今回は令和7年度上期 電力科目 B問題15を解説します。流況曲線を持つ河川の全流量を使用できる調整池式水力発電所について、(a)渇水量で1日6時間運転するときの最大使用流量と貯水量、(b)1日8時間運転に必要な有効貯水容量を求める問題です。

調整池式は「1日分の流入量をためて、短時間に集中して使う」のが基本。1日の総流入量＝流量×86400秒を、運転時間で割れば最大使用流量が出ます。必要な貯水容量は「運転中の不足分＝(使用流量−流入量)×運転時間」で求めます。

出題のポイント

令和7年度上期 電力科目 B問題15：問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 電力科目 【水力】 令和7年度上期 B問題15

　図の流況曲線を持つ河川の全流量を使用できる調整池式水力発電所において、発電所の使用流量[m³/s]と調整池の有効貯水容量[m³]について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

(a) 1日単位の調整運転を行う場合、流況曲線の渇水量8m³/sにおいて、1日に6時間の運転を可能とする最大の使用流量[m³/s]と、当該時間外に調整池に流入する貯水量[m³]の組合せとして、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし、当該6時間の最大使用流量での運転以外の時間は、水車・発電機を停止して調整池に河川の全流量を貯水するものとする。

	最大使用流量[m³/s]	貯水量[m³]
(1)	22.8	410 400
(2)	28.8	518 400
(3)	34.8	518 400
(4)	28.8	410 400
(5)	32.0	518 400

(b) 流況曲線で200日以上発生する流量において、小問(a)の最大使用流量で1日8時間の運転を可能とするための有効貯水容量[m³]として、最も小さいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

（1）420 000　（2）500 000　（3）440 000　（4）460 000　（5）520 000

ポイント解説：1日の総流入量を運転時間で割る／必要貯水＝(使用流量−流入量)×運転時間

(a) 渇水量は8m³/s。1日の総流入量は 8×24×3600＝8×86400＝691200m³。この全量を6時間で使い切るので、最大使用流量は Q＝691200/(6×3600)＝691200/21600＝32.0m³/s。運転しない18時間に調整池へ流入する貯水量は 8×18×3600＝518400m³。よって(a)は(5)。

(b) 流況曲線より「200日以上発生する流量」は14m³/s。使用流量32.0m³/sで8時間運転すると、運転中の流入は14m³/sなので不足分を貯水池から補う必要がある。必要な有効貯水容量は (32−14)×8×3600＝18×28800＝518400m³。選択肢のうちこれ以上で最も小さいのは520000m³。よって(b)は(5)。（運転しない16時間の流入14×16×3600＝806400m³＞518400m³なので、充填は間に合う。）

問題の解説

STEP1　(a)1日の総流入量

渇水量8m³/s→8×86400=691200m³/日。

STEP2　(a)最大使用流量と貯水量

6時間で使い切る→Q=691200/21600=32.0m³/s。停止18時間の流入=8×18×3600=518400m³→(a)=(5)。

STEP3　(b)必要な有効貯水容量

200日以上発生する流量=14m³/s。不足分=(32−14)×8×3600=518400m³→これ以上で最小の520000→(b)=(5)。

答え：(a)-(5)，(b)-(5)

まとめ

(a)総流入量	8×86400=691200m³/日
(a)最大使用流量	691200/21600=32.0m³/s
(a)貯水量	8×18×3600=518400m³→(5)
(b)200日以上の流量	14m³/s
(b)必要貯水容量	(32−14)×8×3600=518400→最小520000→(5)

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