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：流量に時間を掛けて水量へ直す
流況曲線から渇水量8 m³/sと200日流量14 m³/sを読み取ります。流量に時間を掛けると水量になります。(a)は1日24時間分を6時間で使う水量保存、(b)は運転中に不足する流量を8時間分だけ貯水池から補う計算です。
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。
出典：一般財団法人 電気技術者試験センター「令和7年度上期 第三種電気主任技術者試験」電力科目 B問題15
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
解法の原理：流況曲線と調整池の役割
運転時間外は完全に停止して貯める——これが本問の運用パターンです。
| 時間帯 | 水車 | 池の水 |
| ★6時間 | ★最大使用流量で運転 | ★減る |
| ★18時間 | ★停止 | ★流入分がすべて溜まる |
「河川の全流量を使用できる」という条件——1日に流れてきた水を、すべて発電に使うという意味です。
★32.0 m³/s
24時間ぶんを6時間で使うのですから、流量は4倍——8×4＝32 と暗算でも出せます。
貯水量は18時間ぶんの流入
★518,400 m³
停止中はまったく使わないので、入ってきた水がそのまま溜まります。
問題の解説：(a)と(b)の有効貯水容量
「200日以上発生する流量」——図の横軸200日に対応する値です。
| 日数 | 流量 | 呼び名 |
| ★200日 | ★14 m³/s | ★本問(b)で使う |
| ★355日 | ★8 m³/s | ★渇水量。(a)で使う |
流況曲線は流量の多い順に並べた図——「200日以上発生する」とは、200日目の値以上ということです。
日数が増えるほど流量は減る——200日の14 m³/s は、355日の8 m³/s より多いことになります。
必要な貯水容量
★518,400 m³
運転中は毎秒32 m³ 使うのに、入ってくるのは14 m³——差の18 m³/s を池から出すことになります。
選択肢のうち518,400 m³ 以上あるのは520,000 のみ——「最も小さいもの」という問われ方に注意してください。
残り16時間の流入は14×16×3600＝806,400 m³——使った分を回復するには十分ですから、制約になるのは運転中の不足分だけです。
⚠️ よくある間違い
(a)で時間を秒に直し忘れる——m³/s の s を意識しましょう。1日＝86,400秒 です。
(a)の貯水量を6時間ぶんで計算する——8×6×3600＝172,800。貯めるのは停止中の18時間です。
(b)で流況曲線の読み方を誤る——「200日以上発生する流量」を8 m³/s と取ると(32−8)×8×3600＝691,200 となり選択肢にありません。200日目の値は14 です。
(b)を「1日の収支」で計算する——14×24×3600＝1,209,600 m³ が入り、32×8×3600＝921,600 m³ 使う。余るので収支からは求まりません。必要なのは運転中の不足分です。
⏱️ 本番での進め方
①(a)★24時間ぶんを6時間で使う＝流量は4倍。
②(a) 貯水量は停止中18時間ぶんの流入。
③(b)★200日以上発生する流量＝200日目の値＝14 m³/s。
④(b) 必要容量＝(使用流量−流入量)×運転時間。
💡 覚え方
「池が支えるのは運転中の不足分だけ」——停止中に貯まる量ではありません。そして流況曲線は日数が増えるほど流量が減る——200日の値＞355日の値です。
調整池の日運用は平成30年度 B問題15（水力：調整池式発電所の日調整運用）、流況曲線は令和4年度下期 A問題1（水力：発電電力量比率と流況曲線）にあります。
流況曲線の読み取り方
本問は図から数値を読み取る問題——横軸が何を表すかを押さえましょう。
| 軸 | 意味 |
| ★横軸（日数） | ★「その流量以上が何日あるか」 |
| 縦軸（流量） | その日数に対応する流量 |
日付ではなく日数——1年の流量を多い順に並べ替えた図だからです。
だから右へ行くほど流量は減っていきます——355日目（渇水量）が最も少ないことになります。
4つの基準流量
| 呼び名 | 日数 | 本問の値 |
| 豊水量 | 95日 | — |
| 平水量 | 185日 | — |
| ★（本問） | ★200日 | ★14 m³/s |
| 低水量 | 275日 | — |
| ★渇水量 | ★355日 | ★8 m³/s |
本問は200日という中途半端な日数を使っています——4つの基準にこだわらず、図から読めばよいのです。
(a)は渇水量、(b)は200日の流量——どの条件で計画するかで、必要な設備が変わることを示しています。
(a)と(b)で運用が違う
同じ発電所でも、条件が変われば必要な設備が変わります——2つの小問を並べて比べましょう。
| (a) | (b) | |
| 河川流量 | ★8 m³/s（渇水量） | ★14 m³/s（200日） |
| 運転時間 | ★6時間 | ★8時間 |
| 使用流量 | ★32.0 m³/s（求める） | ★32.0 m³/s（(a)の値） |
| 問われるもの | 停止中に貯まる量 | ★運転に必要な容量 |
(a)は「貯まる量」、(b)は「必要な容量」——似ていますが、問われているものが違います。
(a)は18時間の流入をそのまま足すだけ——停止しているので使わないからです。
(b)は運転中の不足分——運転しながら流入もあるので、差を取ります。
問題文の条件を読み分けることが、この種の問題の要だと言えます。
なぜ短時間の集中運転をするのか
渇水量8 m³/s のままでは、出力が小さすぎます——1日ぶんを6時間に集めれば4倍の出力が出せるのです。
同じ水量でも、ピーク時間帯に集中させれば供給力として価値が高い——調整池を持つ意味がここにあります。
ただし水車と発電機は32 m³/s に耐える大きさが必要——設備は大きくなることになります。その費用と、ピーク供給の価値を天秤にかけて決めるのです。
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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