揚水発電所岩盤トンネルにおける水圧脈動の伝播

摘要

可逆式ポンプ水車を用いた揚水式発電所の設計を支配する過渡現象である水撃圧には、一般の理論では定量化できない特有の高周波水圧脈動が伴うことが知られているが、これの水路内の伝播については従来あまり関心が払われて来なかった。 それは、水路に沿って水車から離れるにつれ、この水圧脈動が一般の水撃圧と同様に減衰することが当然視されていたためと思われる。 しかしながら、一般の水撃圧がいわゆる緩閉鎖（圧力埠が水路内を往復して水圧変化を相殺するに足る程ゆるやかに流量変化する場合）に起因するのに比し、水圧脈動は、その発生源の特性上、圧力波が水路内を往復して水圧変化を相殺する以上の速さで変動するので、緩閉鎖と同じ機構の減衰はあり得ない。 この水圧脈動の大きさは経験的に水車付近の静水圧の10％程度とされるので、もし減衰せずに水路の端部に達するならば、ある所から先では通常の水撃圧よりも大きくなり、水路の設計内圧を大幅に見直す必要が生ずる。