長江流域における極端な干ばつおよび「豊凶急転」の状況下で階段式水力発電所の水力利用が制約される問題に対し、本論文は西洛渡—向家坝階段式貯水池を研究対象とし、旬尺度のHEC-Res Sim連携調整モデルを構築した。平水年、50年・100年・1000年に一度の干ばつ年、及び2021年の豊凶急転典型シナリオにおいてシナリオ比較分析を実施した。結果は次のとおりである：現行規程下では干ばつ年の主洪水期（7〜8月）に集中放水が見られ、2021年の放水ピークは9月上旬に遅延し、発電出力と水力利用率が明らかに制約されている。極端干ばつ時には西洛渡及び向家坝の年間発電量が平水年比で大幅に減少した。これらの課題に対し、3種類の適応戦略を提案した：洪水限界水位の引き上げ、事前貯水、洪水限界水位引き上げと事前貯水の同時実施。シミュレーション分析の結果、1000年に一度の極端干ばつでは、戦略3により階段式電源の発電量が10億kWh増加し、戦略1・2を上回った。2021年の豊凶急転では戦略3により発電量が17億kWh増加し、放水量が大幅に削減（両貯水池の年間放水流量はそれぞれ約8,332.1m3/s及び7,617.3m3/s減少）された。戦略2も発電量増加及び放水量減少に顕著に寄与したが、戦略1は相対的に効果が限定的であった。研究は、異なる年型に対応した差別化された調整戦略が、工学的安全制約を変えずに階段式運用の効率を大幅に向上させ、極端シナリオへの適応力を強化できることを示している。

階段式貯水池;HEC-ResSim;豊凶急転;極端干ばつ;適応的調整