管理人のイエイリです。

岐阜県内で建設中の新丸山ダムは、既存の丸山ダム堤体の下流側に、新たなコンクリート堤体を積み上げるようにして建設されます。

最近は気象の激甚化で豪雨災害のリスクが増しており、施工中にダムから放流したとき、水の流れや水位、渦の発生など、複雑な水の動きを正確に把握することが欠かせません。

これまでは、ダムや河川の模型を使った「水理模型実験」が中心でしたが、現場の複雑な地形や構造を完全に再現するのは難しく、模型と実際の挙動が一致しないという課題もありました。

そこで施工者の大林組は日立パワーソリューションズ(茨城本社：茨城県日立市)、日立製作所（本社：東京都千代田区）と協力し、ダムのBIM/CIMモデルをもとに、

ナ、ナ、ナ、ナント、

3次元流体解析

を行って、複雑な水流を明らかにしたのです。（大林組のプレスリリースはこちら）

ダムのBIM/CIMデータをもとに3次元流体解析を行い、放流状態をデジタルツイン化する流れ（以下の資料：大林組）

ダム本体からの放流と、仮排水トンネルからの放流を3次元流体解析で確かめた

既設ダムと新設のかさ上げダムに加え、仮排水トンネルや下流の河道や河床などを BIM/CIMにより精密に3次元モデル化し、放流水量やゲート開度を入力しました。

その結果、放流時の水流を隅々まで3Dで明らかにした「デジタルツイン」が実現したのです。

手間のかかる模型作製も必要ないため、従来は約1年かかっていた検討作業が、

わずか約3カ月に短縮

されたのです。

さらに模型では再現しづらかった渦や跳ね返り、複雑な流速分布なども正確に把握できるため、「ここは補強した方がいい」とか、「吐口の形状を調整するべき」といった判断を確実に行えるようになりました。

施工中の安全性や下流への影響予測の精度が飛躍的に向上したため、発注者や住民への説明にも説得力が高まります。

ダム本体からの放流時に護岸付近で渦が発生することを発見

仮排水トンネル吐口部では減勢工わきの護岸に高い水位が発生

こうした大規模な流体解析は、今後、河川改修や他の大型インフラにも応用できる可能性があります。さらにリアルタイムデータと組み合わせたダムの運用支援や防災シミュレーションへの発展も期待されます。

しかし、これだけの規模で精密な3次元流体解析が行えるようになったとは、コンピューターのパワーの進化に驚かされますね。