河川流量の観測方法
現在行われている様々な測定方法の特長を比較
河川の流量観測
流速センサーと水位センサーの使用により流量を流速と水位、河川の断面図とからリアルタイムで求める事が可能となりました。流量の算出には流速観測が重要な計測項目となります。
現在行われている
代表的な流速観測方法
流速観測の方法は現在、有人で行う方法と無人で行う方法があります。有人での測定方法は、可搬式流速計による方法と浮子(ふし)による方法、無人での測定方法は固定式流速計による方法です。それぞれの流速観測方法について図を交えて紹介します。
浮子による方法
浮子と呼ばれる浮きを橋梁から川に投下して、河川の流方向のある区間を通過する時間を計測して、その区間の平均流速を求めます。
回転式流速計(プロペラ式)
代表的な測定方法として回転式流速計(プロペラ式)やADCP (Acoustic Doppler Current Profiler)などが挙げられます。回転式流速計(プロペラ式)は船に取り付けて河川を運行しながら計測する方法です。
ADCP
ADCPは近年普及してきた方式で、水中に超音波を発信して、超音波のドップラー効果を利用して流速を測定するものになります。常時観測はADCPを片岸の水中に設置し、対岸に向けて水平方向に発射した反射波音波のドップラー効果により、横方向の流速分布を求めます。また、一時観測はラジコンボートにADCP計測センサーを取り付けて遠隔操作にて流速の計測を行う方法になります。
画像式
ビデオカメラなどにより河川の画像を撮影して、AIなどを活用した画像処理を行い流速を求めます。夜間の計測も行う場合は赤外線式カメラが用いられます。画像処理にある程度の時間がかかるためリアルタイムモニタリングにはあまり用いられていません。
電波式
橋梁などに設置して、マイクロ波のドップラー効果により、流速を計測します。水中に設置する必要がないため、漂流物などの衝突による機器の破損などのリスクが回避できます。
河川幅の広い河川には複数台設置し、場所による流速の違いに対応し、流量をより高精度に演算することが可能になります。センサーは低消費設計のため、太陽電池などで無電源地帯での運用が可能です。
流速観測方法の特長比較
スクロールすることができます
| 浮子 | 可動式 | 固定式 | |||
|---|---|---|---|---|---|
| プロペラ | ADCP | 画像式 | 電波式 | ||
| 無人での計測 |  | |  |  | |
| 悪天候での計測 | | | | | |
| 継続観測 | | | | | |
| 流量観測 | | | | | |
| 無電源地域対応 | | | | | |
| デジタルデータ化 | | | | | |
流速観測時の問題点
浮子
可搬式と同じく観測人員が必要なため、洪水時などの観測に危険が伴います。また、浮子は必ずしも直線的に流れないため、観測精度を高めるためには複数回の計測が必要になる場合があります。
可搬式
計測器を測定場所まで持って行き、観測人員が観測を行わなければならないため、継続的な観測が困難です。
ADCPなどの
水中観測
河川中の堆積物や浮遊物などの衝突による機器破損のリスクがあります。また川幅の広い河川の場合、川岸から計測が行えない場合も出てきます。
画像式
撮影範囲により、増水時の画角の問題が出る可能性があります。また、夜間観測時は赤外線カメラが必要になります。観測場所に合った解析アルゴリズムが必要になる場合があります。
電波流速計の利点
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