河川の水位

水位とは

河川の水位とは、基準面から測った河川の水面の高さをいいます。
「基準面」は、水位をはかる基本ですから明確にしておく必要がありますので、その標高をそれぞれの水位観測所ごとにあらかじめ測量し、定められています。この基準面の標高を「水位標の零点高」(以下、「零点高」という。)といいます。「零点高」は、通常、東京湾の平均海面からの高さ(T.P. 「東京湾平均海面」あるいは「東京湾中等潮位」)で表示します。
水位は、「基準面」を0とし、ここから水面までの高さをはかります。
測定単位はメートル(m)とし、小数点以下2位(cm)まで表記します。

観測方法

観測方法には普通観測、自記観測があります。

(1) 普通観測

普通観測とは、水位標を目で見て行う観測をいいます。
普通観測は、現在、流量観測時や自記観測機器の点検時などにあわせて実施されています。

(2) 自記観測

自記観測とは、記録器を有した器械(自記水位計)による観測をいいます。つまり、自記紙あるいは半導体メモリなどのデータ収録装置を記録器にとりつけ、一定時間の後、記録された自記紙あるいはデータ収録装置をとりはずし、その記録を読取り整理します。水位観測所では、自記水位計とともに水位標が必ず併設されていて、水位標による観測値に一致するよう自記水位計の観測値を調整します。

観測機器は、以下に示すいろいろなタイプのものがあります。

フロート式水位計

フロートを観測井の水面に浮かべ、その上下の動きをプーリ(滑車)の回転を介して、水位計の内部機構によって水平軸の動きあるいは角度に変えて、記録して水位を知るものです。
電源が不要であるため、災害(停電)に強いという利点がありますが、他のタイプと比べると設置や維持の費用がかかることから、最近はあまり使われていません。

気泡式水位計

水中に開口した管からゆっくりと気泡を出し、その時の管内の圧力を圧力センサーで測定するものです。管内の圧力は大気圧と開口部にかかる水圧との和に等しいので、大気圧を差し引いた開口部の圧力から水位を求めることができます。
流れが速いところでは動水圧の影響を受け誤差が出やすいため、大河川ではあまり使われていません。

リードスイッチ式水位計

観測地点の水中に設置した測定柱の中に、永久磁石を内蔵したフロートが入っており、これが水位変化に追従して上下すると、1cm間隔に並べられたリードスイッチの一つが内蔵磁石の磁界によって導通状態(ON)となります。これによって水位を測定するものです。

水圧式水位計

水位の変化に伴い、水中に設置された受圧部の受ける水圧の変化を機械的に測定するか、あるいは感圧素子によって電気信号に変換して、水深を測り水位を測定するものです。
感圧素子が水晶である水晶式水位計は、高い精度が確保できることから、最近よく用いられています。

超音波式水位計

超音波送受波器を水面の鉛直上方に取り付け、超音波が水面に当って戻ってくるまでの時間を測定し、水面と超音波送受波器との距離を計測するものです。
水位を非接触で測るので、河川の上流部で流れが速く、かつ河床の変動が激しい場所などで用いられています。

観測データの精度

水位観測は自記水位計を用い、 1cm単位の分解能で行われています。
水位は、風や波の影響を受けて微小時間でもかなり上下に変動します。変動の大きさは、風速や風向さらには、流速などによって異なります。計測器は、このような微小時間の変動を消去するため、所定の時間(10秒~数10秒)で測定した多数のデータを平均化処理していますが、データによっては変動の消去が十分できていない可能性があります。

本サイトで提供している水位情報

国土交通省水管理・国土保全局、(独)水資源機構、都道府県が設置した水位計で10分ごとに観測される「テレメータ水位」のデータを提供しています。

観測所の数については『「川の防災情報」の提供情報』をご覧ください。