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ここにあるのは、だれかが実際に調べ、考え、作ってきたことを集めたメモです。気になったら、ページの下の「参考にした情報源」から、もとの本や記事、それを生み出した人たちに、直接ふれてみてください。このメモには書ききれないおもしろさが、そこにあります。

川の 水の たかさは、どこから はかるの? ── 見えない「ゼロ」の ひみつ

川の水位は「どこから」測るのか ── 見えない「ゼロ」と、水面を読む3つの仕組み

河川の水位観測 ── 零点・水位標・自記水位計と、危機管理型水位計の標準仕様

分野:技術

ニュースで「川の すいいは 5メートル」と 聞いても、その 川が 5メートルも 深い とは かぎりません。すいいは、川の そこから の 深さでは ないからです。

では、なにを ゼロに して はかって いるのでしょう。水の たかさを はかる 3つの しかけと、ふだんは ねむって いる 小さな すいい計まで、見て いくと 分かります。

ニュースで「川の水位は5メートル」と聞いても、その川が5メートル深いとは限りません。水位は、川底からの深さではないからです。

では、どこをゼロにして測っているのでしょうか。基準の決め方、水面を読む3つの仕組み、ふだんは眠っている小さな水位計の工夫までを見ていくと、川を見守る数字の作られ方が分かります。

「水位」は水深ではなく、ある基準面からの水面の高さと定義される[1]。基準面は川ごとに異なりうるため、水位の数字はそのまま川どうしで比べられない[6]。

その数字は、どう測られ、どう届くのか。河川砂防技術基準、国土交通省の公募資料・報道発表・危機管理型水位計の標準仕様書、気象庁の解説を突き合わせると、零点の管理、3方式の原理、休止と観測を切り替える設計、4段階の基準水位のつながりが分かる。

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1. すいいは、ふかさ では ない

1. 「水位」は水の深さではない

1. 水位の定義 ── 基準面からの水面の高さ

すいいとは、ある きまった ところから、水面までの たかさです[1]。川の そこから の ふかさ では ありません。

たとえば、水を 入れた コップを、つくえの 上に おきます。つくえから 水面までを はかると、コップの 中の 水の ふかさとは ちがう 数に なります。どこを ゼロに するかで、数が かわります。

ただし 本当の 川では、ゼロの 場所を、みんなで きちんと きめて います。つぎの 章で 見て みましょう。

ゼロの場所で数字が変わる

国土交通省の技術基準は、水位を「ある基準面からの水面の高さ」と定めています。単位はメートルで、読み取る最小の単位は100分の1メートル、つまり1センチです[1]。

水を入れたコップを机の上に置いたとします。机の面から水面までの高さと、コップの底から水面までの深さは、別の数字になります。水位は前の測り方に近く、ゼロをどこに置くかが先に決まっています。

ただし、コップの机は例え話です。実際の川では、ゼロの位置は測量で決められています。

河川砂防技術基準(調査編)は、水位を「ある基準面からの水面の高さ」とし、河川・湖沼・貯水池・遊水地・地下水などの水文・水理現象を把握するために観測すると定める。測定表示単位はm、読み取りの最小単位は1/100 m(1cm)である[1]。

水位は水深ではない。基準面が変われば、同じ水面でも水位の数字は変わる。次節で、その基準面の取り方を確認する。

2. ゼロは、どこに あるの?

2. 川ごとに違う「ゼロ」── 零点と基準面

2. 基準面の3種類と零点高の管理 ── T.P.とY.P.

ゼロの きめ方は、大きく 3つ あります。その 川だけの ゼロ、同じ 水けいで そろえた ゼロ、そして 海の たかさを もとに した ゼロです[1]。

東京の ちかくを ながれる 江戸川えどがわでは、江戸川えどがわの 工事の ために きめた 海の たかさ(Y.P.)が ゼロです。これは、東京湾とうきょうわんの 海の たかさ(T.P.)とは ちがう ゼロで、ずれた ぶんの 数が きまっています[6]。川ごとに ゼロが ちがうので、すいいの 数だけを 川どうしで くらべる ことは できません。

ゼロの 場所は、1年に 1回 いじょう はかり なおす きまりです[1]。

基準面は3通り

基準面の取り方は、主に3種類あります。観測地点ごとの独自の基準面、水系ごとに統一した基準面、そして東京湾平均海面(T.P.)です[1]。水位標のゼロの高さは、原則として過去の最低水位以下に置くと決められています[1]。水位がゼロを下回りにくくする工夫と読めます。

江戸川のY.P.の例

関東の利根川や江戸川の水位表では、江戸川工事基準面(Y.P.)が使われています。国土交通省の利根川下流河川事務所の解説では、Y.P.とT.P.は別の基準面で、水位表の数字を読むときは基準面の表記を確かめるよう示されています[6]。ほかの川の基準面は、また別の基準です。

基準面が川ごとに違うので、「A川は3メートル、B川は2メートル」と数字だけ並べても、どちらが高いとは言えません。ゼロの高さ(零点高)は少なくとも年に1回は測り直すことになっています[1]。見えないゼロも、放っておかれているわけではありません。

基準面の取り方は主に3種類ある。観測地点独自の基準面、水系ごとの統一基準面、東京湾平均海面(T.P.)である。水位標の零点高は、原則として既往最低水位以下としなければならず、零点高は水準基標を基準に測量し、少なくとも年1回は測定する[1]。

利根川下流河川事務所の水位表の解説によれば、T.P.は東京湾平均海面、Y.P.は江戸川工事基準面で、両者は別の基準面である[6]。換算値は基準面ごとに異なり、ここでは数値を示さない。基準面が水系ごとに異なるため、水位の数値はそのまま河川間で比較できない。

3. 目もりの ぼうと、じどうの すいい計

3. 目盛りの棒と自動の水位計 ── 二重に確かめる

3. 水位標(量水標)と自記水位計 ── 値の一致を原則とする運用

川の きしには、目もりの ついた ぼうが 立って います。「りょうすいひょう」と いいます。目もりは 1センチ ごとです[1]。

この ぼうは、夜や 大雨の ときでも、目もりが よめる ところに 立てる きまりです[1]。

ふだんの すいいは、じどうで はかる きかいが はかります。こわれた ときの ほかに、ずれて いないか たしかめる ときにも、ぼうの 目もりを 見ます[1]。

目盛りは1センチ刻み

川岸に立つ目盛りつきの板や棒は、水位標(量水標)といいます。目盛りは原則として1センチ刻みです。夜間や増水時でも目盛りを正確に読み取れる場所に設ける決まりもあります[1]。

機械と目盛りで二重に確かめる

ふだんの観測は、自記水位計という機械が行います。故障したときの補いや、点検・校正のために、近くの水位標を使います。自記水位計の値は、同じ断面に置いた水位標の値と一致していることが原則です[1]。

目で読む目盛りが、機械の正しさの物差しになっているわけです。

水位観測は自記水位計または水位標(量水板)で行う。量水板の最小目盛は原則として1/100 mで、夜間や出水時にも目盛を正確に読み取れる箇所に設置しなければならない[1]。

通常の観測は自記水位計により、故障時の補完や、点検・校正には近傍の水位標を用いる。自記水位計の値は、同一横断面内の水位標の値と一致していることが原則とされる[1]。

4. 水面を はかる 3つの やりかた

4. 浮き・水圧・はね返る電波 ── 水位計の代表的な3方式

4. フロート式・圧力式・非接触式(電波式・超音波式)

1つめは「うきと おもり」です。水面に うきを うかべ、おもりと ワイヤーで つなぎ、かっ車に かけます。すいいが 上がると、かっ車が まわります。その 回った 分を きろくします[1]。

2つめは、水の おもさ(水あつ)です。水の 中に センサーを おくと、深いほど つよく おされます。その つよさで すいいを しらべます[1]。

3つめは、水に さわらない 方ほうです。水面の 真上から 電波や 音を だし、はね返って もどる までの 時間を はかります[1]。山で「ヤッホー」と さけんで、こだまが もどる 時間で きょりが わかるのと、にた 考え方です。ただし 本当は、電波や 音の 速さを つかって 計算して います。

接触型と非接触型

水位計は、水に触れるものと触れないものに分けられます。触れるのはフロート式などで、触れないのは超音波式、電波式、画像式です[2]。

浮きとおもり

フロート式は、水面に浮かべたフロートとおもりをワイヤーで結び、滑車にかけて、回転量を記録します。設置には観測井(水位を測るための井戸)が必要です[1]。

水圧

圧力式は、水深と水圧が比例することを利用します。水中に置いた圧力センサーの信号を電気に変えて、水位を求めます[1]。

電波や超音波

水面の真上に送受波器を付け、電波や超音波が水面に当たって戻るまでの時間から水位を出します。水に触れないので、水の中に機器を入れずにすみます[1]。

河川砂防技術基準の表2-3-1と国土交通省の公募資料によれば、水位計は接触型(フロート式等)と非接触型(超音波式・電波式・画像式)に大別される[2]。

フロート式は、水面のフロートと錘をワイヤーで結んで滑車にかけ、回転量を記録する。設置には観測井が必要である。圧力式は、水深と水圧が比例することから、水中の圧力センサー(半導体式・水晶式など)の信号で水位を測定する。超音波式・電波式は、水面の鉛直上方に送受波器を取り付け、水面で反射して戻る時間から水位を測定する[1]。

5. 水の ゆれに だまされない

5. 波にだまされない ── 20秒の平均

5. 観測水位の決め方 ── サンプリング間隔と平均処理

川の 水面は、風や 流れで ゆれます。ある 一しゅんだけ はかると、たまたま 高い ときや ひくい ときに あたる かも しれません。

そこで 「ききかんりがた すいいけい」と いう 小さな すいい計は、1びょうより みじかい 間かくで、20びょう いじょう はかります。そして、とつぜん とびぬけた 数を のぞいて、ならします[4]。

ゆれを ならして、すいいを 1つの 数に して いる のです。

ゆれを平均でならす

川の水面は、風や流れで細かく揺れます。1回だけ測ると、たまたま波の山や谷に当たるかもしれません。

国土交通省の危機管理型水位計の標準仕様書は、水位を「1秒以内の間隔で20秒間以上」測った平均で決めるとしています。瞬間的に出る異常値は取り除いてから平均します[4]。

20秒は、1回の観測ごとの測定時間の下限です。この仕様書は、危機管理型水位計向けの標準案で、すべての水位計に当てはまるとは限りません。

危機管理型水位計購入機器仕様書(標準案、令和8年3月版)は、水位を、サンプリング間隔1秒以内、20秒間以上の平均観測水位により決定し、瞬間的に発生する異常値を除去して平均するとしている[4]。

波や水面の揺れによる瞬間値のばらつきを、平均で抑える設計と読める。ただしこれは危機管理型水位計の標準案の規定で、河川砂防技術基準にある他の水位計の観測方法を同じ条件で束ねたものではない。

6. ふだんは ねむる、小さな すいい計

6. ふだんは眠り、水位が上がると目を覚ます水位計

6. 危機管理型水位計 ── 休止・監視・観測の3モードと標準仕様

大きな 川には たくさんの すいい計が ありますが、小さな 川には、まだ 少ない ところが あります。そこで こくどこうつうしょうは、大雨の ときに しぼった、小さくて 安い すいい計を 開はつして きました。ききかんりがた すいいけいと いいます[3]。

ふだんは ねむって いて、水が ふえて、はかり はじめる 高さを こえると、目を さまします[4]。目ざめたら、大きな 川で 10分、小さな 川で 5分、水が 急に 上がる 川で 2分ごとに はかって、数を おくります[4]。

ねむって いる おかげで、電池が 長く もちます。電池を かえずに 5年 うごく ことなどが もとめられて います[4]。

洪水のときに特化した水位計

国土交通省は、2017年12月の検討会の開催を知らせる報道発表の中で、洪水時に特化した低コストの水位計を中小河川などに入れるため、機器を小さくし、電池や通信のコストを減らした危機管理型水位計の開発を進めていると述べています[3]。

眠りと観測の切り替え

標準仕様書(令和8年3月版)では、ここで見るのは「制御型」の標準仕様です。平常時は水位の監視・観測をしないか、監視モードにとどめます。外部からの制御で監視に入り、観測を始める水位を超えると観測モードに入ります。観測とデータの送信の間隔は、大河川は10分、中小河川は5分、水位が急に上がる河川は2分が標準です[4]。「10分おき」は大きな川の場合で、川によって違います。

センサーは圧力式・電波式・超音波式から選びます。精度は、圧力式が測定範囲の最大値の±0.1%以内、電波式・超音波式が±0.3%以内です。測定範囲は標準で0〜10mなので、これに当てはめて計算すると、圧力式は約±1cm、電波式・超音波式は約±3cmにあたります[4]。電源は、化学電池なら交換なしで5年動く容量、充電できる二次電池なら5年以上の寿命が求められます[4]。

国土交通省は2017年12月14日、検討会の開催を知らせる報道発表の中で、洪水時に特化した低コストの水位計を中小河川等へ導入するため、機器の小型化と電池・通信機器等のコスト低減を図った危機管理型水位計の開発を進めるとした[3]。

令和8年3月版の標準仕様書では、センサーは圧力式・電波式・超音波式から選ぶ。精度は、圧力式が±0.1%FS以内、電波式・超音波式が±0.3%FS以内。FSは測定範囲の最大値に対する割合で、標準の測定範囲0〜10 mなら、0.1%FSは10 m×0.001=0.01 m(約±1cm)、0.3%FSは約±3cmに当たる(仕様上の精度を0〜10 mに当てはめた換算)。最小読取単位は1cm。電源は太陽電池+二次電池または化学電池で、化学電池は交換なしで5年間稼働できる容量、二次電池は期待寿命5年以上を求める[4]。

運用は、平常時は水位の監視・観測を休止または監視モードとし、外部制御で監視に入り、観測開始水位を超えると観測モードに移る。以上は「制御型」の標準仕様である。観測・送信間隔は、大河川10分、中小河川5分、水位が急上昇する河川2分が標準である[4]。「10分間隔」は大河川の標準値で、一律ではない。

7. 数が とどいた あと、どうなる?

7. 水位の数字が届いたあと ── 4つの目安

7. 基準水位の4段階 ── 水位が判断につながるしくみ

はかった すいいは、こくどこうつうしょうの「川の ぼうさいじょうほう」などで 見られます。すいいが 上がると、川ごとに きめられた 目安の 高さを こえた ことが 分かります。

目安は 4つ あります。すいぼうだんが 出動に そなえる 高さ、はんらんに 気を つけるよう よびかける 高さ、市町村長が ひなんの よびかけを 考える 高さ、そして、家が 水に つかる おそれが ある 高さです[5]。

ゼロを きめて、目もりで たしかめ、ゆれを ならして はかった 数が、この 目安と くらべられます。

水位が判断の目安と結びつく

気象庁の解説によれば、河川には基準となる水位が4つあります。水防団待機水位(水防団が出動に備える目安)、氾濫注意水位(氾濫の発生に注意を求める目安)、避難判断水位(市町村長が避難情報を出す際の判断の目安)、氾濫危険水位(相当の家屋浸水などが起こる恐れのある水位)です[5]。避難情報の名前は制度改正で変わっているので、実際に使うときは、最新の情報で確かめてください。

測られた水位は、これらの目安と比べられます。国土交通省の「川の防災情報」などで、水位のデータを見ることもできます。ゼロの決め方、目盛りとの照合、平均処理といった一つひとつの工夫が、この比べ合いの土台になっています。

気象庁の河川に関する用語解説は、水位を河川水面の高さとしたうえで、水防団待機水位・氾濫注意水位・避難判断水位・氾濫危険水位を示す。水防団待機水位は水防団が出動に備える目安、氾濫注意水位は氾濫の発生に注意を求める目安、避難判断水位は市町村長の避難情報発令の判断目安、氾濫危険水位は相当の家屋浸水等が発生する恐れのある水位である[5]。

避難情報の制度名は2021年に改正されているため、実際に使うときは最新の情報で確かめること。

8. じぶんでも、しらべて みよう

8. 自分でも調べてみたくなったら

8. 自分でも調べてみたくなったら

家で

コップに 水を 入れます。つくえの 上から 水面までと、コップの そこから 水面までを、ものさしで はかって みましょう。ゼロを かえると 数が かわる ことが 分かります。水は こぼさないように、たいらな ところで やります。

外で

橋の 近くで、目もりの ついた ぼうを さがして みましょう。川の 水には 近づかず、大雨の あとや ぞうすいの ときは 行かない ことが 大切です。おうちの 人と 行きます。

家でできること

透明なコップに水を入れ、机の面から水面までの高さと、コップの底から水面までの深さを、ものさしで測って比べてみてください。ゼロをどこに置くかで、数字が変わることが確かめられます。水はこぼさないように、平らな所で行います。

出かけてできること

川沿いの橋などで、目盛りのついた水位標を探してみましょう。川の水には近づかず、増水しているときや大雨の後は行かないでください。家の人と一緒に行きます。

公式の情報

国土交通省の「川の防災情報」などを検索すると、自分の町の川の水位が見られます。気象庁の用語解説でも、基準水位を確かめられます。

読むなら

河川砂防技術基準(調査編)の第2章第3節は、水位観測の定義・基準面・水位計の種類を扱う。危機管理型水位計の標準仕様書は、モードや精度、電源の規定を詳しく載せている。基準水位は気象庁の用語解説で確認できる。

出かけて確かめる

橋などで水位標の目盛りを探し、零点や目盛りの刻みを見る(川には近づかず、増水時は行かない)。地元の河川事務所のウェブサイトで水位表を探し、基準面の表記(T.P.・Y.P.など)を確かめてもよい。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

水位の定義・基準面・方式は国土交通省の技術基準と公募資料、危機管理型水位計は報道発表と標準仕様書、基準水位は気象庁の解説を使った。

  1. 国土交通省「河川砂防技術基準 調査編 第2章第3節 水位観測」 https://www.mlit.go.jp/river/shishin_guideline/gijutsu/gijutsukijunn/chousa/pdf/chousa_02_03.pdf (水位の定義・基準面・水位標・3方式)
  2. 国土交通省「革新的河川技術プロジェクト(第二弾)公募資料」 https://www.mlit.go.jp/river/shinngikai_blog/suiikansoku/dai03kai/pdf/doc_5.pdf (接触型・非接触型の分類)
  3. 国土交通省 報道発表(平成29年12月14日) https://www.mlit.go.jp/report/press/mizukokudo03_hh_000936.html (検討会の開催案内。危機管理型水位計の開発の目的)
  4. 国土交通省「危機管理型水位計 購入機器仕様書(標準案)令和8年3月版」 https://www.mlit.go.jp/river/shishin_guideline/kasen/pdf/kikikanrigatasuiikei-seigyo.pdf (精度・モード・観測間隔・平均処理・電源)
  5. 気象庁「気象等の知識・用語(河川)」 https://www.jma.go.jp/jma/kishou/know/yougo_hp/kasen.html (4段階の基準水位)
  6. 国土交通省 関東地方整備局 利根川下流河川事務所「水位表の基準(Y.P./T.P.)」 https://www.ktr.mlit.go.jp/tonege/suii/hyou.htm (T.P.とY.P.の換算)

なおした ところ

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