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導入事例

光水晶式水位計による観測の高度化

光水晶式水位計は川の水位を計測したり、ダムの貯水量を計測したり、堰や水門をコントロールしたりするシステムにおいて、信頼性と実績のある水晶式水位計をベースに進化しました。

光水晶式水位計による「観測の高度化」の概要

光水晶式水位計は川の水位を計測したり、ダムの貯水量を計測したり、堰や水門をコントロールしたりするシステムにおいて、信頼性と実績のある水晶式水位計をベースに進化しました。

4つのポイント

  • 従来の水晶式水位計と同一の原理であるため堅牢・高性能・高精度です。
  • 光ファイバーのみの電線のないケーブルの採用による高い耐雷性能は、光水晶式水位計センサーへの電源供給が不要なため実現しました。
  • 光ファイバーの採用により、センサーから遠距離伝送が可能です。
  • 国が保有する光ファイバー網に直接接続することで、観測局のAC電源などの設備が不要になります。

これにより、以下が実現されます。

  • 高性能な水位計を簡単に設置することができます。
  • 光ファイバー網により遠距離でかつリアルタイム観測ができます。

観測の高度化に貢献できます

水位観測の現状は

  • 国の管理する水位を観測する装置は、数kmから十数km間隔でしか設置されていません。
  • 都道府県が管理する川ではもっと深刻で、国の管理する川よりも観測密度がさらに少なく、そもそも観測が実施されていない場合も多く見受けられます。

必要な改善策として

  • 洪水が発生するときに危険な場所の水位が判ることが必要です。
  • 大きな川の源流や支流が合流する箇所や構造物などへの水位影響等の実態を理解することが必要です。
  • 洪水が広がった時の状況を理解することが必要です。

つまり「観測の高度化(水位を図る場所の多点化)」が求められているのです。

提案:簡易水位計による観測の高度化

簡易水位計を導入することによって「観測の高度化」を実現することができます。その導入メリットは

  • 洪水が発生したときの危険な場所をリアルタイムで把握できます。
  • 市町村の首長に対して近隣の川の水位をリアルタイムで提供できます。
  • 支流が合流する場所や建造物の水位への影響をリアルタイムで把握できます。

上記はまさに「必要十分条件」といえるでしょう。しかし、社会ニーズに十分対応するためには更に下記が求められます。

  • ローコストで設置が簡単。
  • 大量に設置できること。
  • リアルタイムに情報伝達が出来ること

これらの条件を満たす「簡易水位計」が世の中で求められています。

拓和からのご提案 〜 光水晶式水位計を簡易水位計としてご活用ください

光水晶式水位計を簡易水位計として活用することによって、これまでにご説明してきた課題の解決とより高度な観測体制を実現することができます。さらにそれに加えて下記のメリットがございます。

  • 今までの水文観測管理規定(法律)で利用されてきた水位計とまったく同じ精度です(精度:±1cm)。
  • 堅牢で信頼性があります。
  • 広い範囲に点在する危険個所等の必要な地点に設置が容易です。

国の保有する光ファイバー網をそのまま活用できるのは光水晶式水位計だけです。

光水晶式水位計を用いた簡易水位観測システムの概要

  • 川の上流から下流、海の直前までの全体において点在する洪水が起こりそうな危険な場所に簡単に設置できます。
  • 水文管理規定に記載されている精度を満たす水位計と同じ性能です。±1cmの高精度です。
  • 水位を測りたい場所には光水晶式センサーと中継ボックスだけ設置します。
  • 現地にAC電源は不要です。
  • 光水晶式センサーから出力された専用信号は、データを取り込みたい事務所や出張所などに集中して設置する変換器に集められます。

光水晶式水位計を用いた簡易水位観測システム系統図(案)

  • センサー1台につき、光ファイバー1芯を使用。
  • 中継ボックスは、センサーへの大気圧導入と、光ケーブル接続を兼用。
  • 変換器は、1箇所に集約できセンサー2台分を処理するタイプもあります。
  • データはインターフェイスを介して上位システムへ伝送します。

光水晶式水位計納入システム事例(全体構成)

光水晶式水位計納入システム事例(光伝送)

  • 光幹線のある場所では光伝送方式としている。
  • 現場側に光水晶式センサーと中継ボックスのみ設置。
  • 最寄りの光幹線のクロージャにて接続。
  • 水位計変換器は出張所に設置。
  • 出張所より上位は国管理のIP伝送をもちいます。

光水晶式水位計納入システム事例(テレメータ伝送)

  • 光幹線の無い場所では、テレメータ伝送方式としている。
  • 水位計は光水晶式水位計を採用。

事例写真

センサー設置

中継ボックス設置

実績数

  • 光水晶式水位計の納入実績:440台
  • 簡易水位計(主に危険個所の水位観測)としての納入実績:22台

※ 何れも平成27年6月現在

今回ご紹介させていただきました光水晶式水位計は、弊社の長年の経験とニーズに基づく技術開発により、高精度かつ信頼性の高い水晶式水位計をベースとして、平成14年より販売しているもので、10年以上の実績を重ねている製品です。
簡易水位計という名称からは、安価で簡易な水位計とのイメージを持たれがちですが、『観測の高度化』という観点から、精度、信頼性が疎かになってはならないと考えます。したがって、水位計の専門メーカーとして、高精度で信頼性が高く、かつ水位計のみで簡易にシステム構築ができる光水晶式水位計をご提案いたします。

参考文献(資料)

  • 国土交通省 河川局河川計画課 河川情報対策室
  • 北海道開発局 建設部 河川管理課
  • 各地方整備局 水災害予報センター
  • 国土技術政策総合研究所
  • (独)土木研究所水文チーム
    『水災害の監視・予測の高度化に関する研究』
    〜体系的な予測精度向上の取り組みと情報提供技術の向上の取り組み〜