第 ２章 水文・水理觀測 目 次
第 1 節 總説 ... 1
2014年 4 月 版
第 2 章 第 1 節 － 1 第2章 水文・水理觀測
第1節 總説
＜概說＞
本章說明進行河川．砂防相關規畫與管理，需實施降雨量、水位、流量、地下 水與相關水文氣象要素之觀測，乃結果之整理與分析等所必要的技術事項。
本章所討論的水文、水理觀測可分為以下3個範疇。本章各節針對這3種範疇(含次範疇則為4種) 之關係在第 3)說明。
．範疇１：基礎與泛用的觀測 ．範疇２：特定目的的觀測
．範疇３：綜合觀測 3.1 河川水流的綜合掌握 3.2 河川．流域的水循環掌握
又，調查編這些範疇區分主要出現在觀測很重要的本章，以及 第21章 海岸調查這兩章。此外
，有時一個觀測所所實施的觀測橫跨好幾個範疇，因此沒必要規定一個觀測所只能實施一個範疇的 觀測。
1) 範疇說明
ａ) 範疇1：基礎、泛用觀測
此為泛用目的而累積之水文、水理量相關基礎資訊所進行的觀測。其特徵如下。
． 降水量、水位、流量等個別水文與水理量為對象，確實掌握這些項目為第一目的。
． 基本原則是確保對應該水文．水理量觀測法單獨所需之精度。
． 資訊之累積，以便日後廣泛活用。
． 累積統計資料用的數據作為代表性的活用，需重視長期持續實施、方法一貫、全國 構成觀測網的必要性。
． 一致性的精確度管理，確保精確度與可靠性能滿足一定條件的均質資訊。
． 觀測法應重視可靠性．確實性．堅固性。
． 觀測方法之技術改良，基本上應進行慎重的檢證，階段性的改善，逐步推動。
． 許多觀測實施方法都已有相關法律與業務規程（國土調查法、氣象業務法、水文觀測業務 規程等）規定。
此外，為了避免災害造成儀器缺測等不可預料之情事，特別是基礎與泛用觀測機器應擬定雙重 觀測或儀器被洪水淹沒等適宜的對策。
b) 範疇2：特定目的觀測
為了特定目的之水文、水理量的觀測。其「特定目定」係指「要進行某一個別技術判斷」或 「要取得某種個別技術資訊」等等。例如，水防活動等時，為了有效實施確實之警報或早期避難
第 2 章 第 1 節 － 2
，必須掌握特定場所之降雨量、流速、洪水水位、氾濫水位等，而測定河道內洪水流、洪水氾濫 、淹水、海嘯、土石流等痕跡位置之空間分佈。其特徵如下：
． 因為目的不在於廣泛活用，基本上應配合目的實施。
． 配合個別目的採用最佳觀測方法。觀測的實施方法可機動選擇。
． 採取比較先進的觀測方法或觀測結果之利用方法。
． 觀測數據之累積方法，可因應各別目的進行之。
c） 範疇３：總合觀測
非對單一場所、單一種類的水文與水理量觀測，而是以一定期間、一定範圍內複數地 點與複數種類的水文、水理量為對象，為瞭解整體或系統水理現象之相互關係為目的
，然後以搭配綜合性或整合性觀點地實施觀測。
本章所討論之水文、水理觀測，如下２種次範疇。
① 範疇３.１：河川流動的綜合性掌握
主要目的乃是藉由分析觀測數據與水理相關考察，從水理系統的角度掌握一定範圍內 河川
水流狀況。一般綜合觀測對象包括水位、流速、流量。其特徵如下：
・基本上並非針對水位與流量之單一種類的水文、水理量進行觀測，而是在多處地點同時 觀測對象流水特徵之多種水文、水理量，而且必須在一定時間內多時點的實施，以掌握 所取得水文、水理量數據之相互關係。
・觀測對象的水理量，乃是由觀測對象之水流及支配該水流的水理系統所決定。
・觀測與分析結果，可利用範疇１等方法，進行比直接觀測更高頻度的觀測。
・範疇３.１乃是從整體或雙向角度掌握觀測與水理分析。範疇３.１觀測之適用，大多從 綜合流水特徵掌握之河川區間角度，決定其觀測內容。
・和水位與流量之間無水理系統相互作用關係的降雨量，通常不列入範疇3.1觀測對象。
・將河床變動或流砂量納入水理系統構成要素而設計觀測方法的情形也有。
範疇３.１的具體說明，參照本章第７節河川流動的綜合性掌握。
② 範疇３.２：河川．流域的水循環掌握
範疇３.２之觀測，基本上主要是了解從降雨、蒸發散、滲透、地下水流動、流域流 至河川之降雨流出、河川之水流、河川與地下水出入等自然體系之水循環，必要時也可納 入經由自來水道、工業用水道、下水道、農業用排水道而流入之人工體系之水循環，綜合 掌握對象河川流域內水循環過程。對象之掌握，視必要也可纳入適當時間尺度之水收支觀 點。與範疇3.1之觀測相同，各別的水文、水理量觀測須定位在掌握水循環狀況之整體目的 之中，掌握其相互之關係。因此，相對於範疇３.１將對象河川區間之水理系統作為設計時 的基軸，範疇３.２則以對象河川流域水循環作為基軸。
第 2 章 第 1 節 － 3
範疇３.２之具體說明，參照本章第８節河川、流域之水循環觀測。
２）水文、水理觀測各範疇的定位及相互關係
水文、水理觀測，範疇１的目的在於建立可供國土管理綜合參考的基礎數據資料。範
疇２的目的在於達成特定目標。範疇３．１與３．２目的在於掌握各自對象區域內的水理系統或水 循環狀況。但這些範疇如圖2-1-1所示，有些彼此重疊，並具有相互補足關係。比如，範疇１之觀測 結果，可活用於範疇２、３．１、３．２之觀測，並且也可透過範疇２觀測得到之新觀測手法，改 善範疇１的觀測法。範疇２結果有時似乎也可納入範疇３．１或３．２之觀察內容。此外，範 疇３．１之觀測結果也可補足範疇１之有用資訊。因此，進行水文、水理觀測應有意識的
了解該等觀測屬於哪種範疇，掌握不同範疇所造成的基本性格差異，注意不同範疇的相互補足關係，
保持可活用於其他範疇的彈性，如此就能提高該等觀測的定位，更適宜且更有效率地進行觀測及其 結果的活用。
圖2-1-1 3種範疇之間的相互關係
３）本章各節與各範疇之關係
表2-1-1顯示本章各節與水文、水理觀測各範疇的關係。此外，針對範疇２之特定目的觀測，
只能配合個別目的設定觀測法，而無法事先設定目的，因此未另闢章節。
3.1 河川水流的綜合掌握 3.2 河川、流域水循環掌握
第2章 第1節 – 4
表2-1-1 水文、水理觀測各範疇與第2章各節之關係
章節 章節標題
範疇－１
【基礎・泛用觀測
】
範疇－２
【特定目的觀 測】
範疇－３
【綜合觀測】
範疇- 3.1
【河川水流的綜合 性掌握】
範疇- 3.2
【河川・流域的水 循環觀測】
第 2 節 降水量觀測 ◎ ※ ※
第 3 節 水位觀測 ◎ ○、※ ※ ※
第 4 節 流量觀測 ◎ ※ ※ ※
第 5 節 水文資料的整理・保存與品質管理 ◎ ※
第 6 節 地下水觀測 ○ ○ ○、※
第 7 節 河川水流的綜合性掌握 □ ◎
第 8 節 河川・流域的水循環觀測 □ ◎
（凡例）
◎：該節主要處理的範疇
○：該節部分處理的範疇
※：該節具備該範疇能活用的觀測方法、分析法、整理法等。
□：為充實精度昇等觀測之補充資訊。
第2章 水文、水理觀測 第2節 降水量觀測 目 次
第 2 節 降水量觀測 ... 1
2. 1 總說 ... 1
2. 2 降水量觀測方法 ... 1
2. 3 自記雨量計觀測 ... 2
2. 3. 1 地上雨量觀測所的配置 ... 2
2. 3. 2 地上雨量觀測所設置場所的選定 ... 4
2. 3. 3 地上雨量觀測所應有的設備 ... 5
2. 3. 4 觀測所登記簿 ... 6
2. 3. 5 地上降水量觀測 ... 6
2. 4 雷達雨量計觀測 ... 8
2. 4. 1 雷達雨量觀測所配置及設置場所之選定 ... 8
2. 4. 2 雷達雨量觀測所應有之設備 ... 10
2. 4. 3 觀測所登記簿 ... 10
2. 4. 4 雷達雨量觀測 ... 11
2. 4. 5 雷達雨量觀測所維護與管理 ... 14
2. 5 氣象水文要素之相關觀測 ... 15
2014 年 4 月 版
第2章 第2節－1 第 2 章 水文、水理觀測
第2節 降水量觀測 2. 1 總說
＜概說＞
本節說明降水量與相關氣象水文要素觀測所需技術性事項。
降水指從大氣往地面降落之水。一般分為降雨與降雪。
降水量乃是某時間內抵達地表水平面（或地表水平投影面）的降水量，同時也是降水累積在平面上的 假想深度。測定單位為 mm。
降水量觀測乃是河川、砂防計畫立案、推動工程、設施維護管理、環境整備與保全、洪旱水患等因應 之最基本調查項目之一。
此外，近年來地球暖化帶動氣候變化所造成的洪水與旱季等影響之疑慮，為解決暖化等影響的對策，
須確保長期且品質穩定的觀測數據。
本節主要處理內容乃是本章 第 1 節 總說 所說明 3 種範疇之中的範疇 1（參照 表 2-1-1）。
依此取得的降水量觀測值之查、數據整理、保存等，依本章 第 5 節水文資料之整理、保存與品質管理 辦理。
＜相關通知等＞
1） 國土調查法，2014 年 6 月 1 日，法律第 180 號，最終修訂：2013 年 6 月 14 日法律第 44 號。
2） 氣象業務法，2015 年 6 月 2 日，法律第 165 號，最終修訂：2011 年 6 月 24 日法律第 74 號。
3） 水文觀測業務規程，2002 年 4 月 22 日，國河環第 6 號，國土交通事務次官通達。
4） 水文觀測業務規程細則，2014 年 3 月 20 日，國水情第 45 號，國土交通省水．管理保全局通達。
5） 河川砂防技術基準計畫編，2004 年 3 月 30 日，國河情第 13 號，國土交通省河川局長通達。
6） 河川砂防技術基準維持管理編（河川編），2013 年 5 月 31 日，國土交通省水管理．國土保全局。
7） 地上氣象觀測指針，2002 年，氣象廳，氣象業務支援中心，第 7 章 降水量與積雪．降雪深度之觀 測 7．2．3 觀測條件 p.53。
＜參考資料＞
本節所未規定之降水量觀測詳細要領，可參考下列資料。
1） 國土交通省監修，（獨）土木研究所編著：水文觀測，第 2 章 降水量觀測，全日本建築技術協會，
2002。
2. 2 降水量觀測方法
＜標準＞
降水量觀測標準採用自記雨量計（配備自動記錄裝置的雨量計）之地上雨量觀測。
為準確評估面的降水量分布，採用雷達雨量計觀測時，應搭配自記雨量計觀測。
第2章 第2節－2
＜例示＞
未佈建降雨觀測網的離島與海上，目前有為地上雨量計觀測網不足之發展中國家等開發人造衛星搭載 雷達或微波放射計，藉此觀測取得衛星雨量數據，補充雨量站網之不足。衛星雨量通常是運用複數衛星，
固定時間間隔蒐集所觀測數據，統計後提供做複合產品。比如，JASA（日本太空總署）的 GSMaP 與 NASA
（美國太空總署）3B42RT，都屬這種系統。運用這種系統須先了解，其所提供數據和自記雨量計所取得的 地上雨量數據不同之特性。
＜參考資料＞
衛星雨量特徵及利用時相關課題，參考下列資料。
1） 深見和彥，小澤剛，猪㑨広典：日本河川情報技術對國際的貢獻 運用衛星觀測雨量的洪水預測技 術現狀與課題，河川，pp 63-68，2010。
2. 3 自記雨量計觀測
＜概說＞
降水量觀測重點在於掌握河川流域內的降水量分布及其定量降水，有必要依本節 2.3.1 地上雨量觀測所 配置所示，之適宜密度配置的地上雨量計進行觀測。
此外，從雷達雨量計掌握面狀分節雨量精確管理的觀點，地上雨量計觀測亦屬重要。
特別是，降水量觀測結果為既往河川計畫的基本資料，未來仍用來持續運作的觀測所，應優先持續進 行觀測。
又，降水量觀測應依據氣象業務法實施。
＜相關通知等＞
1） 氣象業務法，2015 年 6 月 2 日，法律第 165 號，最終修訂：2011 年 6 月 24 日法律第 74 號。
2） 水文觀測業務規程，2002 年 4 月 22 日，國河環第 6 號，國土交通事務次官通達，第 3 章 觀測。
3） 水文觀測業務規程細則，2014 年 3 月 20 日，國水情第 45 號，國土交通省水．管理保全局通達，
第 3 章 觀測之實施。
2. 3. 1 地上雨量觀測所的配置
＜必須＞
設有自記雨量計的地上雨量觀測所，須適當配置，以建立河川規畫與管理的適當觀測網。
＜標準＞
第2章 第2節－3 自記雨量計應依據下列基準，進行標準化設置。
1）觀測對象區域依平均降水狀況大致相同的區域予以區分，每區域配置一處觀測所。
2）但若難以劃分平均降水大致相同的區域，可大約地將觀測對象區域每 50km2 劃為一區，每區設置一 處觀測所。
3）為管理河川構造物、確保陡坡安全的降水量觀測，可不受上記基準限制，必要時得個別設置自記雨 量觀測所。
4）氣象廳之觀測數據，屬性與品質可適用於河川計畫、管理目的的降雨量觀測數據，應納入考量，進 行觀測網檢討。
＜例示＞
從「流出分析」的角度，計算單位流域平均降水量（面積雨量）之精度掌握，相當重要。為能運用雷 達與密集地上雨量計，掌握該等流域面的降水量分布特性，應設置能精確掌握流域平均降水量的觀測網。
若手邊無可掌握面的降水量分布特性之資料，也可針對流域面積與雨量計密度，簡易推定能掌握面積雨量 之觀測精確度。如橋本（1977）的研究案例。
根據橋本的研究，面積雨量之降水量觀測誤差可用下列公式表示。
在此，σ ： n 個觀測所所取得的觀測值標準偏差 µ ： ″ 平均值 e s ： 標準誤差 （＝σ／√n）
C v： 變異係數 （＝σ／µ）
E s ： 標準相對誤差
變異係數 C v 會因為降雨特性與流域特性（大小、地形）而有差異。
根據上列公式與利根川流域一次下雨連續雨量所取得的 C v 實測值，掌握雨量觀測處數與觀測誤差之關 係，如圖 2-2-1。由此圖可以看出，流域面積超過 1,000km2時，以 50 km2設 1 台雨量計的密度，能將一次下 雨連續雨量之面積雨量誤差壓縮在 10％左右以內。流域內降水分布相關資訊欠缺時，可大致平均配置雨量 計，上列公式乃是以此為前提條件得到的結果，但這也顯示，進行支流與中小河川管理時，輔助進行雷達 雨量之重要性。
第2章第2節-4
＜參考資料＞
自記雨量計之設置密度與面積雨量之精確度、可信度之關係，參考下列資料。
1) 橋本健：依標本計畫法進行面積雨量之精確度及可信度評估相關研究，土木研究所報告，No149
，1977.
2. 3. 2 地上雨量觀測所設置場所的選定
＜標 準＞
＜相關通知等＞
1) 地上氣象觀測指針，2002年，氣象廳，氣象業務支援中心，第 7 章 降水量及積 雪、降雪深度的觀測 7
･2･3 觀測條件 p.53.
＜參考資料＞
本項未規定之詳細要領，參考下列資料。
1) 國土交通省監修，(獨)土木研究所編著：水文觀測，第 2 章 降水量觀測 2･2･2 觀測所位置之選定，全日 本建設技術協會，2002.
圖2-2-1 雨量觀測所數目與觀測誤差精確度之關係
出處：橋本健，佐藤一郎：面積雨量精確度與雨量觀測所數目，土木技術資料，Vol.16，No.12，pp.631-637，1974.
地上雨量計基本上應設置在能正確計測該雨量計所在地點及其周邊領域降水量的場所。
原則上地上雨量計應符合下列條件。
１) 不會因為地形狹窄或地形突變等狀況導致氣流或降水出現特殊數值的地點。
２) 應位於大致上每邊長度超過 10ｍ以上的開闊土地，且該地點局部氣流變化小。
３) 豪雨時沒有淹水或崩崖之虞的場所。
４) 方便進行觀測與巡檢的場所。
第2章第2節-5 2. 3. 3 地上雨量觀測所應有的設備
（１） 雨量計
＜必 須＞
＜標 準＞
＜相關通知等＞
1) 地上氣象觀測指針，2002年，氣象廳，氣象業務支援中心，第7章降水量及積雪・降雪深度觀測 7･3以翻斗式雨量計進行觀測 pp.53-55.
＜參考資料＞
雨量計詳細內容可參考下列資料。
1) 國土交通省監修，(獨)土木研究所編著：水文觀測，第2章 降水量觀測 2･3雨量觀測器械，全日 本建設技術協會，2002.
（２） 自動記錄裝置
＜標 準＞
（３） 自動數據傳送裝置
＜必 須＞
＜標 準＞
降水量觀測用的雨量計須依「氣象業務法」及「氣象測器檢定規則」，選擇適合的產品。
此外，雨量計設置應注意如下事項。
１) 雨量計的承水口應水平設置，若該觀測所可能明顯受強風影響，承水口應設擋風板。
２) 可能會有凍結現象的地點，須使用具防結冰機能的雨量計（比如，温水式雨量計、附電熱器的 雨量計等）。
３) 觀測降雪之降水量觀測所，除了應使用温水式雨量計或溢水式雨量計，設置時也須注意承水口 保持在積雪面上。
雨量計承水口直徑以20cm為標準。
若設置地點受限，應在觀測房舍屋頂等處設置雨量計，比如在屋頂中央部設置雨量計等狀況時，
應注意避免受局部氣流影響。
地上雨量觀測所標準做法是應設置自記紙或數據記錄器(data logger)等自記記錄裝置。
自動記錄裝置標準做法是，必須能在無人與自動狀態下確實記錄觀測資料，並且無障礙地進行定 期資料收集。
河川管理、設施管理上必須的自動雨量觀測所，應配備能精確地將一定時間內降水量傳送出去的 自動數據傳送裝置（遠距計測儀，telemeter等）。
自動數據傳送裝置之標準，必須具備有10分鐘以下觀測間隔之機能。
自動數據傳送裝置之標準，應依據「電氣通訊設施設計要領（案）（通訊編）」設計。
第2章第2節-6
＜相關通知等＞
1) 電氣通訊設施設計要領（案）（通訊編），2013年5月17日，國技電第10號，國土交通省大臣官房 技術調查課電氣通訊室長通知.
（４） 標誌
＜必 須＞
（５） 觀測小屋
＜必 須＞
2. 3. 4 觀測所登記簿
＜必 須＞
＜相關通知等＞
1) 水文觀測業務規程，2002年4月22日，國河環第6號，國土交通事務次官通報，第2章觀測所的配置及 設置.
2) 水文觀測業務規程細則，2014年3月20日，國水情第45號，國土交通省水・管理保全 局通報，第2章觀 測所.
＜參考資料＞
標誌・觀測小屋・觀測所登記簿詳細內容，可參考下列資料。
1) 國土交通省監修，(獨)土木研究所編著：水文觀測，第2章 降水量觀測 2・4觀測設施， 全日本建 設技術協會，2002.
2. 3. 5 地上降水量觀測
（１） 觀測的實施
＜必 須＞
地上雨量觀測所需設置標誌。
標誌應記載觀測所名稱、水系・河川名、設置者名稱、設置年月日、觀測所所在地、緯度・經度（
世界測地系統）、標高、觀測所logo。
觀測所應設置觀測小屋與柵欄。觀測小屋設置時需注意不可有影響雨量計正常觀測功能的障礙物
。但若根據設備特性與四季條件判斷不需觀測小屋，也可不設置。
地上雨量觀測所設置時需製作雨量觀所登記簿與附圖。登記簿上應記載雨量觀測所之位置及設施 構造等相關項目。若雨量計等有移設或交換等變更，需向氣象業務法上的相關機構報告，並立刻記錄 在登記簿上。登記簿樣式應依據「水文觀測業務規程細則」。
地上雨量觀測所需設置雨量觀測所登記簿及附圖影印。但若未設置觀測小屋，不在此限。
新設、變更、廢止雨量觀測所時，應向氣象業務法上的相關機關報告。
實施降水量觀測，應遵循「水文觀測業務規程」及「水文觀測業務規程細則」。
第2章第2節-7
＜相關通知等＞
1) 水文觀測業務規程，2002年4月22日，國河環第6號，國土交通事務次官通報，第2章 觀測所配 置及設置.
2) 水文觀測業務規程細則，2014年3月20日，國水情第45號，國土交通省水・管理保全局通報，第 2章觀測所.
＜參考資料＞
實施本項所未規定之觀測內容，詳細狀況請參考下列資料。
1) 國土交通省監修，(獨)土木研究所編著：水文觀測，第2章降水量觀測 2･5觀測，全日本建設技 術協會，2002.
（２） 地上雨量觀測所的維護與管理
＜必 須＞
＜標 準＞
＜相關通知等＞
1) 水文觀測業務規程，2002年4月22日，國河環第6號，國土交通事務次官通報，第8章觀測所的維 持及管理.
2) 水文觀測業務規程細則，2014年3月20日，國水情第45號，國土交通省水・管理保全局通報，第8 章 觀測所的維持管理等.
3) 電氣通訊設施點檢基準（案）部分修訂，2009年12月18日，國技電第26號，國土交通省大臣官 房技術調查課長通知.
地上雨量觀測所維護與管理工作，應依據「水文觀測業務規程」第 8 章 觀測所之維護與管理、「
水文觀測業務規程細則」第 8 章 觀測所之維護管理等相關規定。自動數據傳送裝置設置後，應依「電 氣通訊設施點檢基準（案）」實施點檢。
此外，每個觀測所都應準備維護管理必要事項的點檢記錄簿。
觀測所點檢乃觀測所維護管理之中最重要工作。點檢基本上包含以下之綜合點檢與定期點檢。
１) 總合點檢每年應實施１次以上（汛期前等。必要時可增加次數）。內容包括針對對象設施與設備 特別是器械内部之詳細點檢，並以模擬測試等方法進行綜合性之保守點檢與校正。這項點檢主 要目的是確認測定部（承水部）、記錄部、器械類有無故障，藉由點檢提高觀測數據的精確度
。
２) 定期點檢應每個月實施１次以上（綜合點檢的月份除外），主要實施內容是針對對象設施與設備 特別是器械類之外部，實施目視點檢。這項點檢，目的在於提早發現測定部（承水部）、 記錄 部、器械類是否有機能障礙等異常，避免觀測數據缺測與異常值之發生。
第2章第2節-8
＜參考資料＞
本項所未規定之觀測所維持管理詳細內容，參考下列資料。
1) 國土交通省監修，(獨)土木研究所編著：水文觀測，第2章 降水量觀測 2・6觀測所的維持管理，
全日本建設技術協會，2002.
2. 4 雷達雨量計觀測
＜概說＞
＜相關通知等＞
1) 水文觀測業務規程，2002年4月22日，國河環第6號，國土交通事務次官通報.
2) 水文觀測業務規程細則，2014年3月20日，國水情第45號，國土交通省水・管理保全局通報.
＜參考資料＞
針對雷達雨量計降水量觀測之特徴以及和地上雨量計觀測值之關係・差異的相關討論，請參考下列 資料。
1) 深見和彦：作為雷達雨量計活用前提的觀測精確度實況與今後研究課題，河川，No716，pp.40- 46，2006.
2. 4. 1 雷達雨量觀測所配置及設置場所之選定
＜標 準＞
雷達雨量計很容易掌握即時性與空間網羅性等降水量時空分布，適合用來掌握面的降水量分布與 面積雨量。但雷達雨量計乃是以數百 m 到數 km 左右上空雨滴為計測對象，須注意其觀測對象與地上雨 量計不同。
Ｃ波段雷達雨量計乃是針對半徑120km、Ｘ波段ＭＰ雷達雨量計，設定以半徑 60km為目標的定量 觀測範圍。
電達雨量計配置之標準做法是考量雷達雨量計特長，儘可能提高對象區域降水量觀測之精確度。
雷達雨量計乃是活用電波的計測器械，應注意下列事項。
１) 配置時應避免和已設置的其他無線電訊單位之電波干渉。
２) 配置時應將雷達觀測距離、雷達波束衰減、屏蔽乃至於觀測高度、地面雷達雜訊等（來自大地或海面 的多餘反射）等綜合納入考量。
３) Ｘ波段ＭＰ雷達雨量計，應注意降雨會造成電波明顯衰減（降雨衰減），因此須在對象區域設置複數 雷達，提高觀測覆蓋率。
第2章第2節-9
函岳
ピンネシリ 霧裏山
八重岳
宝達山
乙部岳
西岳 物 見山 白鷹山 薬師 岳
聖高原赤城山高鈴山 深山 蛇峠 三ツ峠 大楠山 大和山
羅漢山
御在所
八本木山
高城山 城ヶ森山 釋迦岳 明神山
國見山
圖2-2-2 雷達雨量計（Ｃ波段雷達）配置圖（平成 23 年 12 月 1 日）
圖2-2-3 雷達雨量計（Ｘ波段ＭＰ雷達）配置圖（2013年 9 月 13 日）
第2章第2節-10 2. 4. 2 雷達雨量觀測所應有之設備
（１） 總説
＜必 須＞
＜相關通知等＞
1) 電氣通訊設施設計要領（案）（情報通訊系統編），2013年5月17日，國技電第11號，國土交通省 大臣官房技術調查課電氣通訊室長通知.
＜標 準＞
（２） 標誌
＜必 須＞
（３） 附帶設施
＜必 須＞
2. 4. 3 觀測所登記簿
＜必 須＞
＜相關通知等＞
1) 水文觀測業務規程，2002年4月22日，國河環第6號，國土交通事務次官通報，第2章觀測所的 配置及設置.
2) 水文觀測業務規程細則，2014年3月20日，國水情第45號，國土交通省水・管理保全局通報，
第2章觀測所.
雷達雨量計系統配備包括天線裝置、天線控制裝置、微波發送與接收訊號裝置、訊號、數據處理、
顯示裝置、數據記錄裝置、附屬裝置（雷達罩、導波管、避雷器、電源等）。
設置雷達雨量觀測所，應防止干擾周邊無線電訊單位之電波的對策，並防止被其他無線單位混入 電波、降低觀測精確度的被干擾對策。
雷達雨量觀測所應設置標誌。
標誌上應記載觀測所名稱、設置者單位名、設置年月日、觀測所所在地、緯度・經度（世界測地 系）、雷達設置標高、觀測所符號。
雷達雨量觀測所應設置柵欄等安全設施。
雷達雨量觀測所應設置雷達雨量觀測所登記簿及附圖。
雷達雨量觀測所登記簿應記載雨量觀測所位置及設施構造等相關項目。雨量計等移設與交換等狀 況時，應立即在登記簿上記載變更之內容。
登記簿之樣式需依照「水文觀測業務規程細則」。
雷達雨量觀測所應設置雷達雨量觀測所登記簿及附圖影印本。
第2章 第2節－11 2. 4. 4 雷達雨量觀測
（１） 雷達雨量計的分類
＜概 說＞
＜參考資料＞
雷達雨量計觀測降水量的原理與用語詳細狀況，以及國內外最新技術開發研究狀況，可參考下列資料。
雷達雨量計根據以下幾種觀點而有不同分類。
１) 使用電波（微波）的頻率
日本通常使用Ｃ波段（5GHz 帶）或Ｘ波段（10GHz 帶）。Ｃ波段波較長，較不受降雨影響而衰減，
適合大面積區域觀測。Ｘ波段波長較短，容易受降雨影響而衰減，不適合大面積區域觀測，但降水量觀 測敏感度高，且天線等尺寸小，系統整體小型化，是其優點。
２) 單一偏極波或複數偏極波測定
日本使用水平或垂直偏極波單獨收發訊息的單偏極波雷達，以及以複數偏極波（水平及垂直偏極波
）收發訊息的二重偏極波雷達。單偏極波雷達通常採用面對偏極波面時可擴大雨滴之後方散射斷面積的 水平偏極波。二重偏極波雷達則可測定來自不同偏極波的參數以及與偏極波間有關的參數。因為能取得 許多計測參數，因此被稱為ＭＰ（複參數）雷達。1990 年代前半為止，日本Ｃ波段雷達雨量計都是單偏 極波雷達，但2015年的現在，已經有部分Ｃ波段雷達雨量計改為二重偏極波雷達。
３) 可測定之參數 a） 測定強度之機能
所有雷達雨量計都具備測定雨滴之後方散射所造成收訊電力值的機能。單偏極波雷達 只能計測水平或垂直偏極波之收訊電力值。二重偏極波雷達能計測水平及垂直各別不同偏 極波的收訊電力值。可用雷達方程式從收訊電力值算出雷達反射因子，進一步由Z-R 關係 式算出降水強度。
b) 測定位相的機能
① 測定都卜勒速度的機能
測定都卜勒速度的機能指，雨滴被風吹動所形成反射波頻率會因為都卜勒效應而變化，如此就能 計算發訊電波與收訊電波位相差，測出雨滴在波束方向的移動速度成份（都卜勒速度）。擁有測定都 卜勒速度機能的雷達，稱為都卜勒雷達。部分C波段降雨雷達以及所有X波段MP雷達雨量計都具備測定 都卜勒速度機能。都卜勒速度能顯示大氣流動（風）內涵，目前已開發出各種可藉此分析大氣流動的 方法。
② 測定偏極波間位相差的機能
測定偏極波間位相差的機能，主要是雨滴降落受空氣阻力得雨滴群扁平化、電波在扁平水滴群之 中移動，此時水平與垂直偏極波之間會產生移動路線差異、形成位相差（偏極波間位相差），這樣的 位相差能偵測到。其中，偏極波間位相差波段方向的距離微分，稱為偏極波間位相差變化率，透過實 際降雨強度與變換公式，就能掌握正確對應數據。部分C波段雷達雨量計以及所有的X波段MP雷達雨量 計，都具備測定偏極波間位相差機能。
第2章 第2節－12
1) 中北英一：雷達觀測與預測降雨之最新動向，河川，No762，pp.20-27，2010。
2) 吉野文雄著：雷達水文學，p.175，森北出版，2002。
3) 深尾昌一郎，浜津亨助著：氣象與大氣雷達遙測，p.491，京都大學學術出版會，2005。
以都卜勒雷達分析大氣流動的方法，可參考下列資料。
4) 石原正仁編：都卜勒氣象雷達，日本氣象學會，日本氣象研究筆記，第200號，2001。
（2） 觀測．運用模式之設定
＜必 須＞
觀測與運用時，應將下列事項納入考量，設定其仰角、仰角變換、天線迴轉速度等。
1) 將「降水量觀測的時間分解能」納入考量，設定仰角變更與天線迴轉速度。
2) 設定能確保廣泛觀測範圍的仰角。
3) 設定能盡量降低山岳等造成遮蔽率的仰角。
4) 設定能抑制大地或海面等地面雜波、地物反射波之仰角。
5) 設定低觀測高度的仰角。
6) 抑制複數雷達雨量計數據合成時的不連續性降水強度。
＜建議＞
為了滿足上列條件，必要時應進行複數仰角觀測。一般而言，以低仰角進行觀測，精確度較高，但同時 也容易因為山岳等造成遮蔽而縮小觀測範圍，因為有這樣的互償關係（trade-off），很難同時滿足上列條件。
必要時得進行複數仰角觀測，算出其觀測平均值與降水強度，進行遮蔽領域之補強。
＜參考資料＞
雷達雨量計觀測降水量的原理與用語詳細狀況，以及國內外最新技術開發研究狀況，參考下列資料。
1) 中北英一：雷達觀測與預測降雨之最新動向，河川，No762，pp.20-27，2010。
2) 吉野文雄著：雷達水文學，p.175，森北出版，2002。
3) 深尾昌一郎，浜津亨助著：氣象與大氣雷達遙測，p.491，京都大學學術出版會，2005。
（3） 算出雷達雨量計算
＜必 須＞
雷達雨量計所取得數據轉換成降水強度的方法，依雷達雨量計不同種類有幾種不同的方法。不論任何方 法，使用時都有固定的各種常數，因此須透過和地上降水量觀測值的比較分析，適宜地設定能代表觀測對象 降水現象平均特性的常數。
第2章 第2節－13
＜標 準＞
C波段降雨雷達雨量計是以收訊電力值所設定的雷達方程式算出反射因子Z和降水強度R之關係（Z－R 關係），兩者相乘之Bβ法，初步算出降水強度為標準。
Z－R關係式的常數B與β在Z－R關係雙對數圖之中，每個Z層都能算出R平均值，因此，標準做法是採 取直線式傾斜最適當表現其圖形群之層別平均值法。
X波段MP雷達雨量計標準做法則加上Z－R關係，根據偏極波間位相差變化率（Kdp）與降水強度之關係
（Kdp－R關係），算出降水強度。
＜參考資料＞
雷達雨量計觀測降水量的原理與用語詳細狀況，以及國內外最新技術開發研究狀況，可參考下列資料。
1) 中北英一：雷達觀測與預測降雨之最新動向，河川，No762，pp.20-27，2010。
2) 吉野文雄著：雷達水文學，p.175，森北出版，2002。
3) 深尾昌一郎，浜津亨助著：氣象與大氣雷達遙測，p.491，京都大學學術出版會，2005。
（4） 合成雨量製作
＜標 準＞
為了提供能精確掌握降水狀況的降水資訊，標準做法是根據複數雷達觀測雨量，製作合成雨量。
＜例 示＞
合成雨量製作有根據全國合成表格法，以及加權平均計算法等。C波段雷達雨量計算出的個別雷達雨量 均質修正之後，再根據全國合成表表格的方法，就能製作1km直交網格合成雨量圖。其中，X波段MP雷達雨 量計可運用內插距離、觀測高度、與雷達的距離，將雷達雨量計算方法納入考量的加權平均法，製作250m 垂直網格合成雨量圖。
（5） 觀測精確度之確保
＜標 準＞
雷達雨量計取得的資訊轉換成降水強度所需的各常數妥當性，原則上須每年進行一次再確認，必要時應 修訂。更新雷達雨量計，也須執行這項標準做法。
＜建 議＞
Z－R關係式之中，降水粒子形態粒徑分佈等的變動，可算出常數B；β變動則為降水量觀測之誤差原 因。因此，只靠Z－R關係式計算降水強度時，為了減少這種誤差，最好運用自動數據傳送裝置（遙測儀）
取得的地上雨量計數據，進行修正處理。
此時雨量計雷達會計算直接觀測對象之空間平均降水量。因此，不只雷達雨量計觀測值，就連地上雨量 計觀測值也可能呈現面積雨量評估值方面的不確定性（參照2.3.1地上雨量觀測所之配置＜例 示＞），因此 最好針對複數地上雨量計數據進行適度加權的修正處理。
第2章 第2節－14
＜例 示＞
運用地上雨量計數據進行雷達雨量修正處理時，應重視速報性精確度，以及運用各該雷達雨量觀測時所 取得最新地上雨量計數據，修正線上（online）資料，然後運用與雷達雨量觀測相同時刻的地上雨量計數 據，進行同步修正。
C波段雷達雨量計修正處理方面可使用動態視窗法（dynamic window），可採發出的數據線上修正上；
保存用的數據可採用同歩修正。
＜參考資料＞
雷達雨量計觀測降水量的原理與用語詳細狀況，以及國內外最新技術開發研究狀況，可參考下列資料。
1) 中北英一：雷達觀測與預測降雨最新動向，河川，No762，pp.20-27，2010。
2) 吉野文雄著：雷達水文學，p.175，森北出版，2002。
3) 深尾昌一郎，浜津亨助著：氣象與大氣雷達遙測，p.491，京都大學學術出版會，2005。
動態窗口法詳細做法，可參考下列詳細資料。
4) 河川情報中心：雷達雨量修正．發出訊息的系統，特開2002-350560，2002-12-4。
2.4.5 雷達雨量觀測所維護與管理
＜必 須＞
雷達雨量觀測所之維護與管理應根據「水文觀測業務規程」第8章 觀測所維護與管理，「水文觀測業務 規程細則」第8章 觀測所維護管理等、電氣通信設施點檢基準（案）所定內容。
此外，每處觀測所都應準備用來記載點檢與維護管理所需事項的點檢記錄簿。
另外，擁有雷達雨量計系統的雷達雨量觀測所，應針對分析處理裝置等構成要素，實施個別點檢，並準 備可記載維護管理所需事項的點檢記錄簿。
＜相關通知等＞
1) 水文觀測業務規程，2002年4月22日，國河環第6號，國土交通事務次官通達，第8章 觀測所之維持與 管理。
2) 水文觀測業務規程細則，2014年3月20日，國水情第45號，國土交通省水．管理保全局通達，第8章 觀 測所之維持管理等。
3) 電氣通信設施點檢基準（案）局部修訂，2009年12月18日，國技電第26號，國土交通省大臣官房技術 調查課長通知。
第2章 第2節－15 2.5 氣象水文要素之相關觀測
＜標 準＞
降水量、水位與流量以外，下列相關氣象水文要素，必要之選擇觀測標準。
1) 降雪深、積雪量
2) 降水 pH 值、溶解成分等 3) 蒸發量、蒸發散量 4) 氣溫、濕度 5) 風向．風速 6) 日射量 7) 氣壓
＜標 準＞
進行相關水文要素觀測時標準做法是，為了能在無人狀況下可持續觀測，應一併設置自動記錄裝置。
標準做法是，有關觀測器械、自動記錄裝置等收納與標誌設置、觀測所登記簿．點檢記錄簿等，都應和 本節2.3.3 (5) 觀測小屋及2.3.4 觀測所登記簿實施相同的內容。
此外，點檢與維護管理，標準做法與本節2.3.5 (2) 地上雨量觀測所維護與管理相同。
＜標 準＞
觀測方法之標準是準用「地上氣象觀測指針」。但在降雪深度、積雪量、蒸發量、蒸發散量方面，除了 氣象學之嚴密觀測手法之外，也有水文學相關評估方法（比如，以水收支法推估蒸發散量之方法等），綜合 判斷所能得到的最高精確度與能利用的方法，由此選出適當的評估方法。
＜推 薦＞
需即時監控時，最好和降水量觀測等一樣，同時設置自動數據傳送裝置。
＜相關通知等＞
1) 地上氣象觀測指針，2002年，氣象廳、氣象業務支援中心、第7章 降水量與積雪．降雪深度之觀測 7.2.3觀測條件p.53。
2) 氣象觀測的操作手冊，1998年，氣象廳。
＜參考資料＞
本項所未規定之相關氣象水文要素觀測方法，參考下列資料。
1) 國土交通省監修，（獨）土木研究所編著：水文觀測、第2章 降水量觀測2.7 降雪量之觀測 2.9其他水 文氣項要素之觀測，全日本建設技術協會，2002。
第2章 水文、水理觀測 第3節 水位觀測 目 次
第3節 水位觀測 ... 1 3. 1 總說 ... 1 3. 2 水位基準面的取法 ... 1 3. 3 水位觀測方法 ... 2 3. 4 水位觀測所的配置與設置 ... 3 3. 4. 1 水位觀測所的配置 ... 3 3. 4. 2 水位觀測所設置地點之選定 ... 4 3. 5 水位觀測所應有的設備 ... 5 3. 5. 1 總說 ... 5 3. 5. 2 自記水位計 ... 5 3. 5. 3 水位標 ... 7 3. 5. 4 水準基標... 8 3. 5. 5 標誌 ... 8 3. 6 觀測所登記簿 ... 9 3. 7 水位觀測 ... 9 3. 7. 1 自記水位計觀測 ... 9 3. 7. 2 水位觀測系統的二重化 ... 10 3. 8 水位觀測所的維護與管理 ... 10 3. 9 洪水痕跡水位調查 ... 11 3. 9. 1 總說 ... 11 3. 9. 2 洪水痕跡水位測定法 ... 11
2014 年 4 月 版
第2章 第3節－1 第2章 水文、水理觀測
第3節 水位觀測 3. 1 總說
＜概 說＞
本節訂定水位觀測所需技術性事項。
水位指某基準面到水面的高度，觀測水位的目的乃是為了掌握河川、湖沼、水庫（水壩）、滯洪池、淹 水、河口與地下水等的水文與水理現象。觀測結果除了能掌握該當地點水位之外，也能換算成個別地點水深 以及和其他地點相關的水位差、水面形、水面坡降，活用於 第4節 流量觀測 之流量與流速。
水位觀測乃是河川．砂防相關規畫案、實施工程、設施維護管理、環境整備與保全、實施洪水與旱災等 相關因應措施所需最基本調查項目之一。
本節主要內容乃是本章 第1節 總說所介紹3種範疇之中的範疇1（參照表2-1-1），除非特別說明，否則本 節主在討論範疇1的水位觀測。本節 3.9 鑒於實務上的重要性，也說明屬於範疇2的洪水痕跡水位調查。至於 地下水觀測方面，則在本章第6節說明。
取得的水位觀測值之稽核與資料整理、保存，則參照本章 第5節 水文資料的整理．保存與品質管理。
＜相關通知等＞
1) 國土調查法，2014年6月1日，法律第180號，最終修訂：2013年6月14日法律第44號。
2) 氣象業務法，2015年6月2日，法律第165號，最終修訂：2011年6月24日法律第74號。
3) 水文觀測業務規程，2002年4月22日，國河環第6號，國土交通事務次官通達。
4) 水文觀測業務規程細則，2014年3月20日，國水情第45號，國土交通省水．管理保全局通達。
5) 河川砂防技術基準計畫編， 2004年3月30日，國河情第13號，國土交通省河川局長通達。
6) 河川砂防技術基準維持管理編（河川編），2013年5月31日，國土交通省水管理．國土保全局。
＜參考資料＞
水位觀測詳細要領，可參考下列資料。
1) 國土交通省監修，（獨）土木研究所編著：水文觀測，第3章 水位觀測，全日本建設技術協會，
2002。
3. 2 水位基準面的取法
＜概 說＞
水位測定表示單位為m，讀取最小單位為1/100 m。
水位基準面取法主要有以下3種。
1) 水位觀測地點設定該地點的基準面，由此到水面的高度就是水位。
第2章 第3節－2
2) 為了解某水系從上游到下游觀測區間水位之相互關係，設定該當水系專用基準面，由此基準面到水 面的高度就是水位。
3) 以東京灣平均海面（T.P.）為基準面，由此基準面到水面的高度，就是水位。
上述 1) 基準面的取法，必須將水位觀測目的（水防活動基準等）與河川斷面、堤內地標高等特性納入 考量，針對每個不同地點訂出最適宜的基準面（零點高）。
再者，複數地點水位無法比較，若要實施整個水系一貫的河川規畫、管理，較有效做法是如上述2)、3) 設定該水系統一基準面。上述3) 基準面取法就是標示出水面標高，這是跨越不同水系的全國統一基準面水 位。大部分是以T.P.作為水系內統一基準面，但有時也會在不同水系設定其專用統一基準面（利根川水系：
Y.P.、荒川．多摩川水系：A.P.、淀川水系：O.P.等）。
此外，水位是掌握河川與湖沼等水流與貯留量的基本方法，須測定平常不受波浪影響的平均水面高度。
因此，水位不應是受波浪影響的瞬間值，而必須是用時間平均值概念計測該地點的水理特性。
＜參考資料＞
水位觀測的基準面與說明的詳細概念，可參考下列資料。
1) 國土交通省監修，（獨）土木研究所編著：水文觀測，第3章 水位調查3.1概說，全日本建設技術協 會，2002。
3. 3 水位觀測方法
＜標 準＞
範疇1之水位觀測乃是運用自記水位計或水位標觀測。又，以自記水位計取得水位觀測值，基本上和設 置在同一橫斷面內水位標所得到的水位觀測值一致，因此，必要時應根據水位標觀測結果實施校正或補充。
第2章 第3節－3
＜例 示＞
河川等調查常用的水位計有以下幾種。
表2-3-1 主要的水位計種類
檢測方式 機器名稱 說 明
接觸型 浮筒式
浮筒式水位計 用鐵線把浮筒與鉛錘連接起來，鐵線掛在滑車上，記錄其迴轉 量。需設置觀測井。
磁簧開關式水位計
水中立測定柱，測定柱上配置附磁石的浮筒以及一定間隔的磁 簧開關，如此就能藉由浮筒上下移動帶動磁簧開關ON/OFF，
測得水位。為了穩定這些儀器，須先打下H鋼樁等支柱。
接觸型 壓力式
氣泡式水位計
水深與水壓成正比，因此，若水中開口的管開始冒氣泡，需測 定其必要之壓力，以機械式或電氣轉換方式測定水位。設置方 法相當簡單，只需把氣泡管固定水中，裝置氣泡發生設備即可
水壓式水位計
設置水中的壓力感測器訊號轉換成電氣訊號，就能測定水位。
感測器有半導體式與水晶式等種類。電池會長時間作用，如果 使用的是配備數值記錄器的小型水位計，只需現場安裝，就能 簡單測定水位時間變化，並進行簡易觀測*。
非接觸型
超音波式水位計 電波式水位計
將超音波或電波收發器安裝在水面正上方，就能測定超音波或 電波撞擊水面返回的時間，以此測定水位。因為是非接觸型，
可更有效處理流路變動時的狀況。
CCTV攝影機
利用可區分水位標或橋腳、護岸等水面亮度差異的地點，藉由 CCTV了解水面位置，搭配水位標與事先測量的數值，進行水 位觀測。以CCTV攝影機進行水位觀測，會利用水位標，有時 也能運用自記水位計實施水位校正值觀測或補充。基本上這項 做法不適合長期持續性觀測，因此通常運用在簡易觀測*上。
簡易觀測*：主要目的在於不需具有精確度的長期性統計資料，而只是概略性、緊急或臨時針對洪水時的特 性水理、水文狀況進行個別具體設定，此時適用簡易方法與感測器等進行觀測。簡易觀測可運 用於本章第1節 總論 範疇2與範疇3之觀測。具體做法比如在重要區間設置秘集掌握水位、具有 數據訊號發送機能的特殊用途水位計觀測法，以及本節3.9 洪水痕跡水位調查時可使用的最高 水位計（專門用來掌握洪水之後最高水位的水位計）觀測法。
3. 4 水位觀測所的配置與設置 3. 4. 1 水位觀測所的配置
＜必 須＞
先了解屬本章第1節 總說 3種範疇之中的哪一種，然後檢討是否配置。
本節主要對象為範疇1，在建立整個水系的適宜觀測網，然後在符合範疇1觀測目的的前提下，實施水 位觀測所相關規畫與管理，並決定應配置觀測所之重要的地點。
第2章 第3節－4
＜建 議＞
從水系整體角度來考慮適宜觀測網的地點如下。
1) 重要支流川分合流點前後、堤壩．水門等之上下游 2) 要觀測流量的地點
3) 需掌握河川狹窄部、泛洪區、湖沼、水庫（水壩）、內水與河口等水理狀況的地點
又，洪水時負責水位流量曲線迴圈（loop）繪製的流量觀測所，考量將與鄰近水位觀測所水位差（水面 波降）納入的水量流量曲線，以提高流量觀測精準度。此時，最好能在該觀測所的上下游地點，也設置水 位觀測所。
另一方面，近年來中小河川與河川上游．支流發生水患的狀況越來越頻繁，因此有必要建立更細緻的 觀測網以提高水位預測精準度，實施更確實的早期避難水防活動，強化危機管理體制。類似這樣實施範疇2 之水位觀測，最好能在補充既有水位觀測所功能的地方設置簡易型水位計，實施簡易觀測。
3. 4. 2 水位觀測所設置地點之選定
＜標 準＞
設置範疇1水位觀測所時，應將下列各項條件納入考量，以便在該地點實施所需精準度的觀測。
1) 水流少亂流、流心安定的場所 2) 流路或河床變動少的場所 3) 容易實施觀測所維護管理的場所
4) 觀測所須配備的自記水位計，以及能自動記錄並顯示數據的裝置、自動數據傳送裝置等，都須設置 在洪水之際相關人員能抵達該位置，以及實施觀測作業較少危險的安全場所
＜建 議＞
除了上述範疇1水位觀測所具體設置位置條件，最好也應注意下列事項。
1) 有時湖沼、水庫（水壩）甚至河川會出現水面振動現象（seiche，又稱「氣象海嘯」），降低水位 觀測精準度。應先實施調查，將水位觀測所設在不會發生水面振動或振動靜止點（或稱為
「節」）的地點。
2) 進行內水水位觀測時，應將附近地形與地物納入考量，選擇具代表性的地點。
3) 感潮河川感潮區間上游即使不在感潮區間內的地點，若近年來河床降低而受潮汐影響變化，在此非 感潮區間實施觀測，也應特別在枯水期大潮時事先做好調查。
第2章 第3節－5
＜參考資料＞
觀測設備之配置與設置詳細做法，可參考下列資料。
1) 國土交通省監修，（獨）土木研究所編著：水文觀測，第3章 水位調查3.2觀測所的配置與位置選定，
全日本建設技術協會，2002。
3. 5 水位觀測所應有的設備 3. 5. 1 總說
＜概 說＞
範疇1水位觀測所標準設備如下：
1) 自記水位計（含自動記錄裝置，必要時應有自動數據傳送裝置。）
2) 水位標（量水標）與水準基標 3) 標誌
河川的自動水位計與水位標設置標準是，須能如以下說明精確計測水位之範圍。
計測下限：水位標須能計測高出以往最低水位1m以上的水位。自動水位計須能計測出比以往最低水位 低過0.5m水位。
計測上限：無堤防的區間，必須能計測出計畫洪水位（洪峯水位）或比過去最高水位高1m以上的水 位。有堤防的區間，須比堤防頂高過0.5m的水位。
設置在河川以外的水位計，也應配合其目的設置，不遺漏地計測到事先設定範圍的水位。
若能明確區分低水計畫、管理或高水計畫、管理之目的，就應針對各該目的設置能觀測該設定水位範圍 的設備。
範疇2與範疇3等實施的簡易觀測設備，依觀測目的設置，即使水位標、水位基準、標誌也無妨。
＜參考資料＞
水位觀測所設置詳細說明，可參考下列資料。
1) 國土交通省監修，（獨）土木研究所編著：水文觀測，第3章 水位調查3.4觀測設施，全日本建設技術 協會，2002。
3. 5. 2 自記水位計
（1） 自記水位計應滿足要件
＜必 須＞
範疇1觀測所使用的自記水位計，須能記錄並輸出水位之時間平均值。但若採用只配備自記紙自動記錄 裝置而不需配備自動傳送裝置的自動水位計，不在此限。
第2章 第3節－6
數據顯示與紀錄等功能的自動記錄裝置與自動數據傳送裝置，須設置在堅固基礎上，並須是在洪水之際 也不會被淹到的高處地點。
水位最小讀取單位原則上是1/100 m。要求高精準度時，可降低最小讀取單位。
＜標 準＞
用來顯示與記錄數據的自動記錄裝置與自動數據傳送裝置，應盡可能設在即使發生洪水時也能抵達之場 所。
此外，這些裝置標準做法是須有水位計，且該水位計須取得能滿足水位計所需性能之測試合格證明書。
（2） 自記水位計之選定．設置
＜標 準＞
選定及設置範疇1觀測所使用自記水位計基準時，應掌握水位計設置場所的水理特性與地形，配合計測 目的即使在出現洪水或枯水等異常狀況，也能讓水位計穩定持續取得從最低水位到最高水位的數據，並須達 到必要精準度、在該設置地點條件下維護管理、經費不超支等，據此綜合判斷，選定適宜的機種與設置位 置。
＜例 示＞
主要自記水位計選定的參考事項，如下。
表2-3-2 主要自記水位計比較選定時的參考事項
水位計種類 選定時的參考事項
(1) 浮筒式水位計
感應器本身無電子零件，電源異常或中斷時容易處理，過去已有長期蒐 集、累積水位觀測數據的成果。但須做好設施整備工作，設置觀測井與導水 路（導水管），河床變動與土砂輸送劇烈的河川，還須有防止導水路（導水 管）被隔絕而遠離水流，或土砂堆積導致阻塞的因應措施。
(2) 磁簧開關式水位計
不需觀測井，利用H型鋼就能簡易完成設置。大多用在河川中下游觀 測。若要確保從低水到洪水都能觀測，通常須在同一橫斷面設置複數感應 器。另外，須擬定垃圾清除對策，降低流下物對感應器的不良影響。
(3) 氣泡式水位計
這是用來測量氣泡從送氣管出來時壓力的水位計。整個系統已經比早期 小型化，不過海外使用這套器材的不多，設置時須注意動水壓、水溫．濁度 等導致水密度變化的影響。
(4) 水壓式水位計
只要把感應器固定在水中，設置容易，但須注意動水壓的影響以及高速 流水與滾石等可能沖走感應器、造成纜線破裂折斷，水溫與濁度等也可能導 致水密度變化。若感應器亦屬壓差檢知型，無法顯示與大氣壓差距，就須補 充氣壓的數據。
(5) 超音波式水位計、電 波式水位計
不須與水面接觸就能完成計測，感應器可自由設在觀測斷面內任何位 置，適合設在高流速地點或河床變動劇烈、主水流容易變動的地點。感應器 本身設在空中，因此須降低風振動與設置地基振動影響。此外，使用超音波 式時，應補充氣溫數據。
(6) CCTV攝影機
運用CCTV拍攝水位標與橋腳等露出水面的狀況，能計測水位，是能達 到危機管理目的、蒐集更多河道管理相關資訊的水位計測方法。若主要是觀 測橋腳露出水面狀況，須注意橋腳本身會導致水流受阻、水位往上抬昇現象 與對水位高低的影響。
第2章 第3節－7
＜參考資料＞
自動水位計不同種類各有其特徵與須注意事項，請參考下列資料。
1) 國土交通省監修，（獨）土木研究所編著：水文觀測，第3章 水位調查3.3水位觀測器械，全日本建設 技術協會，2002。
（3） 自動記錄裝置
＜必 須＞
水位觀測所須設置自記紙與數據記錄器等自動記錄裝置。
自動記錄裝置應設置在能收納相關器材的觀測小屋或觀測盒內，能無障礙地以無人、自動方式定期記錄 確實的觀測數據，並且定期蒐集數據。
但範疇2與範疇3以簡易觀測為目的的簡易水位計，不在其限。
＜標 準＞
自記水位計若採取數位顯示與記錄水位裝置，標準做法是必須能以低於1秒的時間間隔取得水位瞬間計 測值，且能以10分鐘以下時間間隔顯示並記錄該水位計某一段時間內平均值（波浪等影響除外之水位觀測 值）。
此外，若要以水位瞬間計測值作為水位觀測值，須設定取樣間隔（瞬時計測的時間間隔）之平均時間，
此時應參照本節3.7.1自記水位計觀測說明。
（4） 自動數據傳送裝置
＜必 須＞
須進行即時觀測的水位觀測所，應建立自動數據傳送裝置（遙測儀）。
＜標 準＞
自動數據傳送裝置標準做法是，須具備以低於10分鐘時間間隔傳送數據的機能。
自動數據傳送裝置設置應根據「電氣通訊設施設計要領（案）（通訊編）」。
＜相關通知等＞
1) 電氣通訊設施設計要領（案）（通訊編），2013年5月17日，國技電第10號，國土交通省大臣官房技 術調查課電氣通訊室長通知。
3. 5. 3 水位標
＜必 須＞
水位標乃是以量水板進行水位目視觀測的設備，也可用來校正或補充自記水位計的水位觀測值。
量水板最小刻度單位原則上須為1/100 m。
但若要求更高精準度，也可視必要降低最小讀取單位。
第2章 第3節－8
測量水位標的零點標高（零點高）須以水準基標作為基準。因此，本節 3.2 所述之各種水位表示法，應 設計成能配合目的相互轉換。
水位標的零點高原則上應設在既往的最低水位之下，但仍應將和上下游相近已設置之水位標零點高的關 連納入考量而決定。此外，若有河床疏浚工程等計畫，也應將該工程之影響納入考量。
水位標的設置位置必須能即使夜間或洪水時都能正確讀取刻度。
必須大範圍進行水位計測的河川，應在護岸或堤防坡面設置複數之2m左右的支柱，即使水位上升也能 讀取逐漸提高的水位標。
此時，高位、低位的水位標刻度之重複超過0.5m。
水位標即使設置後至少須每年測定一次其零點高。此時水準器的讀取單位為1mm。
＜標 準＞
零點高出現變化時，原則上若知道零點高的變化時間點（洪水、地震等），就從該時點補正水位觀測 值；若不知該時間點，就根據前年的測定時點進行補正。補正單位為1/100 m。
3. 5. 4 水準基標
＜必 須＞
水位觀測所（水位標）零點高與東京灣平均海面（T.P.）及該水系有獨自的統一基準面時，為了定義水 準基標（水準標尺）與其基準面的關係，應在水位觀測點附近準用水準點地設置水準基標。不得已用距離標 等代用時，須採取堅固之構造。
應藉由定期的水準測量，保持明確地標示其高度。
地盤下陷或隆起的地區，應以推定地盤無變動的水準點作為基準，進行水準測量。
＜標 準＞
水準基標的測量精準度為2級水準測量。
3. 5. 5 標誌
＜必 須＞
水位觀測所應設置標誌，必要時應設置觀測小屋與柵欄。
標誌上應記載觀測所名稱、水系、河川名稱、設置者名稱、設置年月日、觀測所所在地、緯度．經度、
標高（水位標零點高）與河口或合流點的距離、指定水位（水防團待機水位）、警戒水位（氾濫注意水 位）。
此外，必要時應記載過往最高水位、計畫洪水位、觀測所編號等參考事項。
第2章 第3節－9
＜參考資料＞
標誌相關詳細做法，請參考下列資料。
1) 國土交通省監修，（獨）土木研究所編著：水文觀測，第3章 水位調查，全日本建設技術協會，
2002。
3. 6 觀測所登記簿
＜必 須＞
設置水位觀測所並實施水位觀測者，應製作水位觀測所登記簿與附圖。
除了觀測所位置與設施構造等相關諸元，登記簿須記載指定水位（水防團待機水位）、警戒水位（泛濫 注意水位）與計畫洪水位（泛濫危險水位），乃至於水位標位置、零點高與觀測機器的變化等，並清楚說明 觀測條件之變遷。
水位觀測所須有水位觀測所登記簿與附圖影本。
其樣式須遵照「水文觀測業務規程細則」。
＜參考資料＞
觀測所登記簿相關詳細做法，請參考下列資料。
1) 國土交通省監修，（獨）土木研究所編著：水文觀測，第3章 水位調查，全日本建設技術協會，
2002。
3. 7 水位觀測
3. 7. 1 自記水位計進行觀測
＜標 準＞
自記水位計計測水位時，為了排除波浪的影響，其計測對象必須是某一定時間內取樣的水位瞬時計測值 群，然後以該一定時間內所取得觀測平均值作為水位觀測值。
＜建 議＞
自記水位計有許多種類，若採用數位顯示、記錄水位之裝置，用來計算瞬時水位觀測值採樣間隔與平均 值的觀測對象時間，最好能將汛期特性納入考量，並且研究是否能採用可避開波浪等週期性的採樣間隔與平 均方法。
這項評估尚未完成階段，可暫時設定瞬時水位觀測值採樣間隔為1秒，平均時間整體20秒以上。
＜相關通知等＞
1) 水文觀測業務規程，2002年4月22日，國河環第6號，國土交通事務次官通達，第3章 觀測。
2) 水文觀測業務規程細則，2014年3月20日，國水情第45號，國土交通省水．管理保全局通達，第3章 觀 測的實施。
＜參考資料＞
以自記水位計實施觀測相關詳細做法，請參考下列資料。
1) 國土交通省監修，（獨）土木研究所編著：水文觀測，第3章 水位觀測3.5觀測，全日本建設技術協 會，2002。
第2章 第3節－10 3. 7. 2 水位觀測系統的二重化
＜建 議＞
範疇1的觀測，具有河川計畫、管理與危機管理非常重要地位的水位觀測所，應極力避免數據缺測，並 且為了持續取得具有整合性的數據，最好能採取觀測系統（感應器與記錄部）二重化。
採取感應器二重化，原則上設置在同一地點或至少是同一橫斷面內。不得已必須在縱斷方向位置有所偏 移時，應掌握相互的水位關係，確認水位相關變化。
此外，自記水位計應採取不同機種為原則。
若採取主水位計與副水位計切換，應事先明定切換之基準。
＜例 示＞
觀測系統的觀測數據傳送路線，最好做到二重化（活用無線遙測器與光纖網路），降低數據缺測風險。
3. 8 水位觀測所的維護與管理
＜必 須＞
觀測設備維護與管理工作，應遵照「水文觀測業務規程」第8章 觀測所之維護與管理、「水文觀測業務 規程細則」第8章 觀測所之維護管理等規定。
此外，每項觀測設備應備有記載點檢與維護管理必要事項之點檢記錄簿。
＜標 準＞
觀測設備的點檢是觀測設備維護管理最重要工作。點檢的基本做法是，搭配實施下列綜合點檢與定期點 檢。這兩類點檢主要事項標準如下。此外，這類點檢，原則上須記錄並比較以水位標取得的自記觀測值，與 自記水位計取得的水位觀測值，盡量每次都校正自記水位計。
1) 綜合點檢每年須至少 1 次（汛期前等。必要時增加次數），針對各該對象設施與設備實施，特別是 器械類內部的詳細點檢，包含模擬測試等點檢在內的綜合保守點檢與校正。綜合點檢主要目的是確 認測定部（感應器）、記錄部、器械類有無故障，然後實施保守點檢與校正，以提升觀測數據精準 度。
2) 定期點檢每個月應至少實施 1 次（實施綜合點檢的月份除外），主要是針對對象設施與設備，特別 是器械類外部（含顯示值）進行判斷的點檢。定期點檢主要目的是提早發現測定部（感應器）、記 錄部、器械類機能障礙等異常狀況，避免出現觀測數據缺測、出現異常值狀況。此外，進行這幾種 點檢原則上必須記錄．比較水位標讀取值與自記水位計記錄值，並且每次都校正自記水位計。
第2章 第3節－11
＜相關通知等＞
1) 水文觀測業務規程，2002年4月22日，國河環第6號，國土交通事務次官通達，第8章 觀測所維持與管 理。
2) 水文觀測業務規程細則，2014年3月20日，國水情第45號，國土交通省水．管理保全局通達，第8章 觀 測所的維持管理等。
＜參考資料＞
水位觀測所的維持管理與點檢詳細做法，請參考下列資料。
1) 國土交通省監修，（獨）土木研究所編著：水文觀測，第3章 水位觀測3.6觀測所的維持管理，全日本 建設技術協會，2002。
3. 9 洪水痕跡水位調查 3. 9. 1 總說
＜概 說＞
洪水痕跡指該當洪水發生時水往上升而在堤防坡面等附著在繁茂植生上的泥巴與垃圾等痕跡。洪水痕跡 水位即為任意河道橫斷測線上可確認洪水痕跡的最高地點標高。若能取得許多河道橫斷測線上的痕跡水位，
就能了解該汛期時左右沿岸最高水位詳細縱斷分布，這部分就可當作調查洪水流下的束縮段（迴水）、河道 彎曲或沙洲達成左右岸之水位差、粗糙係數等洪水流動特性的基礎資料。
一般而言本調查所能取得的水位精準度，低於本節後面3.9.2所述的範疇1水位觀測。另外，洪水痕跡代 表該地點最高水位，並無法由此了解洪水達到最高水位之時刻以及在那前後的水位時間變化相關資訊。洪水 痕跡調查雖有如此缺點，但在縱斷方向實施密集的測定，亦能取得縱斷水位分布相關資訊。洪水時實施觀測 很困難，藉由洪水痕跡調查掌握洪水流動特性，非常重要。其具體做法如範疇2所示。
此外，表2-3-1介紹的簡易觀測，可用更簡便技術與成本測定水位時間變化，因此能在縱斷方向密集實 施甚至取得時間變化資訊的水位測定。因此，不妨考慮用這種水位測定方法取代洪水痕跡水位測定，或將這 種水位測定方法納入選項乃至於兩種並用。
3. 9. 2 洪水痕跡水位測定法
＜標 準＞
測定痕跡水位標準做法如下。
1) 洪峯水位發生後應盡早測定痕跡位置。也可先用打樁或做記號等方式留下標記，之後才測定。
2) 判定痕跡基本上根據附著在河岸、高灘地、堤防面植生的泥土。但樹木與莖比較堅硬的草本植物，
有時會出現洪水流動時倒伏、汛期後重新站起來導致洪水痕跡高於實際水位位置，因此，進行痕跡 判定時須注意比較不同種類植物痕跡高低。此外，洪水護岸上比較難以藉由泥巴附著狀況進行痕跡 判定，因此無法取得確切痕跡水位。因此，洪水護岸區間左右兩岸都連續的河道區間，通常設置只 能記錄最高水位的簡易水位計等。
3) 若以無泥巴的垃圾作為洪水痕跡水位，判定時應盡可能多觀察測定對象周邊的痕跡，去除其中位置 較低的部分，採取高度大概一致、約在相同直線上的痕跡群。但設置護岸的堤防與坡面，垃圾有時
第2章 第3節－12
不會停留在最高水位位置，反而堆積在小段的平坦面上。實施上述觀測之後，類似這樣的垃圾有時 也可採用作為痕跡群。但類似這樣在護岸上（特別是在小段平坦面上）取得的洪水痕跡，精準度有 時會比較低，因此實施測定應事先說明這種狀況。此外，有時護岸區間左右兩岸都連續的河道，可 設置只記錄最高水位的簡易水位計。
4) 根據以上做法可取得左右岸的洪水痕跡水位。洪水痕跡水位至少應定期橫斷測線測定，但和低水路 寬度相比、定期橫斷測線間隔較大的河川，在與低水路寬度相同程度的縱斷間隔，應至少測定 1 個 以上的洪水痕跡水位。
＜建 議＞
洪水痕跡水位和流量數據，容易受以粗糙係數逆算等汛期相關水理檢討結果而受影響，因此建議掌握洪 水痕跡水位精準度時，先和精準度較高的水位測定值比較，才加以確認。
圖2-3-1乃是以全國河川為對象，指出洪水痕跡水位的誤差與河床坡度關係。此外，計算誤差的方式是 利用事先設在已實施洪水痕跡水位測定斷面（地點）內的自記水位計與普通水位計等，將得到的水位暫定為 真值，然後用下列公式算出。
誤差＝（洪水痕跡水位）－（水位計、普通水位計等所測得的水位） （2-3-1）
圖2-3-1顯示，河床坡度越大，測得的水位高低落差越大。此外，幾乎相同坡度的河川洪水痕跡水位誤 差分布特性，大致上是以零為中心，正負同樣有高低落差等的傾向。但誤差原因尚未充分研究與了解，因 此，圖2-3-1基本上只提供作參考。
因此之故，河川上下游坡度變化大、洪水痕跡高低落差大的河川，測定洪水痕跡水位最好縮短縱斷間 隔，並且多地點實施。
