(57)【要約】【課題】鉛直方向以外の方向からの雨量が発生しても、実際の雨量を極めて正確に捕らえることができ、雨量観測精度を確実に高めることができる雨量計測システムを提供する。【解決手段】主として鉛直方向から降り注ぐ雨滴を鉛直雨量計により捕捉して鉛直雨量を計測すると同時に、鉛直方向以外の方向から飛来する雨滴を水平雨量計により捕捉して水平雨量を計測し、これらの鉛直雨量および水平雨量を時系列に比較・演算して、いずれか卓越した雨量を当該時刻の時限雨量として算出する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
主として鉛直方向から降り注ぐ雨滴を鉛直雨量計により捕捉して鉛直雨量を計測すると同時に、鉛直方向以外の方向から飛来する雨滴を水平雨量計により捕捉して水平雨量を計測し、これらの鉛直雨量および水平雨量を時系列に比較・演算して、いずれか卓越した雨量を当該時刻の時限雨量として算出することを特徴とする雨量観測システム。
【請求項２】
上記鉛直雨量と水平雨量の差分を求めて、その差分量に応じて上記卓越した雨量に補正を加え、当該時刻の時限雨量として算出することを特徴とする請求項１に記載の雨量観測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雨量観測システムに係り、特に鉛直方向以外の方向から飛来する雨滴の雨量をも同時に計測して観測精度を向上せしめる雨量観測システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般の雨量計測装置にあっては、鉛直方向から降り注ぐ雨量のみを計測するように構成されている。ところが、特に標高が高い山岳等においては、降雨時にも横風や上昇気流などの強い風を伴う場合が多く、風の影響（Ｊｅｖｏｎｓ  eｆｆｅｃｔ）を無視することはできない。そのため、鉛直方向から降り注ぐ雨滴だけでなく、斜め方向や横方向から飛来する雨滴、さらに極端な場合には下方から吹き上げる雨滴も飛来する。このような鉛直方向以外からの雨滴の量（雨量）は、山岳稜線や斜面を浸潤させて土砂災害に少なからぬ影響を与えるおそれがあり、雨量観測には欠かせない存在である。
【０００３】
そこで、鉛直方向からの雨滴に加えて、鉛直方向以外からの雨滴をも計測することで、土砂災害等の予測に役立てる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
上記特許文献１に記載された雨量計（以下、従来技術という）には、鉛直方向から降り注ぐ雨滴を受け入れる受水部と、鉛直方向以外の方向からの雨滴を受け入れる受水部とが備えられている。
そして、上記双方の受水部に貯められた雨が、それぞれの受水部に設けられた排出手段によって計測器に排出されると、該計測器がそれぞれの受水部の雨量を計測することで、気象庁の地上気象観測指針に即した計測方式に則りつつ斜面を直接浸潤させる降雨量を考慮できるようになっており、具体的には双方の受水部に貯められた雨量の合計値に基づいて土砂災害に対処している。
【特許文献１】特開２００５−４９３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術は、鉛直方向の雨滴を貯める受水部と、鉛直方向以外の雨滴を貯める受水部とからの雨量を考慮、即ち、双方の受水部からの雨量を合計して計測することで、土砂災害に対処できるようにしているものの、双方の雨量を単に合計している結果、雨量データが実際の雨量より多目になる傾向があり、雨量観測精度としての正確性に欠けるという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、上記事情に鑑みてなされたものであって、鉛直方向以外の方向からの雨量が発生しても、実際の雨量を極めて正確に捕らえることができ、雨量観測精度を確実に高めることができる雨量計測システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、この発明は以下の構成を有する。即ち、
請求項１に係る発明は、主として鉛直方向から降り注ぐ雨滴を鉛直雨量計により捕捉して鉛直雨量を計測すると同時に、鉛直方向以外の方向から飛来する雨滴を水平雨量計により捕捉して水平雨量を計測し、これらの鉛直雨量および水平雨量を時系列に比較・演算して、いずれか卓越した雨量を当該時刻の時限雨量として算出することを特徴とする。
請求項２に係る発明は、上記鉛直雨量と水平雨量の差分を求めて、その差分量に応じて上記卓越した雨量に補正を加え、当該時刻の時限雨量として算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、鉛直雨量計によって捕捉された鉛直雨量と、水平雨量計によって捕捉された水平雨量とをそれぞれ独立的に計測し、その計測した雨量の卓越した（大きい）方を雨量データとして採用するようにしたので、実際の雨量を的確に観測することができ、風の影響が著しく大きな場所であっても、雨量観測精度を確実に高めることができ、土砂災害に対してより適切に対処することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１〜図５は、本発明の第１の実施例に係る雨量観測システムを説明する図であって、図１は雨量観測装置の全体構成を示すブロック図、図２は鉛直雨量計を示す説明図、図３は水平雨量計を示す説明図、図４は風速と鉛直及び水平雨量捕捉率の関係を示すグラフ、図５は雨量観測システムのフロー図である。
図１において、雨量観測装置１は、鉛直雨量計１０と、水平雨量計２０と、これら双方の雨量計１０及び２０に捕捉された雨滴の量（雨量）の大小を比較する演算処理部３０とを備えている。
【００１０】
上記鉛直雨量計１０は、図２に示すように、その上端が上方に向けて開放され、鉛直方向に沿い上方から下方に向かって降り注ぐ雨滴を導き入れる円筒状の受水口１１と、該受水口１１の下端部に一体的に設けられていて、受水口１１から導かれた雨滴を捕捉する受水漏斗１２と、該受水漏斗１２により捕捉された雨水を下流側に導水する導水パイプ１３とから構成されている。これら受水口１１と受水漏斗１２と導水パイプ１３とは外管１４に収納されている。
【００１１】
上記水平雨量計２０は、鉛直方向以外の方向から飛来する雨滴を受け入れるためのものであって、図３に示すように、円周面に沿った周囲が横向きに開口された形状をなす横向き開口部２１と、該横向き開口部２１の内部において鉛直軸２１ａを中心として放射状に配設され、前記開口部２１から浸入した雨滴を受け止める受水板２２と、該受水板２２により受け止められて落下したり、流下したりする雨滴を捕捉する受水漏斗２３と、該受水漏斗２３により捕捉された雨水を下流側に導水パイプ２４とから構成されている。この場合、横向き開口部２１の上端は、鉛直方向から降り注ぐ雨滴が浸入しないよう天板２５によって覆われている。
上記水平雨量計２０は、設置すべき部位に設けられた支持台２（図３参照）上に立設される。なお、上記鉛直雨量計１０も同じ支持台２あるいは別の支持台（図示せず）に設置される。
【００１２】
図４は、風速ｍ／ｓを横軸にとり、鉛直雨量と水平雨量の雨滴捕捉率を縦軸にとったグラフを示すもので、風速が０の場合には、鉛直雨量の雨滴捕捉率が１であり、水平雨量の雨滴捕捉率が０である。風速が増加し、強い横風を受けるとJevons effectにより雨量計外管14の側面に上昇気流が発生し、落下中の雨滴の一部を移流してしまう。このため受水口11で捕捉される雨滴数は、地面上の受水口投影面に落下する雨滴の数よりも減少し、雨量観測精度が低下する。
一方、水平雨量の雨滴捕捉率は次第に増加する。そして、捕捉率が０．９の点線は、平均値である。
従って、鉛直雨量および水平雨量の雨滴捕捉率のうち、卓越した（大きい）方を採用すると、太線の曲線のようになり、雨滴捕捉率１に近似する。本発明は、この近似点に着目したものである。なお、従来技術の説明のように、両雨量の捕捉率を合算すると、雨滴捕捉率１より多目になることが理解できる。
【００１３】
３０は演算処理部であって、図１に示すように、鉛直雨量計１０によって捕捉された雨量を計測する鉛直雨量計測手段３１と、水平雨量計２０によって捕捉された雨量を計測する水平雨量計測手段３２と、これら両計測手段３１及び３２によって個々に計測された雨量の大小を比較するとともに、その比較結果に基づいて雨量の卓越した（大きい）方を現在時刻の雨量（時限雨量）として選択する比較選択部３３とによって構成されている。この比較選択部３３は、例えばＣＰＵ等からなっており、時々刻々と変化する雨量に対応できるよう予め定められた時間毎に時系列に処理するようになっている。なお、上記演算処理部３０のうち、比較選択部３３は、水平・垂直雨量データをテレメータで伝送した場合、雨量計の直近に置く必要は無く、事務所等のテレメータ監視装置等で演算処理することができる。
【００１４】
次に、上記演算処理部３０の処理動作について、以下に具体的に説明する。
今、雨が降り続いている状態にあるとき、鉛直雨量計１０においては、鉛直方向に沿い上方から降り注いだ雨滴が受水口１１から受水漏斗１２に捕捉される。一方、水平雨量計２０においては、鉛直方向以外の方向からの雨滴が横向き開口部２１から受水漏斗２３に捕捉され、上記各受水漏斗１２及び２３によって捕捉された雨量がそれぞれの導水パイプ１３及び２４を経て演算処理部３０に導水されることとなる。
【００１５】
このとき、演算処理部３０においては、図５に示す以下の処理を行うこととなる。
即ち、図１および図５において、鉛直雨量計１０からの雨量が鉛直雨量計測手段３１によって算出されるとともに、水平雨量計２０からの雨量が水平雨量計測手段３２によってそれぞれ算出される（Ｓ４１）。
なお、図５における「鉛直時限雨量Ｒｖ」とは、鉛直雨量計１０によって捕捉された時間の雨量を表し、また「水平時限雨量Ｒｈ」とは、水平雨量計２０によって捕捉された同じ時間の雨量をそれぞれ表している。
【００１６】
比較選択部３３は、鉛直雨量計測手段３１による鉛直時限雨量Ｒｖの算出、及び水平雨量計測手段３２による水平時限雨量Ｒｈの算出が完了したか否かを判定する（Ｓ４２）。該判定の結果、それぞれの算出が完了すると、鉛直時限雨量Ｒｖと水平時限雨量Ｒｈとの大小を演算比較する（Ｓ４３）。
つまり、鉛直時限雨量Ｒｖと水平時限雨量Ｒｈとの比較の結果、鉛直時限雨量Ｒｖが水平時限雨量Ｒｈより卓越する（大きい）場合には（Ｓ４３）、この鉛直時限雨量Ｒｖを当該時限雨量Ｒとして選択し（Ｓ４４）、該選択した当該時限雨量Ｒを算出することで終了する（Ｓ４５）。
【００１７】
また、上記処理（Ｓ４３）の結果、鉛直時限雨量Ｒｖが水平時限雨量Ｒｈより大きくなく、鉛直時限雨量Ｒｖより水平時限雨量Ｒｈが大きいかが判定され（Ｓ４６）、水平時限雨量Ｒｈが大きいと、その水平時限雨量Ｒｈを当該時限雨量Ｒとして選択し（Ｓ４７）、これを算出することで終了する（Ｓ４５）。
さらに、上記処理（Ｓ４６）の結果、鉛直時限雨量Ｒｖと水平時限雨量Ｒｈとが同じ場合には（Ｓ４８）、それら何れか一方を当該時限雨量Ｒとして選択し（Ｓ４９）、該選択した方を当該時限雨量Ｒとして算出することで終了する（Ｓ４５）。この場合、何れか一方を当該時限雨量Ｒとする場合には、実際には予め設定されている。
【００１８】
本実施例の雨量観測装置１は、上述したように、鉛直雨量計１０によって捕捉された雨量と、水平雨量計２０によって捕捉された雨量とを、それぞれ独立的に計測し、その計測した雨量の大きい方を実際の雨量データとして採用するので、鉛直雨量計からの雨量と水平雨量計からの雨量とを単に合計した雨量で判定する従来技術に比較すると、過大な雨量計測となる虞がなくなり、そのときの雨量を正確に観測することができる。
そのため、例えば、富士山のような高標高の源頭部のように、風の影響が著しく大きな場所であっても、雨量観測精度を確実に高めることができ、土砂災害に対してより適切に対処することができる。なお、本発明は、山岳地用の雨量観測システムに限定するものではなく、鉛直方向以外の方向からも雨滴が飛来するところであれば、いずれの場所であっても良い。
【実施例２】
【００１９】
図６は、本発明の別の実施例を示す演算処理部３０′のフロー図を示すもので、上記実施例１の処理に加えて、本実施例２では、上記鉛直時限雨量Ｒｖと水平時限雨量Ｒｈとの差分（△ｒ）を取り（Ｓ５０）、その差分（△ｒ）に基づいて時限雨量Ｒの算出値を補正する（Ｓ５１）。
詳細には、図４を参照すると、風速０ｍ／ｓの時の差分（△ｒ）はＲｖ−Ｒｈ＝１であり、両曲線が交差するＲｖ＝Ｒｈの差分（△ｒ）は０であり、Ｒｈが大きい風速１６ｍ／ｓの時の差分（△ｒ）はＲｈ−Ｒｖ＝０．４である。これらの差分（△ｒ）による時限雨量Ｒの算出値の補正は、差分（△ｒ）が１の場合には補正する必要はなく、差分（△ｒ）が０の場合にはＲｖ＝Ｒｈ＝０．８に約０．２を加えることにより１に補正し、Ｒｈが大きい時の差分（△ｒ）が０．４の場合にも補正する必要はない。そして、上記特異点の間においては、差分（△ｒ）値に応じて０から０．２の数値を加算する。
上記加算補正により、捕捉率を１に近づけることができ、極めて正確な雨量を得ることができる。
【００２０】
上述のように雨量観測精度が高まると、土石流、地滑り等の予測精度を向上することができると共に雨水による流域の流出解析精度を向上することが出来る。
またさらに、地上雨量計によるレーダ雨量計のキャリブレーションにおいて、従来は梅雨形降雨と台風形降雨として評価していて、キャリブレーション誤差が大きかったが、本発明を採用することにより、誤差を大幅に低減することができ、レーダ雨量計の観測精度を確実に高めることができる等の利点がある。
【００２１】
なお、上記実施の形態において、鉛直雨量計１０及び水平雨量計２０並び演算処理部３０、３０′の具体的構成例は、図示例に限定されるものではない。また、演算処理部３０、３０′において、内部に鉛直雨量計測手段１及び水平雨量計測手段３２がそれぞれ設けられた例を示したが、鉛直雨量計１０及び水平雨量計２０の内部に直に設けられていてもよい。従って、本発明において、要は、所期の機能を有すればよいのは、言うまでもない
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施例に係る雨量観測装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】鉛直雨量計を示す説明図である。
【図３】水平雨量計を示す説明図であって、（Ａ）は全体縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のイ−イ線断面図である。
【図４】風速と鉛直及び水平雨量捕捉率の関係を示すグラフである。
【図５】雨量観測システムのフロー図である。
【図６】本発明の別の実施例に係る雨量観測システムのブロック図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  雨量観測装置
２  支持台
１０  鉛直雨量計
１１  受水口
１２  受水漏斗
１３  導水パイプ
１４  外管
２０  水平雨量計
２１  横向き開口部
２１ａ  鉛直軸
２２  受水板
２３  受水漏斗
２４  導水パイプ
２５  天板
３０、３０′演算処理部
３１  鉛直雨量計測手段
３２  水平雨量計測手段
３３  比較選択部
Ｒ    時限雨量
Ｒｖ  鉛直時限雨量
Ｒｈ  水平時限雨量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008039713.tif 000007
【図６】
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