平成27年度 河川情報シンポジウム
平成27年12月4日

日本における近年の降雨の状況○時間雨量50mmを超える短時間強雨の発生件数が増加（約30年前の約1.4倍）

約1.4倍

（回/年）

2004～2013

平均 241回

400

水文観測の高度化と水災害に関する情報ソフトインフラの充実

356

1976～1985

350

331

平均 174回

300

295

250
200
150

国土交通省水管理・国土保全局
河川計画課河川情報企画室長 藤巻 浩之

282
275

275
256

251
220

225

244

230

169
156
145
140

206

188 190

186
157

238

177
156

158

173182

254

193 194

237
209

169

131
110 103

112

1986

1991

94

100
500
1976
11981

1996

2001

2006

2011

１時間降水量50mm以上の年間発生回数（アメダス1,000地点あたり）＊気象庁資料より作成 2

水災害分野の気候変動適応策の基本的な考え方

河川情報企画室の仕事

セキュリティ

水循環政策

水災害分野における気候変動適応策のあり方について～災害リスク情報と危機感を共有し、減災に取り組む社会へ～（平成27年8月）
社会資本整備審議会

土木学会・ゼネコン・建コン協会等との連携

水文観測・測量の高度化、レーダ雨量計の展開

河川砂防技術基準

河川 砂防技術研究開発公募

情報インフラ・情報戦略

5.2.2 施設の能力を上回る外力に対する減災対策【これまでの取組をさらに推進していくもの】（観測等の充実）
施設の能力を上回る外力に対し、河川水位やダム等の貯水位、下水道の水位、河川流量等を確実に観測するとともに、洪水時の河道内の水理現象や堤防等施設の挙動を的確に把握できるよう観測機器の改良や配備の充実、ＩＣＴの活用を図るべきである。例えば、河川等では、水位の縦断的に密な間隔での観測や堤防天端を上回るような水位の観測、洪水時の堤防等の変状の把握など、観測の充実を図るべきである。また、下水道では、降雨や管渠内の水位等の観測情報等を蓄積し、河川管理者を含む関係者で共有するための情報基盤の整備を推進するべきである。
また、応急活動や避難対策のため、市街地に様々な目的で配備されている民間等のカメラの活用等により、リアルタイムで浸水等の状況を把握できるようにするべきである。
さらに、水害、土砂災害に対する災害リスクを的確に把握するために、航空レーザ測量による詳細な地形データ等を蓄積し、活用するべきである。また、水災害の外力を把握する上で特に重要な役割を果たす降水観測ネットワークにおいて、広域かつ局所的な降水が捉えられるよう、今後とも常に最先端の気象技術等の活用を検討するべきである。

ナレッジマネジメント
3

水文観測の歴史4

水文観測の目的○水文観測の歴史
昭和12年～

河水統制事業調査を開始○水文観測の目的（水文観測業務規程第1条）※逓信・内務・農林3省が合同して河川水の多目的利用のための流量調査を開始
昭和25年～ 水理調査を開始※建設省（現国土交通省）での水文観測体制が確立※水理調査に関する基準の一つとして「水理調査基準要綱（事務次官通達）」を昭和27年に発出
昭和41年6月

水文観測業務規程（事務次官通達）の制定※観測所の増加や観測機器の進歩等に伴い、水文観測資料の整理、保管方法を基準化
平成8年3月 水文観測業務規程の改定※新たな観測器械、処理・記録機器開発等の技術の進歩や社会情勢の変化を背景としこの規程は、河川及びその流域並びに地下水に関する水文観測業務の内容等を定め、もって総合的な河川計画の立案、河川工事の実施、河川の適正な維持、河川環境の整備及び保全その他の河川の管理に必要な水文統計資料の整備を図り、あわせて観測成果を公開することを目的とする。て実態に即した業務実施の基準化
平成14年4月 水文観測業務規程の改定※観測品質の確保、データの公開、実施体制の明確化、普通観測の廃止、技術開発等に関して制定以来の全面改定＊平成14年版水文観測（国土交通省河川局監修、独立行政法人土木研究所編著）
社団法人全日本建設技術協会561

水文観測に関する規程類

テレメータによる水位・雨量観測○「水文観測業務規程」を頂点に、観測・データ管理・公開等に関するルールが整理されている。
○調査手法については、「河川砂防技術基準調査編」（平成24年6月改定）に示されており、また、現場における技術マニュアルとしては「水文観測」（平成14年版）が発刊されており、これらに基づき業務が行われている。

雨量・水位データをテレメータで収集し、情報提供
多重無線中継所

レーダ雨量計

雨量観測所

観測・データ管理・公開のルール
水文観測業務規程
H14.04.22改定（事務次官通知）基準となる調査手法

水文観測業務規程細則

水位観測所

河川砂防技術基準調査編

H26.3.20改定（局長通知）

出張所

平成24年6月 改定

水文観測データ品質照査要領
H26.3.20制定（課長通知）

水文観測データ品質照査の手引き
H26.3.20改定（課長補佐事務連絡）

現場における技術マニュアル
河川情報提供システム

水文観測データ統計処理要領
H26.3.20改定（課長通知）

水文観測
平成14年度版

水文観測データのDB化に関する統計処理方針
H26.3.20改定 （課長補佐事務連絡）

7

携帯電話やパソコンによる情報提供 8

河川情報の提供「川の防災情報」による情報提供の例①

水害・土砂災害から国民の生命・財産を守るため、常時観測されている河川情報をリアルタイム（24時間・365日）に収集、加工・編集し、河川管理者、市町村、住民等に提供。
全国各地でレーダ雨量、地上雨量、河川の水位・流量、ダムの流入・放流量等を観測しテレメータで送信

レーダ雨量

地上雨量

洪水

河川情報の提供観測されたデータをリアルタイムに収集、加工・編集し、わかりやすく提供
収集

加工・編集

提供、蓄積

全国約17,300
観測所から10分ごとに送られてくる観測データを収集管理。

収集したデータを集計し、表やグラフ、地図、図面等にわかりやすく表示するために加工・編集

それぞれのユーザーに必要な情報をわかりやすく提供
するとともに、データを蓄積。

レーダ雨量
降雨分布・雨量強度と時系列での雨域の移動の把握が可能

インターネット及び携帯電話を通して河川管理者、市町村、住民等に提供

河川管理者

市町村

河川の水位・流量監視、精度管理
土砂災害
ダムの流入・放流量

24時間・365日提供データ及び提供画面を常時監視し、異常が発生した場合は原因調査及び対応を実施。

住民※市町村向け「川の防災情報」の画面例

9「川の防災情報」による情報提供の例②

10「川の防災情報」による情報提供の例③
基準値超過水位一覧

雨量・水位・流量

氾濫危険水位などの基準値を超過した水位観測所を一覧表示

河川の水位等と基準水位や住宅地の高さとの関係を表示※市町村向け「川の防災情報」の画面例

予警報情報
洪水予報・水防警報等を表示

氾濫警戒情報氾濫注意情報※市町村向け「川の防災情報」の画面例

11※一般向け「川の防災情報」の画面例

122

水情報国土データ管理センター

浮子（ふし）測法

雨量・水位・流量等の観測・調査データの蓄積・公開
http://www5.river.go.jp/＊絵でみる水文観測（社団法人中部建設協会）より

13

実際の観測の現場では・・・

14

環境が厳しい観測所事例

危険な観測環境

澪筋が変化する河川に設置された水位計

河床低下が生じる箇所に設置された水位計（水位が低い時はセンサーが浮いた状態になり観測できない）

15

雪により計測ができない雨量観測所

洪水時に危険な流量観測地点
16

流量観測の新技術 ADCP（Acoustic Doppler Current Profiler）

流量観測の新技術 画像処理型流速計速法

ADCPは超音波ドップラー効果を利用して、断面内の3次元的な流速分布、河床高を同時に計測し、横断観測により高精度な流量値を計測できる機器である。

固定カメラで撮影されたビデオ画像より河川表面流速を測定する技術が開発されている。遠赤外線カメラによる夜間観測や河川管理用のCCTVカメラを用いた連続観測も行われている。

この面が下向き

固定カメラで撮影されたビデオ映像より流速を測定するもので、次のような方法がある。
●画像の水面を流れるある範囲の濃淡パターンを粒子と見立て、その移動量を解析し、流速を演算する（LSPIV方式）。
●主流方向に沿うように検査ラインを設置し、検査ライン上の輝度値を時間軸方向に積み重ねた時空間画像に生じる縞パターンの傾きから平均流速を求める（STIV法）

橋上操作艇例（高速リバーボート）

検査ラインの設定

ADCP横断観測例
・詳細な流速分布を測定可能
・河積も同時に計測可能
・より高精度の流量観測が可能
参考文献：流量観測の高度化マニュアル（高水流量観測編）
土木研究所ICHARM編
http://www.icharm.pwri.go.jp/ryukan/
17LSPIVイメージ

STIVイメージ

参考文献：
M. Muste, I. Fujita and A. Hauet, Large-scale particle image velocimetry for measurements in riverine environments, WATER RESOURCESRESEARCH, VOL. 44, W00D19, doi:10.1029/2008WR006950, 2008
藤田一郎・北田正規他：複数アングルの画像計測とラジコンボート搭載型ADCPによる融雪洪水流の空間計測，土木学会論文集B1（水工学）Vol.70, No.4, pp.613-618, 2014.
183国土交通省のレーダ雨量計の歴史

国土交通省のレーダ雨量計の歴史

1966年
1976年
1979年
1982年
1986年

2000年
2003年
2006年
2008年

土木研究所にて「レーダによる洪水量観測に関する研究」がスタート
関東地方建設局 赤城山レーダ→最初の実用レーダの運用
釈迦岳レーダ（第２号）→各地整で独自の地方合成が行われる
長崎大水害 →レーダ雨量の情報共有の必要性が認識
レーダ雨量強度全国20kmメッシュ,地方10km,5km,1kmメッシュの情報
提供開始→地上雨量による補正は行われておらず、レーダ雨量の貼り合わせ

赤城山レーダ雨量計（1979年10月19日12時）

2010年
2012年
2016年

西九州ブロックレーダ雨量図（1987年10月16日22時）
広域レーダ（Ｃバンドレーダ）

19～XRAIN整備の経緯～○神戸市都賀川での水害。（５名死亡）○従来のレーダでは、捉えきれない局地的な大雨や集中豪雨、急激な水位上昇が発生。

鶴甲雨量

１４：５０
１．０１m

25

H20.7.28

ＸＲＡＩＮ全景（能美サイト）

1.2

0.6

１４：４０-０．３３m

0.4

100.2

0.0

52

12-0.21垂直偏波• 2種類の偏波（水平・垂直）を送信することで、雨粒の形状等を把握し、雨滴の扁平度等から雨量を推定。
• 地上雨量計による補正を行わずに、高精度な雨量データをほぼリアルタイムで配信することが可能。

0.815レーダアンテナ（埼玉サイト）

２．高いリアルタイム性（ＭＰレーダの特性）

1.05

１．高分解能（Ｘバンドの特性）

水位［m］

24

１０分間で１．３４ｍ
水位上昇

20

• Ｘバンドレーダは、Ｃバンドレーダに比べ波長が短く、高分解能な観測が可能。
（Xバンド：8～12GHz、Cバンド：4～8GHｚ）2010

ＸＲＡＩＮ（ＸバンドＭＰレーダネットワーク）

ＸＲＡＩＮの特徴

平成20年7月の都賀川での水害

10分間雨量（mm）

Ｃバンドレーダネットワークの完成（全26基）
オンライン全国合成1kmのメッシュの情報提供開始
同時刻全国合成1kmのメッシュ情報の情報提供開始
石川県金沢市浅野川水害、兵庫県神戸市都賀川水害→ＸバンドＭＰレーダを現業レーダとして整備開始
ＸバンドＭＰレーダによる250mのメッシュ情報をほぼリアルタイムに情報提供 開始（※地上雨量の補整なし）
名称を「ＸＲＡＩＮ（エックスレイン）」とする。
全ての政令指定都市をＸＲＡＩＮでカバー（39基）

水平偏波
２種類の波を送信

1-0.40
14:00

14:20

14:40

15:00

15:20

15:40

16:00

３．雨滴の移動方向・移動速度の観測が可能（ドップラー機能）

平成20年7月28日都賀川の水害における水位上昇

雨粒形状の変化を把握• ドップラー機能により、雨滴の移動方向と移動速度を把握することで、降雨予測等への活用が期待。
都賀川甲橋 水位上昇状況 （神戸市モニタリングカメラ画像）

21

第１回中小河川における水難事故防止検討ＷＧ 兵庫県説明資料より

22

ＸＲＡＩＮとＣバンドレーダの比較

複数基による観測のメリット（ＸＲＡＩＮの配置）○都市域等に高頻度、高分解能なＸＲＡＩＮを導入し、局地的な大雨（いわゆるゲリラ豪雨）や集中豪雨の被害低減に向けた実況観測を強化。

○ＸＲＡＩＮの使用しているＸバンド帯の電波は、非常に強い降雨域の後方において、電波が減衰・消散してしまい観測不能となる場合があるが、複数基で観測することにより、この観測不能域を補うことが可能。

○従来レーダ（Ｃバンドレーダ）に比べ、高頻度（５倍）、高分解能（16倍）での観測が可能。また、これまで5～10分かかっていた配信に要する時間を1～2分に短縮。
【ＸＲＡＩＮ】（最小観測面積：250ｍメッシュ、配信周期:1分
観測から配信に要する時間 1～2分）【既存レーダ（Ｃバンドレーダ）】（最小観測面積：１ｋｍメッシュ、配信周期:5分
観測から配信に要する時間 5～10分）
・高頻度（・高分解能（関東地域（平成２３年８月１９日の降雨）における観測事例関東地域のレーダのみによる観測

強い降雨域5倍）倍）

16○このため、XRAINのレーダは重点監視地域を複数のレーダで囲むように配置することを基本としている。

●

関東地域と静岡地域のレーダを組み合わせた観測

新横浜
●

観測不能
●

● レーダ局※Ｃバンドレーダ（定量観測半径120km）は広域的な降雨観測に適するのに対し、ＸＲＡＩＮ（定量観測半径60km）は観測可能エリアは小さいものの局地的な大雨についても詳細かつリアルタイムでの観測が可能。

23

新横浜局からの観測では強い降雨域の後方が観測不能

香貫山

新横浜

隣接する静岡地域のレーダで観測が可能● レーダ局

複数基で観測することにより、観測不能領域が解消

244技術力向上の取り組み

ＸＲＡＩＮの整備状況

・水文観測関係職員のスキルアップのための取り組み。
・技術エキスパート制度（関東地方整備局）、水文水質データベース講習会などがある。

【凡 例】
一般配信中

３９基

※円は半径60kmの定量観測範囲を示す。

石狩【関東地方整備局技術エキスパート制度】
技術的専門知識と応用能力及び十分な実務経験を有する関東地方整備局職員を技術エキスパー
トとして選定登録し、技術的アドバイスや研修の講師等、整備局内の技術的課題の的確かつ効率的な解決に資するものとする。

一関
涌谷

一迫

北広島

岩沼

京ヶ瀬
中ノ口
能美
鷲峰山
田口
風師山
古月山
菅岳

牛尾山
野貝原

熊山 六甲
常山

葛城

氏家
関東

尾西安城
鈴鹿

伊達田村

水橋

富士宮

新横浜

八斗島

技術エキスパート講師による流量観測研修

水文水質データベース講習会

平成１９年度より、毎年１０名程度、２泊３日で初めて水文観測業務に携わる職員を対象に実施

水文水質データの登録時期に合わせて担当職員を対象とした水文水質データベース講習会を定期的に開催し、データベースシステムの質的向上を図っている。

船橋

香貫山
静岡北浜松

九千部
山鹿宇城
桜島

平成27年８月現在

2526

技術力向上の取り組み

国際標準（ＩＳＯ／ＴＣ１１３）・利根川ダム統合管理事務所では技術力の維持を目的に、技術系職員が参加して事務所管内92箇所の雨量・水位流量観測所の点検を実施。

・国際標準化機構「開水路の流量測定に関する技術委員会」の定期総会が1年半毎に開催（過去29回）されており、第30回定期総会を日本主催で開催。
・平成27年5月24日～5月29日に土木学会（四ッ谷）で行われ6カ国69名が参加。
■技術委員会は、全体会議と各SC（SC1:断面積流速報、SC2:観測施設、SC5:観測機器、SC6:流送土砂、SC8：地下水)に分かれて議論がされた。
■日本からは関係者で組織する国内検討委員会委員が出席。SC1では非接触型流量観測手法 の新規提案が認められ、SC5では水文データ伝送システムが国際標準化に向けた最終段階に進むことが認められるなど、大きな成果を残した。

オープニングの集合写真

27

水文・水理技術検討会

28

河川情報企画室の仕事

水文観測・測量の高度化、レーダ雨量計の展開

河川砂防技術基準29

河川 砂防技術研究開発公募

情報インフラ・情報戦略

水文・水理技術検討会 設置趣意書
国土交通省の水文観測（雨量、水位、流量等）の成果は、河川の計画策定や工事の実施、維持管理、危機管理等の重要な基礎資料として活用されてきた。また、国土の開発及び保全、学術研究等の目的でも幅広く利用されている。
その重要性に比して、近年、官民ともに水文観測に従事できる職員が減少し、水文観測の委託業務化や観測機器の自動化等が進む中で、観測データの精度を確保するための体制等が課題となっており、水文観測に関する最新の技術的知見等も踏まえつつ、観測体制等の見直しを行うことが求められている。
例えば、近年、時間雨量が100mmを超えるような局地的豪雨が全国各地で発生しており、そのような局地的現象を確実に捉える必要性が高まっている一方で、洪水時に水位が記録されない状況や、洪水流量観測が確実に実施されない等の問題が発生している。
一方、水文観測データを利用する水理解析においては、洪水予測や河床変動計算の精度の向上等が課題となっており、これらの課題を解決するための水文観測のあり方をあわせて検討することが重要である。また、水理解析の精度が向上することにより、離散的にしか得られない水文観測の情報が、水理解析の補完により時空間において連続した情報となる可能性もある。
すなわち、水文観測結果を水理解析に活用するだけでなく、水理解析結果を水文観測にフィードバックすることによる相乗効果を期待するものである。
これまでの知見を生かし、水文観測に関する精度の向上、高度化、効率化を図るとともに、水理解析技術の向上と、それに必要となる水文観測のあるべき姿を検討するため、学識経験者を中心とする水文・水理技術検討会を設置するものである。

セキュリティ

水循環政策

土木学会・ゼネコン・建コン協会等との連携平成２６年１０月３１日

ナレッジマネジメント
30

5

分かりやすくリスク情報を提供

ＩＴを活用した浸水や土砂災害の把握行政が持つリスク情報を行政自身が分かりやすく提供

オープンデータ化により研究機関等の解析プログラム等の開発を促進

オープンデータ化により民間の防災アプリ等の開発を促進

32
31

行政が持つリスク情報を行政自身が分かりやすく提供

オープンデータ化により民間の防災アプリ等の開発を促進

現行

現在地

スマートフォン対応へ
図はイメージ

33

34

まとめ○各現場における水文観測の高度化に向けて◇浮子法以外の観測方法の適切かつ積極的な展開に資する現場向け資料の発出（水文観測業務規程等の改定、解説資料の充実 等々）◇本省・国総研・土研や学識者を巻き込んだ推進体制の樹立◇観測→収集・分析・加工→公表・提供のサイクル全体を見据えた、たゆまぬ改善努力○情報ソフトインフラの充実に向けた最新技術の導入◇もはや「技術開発」ではない◇兵站を忘れずに（特にランニングコスト）、現場ニーズを第一に◇最新の技術動向を常にチェックできるネットワークづくり（自助・共助）○まとめのまとめ◇「うまい・しっかりした・安い」技術を追い求める、果てなき取り組み（だけど前向きに）◇次代を背負う技術者の皆さんに「心から期待」
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ご静聴ありがとうございました。

36

6