JPS6371620A

JPS6371620A - 温度計測による水位・積雪高さ等の測定方法

Info

Publication number: JPS6371620A
Application number: JP61216253A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Kajitani; 梶谷　忠史
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 1986-09-13
Filing date: 1986-09-13
Publication date: 1988-04-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、水位・積雪高さ等の測定方法に係り、より詳
細には、例えば、貯水池、河川等の水位や山間、僻地の
積雪高さ等を液層（水層、雪層）や気層（大気）等の各
層における温度分布や温度差を検出してその界面を識別
することにより水位・積雪高さ等を測定する温度計測に
よる水位・積雪高さ等の測定方法に関する。

〔発明の技術的背景〕

従来、貯水池、河川等の水位、山間部の積雪高さ等の測
定は、目盛の直読式、フロート式、触針式、圧力式、超
音波式、電気式（電気抵抗、静電容量）等で行われてい
る。

しかしながら、従来の測定方法の場合、人力、機械式、
電波利用、電気の性質の利用であるため、その構成が複
雑になったり、凍結等の悪天候時には正確な水位等の測
定が不可能である等の８Ｆｉを有している。また、貯水
池の水位や山間部の積雪高さ等の測定は、山間地、僻地
で行う必要が多く、その測定には、何れも、人力あるい
は配電線、発電設備等の電源を必要とし、その測定が特
に悪天候下等には困難であるという問題をも有している
。従って、本来、無人化設備に適していない本発明者は
、以上の問題点を解決するために、種々考究した結果、
水中、雪中の温度は、大気中の温度に比べて、比較的に
変化が少ないのに対し、大気の温度は、気象、日照等の
変化により温度変化が大きく、両者間には温度分布が異
なると共にそれぞれ対流作用、保温性、物質の固有の温
度等が異なり温度差が生じ、この温度分布と温度差を用
いることにより、水層または雪層と、大気層との境界面
を識別できることを知得した。

ところで、今日、貯水池等においては、人力によるか貯
水地内に水深測定目盛やフロート式、電気抵抗式等の測
定具取付装置を配設し、その計測をすることで水深の監
視を行っている。

そこで、本発明者は係る点に対処し、該測定具取付装置
に所定間隔で温度センサーを複数個￥：を置し、各点に
おける温度を計測することで、その温度差、温度分布を
検出し、水深を測定できることを究明した。

本発明は、以上の点に対処して創案されたものであって
、その目的とするところは、異なる液層、固層等の異種
層間の境界面を各層における温度分布や温度差の検出に
より簡単に得ることができるようにした温度計測による
水位・積雪高さ等の測定方法を提供することにある。

〔問題点を解凍するための手段〕

そして、上記目的を達成するための手段としての本発明
の温度計測による水位・積雪高さ等の測゛定方法は、複
数個の温度センサーを液層と気層間等の異種層間にわた
って適宜間隔で配設し、各点における温度を計測する手
段と、該計測手段により計測した各点における温度分布
変化または温度差を検出する手段、および該検出手段に
より得た検出データにより上記層の境界面を識別する手
段とにより水位・積雪高さ等を測定するようにした構成
にある。

ここで、上記構成において、通常、温度センサーがセン
サー取付装置に適宜間隔で配設された構成となっており
、また該温度センサーとしては電気抵抗温度センサーも
しくは熱起電力温度センサー等の温度検出用センサーを
用いている。

〔作用〕

そして、上記構成に基づく、本発明の測定方法は、貯水
池や河川等における水位の測定や積雪高さの測定等に実
施する。

すなわち、貯水地内の測定個所等に温度（水温、気温）
を計測する手段としての温度センサー取付装置を設置す
ると共に該装置よりの温度構出信号をデータ記録・監視
個所に設置した温度記録・監視装置に伝達し、温度セン
サーで計測した各点における温度による温度分布、温度
差を検出すると、同じ層内、特に、液層においては温度
分布く温度変化）に大きな差が認められないが、各層の
境界（界面）において温度差が認められ、その温度差の
個所を検出してその界面を識別し、該界面間、換言すれ
ば該当温度センサー間の距離を知ることにより水位・積
雪高さを測定できるように作用する。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明を具体化した実施例に
ついて説明する。

ここに、第１図は本発明の水位・積雪高さ等の測定方法
を具体化した水位測定装置の概略構成を示し、第１図（
ａ）は正面図、第１図（ｂ）は側面図、第２図は本発明
の水位・積雪高さ等の測定方法を具体化した水位測定装
置を設置した状態を示す概略構成図、第３図は測定結果
を示すグラフ図である。

本実施例の測定方法は、貯水池における水位の測定を行
うための水位測定方法であって、第１図に示すように温
度センサー取付装置１０と、温度データ伝達装置１１お
よび温度記録・監視装置１２の三つの装置により具体化
している。

温度センサー取付装置１０は、適宜間隔で目盛１４の刻
まれた縦長状板１３で形成され、該目盛１４．１４・・
に対応する個所にそれぞれ温度センサー１５．１５・・
が配設された構成となっている。目盛１４．１４・・は
０ｍ点を基準点として上方向および下方向にそれぞれ適
宜間隔で刻まれている。そして、該取付装置１０　（縦
長状板１３）は、第２図に示すように、貯水地にその下
端部１６で土層１７に立設され、上端部１８が水層１９
を通り越して大気層２０に出て、±Ｆｉ１７、水層１９
および大気層２０の三つの層にわたっている。

ここで、該温度センサー１５．１５・・とじては、電気
抵抗温度センサーを用いている。しかし、温度センサー
としては他の構成よりなるセンサー、例えばサーミスタ
式センサー、熱電式センサー（熱電対）、金属測温抵抗
体く例えば、細い白金線をマイカやガラスに巻いたもの
を熱電対と類憤の保護管に入れたものや、シース測温抵
抗体等を用い、その抵抗の測定をブリッジもしくは定電
流式で行うようにしたもの）等を用いてもよい。

そして、各温度センサー１５．１５・・で検出した温度
データが温度データ伝達装置１１によって温度記録・監
視装置１２に伝達されるように構成されている。温度デ
ータ伝達装置１１は通常の伝送装置を用い、必要に応じ
て増幅できるようにしている。そして、温度記録・監視
装置１２により、各点における温度分布や温度差を検出
すると共に検出データにより上記層の境界面を検出でき
るように構成されている。

そして、温度記録・監視装置１２によって、各層におけ
る基準となる温度分布等と計測した温度センサー１５．
１５・・による温度分布、各点における温度差とを比較
すると共に、該温度分布、温度差より上記層の界面を識
別して、予め規定されている各センサー１５．１５間の
距離を計測し、その水位の測定ができるように作用する
。

なお、温度記録・監視装置１２においては、通常のデー
タロガやスキャナ、あるいはコンビューチングロガ等を
用い、各層における基準温度分布と検出した検出データ
とを比較する等のデータ処理する。また、温度データ伝
達装置１１は直送式あるいは搬送式を用いる。

次に、本実施例に基づき、平常深さ４００ｃｍの貯水地
内の土中４０ａｓに温度センサー取付装置の縦長状板（
２５０ｃｍ）を立設し、該貯水地における水位を夏期の
２４時間にわたって測定した結果について下表に示す。

ここで、温度センサー１５は目盛１４に対応して１０ａ
ａ間隔に２４個取りつけられたものを用いた。なお、温
度センサー１５は取りつけである上側より温度センサー
■、温度センサー■・・・・・と順に表示し、温度セン
サー■に対応する目盛１４がＯｍとしである。

そこで、上表より、測定６時間目においては、温度セン
サー■〜■までの計測温度に分布差が認めらないのに対
し、温度センサー■と温度センサー［相］間、および温
度センサー■と温度センサー０間で温度差が認められ、
温度センサー０〜＠には温度分布差が認められず、また
、温度センサー０〜［相］においては温度分布差が認め
られた。

このことより、温度センサー■と温度センサー［相］の
配設されている位置に大気と水との境界面があり、また
温度センサー０と温度センサー０との設置されている位
置に水と土との境界面のあることが判別でき、温度セン
サー０と温度センサー０との距離が、該貯水池における
水位であることを測定できた。

また、同様に温度センサーによる計測で、測定１２時間
目においては、温度センサー０と温度センサー０との間
で温度差が認められ、この位置に大気と水との境界面が
あり、水位の下がったことが検出でき、また、１８時間
目においては温度センサー０と温度センサーＯとの間で
温度差が認められ、該位置に境界面があり、２４時間目
においては温度センサー■と温度センサー■との間に温
度差が認められ、水位が測定６時間目よりも上がったこ
とが検出できる。また、これらの結果は、目視による測
定と一致した。そして、上表において温度分布差の認め
られた個所、換言すれば各層間の境界面のある個所を測
定結果を示すグラフとして第３図に示した。

ところで、本実施例においては、貯水池の底面への土砂
の堆積等についての変化は認められなかったが、土砂の
堆積が認められる場合は、上記温度センサー■より上に
配設されている温度センサーが該温度センサー０〜０に
おける温度分布と差がないことを検出することでその堆
積状態を検出できる。

また、本実施例においては、温度センサーを２４個配設
した構成のもので説明したが、該センサーをより狭い間
精で配設するようにして、より精密な水位を測定できる
ようにすることも可能である。

なお、上述した実施例においては、貯水池における水位
の検出をする場合について説明したが、山間地における
積雪高さの測定やその他、一般の気体、液体、固体（粒
子状のもの）間の境界面の測定等について実施すること
もできる。すなわち、大気に比べて水や雪等は層内にお
ける温度分布に大きな差が認められず、また、通常、そ
れぞれ異なる温度分布をしているので層の種類も判別で
きるからである。また、本発明の測定方法は、通常の貯
水池、河川の他、農業・漁業用の貯水池に具体化し、水
温管理等にも役立てることができる因みに、本発明は上
述した実施例に限定されるものでなく、本発明の要旨を
変更しない範囲内で変形実施できるものを含むことは明
らかである。

〔発明の効果〕

以上の記載より明らかなように、本発明の温度計測によ
る水位・積雪高さ等の測定方法によれば、温度センサー
により複数個所の温度を計測し、各点における温度分布
や温度差を検出することで、各層の界面が識別できるの
で、水位等の測定が簡単にできるという効果を有する。

また、本発明の温度計測による水位・積雪高さ等の測定
方法によれば、温度センサーとして簡単な構造のものが
使用できるので、測定装置自体の故障のおそれが少なく
、凍結等の悪天候下での測定にも適用でき、しかも、消
費電力が少なく、小容量の電源で足りるという効果を有
する。

更に、本発明の温度計測による水位等の界面測定方法に
よれば、各点における温度を温度センサーで計測するの
で、水位等の測定と共に水温、気温等の温度観測を同時
に行え、特に、貯水池等における深さ毎の水温測定によ
り、水温管理も行うことができ、更に、貯水池における
沈砂量の測定もできるという効果を有する。

従って、本発明によれば、山間、僻地における貯水池の
水位測定、積雪高さ等の無人観測に適した測定方法を提
供できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の水位・積雪高さ等の測定方法を具体化
した水位測定装置の概略構成を示し、第１図（ａ）は正
面図、第１図（ｂ）は側面図、第２図は本発明の水位・
積雪高さ等の測定方法を具体化した水位測定装置を設置
した状態を示す概略構成図、第３図シよよ１定結果を示
すグラフ図である１０・・・温度センサー立付装置、１
１・・・温度データ伝達装置、１２・・・温度記録・監
視装置、１３・・・縦長状板、１４・・・目盛、１５・
・・温度センサー、１６・・・下端部、１７・・・土中
、１８・・・上端部、１９・・・水中、２０・・・大気
中特　許　出願人　中国電力株式会社代理人　弁理士　吉　村　博　文ｌｊ１図第２図第３図時間

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数個の温度センサーを異種層間にわたって適宜
間隔で配設し、該温度センサーにより各点における温度
を計測する手段と、該計測手段により計測した各点にお
ける温度分布または温度差を検出する手段、および該検
出手段により得た検出データにより上記層の境界面を識
別する手段とから水位・積雪高さ等を測定するようにし
たことを特徴とする温度計測による水位・積雪高さ等の
測定方法。
（２）温度センサーが、温度センサー取付装置に適宜間
隔で配設されている特許請求の範囲第１項に記載の温度
計測による水位・積雪高さ等の測定方法。
（３）温度センサーが、電気抵抗温度センサーもしくは
熱起電力温度センサー等の温度検出用センサーである特
許請求の範囲第１項に記載の温度計測による水位・積雪
高さ等の測定方法。