水位計

河川や溜池の水位を計測し、LPWAで通知します。

背景-解決すべき地域課題-

水害の多い日本では、河川や湖の水位を計測する需要が高く、国の管理下にある河川には既に水位計が設置されていて、その情報は無線で送信されています。ただし水位計の値段が高いので小規模河川には設置がされていない状況です。小規模河川は、毎年のように氾濫し、近隣住民に大きな影響を与えているにもかかわらず、検知する術がないのが現状です。
また、農業用の溜池や、農業用水を流す用水路などの水位監視も大変な作業になっています。甚大な被害を及ぼす可能性があることから、水門の開閉などを行う管理組合は毎日のように見回りを行っている状況です。

概要

スワリカブランドでは、小型・軽量で精度の良い低価格水位計を開発しました。LPWA無線を使って山岳地帯に置いた水位計の計測値もインターネットに伝送することができます。大きな太陽電池の代わりに、家庭用電池を使用したことで軽く、小さくなり、車が入れない山岳地にも持ち運んで設置することができます。
溜池などに設置した場合には、一定の水位を下回るか上回る場合に、管理者へメールを送信する仕組みを開発しました。
また、水位と雨量のデータから土石流を検知する仕組みも開発しました。

仕組み

圧力式センサーで計測した水位をLPWAで送信し、
WEBで確認できる。

センサーで河川や
アンダーパス
の水位を計測
LPWA送信機から
市役所のアンテナへ送信
河川氾濫の警報を
各種デバイスへ発信

技術紹介

コンパクト・省電力

コンパクトな回路基板と単一電池での動作なので、運搬・設置が容易です。単一電池8本を使用し、4か月の電池持ちを実現しました。
高精度

20ビットADコンバータを搭載し、僅か1㎜の水位変化を捉えることができます。小さな水位変化の兆候を捉える必要がある「ため池」の監視などに有効と考えられます。
長距離無線

携帯電話が圏外となる山岳地帯においた水位計のデータを、市街地の受信機で安定に受信することができました。
水位監視

水位の閾値を超えた場合にメールを送信します。閾値や宛先は任意に設定できます。

実証実験概要

河川・溜池・堰の 水位計測実験: 茅野・諏訪地区の42か所に水位計を設置し、河川・溜池・堰の水位を計測、その結果をWEBに送信することで、約半年間の継続運用しています。堰や溜池については水門を管理している方々から設置要望をいただき、必要性を認識したところです。

水位予測実験: 雨量データを元に各地点の水位を予測し、計測結果と照合しました。上流においてはかなり良い精度で予測ができました。

土石流検出実験: 土石流発生前には、山中で天然のダムができたり、あるいは地下水路が変わったりする前兆現象が知られています。雨量データから予測した水位と、水位計による実測値が乖離した場合に、それを前兆現象として捉えることを考えました。土石流発生が危ぶまれる地点に水位計を設置し、雨量データからの予測水位と、実測水位との乖離を監視するシステムを構築して6カ月間運用してきました。今年は長野県への台風上陸がなく、現時点までは異常状態の検出メールが出ていない状況ですが、2021年度以降は設置場所を増やしての実験を行う予定です。