雨が最も強く降った時刻と、川の流量が最大になった時刻は、必ずしも一致しません。流域のいろいろな場所へ降った水が、地表や地中を通って川へ集まるには時間がかかるからです。「雨が弱くなったので川の水もすぐ減る」とは限らないことを、二つのグラフから読み取ります。
ここでは単位時間に降る雨の量と、川のある断面を一秒間に通る水の体積を比べます。雨量と流量は単位も意味も違うため、グラフの高さをそのまま引き算しません。まず横軸の時刻をそろえ、それぞれの山の位置を見ます。
山の時刻と水の総量は別の情報
雨の最も高い棒が午前10時、流量の山が正午なら、ピークの時刻の差は2時間です。これはこの二つのピークを比べた差であり、雨の全ての水がちょうど2時間で川へ到着した証拠ではありません。上流と下流、地表と地中で、かかる時間は異なります。
流量のグラフから総体積を求めるには、流量に継続時間を掛けて足します。山の高さだけでは総量は決まりません。高く短い増水と、低く長い増水では、どちらの水量が多いかを時間も含めて比べる必要があります。
流量グラフの目盛りが違うと、見た目の山は比べられない
二つの流量グラフを並べるとき、山の高さや幅を紙の上のcmだけで比べていませんか。縦軸が一目盛り毎秒1m³の図と、毎秒5m³の図では、同じ高さに描かれた山の意味が違います。横軸も一目盛り一時間か三時間かで、面積が表す水量が変わります。グラフ用紙の形が同じでも、まず目盛りの単位へ戻ります。
練習用に、Aは平均流量毎秒2m³が二時間、Bは毎秒4m³が一時間続く長方形のグラフとします。通った水量はどちらも14400m³です。Bのピークは高い一方、継続時間は短くなっています。二つの紙で軸の尺度を別々に調整すれば、長方形を同じ形に描くこともできます。形だけでは、ピークも総量も比較できないことが分かります。
読み取りでは、各グラフから最大値、対象期間、面積に相当する総量を数値で書き出します。そのうえで『最大はB、総量は同じ』と、比べる性質ごとに答えます。曲線の面積を求める場合には、区間平均なのか、点を直線で結ぶ指定なのかも確認します。大きな山が一つある図を見て、すべての意味で多いとまとめないことが、資料問題での正確さにつながります。
例題1 ピーク時刻の差を読む
一時間ごとの雨量が、9〜10時に5mm、10〜11時に20mm、11〜12時に10mmでした。各区間を中央時刻で表す約束とし、最大の雨量の時刻を10時30分とします。川の最大流量は12時30分に記録されました。ピーク時刻の差を求め、この差だけからいえないことを一つ挙げてください。
答え・解説： 差は2時間です。ただし、流域に降った全ての雨が2時間で観測地点へ到着したとはいえません。雨量は一時間の合計を中央で代表した記録で、雨の強さの一瞬の最大時刻まで測ったものでもありません。時刻の定義をそろえてから差を計算します。
元から流れていた水をどう扱うか
雨が降る前から川には水が流れています。雨の影響で増えた分を調べる模型なら、基準となる流量を引いてから積算します。一方、「川を通った水の総量」を聞かれたなら、基準分も含めます。同じグラフでも、問いによって数える範囲が違います。
例題2 増えた分の水量
12〜13時、13〜14時、14〜15時の平均流量が、それぞれ毎秒3、5、4立方mでした。雨がなければ毎秒2立方mで一定だったという模型で、三時間に通った総体積と、基準より増えた体積を求めてください。
答え・解説： 総体積は43200立方m、増えた体積は21600立方mです。一時間は3600秒なので、（3＋5＋4）×3600＝43200。増えた流量は1、3、2だから（1＋3＋2）×3600＝21600です。基準の2×10800＝21600を総量から引いても確かめられます。毎秒の値へ時間の3をそのまま掛けると、単位がそろいません。
点の記録と区間平均を読み分ける
例題2は、一時間の平均流量が与えられています。もし13時の瞬間の流量が5だっただけなら、12〜13時の全てが5だったと扱うことはできません。隣り合う測定点を直線で結ぶと指定されれば台形の面積を使えますが、その仮定がない場合は総量を正確には決められません。
流域面積、地面のしみこみやすさ、雨の降り方などによって、流量の増え方は変わります。二つの川のピーク時刻だけを比較して、遅い方が必ず安全と評価することもできません。ここでのグラフは水の動きを学ぶ資料であり、実際の避難判断を時刻差の計算だけで行うものではありません。
答案では「雨量のピークから流量のピークまで」と、どの二点の差かを明記します。総量の計算では、基準を引いたか、何秒を掛けたかも残します。横軸の時刻、縦軸の単位、面積が表す体積。この三つを分ければ、増水のグラフを筋道立てて読めます。
同じ総雨量でも波形は変わる
短時間に集中した雨と、同じ総量が長く続く雨では、川へ集まる水の時間的な重なり方が違います。流域の別々の場所から来る水が同時に観測点へ到着すれば、流量の山が高くなる場合があります。総雨量が同じだから流量グラフも同じ形、とは限りません。
二つの観測点の増水を比較するときも、川沿いの距離だけで時間差が決まるとは扱いません。途中から支流の水が加わる場合や、水が一時的にたまる場所がある場合には、波形の高さも幅も変わり得ます。問題で単純な平行移動として示されているのか、各点で別の測定結果なのかを読み分けます。グラフの形が似ているだけで、同じ水の塊を追跡したと断定しない姿勢が重要です。
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