H-Q曲線（水位流量曲線）の基礎と水文学における意義

H-Q曲線（HQきょくせん、H-Q curve）または水位流量曲線（すいいりゅうりょうきょくせん）とは、ある特定の期間中における河川などの水位（Height）と流量（Quantity）の関係を図式化したものである。一般的には二次曲線の形態を示す。

流量算定の基本原理

河川流量 $Q$ は、ある河道の断面における水の平均流速を $v$、断面積を $A$ とおくと、以下の公式で表される。

$Q = vA$

実際には同一断面であっても、河床（川底）の形状や植生の有無、水面と大気の摩擦などの作用によって流速や断面積は変動する。そのため、実際的な測定では断面をいくつかの小区間に区切り、それぞれの区間で流速を測定して求めた流量を合算することで総流量 $Q$ を算出する。

作成方法と測定の実際

河川の流量を直接的かつ連続的に測定することは困難であるため、簡便に水位から流量を換算する目的でH-Q曲線が利用される。

曲線の作成にあたっては、まず基準となる地点での水位測定が必要となる。水位の測定には、河道に堰（せき）などの人工物を設置して自動センサーによる観測を行う方法がある。しかし、川幅が狭いなどの理由で規格に合う堰を設置することが困難な場合もある。そうした現場では、現地に赴いて様々な水位の状況ごとに実測を行い、得られたデータに基づいて曲線あてはめ（近似曲線の算出）を実行してH-Q曲線を作成する。