JP2008029934A - 鞭毛藻類の異常増殖抑制方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 取水した湖水に物理的な大きなせん断力を与え、あるいは加圧条件下で強い乱流を与えることにより、鞭毛藻類の遊泳能力を失わせ、この遊泳能力が失われた鞭毛藻類を日光が達せず鞭毛藻類が増殖しない水深部に向けて放出する。または、揚水発電施設内の水圧管路を通過する水流に物理的な大きなせん断力を与え、あるいは加圧条件下で強い乱流を与えることにより、鞭毛藻類を枯死あるいは遊泳能力を失わせ、この枯死あるいは遊泳能力が失われた鞭毛藻類を日光が達せず鞭毛藻類が増殖しない水深部に向けて放出する。
【選択図】 図3
Description
(1)走光性を制御不可能にすることの対策上の問題
(a) 曝気循環方法による淡水赤潮発生抑制対策上の問題
貯水池の水質保全対策には様々な方法があり、アオコを形成するミクロキスティス等の藍藻類の異常増殖抑制に有効なものとしては、曝気循環方法がある。しかしながら、淡水赤潮を形成する鞭毛藻類は藍藻類よりも優れた遊泳能力を持っており、光源に向かって泳ぐ走光性によって水面に再集結する性質がある。したがって、鞭毛藻類に対する増殖抑制効果は曝気循環装置の近傍にしか期待できない。
(b) 貯水池の流入端における対策の問題
近年用いられることの多い、流動制御フェンスやポンプによる水の移動は鞭毛藻類を貯水池の水深部に押し込むことができる。しかしながら、淡水赤潮が発生しやすい貯水池の流入端は、水深が浅く光が十分に届き、鞭毛藻類にとって走行可能であるために、淡水赤潮の発生抑制は難しい。
(2)赤潮対策における効率の問題
赤潮対策については、過酸化水素水や珪素剤等の薬剤等を散布する方策、物理的な処理方法(電極対や攪拌・キャビテーション等)の処理装置を搭載した作業船による方策等の特許例が存在する(例えば、特許文献1,2参照。)。しかしながら、いずれも効果や大規模水域における処理量の面から課題がある。すなわち、貯水容量が数百万m3、数千万m3の貯水池では、費用対効果の面で、貯水池赤潮対策としては難点がある。つまり、安価なコストでの大量水の取水や処理が不可能である。ダム貯水池では鞭毛藻類による淡水赤潮や藍藻類によるアオコが発生することが多く、ダム管理上解決すべき問題となっている。以上のように従来技術では効率的な対策の実施においては難点がある。
この第1の実施の形態は、前記の実験結果から明らかになった鞭毛藻類とせん断力等との関係を実証するために河川からの水が流入する湖に実施した例を示すものである。図3は、第1の実施の形態において、所定の圧力(例えば0.1Mpa)により湖水に強いせん断力を与えることができる装置を、貯水池の河川が流入する湖面あるいは近傍の湖岸に設置し、淡水赤潮が発生している水面から取水した湖水を処理し、湖底に放流する例を示した模式図である。図において、1は強いせん断力を与える装置で、この実施の形態では作業船に搭載されている。2は該装置に送水する配管で、取水口3が淡水赤潮発生水域4に開口されている。5は該装置から放水する配管で、放水口6が流入河川7から貯水池8の湖底に向けて流入する流入部9に開口されている。10は配管2に設置された汲上用ポンプである。強いせん断力を与える装置1は、図4,5に示すように、上下方向に所定の間隔を置いて重合するように配置された複数の処理板(パンチングメタル)11を具え、これら処理板には対応した位置に上下に貫通した穴12が開けられている。穴12は処理板11のほぼ全面に縦横に一定間隔で、かつ同径で設けられている。しかして、淡水赤潮が発生している水域4の湖水をポンプ10で汲み上げて装置1の中の処理板11にその上から下に向けて穴12から通し、その通過するときに通過断面積が変動することにより流速差が生じて強いせん断力を湖水に与える。なお、図示したように処理板11の厚さ及び穴12の直径は10mm程度が好ましく、また処理板11の配置間隔及び穴12の間隔は30mm程度が好ましい。
図6以降は、第2の実施の形態である。図6は、水位差のある二つのダム貯水池間で一定時間毎に放水と揚水を相互に行うことにより、発電を行う揚水発電施設を示す。この揚水発電施設は、上池ダム21(以下、「上池」という。)の取水口から水圧管路22に導く開水路としての図示しない導水路と、この導水路と連通し上池21から揚水式発電所23に至る管路である水圧管路22と、揚水式発電所23から下池ダム24(以下、「下池」という。)の放水口に至る管路である放水路25からなっている。水圧管路22にはせん断力を付与する機構部26が設置されている。せん断力付与機構部機構部26は図7に示すように中空円筒状の管路内に凹凸構造を存在させることによって水流の状態を変化させ、もって流水中のせん断力を強化しようとするものである。すなわち、水圧管路22を構成する内径r1の管路本体(通常管路部)27の内周面に、せん断力付与のための突起部28を管路本体27の長さ方向に所定の間隔をおいて固定し、局所的に管路本体27内の内径をr2としている。このことにより、内径が変化する区間において、流速分布が変化し、大きなせん断力が生じる。このように揚水発電施設内部の水圧管路22において、管路内摩擦に余裕がある場合は、通過する水流に強いせん断力を付与する施設を付加することにより、鞭毛藻類による淡水赤潮の抑制においては、より確実に鞭毛藻類の遊泳能力を消失させることが可能である。
3 取水口 4 淡水赤潮発生水域
6 放水口 7 流入河川
8 貯水池 9 流入部
10 汲上用ポンプ 11 処理板(パンチングメタル)
12 貫通穴 21 上池ダム(上池)
22 水圧管路 23 揚水式発電所
24 下池ダム(下池) 25 放水路
26 せん断力付与機構部 27 管路本体(通常管路部)
28 突起部 30 表層水取水用フェンス
30a 表層水取水部 30b 底層水放水部
31 取水口 32 フェンス本体
35 ブイ 36 ワイヤ
37 フロート 38 ウェイト
39 曝気装置 41 ウェイト
42 フロート 43 放水口
Claims (10)
- 取水した湖水に物理的な大きなせん断力を与え、あるいは加圧条件下で強い乱流を与えることにより、鞭毛藻類の遊泳能力を失わせ、この遊泳能力が失われた鞭毛藻類を日光が達せず鞭毛藻類が増殖しない水深部に向けて放出することを特徴とする鞭毛藻類の異常増殖抑制方法。
- 揚水発電施設内の水圧管路を通過する水流に物理的な大きなせん断力を与え、あるいは加圧条件下で強い乱流を与えることにより、鞭毛藻類を枯死あるいは遊泳能力を失わせ、この枯死あるいは遊泳能力が失われた鞭毛藻類を日光が達せず鞭毛藻類が増殖しない水深部に向けて放出することを特徴とする鞭毛藻類の異常増殖抑制方法。
- 貯水池等の河川が流入する湖面あるいは近傍の湖岸に、所定の圧力により湖水に強いせん断力を与えることができる装置を設置し、該装置は上下方向に所定の間隔を置いて配置された複数の処理板を具え、これら処理板には上下に貫通した穴を複数個設け、前記処理板の上に淡水赤潮が発生している水面からポンプにより湖水を取水する配管を設け、取水された湖水が処理板の上から下に向けて前記貫通穴を通過するときに流速差が生じて強いせん断力が与えられ、鞭毛藻類の遊泳能力が失われるようになっており、かつ前記処理された処理水を日光が達せず鞭毛藻類が増殖しない水深部に向けて放出する配管を設けたことを特徴とする鞭毛藻類の異常増殖抑制装置。
- 水位差のある二つのダム貯水池間で一定時間毎に放水と揚水を相互に行うことにより、発電を行う揚水発電施設として、上池ダムと、下池ダムと、両ダム間に設置された揚水式発電所とを有し、前記上池ダムと下池ダムを結ぶ水圧管路に該管路内を通過する水に強いせん断力を与えるせん断力付与機構部を設置したことを特徴とする鞭毛藻類の異常増殖抑制装置。
- せん断力付与機構部は、管路本体と、該管路本体内に設けた突起部とを有し、この突起部により水圧管路内の水流の状態を変化させ、通過する水流に強いせん断力を与えることによって鞭毛藻類を枯死あるいは遊泳能力を失わせる請求項4に記載の鞭毛藻類の異常増殖抑制装置。
- 揚水発電施設の上池ダムに設けた取水口及び下池ダムに設けた放水口のそれぞれ前面に、表層水取水フェンスを設置した請求項4又は5に記載の鞭毛藻類の異常増殖抑制装置。
- 表層水取水フェンスは、取水口及び放水口のそれぞれ前面を囲むように水中に上下方向に張設されたフェンス本体と、このフェンス本体の上端に設けられウェイト及びフロートと、このウェイト及びフロートとワイヤによって接続されて水面に浮いたブイとを有し、このブイとウェイト及びフロートとの間に表層水取水部が形成され、この表層水取水部はフロートに給気されない状態ではウェイトによりワイヤの長さだけフェンス本体の上端が水没して開放され、フロートに給気された状態ではフロートの浮力によりフェンス本体の上端が水面まで浮上して閉鎖される請求項4ないし6のいずれかに記載の鞭毛藻類の異常増殖抑制装置。
- 表層水取水フェンスの内側に、フェンス内側の水流を上下方向に循環させてフェンス外側の表層水を開放された表層水取水部を経て取水口又は放水口に導き易くする曝気装置を設置した請求項7に記載の鞭毛藻類の異常増殖抑制装置。
- 表層水取水フェンスは、フェンス本体の下部に底層水放水部を開閉可能に形成し、この底層水放水部を放水時に開放して取水口又は放水口から放出した湖水を底層水放水部からそのまま底層に放出させる底層水放水部開閉機構部を設置した請求項4ないし8のいずれかに記載の鞭毛藻類の異常増殖抑制装置。
- 底層水放水部開閉機構部は、水中のフェンス本体の高さ方向中間に設けたウェイトと、該ウェイトより下方のフェンス本体に接続されたフロートとを有し、フロートは給気されると浮力によりフロートからウェイトまでのフェンス部分をめくりあげ、取水口及び放水口と対向した位置に開閉可能に形成された底層水放水部を開放する請求項9に記載の鞭毛藻類の異常増殖抑制装置。
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