JP4097639B2

JP4097639B2 - 魚道

Info

Publication number: JP4097639B2
Application number: JP2004268173A
Authority: JP
Inventors: 恒吉吉澤
Original assignee: 恒吉吉澤
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2004-09-15
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2024-09-15
Also published as: JP2005113675A

Description

本発明は、ダム、堰または河床段差等の河川工作物のある河川を魚が遡上できるようにするための魚道に関する。

従来、様々な構造の魚道が作られているが、その代表的なものは階段式の魚道である。これは複数のプールを階段状に何段にも並べ、これに川の水を魚の遡上に適した量流し、上のプールから溢れた水が下のプールに次々と落ちるようにしたものであり、魚は落ちて来る水を目掛けてプールを上へ上へと登って行く。

このような階段式魚道では、堰やダムの水位が大きく変化すると、魚道への取水ができなくなったり、流量や流速に大きな変動が生じて、魚の遡上が妨げられる。このような問題を解決するため、潜孔またはフロートゲートを利用するようにしたものがあるが、いずれも、ダム水位の小さな範囲の変動にしか対応できず、また、特にフロートゲートを用いたものでは洪水や出水時にフロートゲートポケットに土砂等の堆積が起こりやすく、維持管理費の増大を招く欠点があった。また、プールの堰を可動ゲートにして、これを油圧装置で昇降させたり回転させたりして、魚道の水位や流量を調節するようにしたものもある。しかしこの方式は建設および維持管理に高い費用がかかる欠点がある。なお、この分野の関連文献としては、非特許文献１、２がある。
山海堂発行「魚道の設計」中村俊六著、山海堂発行「魚道のはなし」

この発明は、上流側の水位変化に拘わらず魚の遡上が可能であって、可動部のない魚道を提供することを課題とする。

この発明は、階段型魚道の側部に導水路を設ける。導水路は、魚道の取水口より低い位置に取水口を備えており、ここから取り入れた水が魚道の中段のプール（すなわち、最上段のプールより低い位置にあるプール）に流れ込むようにする。なお、導水路は高さを異にして複数本設けることができる。例えば、導水路を３本設ける場合は、最も上段導水路から引いた水を２段目のプールに、中段の導水路は３段目のプールに、下段の導水路は４段目のプールに流し込むようにする。このように導水路を設けることにより、上流側の水位が変動しても、魚道に水を流し続けることができ、魚の遡上が阻害されない。また、導水路は魚道に比べて短く、また、底はフラットで構造も簡単なので、この魚道は、並列式のものより安価に構築できる効果がある。

取水口が上流側の水位より低くなっている導水路では、取水口から水が大量に流れ込んで来るが、その水の大半を導水路の側壁を越えてその下の段の導水路に落ちるようにして、余分な水が魚道に流れ込まないようにすることができる。導水路からあふれ出た水は、河川や水路の中に設置した魚道であれば、河川や水路に落とすことができる。しかし、河川や水路がないところに設けた魚道、例えば、段差のある水田の間を魚が行き来できるように設けた魚道では、導水路からあふれ出た水が水田の法面やあぜを破壊する。これを防止するために、放水路からあふれ出た水を受容するために魚道に沿って放水路を設けることができる。

発明を実施するための最良の形態をいくつかの実施例で説明する。

図１に示す河川は、以前に行った河床勾配修正工事のため、同図にＡ−Ａ断面で示すように河床に1.8mほどの段差４（または堰）がある。この段差（または堰）を越えて魚が遡上できるように、河川の片側に並列階段式魚道１を設けたものである。

この並列階段式魚道は、図２に示すように、４列に並んだ階段式魚道２から成り、各列の魚道は従来の階段型魚道と同じものであって、複数のプール３が水路に沿って階段状に並んで構成されている。各プールの大きさは縦横2.0m、上下のプールの水位差は0.3m、勾配は約７分の１である。各プールの下流側に立っている越流堰５には、図２のＢ２−Ｂ２断面に示すように、一部に欠損部５ａを設けてある。この欠損部は階段式魚道にとって必須のものではないが、これを設けることで、水位変動に伴う流量変化を少なくすると共に、小さな魚が欠損部から上の段に容易に登れるようにすることができる。なお、欠損部は矩形以外に３角形などにしてもよい。各列の魚道の一番目のプールは上流側が開放していて取水口６を形成している。

４列の階段式魚道２は隣接するもの同士0.3mの高低差があり、左岸から右岸に徐々に低くなっている（勾配は約７分の１）。したがって、各列の魚道の取水口６の高さも左岸のものが一番高く、右岸のものが一番低い。

この魚道は、約0.9mの範囲で上流側水位が変動しても対応できるようになっており、水位が高いときは最上段の魚道が魚の遡上を助け、水位がそれより低くなるにつれて、魚の遡上を助ける魚道は、段々と下がって来る。いま、図２に示すように、上流側の水位が中程度で、２列目の魚道の取水口と同レベルであるとする（Ｃ２−Ｃ２断面）。この場合、それより高い列（１列目）の魚道は、取水口が水面の外に出ているので、それら魚道に沿って水が流れることはない（Ｃ１−Ｃ１断面）。他方、３、４列目の魚道は、魚道全体が没水しており、その上を通過するように水が勢いよく流れており、特別大きな魚を除き、魚の遡上はできない（Ｃ３−Ｃ３およびＣ４−Ｃ４断面）。

他方、２列目の魚道では、Ｃ２−Ｃ２断面に示すように、取水口６から一段目のプールに水が流れ込み、堰５を越えて次の段、さらに次の段．．．．．というように流れ下り、再び河川に流れ出る。魚は流れに逆らって進む習性があり、２列目の魚道の水が流れ下るプールを上へ上へ登っていき、最上段のプールから取水口を通って段差の上流側に出ることができる。すなわち、この場合の水位では、２列目の魚道だけが魚道本来の機能を果たしており、他の魚道は休止状態にある

次に、上流の水位が上昇（または下降）して、２列目の魚道が没水し（または、水面から出てしまい）、その上の段（または下の段）の魚道の取水口に水が流れ込むようになると、２列目の魚道に代わって１列目（また３、４列目）の魚道が本来の魚道機能を担うようになり、魚は１列目（または３列目）の魚道を登ることができるようになる。

このように、各列の魚道は上流側水位に応じて役割を分担しており、上流側水位が最高位のときは１列目の魚道が遡上可能であり、水位が下がるに従って遡上可能な魚道は、２列目、３列目、４列目へと推移する。

日本の農村部には、図３に示すような、幅１〜2.5m程の農業用の用水路（コンクリート製）７が網の目のようにはり巡らされており、それには、水路勾配修正のためにできた段差８が数多く見られる。この段差を小魚や水生昆虫、両生類（カエル）などが登れるようにすれば、豊な生態系を復活させることも可能になる。

そこで図３に示すように、0.9mある段差８のすぐ下流側に水路幅いっぱいに並列階段式魚道１を設ける。この並列階段式魚道は実施例１と同種のものである。この種の水路の通常の水位変動は0.3mほどであり、その範囲であれば、いずれかの列の魚道から水生動物が遡上できるようにしてある。なお、各プールの大きさは縦横1.5m×0.7m、同一魚道の上下のプールの水位差は0.2m、隣の魚道間の水位差は0.1mである。

なお、このような幅の狭い用水路に、幅いっぱいに魚道を設けると通水断面積が減少し、洪水時に水があふれ出るおそれがある。そこで、図３に示すように水路を部分的に広げ、その拡幅部９に魚道を設置するようにしている。

上述のものはいずれも魚道が複数本であったが、この実施例は魚道は一本だけ設け、代わりに導水路を設けたものである。図４および図５に示すように、階段式魚道２の片側に、コの字断面の導水路１１を設ける。導水路の本数はここでは３本である。各導水路は上流側端部が取水口１２になっており（図６）、それから下流側に向かってほぼ水平に延び、魚道の対応するプール、すなわち、上段の導水路１１ａは２段目のプールに、中段の導水路１１ｂが３段目のプールに、下段のもの１１ｃが第４段目のプールにつながっている。各導水路の側壁１３の上縁および底１４の高さは、対応する魚道のプールの越流堰５の上縁およびプール底と略同じ高さにそれぞれ設定する。

作用であるが、上流側の水位が図６に実線で示すように魚道の取水口６より低くなると、川の水が直に魚道に流れ込むことができくなるが、このものでは、魚道の取水口６より低い位置に上段の導水路１１ａの取水口があるので、上段の導水路を通って水が魚道の２段目プールに流れ込む。こうして、２段目のプールより下のプールに水が流れるので、魚はこれまで通り魚道を遡上することができ、最後に導水路１１を通って川の上流に達することができる。

上流側の水位がさらに低くなって、上段の導水路１１ａに水が流れなくなった場合には、中段の導水路１１ｂを通って魚道の３段目にプールに水が流れ込む。以下同様である。

このようにして、上流の水位が下がって直に魚道に水が流れ込まなくなっても、導水路を通って水が魚道の途中のプールに流れ込むので、魚道としての機能を維持することができる。

なお、取水口１２が上流側の水位より低くなっている導水路１１（図６でいえば導水路１１ｂまたは１１ｃ）では、取水口から水が大量に流れ込んで来るが、その水の大半は導水路の側壁１３を越えてその下の段の導水路に落ちてしまい、実際に魚道のプールに流れ込むのはわずかである。なお、最下段の導水路１１ｃから側壁１３を越えて溢れ出た水は河川の中に落ちる。

魚道は元来、河床に設けた段差や水位調節ゲートなどにより魚の遡上が困難になった場合に、魚が元のように遡上できるようにするために河川や水路に併設されるのが普通であるが、図７に示す魚道はそれ自体が放水路を備えており、もともと水路のないところに単独で設けられる。設置場所は、例えば、図９に示すように、段差のある上下の水田（ほ場）１５の間や、水田１５と排水路１６の間であり、水田や排水路に生息する魚が魚道を遡上して上の段の水田に達することができるようにしたものである。これら水田の法面１７は一般に急勾配であるので、魚道２は法面に垂直ではなく、法面を斜めによぎる格好で設け、緩やかな勾配（例えば７分の１）を確保するようにする。

この放水路付き魚道は、魚道本体２が幅300mm、プール間高低差50mm、長さ数メートルの小形のものである。その構造は、実施例３のものと略同様であり、魚道本体２の脇に２段に渡って導水路１１を備え、さらに導水路の脇を通って魚道本体に沿う放水路１８を備えている（図７、図８）。このものでは、水田１５の水が魚道を通って下の段の水田（または排水路１６）に流れ、上段の水田の水位が高いとき、導水路１１を通って魚道本体に向かう余剰水を下の段の導水路１１さらには放水路１８に越流させて、魚道本体内の流量を略一定に保ち、下の水田（排水路）に生息する魚が魚道を遡上して上の段の水田に到達できるようになっている。このように、余剰水は最終的には放水路１８で受容するようにしたので、周囲の農地に流れ出ることがない。

さらにこのものでは、余剰水が魚道になるべく流れ込まないようにするため、図８に示すように導水路１１の取水口１２に簡易の水門１９を設けてある。水門は角落し式のもので、堰板１９ａをレール１９ｂの間に落とし込んで、取水口１２の高さを調節できるようにしたものである。

図１０は、図１の並列階段式魚道１を粗石付斜面式魚道２０で置き代えたものである。粗石付斜面式魚道２０は、図１１に示すように、河床段差２１の直下に設けたコンクリート製の斜面２３に粗石（石塊）２５を一面に張り付けたものである。斜面２３は下流方向と川幅方向の両方向に傾斜を付ける。勾配は両方向とも1/8〜1/10ほどある。粗石は、コンクリートの斜面から頭を突き出す格好で該斜面に埋め込む。

粗石２５は大きさの不揃いな玉石など天然石を用い、これを斜面の上を流れる水の流速を減殺するために、斜面全体に分散配置する。また、所々に、粗石を密に並べて川幅方向の隊列２６を何条か作り、隊列を形成する粗石の間から、水が流出するようにしてもよい。

斜面上を流れる水は、流れに任せると、最大傾斜方向である斜め方向に逸れてしまい、流速を効果的に減ずることができない。そこで、粗石を密に並べて川幅に直角な方向の隊列２７を何条（図では４条）かに渡って作り、その隊列に沿って水が流れるようにして、流速が過大にならないようにする。

図１１は、上流側の水位が中程度であり、そのときの水の流れを示している。左岸に近い所は、断面Ｆ１−Ｆ１断面に示すように、斜面上流端が上流側水位より高いので、斜面２３の上を水が流れることはない。右岸に近い所では、断面Ｆ３−Ｆ３に示すように、上流側水位に比べて斜面が充分低い位置にあるので、斜面の上を粗石の影響を受けることなく、勢いよく流れ下る。したがって、流速が速く、生物がこの個所を遡上することはできない。

川幅の中央部はというと、Ｆ２−Ｆ２断面に示すように、斜面２３に密着する格好で水が流れる。なお、前述のように、斜面には粗石を密に並べて川幅に直角な方向の隊列２７を配置してあるので、水はその隊列に沿って流れる。また、斜面には粗石２５が一面に散在しているので、水はその間を方向を細かく変えながら通り抜けるようにしてゆっくりとした流速で流れる。この流れの中を水生生物は遡上して上流側に出ることができる。

この場合、斜面上の浅くて流速の緩やかな水の流れは、図１１の最上部の図に示すように斜面中央部で生じていたが、上流側水位が高く（または低く）なったときは、斜面の左岸（または右岸）寄りで起こる。したがって、上流側水位が変動しても、魚はその浅い流れを見つけていつでも遡上することができる。

並列階段式魚道を設けた河川の平面図である。図１の魚道の拡大平面図であり、各部断面と共に示す。農業用水路に設けた並列階段式魚道の平面図であり、各部断面と共に示す。導水路付き魚道の斜視図である図４の魚道の平面図である。図５のＪ−Ｊ断面図である。放水路も設けた導水路付き魚道の斜視図である図７のＪ−Ｊ断面図である。図７の魚道の設置場所である水田の断面図である。粗石付斜面式の魚道を設けた河川の平面図である。図４の魚道の拡大平面図であり、各部断面と共に示す。

符号の説明

１並列階段式魚道
２階段式魚道
３プール
４河床段差
５越流堰
６取水口
７用水路
８河床段差
１１導水路
１２取水口
１８放水路
１９水門
２０粗石付斜面式魚道
２１河床段差
２３斜面
２５粗石
２７隊列

Claims

水路に沿った方向に複数のプールが階段状に並ぶ階段型魚道を設け、該魚道の傍らに導水路を設けて成り、該導水路はその最上部に取水口を有しており、該取水口は、該魚道の最上部にある取水口より低い位置にあって、この導水路取水口から取り入れた水が該導水路を通って該魚道の中段のプールに流れ込むように構成した導水路付き階段型魚道。
該導水路が、高さを異にして複数本設けられている請求項１に記載の導水路付き階段型魚道。
該魚道に沿って放水路を設け、該導水路の側部から溢れた水を該放水路で受け止めるようにした請求項１または２に記載の導水路付き階段型魚道。