JP4194460B2 - 潮汐のある塩水の影響を受ける水域の水生植物帯 - Google Patents

Description

本発明は、潮汐のある塩水の影響を受ける水域の所定エリアに設けられて、ヨシなどの水生植物の育成を図る水生植物帯に関する。

河川や湖沼等の水辺に生育するヨシなどの水生植物が、生活排水などによって汚染された水質の自然浄化に多大に寄与していることが知られており、水質の悪化した淡水の河川や湖沼等では、人工的にヨシ原を造成して水生植物を育成し、消失したヨシ原を再現して自然回帰させることが積極的に行われるようになってきた。

この人工ヨシ原は、砂泥などの流失を防ぐための堰堤を所望する所定の造成エリアの周囲に巡らし、内部に植生土壌を入れてヨシの株や地下茎を植え付けて造成しており、淡水水域でのヨシ原の再現化を達成し得ている。

ところで、近年、この様な人工ヨシ原を河口周辺の汽水域にも造成しようという試みが行われ始めているが、当該汽水域では、河川からの淡水が海水の表層に流れ込むとともに、潮の干満により潮位が変化するので、従来の淡水域の人工ヨシ原と同じ構造としたのでは、人工ヨシ原に入り込んだ汽水中の海水が排出されずに、その塩分の濃度が高まってヨシの生育が阻まれてしまうことになる。このため、汽水域に設ける水生植物帯にあっては、植生土壌の塩分を低く抑えられるようする必要がある。

そこで、このような汽水域でも水生植物の生育が図れる水生植物帯として、従来、例えば特許文献１に開示されている人工ヨシ原の提案がある。当該提案の人工ヨシ原は、図８に示すように、コンクリート護岸２に沿って所定の造成エリアの周囲をコ字状等に石積み堤４で囲うとともに、この石積み堤４の内側に、砂を充填した土嚢や砕石などを積み上げてなる土壌流亡防止層６を設けることで、透水性の土壌流亡防止堤８を構築し、この土壌流亡防止堤８の内部に、上面が平らで低潮位時の水面高よりも高所に位置する植生基盤１０を設け、更にこの植生基盤１０上に植生土壌１２を入れてヨシなど水生植物の苗や地下茎を植えて育成するものである。

そして、この水生植物帯によれば、上げ潮の高潮位時に植生土壌１２上に汽水が冠水し、その後の引き潮時に水面高の低下が生じても、当該植生土壌１２は透水性の土壌流亡防止堤８によって囲まれているので、植生土壌１２の外部への流出を防ぎながら汽水を土壌流亡防止堤８を透過させて堤外に排出することができ、しかも汽水の水面が低潮位まで下がっていくに際しては、塩水の表層を覆う淡水が植生土壌１２に残存する塩分を洗い流すように機能して、植生土壌１２の塩分濃度の高まりを防止することになる。
特開２００２−３２０４０９号公報

しかしながら、上記従来の汽水域の水生植物帯にあっては、冠水した汽水は引き潮の時に、干出した植生土壌１２や基盤１０の内部を浸透流下して、植生土壌１２の周囲を取り囲んで構築した透水性の土壌流亡防止堤８の近傍に至り、当該防止堤８を透過して排出されることになるので、小エリアを囲んで造成した水生植物帯であればさほど問題とはならないが、例えば護岸２に沿って大きなエリアを取り囲んで大規模な水生植物帯を構築した場合には、水の排出移動に時間がかかり、十分に塩分が抜けきらないという懸念がある。そして、土壌内の塩分が十分に抜けきらないうちに、次の潮が満ちて来ると、植生地盤内の塩分濃度がなかなか下がらず、結果としてヨシなどの水生植物の生育が不良となってしまう。また、沖合の淡水が届かない水域では塩分濃度の低下を図ることができず、適用し得ない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、引き潮時における塩水の植生土壌層内での滞留を可及的に防止し得るとともに、植生土壌層内に淡水を導入して塩分濃度の可及的な低減化を促進できて、潮汐のある塩水の影響を受ける水域において、ヨシ等の水生植物の生育を図れる水生植物帯を提供することにある。

本発明は上記の目的を達成するために、潮汐のある塩水の影響を受ける水生植物帯を以下のように構成する。

請求項１に係る発明は、潮汐のある塩水の影響を受ける水域の所定エリアに造成されるヨシなどの水生植物帯であって、干潮時の水面高よりも上面が高所に設定された植生基盤と、該植生基盤上に設けられる植生土壌層と、該植生土壌層の土壌が流失するのを防止する土壌流失防止手段と、該植生土壌層に淡水源の淡水を供給する淡水供給手段とを備え、該淡水供給手段は、前記植生基盤よりも高所に位置する淡水源から該植生基盤に淡水を導く導水路でなり、該塩水の影響を受ける水域が河口の汽水域であり、前記淡水源が該汽水域に流入する河川であって、該導水路が、該河口汽水域の少なくとも干潮位の水面高さよりも高所となる河川の上流部に導入口を有するとともに、排出口が植生土壌層に臨む管路によって構成されている、ことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、前記導水路が、前記河口汽水域の満潮位の水面高さよりも高所となる河川の上流部に導入口を有するとともに、排出口が植生土壌層に臨む管路によって構成されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、前記植生基盤が透水性地盤でなることを特徴とする。

請求項１に係る潮汐のある塩水の影響を受ける水生植物帯の発明によれば、低潮位時には、水面位が植生基盤上に形成される植生土壌層よりも下方に低下して、植生基盤の上側部が水面上に露出するので、植生土嚢層内の排水が可及的に早く行われるようになり、しかも植生土壌層には淡水供給手段により淡水源から淡水が供給されているから、当該淡水が植生土壌層内の塩水を洗い流すように機能し、もって植生土壌層には塩水が滞留し難くなる。このため、植生土壌層の塩分濃度が高まってしまうことを防止して、ヨシなどの水生植物の生育を図ることが可能となり、しかも排水に際して、植生土壌層からの植生土壌の流失は土壌流失防止手段によって防止される。

また、淡水供給手段が前記植生基盤よりも高所に位置する淡水源から該植生基盤に淡水を導く導水路で構成されるから、ポンプ等の動力機械を用いずに動力費を掛けることなく、常に淡水を植生土壌層に廉価に供給することができる。

また、前記淡水源を貯水池とするので、例えば当該貯水池には近隣の湖沼や池あるいは雨水の貯め池等を利用して、淡水を動力費を掛けずに安定的に廉価に供給できる。
さらに、前記塩水の影響を受ける水域を河口の汽水域とし、前記淡水源を該汽水域に流入する河川とし、前記導水路を前記河口汽水域の干潮位の水面高さよりも水位が高所となる河口近傍部の河川に導入口を有して、その排出口が植生土壌層に臨む管路によって構成しているので、少なくとも干潮時に生じる導入口部の水位と排出口部の水位との水頭圧を利用して、動力費を掛けずに河川の淡水を該植生土壌層に導いて廉価に供給でき、当該淡水によって塩分を洗い流してその濃度を可及的に低下させることができるばかりか、上記と同様に引き潮の際の水面位の低下時には、上層の淡水にても植生土壌層を洗い流すことができて、塩分の低下を可及的に促進でき、しかも導水路の管路長を可及的に短く構成し得てコストの低減が図れる。

請求項２に係る潮汐のある塩水の影響を受ける水生植物帯の発明によれば、水生植物帯を設ける水域を河口汽水域にして、当該汽水域に流れ込む河川を淡水源とし、当該河口汽水域の干潮位の水面高さよりも水位が高所となる河口近傍部の河川に導入口を有して、排出口が植生土壌層に臨む管路によって導水路を構成するので、潮の干満に拘わらず常に河川の淡水を動力費を掛けずに植生土壌層に廉価に供給でき、しかも河口汽水域では、河川から流入する軽い淡水は重い塩水の上に層（厚さ数ｃｍ〜数十ｃｍ）をなしているから、引き潮の際の水面位の低下時には、先ず下層の塩水が引けた後からその上層の淡水が植生土壌層を通過して下方に降下していくので、当該上層の淡水にても植生土壌層を洗い流すことができて、塩分の低下を可及的に促進できる。

請求項３に係る潮汐のある塩水の影響を受ける水生植物帯の発明によれば、前記植生基盤を透水性地盤に形成するので、排水層として機能させることができ、より一層排水性を向上させて、植生土壌層の塩分濃度の高まりをさらに抑制することができる。

以下に、本発明に係る潮汐のある塩水の影響を受ける水性植物帯の好適な実施の形態について、添付図面に基づき詳述する。

図１は本発明の水生植物帯の概要を示す平面図であり、図２は図１中のII−II線矢視断面図、図３は同じく図１中のIII−III線矢視断面図、図４は植栽用の土嚢の縦断面図、図５は篭体とその上側部に装填する植栽用の土嚢とを示す斜視図である。

図１に示すように、水生植物帯２０は河川２２が海２４に注ぎ込んで海水と淡水とが混じり合う河口の汽水域の所定エリアに造成されてヨシなどの水生植物の育成に供せられる。この水生植物帯２０はコンクリート護岸２に沿って所定幅で沖合に延出されて設けられており、干潮時の水面高ＨLよりも上面２６ａが高所に設定された植生基盤２６と、この植生基盤２６上に設けられる植生土壌層２８とを有している。

植生基盤２６は、透水性のある礫地盤２９で形成されて排水層をなしており、当該実施形態例では図２に示すように、割栗石３０などを入れた多数の蛇篭等の篭体３２が水底地盤３４上に縦横に敷設されて形成されている。そして、この多数の篭体３２が敷設されて形成された植生基盤２６の上面２６ａには、図４に示すような袋体３６の内部に植生土壌３８が充填されてなる多数の植生用の土嚢（以下、植生土嚢と称する。）４０が更に縦横に敷設載置されてることによって、植生土壌層２８が形成されている。

上記植生土嚢４０の袋体３６は、少なくともその周側面３６ａと底面３６ｂとの部分には土壌の流出を防止可能な目の細かい織布４２が使用される一方、上面３６ｃには水生植物の新芽の通過や茎の成長を阻害しない目の粗い不織布４４が使用されて、開閉可能に配されている。即ち、多数の植生土嚢４０が縦横に配設されて形成される植生土壌層２８はその少なくとも周側面と底面とに、土壌の流失を防止する土壌流失防止手段として、目の細かい布が配設された構成となっている。また、袋体３６の内部に充填される植生土壌３８にはヨシなどの水生植物の根茎や苗、種子が予め埋設されている。

より具体的には、例えば図２，図５に示すように、篭体３２は直方体状をなし、その各辺にはアングル材やロッド材でなるフレーム４５が設けられていて、当該フレーム４５に袋状に編まれた網材４６が係止されることによって形成されている。そして、当該篭体３２内に入れられる割栗石３０は、干潮時にその上端部分が低潮位の水面ＨLから露出するようにその水底地盤３４から所定の高さまで充填され、当該割栗石３０で形成される礫地盤２９はその上側部分が干潮時に水面上に露出するように設定される。

また、割栗石３０を充填した篭体３２の上側部には更に植生土嚢４０を挿入する空間が空けられていて、当該上側部空間内に植生土嚢４０が装填されることで、当該植生土嚢４０は上記フレーム４５および網材４６に周側部を拘束されて、その型くずれが防止されるようになっている。この植生土嚢４０は予め植生土壌３８を充填しておいてから篭体３２の上側部空間に挿入して礫地盤２９上に載置しても良いが、図５に示すように先に袋体３６だけを上記上側部空間内に挿入して上記フレーム４５に固定係止させて取り付けておき、爾後に植生土壌３８として底泥をポンプなどで吸い上げてパイプ４８を通じて充填するようにしても良い。あるいは、底泥の含水比が高い場合には、底泥をスクリューデカンタやサンドコレクター等を用いて分級脱水処理してデカンタケーキ等の材料となしてから充填するようにしても良い。なお、植生土壌３８の材料としては上記底泥の他に、山土、川砂等を用いても良い。また、篭体３２内に入れて礫地盤２９を形成する材料としては、上記割栗石３０の他にコンクリート塊やカキ殻等のリサイクル材を用いても良い。

そして、この様な構成の水生植物帯２０にあっては、引き潮の際の低潮位時には、汽水域の水面位が植生土壌層２８を形成する植生土嚢４０よりも下方に低下して、礫地盤２９に形成した植生基盤２６の上側部が水面上に露出するので、植生土嚢４０内の排水が可及的に早く行われるようになり、しかも水面位の低下時には先ず下層の塩水が引けた後からその上層の淡水が植生土壌層２８を通過して下方に低下していくから、当該淡水層が植生土壌層２８内の塩水を洗い流すように機能して、植生土壌層２８には塩水が滞留し難くなる。また、排水性の良い礫地盤２９を適切な高さに容易に設置できるので、汽水域表層の淡水（厚さ数ｃｍ〜数十ｃｍ）に植生土壌層２８が接触する頻度を可及的に高める得る。このため、植生土壌層２８の塩分濃度が高まってしまうことを防止して、ヨシなどの水生植物の生育を図ることが可能となる。また、干潮時に植生土嚢４０の底部を空気に触れさせることができるので、土壌の好気化を促進して、腐敗性の底泥等も植生土壌として有効に利用可能となし得る。

また、植生土壌層２８を形成する植生土嚢４０は袋体３６の周側面２６ａと底面３６ｂとに目あいの細かい織布４２が使用されているので、充填した植生土壌３８の土壌粒子が排水時に流出して失われることがなく、土壌の流失防止機能を備えた植生土壌層２８を容易に造成することができる。

また、下部に礫地盤２９の排水層があるので、底泥等の脱水性も向上し安定した植生土壌層２８を提供し得る。さらに、植生土嚢４０は袋体３６の上面に目の粗い不織布４４を使用して植生土壌３８の上表面を覆うようにしているので、種々の水生植物の新芽や茎が容易に伸長し得るばかりか、充填した植生土壌３８の底泥が浸食される虞がない。ここで、植生土嚢４０の上面は上記不織布４４に加えて更に礫等で覆うようにするのがより好ましい。

また、予め汽水域の所定の構築予定エリアの施工位置に篭体３２等のフレーム構造物を設置して植生基盤２６を形成し、この植生基盤２６上に植生土嚢４０を縦横に敷設配置していくことで、礫地盤２９でなる植生基盤２６や植生土壌層２８をその構築エリアの大小に合わせて容易に迅速に造成できる。また、この植生基盤２６のフレームに植生土嚢４０の上端部等を固定係止してから底泥等を充填するようになすことで、脱水処理後の袋体の吊り上げ・設置工を不要となし得、これにより更なる施工性の向上も図れる。また、高含水比の底泥等を使用する場合には、浚渫底泥等をスクリューデカンタで分級処理した後のデカンタケーキ等を用いるようにすれば、流動性を確保しつつ含水比を低くなし得るので、施工性が良く、かつ充填後の脱水による減容化率も低いものとなるので、出来形の変形も防げるようになる。

ところで、本発明にあっては、図１及び図３に示すように、上記水生植物帯２０には、植生土壌層２８に淡水供給手段４９が設けられている。この淡水供給手段４９は、例えば汽水域に流れ込む河川２２の淡水を植生土壌層２８に導く導水路５０を設ける構成となし得る。図示例では、当該導水路５０は汽水域の満潮位の水面高さＨｈよりも高所となる河川の上流部に導入口５２ａを有するとともに、排出口５２ｂが水生植物帯２０の植生土壌層２８に臨む管路５２によって構成されており、当該管路５２は河川２２に沿ってその水中を這わされて設置されている。

そして、この様な導水路５０等からなる淡水供給手段４９を設ければ、潮の干満に拘わらず絶えず河川の淡水を動力等を必要とせずに廉価に植生土壌層２８に導いて供給することができ、当該植生土壌層２８の塩分濃度を更に可及的に低く抑制し得る。

また、図６と図７とに示すように、上記導水路５０の管路５２はその導入口５２ａの設置位置を河口近くに設定してその全長を短くすることも可能である。即ち、導水路５０は、河口汽水域の干潮位の水面高さよりも水位が高所となる河口近傍部の河川に導入口５２ａを有するとともに、排出口５２ｂが植生土壌層２８に臨む管路５２によって構成する。そして、当該構成によれば、少なくとも干潮時に生じる導入口５２ａ部の水位と排出口５２ｂ部の水位との水頭圧を利用して、河川の淡水を植生土壌層２８に導いて供給でき、当該淡水によって塩分を洗い流してその濃度を可及的に低下させることができる。つまり、導入口５２ａを河口流域部の近辺に設定しても、満潮位からの引き潮時に、水生植物帯２０の植生土壌層２８に臨ませた排出口５２ｂの設置部位における潮位が導入口５２ａの設置部位の水面位よりも低くなれば、少なくとも当該干潮時の水頭圧を利用して植生土壌層２８に淡水を供給することが十分に可能である。

なお、図示した実施形態では、導水路５０により河川２２の淡水を導くようにしているが、近辺に淡水の沼や池等の貯水池があれば、当該沼や池等の貯水池から淡水を導入するようにしても良いし、あるいは雨水受け用の貯水池等を設置して当該貯水池から淡水を導入するようにしても良い。更には井戸から淡水をポンプで汲み上げてこれを導水路を通じて植生土壌層２８に導く要にしても良い。

また、図８と図９は植生基盤２６上に形成する植生土壌層２８の変形例を示すものであり、図８はその概要の平面図、図９は図８中のIX−IX線矢視断面図である。図示するように、この変形例では、前述の実施形態のように植生基盤上に植生土嚢を多数敷設することによって植生土壌層を形成するようにはなっていない点が相違している。なお、淡水供給手段４９等は前述の実施形態と全く共通しており、これらの共通点については同一の符合を付してその詳細な説明は省略する。

即ち、この水生植物帯２０Ａは割栗石３０を充填した篭体３２を敷設して形成された植生基盤２６の外周囲に沿って土留め手段５４がコ字状に設けられ、植生土壌層２８の周側面に配設される目あいの細かい織布４２は、その土留め手段５４の内側面に係止される一方、底面に配設される織布４２は前記植生基盤２６の上面２６ａに敷設されて、これらの織布４２の内側に植生土壌３８が充填されて植生土壌層２８が形成されている。

ここで、当該図示例では上記土留め手段５４には、植生基盤２６と同様に割栗石３０を充填した篭体３２Ａが用いられている。この篭体３２Ａは、植生基盤２６の上面２６ａに、その外周囲に沿って敷設されており、その内周側面に沿って全長に亘り、目あいの細かい織布４２が連続的に篭体３２Ａに係止されて設けられている。なお、土留め手段５４としては上記割栗石３０を充填した篭体３２Ａに限定されることはなく、当該篭体３２Ａに代えて、植生土壌３８の土圧を織布４２を介して負担し得る柵体を用いるように構成することも可能である。

そして、淡水供給手段４９の導水路５０は上記の様に構成される植生土壌層２８に河川の淡水を導くようになっており、図示例では導水路５０を形成する管路５２は土留め手段５４をなす篭体３２Ａを乗り越えてその排出口５２ｂが植生土壌層２８に臨まされて配設されていて、当該淡水供給手段４９から供給される淡水によって植生土壌層２８の塩分が洗われてその濃度を可及的に低減するようになっている。

また、図示した実施形態例およびその変形例では、コンクリート護岸２に沿って設けられる水生植物帯２０を例示しているが、本発明はこれに限定されることはなく、護岸から離間した沖合に浮島として構築することも可能である。さらに、その浮島の構築水域も河川からの淡水が及ばない潮汐のある塩水のみが影響する水域であっても、植生土壌層には淡水供給手段によって確実に淡水を供給し得るから、水生植物帯として十分に機能させて水生植物の生育を図ることができるようになる。

さらに加えて、上述した実施形態およびその変形例では、植生基盤２６は透水性のある礫地盤２９に形成してあるが、水生植物帯の構築エリアにおいて、水生植物の植生領域を効率よく確保するという点を重視するならば、植生基盤２６には必ずしも透水性を付与しなくても、引き潮の干潮時に植生基盤２６の上面が低潮位の水面上に露出さえすれば、植生土壌層２８内の排水性を良好になし得、しかも淡水供給手段４９から淡水が供給されるから、塩水の排出を早く行うことができ、もって透水性のないコンクリートブロック等を敷設して植生基盤２６を構築するようにしても支障は生じない。また、土壌流失防止手段にあっても上述した図示例の織布４２に限定されることはない。

即ち、本発明は、干潮時の水面高よりも上面が高所に設定された植生基盤２６と、この植生基盤２６上に設けられる植生土壌層２８と、この植生土壌層２８の土壌が流失するのを防止する土壌流失防止手段とを備えて、潮汐のある塩水の影響を受ける水域の所定エリアに造成されるヨシなどの水生植物帯を前提構成として、これに淡水供給手段４９を付設することを要旨とするものであって、当該要旨を逸脱しない範囲で植生基盤２６、植生土壌層２８、土壌流失防止手段等の形成形態は様々な設計変更等が可能である。

本発明に係る汽水域の水植物帯の概要を示す平面図である。 図１中のII−II線矢視断面図である。 図１中のIII−III線矢視断面図である。 植生土嚢の縦断面図である。 篭体とその上側部に装填する植生土嚢とを示す斜視図である。 淡水の導水路の他の実施携帯を示す平面図である。 図６中のVII−VII線矢視断面図であり、（ａ）は上げ潮時の状態を示す図、（ｂ）は引き潮時を示す図である。 変形実施形態例の概要を示す平面図である。 図８中のIX−IX線矢視断面図である。 従来の植生植物帯の縦断面図である。

符号の説明

２ コンクリート護岸 ２０，２０Ａ 水生植物帯
２２ 河川 ２４ 海
２６ 植生基盤 ２６ａ 植生基盤上面
２８ 植生土壌層 ２９ 礫地盤
３０ 割栗石 ３２，３２Ａ 篭体
３４ 水底地盤 ３６ 袋体
３６ａ 袋体周側面 ３６ｂ 袋体底面
３６ｃ 袋体上面 ３８ 植生土壌
４０ 植生土嚢 ４２ 織布
４４ 不織布 ４５ フレーム
４６ 網部材 ４９ 淡水供給手段
５０ 導水路 ５２ 管路
５２ａ 導入口 ５２ｂ 排出口
５４ 土留め手段

Claims (3)

1. 潮汐のある塩水の影響を受ける水域の所定エリアに造成されるヨシなどの水生植物帯であって、干潮時の水面高よりも上面が高所に設定された植生基盤と、該植生基盤上に設けられる植生土壌層と、該植生土壌層の土壌が流失するのを防止する土壌流失防止手段と、該植生土壌層に淡水源の淡水を供給する淡水供給手段とを備え、
   該淡水供給手段は、前記植生基盤よりも高所に位置する淡水源から該植生基盤に淡水を導く導水路でなり、
   該塩水の影響を受ける水域が河口の汽水域であり、前記淡水源が該汽水域に流入する河川であって、該導水路が、該河口汽水域の少なくとも干潮位の水面高さよりも高所となる河川の上流部に導入口を有するとともに、排出口が植生土壌層に臨む管路によって構成されている、
   ことを特徴とする潮汐のある塩水の影響を受ける水域の水生植物帯。
2. 前記導水路が、該河口汽水域の満潮位の水面高さよりも高所となる河川の上流部に導入口を有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の潮汐のある塩水の影響を受ける水域の水生植物帯。
3. 前記植生基盤が透水性地盤でなることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の潮汐のある塩水の影響を受ける水域の水生植物帯。

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