JP5300815B2 - 取水装置、取水方法 - Google Patents

Description

本発明は、ダム湖等の貯水池で利用される取水装置、取水方法に関する。

一般に、ダム湖等の貯水池内の水は表面付近では温かく、水深方向に向って冷たくなるなど、水深や場所によって温度が異なり、また河川等から流入する水の水質は天候等により変化する。また、貯水池にあっては、一般に、生活や農業に適した温度の清澄な水を下流地域に供給する機能を備えることが要求されているが、上記のように、水質や水温は均一ではないため、その用途に適した水を取水できる選択取水設備が備えられたものもある。

そして、この様な選択取水設備として、特許第４４１３１５３号公報にて提案されている取水装置が知られている。この取水装置は、ダム湖において水面から５ｍ程度の深さまでの範囲内で清廉な水を取水するための装置であって、帯状に形成されて両端がダム湖の周辺に取り付けられて貯水中に埋没される遮水部と、ダム湖に浮かんで当該帯状の遮水部を水面上から支持する浮水部と、この遮水部と浮水部との間に設けられて水面から５ｍ程度の深さまでの範囲内の貯水を通水する通水部とを備えて構成されている。

そして、この取水装置はダム湖の所定位置に配設されて、当該ダム湖内を取水口側の領域と反取水口側の領域とに仕切り、通水部を通じて反取水口側領域から取水口側領域へと清廉な表層水を流して取水口へと流動させるようになっている。

特許第４４１３１５３号公報

ところで、貯水池内の水は、河川等からの流入水質の悪化および貯水池での滞留が原因となって富栄養化現象が生じることがある。そして、このような富栄養化現象が生じると、貯水池の表層でプランクトンが異常繁殖し、アオコや淡水赤潮が発生して、貯水池の景観悪化や水道水として取水した場合の黴臭の原因ともなる。

そして、上記富栄養化現象は、特に夏場に生じ易いが、その理由は、貯水池に流入する河川等の水温が高くなること、および貯水池内に水温躍層が生じることによる。ここで、水温躍層とは貯水上層の表層温度が高く、貯水下層の底層温度が低くなっている状態を言い、その温度差に伴う密度差により底層で貯水が滞留してしまう。そして、底層で滞留した水は貧酸素状態となり、底泥から栄養塩が溶出する状態となる。

従って、上述の従来例のような取水装置であると、表層部に設けられた通水部から絶えず表層水を通水して取水口へと流動させているので、上記水温躍層を十分に除去することができない。

そこで、例えば空気ポンプ等による曝気設備を設けて、ダム湖内の水底部に圧気を吹き込んで曝気したりすることで、水温躍層を破壊しその富栄養化現象の発生を抑制していたが、当該曝気設備を設けるとその設備費が嵩み、また運転のためのランニングコストも多く費やすと言った課題があった。また、当該曝気設備による水温躍層の破壊では、局所的な対処となるので、ダム湖の広範な領域に亘って適用することが困難であった。

本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであり、その目的は、貯水池内での水温躍層及び富栄養化現象の発生を可及的に広範囲に亘って防止することができる取水装置、取水方法を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の一態様による取水装置は、ダム湖等の貯水池内に設けられて、該貯水池を取水口側領域と反取水口側領域とに仕切って遮水するとともに、該反取水口側領域から取水口側領域に貯水を通水するための通水部を有した取水装置であって、水面から所定の深さまでの範囲の表層水を通水する表層水用通水部が形成されて、該表層水用通水部より下方を遮水する表層水通水手段と、水底から所定の深さまでの範囲の底層水を通水する底層水用通水部が形成されて、該底層水用通水部より上方を遮水する底層水通水手段とを備え、該表層水通水手段と該底層水通水手段とが通水方向に沿って所定間隔を空けて並設されており、前記表層水通水手段は、両端が前記貯水池の周辺に取り付けられる帯状に形成され、該貯水池に浮かんで水面を取水口側の部分と反取水側部分とに分ける浮水部と、該浮水部に取り付けられ、該貯水池の水中に位置する遮水部と、該浮水部と該遮水部との間又は該遮水部における表層水の取水範囲に対応する部位に設けられた通水部とを備え、前記底層水通水手段は、両端が前記貯水池の周辺に取り付けられる帯状に形成され、該貯水池に浮かんで水面を取水口側の部分と反取水側部分とに分ける浮水部と、該浮水部に取り付けられ、該貯水池の水中に位置する遮水部と、該遮水部と水底部との間又は該遮水部における底層水の取水範囲に対応する部位に設けられた通水部とを備え、前記遮水部の一方の面には、当該遮水部の幅方向に重りが取り付けられており、前記遮水部の他方の面には浮きが前記重りの下方で前記遮水部の幅方向に取り付けられ、前記重りと浮きは一対で上下に複数取り付けられており、下の浮きによる浮力が下の浮きより下方側にある部分による重力より少なくとも小となるように構成され、上の浮きによる浮力は、上の重りと下の重りによる重力の合計よりも少なくとも小となるように構成されていることを特徴とする。

また、本発明の他の態様による取水方法は、ダム湖等の貯水池内を下流側の取水口側領域と上流側の反取水口側領域とに仕切って遮水するとともに、前記遮水した部分の一部を通じて該反取水口側領域から取水口側領域へと貯水を通水し流動させて取水する取水方法であって、水面から所定の深さまでの範囲の表層水を通水する表層水用通水部を形成すべく、両端が前記貯水池の周辺に取り付けられる帯状に形成され、該貯水池に浮かんで水面を取水口側の部分と反取水側部分とに分ける浮水部と、該浮水部に取り付けられ、該貯水池の水中に位置する遮水部と、該浮水部と該遮水部との間又は該遮水部における表層水の取水範囲に対応する部位に設けられた通水部とを備えた、該表層水用通水部より下方を遮水する表層水通水手段と、水底から所定の深さまでの範囲の底層水を通水する底層水用通水部を形成すべく、両端が前記貯水池の周辺に取り付けられる帯状に形成され、該貯水池に浮かんで水面を取水口側の部分と反取水側部分とに分ける浮水部と、該浮水部に取り付けられ、該貯水池の水中に位置する遮水部と、該遮水部と水底部との間又は該遮水部における底層水の取水範囲に対応する部位に設けられた通水部とを備えた、該底層水用通水部より上方を遮水する底層水通水手段とを備え、前記遮水部の一方の面には、当該遮水部の幅方向に重りが取り付けられており、前記遮水部の他方の面には浮きが前記重りの下方で前記遮水部の幅方向に取り付けられ、前記重りと浮きは一対で上下に複数取り付けられており、下の浮きによる浮力が下の浮きより下方側にある部分による重力より少なくとも小となるように構成され、上の浮きによる浮力は、上の重りと下の重りによる重力の合計よりも少なくとも小となるように構成されており、該表層水通水手段と該底層水通水手段とが通水方向に沿って所定間隔を空けて並設されており、水面から所定の深さまでの表層範囲に設けられた表層水用通水部を通じて表層水を通水して該表層水用通水部よりも下方を遮水する表層水通水過程と、水底から所定の高さまでの底層範囲に設けられた底層水用通水部を通じて底層水を通水して該底層水通水部よりも上方を遮水する底層水取水過程とを、上流側から下流側への貯水の流動方向に沿って所定間隔を空けて並存させて、該表層水取水過程と該底層水取水過程との間にて該貯水が上昇する上昇流動過程又は該貯水が下降する下降流動過程を創出する、
ことを特徴とする。

本発明によれば、貯水池内での水温躍層及び富栄養化現象の発生を可及的に広範囲に亘って防止することができる。

本発明に係る取水装置をダム湖に設置した状態を示す概略平面図である。 図１Ａ中のｂ−ｂ線矢視断面図である。 本発明に係る取水装置の表層水通水手段を一方の面側（取水口側）から見た状態を示す図である。 図２の表層水通水手段を図２の反対側（反取水口側）から見た状態を示す図である。 表層水通水手段における樹脂製フロート及び遮水部と、支持壁体に取り付けたガイドワイヤとの掛かり具合を示す図である。 浮水部をガイドワイヤに沿って昇降させる昇降案内部を横から見た図である。 図５Ａを上から見た状態を示す図である。 本発明に係る取水装置の底層水通水手段を一方の面側（取水口側）から見た状態を示す図である。 図６の底層水通水手段を図６の反対側（反取水口側）から見た状態を示す図である。 底層水通水手段における樹脂製フロート及び遮水部と、支持壁体に取り付けたガイドワイヤとの掛かり具合を示す図である。 ダム湖が計画高水位に達したときの表層水通水手段における遮水部の状態及び取水状況を示す図である。 図９Ａの状態からダム湖の水位が低下した状態を示す図である。 図９Ｂの状態から更に水位が低下した状態を示す図である。 ダム湖が計画高水位に達したときの底層水通水手段における遮水部の状態及び取水状況を示す図である。 図１０Ａの状態からダム湖の水位が低下した状態を示す図である。 図１０Ｂの状態から更に水位が低下した状態を示す図である。 本発明に係る取水装置の第１の変形実施形態を示す概略側断面図である。 本発明に係る取水装置の第２の変形実施形態を示す概略側断面図である。 表層水通水手段を例示して、遮水部自体に通水部を設けるようにした通水部の変形例を示す図である。

以下に、本発明に係る取水装置の好適な実施の形態について、添付図面を参照して詳述する。
図１Ａ〜図１Ｂは、貯水池としてのダム湖２に本実施形態の取水装置１を設置した状態を示したものであり、図１Ａはその概略平面図、図１Ｂは図１Ａ中のｂ−ｂ線矢視断面図である。

図示するように、この取水装置１は、ダム湖２内に設けられて当該ダム湖２を取水口側領域２ａと反取水口側領域２ｂとに仕切って遮水するとともに、その反取水口側領域２ｂから取水口側領域２ａに貯水を通水するための通水部を有してなる２種の通水手段１Ａ，１Ｂを、少なくとも１対で備えて構成されている。なお、同図において、４はダム湖２を形成する堤体であり、４ａは当該堤体４に設けられた取水口である。

ここで、上記両通水手段１Ａ，１Ｂは、ダム湖２の水面から所定の深さ（例えば、水深５ｍ）までの取水範囲内で表層水を取水する表層水通水手段１Ａと、ダム湖２の水底２ｃから所定の高さ（例えば、水底から５ｍ）までの取水範囲内で底層水を取水する底層水通水手段１Ｂとからなる。そして、これらの表層水通水手段１Ａと底層水通水手段１Ｂとは、その通水方向（貯水の流下方向）に沿って所定間隔を空けて並設され、図示する本実施形態では、表層水通水手段１Ａと底層水通水手段１Ｂとが１対で設けられて、表層水通水手段１Ａの方が底層水通水手段１Ｂよりも、その通水方向（貯水の流下方向）の上流側に配設されている。

また、両通水手段１Ａ，１Ｂはダム湖２を取水口側領域２ａと反取水口側領域２ｂとに仕切って遮水するために、それぞれ帯状に形成されてその各両端がダム湖２の周辺に取り付けられている。即ち、この図示例では、上記両端はダム湖２の両側部の地盤に一体的に設けられた支持壁体１７に取り付けられるようになっている。

また、上記表層水通水手段１Ａ及び底層水通水手段１Ｂは、共にダム湖２の水面に浮かぶ浮水部５Ａ，５Ｂと、当該浮水部５Ａ，５Ｂに取り付けられてダム湖２の水中に埋没する遮水部７Ａ，７Ｂとを備えて、当該ダム湖２を取水口側の領域２ａと反取水口側の領域２ｂとに分けている。そして、表層水通水手段１Ａにあっては、遮水部７Ａと浮水部５Ａとの間に通水部８Ａが設けられ、底層水通水手段１Ｂにあっては、遮水部７Ｂと水底２ｃとの間に通水部８Ｂが設けられている。

上記浮水部５Ａ，５Ｂは、中央部に配されてその一部が鋼材等の剛性材料で作製されている鋼製フロート１０と、当該鋼製フロート１０の端部に一端が取り付けられるとともに、他端がダム湖２の両側部の地盤に設けられた支持壁体１７に取り付けられる湾曲自在な樹脂製フロート１１ａ，１１ｂとからなり、当該樹脂製フロート１１ａ，１１ｂは鋼製フロート１０の両側にそれぞれ設けられている。

より具体的な構成を図２〜図５Ｂを用いて説明する。図２は上記表層水通水手段１Ａを堤体４に形成された取水口側から見た図であり、図３はその逆側の反取水口側から見た図で、両図は共に遮水部７Ａが鋼製フロート１０によって吊り下げられている中央部分を示している。

図２と図３とに示すように、上記鋼製フロート１０は、ダム湖２を横断するように直線状に作られており（図１Ａ参照）、その格子の隙間に浮きとして円柱形の発砲スチロール１３が装着されて、ダム湖２の水面上に浮くことができるようになっている。なお、鋼製フロート１０の上面は、平らに作られており、人が歩行し、あるいはメンテナンス等の作業が行えるようになっている。

更に、鋼製フロート１０には、舟が通ることのできる舟通り１５が設けられている。舟通り１５は、鋼製フロート１０の一部に下方へ凹む段差を設けることにより形成され、鋼製フロート１０を水に浮かべたとき、その段差が所定の水深（例えば、水深１〜２ｍ）の水路になる。この水路を通じて舟を乗り入れることにより、水面に滞留した流木等のゴミを取り除き、また巡視や点検を行うことができる。また、流木等のゴミが舟通り１５を通過して取水口４側へ流れ込むのを防ぐため、鋼製フロート１０には、舟通り１５を遮る開閉自在の扉１６が設けられている。

図４は上記表層水通水手段１Ａを反取水口側から見た図であって、遮水部７Ａが樹脂製フロート１１ａによって吊り下げられている一方の端部側部分を示している。同図に示すように、上記樹脂製フロート１１ａ（１１ｂも同様）は、プラスチック等の樹脂製でなる複数の中空の玉を化学繊維製の布で直線的に包み込むことにより形成されている。この樹脂製フロート１１ａは、鋼製フロート１０と支持壁体１７との間に設けられて、一端側が鋼製フロートに１０繋がれる一方、他端はダム湖２の側部の地盤に一体的に設けられた支持壁体１７に沿って上下に延設されたガイドワイヤ１９に連結されていて、当該他端はガイドワイヤ１９に沿って昇降し得るようになっている。このガイドワイヤ１９は、支持壁体１７に打ち込んだ一対のＵ字形アンカー２０に端部がそれぞれ連結固定されて張設されている。なお、図示しないが、当該樹脂製フロート１１ａの他端は、ダム湖２の周辺の地盤等に上下に位置をずらして打ち込んだＵ字形アンカー間にガイドワイヤを連結して、当該ワイヤに接続するように構成することもできる。

また、詳しくは図示しないが、表層水通水手段１Ａは、浮水部５Ａ（特に鋼製フロート１０）がダム湖２の水面上を浮遊するのを防ぐようにするのが望ましい。その浮遊防止手段としては、例えば、次のような構成を採用し得る。即ち、両端がダム湖２の周辺にそれぞれ取り付けられ、ダム湖２の上方に渡した２本のメインワイヤと、このメインワイヤに一端が取り付けられ、他端がダム湖２の水底２ｃに沈むアンカーに取り付けられ、且つダム湖２の水位変動に伴う浮水部５Ａの昇降を案内する３本のガイドワイヤと、このガイドワイヤに沿って浮水部５Ａを昇降させる昇降案内部２８とを備えて浮遊防止手段を構成する。ここで、メインワイヤは、ダム湖２の周辺の適宜の箇所に打ち込んで固定したＵ字形アンカーに連結し、ダム湖２の上方で直線状に張った状態となす。また、昇降案内部２８は、浮水部５Ａに取り付けて、ガイドワイヤ２７を挿通した状態になす。当該昇降案内部２８の詳細については後述する。

ダム湖２に沈められたアンカーは、ダム湖２内の水とともに移動するのを防ぐため、一端をダム湖２の周辺に連結されたアンカー固定用ワイヤによって保持する。このアンカー固定用ワイヤも、ダム湖２の周辺部等に打ち込んで固定したＵ字形アンカーに連結させる。

また、上記遮水部７Ａは、例えば、耐久性や耐寒性等の諸性能に優れた高強度のポリエステル系合成繊維で作られた遮水膜を用いることができ、透水性の無いもの又は少なくとも砂等の懸濁物質を遮ることのできるものを採用するのが好ましい。遮水部７Ａは、水面から所定の深さ（例えば、水深５ｍ）の取水範囲に相当する間隔をあけて樹脂又は金属で作られたチェーン３４によって浮水部５Ａに取り付け（吊り下げ）られている。これにより、遮水部７Ａと浮水部５Ａとの間の間隙が通水部８Ａとなり、ダム湖２の水面から所定の深さの取水範囲内で取水することができるようになる。

また、遮水部７Ａには、その下縁に沿って重りとしてのチェーン３７が取り付けられており、遮水部７Ａの下部とダム湖２の底面との間に隙間ができるのを防いでいるとともに、遮水部７Ａの支持壁体１７側の端部は、支持壁体１７に取り付けられたガイドワイヤ１９に沿って昇降できるようになっている。詳細は後述する。

更に、遮水部７Ａの一方の面（例えば、取水口４側の面）には、重り４０が横一列に取り付けられており（図２参照）、他方の面には浮き４１が重り４０の下方で横一列に取り付けられている（図３、図４参照）。遮水部７Ａには、この重り４０と浮き４１が一対で上下に複数（図では上下２段に）取り付けられている。なお、本実施形態では、下の浮き４１による浮力が下の浮き４１より下方側にある遮水部７Ａ及びチェーン３７による重力より少なくとも小となるように構成されている。また、上の浮き４１による浮力は、上の重り４０と下の重り４０による重力の合計よりも少なくとも小となるように構成されている。

遮水部７Ａは、例えば、ダム湖２が計画高水位（ＨＷＬ（High Water level））に達したときの水面に浮水部５Ａを浮かべた場合にも、その下縁部と水底２ｃとの間に隙間ができない大きさであることが望ましい。これにより、ダム湖２の水位変動に伴って浮水部５Ａが昇降しても、遮水部７Ａと湖底（水底２ｃ）との間に隙間が生じないため、湖底に堆積した土砂等が取水口４側に流入するのを防ぐことができる。

また、図２に示すように、遮水部７Ａの取水口４側の面に取り付ける重り４０には、金属で作られたチェーンを用いることができ、ゴミなどが絡まるのを防ぐため、プラスチック等の樹脂で作られた筒４５に通しておくのがよい。重り４０を遮水部７に取り付けるにあたっては、遮水部７に金属で作られた環状部材４７を取り付けておき、この環状部材４７と重り４０をなすチェーンの一構成単位である環状部材とを、両端部に互いに連通する孔を備えたＵ字形部材で連結し、このＵ字形部材の両端部に設けた孔に通したボルトをナットで締め付ければよい。このＵ字形部材、ボルト、及びナットから成る連結具をシャックルという。

また、遮水部７Ａを鋼製フロート１０に取り付けるにあたっては、まず、遮水部７Ａの上端部に環状部材４９を取り付けておき、この環状部材４９とチェーン３４とをシャックル５１で連結する。そして、チェーン３４の端部と鋼製フロート１０の下部にある鋼材とをシャックル５２で連結すればよい。

鋼製フロート１０に設けた舟通り１５を開閉する扉１６は、矩形のフレームと、流木等のゴミを遮るためにフレームの内側に設けられた格子とからなる。扉１６のフレームの両側には上下一対の突起５５が設けられており、この突起５５の中央には孔（図示せず）が設けられている。更に、鋼製フロート１０にも、扉１６の突起５５に設けた孔と連通する孔を有する突起５７が上下一対に設けられており、各突起５５，５７を重ねた状態で、金属で作られた一対のシャフト５８をそれぞれの孔へ挿通させることにより、舟通り１５内で扉１６が鋼製フロート１０に固定される。舟通り１５に舟を通す場合には、一対のシャフト５８を引き抜いて扉１６を取り外しても良いし、一方のシャフト５８だけを引き抜いて、他方のシャフト５８を軸にして扉１６を回動させるようにしても良い。

また、図３，図４に示すように、遮水部７Ａに取り付けられる浮き４１は、例えばプラスチック等の適宜の材料で作られた複数の中空の玉６０を、合成繊維からなる布６１で直線的に包んで形成する。そして、当該浮き４１は遮水部７Ａの一方の面側に取り付けられる。この浮き４１の遮水部７Ａへの取付方法としては、複数の玉６０を内包した布６１を遮水部７Ａへ直接縫い付けても良いし、遮水部７Ａと布６１のそれぞれに等間隔の孔を設け、この孔に通した紐で両者を縫い合わせるようにして連結しても良い。

また、図４に示すように、樹脂製フロート１１ａ及び遮水部７Ａの支持壁体１７側の縁部には、シャックル６３が取り付けられており、このシャックル６３にガイドワイヤ１９を通すことにより、樹脂製フロート１１ａ及び遮水部７Ａは、ガイドワイヤ１９に沿って昇降できるようになっている。

また、浮水部５を別のガイドワイヤ２７に沿って昇降させる昇降案内部２８は、シャックル６５同士を複数連結して構成されており、いずれか一つのシャックル６５にガイドワイヤ２７を通してある。

図５Ａは、浮水部５をガイドワイヤ２７に沿って昇降させる昇降案内部２８を横から見た状態で、図５Ｂは、図５Ａを上から見た状態を示す。昇降案内部２８は、互いに連結された複数のシャックル６５と、上記シャックル６５の１つを鋼製フロート１０に連結するため、鋼製フロート１０に取り付けられたＵ字形部材６７とからなる。

Ｕ字形部材６７は、鋼製フロート１０に溶接等の適宜の方法で取り付けることができる。そして、複数連結したシャックル６５の一端にある１つのシャックル６５を樹脂製フロート１１ａの端部に連結し、他端にあるシャックル６５をＵ字形部材６７に連結し、中間にあるシャックル６５にガイドワイヤ２７を通すことにより、昇降案内部２８がガイドワイヤ２７に沿って昇降可能になる。これにより、浮水部５Ａもガイドワイヤ２７に沿って昇降可能になる。この昇降案内部２８は、鋼製フロート１０と一方の樹脂製フロート１１ａとの間だけでなく、鋼製フロート１０と他方の樹脂製フロート１１ｂとの間にも設けられている。

図６〜図８は底層水通水手段１Ｂを示した図であり、表層水通水手段１Ａを示す図２〜図４にそれぞれ対応したものとなっている。ここで、図６〜図８に示すように、この底層水通水手段１Ｂの基本的な構成は表層水通水手段１Ａと同様となっている。即ち、表層水通水手段１Ａと底層水通水手段１Ｂとが相違する点は、当該底層水通水手段１Ｂでは、その通水部の８Ｂの配設位置が水底２ｃと遮水部７Ｂとの間になっていることのみであり、その他の構成は前述の表層水通水手段１Ａ全く同様となっている。従って、以下には、表層水通水手段１Ａと同一の部材には同一の符号を付してその詳しい説明は省略し、相違する点である通水部８Ｂのみについて説明する。

即ち、当該底層水通水手段１Ｂにあっては、遮水部７Ｂは、チェーンを介さずにシャクル５１，５２同士を連結することによって浮水部５に直接的に取り付けられている。また、遮水部７Ｂの下端は、水底２ｃから所定の高さ（例えば、５ｍ）の底層水の取水範囲に相当する間隔をあけて配設され、当該遮水部７Ｂの下端部には、重りとしてのチェーン３７に連結されて一体となった通水部形成用のチェーン３７ａが適宜間隔を空けて所定のピッチで吊り下げていて、当該底層水の取水範囲に底層水の通水部８Ｂが形成されている。なお、当該チェーン３７ａの遮水部７Ｂへの取り付けもシャックル５２にて行われている。

図９Ａ〜図９Ｃは、ダム湖２の水位変動に伴い表層水通水手段１Ａの浮水部５Ａが昇降したときの遮水部７Ａの状態及び通水状況を示し、図１０は同様に底層水通水手段１Ｂの浮水部５Ｂが昇降したときの遮水部７Ｂの状態及び通水状況を示す。

まず、表層水通水手段１Ａにおいては、ダム湖２が計画高水位（ＨＷＬ）に達している場合、図９Ａに示すように、遮水部７Ａは、ダム湖２の底部との間に隙間ができないように大きく作られているため、上段の重り４０と浮き４１との間で取水口４側へ弛んだ状態になる。この場合、ダム湖２の水は、浮水部５Ａと遮水部７Ａとの間に設けた通水部８Ａから通水される。尚、当該実施形態では、遮水部７Ａに二段構成で取り付けた上下一対の重り４０及び浮き４１は、下の浮き４１による浮力が下の浮き４１より下方側にある遮水部７Ａ及びチェーン３７による重力より少なくとも小となるように構成し、上の浮き４１による浮力は、上の重り４０と下の重り４０による重力の合計よりも少なくとも小となるように構成した。

次に、図９Ｂに示すように、ダム湖２の水位が図９Ａの状態から低下した場合、これに伴い浮水部５Ａも下降するため、上段の重り４０が遮水部７Ａの一部を下方へ更に弛ませることになる。この場合においても、ダム湖２の水は、通水部８Ａを通って取水口４へ流入することができる。

そして、図９Ｃに示すように、更に水位が低下した場合、上段及び下段の各重り４０が遮水部７を下方へ牽引し、遮水部７Ａは、下段の重り４０と浮き４１の間で取水口４側へ弛んだ状態になる。この場合においても、ダム湖２の水は、通水部８Ａを通って取水口４へ流入することができる。

従って、上記の如く、表層水通水手段１Ａは、ダム湖２の水位変動に追従し、常に水面から所定の水深までの取水範囲内で貯水の表層水を通水することができる。

また、重り４０を遮水部７の一方の面に取り付け、浮き４１を他方の面に取り付けることにより、ダム湖２の水位が低下しても、遮水部７Ａは、一定の方向（この実施形態例では取水口４側）に弛むことができる。これにより、遮水部７Ａが不規則な向きに弛んで損耗するのを防ぐことができる。

また、図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、底層水通水手段１Ｂにあっても、その上段及び下段の重り４０及び浮き４１は上記表層水通水手段１Ａの場合と全く同様に機能して、ダム湖２の水位変動に追従して浮水部５Ｂが昇降することになる。ここで、当該底層水通水手段１Ｂの場合では、通水部８Ｂは遮水部７Ｂの下端と水底２ｃとの間に設けられているので、浮水部の５Ｂの昇降及びその昇降に伴う遮水部７Ｂの弛みに拘わらず、常に水底２ｃから所定の高さまでの取水範囲内で貯水の底層水を通水することができる。

このため、表層水通水手段１Ａが底層水通水手段１Ｂよりも上流側に配設されている本実施形態の取水装置１によれば、図１Ｂに示すように、貯水池２内の反取水口側領域２ｂの貯水は、その表層水が表層水通水手段１Ａの通水部８Ａを通過して下流側に流れていき、爾後、その下流側に設けられている底層水通水手段１Ｂによって表層部からの通水は遮断されることになる。そして、表層水通水手段１Ａと底層水通水手段１Ｂとの間の領域２ｄに流入した貯水は水底２ｃに向けて下方に向けて流動して、当該底層水通水手段１Ｂの通水部８Ｂを通じて底層部から取水口側領域２ａに流入し、取水口４へと流動して行くことになる。

従って、表層水通水手段１Ａと底層水通水手段１Ｂとの間の領域２ｄ及び取水口側領域２ａでは、底層水が滞留することが可及的に防止されて水温躍層が破壊されることになり、もって貯水の富栄養化現象及びこれに起因するアオコや淡水赤潮の発生を可及的に抑制することができるようになる。

図１１は本発明に係る取水装置の第１の変形例を示す概略側断面図である。即ち、この第１の変形例では、一対で設けられる表層水通水手段１Ａと底層水通水手段１Ｂとの配設位置関係が前述の実施形態とは逆になっている。つまり、底層水通水手段１Ｂの方が表層水通水手段１Ａよりもその通水方向の上流側に配設されている。そして、この配設位置関係以外の点では、前述の実施形態とその構成は全く同じである。

そして、この第１の変形実施形態によれば、貯水池２内の反取水口側領域２ｂの貯水は、その底層水が底層水通水手段１Ｂの通水部８Ｂを通過して下流側に流れていき、爾後、その下流側に設けられている表層水通水手段１Ａによって底層部からの通水は遮断されることになる。そして、底層水通水手段１Ｂと表層水通水手段１Ａとの間の領域２ｅに流入した貯水は水面に向けて上昇流動し、当該表層水通水手段１Ａの通水部８Ａを通じて表層部から取水口側領域２ａに流入して取水口４へと流動して行くことになる。

従って、この第１の変形例の場合にあっても、底層水通水手段１Ｂと表層水通水手段１Ａとの間の領域２ｅ及び反水口側領域２ｂでは、底層水が滞留することが可及的に防止されて水温躍層が破壊されることになり、もって貯水の富栄養化現象及びこれに起因するアオコや淡水赤潮の発生を可及的に抑制することができるようになる。

図１２は本発明に係る取水装置の第２の変形例を示す概略側断面図である。即ち、この第２の変形例では、図１に示した前述の実施形態において、その一対で設けられる表層水通水手段１Ａと底層水通水手段１Ｂとに加えて、更に底層水通水手段１Ｂが表層水通水手段１Ａの上流側に設けられている。つまり、底層水通水手段１Ｂが最上流側と最下流側とに位置されて配置され、それらの底層水通水手段１Ｂ，１Ｂ間に位置されて、表層水通水手段１Ａが配設されている。そして、この配設数及びその配設位置関係以外の点では、前述の実施形態とその構成は全く同じである。

そして、この第２の変形例によれば、貯水池２内の反取水口側領域２ｂの貯水は、その底層水が底層水通水手段１Ｂの通水部８Ｂを通過して下流側に流れていき、爾後、その下流側に設けられている表層水通水手段１Ａによって底層部からの通水は遮断されることになる。そして、最上流側の底層水通水手段１Ｂと中間部の表層水通水手段１Ａとの間の領域２ｅに流入した貯水は水面に向けて上方に向けて流動し、当該表層水通水手段１Ａの通水部８Ａを通じて表層部から下流の取水口側に流入する。そして、この中間部の表層水通水手段１Ａと最下流側の底層水通水手段１Ｂとの間の領域２ｄに流れ込んだ貯水は、水底２ｃに向けて下方に向けて流動して、当該底層水通水手段１Ｂの通水部８Ｂを通じて底層部から取水口側領域２ａに流入し、取水口４へと流動して行くことになる。

従って、この第２の変形実施形態の場合にあっては、反取水口側領域２ｂ並びに底層水通水手段１Ｂと表層水通水手段１Ａとの間の領域２ｄ，２ｅ及び取水口側領域２ａの各領域で、底層水が滞留することが可及的に防止されて、水温躍層が貯水池の広範囲に亘って破壊されることになり、もって貯水の富栄養化現象及びこれに起因するアオコや淡水赤潮の発生が可及的に抑制されることになる。

なお、当該第２の変形例では、２つの底層水通水手段１Ｂ，１Ｂと１つの表層水通水手段１Ａとを通水方向に沿って交互に配設する例を示したが、これとは逆に２つの表層水通水手段１Ａ，１Ａと１つの底層水通水手段１Ｂとを交互に配設する様にしても良い。また、これに限らず表層水通水手段１Ａと底層水通水手段１Ｂとを、その通水方向に沿って交互に配置さえすれば、その前後関係は問わずに総計で４つ以上の複数を配置するようにしても差し支えない。

即ち、本発明は、ダム湖２等の貯水池内を下流側の取水口側領域２ａと上流側の反取水口側領域２ｂとに仕切って遮水するとともに、通水部８Ａ，８Ｂを通じて該反取水口側領域２ｂから取水口側領域２ａへと貯水を流動させて取水口４から取水するに際して、水面から所定の深さまでの表層範囲に設けられた表層水用通水部８Ａを通じて表層水を通水して、かつ当該表層水用通水部よりも下方にある貯水を遮水するようにした表層水取水過程と、水底２ｃから所定の高さまでの底層範囲に設けられた底層水用通水部８Ｂを通じて底層水を通水して、かつ当該底層水通水部８Ｂよりも上方にある貯水を遮水するようにした底層水取水過程とを、上流側から下流側への貯水の流動方向に沿って所定間隔を空けて並存させて、当該表層水取水過程と底層水取水過程との間にて該貯水が上昇する上昇流動過程又は該貯水が下降する下降流動過程を創出することによって、貯水上層の表層温度が高く、貯水下層の底層温度が低くなっている状態の水温躍層を破壊し、これにより貯水の富栄養化現象及びこれに起因するアオコや淡水赤潮の発生を可及的に防止するものである。

また、表層水取水過程を創出する表層水通水手段と底層水取水過程を創出する表層水通水手段とを貯水池内に一旦設置すれば、空気ポンプなどの曝気設備を用いて貯水池内を曝気することなく、貯水の自然な流動だけで水温躍層及び富栄養化現象の発生を防止できるので、ランニングコストを可及的に廉価に抑制することができるし、曝気設備等が不要なことから、その設備費の低減化も図れる。

なお、図１３に示すように、表層水通水手段通水部８Ａは、遮水部７Ａの浮水部５Ａへの取付方法に応じて、遮水部７Ａ自体に設けることができる。具体的には、遮水部７Ａを、チェーン３４を用いずにシャックル５１，５２同士を連結することにより浮水部５に取り付けた場合、遮水部７における水面から所定の深さ（例えば、水深５ｍ）までの取水範囲に相当する部位に開口７０を設け、この開口７０を通水部とすることができる。また、図示しないが、同様に、上記開口７０を上記表層部ではなく、水底２ｃから所定の高さ（例えば、５ｍ）までの取水範囲に相当する部位に形成して、底層水通水手段１Ｂを構成するようにしても良い。

なお、底層水通水手段１Ｂの場合にあっては、その通水部８Ｂは水底２ｃから所定の高さの範囲に亘って固定的に設ければよいので、貯水の水位変動の影響を受けることはない。従って、底層水通水手段１Ｂは、下端部に底層水通水部８Ｂとしての開口を形成した板状材を用いて水底に固定させて構成するようにしても良い。

１…取水装置
１Ａ…表層水通水手段
１Ｂ…底層水通水手段
２…ダム湖
２ａ…取水口側領域
２ｂ…反取水側領域
２ｃ…水底
２ｄ，２ｅ…表層水通水手段と底層水通水手段との間の領域
４…取水口
５Ａ，５Ｂ…浮水部
７Ａ，７Ｂ…遮水部
８Ａ，８Ｂ…通水部
１０…鋼製フロート
１１ａ，１１ｂ…樹脂製フロート
１３…発砲スチロール
１５…舟通り
１６…扉
１７…堤体
１９，２７…ガイドワイヤ
２０，２１，２９，３２…Ｕ字形アンカー
２２…ワイヤ
２４…メインワイヤ
２８…昇降案内部
３０…アンカー固定用ワイヤ、
３４…チェーン
３７，３７ａ…チェーン
４０…重り
４１…浮き
４５…筒
４７，４９…環状部材
５１，５２，６３，６５…シャックル
５５，５７…突起
５８…シャフト
６０…玉
６１…布
６７…Ｕ字形部材
７０…開口

Claims (7)

1. ダム湖等の貯水池内に設けられて、該貯水池を取水口側領域と反取水口側領域とに仕切って遮水するとともに、該反取水口側領域から取水口側領域に貯水を通水するための通水部を有した取水装置であって、
   水面から所定の深さまでの範囲の表層水を通水する表層水用通水部が形成されて、該表層水用通水部より下方を遮水する表層水通水手段と、
   水底から所定の深さまでの範囲の底層水を通水する底層水用通水部が形成されて、該底層水用通水部より上方を遮水する底層水通水手段とを備え、
   該表層水通水手段と該底層水通水手段とが通水方向に沿って所定間隔を空けて並設されており、
   前記表層水通水手段は、両端が前記貯水池の周辺に取り付けられる帯状に形成され、該貯水池に浮かんで水面を取水口側の部分と反取水側部分とに分ける浮水部と、該浮水部に取り付けられ、該貯水池の水中に位置する遮水部と、該浮水部と該遮水部との間又は該遮水部における表層水の取水範囲に対応する部位に設けられた通水部とを備え、
   前記底層水通水手段は、両端が前記貯水池の周辺に取り付けられる帯状に形成され、該貯水池に浮かんで水面を取水口側の部分と反取水側部分とに分ける浮水部と、該浮水部に取り付けられ、該貯水池の水中に位置する遮水部と、該遮水部と水底部との間又は該遮水部における底層水の取水範囲に対応する部位に設けられた通水部とを備え、
   前記遮水部の一方の面には、当該遮水部の幅方向に重りが取り付けられており、前記遮水部の他方の面には浮きが前記重りの下方で前記遮水部の幅方向に取り付けられ、前記重りと浮きは一対で上下に複数取り付けられており、下の浮きによる浮力が下の浮きより下方側にある部分による重力より少なくとも小となるように構成され、上の浮きによる浮力は、上の重りと下の重りによる重力の合計よりも少なくとも小となるように構成されている、
   ことを特徴とする取水装置。
2. 請求項１に記載の取水装置において、
   前記表層水通水手段と前記底層水通水手段とが１対で設けられ、該表層水通水手段が該底層水通水手段よりもその通水方向の上流側に配設されている、
   ことを特徴とする取水装置。
3. 請求項１に記載の取水装置において、
   前記表層水通水手段と前記底層水通水手段とが１対で設けられ、該底層水通水手段が該表層水通水手段よりもその通水方向の上流側に配設されている、
   ことを特徴とする取水装置。
4. 請求項２に記載の取水装置において、
   前記表層水通水手段の上流側に更に底層水通水手段が設けられている、
   ことを特徴とする取水装置。
5. 請求項３に記載の取水装置において、
   前記底層水通水手段の上流側に更に表層水通水手段が設けられている、
   ことを特徴とする取水装置。
6. 請求項１に記載の取水装置において、
   前記表層水通水手段と前記底層水通水手段とが通水方向に沿って交互に複数並設されている、
   ことを特徴とする取水装置。
7. ダム湖等の貯水池内を下流側の取水口側領域と上流側の反取水口側領域とに仕切って遮水するとともに、前記遮水した部分の一部を通じて該反取水口側領域から取水口側領域へと貯水を通水し流動させて取水する取水方法であって、
   水面から所定の深さまでの範囲の表層水を通水する表層水用通水部を形成すべく、両端が前記貯水池の周辺に取り付けられる帯状に形成され、該貯水池に浮かんで水面を取水口側の部分と反取水側部分とに分ける浮水部と、該浮水部に取り付けられ、該貯水池の水中に位置する遮水部と、該浮水部と該遮水部との間又は該遮水部における表層水の取水範囲に対応する部位に設けられた通水部とを備えた、該表層水用通水部より下方を遮水する表層水通水手段と、
   水底から所定の深さまでの範囲の底層水を通水する底層水用通水部を形成すべく、両端が前記貯水池の周辺に取り付けられる帯状に形成され、該貯水池に浮かんで水面を取水口側の部分と反取水側部分とに分ける浮水部と、該浮水部に取り付けられ、該貯水池の水中に位置する遮水部と、該遮水部と水底部との間又は該遮水部における底層水の取水範囲に対応する部位に設けられた通水部とを備えた、該底層水用通水部より上方を遮水する底層水通水手段とを備え、
   前記遮水部の一方の面には、当該遮水部の幅方向に重りが取り付けられており、前記遮水部の他方の面には浮きが前記重りの下方で前記遮水部の幅方向に取り付けられ、前記重りと浮きは一対で上下に複数取り付けられており、下の浮きによる浮力が下の浮きより下方側にある部分による重力より少なくとも小となるように構成され、上の浮きによる浮力は、上の重りと下の重りによる重力の合計よりも少なくとも小となるように構成されており、
   該表層水通水手段と該底層水通水手段とが通水方向に沿って所定間隔を空けて並設されており、
   水面から所定の深さまでの表層範囲に設けられた表層水用通水部を通じて表層水を通水して該表層水用通水部よりも下方を遮水する表層水通水過程と、
   水底から所定の高さまでの底層範囲に設けられた底層水用通水部を通じて底層水を通水して該底層水通水部よりも上方を遮水する底層水取水過程とを、
   上流側から下流側への貯水の流動方向に沿って所定間隔を空けて並存させて、
   該表層水取水過程と該底層水取水過程との間にて該貯水が上昇する上昇流動過程又は該貯水が下降する下降流動過程を創出する、
   ことを特徴とする取水方法。