JPH1060874A - フェンスによる閉鎖性水域の水質改善装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダム貯水池の水質改善のためのフェンスが、
水位低下によって湖底に着底してしまうという事態を避
ける。 【解決手段】 水質改善装置は、ダム貯水池にフロート
１０が横断方向に浮設され、そのフロート１０から貯水
池水中にフェンス１１が吊設されている。そして、フェ
ンス１１は貯水池の上層部分を上流側と下流側とに分離
し、これにより貯水池の水質を改善する。このような水
質改善装置において、本発明では、貯水池の水位を検出
する水位計１５と、水位計１５からの検出データを演算
処理して制御信号を出力するリレー装置１６と、制御信
号を取り込んでフェンス１１を上下動させる駆動装置１
４とが設けられている。これによって、貯水池の水位が
低下したときはフェンス１１を上方向へ、上昇したとき
はフェンス１１を下方向へ自動的に移動させることが可
能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は閉鎖性水域の水質改
善装置に係り、特にダム貯水池などの閉鎖性水域の水質
をフェンスを用いて改善するのに好適な水質改善装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ダム貯水池などの閉鎖性水域ではプラン
クトンの発生が原因となる水質汚濁が問題となってい
る。特に、河川が流入する貯水池上流部においては、プ
ランクトンの大量発生によって貯水池の水面が赤褐色に
変色することもあり、景観上好ましいことではない。

【０００３】貯水池上流部においては、図７に示すよう
に、河川が流入することによって、貯水池の上層部分に
は上流への逆流が、下層部分には下流への流れが生じ、
さらに上流への逆流は、河川流入の近傍において下流へ
の流れに合流している。このような流れによってプラン
クトンは移動している。また、プランクトン自身は走光
性を持っているために、下層部分へ流されたプランクト
ンは上層部分へと移動する。

【０００４】上述のようにして、貯水池上流部にはプラ
ンクトンが集積しやすく、さらに流入する河川水中には
窒素（Ｎ）やリン（Ｐ）などの無機態の栄養塩類が含ま
れているために、この栄養塩類を利用することによって
プランクトンが増殖し、プランクトンの大量発生が起き
やすい。

【０００５】この対策として、浮上式のフェンスを設置
した水質改善装置が知られている。この水質改善装置で
は、図８に示すように、貯水池の横断方向にフロート１
を浮設して、そのフロート１から貯水池の水中にフェン
ス２を吊設した構成となっている。また、フェンス２の
垂直方向の幅は、水面から太陽光線の届かなくなる水深
までの距離で決定され、さらにフェンス２がほぼ垂直と
なるように、フェンス２の下端部には重り３が取り付け
られている。

【０００６】上記のように構成すれば、フェンス２によ
って貯水池の上層部分が上流側と下流側とに分離される
ので、下流側の上層の水は成層期には河川水と接触しに
くくなる。さらに河川水はフェンス下部の太陽光線の届
かない深い水層から下流側の貯水池へと流入するように
なる。このために、プランクトンが栄養塩類を利用して
増殖するのが難しくなり、プランクトンの大量発生が抑
制される。これは、太陽光線が届く有光層では栄養塩類
があればプランクトンは増殖するが、太陽光線の届かな
い無光層では栄養塩類があってもプランクトンは増殖し
ないからである。

【０００７】さらに、図８に示したフェンス２を１閉鎖
性水域に複数設置すれば、上記の水質改善効果をさらに
強めることが可能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、フロートから吊設されたフェンスは閉鎖
性水域の深さ方向の長さが一定に固定されており、閉鎖
性水域の水位が低下すると、それに伴ってフェンスが下
降してフェンス下部が湖底に着底し、水位が大幅に低下
した場合にはフェンスの大部分が湖底上に横たわった状
態となる欠点がある。

【０００９】このような状態のときに、例えば洪水など
によって出水があると、図９に示すように、湖底上に横
たわったフェンス２の上面に土砂が大量に堆積するため
に、フェンス２の再浮上が困難となって、フェンス２が
破損する要因となっている。

【００１０】また、フェンス２下部が湖底に着底した場
合、従来では人力によってフェンス２を巻き上げ、フェ
ンス２下部を湖底から引き上げるようにしているが、山
間部のダム貯水池などでは無人の管理システムを採用し
ている場合も多く、フェンス２の巻き上げを自動で行う
ようにした水質改善装置が要望されている。

【００１１】本発明の目的は、ダム貯水池などの閉鎖性
水域の水位が低下しても、フェンス下部が湖底に着底す
るのを回避できる閉鎖性水域の水質改善装置を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、ダム貯水池などの閉鎖性
水域にフロートを横断方向に浮設するとともに、そのフ
ロートから前記閉鎖性水域の水中にフェンスを吊設する
ことによって、前記閉鎖性水域の上層部分を上流側と下
流側とに分離し当該閉鎖性水域の水質を改善する閉鎖性
水域の水質改善装置において、前記閉鎖性水域の水位に
応じて前記フェンスを上下動させて、前記フェンス下部
の湖底からの位置をほぼ一定に維持するフェンス駆動手
段を設けたことを特徴としている。

【００１３】上記構成によれば、閉鎖性水域の水位が変
動しても、フェンス駆動手段によりフェンス下部と湖底
との間の距離を常にほぼ一定に維持できる。これによっ
て、フェンス下部が湖底に着底するのを回避することが
でき、洪水などによる出水があってもフェンスの破損を
防ぐことができる。

【００１４】また、請求項２に記載の発明は、上記構成
の閉鎖性水域の水質改善装置において、前記閉鎖性水域
の水位を検出する水位検出手段と、前記水位検出手段か
らの検出結果を取り込んで、前記閉鎖性水域の水位が低
下したときは前記フェンスを上方向へ移動させ、上昇し
たときは前記フェンスを下方向へ移動させて、フェンス
下部の湖底からの位置をほぼ一定に維持するフェンス駆
動手段と、を設けたことを特徴としている。

【００１５】請求項２に記載の発明は請求項１に記載の
発明をより具体化したものである。フェンス駆動手段
は、水位検出手段からの水位検出結果を取り込んで、閉
鎖性水位域の水位が低下したときはフェンスを上方向へ
移動させ、フェンス下部が湖底に着底するのを防ぐ。ま
た、閉鎖性水位域の水位が上昇したときはフェンスを下
方向へ移動させ、フェンスを通常の位置に戻す。

【００１６】請求項３に記載の発明では、前記フェンス
駆動手段が、前記閉鎖性水域の水面上に浮かべられた台
船に設けられていることを特徴としている。ダム貯水池
等の水面上ではフェンス駆動手段を設置することができ
ないので、台船を浮かべその上にフェンス駆動手段を設
置する。

【００１７】請求項４に記載の発明では、前記フェンス
駆動手段が、前記台船に搭載された太陽電池または蓄電
池から電力の供給を受けて駆動することを特徴としてい
る。このように構成すれば、フェンス駆動手段は、昼間
は太陽電池から、夜間は蓄電池からそれぞれ電力が供給
されるようになり、山間部のダム貯水池などの無人管理
システムにおいても、閉鎖性水域の水位に応じてフェン
スを自動的に上下動させることが可能となる。

【００１８】請求項５に記載の発明は、上記構成の閉鎖
性水域の水質改善装置において、手動のスイッチ操作に
より前記フェンスを上下動させるフェンス駆動手段を設
けたことを特徴としている。

【００１９】上記構成によれば、閉鎖性水域の水位が所
定値以下に低下したか否かを人が判断し、所定値以下に
低下したと判断したときはときは、人が手動でスイッチ
操作を行ってフェンスを上方向へ移動させる。また、水
位が回復したと判断したときは、人が手動でスイッチ操
作を行ってフェンスを下方向へ移動させる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明に係る水質改善装置の
概略構成を示した図である。図において、貯水池には左
側から河川が流入しており、また貯水池の湖底は河川流
入口では比較的浅く、河川流入口から遠ざかるにつれて
深くなっている。図は河川が流入する貯水池上流部のみ
の様子を示しており、実際には貯水池は図の右側に広が
っている。

【００２１】本発明の水質改善装置は貯水池上流部に設
置される。すなわち、貯水池上流部の水面上にフロート
１０が浮設され、このフロート１０から貯水池の水中に
フェンス１１が吊設され、フェンス１１の下端部に重り
１２が設けられている。貯水池の水面上には台船１３が
浮かべられ、この台船１３上にはフェンス１１を上下動
させるための駆動装置１４が搭載されている。

【００２２】また、フロート１０が浮設された近傍には
水位計１５が設置されている。この水位計１５は貯水池
の水位を常時検出しており、その検出データは水位計１
５上部のリレー装置１６に入力されている。そしてリレ
ー装置１６では、水位計１５から入力した検出データに
基づいて所定の演算処理を行い、その演算結果を制御信
号として台船１３上の駆動装置１４に送信する。

【００２３】次に、上述したフェンス１１の詳細構造に
ついて説明する。図２は、図１においてフロート１０、
フェンス１１及び台船１３等を横方向（例えば流入河川
側）から見た図である。図に示すように、フェンス１１
は、フロート１０に吊設されたシート１１Ａと、シート
１１Ａの表面に取り付けられたワイヤー誘導環１１Ｂ
と、ワイヤー誘導環１１Ｂに通されたワイヤー１１Ｃと
からなっている。シート１１Ａは遮水性と強度があれ
ば、ビニールなどどのような材料でも良い。シート１１
Ａの水平方向の長さは、設置場所により決定される。ま
たシート１１Ａの上下方向の長さは、無光層（図８参
照）までの水深により決定される。便宜的には、設置場
所での水域の透明度の２倍程度が目安となっている。

【００２４】シート１１Ａは一体構造とすることもでき
るが、水平方向の長さが大きい場合は、流木等による破
損が危惧されるので、分割構造とした方が良い。分割構
造であれば、破損したシートのみ交換すればよいから、
維持管理が容易となる。実際に分割構造とする場合は、
一つのシートを長さ２０ｍ位に区切り、隣合うシートの
両端部が互いに重なり合うようにして、各シートを配置
していけば良い。

【００２５】図２では重り１２はシート１１Ａの下端部
に固定されている。この重り１２は水圧（水流）によっ
てシート１１Ａが巻き上げられるのを防ぐためのもの
で、その設定重量は設置場所での水圧（水流）に基づい
て決定される。また、フロート１０の設定浮力は重り１
２との関係で決定される。

【００２６】フロート１０は貯水池の横断方向に複数個
設けられており、これら複数個のフロート１０は各々の
中心部を貫通して設けられたメインロープ１７によって
全てが連結されている。メインロープ１７は、貯水池の
一側の岸とその対岸との間に架設されている。そして、
フロート１０に吊設されたシート１１Ａは貯水池の一側
の岸からその対岸まで貯水池を横断して設けられ、この
シート１１Ａによって貯水池の上層部分は上流側と下流
側とに分離されている。貯水池の水面上には台船１３が
浮かべられ、この台船１３上にはフェンス１１を上下動
させるための駆動装置１４が搭載されている。

【００２７】シート１１Ａはジグザグ状に折り曲がるよ
う構成されており、これにより上下方向に伸縮自在とな
っている。その様子を図３に示す。図３は図１と同じ方
向から見たもので、フェンス１１や台船１３が拡大して
示してある。図３において、シート１１Ａはジグザグ状
に折り曲げ可能であり、その折り曲げ部の外側に対応し
て前記ワイヤー誘導環１１Ｂが取り付けられている。し
たがって、シート１１Ａを伸ばした状態でみれば、シー
ト１１Ａの両面に上下方向で交互にワイヤー誘導環１１
Ｂ取り付けられていることになる。そして、このような
ワイヤー誘導環１１Ｂは、図２に示したように、複数個
のフロート１０に対応してシート１１Ａにそれぞれ取り
付けられている。

【００２８】また、図３に示すように、台船１３は、２
個の台船用フロート１３Ａと、台船用フロート１３Ａ上
に固定された基盤１３Ｂから構成されている。そして、
基盤１３Ｂの上に駆動装置１４、太陽電池パネル１８お
よび蓄電池１９が搭載されている。図１および図２で
は、台船１３として一般的な船の形状で示したが、駆動
装置１４等を搭載するだけであれば、図３のような形状
の台船で十分である。

【００２９】フロート１０の上面にはワイヤー誘導環１
０Ａが取り付けられている。このワイヤー誘導環１０Ａ
は、シート１１Ａに取り付けられたワイヤー誘導環１１
Ｂと同じものでよい。フロート１０近辺の詳細を図４に
示す。ワイヤー誘導環１０Ａに一端が固定されたワイヤ
ー１１Ｃは、シート１１Ａの一方の面にあるワイヤー誘
導環１１Ｂ、重り１２の外周面、シート１１Ａの他方の
面にあるワイヤー誘導環１１Ｂの順に引き回された後、
ワイヤー誘導環１０Ａを通って駆動装置１４に導かれて
いる。

【００３０】駆動装置１４の内部には、図５に示すよう
に、ワイヤー巻き取りドラム２０が設けられ、このワイ
ヤー巻き取りドラム２０はワイヤー１１Ｃを巻き取るこ
とが可能である。ワイヤー巻き取りドラム２０は減速器
２１を介してモータ２２に連結されており、モータ２２
の回転駆動力によって回転する。またモータ２２は、太
陽電池パネル１８および蓄電池１９から電力の供給を受
けて回転する。なお、図５において、２３はワイヤー巻
き取りドラム２０を両側から回転自在に支持する軸受で
ある。

【００３１】なお、本実施の形態での水位計１５として
は、いろいろな種類の水位計が利用可能である。例え
ば、水面に超音波を当てて反射に要する時間から水位を
検出する超音波水位計、超音波の代わりにレーザー光を
用いるレーザー光水位計を利用することができる。その
他に、圧力が水位に比例することを利用して圧力を検出
するもの、水面上に浮かべたフロートの位置を検出する
ものなども利用可能である。

【００３２】次に、上記構成の水質改善装置の動作につ
いて説明する。まず、貯水池の水位が低下すると、その
ことが水位計１５で検出され、その検出データはリレー
装置１６に入力される。リレー装置１６には、貯水池の
水位が変動したときにフェンス１１下部と湖底間の間隔
を一定に保つための制御プログラムが内蔵されており、
水位計１５から入力した検出データに基づいて制御プロ
グラムが演算処理を行い、その演算結果を制御信号とし
て駆動装置１４に送信する。駆動装置１４では、リレー
装置１６から制御信号に基づきモータ２２が駆動して、
ワイヤー巻き取りドラム２０を一方向に回転させる。こ
れによって、ワイヤー１１Ｂがワイヤー巻き取りドラム
２０に巻き取られ、シート１１Ａは図１および図３の矢
印Ａ方向に巻き上げられる。なおモータ２２は、昼間は
太陽電池パネル１９から、夜間は蓄電池１９からそれぞ
れ電力供給を受けて駆動するが、外部からの電力供給が
容易であれば、太陽電池パネル１９や蓄電池１９からの
電力供給は不要である。

【００３３】シート１１Ａの巻き上げ量は水位の変動に
応じて決定され、水位低下が大きいときは多く、水位低
下が小さいときは少なく、シート１１Ａの下端部と湖底
との間隔が常に一定になるよう制御される。このため、
リレー装置１６には、水質改善装置が設置された場所の
湖底データ（湖底の深さ等のデータ）を記憶した記憶手
段が設けられており、前述の制御プログラムで演算処理
する際には、記憶手段からの湖底データも取り込んで演
算する。なお、シート１１Ａを一定量だけ一気に巻き上
げることもできる。この場合は、シート１１Ａの下端部
と湖底との間隔が常に一定とはならない。

【００３４】以上のように、水位が低下したときは自動
的にシート１１Ａが巻き上げられるため、フェンス１１
が湖底に横たわるのが防止され、洪水などによって出水
があってもフェンス１１の破損を回避できる。

【００３５】また、水位が上昇したとき、シート１１Ａ
を巻き上げたままであると、シート１１Ａの下端部の位
置が有光層に留まって無光層まで達していない場合があ
る。有光層では栄養塩類が含まれていると、プランクト
ンの大量発生の危険性が大きく、水位が上昇したときに
は、シート１１Ａの下端部が無光層にくるまでシート１
１Ａを巻き降ろす必要がある。この場合も、シート１１
Ａの巻き降ろし量は水位の変動に応じて決定され、水位
上昇が大きいときは多く、水位上昇が小さいときは少な
く、シート１１Ａの下端部と湖底との間隔が常に一定に
なるよう制御される。またこの場合も、水位が大きく上
昇したときは、シート１１Ａを一気に巻き降ろすことが
できる。

【００３６】（実施の形態２）以上の実施の形態では、
貯水池の水位変動に応じてフェンス１１を自動的に上下
動させる例について説明してきたが、フェンスを手動の
スイッチ操作により上下動させるようにしても良い。

【００３７】図６は、手動のスイッチ操作によりフェン
スを上下動させる例である。駆動装置１４には操作スイ
ッチ３０が接続され、この操作スイッチ３０を人が手動
で操作することによりフェンス１１を上下動させること
ができる。この場合、人が貯水池の水面を目視して水位
を検知するようにしても良いし、水位計１５からの水位
情報で水位を検知するようにしても良い。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
貯水池の水位が低下したときはフェンスが自動的に上昇
するため、フェンス下部が湖底に着底してしまうことが
なく、洪水などによる出水によって、フェンスが破損さ
れるという事態を事前に回避することができる。

【００３９】このように水位変動に自動的に対応してフ
ェンスを設置し続けることが可能となるので、貯水池上
流ではプランクトンの大量発生が抑制され、フェンス下
流側では上層の水が静置されることによって透明度が上
昇し、貯水池の美観を回復させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による水質改善装置の概
略構成図である。

【図２】図１の水質改善装置を横方向から見た図であ
る。

【図３】図１の水質改善装置の要部構成図である。

【図４】フロート近辺の詳細図である。

【図５】駆動装置の構成図である。

【図６】本発明の実施の形態２による水質改善装置の概
略構成図である。

【図７】貯水池におけるプランクトン大量発生のメカニ
ズムを説明した図である。

【図８】従来技術による水質改善装置の概略構成図であ
る。

【図９】従来技術の課題を説明するための図である。

【符号の説明】

１０ フロート １１ フェンス １１Ａ シート １１Ｂ ワイヤー誘導環 １１Ｃ ワイヤー １２ 重り １３ 台船 １４ 駆動装置 １５ 水位計 １６ リレー装置 １７ メインロープ １８ 太陽電池パネル １９ 蓄電池 ３０ 操作スイッチ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダム貯水池などの閉鎖性水域にフロート
   を横断方向に浮設するとともに、そのフロートから前記
   閉鎖性水域の水中にフェンスを吊設することによって、
   前記閉鎖性水域の上層部分を上流側と下流側とに分離し
   当該閉鎖性水域の水質を改善するフェンスによる閉鎖性
   水域の水質改善装置において、 前記閉鎖性水域の水位に応じて前記フェンスを上下動さ
   せて、前記フェンス下部の湖底からの位置をほぼ一定に
   維持するフェンス駆動手段を設けたことを特徴とするフ
   ェンスによる閉鎖性水域の水質改善装置。
2. 【請求項２】 ダム貯水池などの閉鎖性水域にフロート
   を横断方向に浮設するとともに、そのフロートから前記
   閉鎖性水域の水中にフェンスを吊設することによって、
   前記閉鎖性水域の上層部分を上流側と下流側とに分離し
   当該閉鎖性水域の水質を改善するフェンスによる閉鎖性
   水域の水質改善装置において、 前記閉鎖性水域の水位を検出する水位検出手段と、前記
   水位検出手段からの検出結果を取り込んで、前記閉鎖性
   水域の水位が低下したときは前記フェンスを上方向へ移
   動させ、上昇したときは前記フェンスを下方向へ移動さ
   せて、フェンス下部の湖底からの位置をほぼ一定に維持
   するフェンス駆動手段と、を設けたことを特徴とするフ
   ェンスによる閉鎖性水域の水質改善装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載のフェンスによる閉
   鎖性水域の水質改善装置において、 前記フェンス駆動手段は、前記閉鎖性水域の水面上に浮
   かべられた台船に設けられていることを特徴とするフェ
   ンスによる閉鎖性水域の水質改善装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載のフェンスによる閉鎖性水
   域の水質改善装置において、 前記フェンス駆動手段は、前記台船に搭載された太陽電
   池または蓄電池から電力の供給を受けて駆動することを
   特徴とするフェンスによる閉鎖性水域の水質改善装置。
5. 【請求項５】 ダム貯水池などの閉鎖性水域にフロート
   を横断方向に浮設するとともに、そのフロートから前記
   閉鎖性水域の水中にフェンスを吊設することによって、
   前記閉鎖性水域の上層部分を上流側と下流側とに分離し
   当該閉鎖性水域の水質を改善するフェンスによる閉鎖性
   水域の水質改善装置において、 手動のスイッチ操作により前記フェンスを上下動させる
   フェンス駆動手段を設けたことを特徴とするフェンスに
   よる閉鎖性水域の水質改善装置。