WO1991006710A1 - Passe a poissons a basculement automatique - Google Patents

Description

明 糸田 書

自動ス ウ ィ ン グ魚道装置

(技術分野）

本発明は、 ダム 、 ま たは堰に併設され、 上流側水位の変 動に対応で き る魚の遡上のための 自動ス ウ イ ン グ魚道装置 に関する も のである。

(背景技術）

こ の種の装置は第 1 0図 に示す よ う に、 ダム 1 に よ っ てで き た貯水池 2 が誘導水路 3 を通 っ て下流側から形成された 固定魚道 4 に連通されてお り 、 途中の水路にス ウ ィ ン グ魚 道装置 5 が設け られている。 水路には水圧室 6 が穿設され こ れに収納されて魚道装置本体 7 がその下流端を軸支 （軸 7 a ) さ れ上流端 を ウ ィ ン チ 8 に よ っ て 吊 り 上げ ら れて い る 。 魚道装置本体 7 の上部には複数の隔壁 9 が設け られて お り 、 下流端の軸 7 aを支点 と し て魚道装置本体 7 を貯水池 2 の水位に合わせて傾斜させる よ う に し ている 。 こ の装置 にあ っ ては作業員が水位を確認 し 、 ウ ィ ンチ 8 を作動させ て魚道装置本体 7 を吊 り 上げ上流水位に合わせた傾斜にす るので、 水位の変動に対 し ての追従性が遅 く 作業性も悪い も のである 。

こ のため、 ウ ィ ンチ 8 を使用せず自動的に魚道装置本体 7 が上流水位に合わせて傾斜する よ う に し た も のが実公昭 5 9 - 1 7 9 4 1号公報 に開示されている。 これは第 1 1 , 1 2 , 1 3図に 示す よ う に、 水路両側の側壁 1 0間に小さ な隙間を残 して設 け られた フ レーム 1 1が、 下流端で軸支されて揺動 自在に支 持され、 フ レーム 1 1の下方に開口 された連通管 1 2の他端が 上流の水中 に開口 され、 フ レーム 1 1上に一定の間隔を も つ て板状のフ ロ ー ト 1 3が立設され、 その中に調整室 1 4が設け られ、 注水口 1 5から これに注水 し てフ ロ ー ト 1 3の浮力を調 整 し得る よ う に構成されている。 し たがっ て、 フ レ ー ム 1 1 はフ ロ ー ト 1 3の浮力 と フ レーム 1 1の底面に働 く 水圧によ つ て支持される こ と になる。

上記の フ レーム 1 1は単にフ ロ ー ト 1 3によ っ て水中に浮い ている だけであるので、 設置する段階では注水口 1 5から調 整室 1 4に水を導入 して浮力を調整 し フ レ ー ム 1 1の傾斜角度 を設定する も のである。

しか し ながら 、 傾斜角度に よ っ て浮力が変動するため、 貯水池の水位が上昇する と フ レ ーム 1 1が上が り す ぎて フ ロ ー ト 1 3を越流する水量が減少 し 、 越流水深が小さ いため 魚道 と し て不適当である。 ま た、 水位が高い場合に合わせ る と 、 貯水池の水位が低下 し た と き にフ レ ー ム 1 1の傾斜が 小さ く な り す ぎ水の流出量が過大になる。 こ のため、 上流 水位の高低に拘 らず適正な越流水深 と なる魚道が望まれて いた。

(発明の開示）

本発明は、 上流水位に対 して追従性の良い 自動ス ウ ィ ン グ魚道装置を提供する こ と を目 的 と する。

こ のために、 ダム等を迂回する水路の底部に水圧室を穿 設 し、 該水圧室上に、 床板上に複数の隔壁を立設した魚道 部 と 床下に設け た密閉部 と か ら なる魚道装置本体を配設 し 、 その下流側に主軸を配 し て前記魚道装置本体を回動 自 在に設け、 該魚道装置本体の上流側に装着された越流堰を 介 し て前記水圧室を上流水路 と 連通させ、 前記水圧室を前 記越流堰の堰長よ り 小さ い断面を有する流出口を介 し て下 流水路 と 連通 し た こ と を特徴 と する。

上記の構成 と する こ と に よ っ て 、 水圧室には越流堰を越 流 し て水が流入 し 、 密閉部の浮力に よ っ て魚道装置本体が 浮かべ られる。 貯水池の水位が上昇すれば水圧室への流入 量が流出量よ り 多 く な り 魚道装置本体が下流端を中心に回 動 し て上流側が上昇 し傾斜角度が大き く なる。 こ の と き 、 越流堰 も上昇するので越流量は減少され釣合の取れた位置 で魚道装置本体が停止する。 こ れに よ り 、 隔壁の越流水深 は維持される。 ま た、 貯水池の水位が下降すれば越流量が 減少 し流入量が流出量よ り 少な く な り 、 その結果、 水圧室 内 の水が減少 し て魚道装置本体を下降 さ せる 。 し たがつ て、 越流量が多 く なつ て釣合の取れた位置で魚道装置本体 が停止する 。

(図面の簡単な説明）

第 1 図は本発明 に よ る実施例の 自動ス ゥ ィ ン グ魚道装置 の側断面図、

第 2 図は第 1 図の平面図、

第 3 図は実施例の 自動ス ウ イ ン グ魚道装置の上流側の断 面図、

第 4 図は実施例の 自 動ス ウ イ ン グ魚道装置の側面要部の 断面図、 第 5 図は実施例の 自動ス ウ イ ン グ魚道装置の下流側の横 断断面図、

第 6 図は実施例の 自動ス ウ イ ン グ魚道装置の上流側の横 断断面図、

第 7 図は実施例の 自動ス ウ イ ン グ魚道装置の下流端の断 面図、

第 8 図は実施例の 自 動ス ウ イ ン グ魚道装置を使用 したダ ムの側断面図、

第 9 図は第 8 図の平面図、

第 1 0図は従来のス ウ イ ン グ魚道装置の側断面図、 第 1 1図は他の従来のス ウ イ ン グ魚道装置の平面図、 第 1 2図は第 1 1図の側断面図、

第 1 3図は第 1 1図の横断断面図である。

(発明を実施する ための最良の形態）

以下、 本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。 第 8 ， 9 図 に示す よ う に、 河川 1 6には ダム 1 7が築造 さ れ、 ダム 1 7に貯水池 1 8と連通する誘導水路 1 9が形成されス ウ イ ン グ魚道装置 2 0を介 し て下流の河川に合流する固定魚 道 2 1に連通 している。 誘導水路 19は貯水池 1 8について設定 された最高水位から最低水位に至る まで水面が残る よ う十 分に深 く されてお り 、 その入 り 口 には緊急遮断扉 2 2が設け られ通常は上方に巻き上げられている。

固定魚道 2 1は第 1 ， 2 図お よび第 5 図に示す よ う に傾斜 面に所定の間隔を も っ て複数の隔壁 23で仕切 られてお り 、 その底面は通常階段状にされている。 隔壁 2 3の頂部は一部 が切除されて欠ロ堰 23 a が形成され、 こ の部分から水が流 下する よ う に さ れ、 ま た、 隔壁 23の底部には小径の排泥ロ 23b が穿たれて いる。

ス ウ イ ン グ魚道装置 20はその魚道装置本体 24が誘導水路 19お よ び固定魚道 21と連接する底部に穿たれた水圧室 25に 収容され、 水圧室 25の下流端近 く の側壁上部に埋設された 軸受 26に嵌合 し た主軸 27に、 魚道装置本体 24の下端部が固 着 さ れ上端部の堰高を変 え る よ う に 回動 自 在 に さ れて い る。 ま た、 水圧室 25の上流端はその幅を広げられ、 ま た、 底面には架台 28が設置されて魚道装置本体 24の も っ と も低 い姿勢が保持される よ う にな っ ている。

魚道装置本体 24に は側板 29を両側 に 固着 し た床板 30上 に、 その上端の一部を切除 し て欠ロ堰 3 la を形成 し た複数 の隔壁 31に仕切 られた魚道部 32が設け られている。 なお、 隔壁 31の下部 に は小径の排液口 31 b が穿たれて いる 。 ま た、 床板 30の下方は有孔状の支持部材 33を配 し て底板 34が 取付け られ、 その下流端は上方に曲げられて床板 30と の間 を閉塞 し 上流端は主軸 27を中心 と する 円弧状の鏡板 35に よ っ て床板 30と の間を塞がれ、 床板下部には密閉部 36が形 成されている 。 ま た、 隔壁 31で区画された最下流部 と水圧 室 25と を連通する流出管 37が密閉部 36を貫通 し て取 り 付け られ、 水圧室 25に開口する流出口 37a は貯水池 18の水位の 低下に追随で き る よ う に されている。

第 2 ， 3 図お よ び第 6 図に示す よ う に、 床板 30にはその 上流端両側 に突出 し た拡幅部 30a が形成され、 その両端に 側壁 38が固着さ れ後部に越流堰 39が設け ら れ鏡板 35と に よ つ て遊水池 40が左右に形成されている。 遊水池 40を構成 する鏡板 35の魚道部 32の床面 30よ り やや上方に、 波浪 と塵 芥の侵入を防止 し 、 かつ、 所要の水量が通過 し得る こ と を 勘案 し て適当な大き さ の流入口 41が穿たれている。 鏡板 35 の側端は遊水池 40の正面よ り もやや側方に突き 出 されてい る 。 ま た、 越流堰 39の下流には水圧室 25の側壁 と によ っ て 注水槽 42が形成され水圧室 25と連通し、 鏡板 35は魚道装置 本体 24が最大傾斜にな っ て も水圧室 25の上流側側壁と連接 する よ う に下方に延びている。 ま た、 最も上流の隔壁 31 s は越流堰 39と 同一平面上に され、 越流堰 39の上端はその隔 壁 31s よ り も数セ ンチメ ー ト ル低 く 、 また、. 越流堰 39の堰 長よ り 流出口 37a の直径は十分に小さ く されている。

次に、 止水について上流側から逐次説明する。

上流側の止水は、 誘導水路 19の下流端の.底部に正面止水 ゴム 43が鏡板 35の上流側面に接触する よ う に設け られてい る 。 ま た、 第 4 図に示すよ う に、 魚道装置本体 24と水圧室 25の側壁 と の間 には漏水を排出 し得る よ う 適当な大き さの 隙間が設け ら れ、 底板 34は側板 23よ り も 側方に突 き 出 さ れ、 その下面 と その上流端に固着され、 これから直角 に立 ち上がる鉛直取付ゴム材 44の上流面に側面止水ゴム 45が固 着され、 その先端は樹脂塗料がなされた水圧室 25の側壁面 に接触されている。 し たがっ て、 鉛直ゴム取付材 44の位置 が注水槽 42の下流端よ り もやや下流側 と されている こ と は 勿論である。 側面止水ゴム 45の下流端は主軸 27の下方ま で 延びている 。 下流端の止水については、 第 5 図に示すよ う に、 主軸 2 7に近い底板 3 4面上に水路幅方向 に背面 ゴム取付 材 4 6が固着さ れ、 その両端は側面止水ゴム 4 5の背面 と の間 に僅かな隙間を も っ て対面 し 、 背面 ゴム取付材 4 6の上流面 に板状の背面止水 ゴム 4 7が固着されその両端は側面止水ゴ ム 4 5の背面に接触 し て いる 。 ま た主軸 2 7と 水圧室 2 5下流端 と の間は要員が水圧室 2 5に入れる よ う に間隔が取 られ、 固 定魚道 2 1底部に固着され上流側に延びる背面閉塞材 4 8に背 面止水 ゴム 4 7が接触されて いる。

なお、 貯水池 1 8の水位が最低水位の場合に、 水圧室 2 5内 のポテ ン シ ャ ルが本流の最低水位 と等 し く なれば、 魚道装 置本体 2 4が上昇 し 、 流出管 3 7が開口 している最下流の区画 の水位 と等 し く なれば魚道装置本体 2 4が下降 し得る よ ぅ 貯 水池 1 8の最低水位 と最下流の区画の水位の差は十分に大き く されてレ、る。 ま た、 注水槽 42の上端近 く にス ク リ ー ン 4 9 が脱着自在に装着されている。 ま た、 上流端近 く の底板 3 4 の下部に一対のサイ ド ロ 一 ラ 5 0が装着されている。

ま た 、 注水槽 4 2の平面積は な る べ く 小 さ く さ れて 、 ま た、 遊水池 4 0の下端は空中 に露出する こ と がない よ う に十 分に低 く されている。

なお、 魚道装置本体 2 4の形状は実施例においては矩形 と し ているが、 最 も これが上昇 し た状態において、 その下方 に 自 由水面が形成される と 、 後に、 作用の項において説明 される と お り 、 その一回当 た り の動きが大き く なつ て作動 が円滑でな く なるので、 基本形状を扇形 と し て 自 由水面の 形成を阻止する こ とがある。

次に作用 について説明する。 魚道装置本体 24が架台 28に 支持されて静止 し ている状態から説明を始める。 ダム 17が 完成 し貯水が開始され貯水池 18の水位が上昇すれば、 これ と誘導水路 19お よ び流入口 41を介して連通されている遊水 池 40内の水位も上昇する。 そ し て、 隔壁 31に形成された欠 ロ堰 31 a 上の越流水深が過大にな らないう ち に、 越流堰 39 上から越流が開始され注水槽 42を通つ て水圧室 25内に水が 流入する。 そ し て、 水圧室 25に水が満たされる と共に、 流 出口 37a よ り 流出が開始される。 その際、 越流堰 39の堰長 が流出口 37 a に比べて十分に大き く されているので、 注水 槽 42内の水面が上昇し て魚道装置本体 24の底面に働 く 水圧 が大き く な り 、 魚道装置本体 24の上流端が下流端の主軸 27 を支点に し て上昇 し傾斜される よ う になる。 魚道装置本体 24が上昇する と越流堰 39上の越流水深は当然小さ く な り 、 こ の水圧 と のバラ ンス によ つ て魚道装置本体 24の傾斜角度 が維持される。 上流水位が上昇 し僅かに越流水深が大き く なれば水圧で魚道装置本体 24が上昇するが、 越流堰 39も高 く な る ので越流堰 39上の越流水深が小さ く な る 。 その結 果、 一旦増えた注水槽 42内への流入量が減少 してその水面 がも と に戻 り 、 魚道装置本体 24の底面に働 く 水圧も一定に なるので魚道装置本体 24は静止 し欠ロ堰 31a 上の越流水深 は適正に保たれる。 上流水位が低 く なつ た場合については 後述する。

次に、 ス ウ ィ ン グ魚道装置 20の一回当た り の動きの大き さ について説明する。 従来の装置にあっ ては魚道装置本体 2 4が動 き始める 時の抵抗は静止摩擦抵抗であ っ て比較的に 大き いが、 一旦動 き始める と動摩擦抵抗 と な っ て抵抗が激 減するので、 魚道装置本体 2 4の動 き は と か く 大 き く な り す ぎる。

本発明のス ウ イ ン グ魚道装置 2 0では、 注水槽 4 2の面積が 水圧室 2 5の平面積に比べて十分に小さ く されて いるので、 魚道装置本体 2 4が極めて僅かに上昇すれば注水槽 4 2内の水 位は大き く 低下 し、 作動力が激減 し 、 し たがっ て、 魚道装 置本体 2 4がー度に大き く 動 く こ と はあ り えない。

しか し 、 貯水池 1 8の水位の上昇が続 く な ら ば越流堰 3 9か ら の流入量は刻 々 と増加するので、 魚道装置本体 2 4は絶え 間な く 小刻みに上昇 し続ける こ と になる。

次 に 、 魚道装置本体 2 4が下降す る 作用 に つ いて説明 す る 。 貯水池 1 8の水位が低下 し て越流堰 3 9上の越流水深が僅 かに低下する と 、 越流堰 3 9の堰長が十分に大き く されてい る ので、 注水槽 4 2内への流入量の減少値も大き く なる。 し たがっ て、 流出口 3 7 a から排出される水量を補給 し切れな いために、 注水槽 4 2内の水面が低下 し 、 魚道装置本体 2 4の 低面に働 く 水圧が小さ く な つ て これが下降する。 この場合 も その一回当 た り の動 きが極めて小さ い こ と は改めて説明 する ま で も ない こ と であるが、 流出口 3 7 a の大 き さが貯水 池 1 8の水位の低下速度を考慮 し て決定されているので、 貯 水池 1 8の水位の低下に追随 し切れないために魚道部 3 2内の 流量が激減する よ う な こ と はほ と ん どない。 次に、 側面止水 ゴム 4 5の先端からの漏水の問題について 説明する と 、 魚道装置本体 2 4の側板 29と水圧室 2 5の側壁と の間の隙間が適当な大き さ にされているので、 漏洩 し た水 は隙間を通っ て固定魚道 2 1の上流端で合流する こ とができ る。

以上の よ う に、 機械力を使用せず、 水流の 自然力を利用 する こ と で、 自動的に貯水池の水位に追随して魚道装置本 体を回動させる こ とができ 、 貯水池の水位の如何に拘 らず 越流水深ひ いて は流量を ほ ぼ一定に保持する こ と がで き る 。 しかも 、 魚道装置本体で水圧室を封鎖 し越流堰と流出 口 と を設けて水圧室内 と連通させただけの構造であるので 管理費は も と よ り 工費も軽減される。

Claims

1 ί 請求の範囲

1 . ダム等を迂回する水路の底部に水圧室を穿設 し 、 該水 圧室上に、 床板上に複数の隔壁を立設 し た魚道部 と床下に 設けた密閉部 と から なる魚道装置本体を配設 し 、 その下流 側に主軸を配 し て前記魚道装置本体を回動 自在に設け、 該 魚道装置本体の上流側に装着された越流堰を介 し て前記水 圧室を上流水路 と連通させ、 前記水圧室を前記越流堰の堪 長よ り 小径の流出口を介 し て下流水路 と連通 し た こ と を特 徴 と する 自動ス ウ イ ン グ魚道装置。