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階段式魚道におけるプール間落差 と遡 上率の関係

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Academic year: 2022

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(1)土木学会. 応 用 力 学 論 文 集Vol.11,pp.677‑688(2008年8月). 階段式魚道におけるプール間落差 と遡 上率の関係 Effects of the difference of the pool level and neighboring one on migration rate in pool-and-weir fishway. 鬼 東 幸 樹*・ 秋 山 壽 一 郎**・ 森 悠 輔***・ 小 林 達 也****・. Kouki ONITSUKA, *博(工)九. Juichiro AKIYAMA,. 州 工業 大 学 大 学院 准 教 授. 飯 國 洋 平*****. Yusuke MORI, Tatsuya KOBAYASHI. 工学 研 究 院 建 設 社 会 工 学 研 究 系(〒804. and Yohei IIGUNI. ‑8550北 九 州 市 戸 畑 区仙 水 町1‑1). **Ph .D九 州 工 業 大 学 大 学 院 教 授,工 学 研 究 院 建 設 社 会 工 学 研 究 系(〒804‑8550北 九 州 市 戸 畑 区仙 水 町1‑1) ***学(工)九 州 工 業 大 学 大 学 院 工 学府 建 設 社 会 工学 専攻(〒804 ‑8550北 九州 市 戸畑 区仙 水 町1‑1) ****学(工)(株)大 *****修(工)(株)日. 気 社(〒163. ‑0225東 京都 新 宿 区 西新 宿2‑6‑1新 宿 住 友 ビル). 立 製 作所(〒319. ‑1293茨 城 県 日立 市 大 み か 町 五 丁 目2番1号). Ministryof Land,Infrastructure and Transportrecommendsthatthe water leveldifferencein pool-and-weirfishwaymustbe inthe rangebetween0.1mand 0.2mwithoutanyverification. In this study,the water level differencein a pool-and-weirfishwaywas changedbetween 0.05mand 0.425mand migrationrateswere obtained.It was foundthatZaccoplatypusand Zacco temminckiimigratewithswimmingunderthe conditionthat thewater leveldifference is lowerthan 0.2m and also that Zacco temminckiionly migrateswithjumping underthe conditionthat the water level differenceis in the range between 0.275m and 0.425m. Migrationratesconcernwiththe velocityin the orientationarea,becausethe fishesorientin the favorablevelocityarea. Key Words:pool-and-weirfishway,differenceof waterlevel,migrationrate キークー ド!プ ール タイプ魚道,プ ール間 落差 遡 上率. 1.は じめ に ダ ム や 堰 等 の 河 川 横 断 構 造 物 に よ り発 生 す る水 位 落 差 は,魚 類 等 の河 川 縦 断 方 向の 移 動 を妨 げ る.特 に,遡 上 お よび 降 下 を行 うア ユや サ ケ な どの 通 し回 遊 魚 に とっ て は, 季 節 ご との ハ ビタ ッ ト間 の 移 動 が 阻 害 され るの で,種 の 存 続 を左 右 す る深 刻 な問 題 とな る.そ の た め,魚 道 の 設 置 が 必 要 とな る.日 本 の河 川 は急 峡 な た め,階 段 式 魚 道 が 最 も 適 して い る とい われ て お り1),実 際 に設 置 数 が最 も多 い しか し,既 設 の 階段 式 魚道 の 中 に は,魚 類 の 遡 上 お よび 降 下 を十 分 には 助 けて い ない もの が 存 在 す る1)‑3).従 っ て, 魚 類 の遡 上 お よび 降 下 が容 易 な階 段 式 魚 道 を設 計 す る必 要 が あ る.そ の た め に は階 段 式 魚 道 の 幾 何 学 形 状 の適 正値 を解 明 す る必 要 が あ る. Wada4)は 隔 壁形 状 を直 角 型,傾 斜 型,突 出型,丸 型 に 変 化 させ た 結 果,傾 斜 型 の 遡 上 率 が 最 も高 い こ とを解 明 した. 続 い て,斜 面 の傾 斜 角度 を15°〜60°の範 囲 で 系統 的 に 変化 させ,傾 斜 角 度60°が 最 も遡 上 率 が 高 い こ とを示 した.ダ. 験 装置. 勾 配 は0.05〜0.1,プ ー ル 間 落 差 は0.1〜0.20m,プ. ール 長 は. 魚 道 幅 に 対 して1.5〜2倍 程 度,隔 壁形 状 はR型. 等 の推 奨. 値 を提 案 して い る.た だ し,切 り欠 き率,プ ー ル 長 お よび プ ール 間 落 差 の推 奨 値 につ い て は,明 確 な裏 付 けデ ー タ が 存 在 しな い と推 定 され る.近 年,鬼 束 ら5)は階 段 式 魚道 の 切 り欠 き率 お よび 流 量 を系 統 的 に変 化 させ た 実 験 を行 い,. ム 水源 地環 境整 備 セ ンタ ー1)は魚 道 勾 配 を0.33,0.2,0.125, 0.1,0.05と 変 化 させ,0.1お. 図‑1実. よび0.05の 時 に遡 上 率 が 高 く. な る こ と を示 した.国 土 交 通 省 河 川 局3)は既 往 の研 究 に基 づ き,切 り欠 き率(=切 り欠 き幅/魚道 幅)は0.17〜0.2,魚 道. ―677―. 切 り欠 き率 の推 奨 値(0.17〜0.20)が 適 切 で あ る こ とを 検 証 した.し か し,プ ール 長 お よび プー ル 間 落 差 の推 奨 値 が適 切 か ど うか を検 証 した 研 究 は 存在 しな い..

(2) 本研 究 で は,オ イ カ ワお よび カ ワム ツ を用 い て階 段 式 魚 道 にお け る プー ル 間落 差 お よび 流 量 を 系統 的 に 変 化 させ, 遡 上 率,休 憩 場 所 お よび プー ル 内 流 速 を計 測 した.実 験 結 果 に基 づ き,国 土 交 通 省河川 局 に よ るプー ル 間 落 差 の推 奨 値(0.1m〜0.20m)が. 両魚 種 にお い て適 切 か ど うか を 検 証 し. た. 2.実 験 装 置 お よび 実 験 条件 2.1実. 験 装置. 図‑1に. 図‑2体. 示 す3つ の プー ル で構 成 され る片 側 切 り欠 き付. き 階段 式魚 道 を実 験 に使 用 した.プ ー ル 間落 差h0以 外 の. 表‑1実. 長 の ヒス トグ ラ ム. 験 条 件(Z.p.:Zacco platypus,Z.t.:Zaccoplatypus). 諸 量 は 可 能 な 限 り国 土 交 通 省 河 川 局 の 推 奨 値 と一 致 させ る た め,プ ー ル 長 Lxを0.9m,魚. 道 幅 β を0.8m,プ. 底 面 か ら切 り欠 き下 端 ま で の 高 さHuを0.7m,切 βnを0.16m,隔. 壁 厚 △xを0.20m,魚. ール. り欠 き幅. 道 勾 配 を1/6と した.. 切 り欠 き形 状 はWadaの 推 奨 す る傾 斜 角60°のR型 を採 用 した.そ の 結 果,プ ー ル 底 面 か ら天 端 ま で の 高 さHtは 0.9mと. な った.魚 道 の材 料 に は黒 に塗 装 した木 材 を 用 い. た が,側 壁 方向 か らの撮 影 を 可能 にす る た め,切 り欠 き の 対 岸 側 の 左 岸 側 壁 は 透 明 な ア ク リル 板 で 作成 した.流 下 方 向 にx軸,鉛 2.2実. 直L向. きにy軸,横. 断 方 向 にz軸. を と った.. 験魚 お よび 実験 条 件. オ イ カ ワ(Zacco platypus)お よ び カ ワ ム ツ(Zacco の2魚 種 を それ ぞれ 用 い て実 験 を行 った.図‑2 temminckii) に両 魚 種 に お け る各80尾. の 体 長BLの. ヒス トグ ラ ム を示. す.オ イ カ ワの 平 均 体 長 βLは 約6.4cm,カ 体 長BLは. 約6.2cmで. ワム ツ の 平均. あ っ た.. 国 土 交 通 省 河 川 局 の 推 奨 す る プ ー ル 間 落 差(0.1m〜 0.20m)を 網 羅 す る 広 範 囲 の6通 りの プ ー ル 間 落 差 h0(=0.05m〜0.425m)と5通 りの 流 量Q(=1l/s〜13l/s)を 組 み 合 わ せ た30ケ ー ス の 実験 を行 った,実 験 条件 を表‑1 に示 す.0.05Q1と い っ た ケ ー ス名 を用 い る が,0.05が プ ー ル 間 落 差h0(m)を,1が 流 量g(l/s)を 意 味 して い る.表 中 の 落 下 流 速VFは. 中村2)の 提 案 した 算 定 式 よ り求 め た値 で. あ る.. (1) こ こに,Vcは. 限 界 流 速,gは. 重 力加 速 度 で あ る.全 ケ ー. ス にお い て,切 り欠 き部 のみ か ら越 流 す る部 分 越 流 で あ っ た.ま た,落 下 流速 咋(m/s)を オイ カ ワお よび カ ワ ム ツの 平 均 体 長BL(m)で. それ ぞ れ 割 っ た値 を表 中 に示 して い る.. 確認 した後 にネ ッ トを取 り除き,側 壁お よび水路上部にそ れ ぞれ設置 した ビデ オカメ ラを用 いて プール 内の オイカ ワの挙動 を30分 間撮影 した.カ ワムツについて も同様 な. な お,表 中 のflow typeに つ い て は後 に説 明 す る. 23実. 験 方法. 本 実験 装 置 に お い て,各 プ ール の形 状 お よび大 き さは等 しく構 成 され て い るた め,各 プ ール の水 理 条件 は ほ ぼ 同一 で あ る.た だ し,配 管 か ら魚 道 へ の流 入 に よ る影 響 が皆 無 とは 断 定 で きな い た め,最 上 流 で は な く2番 目の プー ル で 実 験 を行 うこ とに した.80尾. 切 り欠 き部 にはネ ッ トを設置 してお り,遡上お よび降下 が で きな くなってい る.目視 によ り定常状態に達 した ことを. のオ イ カ ワ を上 流 か ら2番. 目の プ ー ル に入 れ た状 態 で流 量 を流 し始 め る.こ の と き,. ―678―. 撮 影を行 った.撮 影後,各 魚種の遡上数お よびプール内の 休 憩場所 を解析 した.な お,カ ワムツのみ跳躍遡上 を試み た例 があったた め,跳 躍開始 位置,着 水位 置お よび跳躍時 間を解 析 した..

(3) (a). (c). (b). (d) 図‑3各. プー ル 内 の流 れ 状 態(flow type)は,切. (e) 水位 落差における流量 と遡上率 の関係. (f>. り欠 き部 を越 流 し. た 流 れ が プ ー ル 底 面 付 近 まで 到 達 し,そ の後,流 向 を下 流 向 き に変 化 させ るプ ラ ン ジ ン グ フ ロー(Plmging flow)と, 切 り欠 き部 を越 流 した 流 れ が 水 面 付 近 を通 過 し,次 の プ ー ル に到 達 す る ス トリー ミン グ フ ロー(Streaming flow)の2つ に分 類 され る とRajaratnam etal.6)は指 摘 した.彼. らは運 動. 量 式 お よび 抗 力式 を連 立 させ て 支 配 方 程 式 を導 き,さ らに 実 験 結果 に基 づ き無 次 元 流 量 が0.25よ りも大 き な場 合 に ス トリー ミン グ フ ロー が発 生 し,逆 に小 さな場 合 にプ ラ ン ジ ン グ フ ロー が発 生 す る こ とを解 明 した.し か し近 年,林 田 ら7)はプ ラ ン ジ ン グ フ ロー を さ らに,斜 め流 お よび 落 下 流 に分 類 す るべ き と述 べ て い る.斜 め流 は越 流 部 か ら落 下 した流 れ が隔 壁 に 沿 っ て流 れ る状 態 を示 し,斜 め流 は越 流 部 か ら落 下 した 流 れ が 隔 壁 か らは く離 して 流 れ る 状 態 を 示 して い る.浪 平 ら8)は階段 式 魚 道 にお け る流 量 の変 化 が ウグ イ の遡 上 行 動 に与 え る影 響 を検 討 す る際 に,林 田 らの 分 類 方法 を採 用 した.そ の 結 果,ウ グイ の遡 上 に は落 下流 が適 切 で あ る と述 べ て い る.し か し,斜 め流 と落 下流 を 目 視 に よっ て 明確 に判 定 す る の は 困難 で あ り,個 人 誤 差 も生 じや す い.一 方,プ ラ ンジ ング フ ロー とス トリー ミン グ フ ロー の判 定 につ い て は,水 面 の流 向 が順 流 か逆 流 か を判 断 す るだ け で よい.そ の た め,判 定 の容 易 さお よび 個人 誤 差 の排 除 が期 待 で き るRajaratnam et al.の分 類 法 を本 研 究 で は採 用 した.目 視 に よっ て判 定 した流 れ の状 態(flow type) お よ び 切 り欠 き 部 に お け る支 配 断 面 通 過 後 の 越 流 状 態. 図‑4(a)オ U,V,Wを. イ カ ワの遊 泳 位 置(Q=7l/s). 算 出 した.な お,流 速 測 定 時 に はプ ー ル 内. (nap type)を表‑1中 に記 載 した.こ こで,「non.separation」 は ナ ップ が 隔壁 を 沿 っ て流 れ る状 態,「separation」 はナ ッ. に魚 を入 れ てい ない.. プ が 隔壁 か らは く離 して落 下す る状 態 で あ る.. 3.実 験結果 お よび考 察. 上流 か ら2番 目の プー ル 内 で,x,y,z軸 ぞれ7点. 方 向 にそ れ. の メ ッシ ュ を とった 合 計343(=7×7×7)点 にお い て,. 3次 元 電 磁 流 速 計 を用 い た 流 速3成 分 の 計 測 を,0.05s間 隔 で25.6s行 った.計 測 後,x,y,z軸. 方 向 の 時間 的 流 速. ―679―. 3.1プ ール間落 差と流量が遡L率 に及ぼす影 響 遡上率 を次式の よ うに定義す る.. (2).

(4) 図‑4(b)オ. イ カ ワの遊 泳 位 置(h0=0.125m(遊. 図‑4(c)オ. 図‑3(a)〜(f)に,プ. 泳 遡 上)). イ カ ワ の 遊 泳 位 置(h0=0.35m). ー ル 間落 差(h0=0.05m〜0.425m)ご. との流 量(Q=1〜13l/s)と. オ イ カ ワお よび カ ワ ム ツ の遡 上. 率 との 関係 を示 す.プ ール 間 落 差h0が0.05m〜0.20mの. 範. 囲 で は 両魚 種 とも遡 上 に成 功 して い る が,プ ー ル 間 落 差 h0が0.275m〜0.35mの. 範 囲 で は カ ワム ツ の み が遡 上 に成. 功 して い る.こ れ は,前 者 で は 両魚 種 と も落 下流 脈 中 を遊 泳 して遡 上 を 試 みた の に対 し,後 者 で は カ ワム ツ のみ が跳 躍 遡上 を試 み た こ とに起 因す る.Wada4)は 落 下流 に は く離 が 生 じる とアユ は遊 泳 遡 上 を行 わず,跳 躍遡 上 を行 う場 合 が あ る こ とを指 摘 して い る.本 研 究 に お い て も,プ ー ル間 落 差hb0が0.05m〜0.20mの. 範 囲 で は,切 り欠 き を越 流 した. 流 れ はR型 斜 面 か らは く離 する こ とな くプー ル に流 入 し てお り,ま た,そ れ 以 上 の プ ール 間落 差 で は流 れ が は く離 して い た.そ の た め,カ ワム ツ は プー ル 間落 差%が0.05m 〜0 .20mの 範 囲 で は遊 泳 遡 上 を,h0が0.275m〜0.35mの 範 囲 で は跳 躍遡 上 を試 み た と考 え られ る.た だ し,後 者 にお い て オイ カ ワが跳 躍 遡 上 に挑 ま な い理 由 は不 明 で あ る.以 下 で は,プ ー ル 間落 差h0が0.05m〜0.20mの. 範 囲 お よび. 0.275m以 上 の 範 囲 を区 別 して 議 論 す る. (1)遊 泳 遡 上 と跳 躍遡 上 プ ー ル 間 落 差h0が0.05m〜0.20mの. 図‑5(a)カ. 範 囲 で あ る図‑3. ワ ム ツの 遊 泳位 置(Q=7l/s). (a)〜(c)に 着 目す る.プ ー ル 間 落 差h0の 増 加 に 伴 い オ イ カ ワの遡 上 率 が減 少 して い る.ま た,オ イ カ ワにつ い て は. そ の結 果,流 量 の 変化 に対 し,遡 上 率 が ピー ク を示 す こ と. プ ール 間落 差h0が0.05mの. を 明 らか に した.ま た,ピ ー ク を示 す 流 量 が 切 り欠 き率 ご. ケ ー ス を 除 く と,流 量 の増 加. に伴 い遡 上 率 が 上昇 し,ピ ー ク値 を示 した後 に遡 上 率 が減 少 して い る.鬼 束 ら5)は,階 段 式魚 道 に お い て切 り欠 き率 お よび流 量 を 系 統 的 に 変化 させ,ア ユ の遡 上率 を計 測 した.. ―680―. とに異 な る こ とも明 らか に した.本 研 究 にお い て プ ール 間 落差h0が0.125mお よび0.20mで はオ イ カ ワの 遡 上 率 が ピ ー ク を示 す の に対 し,プ ール 間 落 差h0が0.05mで は ピー.

(5) 図‑5(b)カ. ワム ツ の遊 泳位 置(h0=0.125m(遊 泳 遡 上)). 図‑5(c)カ. ワム ツの 遊 泳位 置(h0=0.35m(跳 躍 遡上)). 図‑6(a)平. 均 流 速Vvの ヒス トグ ラ ム(Q=7l/s). ク を示 さな い の は,設 定 した 流 量 の 範 囲 が 狭 か っ た こ とが. の遡上率 が低 くなってお り,プ ール 間落差%の 増加 に伴. 原 因 と考 え られ る.一 方,カ ワム ツ に つ い て は 遡 上 率 に 大. い遡 上率が減少 している.プ ール 間落差h0が0.275m以 上. きな 変 化 は 見 られ な か っ た.こ の よ うに魚 種 間 で 異 な る結. では切 り欠 きを越流 した流れ がR型 斜面 か らは く離 する が,流量 の増加 に伴いR型 斜面 とナ ップ との間隔が増加す. 果 とな っ た原 因 に つ い て は,後 に検 討 す る. プ ール 間 落 差h0が0.275m以 上 の範 囲 で あ る図‑3(d)〜 (f)に 着 目す る.全 て の ケ ー ス で オ イ カ ワ の遊 泳 遡 上 お よ び跳 躍 遡 上 は 観 察 され な か っ た.ま た,両 形 態 の遡 上 に挑 む 例 もオ イ カ ワに 関 して は 観 察 され な か っ た.一 方,カ ワ ム ツに つ い て は,プ ール 間落 差h0が0 .275mお よび0.35m に つ い て は 跳 躍 遡 上 に挑 ん で い る が,前 者 よ りも後 者 の方. ―681―. るために遡上 が困難 とな り,遡上率 が減少 した と考 え られ る・ さらに,プ ール間落差の大 きなh0=0.425mに な ると, 跳躍遡上 に挑む カワムツがい るものの,す べて遡上 に失敗 していた. (2)落 下流 速が遡上形態 に及ぼす影 響 落 下流速 の増加 が遡 上率の減少 を招 くこ とが知 られ て.

(6) 図‑6(b)平. 均 流 速Vvの. 図‑6(c)平. 図‑7(a)平. い る7).表‑1中. のVF/BLに. ヒス トグ ラム(h0=0.125m(遊 泳 遡 上)). 均 流 速Vvの. ヒ ス トグ ラ ム(h0=0.35m). 均 流 速Vvの ヒス トグ ラ ム(Q=7l/s). 着 目す る と,オ イ カ ワ,カ ワ. ム ツ共 に落 下 流 速 が 体長 の約15〜30倍. の場 合 に は 遊泳 遡. 上 を行 うが,落 下流 速 が 体長 の約40〜50倍. の場 合 に は カ. ワム ツ の み が 跳 躍 遡上 を行 っ て い る こ とが わ か る.当 然, 魚 は突 進 速 度 以 上 の 落 下流 速 に遭 遇 す る と遊 泳 遡 上 が不 可 能 に な る.魚 の突 進 速 度VfBは これ ま で 次 式 で表 記 され て きた. VfB(cm/s)=10BL(cm)(3). が突進速度以 下の場合 は遊泳遡 上に挑む こ とが示唆 され る.カ ワムツにつ いては同様 な研究例 がないた めに突進速 度 は未解明 だが,遊泳型 がオイ カワ と同様 にカランギフォ ームであるこ と,両 魚種 ともコイ科 ダニオ亜科オイ カワ属 であ り遺 伝的 に極 めて類似 してい るこ とか ら,両魚種の遊 泳能 力に顕著 な差違 はない と推測 され る.こ の仮説 が正 し い場合,カ ワムツは落下流速が突進速度以 下では遊泳遡上 に挑 み,そ れ以上の流速の場 合,跳 躍遡上 に挑む と判断 さ れ る.. しか し,魚 種,体 長 お よび 流速 に よ って 変 化 す る こ とが 指 摘 され て お り,上 式 の精 度 は それ ほ ど高 くない と考 え られ. 3.2オ イカ ワお よび カワムツの遊泳位置 の相違. る.近 年,オ イ カ ワにつ い て は体 長 お よび 流 速 を系 統 的 に. 中村2)はプール タイ プ魚道で魚が遡上す るには,「 落 下 流速が突進速 度以下」である ことや,「 休憩場所 の確保」 が必要で あることな どを述べ ている.ま た,先 述 したよ う に「 落下流がは く離 しない こと」も挙 げ られ る.こ こでは,. 変 化 させ て突 進 速 度 が求 め られ た9).そ の 結 果 に基 づ く と, 本 研 究 で使 用 した平 均 体 長BLが6.4cmの 速 度 は体 長 の20〜30倍. オ イ カ ワの 突 進. と算 出 され る.従 って,落 下 流 速. ―682―.

(7) 図‑7(b)平. 均 流 速Vvの ヒス トグ ラ ム(h0=0.125m(遊 泳 遡 上)). 図‑7(c)平. (a)h0=0.125m(遊. 均 流 速Vvの. (b)h0=0.35m. 泳 遡 上). 図‑8オ. (a)h0=0.125m(遊. 躍 遡 上)). (c)0Q=7l/s. イカ ワの休 憩場所 にお ける空間平均流速. 泳 遡 上). 図‑9カ. ヒ ス トグ ラ ム(h0=0.35m(跳. (b)h0=0.35m(跳. 躍 遡 上). (c)Q=7l/s. ワムツの休 憩場所における空間平均流速. 休 憩 場 所 につ いて 検 討 を行 う.側 壁 お よび 水 路 上 部 か らそ れ ぞ れ 撮 影 され た 画 像 を解 析 す る こ とに よ って,オ イ カ ワ お よび カ ワ ム ツ の瞬 間的 な遊 泳 位 置 が 得 られ る.両 魚 種 の. (1)オ. イ カ ワの 遊 泳位 置. 図‑4(a)に. 流 量 が一 定(Q=7l/s)で. プー ル 間落 差 の 異 な. 遊 泳 位 置 が時 間 的 に ほ とん ど変 化 して い な い た め,lsご と. る場 合(0.05Q7,0.125Q7,0.2Q7,0.275Q7,0.35Q7,0.425Q7). に10枚. の オ イ カ ワの 存 在確 率n2/Nを. の 画像 を 鉛 直 断 面(x‑y)お. よび 水 平 断 面(x‑z). か らそれ ぞ れ 選 択 し,遊 泳 位 置 の 平均 値 を求 め た.続 い て, 鉛 直 断 面(x‑y)お. よび 水 平 断 面(x‑z)を. そ れ ぞ れ10×10. 示 す.こ. こに,z'(=B‑z). は 右 岸(z'/B=0)か ら左 岸(z'/B=1.0)方 向 の座 標 で あ る. オ イ カ ワの 遊泳 位 置 は,プ ー ル 間 落 差 が 変 化 して も水 平 断. 分 割 して得 られ る100(=10×10)メ ッシ ュ 内 のそ れ ぞ れ の 魚. 面 内(x‑z)に. 数n2を 算 出 した.. 流 か ら最 も遠 い位 置 で あ る.ま た,鉛 直 断面 内(x‑y)に. お い て は左 岸 付 近 を保 っ て い る.こ れ は 落 下. お い て は 分 散 した 状 態 で あ る.. ―683―.

(8) 図‑4(b)に. プ ー ル 間 落 差 が 一 定(h0=0.125m)で,流. 異 な る場 合(0.125Q1,0.125Q7,0.125Q13)の 在 確 率n2/Nを. 示 し,図‑4(c)に. 量の. オ イ カ ワの 存. プー ル 間落 差 が一 定. (h0=0.35m)の 同 様 な ケ ー ス(0.35Ql,0.35Q7,0.35Ql3)に け る オイ カ ワ の存 在 確 率n2/Nを. お. 示 す.オ イ カ ワは 前 者 で. areaに. お け る 平 均 流 速Vv=√U2+V2+W2の. ラ ム を 示 す.プ ー ル 間 落 差 が 増 加 す る とnon‑orientation area の 流 速 が 若 干 高 速 側 の 値 を 示 す よ う に な る.一. 図‑6(b)に. プ ー ル 間 落 差 が 一 定(h0=0.125m)で,流. 異 な る 場 合(0.125Q1,0.125Q7,0.125Q13)に. 遡 上 も試 み な か った.両 図 よ り,プ ー ル 間 落 差 が 変 化 して. ワ のorientation. も,ま た,遡 上 が不 可能 に な っ て も遊 泳位 置 に大 幅 な 変 化. Vvの. に か けて 分 散 して 遊 泳 して い る こ とが 理解 され る. (2)カ ワ ム ツ の遊 泳 位 置 図‑5(a)に 流 量 が一 定(Q=7l/s)で,プ. ー ル 間落 差 の 異. な る場 合(0.05Q7,0.125Q7,0.2Q7,0.275Q7,0.35Q7, 0.425Q7)の カ ワム ツ の 存 在確 率n2/Nを 示 す.プ ール 間落. 方,. orientation areaの 流 速 は 比 較 的 低 流 速 を 保 っ て い る.. は 遊泳 遡 上 を試 み た が,後 者 で は遊 泳 遡 上 のみ な らず 跳 躍. は な く,落 下流 か ら離 れ た左 岸 付 近 にお い て 底 面 か ら水 面. ヒ ス トグ. areaお. お け るオ イ カ. よ びnon‑orientation. ヒ ス トグ ラ ム を,図‑6(c)に. 量 の. areaの 平 均 流 速. プー ル 間落差 が 一定. (h0=0.35m)で,流. 量 の 異 な る 場 合て0.35Ql,0.35Q7,0.35Q13). の 平 均 流 速Vvの. ヒ ス トグ ラ ム を 示 す.オ. イ カ ワは 前 者 で. は 遊 泳 遡 上 を 試 み,後 者 で は 遊 泳 遡 上 を 試 み な か っ た.同 一 の プ ール 間落 差 で流 量 が増加 ,あ る い は,同 一 の 流 量 で プ ー ル 間 落 差 が 増 加 す る と,non‑orientation areaの ラ ム が 高 い 値 を 示 す よ う に な る.一. ヒ ス トグ. 方,odentation. areaの. 流 速 は プ ー ル 間 落 差 お よ び 流 量 の 変 化 に 関 わ らず,比. 差 が 変 化 して もカ ワム ツ の遊 泳位 置 は,水 平 断 面 内(x‑z). 較的. 低 流 速 を 保 っ て い る.. に お い て は プ ー ル 中 央 付 近 に 固 定 し,鉛 直 断 面 内(x‑y) に お い て も半 水深 付 近 に 固 定 して い る.図‑4(a)よ. り,オ. イ カ ワは 鉛 直 方 向 に分 散 して遊 泳 す る こ とが示 され た が, カ ワ ム ツ は 対 照 的 に 半 水 深 付 近 に密 集 す る とい っ た 魚 種 間 の 特 性の相 違 が 明 らか とな っ た. 図‑5(b)に. 異 な る場 合(0.125Q1,0.125Q7,0.125Q13)の. (h0=0.35m)で,流. 量の. カ ワ ム ツ の存. プー ル 間落 差 が 一 定. 量 の 異 な る場 合(0.35Q1,0.35Q7,0.35Q13). の カ ワム ツ の存 在 確 率n2/Nを. ワ ム ツの 休 憩 場 所お よび 非 休 憩 場 所 の 平 均 流 速. 図‑7(a)に. 流 量 が 一 定(Q=7l/s)で,プ. お け る カ ワ ム ツ のorientahon. non‑orientation aneaの 平 均 流 速Vvの. areaお. よ び. ヒ ス トグ ラ ム を 示 す.. プ ー ル 間 落 差 が 増 加 す る とnon‑orientation か に 高 速 側 の 値 を 示 す よ うに な る.一. aneaの 流 速 が 僅. 方,orientadon. area. の 流 速 は 比 較 的 低 流 速 を保 っ て い る.. 示 す.前 者 で は遊 泳 遡 上 を,. 図‑7(b)に. プ ー ル 間 落 差 が 一 定(h0=0.125m)で,流. 後 者 で は跳 躍 遡 上 を行 っ て い た.両 図 よ り,プ ー ル 間 落 差 が 変化 して も,ま た,遊 泳 形 態 が異 な る場 合 で も遊 泳 位 置. 異 な る 場 合(0.125Q1,0.125Q7,0.125Q13)に. は ほ とん ど変 化 せ ず に,水 路 中央 の 半水 深 付 近 に位 置 して. Vvの. い る こ とが理 解 され る. 3.3遊. ール 間 落 差 の 異. な る 場 合(0.05Q7,0.125Q7,0.2Q7,0275Q7,0.35Q7, 0.425Q7)に. プ ー ル 間 落 差 が一 定(h0=0.125m)で,流. 在 確 率n2/Nを,図‑5(c)に. (2)カ. 泳位 置 にお け る水 理 量 の検 討. ツ のorientadon. お け るカ ワム. areaお よ びnon‑orientation. ヒ ス ト グ ラ ム を,図‑7(c)に. 量の. areaの 平 均 流 速. プール 間落 差 が一 定. (h0=0.35m)で,流. 量 の 異 な る 場 合(0.35Q1,0.35Q7,0.35Q13). の 平 均 流 速Vvの. ヒ ス トグ ラ ム を 示 す.前. 者 で は遊 泳 遡 上. を,後 者 で は 跳 躍 遡 上 を 行 っ て い た.プ ー ル 間 落 差0.125m. 3.2に お い て,オ イ カ ワお よび カ ワム ツ は水 位 落 差,流 量お よび 遊 泳 形 態 が変 化 して も,各 魚 種 にお い て は遊 泳位 置 が ほ とん ど変 化 しな い こ とが解 明 され た.し か し,遊 泳 位 置 が変 化 しな い も の の,そ の場 の水 理 量が変 化 して い る. に 着 目す る と,流. 量 の 増 加 に 伴 いnon‑ohentation. 速 に は 大 き な ば ら つ き が 生 じ る が,orientation. aneaの 流 areaの 流 速. は あ る 一 定 の 範 囲 に 位 置 し て い る.. 可能 性 が あ る.そ こで,休 憩場 所 の水 理 量の変 化 につ い て 検 討 す る.3.2で は魚 の遊 泳 位 置 を抽 出 した が,魚 が 偶 然 に遊 泳 して い た の か,あ る い は休 憩 してい たの か は 不 明 で あ る.「 休 憩 」 とは 「 意 識 的 に あ る場 所 に定 位 して い る状 態 」 と解 釈 され るた め,あ る一 定 以 上 に魚 が密 集 して 遊 泳 して い る状 態 を抽 出す る こ とに した.そ (x‑y)お. こで,鉛. よび 水 平 断 面(x‑z)の100(=10×10)メ. にお け る存 在 確 率(n2/N)が0.05以 (orientationarea),0.05未. 直断面 ッシ ュ内. 上 の領 域 を休 憩 場 所. 満 の領 域 を非休 憩 場 所. (non‑orientation area)と定 義 した.こ の0.05と い う しきい 値 は,目 視 に よっ て感 覚 的 に判 断 され る休 憩 場 所 とほ ぼ一 致. (3)オ. イ カ ワ お よ び カ ワ ム ツ に よ る休 憩 場 所 の 選 択. オ イ カ ワ お よ び カ ワ ム ツ のodentahon non‑orientadon. 領 域 に お け る 平 均 流 速Vvの ‑8(a). ,(b)に. 空 間 平 均 流 速Vvを. プ ー ル 間 落 差 一 定(h0=0.125mお. カ ワ のorientation areaお よ びnon‑orientation 流 速Vvを. よ び0.35m). こ で,平. 均 突 進 速 度VfBは に,オ. オイ. areaの 空 間 平 均. 式(3)よ り算 出 し た 平 均 突 進 速 度VfBで. を 示 した.こ. よ び. 求 め た.図. で 流 量 の 異 な る 場 合(0.125Ql,0.125Q7,0.125Q13)の. に お け る 突 進 速 度 と 定 義 し た.仮. す る よ うに 調整 して得 られ た値 で あ る.. areaお. areaの 水 理 量 を 定 量 的 に 解 明 す る た め に,各. 割 っ た値. 各 魚 種 の 平均 体 長 イ カ ワが ラ ンダ ム. に 場 所 を 選 択 して 遊 泳 す る の で あ れ ば,両 空 間 の 平 均 流 速. (1)オ イ カ ワの休 憩 場 所 お よび 非 休 憩 場 所 の平 均 流 速 図‑6(a)に 流 量 が 一 定(Q=7l/s)で,プ ール 間 落 差 の 異. は ほ ぼ 一 致 す る は ず で あ る.し か し,図‑8(a),(b)よ 流 量 の 増 加 に 伴 いnon‑odentation. り,. areaの 流 速 が 増 加 す る が,. そ れ と 比 較 す る とorientation areaの 流 速 の 増 加 は 顕 著 で な. な る 場 合(0.05Q7,0.125Q7,0.2Q7,0.275Q7,0.35Q7, 0.425Q7)の オイ カ ワ のorientadon areaお よびnon‑orientation. ―684―. い こ と が 理 解 され る.こ れ は,オ. イ カ ワが低流 速 場 を見 つ.

(9) 図‑10カ. ワム ツ の跳 躍 遡 上 の軌 跡. 図‑11跳. 躍 遡上開始位置. け出 し,そ こで休 憩 して い る こ とを表 して い る. 図‑8(c)に. 流 量 が 一 定(Q=7l/s)で. され る.カ ワム ツ もオ イ カ ワ と同様 に低 流速 場 を選 択 して. プ ー ル 間 落 差h0の. 異 な る 場 合 の オ イ カ ワ のorientation. areaお. non‑orientation areaのVv/VfBを. 示. 休 憩 して い る と判 断 され る.. よび. 図‑9(c)に. 流 量 が 一 定(Q=7l/s)で. プ ー ル間 落 差 の異 な. る場 合の カ ワム ツ のodentation areaお よびnon‑orienftation. し た.. 0.05m≦h0≦0.20mは. 遊 泳 遡 上 に 成 功 した ケ ー ス,. areaのVv/VfBを. 0.275m≦h0≦0.425mは. 遊 泳 遡 上 お よび跳 躍 遡 上 に挑 ま な. に成 功 した ケー ス,0.275m≦h0≦0.35mは. か っ た ケ ー ス で あ る.non‑orientation areaのVv/VfBは. プ. ー ル 間 落 差h0の 増加 に伴 い増 加 す る が ,orientation areaの 流 速 は 比 較 的 増 加 率 が 低 く,さ らに,non‑orientation area の 流 速 よ り常 に低 流 速 で あ る.従 って,遊 泳 遡 上 に挑 ま な か っ た 場 合 も,遡 上 に必要 な条 件 の 一 つ で あ る 「 休 憩場 所 の確 保 」は 行 わ れ て い る こ とを意 味 す る.従 っ て,他 の要 因,す な わ ち 「 落 下流 速 が突 進 速 度 以 下 」 あ る い は 「 落下 流 が は く離 しな い こ と」が遡 上 を不 可能 に した原 因 と考 え られ る. 図‑9(a),(b)に. プ ール 間 落 差 一 定(h0=0.125mお. よび. 0.35m)で,流 量 の異 な る場 合(0.125Q1,0.125Q7,0.125Q13) の カ ワム ツ のodentation areaお よびnon‑orientation areaの で 示 した.オ イ カ ワの休 憩 場 所 の特 性 と同様 Vv/VfB に, 流 量 の 変 化 に 関 わ ら ずorientation areaの 流 速 が non‑orientationareaの 流 速 よ り も低 流 速 で あ る こ とが理 解. ―685―. 示 した.0.05m≦h0≦0.20mは. 遊泳遡上. 遊 泳 遡 上 を諦 め. て跳 躍 遡上 に挑 み 成 功 した ケー ス,h0=0.425mは. 跳躍遡. 上 に挑 ん だ もの の,失 敗 した ケ ー ス で あ る.オ イ カ ワ と同 様 にorientationareaの 流 速 値 に顕 著 な変 化 は 見 られ な い. 図‑8,9よ. り,魚 種 に 関 わ らず プ ー ル 内 の 流速 が 変 化. して も魚 の 好 む 流 速 を 有 す る流 れ 場 を選 択 して 休 憩 して い る こ とが解 明 され た.ま た,こ の流 速 は両 魚 種 とも突 進 速 度VfBの7〜25%で. あ る こ とが 両 図 か ら読 み 取 れ る.図. ‑4 ,5よ り,オ イ カ ワの休 憩 場 所 は鉛 直方 向 に 分 散 して い る の に対 し,カ ワム ツ は 半水 深 付 近 に密 集 して い る こ と が判 明 した.こ れ は,半 水 深 付 近 の流 速 がカ ワム ツの 選 好 流 速 で あ る こ と,カ ワム ツ は成 群 性 が強 い 魚 種 で あ る こ と が原 因 と考 え られ る10). 3.4カ. ワ ム ツ の跳 躍 遡 上特 性. 前 述 した よ うに プ ール 間 落 差 が0.275m〜0.35mに. おい.

(10) 図‑12(a)跳. 図‑12(b)跳. 躍 遡 上 のx座 標 と流 量 との 関係 0.275Q1 landlngpoint. 躍遡上 のz'座標 と流量 との関係. 0.275Q4 landing point. 0.275Q7 landing point. firstpool. firstpool. firstpoo1. 0.275Q13 landingpoint. 0. 275Q10 landingpoint. firstpool. 図‑13跳. firstpoo1. 躍遡上の着水位 置. てカワムツの跳躍遡上が観察 され,プ ール間落差の増加 に. 図‑11に. プ ール 問 落 差h0が0.275mの. 一 定 で,流 量 が異. 伴 い遡上率 が減少 していた.ま た,プ ール間落差 が0.425m では跳躍 遡上 に挑んでい る個体は見 られ た ものの,遡 上に. な る場 合(0.275Q1,0.275Q4,0.275Q7,0.275Q10,0.275Q13) の カ ワ ム ツ の 跳 躍 遡 上 開 始 位 置 を 示 す.切 り欠 き部 は. 成功 した個体 はゼ ロで あった. 既設魚道 の中にはプール間落差が大き く,魚が跳 躍せ ざ るを得 ない魚道 が少 なか らず存在 してい る11).魚 道 全体を 改修 して プール間落差 を減少 させれ ば,遡 上が容 易にな る が,経 済的理 由よ り速やかな実現は困難で あ る.一 方,部. 0≦z'/B≦0.2で. 分的 な改修 のみ で跳躍遡上が可能になれ ば,低 コス トで速 やか な遡上率 の改善が望 める.そのた めには魚 の跳 躍遡上 特 性を解明す る必要 がある. (1)カ ワムツの跳躍 ・着水位置 図‑10に カ ワム ツの跳 躍遡上 の軌 跡 を表 した平面 図 (0.275Q1,0.275Q4,0.275Q7,0.275Q10,0.275Q13)を 示す ただ し,第2プ ール か ら空中に遡上す る瞬 間あるい は第1 プール に着水 した瞬間付近 に水面が大 きく波立ち,位 置の 読み取 りが困難 な場 合は示 していない.同 図よ り,カ ワム ツは必ず しも上流 方向に跳躍 してお らず,切 り欠 き部 を横 断方 向に横切 る形 で跳躍 してい るもの も観察 され る.また, 目視 に よって跳 躍遡上に挑 んでい るものの,第1プ ールま での水平 距離 あるいは鉛直距離 が足 りず に遡 上 に失敗 し ている もの も観 察 され た.従 って,カ ワムツは跳躍遡上 を 行 う際に,跳 躍す る方向お よび距離 を予 め考 えてい ない と 推 測 され る.. ―686―. あ る.跳 躍 遡 上開 始 位置 は,流 量 の少 な. い ケ ー ス0.275Q1で. は0<x/Lx<0.1の. 次 に 流 量 の 多 い0.275Q4で. 範 囲 に 存 在 す るが,. は0<x/Lx<0.2の. さ らに,流 量 の 多 い0.275Q7で. は0<x/Lx<0.3の. 範 囲 とな り, 範 囲 とな. る.こ れ 以 上 流 量 の 多 い ケ ー ス で は,サ ン プル 数 の減 少 に よっ て傾 向 が把 握 しに くい が,流 量 の増 加 に伴 い切 り欠 き よ りは な れ た 下 流 側 に 跳 躍 遡 上 開 始 位置 が 移 動 して い る と判 断 され る. 一 方 ,横 断位 置 につ い て は,流 量 の大 き な0.275Q10お よび0.275Q13に. つ い て は サ ンプル 数 が少 な い た め に 明確. な傾 向 が掴 め な い が,そ れ 以 下 の流 量 の3ケ ー ス を観 察 す る と,切 り欠 き部(0≦z'/B≦0.2)全. 体 に分 布 してお り,流. 量 の変 化 が 遡 上 開 始横 断 位 置 に は 影 響 を 与 え な い こ とが 示 唆 され る.こ う した 特 性 を詳 細 に調 べ るた め に,隔 壁 下 流 側(x=0)か ら跳 躍 遡上 開 始 位 置 ま で の流 下方 向 距離xを プ ー ル 長Lxで 無 次 元 化 した 値 と流 量9と の 関 係 を 図‑ 12(a)に,右. 岸 側 壁(z'=0)か ら跳 躍 遡 上 開 始 位 置 ま で の横. 断 方 向距 離z'を 魚 道 幅Bで 関 係 を図‑12(b)に. 無 次 元 化 した 値 と流 量Qと. 示 す.図‑12(a)に. の. 着 目す る と,流 量 の. 増 加 に 伴 い 跳 躍 遡 上 開 始 位 置 が 下 流 方 向 に 移 動 して い る こ とが確 認 され る.こ れ は,流 量 の 増加 に伴 っ て流 脈幅 が.

(11) 図‑14跳. 図‑16初. 躍遡上の初速 度と流量の関係. 速度鉛直方 向成分 と流量の関係. 図‑15初. 図‑17跳. 躍角度 と流 量の関係. 増 加 して よ り下 流 側 に 落 下 す るの で,そ れ を避 け るた め に 生 じた もの と考 え られ る.一 方,図‑12(b)に 着 目す る と, 流 量 が変 化 して も跳 躍 遡 上 開 始 の 横 断位 置 に 系 統 的 な 変 化 は見 られ ず,流. 量 の 変 化 に 関 わ らず 切 り欠 き部 の 中 央. (z'/B=0.2)付 近 に位 置 して い る こ とが確 認 され る.と ころ で,高 嶋 ら12),泉 ら13),14)お よび 鬼 束 ら15)は,オ イ カ ワ,カ ワム ツお よび ア ユ が 遊 泳 遡 上 を 行 う場 合,遡 上位 置 は切 り 欠 き部 内 で 均 等 で は な く,側 壁付 近 に 集 中す る こ とを解 明 して い る.従 って,少 な く ともカ ワム ツに 関 して は,遡 上 開 始 横 断位 置 が 遊 泳 遡 上 と跳 躍 遡 上 とで 異 な る こ とが解. 速 度水平方 向成分 と流量 の関係. 図‑18最. 高到達位置 と流量 の関係. の画像 を抽 出す ることは,水 面の波立 ちが極 端に大 きな場 合を除いて可能 であった.そ のた め,剛 体の運 動方程 式を 利 用 してカ ワムツの跳 躍遡上特 性を検討 す る.す なわち, カ ワム ツが空中に飛 び出 して着水す るまでの間,カ ワムツ の体 の形 状 は変形 しない ことお よび空 気抵抗 が無視 で き るとい う近似 を採 用す る.この近似 は厳密 には成 立 しない が,魚 の跳躍 遡上の挙動 を解析 した例が これ まで皆無であ ることか ら,挙 動 の解明 の第一歩 のた めに採用 した.画 像 解 析か ら跳 躍遡上に要 した時間t,跳 躍遡上 開始 位置(xj, zj),着 水位 置(xl,zl)が 得 られ ているため,式(4)〜式(8). 明 され た. 図‑13に. プ ー ル 間 落 差h0が0.275mの. 一 定 で,流 量 が 異. を用い ると,跳 躍初 速度v0,跳 躍速度の水 平成 分vr,跳. な る場 合(0.275Q1,0.275Q4,0.275Q7,0.275Q10,0.275Q13). 躍 速度の鉛 直成分vy,水 面 と跳躍 方向のなす跳躍角度 θ,. の カ ワム ツの 着 水位 置 を 示 す.着 水位 置 のx座 標 に 着 目す. 最高到達位置y'maxが算 出 され る.. る と,流 量 の 小 さ な順 か ら,0.85<x/Lx<1.0(0.275Q1), 0.90<x/Lx<1.0(0.275Q4),0.85<x/Lx<1.0(0.275Q7)と. (4). なっ. て お り,流 量 が 変 化 して も着 水 位 置 のx座 標 に 系 統 的 な 変. (5). 化 は 見 られ な い.着 水 位 置 のz座 標 につ い て も,ほ ぼ 切 り 欠 き部(0≦z'/B≦0.2)の 全 体 に分 散 して お り,系 統 的 な 変. (6). 化 は 見 られ な い.従 っ て,流 量 が 変 化 して も着 水位 置 は 変. (7). 化 せ ず ラ ンダ ム と判 断 され る.. (8) (2)カ ワム ツの跳 躍 遡 上の 初期 値特 性 水 路 側 壁 の 脇 に設 置 され た ビデ オ カ メ ラ で撮 影 され た 画 像 か ら跳 躍 遡 上 の 挙 動 を解 析 すれ ば,跳 躍 初 期速 度や 最 高 到 達 位 置 が 算 出 可 能 で あ る.し か し,使 用 した ビデ オ カ メ ラの 撮 影 間 隔 が0,033sで シ ャ ッタ ー速 度 が 固 定 され て い るた め,ぶ れ が 生 じ空 中に お け る正確 な 魚 の位 置 を抽 出 す る こ とが 困 難 で あ っ た.一 方,プ ール 上 方 に設 置 され た ビデ オ カ メ ラの 画 像 か ら,カ ワム ツが 第2プ ール か ら空 中 に 遡 上 を開 始 す る瞬 間お よ び第1プ. ー ル に着 水 した瞬 間. ―687―. ここに,rは 跳 躍方 向の水平座標,y'(=y+h)は ル水 面か ら鉛 直上方座標,gは. 第2プ ー. 重 力加速 度である.. 図‑14に 跳躍遡上の初速度v0と 流 量Qと の関係 お よび 各流 量におけ る初速度v0の 平均値 v0を示す 流 量が増加 して も跳躍初速度 はほぼ一 定である.こ れは,図‑12(a) よ り明 らか となったよ うに,カ ワムツが跳 躍遡上に挑 む場 合 は高速 な落下流 の下流側 に位 置す る低 流速域 を助走 区 間 として選 択 しているため,流 量が変化 して も助 走区間の.

(12) 流速 に大 きな変化 がなか った こ と,および跳躍開始直前の 遊泳速度 が突進 速度 に達 して いるた め一 定値 をとるため に生 じた と推測 され る. 図‑15に 跳躍遡上の初速度v0の 水平方 向成分v0rと 流 量Qと の関係お よび平均 値v0rを,図‑16に. 跳 躍遡 上の. 初速 度v0の 鉛 直方向成分v0yと 流量Qと の関係お よび平 均値v0yを,図‑17に. 水面 と跳躍方向のなす跳 躍角度 θと. 流量Qと の関係 お よび平均値 θを示す 図‑15お よび図 ‑16に 着 目す ると ,流 量が増加す る と初速 度の水平方 向 成分v0rが 増加す るのに対 し,鉛 直方 向成分v0yは 減少傾 向にあ るこ とが理解 され る.一 方,図‑15よ り流量 が変 化 して も速度v0は 一定で あるこ とが示 されてい る.こ れ は,図‑17に 示 され た よ うに,跳 躍角度 θが流量の増加 に伴 い水 平に近づ くことが原 因である. 図‑18に カ ワムツの跳躍 に よる最高到 達位 置y'maxと 流 量Qと の関係 および平均値y'maxを 示す 流量 の増加 に 伴 い最 高到達位置が減少 している.こ れ は,図‑16に 見 られ た よ うに,流 量の増加 に伴 い鉛 直方 向初速 度が減少 し た ことが原 因である.そ のた め,流 量の増加 に伴 い鉛直距 離 が足 りな くな り遡上率 が減少 した と考 え られ る. 4.お わ りに 本研 究 はプール 間落差 の推奨値(0.1〜0.2m)が適切 か ど うかを検証す る ことを 目的 とし,階段式魚道 にお けるプー ル 間落差 と流量 を系統的 に変化 させ,水 理量が魚 の遡上特 性 に及 ぼす影響 を検討 した ものである.得 られ た知見 を以 下に示す. (1)水 位落差h0を0.05〜0.425mま で変化 させ た結果,水. ワムツの跳 躍遡上初期速 度は一定のた め,水位落差 の増加 に伴い鉛直方向速度が低下す るた めに遡上率が減少す る. (5)本 研 究に用い た各 プール の規格 は現地魚道 の値 と同 オーダーなため,上記 の結 論は現地魚道 に適応可能 と考 え られ る.ただ し,プール数が現 地魚道 の もの よ りも少 な く, 魚道 の全 長が再現 されていないため,魚 の体力疲労が考慮 され ていない.ま た,オ イカワお よび カワムツだ けを対象 とした検討結果で ある.今後,体 力疲 労を考慮す る ことや, アユな どの通 し回遊魚 を用いた実験 を行 う必要 があ る. 参 考文 献 1) (財) ダ ム水 源 地 環 境整 備 セ ン ター 編: 最新 魚 道 の 設 計 ‑魚 道 と関 連 施 設‑ , 信 山社 サ イ テ ック, 1998. 2) 中村 俊 六: 魚 道 の は な し, 山海 堂, 1995. 3) 国 土 交 通 省河 川局: 魚 が の ぼ りや す い 川 づ く りの 手 引 き, 2005.. 4) Wada, Y.: Relationbetween the ascendingpath of ayu and fishway structure, Proc. of the International Symp. on Fishways'90 in Gifu,Japan,pp.445-450,1990. 5) 鬼 東幸 樹, 秋 山壽 一 郎, 飯 國 洋 平, 森 悠 輔: 階 段 式 魚道 にお け る隔 壁 の切 り欠 き 率 が遡 上 率 に及 ぼす 影 響, 水 工 学 論 文 集, 第52巻, pp.1201‑1206, 2008.. 6) Rajaratnam, N. and Katopodis, C. and Mainali, A.: Plungingand streamingflows in pool and weir fishways, Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol.114, pp.939-944, 1988. 7) 林 田寿 文, 本 田 隆 秀, 萱 場 祐 一, 島 谷 幸 宏: 階 段 式 魚 道 に お け る 落 下 流 と表 面 流 の 発 生 特 性 と ウ グ イ の 遊 泳 行 動,. 環 境 シ ス テ ム 研 究 論 文 集,. Vol.28,. pp.333‑338, 2000. 8) 浪 平 篤, 後 藤 眞 宏, 小 林 宏 康: 階 段 式 魚 道 に お け る. 位落差h0が0.05〜0.20mの 範囲で はオイ カワお よび カワ ムツは共 に遊泳遡上 したのに対 して,水 位落差h0が0.275. 流 量 変 化 に伴 うプー ル 毎 の流 況 お よび ウ グイ の 遡. 〜0.425mの 範囲 ではカ ワムツのみが跳躍遡上 した.さ ら に,水 位 落差h0が0.425mで はカ ワムツが跳躍遡上 を試み. 9) 鬼 東 幸 樹, 秋 山壽 一 郎, 山本 晃 義, 飯 國 洋 平: 流 速 お よ. るが全 て失敗 してい た.従 って,国 土交通省河川局 の水位 落差 の推奨値 である0.1〜0.20mの 範 囲では遡上 が容易で あるこ とが実証 され た.. 10) 川 那 部 浩 哉, 水 野 信 彦, 糸谷 和 海:. (2)オ イカ ワの休 憩暢 所は水深方向に分散す るのに対 し, カワムツは半水深付近 に密集 してい る.こ れは,水 深付近 の流速 がカワムツの選 好流速 であるこ とに加 え,カ ワムツ は成群 性が強 い魚種 である ことが原因 と推定 され る.また, オイ カワお よびカワムツは突進速度VfBの 約7〜25%の 流 速場 で休憩 しているこ とが解 明 された.. 上 行 動, 水 工 学 論 文 集, 第51巻, pp.1291‑1296,. 2007.. び 体 長 別 の オ イ カ ワの 突 進 速 度, 水 工学 論 文 集, 第52 巻, pp.1183‑1188, 2008. 日本 の淡 水魚, 山. と渓 谷社, 1989. 11) 和 田吉 弘: 魚 道 見 聞録, 山海 堂, 2003. 12) 高 嶋 信 博, 中村 俊 六: 魚 道 内 の アユ の挙 動 に 関す る実 験 的研 究, 第28回 水 理 講 演 会 論 文 集, pp.353‑358, 1984 13) 泉 完, 高 屋 大 介, 工藤 明, 東 信 行: アイ スハ ー バ ー型 魚 道 にお け る魚 類 の 隔壁 遡 上特 性, 農 業 土 木 学 会 論 文集, No.217,. pp.55‑63, 2002.. (3)遊 泳遡 上を行 う場 合は,遡上 開始 位置 は側壁 付近 に集 中す る ことが知 られ ているが,跳 躍遡上を行 う場合 は切 り 欠 き部 に均等 に分散す る ことが解明 された.. 14) 泉 完, 高 屋 大 介, 工藤 明, 東 信 行: 赤 石 第2頭 首 工 の ア. (4)水 位落差 が増加す ると落 下流速 が増加す るが,これ が 突進 速 度以 上 になった場 合にオイカ ワお よび カ ワム ツ共 に遊泳遡上 を諦 める.オ イカ ワの場合 は跳 躍遡上 を試み な いが,カ ワムツの場 合は跳 躍遡上 を試 みる.ま た,水 位落. 15) 鬼 東幸 樹, 秋 山壽 一 郎, 山 口秀 和: プー ル タ イ プ魚 道. 差 が増加す る と落 下流脈 が より下流側 に移動 す るが,こ れ を避 けるために跳躍遡上位置 が下流側 にずれ る.一 方,カ. ―688―. イ スハ ー バ ー 型魚 道 隔 壁 に お け る魚 類 の遡 上 行 動, 水 工 学 論 文集, 第47巻, pp.763‑768, 2003. にお け るオ イ カ ワの跳 躍遡 上 と水 理 特 性 との 関係, 応 用 力 学 論 文集, Vol.6, pp.983‑990, 2003. (2008年4月14日. 受付).

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参照

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