研 究 ノ ー ト
農 業 土 木 学 会 論 文 集 Trans. of JSIDRE No.249, pp.115∼116 (2007.6)河 川 にお け る 自然誘 導 式 ス タ ミナ トンネ ル を用 い た
野 生魚 の突 進 速度 に 関す る実験
Burst speed of Fishes with a Natural Guidance System Stamina Tunnel in River
泉 完* 矢 田 谷 健 一** *弘 前大 学 農学 生命 科学 部,〒036-8561弘 前市 文京 町3 **建 設技 術 研究 所東 北支社,〒980-0014仙 台市 青葉 区本 町2ー15-1 キ ー ワー ド:誘 導式 ス タ ミナ トンネ ル,野 生魚,突 進速 度,野 外遊 泳実 験,現 地魚道 1. は じめ に 一般 に,魚 道の水理設 計で は対象魚 種 ご との突進 速度(Burst speed)を設計 流速 の代 表値 としてい る.ま た,淡 水魚 の突進 速 度 については,Blaxter(1967)やBainbridge(1960),塚 本 ら(1973) な どに よつて研 究が行 われて い る.こ の よ うな 中で,著 者 らは 現 地河川 の魚 道 中にス タ ミナ トンネル を設 置 し,野 生 の ウグイ とオイ カ ワを1尾ずつ挿 入 して強制 的 に泳 がせた遊 泳実験(以 後, 挿 入式遊 泳実 験 と称 す)を 行 い,突 進速 度 お よび瞬 間的突進 速 度 について検討 してきた(泉 ら,2006;2007). そ こで,本 報告 は現 地魚道 内 に設 けたス タ ミナ トンネル に野 生の淡水魚 を 自然 に誘 導 させ,こ れ らの挿 入式 実験 に比べ て よ り人為 的影 響 を与 えないで遊 泳特 性を明 らか にで きるよ うな実 験装置 を考案 して突進 速度 の実験 を行 い,考 察 した ものであ る. 2-実 験 装 置 ・方 法 ・項 目 と 突 進 速 度 の 整 理 方 法 遊泳 実験 した魚道 は,青 森 県 一級河川 の岩木川 に設置 され て い る岩木川 取水堰 の全 面越流 型魚 道 であ る・実験 は2005年 の5 月 か ら9月にかけて6回昼 か ら午後 にかけて行 つた(Table1). 実験装置 はFig.1に示す よ うに魚道末 端部 に内径10cm,長 さ4 mの 透 明塩化 ビニール製 の円筒パ イプ と円筒 末端部(円 筒入 口
Fig.1 An overview of the stamina tunnel experimental apparatus
部)に 魚 を誘導す るた めの敷 き網 が取付 け られ,円 筒 入 口部 に はパイ プ内 を遊泳 し,力 尽 きて流 され て きた魚 を捕捉 す るため の返 し網 が付 いてい る.入 口部 の断 面は入 口と返 し口に仕切 ら れ,面 積比 は1:2.6である(Fig.1参照).ま た,円 筒パイ プの下半 分 を魚 が識 別 しや すい よ うに 白色 に し,円 筒 パイ プは固定 台の 上に設置 され てい る.円 筒 の勾配 は1:35∼1:100であ る. 実験 時は 円筒 パイ プを水 中に没 し,円 筒 管内 を満 流状態 で円 筒パイ プの流入 水位 を実験 中一定 とし,管 内流速 は円筒パ イプ 上流 の動水勾配 を変化 させ調節 した.他 に気象条件 と河川水 質 を,円 筒パ イプ内の流 速測定 には三軸 電磁 流速計(ACM-300, ア レック電子)と デ ー タ レコ ーダ(DR-F1;TEAC製)を 用 い, Fig.1に示す 円筒パ イプ 中央 部 の孔(3cm)か ら中心部 鉛直 方向に 底 か ら2.5cm間隔 の3地点 をサ ンプ リング間隔10Hzで 平均 流速 と 標準偏差 を100個のデ ータか ら求 めた. 魚 の遊泳速 度の測定 は,円 筒 パイ プの上方約1.5m∼3.0mの 高 さにデ ジタル ビデ オカ メ ラ(3台)を 用 い,魚 種 を同 定す るため 円筒 部 入 口部 の 側 方(約25cm)に 小 型 水 中 カ ラ-TVカ メ ラ (FM4100;QI製)を それ ぞれ設 置 し,円 筒パ イプ 内を遊泳 して い く魚の遊泳 動態 を撮 影 ・録 画 した.計 測個体 の体長 は上方 ビ デ オ 画像 と側 方 小型 水 中 カ ラ ーTVカ メ ラ画像 か ら求 め た. 一方,突 進 速度 の整 理方 法 につい ては,ウ グイ ・オイカ ワの 遊 泳実験 と同様 に魚 が 円筒 パイ プ内 を流れ に逆 らい遊 泳 し,力 尽 きて流 され た ときの距離 とそ の間 の遊泳時 間 を計測 した.各 個 体の遊 泳時 間の計 測は1/5倍速再 生で5回 行 い,最 大 ・最小 を 除 く3回の平 均値 をそ の個 体 の遊 泳 時間 と した.ま た,個 体 の 突進 速度 は,遊 泳 距離 を遊 泳時 間で 除 した速 度に,魚 が 円筒パ イプ内 の中央部 よ り比較 的側壁 近傍 を泳 ぐ傾 向 を示 したので底 か ら2.5cm地点の流速 を代表値(の として加 え算 出 した. 3.実 験 結 果 と考 察 は じめに,返 し網 に入 つた魚 数 が計測魚 数 の約40%と 一致せ ず,入 口をす り抜 け誘導網 あるい は下流河川 に流 され た個体 が 再度遊泳 し,同 一個 体 が重複 して計測 され てい るこ とも考 え ら れ る.し か し,本 実験 装置 で は1尾 ご との個体 識別 まで はで き 農 土論 集249(75-3) 345
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Table 1 Experimenral conditions and measured wild fishes
Table2 The burst speed and swimming time of fishes
Run.3: V=168 cm•Es-1 な か つ た こ とに加 え,デ ー タ数 を確 保 す る た め,こ こ で は 重 複 を許 して 遊 泳 個 体 を計 測 し,整 理 した.Table1に 計 測 魚 種 と尾 数,代 表 流 速,気 象 ・水 質 条 件 を示 す.計 測 魚 種 は ア ユ ・ア ブ ラ ハ ヤ ・ウグ イ ・オ イ カ ワ ・ヤ マ メ ・フナsp.・ カ マ ツ カ ・カ ワ ヤ ツ メ の8種248個 体 で,遊 泳 魚 は 平 均 体 長5cm∼12cmま で の 小 型 魚 で あ る.と く に,6/16が 最 も 多 い189個 体(代 表 流 速168cm・ s-1)であ つ た.各 実 験 にお け る代 表 流 速 と水 温 は141cm・s-1∼198 cm・s-1, 13.0℃ ∼23.9℃ で あ る. Table2は1秒 以 上 遊 泳 した 個 体 に つ い て,計 測 個 体 数 の 最 も 多 いRun.3の 代 表 流 速168cm・s-1で 計 測 され た 魚 種 ご との 平 均 体 長,お よ び 平 均 遊 泳 時 間 と平 均 突 進 速 度 で あ る.各 魚 種 と も 平 均 突 進 速 度 は200cm.s-1を 越 え る225cm・s-1∼249cm・s-1の 範 囲 で あ つた.た だ,個 体 の 遊 泳 意 欲 や 体 長 に よ り個 体 差 が あ る と思 わ れ る が,平 均 遊 泳 時 間 を見 る とア ユ が4.60sと 長 い の に 対 しフ ナ sp.は1.79sと短 く遊 泳 持 久 力 に 差 が 見 られ て い る.つ ぎ に代 表 流 速 の違 い に よ る突 進 速 度 の 変 化 を ア ブ ラハ ヤ を 例 に調 べ る と平 均 体 長6cmで233cm・s-1(代 表 流 速168cm・ ∫1)と247cm・s-1(代表 流 速178cm・s-1)で ウ グ イ とオ イ カ ワ の 実 験 と同 様 に 流 速 に 応 じて 遊 泳 して い る こ とが わ か つ た.ま た,Fig.2は1秒 以 上 遊 泳 した 個 体 の 突 進 速 度 と体 長 の 関 係 で あ る.ば らつ き が 見 られ 体 長 と の 関係 は 不 明 瞭 で あ るが,最 速 個 体 の 値 は300cm・s-1程 度 で あ る. 一 方,ウ グイ に つ い て 既 往 の挿 入 式 遊 泳 実 験(泉 ら,2006)と 本 結 果 と を 比 べ た(Fig.3の 黒 マ ー ク).Fig.3に 示 す よ うに170 cm・s-1前後 の 高 流 速 条 件 で は 比 較 対 象 とす る 体 長10cm以 下 の 同 一 体 長 の デ ー タ数 が極 め て 少 な い の で,挿 入 式 遊 泳 実 験 との 関 係 は 明 確 で な い.し た が つ て,こ れ ら の 点 につ い て は今 後 さ ら に 実 験 を行 つ て 体 長 の 範 囲 を 広 げ た デ ー タ を蓄 積 す る必 要 が あ り,挿 入 式 遊 泳 実 験 との 比 較 検 証 も含 め 突 進 速 度 の 定 量 的 検 討 に つ い て 吟 味 して い きた い. 引用文 献
Blaxter,J.H.S (1967) : Swimming Speeds of Fish,Procedings of the FAO
Fig.2 The relation between the burst speed and body length
Fig3 The relation between the burst speed and body length of wild dace (Tribolodon hakonensis)
Conference on Fish Behaviour in relation to Fishing Techniques and Tactics, in Bergen,Norway,pp.69-100.
Bainbridge, R(1960) : Speed and Stamina in Three Fish, Japerimental Biology, 37, pp.129-153. 塚 本 勝 巳, 梶 原 武(1973): 魚 類 の 遊 泳 速 度 と遊 泳 能 九 水 産 土 木, 10(1), pp.31-36,1973. 泉 完, 矢 田谷 健 一, 東 信 行, 工 藤 明(2006): 河 川 流 下 水 を用 い た ス タ ミナ トンネ ル に よ る ウ グ イ の 突 進 速 度 につ い て 農 業 土 木 学 会 論 文 集244, pp.171-178. 泉 完, 矢 田谷 健 一, 東 信 行, 工 藤 明, 加 藤 幸(2007): 自然 河 川 流 下 水 を用 い た ス タ ミナ トン ネ ル に よ るオ イ カ ワの 突 進 速 度 に 関 す る 現 地 実 験 水 工 学 論 文 集, 51, pp.1285-1290. 〔2006.12.15.受 稿, 2007.4.12.閲 読 了 〕 〔こ の研 究 ノ ー トに対 す る公 開 の 質 疑 あ る い は討 議(1,000字 以 内, 農 業 土 木 学 会 論 文 集 編 集 委 員 会 あ て)は,2007年12月24日 ま で 受 付 け ま す.〕
