サイフォン式パイプ魚道
【課題】河川の水位変動によって、魚の遡上経路の流速が変わるのを防止すると共に、メンテナンス性に優れるサイフォン式パイプ魚道を提供する。
【解決手段】魚の遡上経路を確保するサイフォン式パイプ魚道１０であって、河川に設けられた段差の上流側の水中に浸漬する入水口１１と、段差の下流側の水中に浸漬する出水口１２を備える屈曲可能なパイプ１３と、パイプ１３の端部又は中間位置に設けられ、魚路を形成する直径がパイプ１３の内径の１／５〜４／５の開口部１４を有する流速調整手段１５、１６、１７、１８と、パイプ１３を少なくとも河川の段差の上流側又は河川の段差に固定する支持部材１９とを有する。
【解決手段】魚の遡上経路を確保するサイフォン式パイプ魚道１０であって、河川に設けられた段差の上流側の水中に浸漬する入水口１１と、段差の下流側の水中に浸漬する出水口１２を備える屈曲可能なパイプ１３と、パイプ１３の端部又は中間位置に設けられ、魚路を形成する直径がパイプ１３の内径の１／５〜４／５の開口部１４を有する流速調整手段１５、１６、１７、１８と、パイプ１３を少なくとも河川の段差の上流側又は河川の段差に固定する支持部材１９とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川の堰等に設けるサイフォン式パイプ魚道に関する。
【背景技術】
【０００２】
河川に生息する魚には、成長に伴って河川の上流と下流を行き来し、生活領域を移すものが多く存在する。そして、これらの魚は、河川の途中に堰があると、堰によって設けられた高低差により、上流への移動ができなくなり、繁殖等に影響を受ける場合があり、堰が配置された場所には、魚が遡行できるように、人工的に魚道を設けることがある。
人工的な魚道には、例えば、開口部を有する仕切り板で仕切って、流れの緩やかなプール領域を階段状に連ねて設けたプールタイプや、傾斜水路の底部にいくつもの突起等を設けて流れの速い領域及び遅い領域をモザイク状に分布させ、魚の遡上可能な経路を設けるストリームタイプがある。
【０００３】
しかし、プールタイプ及びストリームタイプは、魚道の上流側出口（入水口）と下流側入口（出水口）の位置を決定する際に、河川水位の変動を考慮する必要があり、特に、上流側出口については、水位の低下によって、魚道に水が流れなくなり、魚道が機能しなくなるのを回避しなければならないため、上流側出口の形状及び設置位置の決定には、入念な検討を要する。
また、上流側出口の形状及び設置位置が適切であったとしても、河川の水位変動により、魚道を流れる水の速度変化を避けることはできず、渇水時と増水時の両方で、魚が遡行可能な安定した経路を確保する魚道の設計は困難である。
そこで、上流側出口と下流側入口とを堰の上流側及び下流側の水中にそれぞれ浸漬し、河川の水位変動によって、流速に影響を受けないサイフォンの原理を用いた魚道が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３１３１９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の魚道は、魚の遡上経路となるパイプ（導管）内に、複数の隔壁板と隔壁管がロープで交互に連結して形成される魚の休息室を備えており、各隔壁板はパイプの内周部と密接配置されているので、隔壁板に木の葉等のごみが詰まりやすい。また、ごみ詰まりを取り除くため、ロープを引張って隔離板をパイプから外に取り出そうとすると、隔離板とパイプの内周部との間に詰まったごみが、摩擦を発生させ、隔離板が取り出せなくなったり、隔離板が破損したりすることがあり、メンテナンス性の観点において、問題があった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、河川の水位変動により流速に影響を受けるのを防止すると共に、メンテナンス性に優れるサイフォン式パイプ魚道を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的に沿う本発明に係るサイフォン式パイプ魚道は、河川に設けられた段差の上流側の水中に浸漬する入水口と、前記段差の下流側の水中に浸漬する出水口を備える屈曲可能なパイプと、前記パイプの端部又は中間位置に設けられ、魚路を形成する直径が前記パイプの内径の１／５〜４／５の開口部を有する流速調整手段と、前記パイプを少なくとも前記河川の段差の上流側又は前記河川の段差に固定する支持部材とを有する。
【０００７】
本発明に係るサイフォン式パイプ魚道において、前記流速調整手段の開口部は、拡径端がストレート部の内側に固定された円錐台状のテーパー部の縮径端に形成されているのが好ましい。
【０００８】
本発明に係るサイフォン式パイプ魚道において、前記テーパー部の縮径端が上流側を向いているのが好ましい。
【０００９】
本発明に係るサイフォン式パイプ魚道において、前記ストレート部の少なくとも一端部には雄ねじ又は雌ねじが形成されて、分割された前記パイプの端部に設けられているストレートパイプとねじ結合可能となっているのが好ましい。
【００１０】
本発明に係るサイフォン式パイプ魚道において、前記パイプの内径は９０〜３００ｍｍの範囲にあって、前記開口部を含む前記テーパー部の全長は５０〜３００ｍｍの範囲にあるのが好ましい。
【００１１】
本発明に係るサイフォン式パイプ魚道において、前記入水口には魚が通過可能なごみ除けが設けられているのが好ましい。
【００１２】
本発明に係るサイフォン式パイプ魚道において、前記パイプの一部又は全部は蛇腹ホースからなるのが好ましい。
【００１３】
本発明に係るサイフォン式パイプ魚道において、前記流速調整手段は、前記パイプの途中に１又は複数設けられ、通過する水の流速が前記パイプで１〜２ｍ／秒の範囲に調整されているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜８記載のサイフォン式パイプ魚道は、河川に設けられた段差の上流側の水中に浸漬する入水口と、段差の下流側の水中に浸漬する出水口を備えるパイプを有するので、サイフォンの原理を利用して、入水口から流入した水を出水口から送り出すことができ、河川の水位変動が生じてもパイプに安定した流量（流速）の魚路を確保可能である。
また、パイプは屈曲可能であるので、河川の段差の形状に合わせてパイプを屈曲して、様々な形状の段差（例えば、堰）に対応できる。
更に、流速調整手段の開口部の直径がパイプの内径の１／５〜４／５であるので、開口部で水の流量を制限して、パイプを流れる水の速度を調整することができる。
【００１５】
特に、請求項２記載のサイフォン式パイプ魚道は、流速調整手段の開口部が、拡径端がストレート部の内側に固定された円錐台状のテーパー部の縮径端に形成されているので、入水口から流入した水は全て、水の通過量を制限する開口部を通過して出水口に向かうことになり、流速調整手段によって確実に水の減速を行うことができる。
【００１６】
請求項３記載のサイフォン式パイプ魚道は、テーパー部の縮径端が上流側を向いているので、遡上する魚を、テーパー部の縮径する傾斜に沿って、確実に開口部に誘導することが可能である。
【００１７】
請求項４記載のサイフォン式パイプ魚道は、ストレート部の少なくとも一端部には雄ねじ又は雌ねじが形成されて、分割されたパイプの端部に設けられているストレートパイプとねじ結合可能となっているので、サイフォン式パイプ魚道の設置後、開口部にごみが詰まった場合には、ストレートパイプとストレート部のねじ結合を解除して、容易かつ短時間の作業により、ごみ詰まりを取り除くことができ、メンテナンスコストを抑制可能である。
【００１８】
請求項５記載のサイフォン式パイプ魚道は、パイプの内径が９０〜３００ｍｍの範囲にあるので、パイプの移動や設置の際、パイプを容易に扱うことができる。
【００１９】
請求項６記載のサイフォン式パイプ魚道は、入水口にごみ除けが設けられているので、入水口からのごみの浸入を防止でき、開口部等へのごみ詰まりを抑制可能である。
【００２０】
請求項７記載のサイフォン式パイプ魚道は、パイプの一部又は全部が蛇腹ホースからなるので、屈曲角度を微調整して、パイプを段差の形状に沿って設置することが可能である。
【００２１】
請求項８記載のサイフォン式パイプ魚道は、流速調整手段が、パイプの途中に１又は複数設けられ、通過する水の流速がパイプで１〜２ｍ／秒の範囲に調整されているので、一般的に魚の遡上に適する１〜２ｍ／秒の流速をパイプ内に確保可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るサイフォン式パイプ魚道の説明図である。
【図２】同サイフォン式パイプ魚道の流速調整手段の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るサイフォン式パイプ魚道の説明図である。
【図４】同サイフォン式パイプ魚道の流速調整手段の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るサイフォン式パイプ魚道１０は、河川に設けられた堰（段差の一例）の上流側の水中に浸漬する入水口１１と、堰の下流側の水中に浸漬する出水口１２を備える屈曲可能なパイプ１３と、パイプ１３の中間位置に設けられ、魚の遡上する魚路を形成する直径がパイプ１３の内径の１／５〜４／５の開口部１４を有する流速調整手段１５、１６、１７、１８と、パイプ１３を堰に固定する支持部材１９とを有する。以下、これらについて詳細に説明する。
【００２４】
パイプ１３は、上流側から下流側に順に配置された第１、第２、第３のパイプ２１、２２、２３によって構成されている。第１、第２、第３のパイプ２１、２２、２３は、それぞれプラスチック製の屈曲性を有する蛇腹ホースからなり、その内径Ｌは、９０〜３００ｍｍの範囲、例えば、２００ｍｍである。
第１のパイプ２１の基部（上流側端部）は、堰の上流側の水中に浸漬され、水が流入する入水口１１が設けられ、第３のパイプ２３の先部（下流側端部）は、堰の下流側の水中に浸漬され、入水口１１から流入した水を堰の下流側に流出する出水口１２が設けられている。
【００２５】
入水口１１は、出水口１２より高い位置（例えば１．５ｍ）に配置されており、入水口１１から流入した水は、サイフォンの原理によって、第１、第２、第３のパイプ２１、２２、２３を通り、出水口１２から出水される。
パイプ１３の一部は堰の頂部に配置され、入水口１１より高い位置にあるが、サイフォンの原理により入水口１１から流入した水は、パイプ１３内を隙間なく出水口１２に向かって流動するので、堰の頂部を越える流路を形成でき、越流のない堰であっても、堰を加工することなく、魚の遡上経路を確保可能である。
【００２６】
第１のパイプ２１は、堰に取り付けられたワイヤ等からなる支持部材１９によって、堰に固定され、入水口１１を所定位置に固定している。また、入水口１１には、魚が通過可能な粗い目の網状のごみ除け２４を取り付けている。
なお、本実施の形態では、入水口１１及び出水口１２を、通常（増水時又は渇水時でない）の河川水位で、水深６００ｍｍ及び水深５００ｍｍの位置にそれぞれ配置しているが、入水口１１及び出水口１２の水面からの深さは、サイフォン式パイプ魚道１０を設置する河川の水深や水位の変動差等によって異なる。また、ごみ除け２４は、河川を流れるごみの種類や量等によって入水口１１に設けるか否かを決めることができる。
【００２７】
流速調整手段１５、１６、１７、１８は、プラスチックにより形成され、それぞれストレート管状のストレート部２５と、拡径端がストレート部２５の内側に固定され、縮径端に管状の開口部１４が形成された円錐台状のテーパー部２６とを備えている。
また、テーパー部２６の縮径端は、上流側を向いて配置されているので、堰の下流側から上流側に向かう魚を、テーパー部２６の縮径する傾斜に沿って、開口部１４に誘導することができる。
【００２８】
第１のパイプ２１の先部（下流側端部）には、固定バンド２７によって、上流側ストレートパイプ２８の基部（上流側端部）が取り付けられ、上流側ストレートパイプ２８の先部（下流側端部）は、流速調整手段１５のストレート部２５の基側に嵌入し、第１のパイプ２１と流速調整手段１５を直列に連結している。
また、流速調整手段１５、１６の間には、両端部を流速調整手段１５、１６のストレート部２５に嵌入して、流速調整手段１５、１６を直列に連結する中間ストレートパイプ２９が設けられている。
そして、流速調整手段１６のストレート部２５の先側に基部が嵌入され、先部が、固定バンド２７によって第２のパイプ２２に固定された下流側ストレートパイプ３０が設けられている。
【００２９】
上流側ストレートパイプ２８、中間ストレートパイプ２９、及び下流側ストレートパイプ３０は、プラスチックからなり、内径が８５〜２９５ｍｍの範囲、例えば、１９０ｍｍで形成されている。流速調整手段１５、１６のストレート部２５は、内径が、９０〜３００ｍｍの範囲（例えば、２００ｍｍ）で形成され、流速調整手段１５、１６の開口部１４は、直径Ｂがパイプ１３（第１、第２、第３のパイプ２１、２２、２３）の内径Ｌの１／５〜４／５倍となっている。また、開口部１４を含むテーパー部２６の全長Ａ（開口部１４とテーパー部２６を合わせた長さ）は５０〜３００ｍｍの範囲、例えば、１００ｍｍである。
【００３０】
第２、第３のパイプ２２、２３の間には、上流側から順に、上流側ストレートパイプ３３、流速調整手段１７、中間ストレートパイプ３４、流速調整手段１８、及び下流側ストレートパイプ３５が直列接続されて配置され、上流側ストレートパイプ３３及び下流側ストレートパイプ３５はそれぞれ、固定バンド２７によって第２、第３のパイプ２２、２３に固定されている。
なお、上流側ストレートパイプ３３、中間ストレートパイプ３４、及び下流側ストレートパイプ３５はそれぞれ、上流側ストレートパイプ２８、中間ストレートパイプ２９、及び下流側ストレートパイプ３０と同じ形状、大きさ及び材質で形成されている。
【００３１】
ここで、第１、第２のパイプ２１、２２の間、及び第２、第３のパイプ２２、２３の間には、それぞれ同数（本実施の形態では２つ）の流速調整手段が設けられているが、必ずしも同数である必要はなく、例えば、第１、第２のパイプ２１、２２の間に流速調整手段を３つ以上設ける場合には、中間ストレートパイプを増やして、各流速調整手段を直列に連結でき、流速調整手段を一つ設ける場合には、中間ストレートパイプは不要となる。
パイプに設ける流速調整手段の数は、パイプを通過する水の流速が、一般的に魚の遡上に適する１〜２ｍ／秒の範囲（例えば１．５ｍ／秒）になるように、例えば、サイフォン式パイプ魚道の設置計画の作成時に仮決めされ、設定現場での流速の実測により最終決定される。
【００３２】
サイフォン式パイプ魚道１０には、プラスチック製の第１、第２、第３のパイプ２１、２２、２３、流速調整手段１５、１６、１７、１８、上流側ストレートパイプ２８、３３、中間ストレートパイプ２９、３４、及び下流側ストレートパイプ３０、３５が使用されており、ステンレス等により形成されるのと比較して軽量なため、サイフォン式パイプ魚道１０は、クレーン車等の重機を要することなく、容易に、かつ短時間で設置可能である。
【００３３】
サイフォン式パイプ魚道１０を河川の堰に設置する場合、まず、出水口１２をビニールシート等で密閉し、第１、第２、第３のパイプ２１、２２、２３を屈曲して、他の部材、部品に比べて最も高い位置にした入水口１１から水を流入することによって、サイフォンの原理を利用可能な状態、即ち、出水口１２から入水口１１までを水が一杯に満たされた状態を作る。そして、出水口１２から入水口１１まで水が一杯に満たされた状態で、入水口１１及び出水口１２を、入水口１１が出水口１２より高くなるように水中に浸漬させ、出水口１２からビニールシートを取り外して、支持部材１９を第１のパイプ２１に巻きつけて堰に固定することにより、堰の頂部を越える流路（魚路）が設けられる。
【００３４】
サイフォンの原理を利用した流路が設けられた後は、河川の水位が変動しても、入水口１１又は出水口１２が水面から出ること等がない限り、安定した流量をパイプ１３に保持することができ、増水時と渇水時の両方において、魚の遡上可能な経路を確保可能である。
また、流速調整手段１５、１６（流速調整手段１７、１８についても同じ）の開口部１４に木の葉等のごみが詰まった場合には、上流側ストレートパイプ２８、中間ストレートパイプ２９、及び下流側ストレートパイプ３０との接続の一部を外して、ごみ詰まりを取り除くことができるので、設置後のごみ詰まりの除去作業を短時間で行うことが可能である。更に、ごみの取り出しだけに用いられる機構、例えば開閉扉等を流速調整手段に設ける必要がなく、流速調整手段を構成する部材、部品の点数を抑制することができる。
【００３５】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るサイフォン式パイプ魚道４０について説明する。
なお、サイフォン式パイプ魚道１０と同一の構成要素については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
図３、図４に示すように、サイフォン式パイプ魚道４０には、両端部に雌ねじが形成されたストレート部４１と、水の流れを制限する管状の開口部４２が形成され、ストレート部４１に固定されたテーパー部４３をそれぞれ備えるプラスチック製の流速調整手段４４、４５、４６、４７が設けられている。
流速調整手段４４、４５、４６、４７のテーパー部４３は円錐台状であり、ストレート部４１の内側に拡径端が固定され、開口部４２は、テーパー部４３の縮径端に形成されている。
【００３６】
また、第１のパイプ２１には、一端部（上流側端部）が固定バンド２７によって第１のパイプ２１に固定され、他端部（下流側端部）に雄ねじが形成された上流側ストレートパイプ（ストレートパイプの一例）４８が設けられ、流速調整手段４４（ストレート部４１）は、上流側ストレートパイプ４８にねじ結合され、第１のパイプ２１に直列に連結されている。
流速調整手段４４、４５の間には、両端部に雄ねじが形成され、流速調整手段４４、４５にねじ結合された中間ストレートパイプ４９が配置されている。
また、第２のパイプ２２には、一端部（下流側端部）が固定バンド２７によって第２のパイプ２２に固定され、他端部（上流側端部）に雄ねじが形成された下流側ストレートパイプ（ストレートパイプの一例）５０が設けられ、流速調整手段４５は、下流側ストレートパイプ５０にねじ結合され、第２のパイプ２２に直列に連結されている。
なお、流速調整手段４４、４５のねじ結合された各部は、シール材により水漏れが防止されている。
【００３７】
上流側ストレートパイプ４８、中間ストレートパイプ４９、及び下流側ストレートパイプ５０は、プラスチックからなり、内径が８５〜２９５ｍｍの範囲、例えば、１９０ｍｍで形成されている。流速調整手段４４、４５のストレート部４１は、内径が、９０〜３００ｍｍの範囲（例えば、２００ｍｍ）で形成され、流速調整手段４４、４５の開口部４２は、直径Ｂ’がパイプ１３（第１、第２、第３のパイプ２１、２２、２３）の内径Ｌの１／５〜４／５倍となっている。また、開口部４２を含むテーパー部４３の全長Ａ’（開口部４２とテーパー部４３を合わせた長さ）は５０〜３００ｍｍの範囲、例えば、１００ｍｍである。
【００３８】
第２、第３のパイプ２２、２３の間には、上流側から順に、上流側ストレートパイプ５１、流速調整手段４６、中間ストレートパイプ５２、流速調整手段４７、及び下流側ストレートパイプ５３がねじ結合によって直列接続されて配置され、上流側ストレートパイプ５１及び下流側ストレートパイプ５３はそれぞれ、固定バンド２７によって第２、第３のパイプ２２、２３に固定されている。
なお、上流側ストレートパイプ５１、中間ストレートパイプ５２、及び下流側ストレートパイプ５３はそれぞれ、上流側ストレートパイプ４８、中間ストレートパイプ４９、及び下流側ストレートパイプ５０と同じ形状、大きさ及び材質で形成されている。
【００３９】
流速調整手段４４、４５、４６、４７は、テーパー部４３の縮径端が、上流側を向いて配置されているので、堰の下流側から上流側に向かう魚を、テーパー部４３の縮径する傾斜に沿って、開口部４２に誘導することができる。
また、本実施の形態において、流速調整手段４４、４５、４６、４７は、ストレート部４１の両端部に雌ねじが形成されているが、雄ねじが形成された流速調整手段を用いることもでき、その場合、上流側ストレートパイプ、中間ストレートパイプ、下流側ストレートパイプには、流速調整手段の雄ねじに螺合する雌ねじが形成される。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、サイフォン式パイプ魚道の設置は、堰等の段差に限らず、河川に自然に形成された段差にも設置可能である。
また、流速調整手段の数は、４つに限定されず、サイフォン式パイプ魚道が設置される段差の高さや形状によって、個数は変更される。そして、流速調整手段は、パイプの中間位置でなく、パイプの端部に設けることもでき、パイプは支持部材によって、段差の上流側に固定されてもよい。また、パイプは全部を蛇腹ホースとしてもよいし、一部を蛇腹ホースとしてもよい。
流速調整手段の開口部は、全てを同じ大きさにする必要はなく、流速調整手段によって異なる大きさにすることができ、直径が小さくなればなるほど水の減速効果は大きくなる。
【符号の説明】
【００４１】
１０：サイフォン式パイプ魚道、１１：入水口、１２：出水口、１３：パイプ、１４：開口部、１５、１６、１７、１８：流速調整手段、１９：支持部材、２１、２２、２３：第１、第２、第３のパイプ、２４：ごみ除け、２５：ストレート部、２６：テーパー部、２７：固定バンド、２８：上流側ストレートパイプ、２９：中間ストレートパイプ、３０：下流側ストレートパイプ、３３：上流側ストレートパイプ、３４：中間ストレートパイプ、３５：下流側ストレートパイプ、４０：サイフォン式パイプ魚道、４１：ストレート部、４２：開口部、４３：テーパー部、４４、４５、４６、４７：流速調整手段、４８：上流側ストレートパイプ、４９：中間ストレートパイプ、５０：下流側ストレートパイプ、５１：上流側ストレートパイプ、５２：中間ストレートパイプ、５３：下流側ストレートパイプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川の堰等に設けるサイフォン式パイプ魚道に関する。
【背景技術】
【０００２】
河川に生息する魚には、成長に伴って河川の上流と下流を行き来し、生活領域を移すものが多く存在する。そして、これらの魚は、河川の途中に堰があると、堰によって設けられた高低差により、上流への移動ができなくなり、繁殖等に影響を受ける場合があり、堰が配置された場所には、魚が遡行できるように、人工的に魚道を設けることがある。
人工的な魚道には、例えば、開口部を有する仕切り板で仕切って、流れの緩やかなプール領域を階段状に連ねて設けたプールタイプや、傾斜水路の底部にいくつもの突起等を設けて流れの速い領域及び遅い領域をモザイク状に分布させ、魚の遡上可能な経路を設けるストリームタイプがある。
【０００３】
しかし、プールタイプ及びストリームタイプは、魚道の上流側出口（入水口）と下流側入口（出水口）の位置を決定する際に、河川水位の変動を考慮する必要があり、特に、上流側出口については、水位の低下によって、魚道に水が流れなくなり、魚道が機能しなくなるのを回避しなければならないため、上流側出口の形状及び設置位置の決定には、入念な検討を要する。
また、上流側出口の形状及び設置位置が適切であったとしても、河川の水位変動により、魚道を流れる水の速度変化を避けることはできず、渇水時と増水時の両方で、魚が遡行可能な安定した経路を確保する魚道の設計は困難である。
そこで、上流側出口と下流側入口とを堰の上流側及び下流側の水中にそれぞれ浸漬し、河川の水位変動によって、流速に影響を受けないサイフォンの原理を用いた魚道が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実用新案登録第３１３１９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の魚道は、魚の遡上経路となるパイプ（導管）内に、複数の隔壁板と隔壁管がロープで交互に連結して形成される魚の休息室を備えており、各隔壁板はパイプの内周部と密接配置されているので、隔壁板に木の葉等のごみが詰まりやすい。また、ごみ詰まりを取り除くため、ロープを引張って隔離板をパイプから外に取り出そうとすると、隔離板とパイプの内周部との間に詰まったごみが、摩擦を発生させ、隔離板が取り出せなくなったり、隔離板が破損したりすることがあり、メンテナンス性の観点において、問題があった。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされるもので、河川の水位変動により流速に影響を受けるのを防止すると共に、メンテナンス性に優れるサイフォン式パイプ魚道を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的に沿う本発明に係るサイフォン式パイプ魚道は、河川に設けられた段差の上流側の水中に浸漬する入水口と、前記段差の下流側の水中に浸漬する出水口を備える屈曲可能なパイプと、前記パイプの端部又は中間位置に設けられ、魚路を形成する直径が前記パイプの内径の１／５〜４／５の開口部を有する流速調整手段と、前記パイプを少なくとも前記河川の段差の上流側又は前記河川の段差に固定する支持部材とを有する。
【０００７】
本発明に係るサイフォン式パイプ魚道において、前記流速調整手段の開口部は、拡径端がストレート部の内側に固定された円錐台状のテーパー部の縮径端に形成されているのが好ましい。
【０００８】
本発明に係るサイフォン式パイプ魚道において、前記テーパー部の縮径端が上流側を向いているのが好ましい。
【０００９】
本発明に係るサイフォン式パイプ魚道において、前記ストレート部の少なくとも一端部には雄ねじ又は雌ねじが形成されて、分割された前記パイプの端部に設けられているストレートパイプとねじ結合可能となっているのが好ましい。
【００１０】
本発明に係るサイフォン式パイプ魚道において、前記パイプの内径は９０〜３００ｍｍの範囲にあって、前記開口部を含む前記テーパー部の全長は５０〜３００ｍｍの範囲にあるのが好ましい。
【００１１】
本発明に係るサイフォン式パイプ魚道において、前記入水口には魚が通過可能なごみ除けが設けられているのが好ましい。
【００１２】
本発明に係るサイフォン式パイプ魚道において、前記パイプの一部又は全部は蛇腹ホースからなるのが好ましい。
【００１３】
本発明に係るサイフォン式パイプ魚道において、前記流速調整手段は、前記パイプの途中に１又は複数設けられ、通過する水の流速が前記パイプで１〜２ｍ／秒の範囲に調整されているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜８記載のサイフォン式パイプ魚道は、河川に設けられた段差の上流側の水中に浸漬する入水口と、段差の下流側の水中に浸漬する出水口を備えるパイプを有するので、サイフォンの原理を利用して、入水口から流入した水を出水口から送り出すことができ、河川の水位変動が生じてもパイプに安定した流量（流速）の魚路を確保可能である。
また、パイプは屈曲可能であるので、河川の段差の形状に合わせてパイプを屈曲して、様々な形状の段差（例えば、堰）に対応できる。
更に、流速調整手段の開口部の直径がパイプの内径の１／５〜４／５であるので、開口部で水の流量を制限して、パイプを流れる水の速度を調整することができる。
【００１５】
特に、請求項２記載のサイフォン式パイプ魚道は、流速調整手段の開口部が、拡径端がストレート部の内側に固定された円錐台状のテーパー部の縮径端に形成されているので、入水口から流入した水は全て、水の通過量を制限する開口部を通過して出水口に向かうことになり、流速調整手段によって確実に水の減速を行うことができる。
【００１６】
請求項３記載のサイフォン式パイプ魚道は、テーパー部の縮径端が上流側を向いているので、遡上する魚を、テーパー部の縮径する傾斜に沿って、確実に開口部に誘導することが可能である。
【００１７】
請求項４記載のサイフォン式パイプ魚道は、ストレート部の少なくとも一端部には雄ねじ又は雌ねじが形成されて、分割されたパイプの端部に設けられているストレートパイプとねじ結合可能となっているので、サイフォン式パイプ魚道の設置後、開口部にごみが詰まった場合には、ストレートパイプとストレート部のねじ結合を解除して、容易かつ短時間の作業により、ごみ詰まりを取り除くことができ、メンテナンスコストを抑制可能である。
【００１８】
請求項５記載のサイフォン式パイプ魚道は、パイプの内径が９０〜３００ｍｍの範囲にあるので、パイプの移動や設置の際、パイプを容易に扱うことができる。
【００１９】
請求項６記載のサイフォン式パイプ魚道は、入水口にごみ除けが設けられているので、入水口からのごみの浸入を防止でき、開口部等へのごみ詰まりを抑制可能である。
【００２０】
請求項７記載のサイフォン式パイプ魚道は、パイプの一部又は全部が蛇腹ホースからなるので、屈曲角度を微調整して、パイプを段差の形状に沿って設置することが可能である。
【００２１】
請求項８記載のサイフォン式パイプ魚道は、流速調整手段が、パイプの途中に１又は複数設けられ、通過する水の流速がパイプで１〜２ｍ／秒の範囲に調整されているので、一般的に魚の遡上に適する１〜２ｍ／秒の流速をパイプ内に確保可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るサイフォン式パイプ魚道の説明図である。
【図２】同サイフォン式パイプ魚道の流速調整手段の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るサイフォン式パイプ魚道の説明図である。
【図４】同サイフォン式パイプ魚道の流速調整手段の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るサイフォン式パイプ魚道１０は、河川に設けられた堰（段差の一例）の上流側の水中に浸漬する入水口１１と、堰の下流側の水中に浸漬する出水口１２を備える屈曲可能なパイプ１３と、パイプ１３の中間位置に設けられ、魚の遡上する魚路を形成する直径がパイプ１３の内径の１／５〜４／５の開口部１４を有する流速調整手段１５、１６、１７、１８と、パイプ１３を堰に固定する支持部材１９とを有する。以下、これらについて詳細に説明する。
【００２４】
パイプ１３は、上流側から下流側に順に配置された第１、第２、第３のパイプ２１、２２、２３によって構成されている。第１、第２、第３のパイプ２１、２２、２３は、それぞれプラスチック製の屈曲性を有する蛇腹ホースからなり、その内径Ｌは、９０〜３００ｍｍの範囲、例えば、２００ｍｍである。
第１のパイプ２１の基部（上流側端部）は、堰の上流側の水中に浸漬され、水が流入する入水口１１が設けられ、第３のパイプ２３の先部（下流側端部）は、堰の下流側の水中に浸漬され、入水口１１から流入した水を堰の下流側に流出する出水口１２が設けられている。
【００２５】
入水口１１は、出水口１２より高い位置（例えば１．５ｍ）に配置されており、入水口１１から流入した水は、サイフォンの原理によって、第１、第２、第３のパイプ２１、２２、２３を通り、出水口１２から出水される。
パイプ１３の一部は堰の頂部に配置され、入水口１１より高い位置にあるが、サイフォンの原理により入水口１１から流入した水は、パイプ１３内を隙間なく出水口１２に向かって流動するので、堰の頂部を越える流路を形成でき、越流のない堰であっても、堰を加工することなく、魚の遡上経路を確保可能である。
【００２６】
第１のパイプ２１は、堰に取り付けられたワイヤ等からなる支持部材１９によって、堰に固定され、入水口１１を所定位置に固定している。また、入水口１１には、魚が通過可能な粗い目の網状のごみ除け２４を取り付けている。
なお、本実施の形態では、入水口１１及び出水口１２を、通常（増水時又は渇水時でない）の河川水位で、水深６００ｍｍ及び水深５００ｍｍの位置にそれぞれ配置しているが、入水口１１及び出水口１２の水面からの深さは、サイフォン式パイプ魚道１０を設置する河川の水深や水位の変動差等によって異なる。また、ごみ除け２４は、河川を流れるごみの種類や量等によって入水口１１に設けるか否かを決めることができる。
【００２７】
流速調整手段１５、１６、１７、１８は、プラスチックにより形成され、それぞれストレート管状のストレート部２５と、拡径端がストレート部２５の内側に固定され、縮径端に管状の開口部１４が形成された円錐台状のテーパー部２６とを備えている。
また、テーパー部２６の縮径端は、上流側を向いて配置されているので、堰の下流側から上流側に向かう魚を、テーパー部２６の縮径する傾斜に沿って、開口部１４に誘導することができる。
【００２８】
第１のパイプ２１の先部（下流側端部）には、固定バンド２７によって、上流側ストレートパイプ２８の基部（上流側端部）が取り付けられ、上流側ストレートパイプ２８の先部（下流側端部）は、流速調整手段１５のストレート部２５の基側に嵌入し、第１のパイプ２１と流速調整手段１５を直列に連結している。
また、流速調整手段１５、１６の間には、両端部を流速調整手段１５、１６のストレート部２５に嵌入して、流速調整手段１５、１６を直列に連結する中間ストレートパイプ２９が設けられている。
そして、流速調整手段１６のストレート部２５の先側に基部が嵌入され、先部が、固定バンド２７によって第２のパイプ２２に固定された下流側ストレートパイプ３０が設けられている。
【００２９】
上流側ストレートパイプ２８、中間ストレートパイプ２９、及び下流側ストレートパイプ３０は、プラスチックからなり、内径が８５〜２９５ｍｍの範囲、例えば、１９０ｍｍで形成されている。流速調整手段１５、１６のストレート部２５は、内径が、９０〜３００ｍｍの範囲（例えば、２００ｍｍ）で形成され、流速調整手段１５、１６の開口部１４は、直径Ｂがパイプ１３（第１、第２、第３のパイプ２１、２２、２３）の内径Ｌの１／５〜４／５倍となっている。また、開口部１４を含むテーパー部２６の全長Ａ（開口部１４とテーパー部２６を合わせた長さ）は５０〜３００ｍｍの範囲、例えば、１００ｍｍである。
【００３０】
第２、第３のパイプ２２、２３の間には、上流側から順に、上流側ストレートパイプ３３、流速調整手段１７、中間ストレートパイプ３４、流速調整手段１８、及び下流側ストレートパイプ３５が直列接続されて配置され、上流側ストレートパイプ３３及び下流側ストレートパイプ３５はそれぞれ、固定バンド２７によって第２、第３のパイプ２２、２３に固定されている。
なお、上流側ストレートパイプ３３、中間ストレートパイプ３４、及び下流側ストレートパイプ３５はそれぞれ、上流側ストレートパイプ２８、中間ストレートパイプ２９、及び下流側ストレートパイプ３０と同じ形状、大きさ及び材質で形成されている。
【００３１】
ここで、第１、第２のパイプ２１、２２の間、及び第２、第３のパイプ２２、２３の間には、それぞれ同数（本実施の形態では２つ）の流速調整手段が設けられているが、必ずしも同数である必要はなく、例えば、第１、第２のパイプ２１、２２の間に流速調整手段を３つ以上設ける場合には、中間ストレートパイプを増やして、各流速調整手段を直列に連結でき、流速調整手段を一つ設ける場合には、中間ストレートパイプは不要となる。
パイプに設ける流速調整手段の数は、パイプを通過する水の流速が、一般的に魚の遡上に適する１〜２ｍ／秒の範囲（例えば１．５ｍ／秒）になるように、例えば、サイフォン式パイプ魚道の設置計画の作成時に仮決めされ、設定現場での流速の実測により最終決定される。
【００３２】
サイフォン式パイプ魚道１０には、プラスチック製の第１、第２、第３のパイプ２１、２２、２３、流速調整手段１５、１６、１７、１８、上流側ストレートパイプ２８、３３、中間ストレートパイプ２９、３４、及び下流側ストレートパイプ３０、３５が使用されており、ステンレス等により形成されるのと比較して軽量なため、サイフォン式パイプ魚道１０は、クレーン車等の重機を要することなく、容易に、かつ短時間で設置可能である。
【００３３】
サイフォン式パイプ魚道１０を河川の堰に設置する場合、まず、出水口１２をビニールシート等で密閉し、第１、第２、第３のパイプ２１、２２、２３を屈曲して、他の部材、部品に比べて最も高い位置にした入水口１１から水を流入することによって、サイフォンの原理を利用可能な状態、即ち、出水口１２から入水口１１までを水が一杯に満たされた状態を作る。そして、出水口１２から入水口１１まで水が一杯に満たされた状態で、入水口１１及び出水口１２を、入水口１１が出水口１２より高くなるように水中に浸漬させ、出水口１２からビニールシートを取り外して、支持部材１９を第１のパイプ２１に巻きつけて堰に固定することにより、堰の頂部を越える流路（魚路）が設けられる。
【００３４】
サイフォンの原理を利用した流路が設けられた後は、河川の水位が変動しても、入水口１１又は出水口１２が水面から出ること等がない限り、安定した流量をパイプ１３に保持することができ、増水時と渇水時の両方において、魚の遡上可能な経路を確保可能である。
また、流速調整手段１５、１６（流速調整手段１７、１８についても同じ）の開口部１４に木の葉等のごみが詰まった場合には、上流側ストレートパイプ２８、中間ストレートパイプ２９、及び下流側ストレートパイプ３０との接続の一部を外して、ごみ詰まりを取り除くことができるので、設置後のごみ詰まりの除去作業を短時間で行うことが可能である。更に、ごみの取り出しだけに用いられる機構、例えば開閉扉等を流速調整手段に設ける必要がなく、流速調整手段を構成する部材、部品の点数を抑制することができる。
【００３５】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るサイフォン式パイプ魚道４０について説明する。
なお、サイフォン式パイプ魚道１０と同一の構成要素については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
図３、図４に示すように、サイフォン式パイプ魚道４０には、両端部に雌ねじが形成されたストレート部４１と、水の流れを制限する管状の開口部４２が形成され、ストレート部４１に固定されたテーパー部４３をそれぞれ備えるプラスチック製の流速調整手段４４、４５、４６、４７が設けられている。
流速調整手段４４、４５、４６、４７のテーパー部４３は円錐台状であり、ストレート部４１の内側に拡径端が固定され、開口部４２は、テーパー部４３の縮径端に形成されている。
【００３６】
また、第１のパイプ２１には、一端部（上流側端部）が固定バンド２７によって第１のパイプ２１に固定され、他端部（下流側端部）に雄ねじが形成された上流側ストレートパイプ（ストレートパイプの一例）４８が設けられ、流速調整手段４４（ストレート部４１）は、上流側ストレートパイプ４８にねじ結合され、第１のパイプ２１に直列に連結されている。
流速調整手段４４、４５の間には、両端部に雄ねじが形成され、流速調整手段４４、４５にねじ結合された中間ストレートパイプ４９が配置されている。
また、第２のパイプ２２には、一端部（下流側端部）が固定バンド２７によって第２のパイプ２２に固定され、他端部（上流側端部）に雄ねじが形成された下流側ストレートパイプ（ストレートパイプの一例）５０が設けられ、流速調整手段４５は、下流側ストレートパイプ５０にねじ結合され、第２のパイプ２２に直列に連結されている。
なお、流速調整手段４４、４５のねじ結合された各部は、シール材により水漏れが防止されている。
【００３７】
上流側ストレートパイプ４８、中間ストレートパイプ４９、及び下流側ストレートパイプ５０は、プラスチックからなり、内径が８５〜２９５ｍｍの範囲、例えば、１９０ｍｍで形成されている。流速調整手段４４、４５のストレート部４１は、内径が、９０〜３００ｍｍの範囲（例えば、２００ｍｍ）で形成され、流速調整手段４４、４５の開口部４２は、直径Ｂ’がパイプ１３（第１、第２、第３のパイプ２１、２２、２３）の内径Ｌの１／５〜４／５倍となっている。また、開口部４２を含むテーパー部４３の全長Ａ’（開口部４２とテーパー部４３を合わせた長さ）は５０〜３００ｍｍの範囲、例えば、１００ｍｍである。
【００３８】
第２、第３のパイプ２２、２３の間には、上流側から順に、上流側ストレートパイプ５１、流速調整手段４６、中間ストレートパイプ５２、流速調整手段４７、及び下流側ストレートパイプ５３がねじ結合によって直列接続されて配置され、上流側ストレートパイプ５１及び下流側ストレートパイプ５３はそれぞれ、固定バンド２７によって第２、第３のパイプ２２、２３に固定されている。
なお、上流側ストレートパイプ５１、中間ストレートパイプ５２、及び下流側ストレートパイプ５３はそれぞれ、上流側ストレートパイプ４８、中間ストレートパイプ４９、及び下流側ストレートパイプ５０と同じ形状、大きさ及び材質で形成されている。
【００３９】
流速調整手段４４、４５、４６、４７は、テーパー部４３の縮径端が、上流側を向いて配置されているので、堰の下流側から上流側に向かう魚を、テーパー部４３の縮径する傾斜に沿って、開口部４２に誘導することができる。
また、本実施の形態において、流速調整手段４４、４５、４６、４７は、ストレート部４１の両端部に雌ねじが形成されているが、雄ねじが形成された流速調整手段を用いることもでき、その場合、上流側ストレートパイプ、中間ストレートパイプ、下流側ストレートパイプには、流速調整手段の雄ねじに螺合する雌ねじが形成される。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記した形態に限定されるものでなく、要旨を逸脱しない条件の変更等は全て本発明の適用範囲である。
例えば、サイフォン式パイプ魚道の設置は、堰等の段差に限らず、河川に自然に形成された段差にも設置可能である。
また、流速調整手段の数は、４つに限定されず、サイフォン式パイプ魚道が設置される段差の高さや形状によって、個数は変更される。そして、流速調整手段は、パイプの中間位置でなく、パイプの端部に設けることもでき、パイプは支持部材によって、段差の上流側に固定されてもよい。また、パイプは全部を蛇腹ホースとしてもよいし、一部を蛇腹ホースとしてもよい。
流速調整手段の開口部は、全てを同じ大きさにする必要はなく、流速調整手段によって異なる大きさにすることができ、直径が小さくなればなるほど水の減速効果は大きくなる。
【符号の説明】
【００４１】
１０：サイフォン式パイプ魚道、１１：入水口、１２：出水口、１３：パイプ、１４：開口部、１５、１６、１７、１８：流速調整手段、１９：支持部材、２１、２２、２３：第１、第２、第３のパイプ、２４：ごみ除け、２５：ストレート部、２６：テーパー部、２７：固定バンド、２８：上流側ストレートパイプ、２９：中間ストレートパイプ、３０：下流側ストレートパイプ、３３：上流側ストレートパイプ、３４：中間ストレートパイプ、３５：下流側ストレートパイプ、４０：サイフォン式パイプ魚道、４１：ストレート部、４２：開口部、４３：テーパー部、４４、４５、４６、４７：流速調整手段、４８：上流側ストレートパイプ、４９：中間ストレートパイプ、５０：下流側ストレートパイプ、５１：上流側ストレートパイプ、５２：中間ストレートパイプ、５３：下流側ストレートパイプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川に設けられた段差の上流側の水中に浸漬する入水口と、前記段差の下流側の水中に浸漬する出水口を備える屈曲可能なパイプと、
前記パイプの端部又は中間位置に設けられ、魚路を形成する直径が前記パイプの内径の１／５〜４／５の開口部を有する流速調整手段と、
前記パイプを少なくとも前記河川の段差の上流側又は前記河川の段差に固定する支持部材とを有することを特徴とするサイフォン式パイプ魚道。
【請求項２】
請求項１記載のサイフォン式パイプ魚道において、前記流速調整手段の開口部は、拡径端がストレート部の内側に固定された円錐台状のテーパー部の縮径端に形成されていることを特徴とするサイフォン式パイプ魚道。
【請求項３】
請求項２記載のサイフォン式パイプ魚道において、前記テーパー部の縮径端が上流側を向いていることを特徴とするサイフォン式パイプ魚道。
【請求項４】
請求項２又は３記載のサイフォン式パイプ魚道において、前記ストレート部の少なくとも一端部には雄ねじ又は雌ねじが形成されて、分割された前記パイプの端部に設けられているストレートパイプとねじ結合可能となっていることを特徴とするサイフォン式パイプ魚道。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１記載のサイフォン式パイプ魚道において、前記パイプの内径は９０〜３００ｍｍの範囲にあって、前記開口部を含む前記テーパー部の全長は５０〜３００ｍｍの範囲にあることを特徴とするサイフォン式パイプ魚道。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１記載のサイフォン式パイプ魚道において、前記入水口には魚が通過可能なごみ除けが設けられていることを特徴とするサイフォン式パイプ魚道。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１記載のサイフォン式パイプ魚道において、前記パイプの一部又は全部は蛇腹ホースからなることを特徴とするサイフォン式パイプ魚道。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１記載のサイフォン式パイプ魚道において、前記流速調整手段は、前記パイプの途中に１又は複数設けられ、通過する水の流速が前記パイプで１〜２ｍ／秒の範囲に調整されていることを特徴とするサイフォン式パイプ魚道。
【請求項１】
河川に設けられた段差の上流側の水中に浸漬する入水口と、前記段差の下流側の水中に浸漬する出水口を備える屈曲可能なパイプと、
前記パイプの端部又は中間位置に設けられ、魚路を形成する直径が前記パイプの内径の１／５〜４／５の開口部を有する流速調整手段と、
前記パイプを少なくとも前記河川の段差の上流側又は前記河川の段差に固定する支持部材とを有することを特徴とするサイフォン式パイプ魚道。
【請求項２】
請求項１記載のサイフォン式パイプ魚道において、前記流速調整手段の開口部は、拡径端がストレート部の内側に固定された円錐台状のテーパー部の縮径端に形成されていることを特徴とするサイフォン式パイプ魚道。
【請求項３】
請求項２記載のサイフォン式パイプ魚道において、前記テーパー部の縮径端が上流側を向いていることを特徴とするサイフォン式パイプ魚道。
【請求項４】
請求項２又は３記載のサイフォン式パイプ魚道において、前記ストレート部の少なくとも一端部には雄ねじ又は雌ねじが形成されて、分割された前記パイプの端部に設けられているストレートパイプとねじ結合可能となっていることを特徴とするサイフォン式パイプ魚道。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１記載のサイフォン式パイプ魚道において、前記パイプの内径は９０〜３００ｍｍの範囲にあって、前記開口部を含む前記テーパー部の全長は５０〜３００ｍｍの範囲にあることを特徴とするサイフォン式パイプ魚道。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１記載のサイフォン式パイプ魚道において、前記入水口には魚が通過可能なごみ除けが設けられていることを特徴とするサイフォン式パイプ魚道。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１記載のサイフォン式パイプ魚道において、前記パイプの一部又は全部は蛇腹ホースからなることを特徴とするサイフォン式パイプ魚道。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１記載のサイフォン式パイプ魚道において、前記流速調整手段は、前記パイプの途中に１又は複数設けられ、通過する水の流速が前記パイプで１〜２ｍ／秒の範囲に調整されていることを特徴とするサイフォン式パイプ魚道。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−５２５０４（Ｐ２０１１−５２５０４Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０４９０２（Ｐ２００９−２０４９０２）
【出願日】平成２１年９月４日（２００９．９．４）
【出願人】（８０２００００３１）財団法人北九州産業学術推進機構 (187)
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月４日（２００９．９．４）
【出願人】（８０２００００３１）財団法人北九州産業学術推進機構 (187)
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