JP3896531B2 - 取水及び魚道併置型ダム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
従来からダムを構築するときには、魚道を併設することが勧められている。また、本来のダム貯溜水の取水設備として、取水ゲート、制水ゲート等が設けられており、魚道または取水ゲート、制水ゲート等は独自に開発されて来た。本発明は、取水設備と魚道とを備えた取水及び魚道併置型ダムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高堤高のダム（高ダム）の取水設備として、ダム貯溜水の水深が深いことを利用し、貯溜水質を確保する目的で、貯水池の上層（貯水池表面より温水、清水を取水）、中層（冷水、洪水時の濁水対策のため）、下層（洪水時の濁水対策と富栄養化の対策としての取水）の各層より必要に応じ任意の水位から取水する選択取水装置を併設することがある。
【０００３】
従来、選択取水装置には直線多段式ゲートや半円形多段式ゲートがある。これらは扉体を鉛直方向に連続に設置してゲートを構成するもので、任意の扉体の間を開放して取水が行えるようになっている。例えば、図２５、図２６に示すように、堤体１の上端には開閉装置２が２基設けられ、開閉装置２の各ドラム３に巻回されたワイヤ４は垂下されて５段の扉体ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ（以下、ａ，・・）のうち扉体ａ，扉体ｅと接続されている。また、扉体（ａ，・・）の貯水池側にスクリーン５が張設されている。また、開閉装置２は貯水池側に突出した一対のピア６の上部に設けられ、一対のピア６の内側には戸当り７が形成され、扉体（ａ，・・）を支持している。なお、符号８は制水ゲート、符号９は保安ゲートである。
【０００４】
このようなダムから取水するには、一例として、上層の取水は開閉装置２により扉体全体（ａ，・・）を降下させる。中層の取水は扉体ａ，ｂ，ｃ，ｄを中層取水位置まで下げ、ここから取水する。また、下層の取水は一番下の扉体ｅを上方へ動かし土木構造物上面と扉体ｅの下端の空間部より下層取水する。なお、水位が低下する場合は、扉体ａを越流水深を一定に保ちながら下げ、上層取水をする。
【０００５】
一方、ダムに併設する魚道には、一例として、固定型階段式魚道がある。これは魚道に隔壁を一定間隔に複数設置し、遡上に適した勾配にしたものであり、魚道の水面が階段式形状になる。したがって、魚道の勾配が緩く、高ダムの場合には魚道の通路長が長くなるので設置スペースを十分に確保する。図２７に示す魚道は固定型階段式魚道１０を使用したものであり、上流側にパワーシュート式魚道１１が設けられ、操作室１２には制水ゲート８、予備ゲート１３を作動させる開閉装置２が設けられている。この魚道はダム貯水池１４の水位変動があってもパワーシュート式魚道１１の勾配が自動的に変化するので、魚類の遡上を妨げることがない。
このほかダムに設置する魚道として、魚類を収容する搬送ケージをワイヤで吊り下げ、搬送ケージを昇降させて魚類の遡上の支援をする装置（索道式、エレベータ式）等がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高ダムに魚道設備を備えることは、特願平８−３３４７２９号によって提案されているところであるが、この魚道設備は堤体内に固定型階段式魚道を設け、連続してエレベータ式魚道を組み合わせたものである。この魚道設備によれば、貯溜水面の水位変動が大きくても、魚類の遡上、降下を支援することができるものである。
しかしながら、ダム本来の取水設備については、別の箇所の架構によって組み付けるものであるので、魚道設備を各々別々に構築すると工事期間が増長され、工事費用が嵩む等の問題が生じてくる。そこで、取水設備と魚道設備の共通部分を利用し、工事短縮、経費節減を図ろうとするものである。
【０００７】
本発明は、高堤高のダムにおける取水及び魚道併置型ダムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ダム堤体の貯水池側に突出するピアを設け、該ピアに支持して魚搬送用ケージを収容し昇降可能な閉断面通路体および開断面通路体をそれぞれ鉛直方向に並設し、
前記閉断面通路体の通路下端はダム下流に開口する堤体内魚道に接続し、上端は前記ピア上に設けた操作室に連絡させ、
前記開断面通路体の通路下端はピア下部のコンクリート基礎床版に固定され、上端は前記操作室に連絡し、前記操作室内に設けた巻上走行装置を介して両者の通路を連絡し、
前記ピアに支持して取水ゲートを併設し、該取水ゲートの取水部の一部流水を前記堤体内魚道に流下させたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、取水ゲートの取水部に、自動定流量装置を介して堤体内魚道の入口に流水を噴出させる呼び水配管を接続すると共に、堤体内魚道の上流側に設けた鋼製減勢工に連絡する導水管を接続したことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、貯水池水面に接する開断面通路体には左右側構面にフローチングブロックを昇降自在に接続させ、フローチングブロックには照明ランプ、フラッシング散水等の集魚装置を搭載させ、また、魚搬送用ケージの下流側側壁扉には水平噴射水の発生装置を備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、ダム堤体の貯水池側に突出する一対のピアを設け、該ピア間に取水ゲートを設けると共に、一方のピアに支持して魚搬送用ケージを収容し昇降可能な閉断面通路体を鉛直方向に並設し、該閉断面通路体の通路下端はダム下流に開口する堤体内魚道に接続し、上端は前記ピア上に設けた操作室に連絡させ、
他方のピアに支持して魚搬送用ケージを収容し昇降可能な開断面通路体を鉛直方向に並設し、該開断面通路体の通路下端はピア下部のコンクリート基礎床版に固定され、上端は前記操作室に連絡し、前記操作室内に設けた巻上走行装置を介して両者の通路を連絡し、
前記取水ゲートの直前にＬ字状壁面を構築すると共にＬ字状バイパス水路を形成し、該バイパス水路内に前記開断面通路体を収容し、バイパス水路下流端に水位変動に追従する水中ミキサーポンプを配設したことを特徴とする。
【００１２】
以上のように、高ダムを対象にした魚道では、高低差に対処することと上流側の水位変動の影響を受けないようにすることで、本案では、堤体内に固定型階段式魚道を設けることで設置スペースを外部地面に求めず、さらにエレベータ式魚道と巻上走行装置を合体することで、上昇、横行、下降という逆Ｕ字状の経路を魚搬送用ケージが移動し、変動する高所との往復を可能にしている。また、降下魚用として、上流側にフローチングブロックを配設し、魚搬送用ケージを貯水池水面に停止させた状態で、散水または水平ジェット流により集魚を容易にさせている。
さらに、選択取水設備を併設したことにより、施工の共通部分があるので、互いに重機を共用でき、また、保守点検箇所が隣どうしになるので効率が良くなる。また、魚の誘引に効果のある流れが取水により発生し、温水取水により魚の生態系に適応できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
まず、図１ないし図３を参照して高ダムの概要を説明する。
図１、図２に示すように、高ダムを構成する堤体１の貯水池１４側に突出したピア６上部に操作室１２が設けられ、その内部に設置した開閉装置２により、取水ゲート１５を開閉させるようになっている。
取水ゲート１５は図７、図８に示すように、半円形多段式であり、実施例では断面半円形の扉体ａ，ｂ，ｃ，ｄ（４段）を使用している。取水ゲート１５の周囲にはスクリーン架構１６が設けられ防塵スクリーン１７を設置している。なお、符号１６ａは保守点検用足場である。
【００１４】
また、図４、図５、図７に示すように、堤体１内には取水ゲート１５とピア６との内側下部に、下流に向けて配設された利水放流管１８が開口され、制水ゲート（修理用ゲート）８が取り付けられている。この制水ゲート８は操作室１２内の巻上機２ｂで作動させる。また、ピア６下部の外側に設けた保安ゲート９は、操作室１２に配置した巻上機２ｃにより昇降される（図１０参照）。
そして、利水放流管１８の下流側には連続して放流水路１９が形成され、利水放流管１８と放流水路１９の接続部に利水放流設備２０が設けられ、主ゲート２１、副ゲート２２が備えられている。
【００１５】
通常、制水ゲート８は操作室１２床面下の休止フックにより吊下げられ、取水部下流に設けた利水放流管１８および利水放流設備２０、放流水路１９の保守、点検を行う場合に休止位置より巻下げ、利水放流管１８の呑口を閉塞する。
保安ゲート９は、取水部の内外水位差が設計値より大となったときに自動的に開放するゲート９ａを内蔵している。内外水位差が規定値になると自動的に閉め切られ設計水位差を維持する。また、符号２６は低水位取水ゲートである。
なお、利水放流設備２０の保守、点検時に、河川維持用水を確保するため、主・副ゲート２１，２２を迂回するバイパス管２３（図５、図９参照）が並設されている。また、バイパス管２３に主・副バルブ２４，２５が設けられている。なお、図４、図５の符号５４は空気管である。
【００１６】
また、高ダムには取水ゲート１５のほか、魚道が設けられているのでその概要を図１ないし図３に基づいて説明する。
【００１７】
図１、図２に示すように、堤体１内に断面矩形状の固定型階段式魚道１０が形成され、階段式魚道１０の魚道入口は高ダム下流の減勢工２７の上流側に位置し、減勢工２７の導流壁にある角度を持って堤体１内に進入している。また、減勢工２７の下流に副ダム２８が設けられトンネル部に水流が形成される。なお、階段式魚道１０を円形内張り鋼管で形成することで施工費を抑えることができる。また、階段式魚道１０には平行して呼び水用配管２９を配設し、魚道入口で呼び水を吐出させる。
【００１８】
また、魚道入口近傍には魚道用制水ゲート３０が設けられ、さらに上流で水路（魚道）を弯曲させ、上流に向かって直線上の水路を形成させている。さらに水路は、２か所の弯曲部を経て堤体１内の中央下部に配した集魚槽３１に連絡されている。また、この階段魚道は一定間隔で隔壁３２を設け、魚道勾配は魚の遡上に適した角度とし、全長にわたって天井に一定間隔で照明ライト３３が設置されている。集魚槽３１の上流側は、取水ゲート１５に並設した搬送用円形通路（閉断面通路体）３４の下部の基礎コンクリートに形成した垂直通路３５（図４参照）と連絡されている。すなわち、円形通路３４および垂直通路３５は、図２、図７（ａ）に示すように、取水ゲート１５の内側内部の中心部に位置して鉛直に設けられ、通路内を魚搬送用ケージ３６が昇降するようになっている。なお、階段式魚道１０の円形通路３４下部に至るルートは堤体強度を勘案し決定される。
【００１９】
図１、図４に示すように、垂直通路３５の下部側面には集魚槽３１が設けられ、集魚槽３１に対向して鋼製減勢工３７が設置されている。そして、円形通路３４の上端は操作室１２内に開口している。
【００２０】
図２、図３、図１０に示すように、操作室１２は貯水池側に突出し、床面はダム天端標高と同一レベルとし、その下部に取水ゲート１５と、ケージ３６の搬送用案内架構（開断面通路体）３８が並設され、鉛直に取り付けられている。また、操作室１２には巻上走行装置３９が設けられている。巻上走行装置３９はケージ３６の巻き上げ機を載置した台車４１と、台車４１下のケージ３６を円形通路３４および案内架構３８の中心間を移動するのに必要なレール４０とを備えている。また、案内架構３８は堤体１下部まで延長され、水面に当たる箇所にフローチングブロック（浮体）４２が水位に追従して自由に取り付けられている。
【００２１】
次に、取水ゲート１５およびその周辺の細部を説明する。
図４、図６、図７（ａ）に示すように、一対のピア６間に内側から順に最上段の扉体ａ、中間部の扉体ｂ，ｃ、最下段の扉体ｄが重なり、各扉体のローラー４３を堤体１に埋設されたレール４４に係合させている。
図４、図６に示すように、取水ゲート１５の最上段の扉体ａの呑口（取水盤）４５は水理的に良好な流れを創成するベルマウス形状（周壁が外側（遠心方向）に屈曲した円弧状）とし、この場合、最低水位Ｌ．Ｗ．Ｌから取水盤４５までが取水深ｈとなる。常にこの取水深ｈを保持しながら水位変動に取水ゲート１５が追従する。また、最上段の扉体ａには取水盤下部の左右に滑車４６を設け、この外側に最下段の扉体ｄ（ピン４７）に係合する吊り上げフック４８が設けられ、吊り上げフック４８には自動嵌脱用カウンターウエイト４９が設けられている。
【００２２】
また、図６に示すように、各扉体に上段補剛桁５０、下段補剛桁５１が形成され、下段補剛桁５１の下部には水密ゴム５２が取り付けられている。
通常は、最上段の扉体ａの下段補剛桁５１に中間部の扉体ｂの上段補剛桁５０が引っ掛けられ、さらにその中間部の扉体ｂの下段補剛桁５１に次の中間部の扉体ｃの上段補剛桁５０が引っ掛けられる。さらにその中間部の扉体ｃの下段補剛桁５１に最下段の扉体ｄの上段補剛桁５０が引っ掛けられ、全体形状としてすだれ状に配置される。
図６、図７（ｂ）に示すように、水密は、最下段の扉体ｄの下端水密ゴム５２が基礎コンクリートに埋設した戸当り５３に接触した状態で、各扉体の間は扉体間水密ゴム５２ａ、側部水密ゴム５２ｂ、戸当り側部水密ゴム５２ｃ，戸当り５３ａ、戸溝間閉塞板５３ｂにより保たれる。
【００２３】
次に、魚道およびその周辺の細部を説明する。
ケージ３６は鋼板により製作され、図１４ないし図１７に示すように、上・下流面に相当する両側壁に円弧状の側壁扉５４を設け、側壁扉５４の開閉装置５５がケージ上部架構に２基設けられている。また、ケージ上部架構には、散水装置５６、集魚用ランプ５７、プーリー５８を設け、また下流側壁扉５４には水平ジェット噴射用配管５９を設けている。
【００２４】
集魚槽３１は図４に示すように一定の長さに設けられ、階段式魚道１０を遡上してきた魚の集合と休息を取るための場所としている。
図４，図１８に示すように、集魚槽３１の上面両側に形成した縁道に、追い込み装置６０の一対のレール６１が設けられている。追い込み装置６０の台車６２には、追い込み網６３を集魚槽３１の水中に入れる差し込み装置６４を載置している。
【００２５】
円形通路３４の内部は鉛直荷重、水圧荷重および地震時荷重に対し安全な構造にされている。すなわち、図７、図８に示すように、常時満水位より高い位置（スクリーン架構１６の上部）に鋼床板６５をピア６間に架設し、円形通路３４の上部を支持し、円形通路３４の中間部には、左右のピア６に各々渡設し、取水流の流れを乱さないように流線形状のへん平断面を持つ鋼製連結部材６６によって円形通路３４を固定している。
なお、鋼床板６５は取水ゲート１５、制水ゲート８の保守、点検用足場を兼用する。
円形通路３４の後方（水流に対し下流側）には、外周を内張り鋼板で垂直面を形成し、その下流側端部を接続した左右対称の整流板６７を設け、この内部は鉄筋コンクリートまたは内張り鋼板にジーベルを溶接しコンクリートを充填した構造とする。また、前述したように、円形通路３４の下部は基礎コンクリートで固定されている。
【００２６】
取水ゲート１５に並設した案内架構３８は、立設した４本の主柱を備え、鋼管を使用したトラス構造となっており、この内部をケージ３６が上下移動するようになっている。
図２２に示すように、案内架構３８の架構上流面の両側主柱には魚用人工水路６８の引っ掛け軌条６９を溶接し、また、案内架構３８の架構左右面の両側主柱にはフローチングブロック４２の接続用の案内軌条７０を溶接している。
架構上流面の両側主柱には、へん平形円管３８ａを水平連結材として使用し、また、案内架構３８の内側中央に左右に軌条７１を設け、ケージ３６の上下移動の安定を図っている。また、架構上流面の内側の左右に魚誘導網７２を取り付けている。
【００２７】
図１，図２，図５，図９に示すように、堤体１内には監査廊７３が設けられており、監査廊７３の縁側に自動定流量装置７４を設け、隣接して利水放流設備２０が設けられている。
自動定流量装置７４は取水ゲート１５内の取水部下流側に開口する供給管７５（図４参照）と接続され、内部にはポンプ７６、流量設定弁、シリンダ、圧力調整弁が併置され、自動定流量装置７４からの流出水は導水管７７により鋼製減勢工３７に接続され、また、導水管７７は鋼製減勢工３７に貫入する手前で分岐して呼び水用配管２９に接続している。
【００２８】
図９、図１３に示すように、導水管７７は、高さ方向に４〜５段の箱形室７８を形成した鋼製減勢工３７の最下段箱形室７８の左岸側側壁を貫通し、先端は右岸側側壁近傍まで延び、端部は閉塞している。
図１２、図１３に示すように、箱形室７８に貫入した導水管７７は円周方向には上下左右その中間位置にオリフィス孔７９を設けている。
鋼製減勢工３７は図１１に示すように、円弧状側壁８０を有し、最下段箱形室７８の天井部は縦横の一定ピッチにオリフィス孔７９を開けた阻流板８１が取り付けられ（図１１（ａ）参照）、さらに、その上の阻流板８１には１／２ピッチ交互にずらした位置にオリフィス孔７９を配している（図１１（ｂ）参照）。このように、オリフィス孔７９を１／２ピッチずらして阻流板８１が複数取り付けられている。なお、阻流板８１の縁部に水抜き孔８２が開けられている。
【００２９】
フローチングブロック４２は鋼製の浮体構造にされ、図１９ないし図２１に示すように、案内架構３８の案内軌条７０に、フローチングブロックに取り付けた引っ掛け金物８３で上下動自在に接続されている。これにより、フローチングブロック４２は水位変動に追従し水面上に位置される。
フローチングブロック４２にはその上面に集魚用ランプ５７、水中ポンプ８４が設けられ、フローチングブロック４２に設けた枝部材８５は水平に回動自在な片持ちトラス架構とし、フラッシング状散水を行う散水管８６が支持され、散水位置を変えることが可能である。
フローチングブロック４２下流側に設けた魚侵入防止金網８７（図１９参照）は案内架構３８と堤体１間に迷入する魚類の進入防止と塵埃の巻き込みを防止するために設けている。
【００３０】
次に、取水ゲート１５の作用を説明する。
ｉ）上層取水（貯水面からの清澄水・温水を取水する）
通常、取水ゲート１５は貯水面から規定の取水深ｈを差引いた位置に最上段の扉体ａの呑口４５面を保ち、前述の如く各々扉体（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の下段補剛桁５１に上段補剛桁５０を引っ掛け「すだれ状」に配置し、最下段の扉体ｄ下端は底部コンクリート面に埋設された戸当り５３に接触している。
上下の水位変動につれて扉体ａは，堤体貯水面側に設けた水位計を介し開閉装置２の運転により規定の取水深ｈを保ち乍ら変動に追従し計画取水量を呑口（取水盤）４５より取水する。
ii) 中層、下層取水
中層取水の場合は貯水池水深の中間位置まで扉体ａの呑口４５を下げ、中層位置での貯溜水を取水する。
下層取水の場合は底部コンクリート面より所要高さ迄、「すだれ状」になっている一連の扉体（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を巻上げ、扉体ｄの底部より取水する。
【００３１】
取水ゲート１５を常時満水位以上のレベルに巻き上げて保守点検を行う場合は、図６に示すように、カウンターウエイト４９を人力で嵌方向にセットし最上段扉体ａを巻下げ、最下段扉体ｄの上部に設けたピン４７に自動的に嵌合させ、扉体（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を一括たばねた状態で保守レベルの床面迄巻上げ保守点検を行う。
保守点検終了後通常の取水位置に扉体（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を移動する場合は、カウンターウエイト４９を脱方向にセットしてから巻下げ、最下段扉体ｄの下端が底部コンクリート面に着床すれば、吊り上げフック４８が嵌脱機構によりピン４７から外れることになる。
ピン４７から吊り上げフック４８が外れた後にワイヤ４を巻上げてゆくと、最下段扉体ｄは着床しており、最上段扉体ａは中間の扉体ｂ，ｃを吊り下げたまま上昇し、所要のレベルで停止して規定量の取水を行うことができる。
【００３２】
従来の半円形または直線多段式ゲートの場合、最上段ゲート呑口直上に整流板を設け取水時に発生する空気吸込を防止しているが、本案では、呑口中心位置に円形通路構造物を配することにより、かかる空気吸込み現象を回避することができる。
また、円形通路構造物の後方に整流板を対称に設けることにより、水流を利水放流管１８の呑口に円滑に誘導することができる。
【００３３】
次に、高ダム用魚道装置の作用を説明する。
本案は遡上・降下魚の移動障害となる高ダムに魚類の搬送設備を設け、堤体内の階段式魚道１０を遡上した魚をケージ３６に確実に収客、上流貯水池に解放する。また降下魚は集魚・誘導の手段を有するフローチングブロック４２を介してケージ３６内に誘われ、搬送手段により堤体内魚道の集魚槽３１に解放され、階段式魚道１０の流れに沿ってダム下流に流下させる。
【００３４】
階段式魚道１０には鋼製減勢工３７により遡上・降下魚に適した流速と良好な水理的流れを作り、一方、魚道入口には魚類の向流性を刺戟し、遡上能力をより高めるため、魚道に平行し流速の大きい流水を呼び水として呼び水用配管２９より流出させる。
これらの流水は取水ゲート１５の取水部から導水し、貯水上層の温水が自動定流量装置７４（特願平８−３３４７２９号参照）に流入する。温水は自動定流量装置７４の導水管７７より必要流量が流下される。温水流は魚の生態系に最も適しており、冷水の取水を避けるために温水取水設備を別に設けることもない。
【００３５】
鋼製減勢工３７では、導水管７７のオリフィス孔７９から圧力水が噴出され、噴出した流水は直上の阻流板８１に設けたオリフィス孔７９から流出し、さらに直上の阻流板８１のオリフィス孔７９を通過し、漸次減勢され最上段水面では静水面となり、静水が周囲側壁の切欠き部から落下する。そして、階段式魚道１０を通過してダム堤外に流出する。
【００３６】
貯水池側では、フローチングブロック４２のフラッシュ状の散水により、遡上魚に対してケージ３６内から貯水池１４側に誘い出す効果があるが、散水管８６の位置を変え、案内架構３８上流面にフラッシュ状の散水を行い、降下魚を誘引させ、貯水池１４からケージ３６内への誘導と集魚を行うことができる。夜間時、集魚用ランプ５７を併用する。
また、ケージ３６の下流側側壁に設けた水平ジェット噴射用配管５９から噴出するジェット流は、降下魚をケージ３６内に集める効果があり、ケージ上部にある散水装置５６と集魚用ランプ５７も同様の効果がある。
【００３７】
次に、遡上魚の収容と搬送手順について説明する。
まず、遡上魚は魚道入口の呼び水用配管２９から噴射した呼び水に誘引され、堤体内階段式魚道１０を遡上する。階段式魚道１０では天井の照明ライト３３により遊泳を促し、集魚槽３１と円形通路３４に連通する垂直通路３５下部を遊泳、滞留しているものとする。
このとき、自動定流量装置７４により、取水ゲート１５取水部から温水を流入させ、減勢工３７上部からの落下水による流れと呼び水が常に作られている。
このような状況の中で、ケージ３６を着床し、下流側側扉５４を引上げ、集魚槽３１と交通出来る状態とする。追い込み装置６０は集魚槽３１の下流側位置に配置され、追い込み網６３を引き上げておく。
【００３８】
一定時間経過後、追い込み網６３を水中に入れ、台車６２を上流側位置まで走行させる。そして、下流側側扉５４を閉め、遡上魚をケージ３６内に強制収容する。
収容後は巻上走行装置３９により、ケージ３６を操作室１２まで引上げ、台車４１を横行させて案内架構３８中心位置で停止させる。次にケージ３６を引下げ貯水池水面に一致させて停止し、上流側側扉５４を引上げ貯水池１４と交通させる。
【００３９】
ケージ３６内の魚はフローチングブロック４２の散水管８６から噴射した散水により刺戟され、ケージ３６から貯水池１４側へと移動する。このとき、魚用人工水路６８を案内架構３８に接続させれば遡上魚をより遠方に、アバー（防塵装置）を越えて上流側に移動させることができる。このサイクル操作を繰返すことにより遡上魚の上流への移動が可能である。
一定時間経過後、上流側側壁扉５４を閉め切ることになるが、その時期に降下魚が遊泳していれば、ケージ３６内に降下魚を収容することになる。
一定時間経過後は前述の手順の逆でケージ３６を円形通路３４の下方底部まで移動し、遡上魚の収容に備える。このとき、ケージ３６内に降下魚が収容されていれば、降下魚は集魚槽３１に放流される。
【００４０】
次に、降下魚の収容と搬送手順について説明する。
搬送手順を説明する前に案内架構３８に接続したフローチングブロック４２からフラッシュ散水が貯水面に落下しており、貯水池水面に合せ停止させたケージ３６の前面水域に降下魚が遊泳、集魚しているものとする。なお、夜間ならば併設された集魚用ランプ５７も点灯させている。
次に、上流側壁扉５４を開け、散水し、かつ、下流側側壁扉５４の水平ジェット噴射用配管５９から水平噴流を噴出させる。夜間ならば集魚用ランプ５７を点灯する。この状態を一定時間続けることにより、より一層魚類を刺戟し、ケージ３６内に誘引できる。
【００４１】
一定時間経過後、上流側側壁扉５４を閉め切り、降下魚を収容したままケージ３６を巻上げ、操作室１２内を移動させ、円形通路３４内を降下させて下方底面に着床させる。そして、ケージ３６の下流側側壁扉５４を吊り上げ、流れのある集魚槽３１に魚を解放する。そして、降下魚は堤体内階段式魚道１０を通って堤外下流に移動する。このサイクル操作を繰返すことにより降下魚の下流への移動が可能である。
さらに、一定時間経過後に下流側側壁扉５４を閉め切ることになるが、その時期に遡上魚が遊泳していれば、ケージ３６内に遡上魚を収容することになる。
このケージ３６は手順により案内架構３８を降下させ貯水池水面に停止、上流側側壁扉５４を引上げる。このとき、遡上魚を収容していれば遡上魚は貯水池に解放されることになる。
【００４２】
また、通常の取水設備に設ける足場１６ａと鋼床版６５とにより、諸ゲートの保守、点検に充分な広さが確保でき、同時に、鋼床版６５、連結部材６６によって、円形通路３４を堅固にさせている。
また、円形通路３４下流に、内部を鉄筋コンクリートまたはジーベルを溶接した鋼板にコンクリートを充填した構造とした整流板６７を設けることにより、取水流の流れを良好にすると共に円形通路３４の剛性を高め、水流方向の地震時荷重に対し強度を確保できる。
【００４３】
また、円形通路３４下部からダム本体減勢工２７の始点まで堤体内を貫通した階段式魚道１０を設けているので、堤体外に、遡上に適した勾配でダム頂までつづら折りに構築するコンクリート製魚道よりも魚道長さが著しく短縮され、魚道の施工費が低減できる。なお、前述したように、内筒形状の内張り鋼管を連続に組み付けて堤体内魚道を構成することで、土木施工費が低減できる。
【００４４】
実施例の高ダムでは、案内架構３８の内部にケージ３６を昇降させることにより、貯水池水面の水位変動が非常に大きな場合、例えば約２２ｍの場合でも対応できるものであり、従来よりも対応巾が大きくとれることである。
また従来方式のセクター式魚道（図２７参照）で水位変動に追従しようとすると、堤体に変動巾プラス余裕高に相当する高さの魚道水路を設ける必要があり、水路高さの如何によっては堤体強度に影響をあたえるものである。よって、設定変動幅はおのずから制限を受ける。本案の優位性がここにある。
【００４５】
また、本案では、自動定流量装置７４を設け、貯水池１４の水位変動があっても、設定流量を一定に流下させ、この圧力水を鋼製減勢工３７を介し堤体内階段式魚道１０を流下させ、かつ、呼び水として利用している。
さらに、自動定流量装置７４へは、取水ゲート１５の取水部より温水を導水することができるので、冷水による魚の遊泳力を低下させることを防いでいる。
【００４６】
取水装置と魚道装置をダムに併設する場合、実施例では、取水ゲート１５の取水部と魚道の上流側構造物を１ブロック区画（通常、幅１５ｍ，横継ぎ目の間隔）内に設置するので、各々を単独で据え付ける場合よりも本体打設スケジュールへの影響は小さいという利点がある。また、堤体上流側に突出する装置形状が１か所のみとなるので周囲の景観を乱すことなく、景観設計となる。
さらに、設置施工されるべき両者の各要素が１区画に集中し、内側から外側へと各要素を順序よく据え付けることにより、荷役重機の移動距離も短く、足場等も近距離での転用が可能であり、作業効率が良く安全面に留意しながら作業を進めれば据え付け工費は低減できる。
【００４７】
通常、魚道には魚類の生態系に適した水温の流水を流出させる必要があるが、本案では、両装置を組み合わせることにより、取水部から上層の温水を魚道に導水することができ、別途の温水取水装置が不要となる。
本案では、操作室に両装置の開閉装置２、巻上搬送装置３９が配置され、堤体上流面には取水ゲート１５、円形通路３４、案内架構３８が隣接しており、また、堤体下部には、利水放流設備２０と自動定流量装置７４、堤体内魚道上流端には鋼製減勢工３７、追い込み装置６０が隣接設置されているので、これらの集中管理ができ、保守、点検が容易になる。
【００４８】
次に、一対のピア６間に取水部を配し、両側に円形通路３４と鉛直通路（案内架構３８）を配置した高ダムについて図２３、図２４を参照して説明する。
ピア６間には、直線多段式ゲートを設け、扉体（ａ，ｂ，・・）をすだれ状に作動させる。ピア６の左岸（図面上、上部位置）にはピア内部に円形通路３４が形成され、集魚槽３１、階段式魚道１０が連絡されている。また、ピア６の右岸（図面上、下部位置）には側壁に沿って鉛直通路８８（案内架構３８）が設けられている。なお、追い込み装置等、上記実施例と共通に設置可能なものは説明を省略する。
【００４９】
図２３、図２４に示すダムに共通してピア６の左岸にフローチングブロック４２が設けられ、装備した水中ポンプ８４、散水管８６によりフラッシング散水をして降下魚を誘引させる。また、集魚用ランプ５７も取り付けられている。
【００５０】
図２３に示すように、ピア６の上流面は中央に取水口スクリーン１７が設けられ、全体として一面構造になっている。そして、取水口スクリーン１７上流面に沿い、右岸上流面に対向するＬ型コンクリート面８９を構成し、取水口の取水水流に直角な方向にバイパス用の流れを創成している。Ｌ型コンクリート面８９は高さ方向に数か所連結部材８９ａによって堤体１と結合されている。
バイパス水路９０はピア側壁とＬ型コンクリート面８９で形成し、水路出口にフローチングブロック９１を設け、フローチングブロック９１に水中ミキサーポンプ９２を搭載している。水中ミキサーポンプ９２を作動させることにより、バイパス水路９０に水流が発生する。
【００５１】
バイパス水路９０には、ケージ３６を昇降させるための鉛直通路８８が交差し、鉛直通路８８の貯水池水面に位置した箇所にケージ３６が定置される。ケージ３６は上・下流側側壁扉５４を引き上げ、ケージ３６内を流水が通過するようになっている。そして、下流側側壁扉５４位置にケージ３６の可動に支障とならぬ位置に魚の散逸を防ぐための金網９３を鉛直通路に沿って取り付けている。
【００５２】
このバイパス水路９０の流れは降下魚を確実にケージ３６内に捕捉しておくためのもので、一定時間経過後、降下魚は金網９３の前面に集合することになり、上・下流側側壁扉５４を閉め切り、ケージ３６内に魚を収容する。その後、巻上走行装置３９により円形通路３４に搬送される。
この場合、降下魚は流れに沿って降下して行くと考えられるため、下流側側壁扉５４には水平ジェット流用配管は設けない。
この取水口スクリーン１７を通過する流れと直角方向に設けるバイパス水路９０の組み合わせは降下魚をより確実に降下させる効果がある。
【００５３】
一方、Ｌ型コンクリート面８９を構築せずに、図２４に示すように、ピア６側壁に案内架構３８を設け、案内架構３８の主柱と堤体１にレール９４を設けてフローチングブロック９５を昇降自在に配置し、フローチングブロック９５の上流側に整流用側鋼板９６を取り付けて略Ｌ状のバイパス水路９０を形成する。この場合、水中ミキサーポンプ９２はフローチングブロック９５の堤体側に搭載し水中に位置させる。
景観上からすると、図２４に示す魚道の方が堤体上流面からの突出部分が小さく堤体上流面になじんだ形状となる。
さらに、案内架構３８が構築の都合により、ピアより離れる場合は、堤体から側鋼板を延設し、案内架構３８の主柱と連結する。また、案内架構３８の長さは水位変動の低位までであるので、重量負担が少なく移動設置はそれほど困難ではない。また、バイパス水路９０の入口は取水口から離れるので、整流用側鋼板９６を延長するか、バイパス水路９０を省略するようにする。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したものであり、一対のピア間（堤体標準横継ぎ目間隔、例えば１５ｍ程度に相当する）に取水装置および魚道装置を設置するので、堤体の他ブロック打設スケジュールに影響を与えることなくダム完成期日に合わせ独自の施工計画が組める。
また、取水装置および魚道装置が併設されるので、据え付け用重機の高能率の運用、足場等近い距離の移動可能で、作業性が良く、施工費を低減できる。また、装置完成後は、両者が１か所に配置されているので、保守、点検等の集中管理ができる。
さらに、堤体上流面より突出する構造物が１か所のみとなるので周辺土木構造形状に合致でき景観設計となる。
【００５５】
取水ゲートの基礎コンクリートおよび足場と円形通路の支持部材が共通化され、剛性強度を高くすることができ、また、取水部呑み口から表層取水した温水を自動定流量装置により、堤体内の魚道に流下することができるので、水温が低くて魚の遊泳能力が低下することを防止できる。
また、取水部呑み口に隣接して魚収容の搬送ケージを貯水面に合わせ、停止し待機させるので、降下魚を集魚、誘引用装置を作動させケージに収容することのほか、取水の流れを降下魚に作用させ、降下魚をケージに収容し易くさせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による取水及び魚道併置型ダムの側断面図である。
【図２】図１に示すダムの上面図である。
【図３】図１に示すダムの正面図である。
【図４】図１に示すダムの取水及び魚道の要部を示す側断面図である。
【図５】図４の右側連続部を示す側断面図である。
【図６】取水ゲートの扉体の上端を示す要部側面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）により取水ゲートおよび円形通路を示した断面図である。
【図８】取水ゲート上部の平面図である。
【図９】ダム内部の集魚槽および利水放流設備の平面図である。
【図１０】ダムの操作室の平面図である。
【図１１】鋼製減勢工の阻流板の上部下部のオリフィス孔の位置の違いを（ａ）、（ｂ）により示した平面図である。
【図１２】鋼製減勢工の側断面図である。
【図１３】鋼製減勢工の正面図である。
【図１４】魚搬送用のケージの側面図である。
【図１５】魚搬送用のケージの下流側側壁扉に備えた水平ジェット噴射用配管の正面図である。
【図１６】図１５に示す水平ジェット噴射用配管の上面図である。
【図１７】図１５に示す水平ジェット噴射用配管の側面図である。
【図１８】ダムに構築した魚道の断面図である。
【図１９】図１８に示す案内架構の平面図である。
【図２０】案内架構に備えたフローチングブロックの側面図である。
【図２１】案内架構に備えたフローチングブロックの正面図である。
【図２２】案内架構および人工水路の上面図である。
【図２３】取水ゲートと円形通路の位置を変えたダムの変形例を示す断面図である。
【図２４】図２３に示すダムのバイパス水路の変形例を示す断面図である。
【図２５】従来の選択取水装置の断面図である。
【図２６】図２５の装置の上面図である。
【図２７】従来のセクター式魚道の斜視図である。
【符号の説明】
１ ダム堤体
６ ピア
１０ 堤体内魚道（階段式魚道）
１２ 操作室
１４ 貯水池
１５ 取水ゲート
２９ 呼び水用配管
３３，８６ 集魚装置
３４ 閉断面通路体（円形通路）
３６ 魚搬送用ケージ
３７ 鋼製減勢工
３８ 開断面通路体（案内架構）
３９ 巻上走行装置
４２ フローチングブロック
５４ 下流側側壁扉
５９ 水平噴射水の発生装置
７４ 自動定流量装置
７７ 導水管
８９ Ｌ字状壁面
９０ バイパス水路
９２ 水中ミキサーポンプ

Claims (4)

1. ダム堤体の貯水池側に突出するピアを設け、該ピアに支持して魚搬送用ケージを収容し昇降可能な閉断面通路体および開断面通路体をそれぞれ鉛直方向に並設し、
   前記閉断面通路体の通路下端はダム下流に開口する堤体内魚道に接続し、上端は前記ピア上に設けた操作室に連絡させ、
   前記開断面通路体の通路下端はピア下部のコンクリート基礎床版に固定され、上端は前記操作室に連絡し、前記操作室内に設けた巻上走行装置を介して両者の通路を連絡し、
   前記ピアに支持して取水ゲートを併設し、該取水ゲートの取水部の一部流水を前記堤体内魚道に流下させたことを特徴とする取水及び魚道併置型ダム。
2. 取水ゲートの取水部に、自動定流量装置を介して堤体内魚道の入口に流水を噴出させる呼び水配管を接続すると共に、堤体内魚道の上流側に設けた鋼製減勢工に連絡する導水管を接続したことを特徴とする請求項１記載の取水及び魚道併置型ダム。
3. 貯水池水面に接する開断面通路体には左右側構面にフローチングブロックを昇降自在に接続させ、フローチングブロックには照明ランプ、フラッシング散水等の集魚装置を搭載させ、また、魚搬送用ケージの下流側側壁扉には水平噴射水の発生装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の取水及び魚道併置型ダム。
4. ダム堤体の貯水池側に突出する一対のピアを設け、該ピア間に取水ゲートを設けると共に、一方のピアに支持して魚搬送用ケージを収容し昇降可能な閉断面通路体を鉛直方向に並設し、該閉断面通路体の通路下端はダム下流に開口する堤体内魚道に接続し、上端は前記ピア上に設けた操作室に連絡させ、
   他方のピアに支持して魚搬送用ケージを収容し昇降可能な開断面通路体を鉛直方向に並設し、該開断面通路体の通路下端はピア下部のコンクリート基礎床版に固定され、上端は前記操作室に連絡し、前記操作室内に設けた巻上走行装置を介して両者の通路を連絡し、
   前記取水ゲートの直前にＬ字状壁面を構築すると共にＬ字状バイパス水路を形成し、該バイパス水路内に前記開断面通路体を収容し、バイパス水路下流端に水位変動に追従する水中ミキサーポンプを配設したことを特徴とする取水及び魚道併置型ダム。

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