JPH07150598A - 魚道を組み合わせた河川表流水取水工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 河川取水は表流水に制約されつつあり、床止
め工の上流側に取水水叩き工により導水路を構築し、流
水の掃流作用により下流に流しつつ取水するが、下流側
の落差工水叩き工を工夫して導水路と魚道を直線で組合
せて利水と維持用水を水位で分配して魚の遡上や流下を
助け、また景観及び自然環境を守り、さらに治水上洪水
時に悪影響のない床止め工を開発することを目的とす
る。 【構成】 コンクリートに自然石を埋込んだ床止め工
と、上流側にも同様の取水水叩き工を設け、自然石を用
いて導水路を形成し、床止め工の一部を切欠き小規模の
落差工とし、床止め工の下流は水叩き工として松杭と松
丸太を組合せて粗石で間詰めを行い、緩やかなスロープ
で摺り付け、導水路の直下流は凹形の溝を形成して川筋
を造り、この溝に自然石を用い階段箱形の水溜まりを設
け、導水路壁の凹凸による流速の変化により魚の遡上を
助け生物に優しい多自然型河川表流水取水工法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】河川の流水を農業用水等に利用す
るには河川を固定堰、可動堰等により堰上げて堤内地に
自然導水勾配より経済的に利用されていた。固定堰、可
動堰の設置に際して旧来も栽培漁業権のある箇所には魚
の遡上を助成する目的で魚道の設置がなされていた。今
日河川改修の方法が堤内地盤より掘り下げる掘込み河道
計画により実施され、固定堰を撤去し代替え用水施設が
求められる。河川改修は護岸により強固な構造であるが
魚や生物の棲む場所として自然環境に与える影響が大き
く、今日では栽培漁業権のあるなしに関わらず、また落
差の大小に関わらず、用水施設を設ける場合に魚道の設
置を配慮する必要がある。ポンプアップ取水を行う場
合、取水方法は河川表流水取水に制約されつつあり、床
止め工の上流側に取水水叩き工により導水路を構築し、
流水の掃流作用を利用して下流に土砂を流しつつ取水す
るものであり、床止め工の下流側の落差工水叩き工を工
夫して導水路と魚道を組み合わせて魚の遡上や流下を助
け、また景観および自然環境を守る河川表流水取水工法
が求められ、さらに治水上洪水時に悪影響がない床止め
工を合わせて開発する必要が生ずるに至った。

【０００２】

【従来の技術】従来、河川を可動堰、水門等により堰上
げて用水を利用する場合、河川の河幅を拡幅して魚道と
して階段水路を設け、常に流水を優先して流し魚の遡上
を助成していた。床止め工「落差工」の場合、落差工水
叩きの上に魚道を設置し、魚道の下流は一般的に水叩き
が平滑で水深が浅くて流速が速く、魚の遡上には魚種に
よっては不可能であった。また中小河川で小規模な床止
め工「落差工」では一般的に魚道は設置されていなかっ
た実情であり、今日では河川改修も環境と景観が重要視
され、河川規模に関係なく自然環境を守る趣旨により、
維持用水の放流と魚や生物に優しい魚道の必要性が問わ
れている情勢である。中小河川では水量が少なく、河川
取水施設と魚道の水量配分と河川工作物との関連もあ
り、取水施設と融和する新規なる魚道を作る必要があ
り、今後は利水と自然環境、地域との調和および景観が
大きなテーマである。ポンプアップ及び自然取水の取水
口として河川表流水取水工法については、発明者が既に
特許第９２３２４０号及び特許第９２３２４１号等によ
り河況に応じた取水工法を発明考案し、また鋭意改良工
夫を施してきた次第である。河川取水では今日、固定堰
による堰上げは構造令により不可能であり、基本的には
河床に堀込みをした導水路より集水しポンプアップとな
る。取水水叩き工に導水路を設けて取水する場合、土砂
と流芥の処理が管理上問題であり、床止め工「落差工」
と落差工の水叩きによる掃流作用を生かすことが一番大
切である。小規模河川では水量が少ないので流水作用が
小さく期待できないため、床止め工の下流に導水路深さ
以上の落差工が必要条件となる。従って落差工には洗掘
防止を目的に水叩き工設置が条件で、旧来は平滑な水叩
き工で河川流量が少ない場合には魚道を設けても、浅い
水深と流速が速く魚や生物の遡上や流下が難しい状況で
あった。関連する出願としては発明者が「特開平５−２
４７９１６号」による『小規模落差工を組合せた河道内
の導水路』があり、本案も魚や生物に優しいものであ
り、河川改修における床止め工の設置工法と合わせてよ
り優れた魚道を組み合わせる必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】河川の表流水取水に関
して、発明者が「特許第９２３２４０号，特許第９２３
２４１号」等により河床の洗掘領域、みお筋に取水水叩
き工を設けて導水路を構築し、流水の作用により土砂を
掃流して表流水取水弁を突出させ、円筒に格子形のスク
リーンを開口して取水、流水は円筒の中心に設けられた
上向きのベルマウスにより流れは一旦上向きとなり、次
に１８０度反転して取水することと成る。当初は土砂の
流入を避ける構造で開発し数多くの実施物件を追跡した
ところ、導水路には鮎等の棲みつきが確認され、用水路
に魚類はポンプアップされなかった。一般的に魚類は鉛
直方向の流速に比べ水平方向の流速変化に敏感で、流速
が変わる場所に来ると、その場所で退避行動を起こすも
のである。本工法は魚に対して優しい取水であるが、河
道計画で落差工の無いところでは何等問題の少ない取水
工法であった。河川も種々あって河道計画により勾配を
緩やかにする手法として床止め工「落差工」が用いら
れ、河川表流水取水では落差と下流側に設ける落差工水
叩きにより流水の落下と掃流効果により導水路の維持が
非常に便利となり、また落差工の上流で取水の水頭差が
少なく省電力の効果をもたらす。問題は床止め工「落差
工」の設置は魚に対して人間が作った障壁である。旧来
から設けられている階段箱形魚道はある種の魚は遡上し
ても、全ての魚や生物を対象にして未だ調査は継続され
てをり究明されていない実情である。現在魚道について
も新しいものが提案されつつあり、床止め工「落差工」
設置手法を旧来の床止め工の設計指針と改め、新しい設
計思想に近付けて河床幅を拡幅しない緩やかに摺り付け
て成る落差工を基本に、取水水叩き工、床止め工、落差
工、下流側の護床工等を工夫し、全ての魚や生物に優し
い魚道を組合わせて実施するものである。河川流量の豊
富な河川では魚や生物に水に関して支障はないが、中小
規模の河川では渇水も間間起こり得るので、渇水期にも
水を保つ配慮が必要である。床止め工の下流側はスロー
プであっても水溜りや下流に人工的な淵を設けて自然環
境を積極的に構築して『多自然河川』または『近自然河
川』の思想を継承する必要がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】中小河川では流域が小さ
く降雨時に流量は急速に増え、逆に晴天時には水量は少
なく、河川の流水による作用を期待したものは維持が難
しい実情であり、自然に逆らわず取水水叩き工の下流側
を床止め工「落差工」と組み合わせ、導水路底以上の高
低があれば流水が少なくても導水路は維持されるもので
ある。次に河川治水の面から旧来の落差工の設置指針は
河床幅の拡幅が条件である。流水の流れは拡幅と縮小に
より上下の流れが生じ、構造物としては頑丈なものを求
め、用地も拡幅分が必要であった。近来は世を上げて環
境問題が提起され、本当に自然のままでの河川改修が求
められ、治水の安全性と利水の便利性を求めると共に自
然への復元が必要である。そこで河川を利用して取水す
る場合には、魚や生物に優しい取水設備が必要であり、
河川の状況に適した魚道の組合わせが不可欠であり、次
に利水と維持用水との分配方法が生じてくる。導水路と
魚道を直線的に配置することにより魚道に放流しつつ取
水が可能となる。次に取水設備も機能を求めると共に地
域や街の自然に調和する必要があり、河川に存在する種
々の素材を生かして景観的にも、また同時に魚や生物に
優しい構造物を構築することも必要である。

【０００５】

【作用】本発明の特許請求の範囲の各請求項について、
その工法と作用を説明する。 （１）請求項１について 床止め工の上流側に取水水叩き工を設けて導水路を形成
し、床止め工の一部を切り欠き導水路底深さ以上の落差
工とし、落差工水叩き工に導水路直下流に両側の壁を床
止め工の高さより一段高くして階段式魚道を組合わせ、
常時一段目の仕切壁に設ける切り欠き高さを取水水叩き
工の高さより僅か低くし溢流する構造とし、渇水期でも
少量の維持用水を優先して流下させる。水量の豊富なる
時は魚道も取水水叩き工および床止め工全域から溢流
し、導水路流速が速くなり土砂は掃流される。床止め工
の下流側は魚道部分を除き可撓性の護床工を敷き、護岸
基礎との間は石により間詰め工を施し、護岸に集中荷重
の掛からないものとする。従って緩やかなスロープで摺
りつけられ、河床の拡幅もなく流水も整流で流下する。
河床全断面が早瀬にも成り、水量が少ないとき魚道が生
かされ、渇水期には魚道に水溜りが維持されて魚や生物
に優しいものであり、合わせて河川表流水取水に際して
も床止め工の下流がスロープとなり、土砂の堆積が避け
られ導水路の維持管理が容易となるものである。 （２）請求項２について 床止め工「落差工」の上流側に取水水叩き工を設け、そ
の流芯または、みお筋に浅い導水路を目的に上流側を４
５度に近い角度でコンクリートと自然石を用いて一部は
河床より突出させ、水制工と淵の作用を生かして集水と
掃流を促進する。 導水路壁も同様に自然石を用いて水
路に一部を突出して淵を造り、流れに変化を人工的に造
り自然に近付ける。床止め工および取水水叩き工に自然
石を突出することになり、河積は河床より掘り下げた導
水路で補うことと成る。取水水叩き工の上流および床止
め工の下流に松杭を一定間隔で打ち込み、これらの杭に
松丸太を連結して、その空間へ粗石により間詰めを行
い、導水路の直下流が川筋になるように、河川断面で凹
形水路として適当な間隔に自然石で堰上げ、箱形階段に
近付けて下流が低くなるように敷設する。このため河床
の全面が自然石と粗石によるスロープの摺り付けとな
り、景観上からも自然に近くなり粗石自体に空間が生
じ、早瀬となり流れの変化と石の隙間は魚巣の効果も期
待できるとともに松杭により治水の面でも安全である。 （３）請求項３について 床止め工「落差工」の上流側に取水水叩き工を設け、表
流水取水を目的で導水路の上流側を４５度に近い角度の
水制工をもって集水し、導水路の下流側の床止め工を導
水路幅の約１／２に狭め、導水路と床止め工は上流と同
じく４５度に近い角度で摺り付けて成るものである。床
止め工「落差工」の落差が比較的大きい場合に河床全断
面を一定間隔堰き止め、縦断は床止め工「落差工」と下
流の床止め工の間が緩やかな勾配になるよう等分に階段
落差とし、箱形を形成し流水が貯水できる構造で断面方
向に一定間隔で堰高より低くし、平常の河川水量の時に
は溢流できる構造とする。河川流量が増加すると河床全
幅から溢流し、床止め工「落差工」の下流は緩やかなス
ロープとなり降雨時は整流となり、河川規模により河床
幅の拡幅は避けられる。旧来、落差工下流に水叩き工の
上に設けた階段式魚道に比較して、河床全断面魚道の方
が下流側において河川全断面に水溜りが形成され、次に
適切に溢流する箇所が配置されており、魚は最寄りから
遡上が容易で、しかも渇水期にも全断面魚道に貯水さ
れ、上流から流下した転石が一箇所に堆積して格好の魚
巣と成るものである。景観上からも溢流する箇所を矩形
に突出して水景的に配慮し、またコンクリート躯体に自
然石を埋め込みすることで、地域や街の自然と調和がと
れ治水的にも安全な施設となるものである。

【０００６】

【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１は床止め工「落差工」１の上流に取水水叩き工２を
設けて浅い導水路を構築し、下流側床止め工「落差工」
１の一部を切り欠き、流れ方向直線に平行して両壁を河
床より高くして、下流方向に一定間隔で仕切壁を設けた
箱形階段魚道を構築する。仕切壁の一部１１を切り欠き
取水水叩き工２の高さより少し低くして用水を取水して
も、維持用水は水位により下流に溢流する構造とする。
渇水したときも箱内には貯水でき、豊水時は河床全体を
溢流して緩やかな勾配であり、流水は早瀬の流れとなり
降雨時には河床の拡幅がなく、上下の落差が緩やかにな
り整流して流れ治水上安全である。従って利水施設と魚
道を直線上に配置し、同一水路の水位で用水の分配が行
われ、環境保護に優先されて魚や生物の遡上や流下を助
け、一方治水的にも安全である。次に図２は、護岸基礎
３と絶縁された床止め工「落差工」１の上流側に取水水
叩き工２をコンクリートに自然石を埋め込み、一部を河
床より突出し自然石を４５度に近い角度をもって一部を
河床より突出して水制工と淵の作用が働くように配置す
る。導水路の壁も石を突出して淵を形成し流れに変化を
与えて魚の遡上を助ける。取水水叩き工２の上流はＣ−
Ｃ線断面に示す通り松杭１６と松丸太１７とを連結して
その間に粗石１８を沈床して護床工とする。導水路の下
流側は導水路幅の約１／２に絞り４５度に近い角度で摺
り付けて導水路の水位を保持し、床止め工「落差工」１
の下流側は河川断面Ｄ−Ｄ線およびＢ−Ｂ線縦断面に示
す通り、導水路底より低くなるように、また下流床止め
工８の範囲は緩やかなスロープで粗石１８を詰めて護床
工とし、護岸近くは間詰め工にて保護する。渇水が予測
される河川では導水路の下流側は凹形の水路とし、一定
間隔で石を用いて堰上げ保水し、段階的に溢流する箱形
段階魚道を形成する。自然石を河床より突出するため河
床以下に導水路を設け河積を補うものである。平水位で
は導水路には常に水位が保たれ、余剰水は床止め工１全
断面を溢流し下流は粗石１８の斜路と等しく早瀬とな
り、石の形状や凹凸の度合いにより流れに変化を生じ、
あらゆる魚種に適応できるものとなる。渇水期は導水路
の直線上に魚道を設け、水路の水深により利水施設と用
水の分配を行う。河川にある素材を用いて埋め込み石お
よび粗石による護床工は、コンクリート構造物に比較し
て自然的であり景観も勝れたものとなり環境的にも空間
は巣となる。そして流れの変化は休息の場として遡上を
助け、粗石の護床工は酸素の溶存が促進され、あらゆる
生物が繁殖して魚の餌にもなり、自然に近付けた河川取
水設備となる。図３に示すものは、比較的河川規模が大
きく落差の大きい床止め工のある箇所に適し、床止め工
１の上流に取水水叩き工２により取水設備が構築され、
導水路の下流側は導水路幅の約１／２絞り床止め工１の
一部を切り欠き、余剰水を放流しつつ導水路の水位を保
持する。床止め工「落差工」１と下流床止め工８は、Ｂ
−Ｂ線による縦断図に示す通り緩やかなスロープ落差工
になるように一定間隔で堰止め、河床全断面階段式魚道
の躯体を設け、堰高は落差を当分割として平常水量を勘
案して堰の一部を切り欠き、溢流させる形状に構成す
る。本案は、旧来の落差工水叩きに設けた箱形階段魚道
方式に比較して河床全断面に保水と落差を少なくするこ
とが可能であり、水叩き工の上が渇くことが避けられ、
下流床止め工の下も均一に流下することが特長である。

【０００７】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下記述のような効果を発揮するものであ
る。河川に床止め工「落差工」を利用して河川表流水取
水設備を設ける場合、河川管理者や地域の声として自然
のままで河川改修が求められ、要は改修後現況以上の自
然環境に戻す必要がある。これは新しい社会の問題提起
であり、発明の３項目は設置される河況に応じて選択が
できる。 （１）河川の床止め工「落差工」を利用した河川表流水
取水として導水路底以上の落差を、緩やかなスロープで
摺り付けることで河床幅を変更しない構造が可能で、最
近の設計思想に合致し利水面でも河川の作用が生かされ
る効果がある。 （２）導水路の直線上に魚道を組み合わせることによ
り、利水と自然環境を守る維持用水と水位により分配さ
れる効果がある。 （３）取水設備と魚道の組み合わせにより魚や水辺の生
物に優しいものなり、自然石や粗石等により勝れたもの
となり、同時に地域や街の自然景観に調和し、取水設備
として流水の作用が生かされ維持管理が容易となり、次
期世代に良い環境を残すことができる大きな効果を挙げ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の箱形階段魚道を組合せた河川表流水
取工法の平面図である。

【図２】図１平面図のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１平面図のＢ−Ｂ線縦断面図である。

【図４】請求項２の自然石水路と魚道を組合せた河川表
流水取水工法の平面図である。

【図５】図４平面図のＡ−Ａ線断面図である。

【図６】図４平面図のＣ−Ｃ線断面図である。

【図７】図４平面図のＤ−Ｄ線断面図である。

【図８】図４平面図のＢ−Ｂ線縦断面図である。

【図９】請求項３の河床全断面階段魚道を組合せた河川
表流水取工法の平面図である。

【図１０】図９平面図のＢ−Ｂ線縦断面図である。

【符号の説明】

１ 床止め工「落差工」 ２ 取水水叩き工「導水路を包含」 ３ 護岸基礎 ４ 上下流の角落し ５ 表流水取水弁 ６ 魚道 ７ 間詰め工 ８ 下流床止め工 ９ 上流側護床工 １０ 下流側護床工 １１ 魚道切り欠き １２ 取水井 １３ 管理階段 １４ 配管ダクトと揚水管 １５ 揚水ポンプ １６ 松杭 １７ 松丸太 １８ 粗石

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 床止め工の上流側に取水水叩き工を設け
   て導水路を形成し、床止め工の一部を切り欠ぎ、導水路
   底深さ以上の落差工とし、この落差工水叩きに導水路直
   下流を両面垂直壁とし、流れ方向に一定間隔で仕切壁を
   構築してスロープとなし、階段箱形を形成して保水し、
   仕切壁の一部を切り欠き溢流して魚の遡上を助ける魚道
   と組み合わせた河川表流水取水工法。
2. 【請求項２】 コンクリートに自然石を埋め込んだ床止
   め工と、同様に上流側に取水水叩き工を設け、自然石を
   用いて導水路を形成して石の突き出した河積を補い、突
   き出しによる掃流効果を生かし、床止め工の下流は水叩
   き工として松杭と松丸太を組み合わせ、粗石で間詰めを
   行なって緩やかなスロープで摺り付け、導水路の直下流
   は凹形の溝を形成して川筋を造り、凹形の溝に自然石を
   用い階段箱形の水溜まりを設け、導水路壁の石による凹
   凸により流速の変化をさせ、あらゆる魚種の遡上を助
   け、粗石の隙間を生かしてあらゆる魚類と生物に優し
   く、且つ自然に近付けることと景観に配慮した多自然型
   河川表流水取水工法。
3. 【請求項３】 床止め工の上流側に取水水叩き工を設け
   て導水路を形成し、床止め工の一部を切り欠き導水路底
   深さ以上の落差工を設け、床止め工の下流側を平行に河
   床全断面を階段状に凹形を形成してその一部を切り欠
   き、保水と溢流を行って全断面の広い範囲で魚の遡上を
   助成し、あらゆる魚類に優しい河川表流水取水工法。