JPH03154698A - 限定水域での溶存酸素量改良方法およびその装置ならびにこれを用いた魚巣構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、所定の限定水域内での溶存酸素量を高め、当
該水域での溶存酸素量の改良方法およびこれを用いた魚
巣構造体に関する。

［従来の技術］ 近年の水質汚濁により、河川、湖、海は溶存酸素ｆｆｌ
　（Ｄｏ）が低下し、その生体系が破壊されているとこ
ろが多い。このため、所定水域に散気装置を設置し、こ
の散気装置から少なくとも０２を含む気体を噴出しエア
レージジンを行う提案がなされている。

第８図にはこの従来技術が示され、浄化の対象となる限
定水域１００の底部に散気装置］０を設置し、０２を含
む気体を噴出しエアレージジンを行う。このエアレージ
ジンで発生する気泡の浮力により、矢印１１０で示す湧
昇流が発生し、この湧昇流と共に上昇する０２が水に溶
け、その溶存酸素量を高める。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、この従来技術は、水域１００内における溶存酸
素量をある程度高めることはできるが、溶存酸素量の増
加した水は短時間で周囲に拡散し、希釈化されてしまう
。

特に、このような従来技術では、前記水域１００内に矢
印Ａで示す流れがあると、エアレージジンによって発生
した湧昇流１１０そのものが流れＡの方向に流れてしま
うため、溶存酸素量が高められた水の拡散希釈がより早
いスピードで進行してしまう。

従って、この従来技術を所定水域での浄化や、養魚場、
海洋牧場等の魚巣内での溶存酸素量の改良に用いようと
しても、生体系の維持活性化のために必要とされる溶存
酸素量を十分確保することができないという問題があっ
た。

本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、所定の限定水域での溶存酸素量を
高めることができる溶存酸素量改良方法を提供すること
にある。

さらに、本発明の他の目的は、魚巣空間を構成する限定
水域内において、所定の生体系の維持。

活性化のため必要されるに十分な溶存酸素量を得ること
ができる魚巣構造体を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前記目的を達成するため、本発明の方法は、散気装置を
用い少なくとも０２を含む気体を噴出し、所定の限定水
域の下方から上方に向けた湧昇流を形成するとともに、 前記限定水域の周囲に湧昇流拡散防止用の隔壁を施設し
、湧昇流の上昇力を利用し、限定水域内において湧昇流
が自然に上方から下方に向けた旋回流となる流れを形成
し、限定水域内での溶存酸素量を高めることを特徴とす
るものである。

また、前記他の目的を達成するため、本発明の魚巣構造
体は、 魚巣空間の限定水域に向け、少なくとも０２を含む気体
を噴出し下方から上方に向けた湧昇流を形成する散気装
置と、 前記限定水域の周囲に施設され、湧昇流の上昇力を利用
し湧昇流が自然に上方から下方に向けた旋回流となる流
れを形成する湧昇流拡散防止用の隔壁と、 を含み、魚巣空間の限定水域内での溶存酸素量を高める
ことを特徴とするものである。

［作　用］ まず、本発明では散気装置を用いて所定の限定水域へ向
は少なくとも０２を含む気体を噴出するエアレーション
を行い、限定水域の下方から上方に向けた湧昇流を形成
する。これにより、湧昇流と共に上昇する０２が水に溶
融し、限定水域内への溶存酸素量を高める。

さらに、本発明では、この限定水域の周囲に湧昇流拡散
防止用の隔壁を敷設し、湧昇流の上昇力を利用して、湧
昇流が自然に上方から下方へ向けた旋回流となる流れを
形成する。

このようにして、本発明によれば隔壁によりその周囲が
囲まれた限定水域内において、エアレションによって発
生した湧昇流が自然に上方から下方へ向けた旋回流とな
る流れが形成され、溶存酸素量の増加した水が周囲へ拡
散希釈されない。

従って、この限定水域内での溶存酸素量を生体系の維持
、活性化のために必要な量まで増加し、これと同時に当
該水域の浄化をも行うことができる。

特に、このような溶存酸素量改良方法を、魚巣空間を構
成する限定水域に用いることにより、魚巣空間内に生体
系の維持、活性化のために必要な十分な溶存酸素量を確
保することができ、従って本発明は例えば湾内、湖、河
川内における養魚場。

海洋牧場等の魚巣構造体が極めて好適なものとなる。

さらに、本発明では魚巣空間内において十分な溶存酸素
量を確保できるため、この魚巣空間内に光合成の促進に
十分な条件を併せて設定してやれば、植物を繁茂させて
魚類の餌を確保し、食物連鎖を促すことができ、当該水
域内における生体系の維持、活性化をより効果的な行う
ことができる。

このような光合成の促進を行うためには、例えば光フィ
バ−の一端から自然光または光源光を入射し、その他端
側よりその光を魚巣空間の所定部位に出射するよう魚巣
構造体を形成することが好ましい。

さらに、この光フィバ−の他端側を植物性プランクトン
培養器等に挿通し、この培養器を用いて魚巣空間内にお
けるプランクトンの繁殖を促進させることも好ましい。

［実施例コ 次に、本発明の好適な実施例を図面に基づき詳細に説明
する。

第１実施例 第２図には、本発明が適用された海洋牧場の一例が示さ
れ、その海洋牧場は、ます目状の魚巣空間２００を有す
る複数の魚巣構造体２０−１゜２０−２．・・・を整列
配置して形成されている。

第１図には、前記魚巣構造体２０の断面概略図が示され
、第３図にはその平面概略図が示されている。

実施例の魚巣構造体２０は、魚巣空間２０の底部中央に
設けられた複数の散気装置１０と、魚巣空間２００の周
囲に敷設された湧昇流拡散防止用の隔壁１４とを含む。

前記散気装置１０は、隣接する他の魚巣構造体２０の散
気装置とエアダクト１２を介して互いに連通され、０□
を含む気体、例えば空気を噴出するエアレーション動作
を行う。このとき発生する多数の気泡の上昇力により、
魚巣空間２００にはその下方から上方に向けた湧昇流１
１０が発生し、多数の気泡に含まれる０２が湧昇流内に
溶融することによりその溶存酸素量が増加する。

また、実施例のように水面近くに施設される拡散防止用
の隔壁１４を、透水性のない材質を用いて形成すると、
隔壁自体が水の流れに対し十分な強度をもつよう形成す
る必要がある。このため、本実施例ではこの隔壁１４が
、透水性を有する多孔質カーテン２２を用いて形成され
ている。これにより、この多孔質カーテン２２に向かっ
て流れてくる水の何割かは、このカーテン２２を透過す
るため、カーテン２２に自体に作用する圧力が小さくな
り、その機械的強度およびこれを支持する部材の強度を
小さくすることができる。

特に、このような多孔質カーテン２２は、水の流れが存
在する水域に魚巣構造体を形成する場合に極めて好適な
ものであり、要求される透水性も、限定水域１００で発
生させた湧昇流１１０が旋回流１２０を形成することを
妨げない程度であるならば、必要に応じ任意のものを用
いることができる。

また、前記多孔質カーテン２２は、魚巣空間２００の水
面から所定深さまでの範囲を限定水域１００とし、この
限定水域１００の周囲を正方形状に囲むよう敷設されて
いる。そして、このカーテン２２は、その姿勢を垂直状
態に保つよう、上端が海面上に敷設されたフロート２４
に取り付は固定され、その中央部および下端部が、海底
に固定されたワイヤー２６により支持されている。

これにおいて、前記多孔質カーテン２２としては、所定
の透水係数を有し、しかも耐久性、耐寒性、耐薬品性、
耐候性等各種性質に優れた材質のシートを用いることが
好ましく、実施例では高強度のポリエステル系合成繊維
を使用している。このとき、前記透水係数は、魚巣構造
体２０が使用される環境によって適宜設定することが好
ましく、実施例では１．４０Ｘ　ｉ　ｏ　−’〜７．５
　Ｘ　１０−’程度の透水係数をもったポリエステル系
合成繊維を用いている。

このようにして、限定水域１００の周囲を多孔質カーテ
ン２２で覆うことにより、湧昇流１１０の上昇力を利用
し、湧昇流１１０が自然に上方から下方に向けた旋回流
１２０となる流れを形成することができ、溶存酸素量を
高めた水の周囲への拡散希釈を防止することができる。

従って、本発明の魚巣構造体を用いてエアレーションを
行うことにより、魚巣空間２００内における溶存酸素量
を、生体系の維持、活性化のために必要な値以上まで十
分高めることができ、しかも溶存酸素量の増加により魚
巣空間２００内を浄化することができる。

なお、この魚巣空間２００内において湧昇流１１０が自
然に旋回流１２０を形成するためには、限定水域１００
をどのような大きさに設定するかが重要な問題となる。

この限定水域１００の大きさは、散気装置１０のエアレ
ーション能力や、水深Ｈおよびその他各種の条件により
設定されるが、実施例では一辺が１．０〜１．５Ｈの大
きさに設定されている。

また、実施例のように複数の魚巣構造体２０を組合せて
海洋牧場等を形成する場合には、多孔質カーテン２２の
下端部と海底との間に隙間を設け、魚が各魚巣構造体２
０の魚巣空間内２００内を自由に回遊できるように形成
することが好ましい。

また、本発明の海洋牧場以外に、例えば所望の水域の浄
化を用いる場合でも、このように周囲の水域から溶存酸
素量が改善された魚巣空間２００へ自由に魚が出入りす
るよう形成すれば、当該水域付近における生体系の回復
をより速やかに行うこともできる。

また、実施例では海面に近い所に限定水域１００を設定
し、この水域への溶存酸素量を高めている。従って、海
面から入射するし自然光により、この領域への光合成が
促進され、光合成植物の繁茂の結果、食物連鎖を促すこ
とができるので汚濁物質の除去を効果的に行うことがで
き、かつ、好気性微生物を繁殖できるので水質浄化をも
行うことができる。

第２実施例 次に本発明の好適な第２実施例を図面に基づき説明する
。

第４図には、本発明が適用された人口魚礁の好適な一例
が示されている。

実施例の人口魚礁は、複数の魚巣構造体２０を海底に整
列配置し、各魚巣構造体２０内に魚の生活空間的要素を
確保するに十分な魚巣空間２００を形成している。

第５図には、前記魚巣構造体２０の概略断面図、第６図
にはその概略説明図が示されている。

実施例の魚巣構造体２０は、魚巣空間２００を隔壁１４
で覆うように形成されており、実施例の隔壁１４は、魚
巣空間の側部を囲むよう形成された筒状部３０と、その
筒状部３０の上方を上下方向に所定の傾斜をつけて覆う
天井部３２とから構成されている。

前記筒状部３０は、第６図に示すようその断面が筒状し
た四角形となるように形成され、しかも、魚が自由に出
入りできるよう複数の窓３４が形成されている。

そして、この魚巣空間２００の底部中央には、散気装置
１０が設けられ、エアレーション動作を行うことにより
魚巣空間２０の底部から上方に向けた湧昇流１１０を形
成すると共に、この魚巣空間２００を囲む隔壁１２によ
りこの湧昇流１１０が旋回流１２０となるような流れを
形成している。

これにより、本実施例の魚巣構造体２０によっても、そ
の魚巣空間２００を限定水域１００とし、この魚巣空間
２００内の溶存酸素量を十分に高めることができる。

なお、前記実施例では、この隔壁１２を多孔質カーテン
を用いて形成したが、実施例ではコンクリート等の通常
の壁材料を用いて形成することが好適である。

また、実施例のように魚巣空間２００を形成した場合に
は、エアレーションにより発生した空気を魚巣空間から
逃してやる必要がある。このため前記天井部３２の頂部
にアエ抜き用のホース３６の一端を取付け、このホース
３６の他端を海面上に浮かんだフロート３８に取付は固
定している。

これにより、エアレーションにより発生した余分な空気
は、このホース３６を介し大気中に放出することができ
る。

また、前記ホース３６の所定箇所に脱臭装置を設けるこ
とが好ましく、これにより、水中を通過した空気に臭気
が付着した場合でもこれを確実に脱臭することができる
。

また、このように海底付近に魚礁を構成した場合には光
合成植物が繁殖しにくいという問題がある。

すなわち、魚巣空間２００内における溶存酸素量を高め
ることに加え、魚の飼料効果を促進することも魚巣とし
ての条件として必要であり、特に汚染の著しい水域では
魚の餌を確保することが生息状況を満足する上でもっと
も困難な課題となっている。

本実施例の人口魚礁の利点としては、前述したような一
般的な魚巣としての要点である溶存酸素量を確保するこ
とに加えて、このような魚の飼料効果を確保し生体系を
回復し得る点にある。

汚染水域において生体系を回復するには、食物連鎖をさ
せる必要がある。

食物連鎖は、下記のような生産者、消費者、還元者から
なるサイクルである。

（生産者）　　　　（第１次消費者） 無塩基類−光合成植物−輪虫類、甲殻類＝（第２次消費
者） 魚　類→有機物→ （還元者） バ　り　テ　リ　ア→ そして、特に重要なのは、生産者である光合成植物の存
在であり、さらにこの光合成に必要な条件（光、炭酸ガ
ス、温度、栄養塩基）である。このうち、汚染水域では
光を確保することが絶対条件となっている。

そこで、本実施例では海面上にフロート５０等を用いて
集光装置４０設置し、この集光装置４０によって太陽光
を集光し、このうち植物の育成に必要な可視光を光ファ
イバー４２の一端に入射させている。この光ファイバー
４２は、魚巣構造体２０まで光を伝送し、付着藻類培養
ロッド４４および植物性プランクトン培養器４６の内部
に光を出射する。

前記培養ロッド４４は、白濁色の液密構造であって、内
部に空気が充填された筒形状となっている。

同様に、前記植物性プランクトン培養器４６は、白濁色
の液密構造であって内部に空気が充填されている。

そして、前記光ファイバー４２から培養ロッド４４およ
び培養器４６に光を照射することにより、内部の空気に
よって拡散した光がこのロッド４４および培養器４６の
白濁色により比較的穏やかな光として出射されることに
なる。そして、この光量を植物の光合成に最適なものと
することにより、各ロッド４４の外面全域には付着性藻
類が繁殖し、培養器６０の外壁には浮遊性の植物性プラ
ンクトンが培養されることになる。

特に、魚類の生活空間に配置された前記付着藻類培養ロ
ッド４４は、その穏やかな光の照射によって魚類の集魚
効果を図ることができ、しかもこの種類の藻類を餌とし
て好む魚類は、これを食することで順次新たな付着藻類
を育成することが可能となる。

このようなプランクトン、植物は上述した植物連鎖の中
の生産者として作用するので、第１消費者である動物性
プランクトンを繁殖させ、この結果第２次消費者である
魚類の餌を確保することができる。

このように本実施例では、たとえ汚染の著しい水域内で
あっても、この水域に光ファイバー４２によって光を照
射することで生体系を回復することができ、特に海底の
ように直接光が当らない場所であっても顕著な効果を奏
することができる。

第７図には、前記集光装置４０の具体的な構成が示され
、この集光装置４０は湾曲アーム５２に支持された多数
のフレネルレンズ５４を配置し、この湾曲アーム５２に
対して前記フレネルレンズ５４を図示しないモータによ
って揺動自在としてる。また、湾曲アーム５２の支点軸
５２ａが図示しないモータによって回転可能となってい
て、この結果、フレネルレンズ５４を太陽光の照射方向
に向けることが可能となっている。

各フレネルレンズ５４の光集束位置には、前記光ファイ
バー４２（第７図では図示せず）の一端が配置され、フ
レネルレンズ５４によって集光された光を入射するよう
になっている。なお、前記フレネルレンズ５４は、太陽
光が該レンズを通過したときに、その波長によって屈折
率が相違するようになっている。そして、この光ファイ
バー４２の一端側の位置は、可視光線が焦点を結ぶ位置
に設定され、他の波長の光例えば紫外線、赤外線は光フ
ァイバー４２の一端に入射しないようになっている。

この集光装置４０は、上述したように太陽の位置に追従
する構造となっているが、その制御は内蔵する時計機構
が示す年月日時刻を基に太陽の位置を計算し、この結果
に基づきフレネルレンズ５４を太陽の方向に移動するよ
うにしてる。なお、透明ドームの中には太陽位置検出用
光センサ５６が配置され、太陽の直射日光がでている場
合にはこのセンサー５６によって正確な太陽の位置をと
らえ、フレネルレンズ５４の移動位置を割込み制御する
ようになっている。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、前記実施例では、本発明を湾内等の海洋に設置
される魚巣構造体を例にとり説明したが、本発明はこれ
に限らず湖、河川等に設けられる魚巣構造体としても適
用可能であることは言うまでもない。

また、本発明の溶存酸素量改良方法は、魚巣空間の溶存
酸素量の改良ばかりでなく、湾内や河川。

湖等の汚濁水域の浄化にも用いることができ、特に本発
明の方法によって溶存酸素量が改良された限定水域に向
け、例えば光ファイバー等により自然光または光源光を
出射することにより、この水域への光合成を促進し、食
物連鎖を促すことができるので、この面からも汚濁物質
を除去しその水質浄化を効果的に行うことができる。

また、前記実施例では、光ファイバー４２によって導か
れる光としては、太陽光を利用するものが自然エネルギ
ーを利用できる点で優れているが、本発明はこれに限ら
ず、光源光を利用するもの、あるいは太陽光、光源光を
切り替えて利用するものであってもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、所定の限定水域
内に向け０□を含む気体を噴出するエアレーションを行
い、限定水域の下方から上方に向けた湧昇流が、自然に
上方から下方に向けた旋回流となる流れを形成すること
ができる。このため、限定水域内の溶存酸素量を大幅に
高めることができ、当該水域の浄化、および生体系の維
持、活性化を行うことができる。

特に、本発明によれば、魚巣空間内の限定水域内におけ
る溶存酸素量を十分に高め、魚巣の必要条件としての生
活空間的要素を十分に満足させることができる。

さらに、本発明によれば、このような魚巣の必須要件と
しての生活空間的要素に加えて、光ファイバーによる光
供給を行うことにより、魚巣空間が光の届かない海底等
に設けられた場合でも、また汚濁が著しく水中に光が届
かないような水域であっても、光合成を促進でき、植物
の繁茂による飼料効果を高めることができ、さらに生体
系の回復により、食物連鎖を起すことにより水質の浄化
作用も促進することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図には、本発明の好適な第１実施例が示さ
れ、 第１図はその魚巣構造体の側断面概略説明図、第２図は
第１図の魚巣構造体を複数用いて形成された海洋牧場の
説明図、 第３図は第１図に示す魚巣構造体の表面概略説明図、 第４図〜第７図は、本発明の好適な第２実施例が示され
、 第４図は複数の魚巣構造体を用いて海底に形成された人
口魚礁の説明図、 第５図はその魚巣構造体の側断面概略説明図、第６図は
魚巣構造体の平面概略説明図、第７図は、第５図に示す
魚巣構造体に用いられる集光装置の説明図、 第８図は従来の溶存酸素量改良方法の一例を示す説明図
である。 １０・・・散気装置、　１４・・・隔壁、２０・・・魚
巣構造体、２２・・・多孔質カーテン、３０・・・筒状
部、　　３２・・・天井部、４２・・・光ファイバー ４４・・・付着藻類培養ロッド、 ４６・・・植物性プランクトン培養器、１００・・・限
定水域、１１０・・・湧昇流、１２０・・・旋回流、　
２００・・・魚巣空間。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）散気装置を用い少なくともＯ＿２を含む気体を噴
   出し、所定の限定水域の下方から上方に向けた湧昇流を
   形成すると共に、 前記限定水域の周囲に湧昇流拡散防止用の隔壁を施設し
   、湧昇流の上昇力を利用し、限定水域内において湧昇流
   が自然に上方から下方に向けた旋回流となる流れを形成
   し、限定水域内での溶存酸素量を高めることを特徴とす
   る限定水域での溶存酸素量改良方法。
2. （２）請求項（１）において、 前記限定水域は、水面近くに設定され、 前記湧昇流拡散防止用の隔壁は、前記限定水域の周囲を
   囲むよう施設された透水性の多孔質カーテンを用いて形
   成されたことを特徴とする限定水域での溶存酸素量改良
   方法。
3. （３）魚巣空間の限定水域に向け、少なくともＯ＿２を
   含む気体を噴出し下方から上方に向けた湧昇流を形成す
   る散気装置と、 前記限定水域の周囲に施設され、湧昇流の上昇力を利用
   し湧昇流が自然に上方から下方に向けた旋回流となる流
   れを形成する湧昇流拡散防止用の隔壁と、 を含み、魚巣空間の限定水域内での溶存酸素量を高める
   ことを特徴とする魚巣構造体。
4. （４）請求項（３）において、 前記限定水域は、水域の水面近くに設定され、前記湧昇
   流拡散防止用の隔壁は、前記限定水域の周囲を囲むよう
   施設された透水性の多孔質カーテンを用いて形成された
   ことを特徴とする魚巣構造体。
5. （５）請求項（３）において、 前記限定水域は、水域の深部に設定され、 前記隔壁は、 前記限定水域の側部を囲むよう形成された筒状部と、 この筒状部の上方を上下方向に所定の傾斜を付けて覆う
   天井部と、 を含み、 前記天井部と水面との間にエア抜き用のホースを設けた
   ことを特徴とする魚巣構造体。
6. （６）請求項（３）〜（５）のいずれかにおいて、自然
   光または光源光を一端より入射し、前記魚巣空間の限定
   水域に、他端側よりその光を出射する光フィイバーを設
   けたことを特徴とする魚巣構造体。
7. （７）請求項（６）において、 前記限定水域には、前記光ファイバーの他端側が挿入さ
   れた植物性プランクトン培養器が設けられたことを特徴
   とする魚巣構造体。
8. （８）請求項（５）〜（７）のいずれかにおいて、前記
   エア抜きホースに脱臭装置を設けたことを特徴とする魚
   巣構造体。