JPH04149306A - 降下魚道装置 - 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、エレベータ−等の搬送手段によって、ダム、
堰等の下流河川からダム等の上流の貯水池を臨む高所ま
で引き揚げられた遡上魚などを、水流を用いて貯水池に
放流する降下魚道装置に関する。

（従来技術） 従来、ダム等を建築すると魚の遡上を阻害することにな
るので、一部のダム等に階段式魚道装置を設けたり、あ
るいは水ごと遡上魚を下流からダムの上流側に運搬する
装置を設置したりしたものがある。

最近、ダム等に魚道を常置しようと云う気運が盛り上っ
て来たが、掻く最近の事に過ぎず、立地条件によりその
方法はまちまちである０例えば、ダムを臨む高台に、−
旦、魚を運搬しその位置からダムの貯水池までシュート
を利用して放流すシものがある。

（発明が解決しようとする課題） 上記の手段は掻く小Ｍ模の施設において使用でれている
が、ダムの場合には貯水池の水位が数１ｍも変動するの
で、従来からあったシュートをイリ用しようとすれば末
端における水流の速度は＋３ｍ／ｓにも達し、その結果
、シュート内の水深力極めて小さくなって魚体が半ば空
中に露出し服務が擦りつけられ、また、貯水池の水面に
激しく０［きつけられるので、魚を傷付けることになり
何麹かの対策が必要である。

しかしながら、従来、−鍜の水理施設における減勢方法
は、水流を落下させ流速を大きくした後においてウォー
タークツションと称する水面またはバッフルビヤと称す
るコンクリートの柱に叩き付けて減勢するものであるか
ら、遡上魚を放流する場合に利用すると、角が損傷され
、また、水溜りに魚が残るおそれがある。

また、ダム等の高揚程の場合には、経済的見地から魚と
ともに運搬される水量をなるべく少なくする必要があり
、一方、水流を用いて魚を降下させるシュートは距離が
長く落差が大きいので、充分な水量がなければ水と魚が
分離してしまって魚を安全に降下させる事は出来ない。

本発明は、シュート内の流下中の水流に断面急拡ｔｉ失
を与λて減勢するようにし、魚と一緒に放水する水量を
節約するようにした降下魚道装置を提供するものである
。

（課題を解決するための手１Ｎ） 本発明は、上記課題を解決するために、ダム、堰等の下
流側から運搬手段により貯水池を臨む高所に設けた放魚
槽に放出した魚をシュートを介してダム、堰等の上流側
の貯水池に放流する降下魚ｉｌｉ装置において、前記シ
ュートを所定の傾斜勾配に設置し、中央下部に切り欠き
を有する隔壁を、前記シュートの底面とで排出口を形成
するようにして複数設け、該シュートの下流端の射流の
フルード数が所定の値になるように、前記排出口の幅を
全幅の十分の三程度とし、がっ、該複数の隔壁を所定の
間隔に配設したことを特徴とする。

また、前記敢魚槽のシュートへの下流側には放流ゲート
を設置し、該放魚槽の上流側には掃流用水槽を設けると
共に掃流ゲートを介在させ、該故角槽の流下方向に対す
る巾を上部を広く下部を狭く形成し、かつ、底部を流下
方向に傾斜させた構成とする。

（作用） 上記のように構成することによって、シュートに流れる
流水は斜面を流下しながら水理掌上、断面急拡損失と称
されている減勢作用を受けて、その下流の隔壁の上流側
には水溜りが形成され、また、隔壁上流の水溜りに飛び
込む時の流速が小さくなるので水理掌上の跳躍水深が少
な（、魚が水面に叩きつけられる事はない。

放流の後半においては、隔壁の直上流側に一旦溜ってい
た水は、シュートの巾が十分に大きく、また、↑Ｊｉ出
口がシュート底面を含むので、隔壁の上流においては流
水は減勢されず排出口から勢い良く排出されシュート内
を流下する。放流を停止すれば隔壁による水溜りはなく
なり、魚をシュート途中に残さないで放流することがで
きる。また、流速が小さいのでひいては排出口の上下流
の水位差が小さいので流量が少なくて済む。

また、放流ゲートを閉じておくことで放魚槽には魚が貯
留され、放魚槽の上部の巾が大きければ放流の当初は槽
内の流速は小さく、したがって、シュート内に十分水が
行き渡らない中に魚が放出される事はない、また、放魚
槽の水位が低くなってから上流の掃流用水槽の水を放水
すると、魚は一気に押し流されてシュート内に送り込ま
れ、その後、暫らく放流がｍ続されるので、放流が停止
される頃には殆んどの魚を貯水池に到達させることがで
きる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第７図に示すように、山間部に流れる河川１にはダム２
が河川全中に旦って設けられ、その上流側に貯水池３が
形成される。ダム２の下流側河川には誘導水路４が設け
られ、この箇所から貯水池３を臨む高所に設けられた放
魚槽５まで、誘導水路４に入ってきた魚を水ごと運搬す
るエレベータ−６が設置されている。また、エレベータ
−６の高所到達地点には放魚槽５内に魚を投入する装置
が配されており、貯水池３と放魚槽５とはシュート７で
接続されている。

放魚槽５は第１図および第４図に示す通り、シュート７
と連通する流れ方向の下流側に設けた放流ゲート８と、
上流側に設けた掃流ゲート９とが側壁に利用され、また
、流れ方向の側面は第２図に示すとおり、その両縁は鉛
直とされて中央に向かう傾斜面５ａが連設され、その下
部においてコ字形状の掃流溝５ｂが形成されている。な
お、放魚槽５の上流側には掃流用水槽ｌＯが設けられ前
述した掃流ゲート９によって隔てられている。

掃流溝５ｂは魚を押し流すのに適した流速が得られるよ
う適当に小さくされ、また、その底面は流れ方向に適当
な勾配が付せられ（第１図参照）。

その側壁は鉛直とされている。

第１図に示すようにシュート７は−様な傾斜を有する水
路であり、実施例ではその勾配は水平距離に対して高低
差０．２５程度とされている。すなわち、その勾配は跳
水現象を利用して確実に減勢するために約、０．２５以
下にしなければならないが（昭和４６年版、土木学会編
、木理公式集３００頁参照）、シュートの勾配を大きく
してその水平距離を短かくしその経済的許容限度に則す
るように。

勾配は水平距ｉｌｌに対して高低差０．２５程度とされ
ている。

第１．４図に示すように、シュート７には適宜間隔をも
って隔壁１）が設けられ、その両側部は上流に向って折
り曲げられている。また、第３図に示すように、隔壁の
中央下部にはシュート底面に接して容易に魚が通過し得
る大きさの排出口１）ａが穿たれている。

なお、一般の木理施設においては、−旦、流速を大きく
してから減勢されているが１本発明においては魚が混っ
ているので、−旦、流速を大きくしてしまうと減勢され
る時に魚が衝撃を受けるので１次の隔壁のその上流側の
水溜りに達した時の流速を余りに大きくする事は出来な
い、しかし、水溜りにおいて定常跳水を生じて水溜り部
分の水流が安定し魚の休急に適するようにするためには
、下流端の射流のフルード数が４．５以上とするよう昭
和６０年度版、土木学会編、木理公式集３０９頁に記載
されているので、流速をなるべく小さくし、しかもこの
条件を充足するには、フルード数が４．５以上でなるべ
（４，５に近くなければならない、また、断面急拡の公
式を使用するための条件として、昭和６０年版木理公式
集２０４頁には、急拡前と急拡後の断面の距離はシュー
ト７と排出口１）ａの巾の差の３００倍程とすべきであ
ると定められている。後に、改めて計算例を示して詳し
く説明するが、上記の全ての条件を充足するのは排出口
１）ａの巾がシュート７の０．３倍程度の場合である。

したがって、本実施例においては、シュート７の巾が１
．Ｏｍ、排出口１）ａの巾が０．３０ｍとされている。

次に、放流ゲート８の構成について説明する。

第５図に示すとおり、流路を横断して水平に回動自在に
支持された主軸１２に、水路中方向に対応して位置する
一対のアーム１３が固着され、その上流端に主軸１２を
中心とする円弧状の扉体１４が固着され、また、アーム
１３の下流端近くにカウンターウェイト１５が装置され
ている。一方、流路の側方には内部が三つに分割され上
流側より順に流入室１６、フロート室１７、流出室１８
かもなる水槽１９が設置されている。そして、主軸１２
は水ｔｌ１９の上方まで延出されこの箇所に上流に向け
て突き出されたフロートアーム２０が固着され、この先
端にフロート２］が懸垂されてフロート室１７内に浮か
べられている。

フロート２１は下部の密閉された気密室２１ａとその上
部に位置する導水室２１ｂの二重からなり、導水室２１
ｂはフロート２１の大部分を占め、その底部には気密室
２］ａを貫通する通路を介して導水管２２の一端が接続
されている。導水管２２はフロート２１の下方において
、屈曲自在な継手２２ａを介してジグザグ状に連設され
、フロー）２１の上昇下降運動に追随し得るように構成
されており、導水管２２の他端は流入室１６と流出室１
８とを連通する管２３に連結されている。この管２３の
流入Ｎ１６内への開口２３ａは小径であり、流出室１８
内へは管２３の端部が上・下方向に分岐して形成され上
側はパツキン２４に塞がれてフロート流出口２３ｂは下
側に開口されている。

また、フロート室１７はその下部に流入室１６に連通ず
る小径のフロート室流入口１７ａを有し、また、フロー
ト室１７は流出室１８に連通する。端部が上・下方向に
分かれて形成された管２５を突設し下側をパツキン２４
で塞ぎ上向きに開口されたフロート室流出口２５ａが設
けられており、フロート流出口２３ｂと対向した位置に
隙間を開けて配されている。また、フロート室流出口２
５ａはフロート室流入口１７ａに比して十分に大きくさ
れている。

上記の二つの管２３．２５の端部の対向した管にはパツ
キン２４を貫いて上下方向に連結棒２６が配設され隙間
位置には弁体２７が固看され上下方向に移動可能に設け
られている。一方、流出室１８には水位検知フロート室
２８が設置され水位検知フロート２９が浮かべられてお
り、連結棒２６の上端は水位検知フロート室２８の底部
に設けたパツキン２４を貫いて水位検知フロート２９に
固定されている。水位検知フロート室２８は入口が適当
に狭窄された通水管３０を介してシュート７の最上段の
水中に通じている。なお、前述したパツキン２４は連結
棒２６に固看される。

一方、流入室１６はサイフオン３１を介して成魚槽５の
掃流溝５ｂと連通し、また、流出室１Ｂは総流出口１８
ａを介して最上流の隔壁１）の下流のシュート７内に連
通されている。

次に、サイフオン３１周辺の構成について説明する。サ
イフオン３１の一方の開口は掃流溝５ｂに連通し、中間
に頂部を形成し他方はフロート室流入口１７ａの下端ま
で延びてこの位置で上向きに開口されている。そして、
サイフオン３１の頂部にはサイフオンブレーカ−３２の
一端が接続され、その他端は途中、空気室３３を介在し
て掃流用水種ｌＯ内において下向きに開口されており、
開口の高さはサイフオン作用が有効に利用できる位置に
されている。また、同じくサイフオン３】の頂部には排
気管３４が接続され、排気管３４は一旦鉛直に下降して
から湾曲して上昇し、開口端３４ａはフロート室流入口
１７ａの下端よりも僅かに高い位置において、上向きに
開口されている。

次に、サイフオン３１と成魚槽５の水位との関係および
空気ｇ３３について説明する。サイフオン作用を形成す
るためには、サイフオン３１のフレストから十分な水量
が越流するように、サイフオン３１の頂部は魚を放出す
るときの成魚槽５の最高水位よりも十分に低（する必要
がある。しかし、フレストを低くしたために少量づつ水
が越流して流出するようであってはならない、したがっ
て、上記の排気管３４の下側の開口端３４ａと排気管３
４の最低位置の垂直断面の内上面との高低差は、成魚槽
５の最高水位とサイフオン３１のフレストとの高低差よ
りもやや大きくされている。また、サイフオン３１の関
口部から空気が排出しないようにする必要があるので、
水が溜るようにサイフオン３１も下降してから反転し上
昇して排気管３４と同じ高さでもって開口されている。

そして、この最低位置の垂直断面の内上面の高さは排気
管３４よりもやや低くされている。

一方、成魚槽５内へ魚および水が放流され始めると、後
述するようにサイフオンブレーカ−３２の開口部は水没
する。結果としてサイフオン３１内に残った空気が排気
管３４かも逃げてサイフオン作用を形成させるのである
が、開口部が閉鎖された時点で気象条件によって著しく
気温が上昇すれば、サイフオン３１等の中の空気が膨張
するので、未だ成魚槽５等の水位が十分に高くならない
゛うちに排気管３４内の水面が押し下げられサイフオン
３１内の空気が排出されることになる。このため、空気
室３３の容積は空気の膨張による影響を防ぐ大きさにさ
れており、かつ、同様の趣旨によって、放流から放流ま
での間においてもっとも激しく気温が低下した場合にも
成魚槽５の水位が最高水位に達した時に排気管３４から
の排気が開始されるように決定されている。

次に、放流ゲート８の本体の構成について補足説明する
。

フロート２１の気密室２１ａの上端の高さは、掃流ゲー
ト９が作動しているときに放流ゲート８が全開し得るよ
う、この全開状態においても後述する掃流計画水位より
も十分に低くされている。また、フロート室流入口１７
ａ　、導水管２２および総流出口１８ａの位置は十分に
低くされており、フロート２１の気密室２１ａの容積は
フロート２１に働く浮力が消失したときに放流ゲート８
が閉じ得るよう十分に大きくされている。

次に、放魚槽５の最高水位が降下し、サイフオン３１に
よって放流ゲート８を作動させたときの放流計画水位に
ついて説明する。

放魚槽５が最高水位到達以降は、サイフオン３１によっ
て水槽１９に水が供給されるので上流水位の影響を受け
ずに放流ゲート８が全開し保持される。そして、放流計
画水位はシュート７の最上流の隔壁１）の上流面におい
てその頂部よりやや低くされている。水位検知フロート
２９は、その水位検知フロート室２８内の水位が放流計
画水位の時に弁体２７がフロート流出口２３ｂとフロー
ト室流出口２５ａの中程に来るようにされている。フロ
ート流出口２３ｂとフロート室流出口２５ａの間隔は弁
体２７が上記のとおり中間の位置にある場合に、両方の
開口部が僅かにその狭窄の影響を受ける程度にされてい
る。

次に掃流ゲート９の構成について説明する。

第６図に示すように、軸３５が掃流用水槽１０の流路を
横切る方向に水平に回動自在に支持され、これに巾方向
に並んで一対のアーム３６が固着されており、その上流
端に軸３５を中心とする円弧状の扉体３７が固着され、
また、その下流側にカウンターウェイト３８が装着され
ている。軸３５は流路中より延設されその端部に上流に
向けてフロートアーム３９が固着され、その先端にフロ
ート４０が懸垂されている。フロート４０は、流路の側
方に設けられた流入槽４１とフロート室４２と流出槽４
３とからなる水槽４４のフロート室４２内に位置される
。フロート４０は風等によって不用意に掃流ゲート９が
開かないようにその下部に適当な大きさの密閉室４０ａ
を有し、その上方に導水室４０ｂを有している。導水室
４０ｂはフロート４０の大部分を占め、その底部には密
閉室４０ａを貫通する通路を介して導水管４５の一端が
接続されている。導水管４５はフロート４０の下方にお
いて屈曲自在な継手４５ａを介してジグザグ状に連設さ
れ、フロート４０の上昇下降運動に追随し得るように構
成されており、導水管４５の他端は流入Ｉ＠４１と流出
槽４３とを連通する管４６に連結されている。この管４
６の流入槽４１内への開口４６ａは小径であり、流出槽
４３内へは管４６の端部が上・下方向に分岐されて形成
され上側はパツキン２４に塞がれてフロート流出口４６
ｂは下側に開口されている。

また、フロート室４２はその下部に流入槽４１に連通す
る小径のフロート室流入口４２ａを有し、また、フロー
ト室４２は流出？１４３に連通ずる、端部が上・下方向
に分岐されて形成された管４７を突設し下側をパツキン
２４で塞ぎ上向きに開口されたフロート室流出口４７ａ
が設けられており、フロート流出口４６ｂと対向した位
置に隙間を開けて配されている。また、フロート室流出
口４７ａはフロート室流入口４２ａに比して十分に大き
くされている。

上記の二つの管４６．４７の流出ｌＩ４３内で対向した
端部にはパツキン２４を貫いて上下方向に連結棒４８が
配設され隙間位置には弁体４９が固着され上下方向に移
動可能に設けられている。一方、流出槽４３には水位検
知フロート室５０が設置され水位検知フロート５Ｉが浮
かべられており、連結棒４８の上端は水位検知フロート
室５０の底部に形成した通水孔５２を挿通して水位検知
フロート５１に固定されている。

一方、流入槽４１は十分に大きな断面から成る総流入口
５３を介して掃流用水？！１０と連通し、また、流出槽
４３は総流出口５４を介して放角槽５と連通されている
。

次に掃流ゲート９が保持すべき掃流計画水位について説
明する。

掃流ゲート９は放流ゲート８が開いて魚を放流し放魚槽
５の水位が下降したときに開くものであって、このとき
の流水の水位を掃流計画水位といい、掃流計画水位はシ
ュート７の最上流の隔壁１）の上流面においては、上記
の放流計画水位よりも数センチ低くされ、排出口１）ａ
から流出する流量をもって掃流計画流量が定められてい
る。また、故魚檀５円から確実に魚を押し流し、且つ魚
を傷付けないような掃流計画流速が定められ、敢無ｔ１
５の掃流溝の断面、高さおよび勾配は木理計算にもとづ
いて定められている。また、掃流ゲート９の続流出口５
４の出口の水位が掃流計画水位の時には、弁体４９がフ
ロート流出口４６ｂとフロート室流出口４７ａとの中間
の位置に来るようにされ、また、その状態において、両
開口部ともに僅かに弁体４９の影響を受ける程度に両者
の間隔は定められている。

また、掃流ゲート９のカウンターウェイト３８の大きさ
はゲート全体が均衡する重さよりもやや小さ（され、フ
ロート４０内とフロート室４２内の水位がほぼ等しくな
ければ確実に掃流ゲート９が閉じるようにされている。

また、シュート７の長さが大きくそのために大量の水を
要する場合には、ポンプにより貯水池３から放魚槽５へ
水が補給されるようにされている。

次に本発明実施例の作用について述べる。

エレベータ−６により水と魚が運搬されて成魚檀５内に
投入されると、放魚槽５に溜ると共に掃流用水槽ｌＯに
も水が順に掃流ゲート９の続流出口５４、流出槽４３、
フロート室流出口４７ａ、フロート室４２、フロート室
流入ロ４２ａ、流入槽４１および続流入口５３を介して
流れ、掃流用水槽ＩＯにも自動的に水が貯水される。掃
流用水槽ｌＯに水が貯水されてくると放流ゲート８のサ
イフオンブレーカ−３２の開口部も水没し、それ以後は
両方の檀の水位の上昇につれてサイフオン３１等の中の
気圧が高まり、サイフオン３１の下流側の水面は徐々に
押し下げられる。しかし、その程度の圧力は空気室３３
が緩衝作用してサイフオン３１の出口側の溜り水が排出
されないのでサイフオン作用の形成が阻害されることは
ない。

このようにして、サイフオン３１の入口側の水面は徐々
に上昇し、一方、サイフオン３Ｉの出口側の水面と排気
管３４の水面は徐々に低下するが、いずれも、その開口
部と最低断面の内上面との高低差が敢無槽５の最高水位
とサイフオン３１のフレストとの高低差より大きくされ
ているので、排気管３４が作動する以前に水がサイフオ
ン３１から越流する事はない、放魚槽５への一回当りの
注水量は両方の面積に比して極めて僅かであるが、注水
が続けられることによって排気管３４内の水面が低下し
遂には空気が噴出する。その際、一連の装置内に閉じ込
められている空気量は、排気管３４の出口付近に貯えら
れている水量とは比較にならない程多いので、排気管３
４の出口の水は吹き飛ばされる。このため、サイフオン
３１の内部は一気に大気圧となるが、また、放魚槽５の
最高水位に比べてサイフオン３１のフレストが十分に低
（されているので、フレスト上の水流は満流に近く、し
たがって、急速にサイフオン３１内の空気が水流によっ
て排出されサイフオン３１内は負圧になる。勿論、排気
管３４は閉じているので空気が供給される事はなく、極
めて短時間内にサイフオン作用が形成される。

したがって、放流ゲート８の流入室１６内へ水が流入し
、同室］６の水位は急速に上昇し始める。これと同時に
フロート２１の導水室２１ｂとフロート室１７内に水が
流入する。この段階においては、シュート７内に水がな
いので放流ゲート８の水位検知フロート室２８内には水
がなく、シたがって、弁体２７は水位検知フロート２９
の重みによってフロート室流出口２５ａに圧着されてい
る′、シたがって、フロート室１７内の水面は上昇し、
管２３の流水はフロート流出口２３ｂから流出するので
フロート２１内に流れこまない、このため、フロート２
１が上昇して放流ゲート８は徐々に開いて流量が増加し
シュート７の最上流部分の水面が上昇して行くが、これ
が放流計画水位に近づくと水位検知フロート２９が上昇
し、弁体２７が上がってフロート２８内に水が流入する
。この段階で、フロート２１内の水面の上昇速度も遅く
なり、ゲートの動きもわずかとなって流量が一定に保持
されるようになり、シュート７の隔壁１）の上流に次々
と水溜りが形成され、跳水を利用した減勢の準備が出来
あがる。

この間、放電槽５内に投入が続けられているので水位は
十分に高く、また、上部の巾が十分に大きくされている
のでその上部の流速は極めて小さいが、放電槽５の水面
が低下するにつれて流速は徐々に大きくなる。したがっ
て、角の遡河性が誘発されて魚は放電槽５の上方部に集
まるので水深が小さいうちに魚が排出されることはなく
、また、隔壁１）の上流に流水が十分溜ってから流下す
るので、コンクリートに叩きつけられ、またはシュート
７に擦りつけられる事はない。

このようにして角を放流する前段階の放流が続くと、放
免Ｉ！５内の水位が下がり放流計画水位より低くなる。

そうなれば、シュート７の最上流部分の水位も保持でき
なくなり、放流計画水位より低くなる。その結果、水位
検知フロート２９が下降し、再び弁体２７がフロート室
流出口２５ａに圧着され、一方フロート流出口２３ｂは
解放されるので放流ゲート８は開き続け、扉体１４が空
中に飛び出して全開状態となる。

上述のとおり、シュート７の最上流においては、掃流計
画水位は放流計画水位よりも数ｃｍ低くされているが、
水理計算にもとづいて、放電槽５の上流端の掃流計画水
位はシュート７のそれよりも高くされている。したがっ
て、シュート７の上流端の放流計画水位と放電槽５の上
流端の掃流計画水位のいずれが高いかと云う事は一概に
断言することはできないが、要は、掃流溝５ｂの勾配と
長さによって異なる。また、掃流ゲート９が閉じている
状態においては、少なくとも放電槽５の最上流端の流速
はＯであるので、放電槽５内の水面勾配は掃流ゲート９
が開いた後と比べると著しく小さい、したがって、放電
槽５の上流端の水位がこの位１の掃流計画水位に達する
のは上記のとおり放流ゲート８が全開する時と前後する
事になるが、たとえ、前者の方が早い場合でも、シュー
ト７の上流端の水位が掃流水位よりも高い間においては
、掃流ゲート９が僅かに開いただけでいわゆる壇上背水
現象により、放電槽５の上流端の水位が掃流水位まで上
昇し掃流ゲート９の開動作は停止されるので、放流ゲー
ト８の全開の支障となる事はない。

以上、敢角槽５の上流端の水位が掃流計画水位まで低下
する、と云う事を重機にして説明してきたが、次に、掃
流ゲート９の作用について説明する。

放流ゲート８が開き始め放電槽５の水位が低くなっても
、当初は弁体２７が上限にあってフロート室流出口２５
ａは解放されているので、フロート室】７内の水面は低
下し、一方、フロート室流入口１７ａから水が流入し、
したがって、掃流用水槽】０から放電槽５に至る水流が
形成される。また、フロート室流入口１７ａが小さくさ
れているのでフロート室１７内の水位はほぼ放電槽５と
等しくなり、一方、フロート２１内の水位はフロート流
出口２３ｂが閉塞されているのでほぼ掃流用水槽ｌＯと
等しくなって、掃流ゲート９は全閉し続ける。また、フ
ロート室流入口１７ａが小さいので、この間における掃
流用水槽ｌＯの水位の低下は微々たるものである。この
ようにして放電槽５の水位が低下して掃流計画水位に近
づくと、水位検知フロート２９と弁体２７が共に下降し
始め、フロート流出口２３ｂが解放されると共にフロー
ト室流出口２５ａが狭搾され始める。さらに、散舞、Ｉ
！５の上流端の水位が掃流計画水位より僅かに低くなれ
ばフロート室１７よりもフロート２１内の水位が低くな
り掃流ゲート９は放電槽５の上流端の水位が一定に保持
されるように開き始める。一方、シュート７の上流端の
水位も掃流計画水位まで低下し両地点間に水位差が生じ
、しかも、掃流溝５ｂの巾が狭く水深も既に小さくなっ
ているので、掃流溝５ｂ内に所定の流速を生じ２掃流満
５ｂ内に留っていた魚は押し流されてシュート７に送ら
れる。その際、放流ゲート８は既に全開しているので何
等支障をきたさない。

次に、魚道に適応するシュート７の側面と底面および水
深と流速について木理計算式を参照してこれらの関係を
説明する。

先ず、シュート７の寸法について説明する。

ｂ、：排出口１）ａの巾　　　　　　　　　（１，３０
ｍｂ＊：　シｘ−ドア（ｉ’）巾　　　　　　　　　１
．００ｍｈｌ：排出口１）ａの鉛直方向の高さ　　　０
．４５ｍＨ２：排出口１）ａ出口の上端から隔壁１）上
流水面までの高低差　　　　　　　　２．０５ｍ（ｈｌ
、　Ｈｌは第１図参照） 上記の排出口１）ａの大きさは、魚種によって二えるべ
き事は勿論であるが、鮭が対象となる場Ｐには、むしろ
、鼾化場を用意するのが適当であシので、通常は上記の
値で十分であろう、また）ｌ　、　＆；最終的には計算
結果にもとづいて決定すべきもσであるが、一応上記の
とおり仮定して置いて計算を進める。

先ず流量について計算する。排出口１）ａの直１流の水
流は底面の影響を受けるのでもぐり流出と見なす、　１
９７９年版土木工学ハンドブック上巻４５１頁の式７−
２３と同４５１頁の表７−６から以下の通りである。

Ｑ＝ｃ−ａｆＴｉＴＩｒ＋　　＝０．６０４Ｘ０．１３
１　　　　Ｘ　　、　　ｘ　　。

＝０．５０２ｍ　’／ｓｅｃ　　　　　　　　　　　　
　　−−−（１）α：シュート７の傾斜角　ａ　＝ｊａ
ｎ−’　０．２５＝１４．０３６２１ ｄ、：底面に直角に測った水深 ｄＩ！ｈ＋ｃｏｓａ　＝０．４５ｃｏｓ１４．０３６２
　’４．４３７ｍ Ｃ：流量係数　　　　　ｃ　＝　０．６０４　　（玉揚
）ａ：排出口１）ａの断面積 ａ　ｌ＋ｂ＋　・ｄ＋＝０．３０　Ｘ　Ｏ，４３７＝０
．１３１ｍ” ｇ：重力の加速度　　ｇ＝９．８”／ｓｅｃ／ｓｅｅ次
に排出口１）ａの出口から跳水直前の射流の断面ｎ（第
１図参照）までの距離を求める。昭和６０年版土木学会
編木理公式集２０４頁において、水路中の差の３０倍以
上とすべきであるとされているが、安全のためこれを水
平距離と解釈する。

ｉｌ、＝ｉｂ、−ｂ、ｌ　　ｘ３０１）．０Ｏ−０，３
０１ｘＯ，３０＝２１．００　ｍ 次の計算に進むために、予め射流の断面■（第１図参ｐ
ＩＪ）の諸元を計算しておく、流速については流速係数
はｌに近い事が知られているので、断面Ｉの流速は ■、＝Ｆ鉦下＋”　　　Ｘ、Ｘ。

＝６．３３９−／ｓｅｃ であり、断面Ｉの勢力線の高さは隔壁１）の上流の水面
と交らない。

径深については、底面だけに水流が接しているので Ｒ＋＝ｄ＋＝０．４３７　ｍ である、したがって、断面■の底面から見た断面Ｉの勢
力綿の高さは次式による。

ｈ＋＋Ｈ＋＋ｌ　　＋　　ｘｏ、２５　　”　　０．４
５＋２．０５＋２１．００ｘ０．２５に　７．７５ｍ 一方、木理公式による損失水頭は、水理公式集２０４頁
の式３，５と図３−７から、 急拡による損失水頭は （：　損失係数３．６　（ｂ、／ｂｚＪ、３１摩擦によ
る損失水頭は であり、 ここに ｎ：コンクリートの粗度係数 （１，（１）５ Ｌ。

：断面１゜ １）間の斜距離 ＝　２１．６４６　　ｍ 断面【Ｉの水深ｄ２を仮定すれば（４）式を使い。

エネルギー不滅の法１ｆノによって、　ｄｘは次式を充
足するものでなければならない。

ｈｅ＋ｈｆ＋ｄｔ／ｃｏｓａ＋Ｖｇ”／１２ｇ１　”　
７．７５ｍ　　−・−・−・ｆ５１）５）式を充足する
のはｄｚＨｏ、　１０１５ｍ　テある。

このことから、 流速は、Ｖ＊：０．５０２／１．００１０．１ｏＩ５：
４．９４６”／ｓｅｃ断面ハ、　Ａ、＝　ｂ、ｘｄ、＝
１．００　ｘｏ、１０１５＝０．１０１５　ｍ’径深は
、Ｒ＊：Ａｘ／　（ｂｔ÷２ｄ、ｌ＝Ｏ，ｌ旧５／１）
．ｏｏ＋２ｘ０．１０１５１　　；０．ＯＲ４４ｍ である。

フルードｖｌＦは次式で表される。

Ｆ　＝　　Ｖ　ｚ　／　−ｒＴ”Ｔ；　＝　４　、９４
６　／　　、×。

＝　４．９５９＞　４．５０ 上記の木理公式集３０９頁に記載された定常跳水の範囲
４．５〜９．０の範囲にあり、しかも、最低値に近い、
その意義については後に改めて説明する。

ここで、後にシュート７の効果を評価に用いるためにｈ
ｅとｈｆの計算結果を示しておく。

次に跳水の計算をする。

本発明にがかるシュー ト７は、既に説明を了したとおり、はぼ−様な傾斜を有
するものであるが、ダム等の順傾斜水叩工においては、
跳水の始点は傾斜しているが終点は水平にされる事があ
る。上記の昭和６０年度版の木理公式集においては、こ
のようなダム用のものの跳水について記載されているが
、本発明は、これと条件を異にする。したがって、ここ
では、本発明と条件を同じくする跳水について記載のあ
る昭和４６年度版の木理公式集を用いる。跳水完了後の
水面を断面■（第１図１）とする。

ｈｔ”　ｄｔ／ｃｏｓａ＝０．０１５／ｃｏｓ　１４．
０３６２°＝０．１０４６　ｍ４６年版公式集３０１頁
の図５．ｌＯからｈｓ／ｈ１４１５．０よって、ｈ、　
＝　０．１０４６　ｘ１５．０＝１．５６９（ｈｌ＋Ｈ
ｔ二０．４５＋２．０５−２．５０ｍしたがって、前に
仮定したＨ、・２．０５の値は妥当である。

次に跳水の長さをｅ２とすれば、同頁の図５．１）から
ｌ　ｘ／ｈｓ４２．９ よって、ｌ２ｔ＝１．５Ｇ９ｘ　２．９＝４．５５ｍ次
に、跳水による損失水頭ｈｊを計算する。この場合、断
面ｍの底面を基準にした断面■と■の勢力線の高さの差
として計算する断面ｍの流速は。

極めて小さいのでその流速水頭を無視する。

ｈｊ　＝ｉｌ　ｔ　ｘ　ｏ、２５＋Ｌ◆Ｌ　”／　ｆ２
ｇｌ　−ｈ。

＝　４．５５０Ｘ　Ｏ，２５４０，＋０４６÷４．９４
６”７１９．８−１．５６９＝　　０．９２１ｍ 次は、隔壁１）間の高低差と距離を求める。

隣り合った隔壁１）とその上流の水面の高低差ｈ０は。

ｈｏ　　＝　　Ｈｌ”ｈｔ”　ｔｉ！、＋＋４２１）　
Ｘ　Ｏ，２５−Ｌ・　２．０５＋０．４５＋＋２１．０
旧４．５５１　　Ｘｏ、２５−１．５６９；　７．３１
９ｍ 隔壁１）間の水平距離９．０は、 １ｏ＝７．３１９１０．２５＝２９．２８　ｍである。

次は、シュート７の作用について説明する。排出口１）
ａの呑口附近において徐々に加速されて・ｍ出口１）ａ
を出る時に流速は最大となり、Ｖ＋＝６゜３３９”／ｓ
ｅｃとなっているが、排出口１）ａを出た途端に断面急
拡損失による減勢を受け、急斜面を流れ下っているにも
拘らず流速は徐々に小さくなり。

次の隔壁１）の上流に形成された水溜りにおいて、跳水
を開始する直前においては、流速はＶ、＝４．９４６ｗ
″／ｓｅｃまで減速されている。したがって、比較的に
流量が少ないにも拘らず水深は比較的に大きく約１０ｃ
ｍ程度に保たれており、魚体がシュート７の底面に擦り
付けられる事がなく、また流速が比較的に小さいので、
跳水現象によって魚の受ける衝撃力が少なくて済む。

このように良好な結果が得られるのは、本発明の狙いど
おりに摩擦損失水頭ｈｆ　（１，９０４ｍ）の他に、そ
の２倍以上にも及ぶ断面急拡損失水頭ｈｅ（４，４４８
ｍ　）があったためである、既に構成の項において説明
したとおり、一般の木理施設においては、−旦、流速が
大きくなってから減勢する事が可能であり、また、それ
が常道でもあるが魚道においては絶対に流速を大きく出
来ないので断面急拡損失の効果は貴重である。

また、射流の末端流速が小さくて済むので跳躍水深がＬ
＝１．５６９　ｍに過ぎず、したがって、排出口１）ａ
の上下流の水位差Ｈ１と流量がＱ＝０．５０２　ｒｎ’
／ｓｅｅと比較的に小さくて済み、また、隔壁１）の上
流の常流部分の長さが４ｍ程度残され、下達中における
魚の休息場所となり、また、射流のフルード数が４．５
以上あるので跳水の種類が定常跳水となり、水流も安定
していて体！場に相応しい。

次に、放流後半時のシュート７の作用について説明する
。掃流用水槽１０を併用しても放流を停止しシュート７
内の流量が少なくなった時に、なお、僅かに魚がシュー
ト７内に留っている事が予想されるが、隔壁１）のＩＩ
Ｉ端が上流に向けて折り曲げられ、かつ、排出口１）ａ
が底面に接して穿たれているので、流量が少なくなれば
その上流の水溜りは消失して水流は減勢を受けず、−気
に排出口１）ａ内を流下する。したがって、排出口１）
ａの箇所の狭搾のためにその上流に魚が残される事はな
い、しかも、排出口］Ｊａを通過してその下流の魚が残
るおそれの全くない箇所に出れば、流水は断面急拡によ
る減勢を受けてまことに好適である。

次に、放流ゲート８の作用にもどって説明を続ける。上
記のようにして掃流用水槽ＩＯから放水が続けられ、魚
の殆んどが降下し終えた頃になれば掃流用水槽１０の水
位が低下して、サイフオンブレーカ−３２の開口部が空
中に露出し、ここから空気がサイフオン３１内に侵入し
てサイフオン作用が切断され、流入室１６への水の供給
が停止される。

一方、流入室１６内の水は導水管２２、流出室１８およ
び続流出口１８ａを通じてシュート７内に排出され続け
ているので、流入室１６と、これとフロート室流入口１
７ａを介して連通されているフロート室１７の水位が低
下し、フロート２１の下部に働いていた浮力が消失して
放流ゲート８が全閉される。

その後、暫らく掃流ゲート９は開いていて、掃流用水槽
ｌＯから放電槽５への放流が続けられるが、散舞槽５内
の水位が安全にエレベータ−６から投入される魚を受入
れられるように上昇すれば５両水槽５．１０の水位はほ
ぼ等しくなって、フロート２１の導水部分の水位がフロ
ート室１７よりも低いために働いていた浮力が消失し、
またカウンターウェイト１５の重さが小さくされている
ので、掃流ゲート９も全閉し、冒頭において説明した状
態にもどる。

さて、上記においては、施設が大規模で、無人無動力で
、安全確実に魚を降下させる実施例について説明したが
、場合によっては、放流ゲート８と掃流ゲート９は電動
機と電極棒等を用いて制御する周知の電気技術を用いて
も一向に差支えない、また、施設が小瑣榎の場合には５
人力によって操作することができるのは勿論である。

また、上記においては、エレベータ６の搬送の高さが非
常に大きく、動力の制約を受けてエレベータ−６の搬送
が間欠的であると云う事を前提にした実施例を示したが
、施設の規模が小さくエレベータ−６の搬送が連続的に
行われ、対称となる魚が小さくそのために排出口Ｈａが
小さくて済む場合には、シュート７の上流に適当な水槽
を設置して、その上流がらポンプを用いて注水するだけ
の簡単な装置とすることもできる。

（効　果） 本発明は上記説明したように構成したものであるので、
シュートは水理掌上、急拡損失と称される減勢工として
は全（新しい原理を応用しており、斜面を流下中におい
て徐々に減勢され、跳水直前においてはかえって流速が
小さくなり、このため、隔壁の上流側の水深が大きいの
で魚が擦傷を受けず、また水勢が弱いので跳水によって
魚が受ける衝撃が少なく、降下途中において魚の休息場
所が用意され、しかも、放流最後には浄が残るような水
溜りが残らない、さらに、傾斜も一様とされて構造が簡
単で隔壁の高さが小さく、間隔が大きいので工費も低廉
である。

また、実施例で説明した掃流用水槽、掃流ゲートは、放
流ゲートと併用して魚を排出し易くさせ自動的に水を継
続して放流するので魚を安全確実に降下させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による降下魚道装置の断面図、
第２図は実施例の故魚槽の幅方向の断面図、第３図は実
施例の隔壁の正面図、第４図は実施例による降下魚道装
置の平面図、第５図は実施例の放流ゲートの断面図、第
６図は実施例の掃流ゲートの断面図、第７図は実施例の
ダム周辺の平面図である。 ２・・・ダム ３・・・貯水池 ５・・・放免槽 ６・・・運搬手段 ７・・・シュート １）・・・隔壁 １）ａ・・・排出口 （エレベータ） 特 許 出 願 人 豊国王業株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ダム、堰等の下流側から運搬手段により貯水池を
   臨む高所に設けた放魚槽に放出した魚をシュートを介し
   てダム、堰等の上流側の貯水池に放流する降下魚道装置
   において、前記シュートを所定の傾斜勾配に設置し、中
   央下部に切り欠きを有する隔壁を、前記シュートの底面
   とで排出口を形成するようにして複数設け、該シュート
   の下流端の射流のフルード数が所定の値になるように、
   前記排出口の幅を全幅の十分の三程度とし、かつ、該複
   数の隔壁を所定の間隔に配設したことを特徴とする降下
   魚道装置。
2. （２）前記放魚槽のシュートへの下流側には放流ゲート
   を設置し、該放魚槽の上流側には掃流用水槽を設けると
   共に掃流ゲートを介在させ、該放魚槽の流下方向に対す
   る巾を上部を広く下部を狭く形成し、かつ、底部を流下
   方向に傾斜させたことを特徴とする請求項１に記載の装
   置。