(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略直線的に進みながら高くなる直線チャンネル部と、曲線的に進みながら高さの略変わらない曲線チャンネル部とが交互に連続し、もって平面形状が略長円形となるように構築され、
前記直線チャンネル部及び前記曲線チャンネル部が、それぞれコンクリートによりプレキャスト成形された魚道ブロックにより構築され、直線チャンネル部の魚道ブロックと曲線チャンネル部の魚道ブロックとが連結され、
魚道水路に、水流を緩和して魚類の休息用プールを作るとともに魚類にとって適切な越流水深と越流形状を確保するための隔壁が設けられ、
前記隔壁は、主に直線チャンネル部に設けられ、曲線チャンネル部の少なくとも途中部には設けられないようにし、
前記直線チャンネル部での隔壁間のプール長よりも曲線チャンネル部でのプール長を長くした螺旋式魚道。
【請求項２】
略直線的に進みながら高くなる直線チャンネル部と、曲線的に進みながら高さの略変わらない曲線チャンネル部とが交互に連続し、もって平面形状が略長円形となるように構築され、
前記直線チャンネル部及び前記曲線チャンネル部が、それぞれコンクリートによりプレキャスト成形された魚道ブロックにより構築され、直線チャンネル部の魚道ブロックと曲線チャンネル部の魚道ブロックとが連結され、
土台をなすフーチングと該フーチングから垂立する断面略長円形をなす高剛性のコア柱とが現場打ちコンクリートで構築され、前記コア柱の外周面に略密接して前記魚道ブロックが設置されることにより耐震構造とされ、
前記フーチングから垂立する支持脚が現場打ちコンクリートで構築され、前記魚道水路の魚道出口に連結される入水路が、コンクリートによりプレキャスト成形されたＵ型ブロックと、該Ｕ型ブロックを設置するスラブとで構築され、前記支持脚により前記スラブが支持された螺旋式魚道。
【請求項３】
略直線的に進みながら高くなる直線チャンネル部と、曲線的に進みながら高さの略変わらない曲線チャンネル部とが交互に連続し、もって平面形状が略長円形となるように構築され、
前記直線チャンネル部及び前記曲線チャンネル部が、それぞれコンクリートによりプレキャスト成形された魚道ブロックにより構築され、直線チャンネル部の魚道ブロックと曲線チャンネル部の魚道ブロックとが連結され、
魚道水路に、水流を緩和して魚類の休息用プールを作るとともに魚類にとって適切な越流水深と越流形状を確保するための隔壁が設けられ、
前記隔壁は、主に直線チャンネル部に設けられ、曲線チャンネル部の少なくとも途中部には設けられないようにし、
前記直線チャンネル部での隔壁間のプール長よりも曲線チャンネル部でのプール長を長くし、
土台をなすフーチングと該フーチングから垂立する断面略長円形をなす高剛性のコア柱とが現場打ちコンクリートで構築され、前記コア柱の外周面に略密接して前記魚道ブロックが設置されることにより耐震構造とされ、
前記フーチングから垂立する支持脚が現場打ちコンクリートで構築され、前記魚道水路の魚道出口に連結される入水路が、コンクリートによりプレキャスト成形されたＵ型ブロックと、該Ｕ型ブロックを設置するスラブとで構築され、前記支持脚により前記スラブが支持された螺旋式魚道。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、河川のダム、堰、頭首工等に付設して魚類等の水棲生物の溯上を可能にする魚道に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
小さいスペースで大きな高低差の魚道を構築できるものとして、螺旋式魚道が知られている。しかし、従来の螺旋式魚道は平面形状が円形であり、絶えず円弧状に進みながら高くなるように構築されていて、最上部の魚道出口から流入した水が、下降するにつれ遠心力を伴ってどんどん加速されるため、最下部の魚道入口での流速が非常に大きくなってしまう。このため、遡上する魚類にとって最も好ましい流速（選好流速）を得ることが困難であった。
【０００３】
そこで、本願出願人は先の出願（特開平９−３２８７３９号公報）で、略直線的に進みながら高くなる直線チャンネル部と、曲線的に進みながら高くなる曲線チャンネル部とが交互に連続し、もって平面形状が略長円形となるように構築された螺旋式魚道を提案した。この螺旋式魚道によれば、魚道出口から流入した水は、曲線チャンネル部では遠心力を伴って加速されるが、直線チャンネル部では遠心力を伴わない分だけ加速が鈍るため、一旦流速が落ち着く。このため、最下部の魚道入口での流速を、遡上する魚類にとって最も好ましい選好流速とすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、最近の試験・研究により、上記先の出願に係る螺旋式魚道においても、次のような課題があることが分かってきた。
（１）水は直線チャンネル部では安定して流下するが曲線チャンネル部では遠心力を伴って流下するので、魚類は曲線チャンネル部を遡上するのに苦労する。
（２）先の出願に、耐震性に関する提案は含まれていなかった。
（３）先の出願に、魚道出口に連結される入水路に関する提案は含まれていなかった。
【０００５】
そこで、本発明の第一の目的は、魚道水路の流況が安定して、魚類が魚道水路を楽に遡上することができる螺旋式魚道を提供することにあり、第二の目的は、耐震構造を合理的に実現することができる螺旋式魚道を提供することにあり、第三の目的は、魚道出口に連結される入水路を少ない工程数で迅速に構築することができる螺旋式魚道を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の螺旋式魚道は、略直線的に進みながら高くなる直線チャンネル部と、曲線的に進みながら高さの略変わらない曲線チャンネル部とが交互に連続し、もって平面形状が略長円形となるように構築されている。
【０００７】
直線チャンネル部及び曲線チャンネル部は、それぞれコンクリートによりプレキャスト成形された魚道ブロックにより構築し、直線チャンネル部の魚道ブロックと曲線チャンネル部の魚道ブロックとを連結することが好ましい。
【０００８】
直線チャンネル部及び曲線チャンネル部は、一つの魚道ブロックを連結して構築することもできるし、二つ以上の魚道ブロックを連結して構築することもできる。特に、直線チャンネル部は、魚道ブロックの数を変えることにより、長さを変えられるようにすることが好ましい。また、直線チャンネル部の魚道ブロックは、階段状に連結したり、連続傾斜状に連結したりできる。連結手段は、特に限定されない。
【０００９】
魚道ブロックは、魚道水路のみを構成するもの（単水路式魚道）でも、仕切壁によって魚道水路と呼び水水路とを構成するもの（呼び水式魚道）でもよい。単水路式とした場合は、別途呼び水水路を構築することもできる。
【００１０】
魚道水路に、水流を緩和して魚類の休息用プールを作るとともに魚類にとって適切な越流水深と越流形状を確保するための隔壁を設けることが好ましい。隔壁は、主に直線チャンネル部に設け、曲線チャンネル部の少なくとも途中部には設けないようにし、もって直線チャンネル部での隔壁間のプール長よりも曲線チャンネル部でのプール長を長くすることが好ましい。
【００１１】
隔壁は、個々の魚道ブロックの中間部に設けたり、端部に設けたりできる。また、隔壁は非越流部と越流部とで構成することができる。さらに、隔壁に天端高の異なる二以上の越流部を設けることにより、魚類が越流レベルを選択して乗り越えられるようにすることが好ましい。
【００１２】
土台をなすフーチングと該フーチングから垂立する断面略長円形をなす高剛性のコア柱とを現場打ちコンクリートで構築し、コア柱の外周面に略密接して魚道ブロックを設置することにより、螺旋式魚道を耐震構造とすることが好ましい。
【００１３】
魚道水路の魚道出口に連結される入水路を、コンクリートによりプレキャスト成形されたＵ型ブロックと、該Ｕ型ブロックを設置するスラブとで構築することが好ましい。
【００１４】
フーチングから垂立する支持脚を現場打ちコンクリートで構築し、魚道水路の魚道出口に連結される入水路を、コンクリートによりプレキャスト成形されたＵ型ブロックと、該Ｕ型ブロックを設置するスラブとで構築し、支持脚によりスラブを支持することが好ましい。
【００１５】
スラブを、プレテンション方式の橋桁で構成することが好ましい。
【００１６】
魚道水路の魚道出口に連結される入水路の側壁天端を、余水が越流することにより取水量が所定量に制御されるような計画水面高にすることが好ましい。
【００１７】
なお、直線チャンネル部及び曲線チャンネル部のそれぞれの一部又は全部を、現場打ちコンクリートで構築することもできる。この場合も、階段式魚道と傾斜式魚道とがありうる。また、魚道水路に前記隔壁を設けることが好ましい。また、単水路式魚道と呼び水式魚道とがありうる。単水路式とした場合は、別途呼び水水路を構築することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面に基づいて説明する。図１〜図４に示すように、本実施形態の螺旋式魚道１は、略直線的に進みながら階段状に内底面（ひいては水面）が高くなる前後二ヶ所の直線チャンネル部２と、曲線的（ここでは半円弧状）に進みながら内底面（ひいては水面）の高さが略変わらない左右二ヶ所の曲線チャンネル部３とが交互に連続し、もって平面形状が略長円形となるように構築されている。
【００１９】
直線チャンネル部２及び曲線チャンネル部３は、それぞれ補強鉄筋を埋設するようにコンクリートによりプレキャスト成形された魚道ブロックにより構築されている。詳しくは、直線チャンネル部２は上下多段構成で、各段とも四つの魚道ブロック４又は５を階段状に連結して構築されている。曲線チャンネル部３は上下多段構成で、各段とも二つの魚道ブロック６又は７を同一レベルに連結して構築されている。
【００２０】
また、本実施形態の螺旋式魚道１は、図１、図２及び図５に示すように、土台をなすフーチング２０と該フーチング２０から垂立する断面略長円形をなす高剛性のコア柱２１とが現場打ちコンクリートで構築され、コア柱２１の外周面に略密接して各魚道ブロック４〜７が設置されることにより、耐震構造とされている。コア柱２１の高さは１０数ｍであり、長円形における直線部の長さは６〜１０ｍ（例えば８ｍ）であり、長円形における曲線部の中心半径は１〜２ｍ（例えば１．５ｍ）である。
【００２１】
コア柱２１の根本周囲においてフーチング２０と一体形成された螺旋階段状のブロック基礎２２は、一段目の魚道ブロック４，６を載置し、特に直線チャンネル部２の魚道ブロック４を階段状に載置するためのものである。このブロック基礎２２は、現場打ちコンクリートで構築されているが、コンクリートによりプレキャスト成形されたブロックで構築することもできる。
【００２２】
使用されている４種類の魚道ブロック４〜７は、魚道水路１５のみを構成するもの（単水路式魚道）であって、詳細は次の通りである。
【００２３】
直線チャンネル部２の最上段以外の各段を構成する魚道ブロック４は、図６及び図７に示すように、内底面が低い水平面をなす下段部１１と内底面が高い水平面をなす上段部１２とからなる階段状の底壁１０と、該底壁１０の側縁から立設された真直状の外周壁１３及び内周壁１４とを備え、上端は開放している。図４に示すように、隣り合う魚道ブロック４を階段状に連結したとき、低い側の魚道ブロック４の上段部１２の内底面と、高い側の魚道ブロック４の下段部１１の内底面とが、同一レベルになるようになっている。なお、底壁１０の内底面は、階段状ではなく、連続傾斜状としてもよい。外周壁１３の上部には明かり取りの窓１９が設けられている。魚道水路１５に明かりが全く無いときには、魚類は遡上せず、魚道水路１５に適度な明かりがあったときに、溯上率は最も高くなるからである。
【００２４】
魚道ブロック４の長さ方向中間部であって下段部１１と上段部１２との境には、水流を緩和して魚類の休息用プールを作るための隔壁１７が立設され、該隔壁１７の両側部は外周壁１３と内周壁１４とに接合されて魚道ブロック４を補強している。隔壁１７の形状（形式）はいわゆるアイスハーバー型で、天端高の高い中央部分の非越流部２３と、天端高の低い外周側部分及び内周側部分の越流部１８とから構成されている。二つの越流部１８の天端高を異ならせることにより、魚類が越流レベルを選択して乗り越えられるようにすることができる。非越流部２３は断面コ字構造に形成されて、隔壁１７の補強が図られている。
【００２５】
直線チャンネル部２の最上段を構成する魚道ブロック５は、図１及び図２に示すように、窓１９が無くなる程度にまで外周壁１３及び内周壁１４が低められている点を除き、前記魚道ブロック４と同様の構成となっている。
【００２６】
曲線チャンネル部３の最上段以外の段を構成する魚道ブロック６は、図８に示すように、底壁１０が平面円弧形状をなすとともにその上面が段変化の無い水平面をなす点と、外周壁１３及び内周壁１４が湾曲している点と、隔壁１７が設けられていない点を除き、前記魚道ブロック４と同様の構成となっている。隔壁１７が無いため、魚道組立後の曲線チャンネル部３でのプール長（その両端は直線チャンネル部２の端部にまでかかる）は、直線チャンネル部２でのプール長の３倍以上となる。
【００２７】
曲線チャンネル部３の最上段を構成する魚道ブロック７は、図１及び図２に示すように、窓１９が無くなる程度にまで外周壁１３及び内周壁１４が低められている点を除き、前記魚道ブロック６と同様の構成となっている。
【００２８】
一段目の魚道ブロック４の魚道水路１５の端面が魚道入口１５inであり、該魚道入口１５inに連結される出水路４０は、ブロック基礎２２を貫通するようにして現場打ちコンクリートで構築されており、該出水路４０の端面は河川の下流側に開放されている。
【００２９】
一方、最上段の魚道ブロック５の魚道水路１５の端面が魚道出口１５outであり、該魚道出口１５outに連結される入水路３０は、コンクリートによりプレキャスト成形されたＵ型ブロック３１と、該Ｕ型ブロック３１を設置するスラブ３２とで構築されており、該入水路３０の端面は河川の上流側に開放されている。スラブ３２はプレテンション方式の橋桁で構成され、フーチング２０から垂立する支持脚３３により支持されている。Ｕ型ブロック３１の側壁天端は、余水が越流することにより取水量が所定量（例えば０．０２〜０．０４ｍ3／秒）に制御されるような計画水面高とされている。
【００３０】
この螺旋式魚道１は、次のような工程順で構築される。
▲１▼  図５に示すように、フーチング２０、コア柱２１、ブロック基礎２２、出水路４０及び支持脚３３を現場打ちコンクリートで構築する。
▲２▼  ブロック基礎２２の上に一段目の魚道ブロック４，６を載置し、該魚道ブロック４〜７の上に二段目の魚道ブロック４，６を載置し、同様に三段目以降の魚道ブロック４，６を順次載置していき、最上段の魚道ブロック５，７を載置する。このとき、各魚道ブロック４〜７の内周壁１４がコア柱２１の外周面に略密接するようにする。隣り合う魚道ブロックは、連結手段により連結する。連結手段は前記の通り限定されないが、ここでは、魚道ブロックに埋設されたアンカーナットと、該アンカーナットに螺合するボルトと、該ボルトによって魚道ブロック間で連結される連結金具である（図示略）。上下の魚道ブロックは、上側の魚道ブロックの底壁１０に設けられた係合凸部１６が下側の魚道ブロックの外周壁１３と内周壁１４との間に係合することにより連結される。
▲３▼  支持脚３３にスラブ３２を支持させ、Ｕ型ブロック３１を設置して、入水路３０を構築する。
【００３１】
本実施形態の螺旋式魚道１によれば、次のような作用・効果が得られる。
（１）入水路３０を経て魚道出口１５outから魚道水路１５に流入した水は、階段状に高さの変わる直線チャンネル部２での安定した流下と、高さの変わらない曲線チャンネル部３での直線チャンネル部２よりも長いプール長（本例では、直線チャンネル部２でのプール長に比べ３倍以上）による減勢流とを、繰り返すため、魚道水路１５の流況をより安定させることができる。また、魚類は曲線チャンネル部３の長いプールで十分に休息し、楽に遡上することができる。
【００３２】
（２）直線チャンネル部２及び曲線チャンネル部３がプレキャスト成形された魚道ブロック４〜７で構築されているとともに、入水路３０がプレキャスト成形されたＵ型ブロック３１と橋桁よりなるスラブ３２とで構築されているので、現場での配筋工程、型枠組み工程、コンクリート打設工程等を減少させることができ、螺旋式魚道１を少ない工程数で短期間に施工することができる。
【００３３】
（３）直線チャンネル部２及び曲線チャンネル部３が二以上の魚道ブロック４〜７を連結して構築されているので、個々の魚道ブロック４〜７が小型軽量化し、その運搬や取扱いが楽である。
【００３４】
（４）直線チャンネル部２は、魚道ブロック４，５の数を二つから一つ又は三つ以上へと変えることにより、長さを容易に変えることができ、もって水の流速を調節することができる。
【００３５】
（５）アイスハーバー型の隔壁１７は非越流部２３と越流部１８とから構成され、二つの越流部１８の天端高を異ならせることにより、魚類が越流レベルを選択して乗り越えられるようにすることができる。
【００３６】
（６）魚道ブロック４〜７はコア柱２１の外周面に略密接して設置され、断面略長円形をなすコア柱２１は、魚道ブロック４〜７内において取りうる最大限の断面積をとるので、高剛性となり耐震性が高くなる。また、魚道ブロック４〜７がコア柱２１の外周面に略密接していることにより、地震時における魚道ブロック４〜７のがたつきが低減され、耐震性が高くなる。従って、耐震構造を簡単な構成で合理的に実現することができる。
【００３７】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各部の形状並びに構成を適宜に変更して具体化することも可能である。
（１）曲線チャンネル部３の各段を一つの魚道ブロックで構成すること。
（２）魚道ブロック４〜７の内面又は外面に模様（例えば自然石を模した凹凸模様）を設けて、人工感を薄らがせ、周辺の景観に調和させること。特に内面に凹凸模様を設けた場合は、藻等が付着しやすくなって棲息環境が改善される。
（３）魚道ブロックに仕切壁を設けて、その一方を魚道水路をし、他方を呼び水水路とすること。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述した通り、請求項１の発明に係る螺旋式魚道によれば、魚道水路の流況が安定して、魚類が魚道水路を楽に遡上することができる。
【００３９】
また、請求項２の発明に係る螺旋式魚道によれば、耐震構造を合理的に実現することができ、さらに、魚道出口に連結される入水路を少ない工程数で迅速に構築することができる。
【００４０】
また、請求項３の発明に係る螺旋式魚道によれば、請求項１の発明による上記効果と、請求項２の発明による上記効果を併せて得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の螺旋式魚道を示す斜視図である。
【図２】俯瞰方向を変えて見た同螺旋式魚道の斜視図である。
【図３】同螺旋式魚道の平面図である。
【図４】同螺旋式魚道の下部を一部破断して示す正面図である。
【図５】同螺旋式魚道のフーチング、コア柱等を示す斜視図である。
【図６】同螺旋式魚道の直線チャンネル部を構成する魚道ブロックの斜視図である。
【図７】方向を変えて見た同魚道ブロックの斜視図である。
【図８】同螺旋式魚道の曲線チャンネル部を構成する魚道ブロックの斜視図である。
【符号の説明】
１    螺旋式魚道
２    直線チャンネル部
３    曲線チャンネル部
４〜７    魚道ブロック
１０    底壁
１１    下段部
１２    上段部
１３    外周壁
１４    内周壁
１５    魚道水路
１５in  魚道入口
１５out  魚道出口
１６    係合凸部
１７    隔壁
１８    越流部
１９    窓
２０    フーチング
２１    コア柱
２２    ブロック基礎
２３    非越流部
３０    入水路
３１    Ｕ型ブロック
３２    スラブ
３３    支持脚
４０    出水路
【図１】
0003644852.tif 000002
【図２】
0003644852.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003644852.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003644852.tif 000008
【図８】
0003644852.tif 000009