(57)【要約】【課題】  遮光部材に従来より小さな面積のものを用いても、アオコ等の藻類の増殖を抑制乃至は死滅させることができる新たな湖沼等の水の押込み循環式遮光方法とそのための装置を提供することを。【解決手段】  湖沼等１の水面に浮かべた遮光部材３の下面側に導水管４を垂下させて設けると共に、該導水管４の上部開口から表層水を取込み、当該取込んだ表層水を前記導水管内を通して下部開口から湖沼等１の深部に押込むことにより、湖沼等１の水を流動循環させながら前記遮光部材３により遮光すること。【選択図】    図１
2006102682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湖沼等の水面に浮かべた遮光部材の下面側に導水管を垂下させて設けると共に、該導水管の上部開口から表層水を取込み、当該取込んだ表層水を前記導水管内を通して下部開口から湖沼等の深部に押込むことにより、湖沼等の水を流動循環させながら前記遮光部材により遮光することを特徴とする湖沼等の水の押込み循環式遮光方法。
【請求項２】
湖沼等の水面に浮かべた遮光部材と、該遮光部材の下面側に垂下させて設けた導水管と、該導水管の上部開口から表層水を取込み、当該取込んだ表層水を導水管内を通して下部開口から湖沼等の深部に押込むための当該導水管内に設けたスクリュー等の押込み手段と、該押込み手段を作動させるための前記遮光部材又は導水管に設けたモータ等の駆動手段と、該駆動手段を作動させるための電力等のエネルギー供給手段とを備えたことを特徴とする湖沼等の水の押込み循環式遮光装置。
【請求項３】
導水管は、上端部が適宜間隔を開けて遮光部材の下面側に索部材により吊下げられている請求項２の湖沼等の水の押込み循環式遮光装置。
【請求項４】
導水管は、その上端側が拡開している請求項３の湖沼等の水の押込み循環式遮光装置。
【請求項５】
導水管は、その上端を遮光部材の下面側に当接させ、上部側面に開口部を形成した請求項２の湖沼等の水の押込み循環式遮光装置。
【請求項６】
エネルギー供給手段は、遮光部材上に設けた太陽光発電パネルにより発電した電気を蓄電する装置を備えた請求項２〜５のいずれかの湖沼等の水の押込み循環式遮光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湖沼等の表層水を遮光部材の下面側に集めると共に、集めた表層水を湖沼等の深部に押込むことにより、湖沼等の水を流動循環させながら遮光しアオコ等の藻類の増殖を抑制乃至は死滅させる湖沼等の水の押込み循環式遮光方法とそのための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
湖や沼、貯水池やダム湖など（以下、湖沼等という）では、春から秋かけて、特に夏季にアオコが大発生することが多く、湖沼等の水を濃い緑色に濁らせて外観を悪くするばかりでなく、しばしば水にカビ臭いにおいを着けるため水道水の味を台無しにしてしまう弊害があった。なお、湖沼等の水を濃い緑色に濁らせる正体は何かというと、顕微鏡で調べると無数のラン藻という下等植物が出す色だということが分っている。
【０００３】
また、アオコが湖やダム湖に発生すると水泳やボート遊びもできなくなり、観光価値が激減してしまうという弊害があった。更に、アオコの中には毒を出す種類があり、これを水と一緒に飲み込んだ家畜が数百〜数千頭も死んだという例が海外で報告されている。我国でもこのような有毒アオコが発生したという報告もあり、今後多発するおそれがある。
【０００４】
それではアオコが何故最近よく発生するようになったかについて調べると、そもそもの原因は、湖沼などに人や家畜の糞尿や、農地やゴルフ場に撒く肥料などが流れ込んだ結果、湖沼等の水に栄養分（特にリンと窒素）が増え、これらを栄養分とする藻類が増殖したためである。
【０００５】
しかしながら、湖沼等に栄養分であるリン（P）や窒素（N）が増えれば、藻類が必ず増殖するという訳ではなく、栄養分のほか、太陽光線により光合成が促進される環境と水温が所定温度以上であることが必要となり、これらのいずれか一つが欠けても増殖しない。この点、冬季は、湖沼等の水温が低いから藻類が増殖しないので、アオコが発生することはない。しかし、春から秋にかけて、特に夏季は、湖沼等の水は深さ方向で三つの層に分れ、表層は太陽光線によって暖められた軽い水、底層は春のままの冷たい重い水、そして中層は河川等から流入した新しい水となる。この三層構造は極めて強固で、雨が降っても、風が吹いても湖沼等の水は混合しない。
【０００６】
従って、夏季等は、表層にアオコが大量発生するため、アオコの増殖を抑制乃至は死滅させる必要がある。そのための一つの方法として、例えば、特許文献１に提案されている方法がある。この特許文献１に提案されている方法は、湖沼等の水面の一部に遮光部材を設置すると共に、水底に送気筒を立設し、この送気筒に空気を送給して湖沼等の水底側の水を曝気し遮光部材の下面側に移動させて遮光し、水質の改善を図るものである。
【０００７】
特許文献１に提案されている方法は、水を湖沼等内で循環させることができる点で優れている。また、遮光部材を併用してアオコの増殖を抑制乃至は死滅させることができる点で優れている。更に、表層水を太陽光線の届かない湖沼等の深部に移動させて暗所でアオコ等の増殖を抑制乃至は死滅させることができる点で優れている。しかしながら、特許文献１のような送気筒に空気を送給して湖沼等の水底側の水を曝気する方法では、乱流混合が起こって整々然とした水の交替が起こりにくい面があった。また、アオコ等の藻類は、表層に大発生するのに、表層水を一旦湖沼等内を循環させて遮光部材の下面側に移動させるため、全ての表層水を確実に遮光部材の下面側に移動させることができにくい場合があり、これらの点で改善の余地があった。
【０００８】
また、特許文献１に提案されている方法は、水深が５ｍ程度の浅い湖沼等では、湖沼等の深部まで太陽光線が届いてしまうため、暗所が形成されず、表層水を特許文献１に提案されている方法で湖沼等内を循環させる必要性は少ない。このような浅い湖沼等では特許文献２に提案されている遮光部材のみで水質改善を行う方法の方が設置コストや作業の手間などを考えると寧ろ優れている。
【０００９】
ここで、特許文献２に提案されているような遮光部材だけでアオコ等の藻類を増殖乃至は死滅させるのに必要な遮光部材の大きさを検討すると、これは湖沼等の水面の面積に関係する。遮光部材を大きくすればより効果的であるが、湖沼等の水面の面積は広いから、一部覆うだけでも莫大なコストが掛かり、また、遮光面積が大き過ぎると、藻類が全部死滅してしまい湖沼等の生態系が崩れてしまうという別の問題が発生する。即ち、藻類は湖沼等の生態系を支えている基礎生産者であり酸素の供給者でもあるから、全滅したら湖水が無酸素状態となって魚等の生物が全滅してしまう。従って、無害な藻類はある程度残す必要がある。
【００１０】
上記のような点を考慮し、更に自然界における藻類の初期増殖速度は遅く、２倍に増えるのに１週間か早くて５日程度かかり、藻類が２分裂する前に全湖水が遮光部材の下に１日づつ入るのに必要な面積を計算するとおよそ15〜20％になる。但し、これは全湖水が整々然と遮光部材の下に入って入れ替わる場合で、実際には風の影響や日射量の影響などで、その倍の30〜40％程度は必要になると予測される。そこで、実際に規模の小さな湖沼等の水面に遮光部材を浮かべて実証実験を行ったところ、30％以上覆った湖沼等はアオコが消え、20％以下では深緑色に濁り、アオコ等の藻類を死滅させることができなかった。
【００１１】
従って、遮光に必要な面積は20〜30％の間にあることが分るが、さらに規模の大きい湖沼等で実証実験をしたところ、確実にアオコ等の藻類の増殖を抑制乃至は死滅させるには30％は必要であることが分った。これは湖水が停滞するため全湖で水が整々然と交替循環しないからで、無駄なく全湖水が交代交代に遮光部材の下面側に入れば15％程度で十分な筈である。
【００１２】
しかし、現時点では、湖水を遮光部材の下面側に整々然と移動させる方法やそのための装置は未だ提案されていないため、水面の30％を遮光部材で覆う必要がある。しかしながら、規模の大きな湖沼等の水面の30％となると莫大な面積になり、その設置コストや作業の手間が掛かりすぎるなどの点で、改善の余地があった。
【特許文献１】特開２００１−３２１７９４号公報
【特許文献２】特開平１１−１２８９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、遮光部材に従来より小さな面積のものを用いても、アオコ等の藻類の増殖を抑制乃至は死滅させることができる新たな湖沼等の水の押込み循環式遮光方法とそのための装置を提供することを、その課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決することを目的としてなされた本発明の方法の構成は、湖沼等の水面に浮かべた遮光部材の下面側に導水管を垂下させて設けると共に、該導水管の上部開口から表層水を取込み、当該取込んだ表層水を前記導水管内を通して下部開口から湖沼等の深部に押込むことにより、湖沼等の水を流動循環させながら前記遮光部材により遮光することを特徴とするものである。
【００１５】
また、上記課題を解決することを目的としてなされた本発明の装置の構成は、湖沼等の水面に浮かべた遮光部材と、該遮光部材の下面側に垂下させて設けた導水管と、該導水管の上部開口から表層水を取込み、当該取込んだ表層水を導水管内を通して下部開口から湖沼等の深部に押込むための当該導水管内に設けたスクリュー等の押込み手段と、該押込み手段を作動させるための前記遮光部材又は導水管に設けたモータ等の駆動手段と、該駆動手段を作動させるための電力等のエネルギー供給手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明は、上記構成において、導水管は、上端部が適宜間隔を開けて遮光部材の下面側に索部材により吊下げられる構成にすることができ、また、導水管は、その上端側が拡開している構成にすることができる。更に、導水管は、その上端を遮光部材の下面側に当接させ、上部側面に開口部を形成した構成にしてもよい。更には、エネルギー供給装置は、遮光部材上に設けた太陽光発電パネルにより発電した電気を蓄電する装置を備えた構成にしてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、湖沼等の表層水を遮光部材の下面側に整々然と移動させることができるので、遮光部材によりアオコ等の藻類の発生の初期段階で迅速にその増殖を抑制することができる。また、遮光部材の下面側に移動させた表層水を湖沼等の深部に押込むので、深部に暗所が形成されている場合は、そこで藻類を死滅させることができる。更に、湖沼等の水を遮光部材を中心に湖沼等内で全循環させるので、表層水を遮光部材の下面側に整々然と移動させることと相俟って、遮光部材の面積を従来より小さくすることができるという効果が得られる。加えて、本発明の押込み循環式遮光装置は、水深が深い湖沼等は勿論、水深が浅く底側に暗所が形成されにくい湖沼等に好適に適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の実施の形態例を図に拠り説明する。図１は本発明の一例の押込み循環式遮光装置を湖沼等に適用した状態を示す断面図、図２は本発明の別例の押込み循環式遮光装置を湖沼等に適用した状態を示す断面図、図３は図１に示した装置を設置した湖沼等の平面図、図４は図１に示した装置をダム湖に適用した状態を示す断面図である。
【実施例１】
【００１９】
図１において、１は湖沼等、２はこの湖沼等１の湖で、Ｓは表層、ｍはこの表層Ｓに発生したアオコ等の藻類である。３は湖沼等１の水面に適宜浮力性部材により浮上させて設置した本発明の一例の押込み循環式遮光装置Ａの遮光部材である。遮光部材３は、木製，合成樹脂製又は金属製などの板部材で、ここでは合成樹脂製の板部材を使用している。なお、遮光部材３は、図示しないが、中央のフロート部材とこのフロート部材を囲むようにその周囲に設けた浮力性のある合成樹脂製の遮光シートにより形成することもできる。
【００２０】
４は、遮光部材３の下面側の略中央部に垂下させて設けた導水管で、ここでは索部材５により上部4aが遮光部材３の下部面と適宜間隔が保持されるように吊下げて取付けてある。なお、導水管４の上部4aは、湖水２が導水管４の内部に流れ込み易いように上方に拡開させてあるが、拡開させない場合もある。導水管４の長さは、湖沼等１における装置Ａの設置するところの深さに対応して設定することができ、図１に示したものより長くすることも、短くすることもできる。なお、導水管４は、鋼管や合成樹脂製，木製などの中空管を使用することができる。
【００２１】
６は、導水管４の上部側に設けた押込み手段としてのスクリューで、遮光部材３の上面に設置した駆動手段としてのモータ７により軸7aにより回転される。スクリュー６の回転により、湖水２の水面側の水、即ち、アオコ等の藻類が発生した表層水が、図１に矢印で示した方向に遮光部材３の下面側に移動し、遮光部材３により遮光されて藻類の増殖を抑制すると共に、導水管４の内部を通り下部の開口から湖沼等１の深部に押込まれる。押込み手段としては、スクリュー６のほか、ポンプやジェット噴射装置など流体を噴出することにより水を押込んだり流し込んだりすることができる他の手段を使用することができる。また、駆動手段としては、モータ７のほか、エンジンなどを使用することができる。なお、スクリュー６の回転速度を変更することにより表層水の移動速度を調節することができ、例えば、５日から１週間に１度の割合で湖水２が遮光部材３の下面側に移動するように設定することができる。
【００２２】
湖沼等１の深部（底側）に太陽光線の届かない暗所が形成されている場合は、押込まれた表層水のアオコ等の藻類はその生理作用が劣化し、これが繰返されると死滅することとなる。なお、暗所が形成されない浅い湖沼等でも、遮光部材３によりアオコ等の藻類の増殖の速度が遅い初期段階においてその増殖を抑制乃至は死滅させることができるので、効果的である。
【００２３】
８は、遮光部材３の上面に設置した電力等のエネルギー供給装置で、モータ７を駆動する電気を供給するためのものである。駆動手段がエンジンなどの場合は、ガソリンや軽油などが供給されることとなる。このエネルギー供給装置８は、遮光部材３の上面にではなく、遮光部材３の内部に組込んで設置する構成にすることもできる。また、図示しないが、省エネルギーのために、遮光部材３の上面に太陽光発電パネルを設置し、この発電パネルにより発電した電気を蓄電する蓄電池をエネルギー供給装置８に組み込むこともできる。
【実施例２】
【００２４】
次に、図２により、導水管を図１に示したのと異なる構成にした本発明の別例の押込み循環式遮光装置Ｂについて説明する。なお、図１に示した符号と同一の符号は同一の部材を示している。而して、図２に示した導水管９は、その上端を遮光部材の下面側の略中央部に当接させて取付けてある。9aはこの導水管９の上部側面に形成した開口部で、その形成態様は、任意であるが、例えば、大き目の開口部9aを対向する側面に２箇所、又は、４箇所形成するなどのように形成することができる。
【００２５】
図２に示した押込み循環式遮光装置Ｂでは、スクリュー６の回転により、表層水が遮光部材３の下面側に移動して遮光部材３により遮光されると共に、開口部9aから導水管８の内部に取込まれ、導水管８の内部を通って下部の開口から湖沼等１の深部に押込まれる。なお、図２に示した装置においても、押込み手段としてスクリュー６のほか、ポンプやジェット噴射装置などを使用することができ、また、駆動手段としてモータ７のほか、エンジンなどを使用することができる。
【００２６】
図３は、図１に示した押込み循環式遮光装置Ａを湖沼等１の上方から見た平面図で、図３に矢印で示したように湖水２が遮光部材３を中心として整々然と流動することが分る。なお、遮光部材３の大きさは、湖沼等１の規模にもよるが、大きな規模の湖沼等でも本発明の装置を適用する場合は湖沼等の水面の面積の20％程度でよく、スクリュー6の回転速度を調節するなどして20％以下、例えば15％程度にすることも可能である。
【実施例３】
【００２７】
次に、図４により、図１に示した押込み循環式遮光装置Ａをダム湖10に適用した場合について説明する。なお、図１に示した符号と同一の符号は同一の部材を示している。図４において、11はダム湖10のコンクリート壁、12は湖水である。
【００２８】
押込み循環式遮光装置Ａは、コンクリート壁11に近いダム湖10の底が深い側に設置してあるが、ダム湖によっては、これよりもダム湖の中央部寄りに設置することもある。この押込み循環式遮光装置Ａでは、導水管４の下部開口から底側に押込まれた表層水は、一部はコンクリート壁11の内側面に沿って上方に整然と移動し、他は底が浅い側に向って移動して表層Ｓ側に上昇した後、水面に沿って遮光部材３に向かい整々然と移動する。なお、導水管４は図４に示したものより長いものを使用することもできる。
【００２９】
本発明を実施する押込み循環式遮光装置Ａ，Ｂの構成は以上の通りであるが、装置の各部構成は上記装置Ａ，Ｂのものに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、遮光部材に従来のものと比較して小さな面積のものを使用することができるので、規模の大きな湖沼等に適用してもコストがあまり掛からず、また、設置作業が容易であるという利点がある。また、本発明は水深が深い湖沼等は勿論、水深が浅い湖沼等に好適に適用することができるので、我国だけでなく世界中のあらゆる湖沼等にも適用することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一例の押込み循環式遮光装置を湖沼等に適用した状態を示す断面図。
【図２】本発明の別例の押込み循環式遮光装置を湖沼等に適用した状態を示す断面図。
【図３】図１に示した装置を設置した湖沼等の平面図。
【図４】図１に示した装置をダム湖に適用した状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１          湖沼等
２，12      湖水
３          遮光部材
４，９      導水管
５          索部材
６          スクリュー
７          モータ
８          エネルギー供給装置
10          ダム湖
11          コンクリート壁
Ａ，Ｂ      押込み循環式遮光装置
Ｓ          表層
ｍ          アオコ等の藻類
【図１】
2006102682.tif 000003
【図２】
2006102682.tif 000004
【図３】
2006102682.tif 000005
【図４】
2006102682.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成16年10月27日(2004.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2006102682.tif 000007
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2006102682.tif 000008
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2006102682.tif 000009