(57)【要約】【課題】魚道を通過する魚の数量をカウントするに際し、正確性と実用性とを兼ね備えた魚数量カウント装置の提供を図る。【解決手段】魚道を通過する魚の数量をカウントするための装置であって、魚を感知するセンサー部と、該センサー部からのデータを記録・解析する解析部とからなり、センサー部は、魚道を横切るように等間隔で配置される第一電極・中間電極・第三電極の三つの電極を備え、該第一電極と第三電極とを第一抵抗器及び第二抵抗器の二の抵抗器を介して接続し且つ該第一電極と第三電極とを電源を介して接続し、また、該第一抵抗器と第二抵抗器との中間位置と中間電極とを検流計を介して接続してなり、解析部は、センサー部により計測された電位差データを記録する記録部と、該電位差データに基づいて魚の数量をカウントするカウント部からなり、魚が魚道を通過した際にセンサー部において生ずる電位差を計測することで、通過した魚の数量をカウントする構成となっている。【選択図】図１
0003145917.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
魚道を通過する魚の数量をカウントするための装置であって、
魚を感知するセンサー部と、該センサー部からのデータを記録・解析する解析部とからなり、
センサー部は、魚道を横切るように等間隔で配置される第一電極・中間電極・第三電極の三つの電極を備え、該第一電極と第三電極とを第一抵抗器及び第二抵抗器の二の抵抗器を介して接続し且つ該第一電極と第三電極とを電源を介して接続し、また、該第一抵抗器と第二抵抗器との中間位置と中間電極とを検流計を介して接続してなり、
解析部は、センサー部により計測された電位差データを記録する記録部と、該電位差データに基づいて魚の数量をカウントするカウント部からなり、
魚が魚道を通過した際にセンサー部において生ずる電位差を計測することで、通過した魚の数量をカウントすることを特徴とする魚数量カウント装置。
【請求項２】
前記魚数量カウント装置において、前記電極が平棒型であることを特徴とする請求項１に記載の魚数量カウント装置。
【請求項３】
前記魚数量カウント装置において、前記電極が略Ｕ字型であることを特徴とする請求項１に記載の魚数量カウント装置。
【請求項４】
前記魚数量カウント装置において、前記電極が枠型であることを特徴とする請求項１に記載の魚数量カウント装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、魚道を通過する魚の数量をカウントするための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
河川における防砂ダムなどの横断的な人工構造物は、河川を分断し、魚類等の移動を阻害するため、河川生態系に悪影響を及ぼすといわれている。近年、河川の生態的連続性を確保するため、かかる人工構造物には魚道が設置されるようになっている。しかしながら、該魚道の利用実態調査はほとんど行われておらず、実際に該魚道が適切に機能しているか否かについて、充分な検討がなされていない。
【０００３】
かかる魚道の利用実態調査には、魚類捕獲用トラップが用いられてきた。トラップを設置する場合、定期的に人が該トラップを点検する必要があり、手間がかかる。また、トラップは魚道の出口を封鎖し、魚の移動を妨げ、魚道本来の機能を損なうこととなる。したがって、長期間魚道にトラップを設置することは、コスト面および環境に与える影響面から難しい。
【０００４】
かかる問題を解決すべく、水中の魚類を計測する方法として、超音波を利用した魚類計測方法が提案されている（特許文献１〜特許文献３参照）。  この超音波を利用する計測方法は、魚道などの水中へ向けて超音波を送信し、魚類に反射した反射波を受信することで、魚類の数を計測するものである。しかしながら、この超音波による計測方法によれば、超音波の特性として魚群を探査することにはその機能を充分発揮するが、個を計測することには不向きであり、正確性に問題が生ずる。
【０００５】
また、別の水中の魚類を計測する方法として、光センサを利用した魚類計数方法が提案されている。（特許文献４〜特許文献７参照）。この光センサを利用する計数方法は、光信号発光部と光信号感知部との間を魚類が通過した際に、光信号が遮断された回数を計測するものである。しかしながら、この光センサによる計数方法によれば、水の濁りに左右されてしまうため、水が濁って光信号が届かない場合に計測すること自体が不可能となり、実用性の面で問題が残ってしまう。
【０００６】
さらに、別の水中の魚類を計測する方法として、ビデオカメラで撮影する魚類計測方法が提案されている（特許文献８参照）。この方法は、ビデオカメラで撮影した魚影を計数するというものである。しかしながら、このビデオカメラによる方法によれば、やはり水の濁りに左右されてしまうため、水が濁って魚影を撮影できない場合に計測すること自体が不可能であり、同様に実用性の面で問題が残ってしまう。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３１５９号公報
【特許文献２】特開平８−２９５３０号公報
【特許文献３】特開平７−１４０２４４号公報
【特許文献４】特開２００５−１０２６３８号公報
【特許文献５】特開２００３−３１５４６７号公報
【特許文献６】特開２００１−５９４６号公報
【特許文献７】特開平１１−２９６６５０号公報
【特許文献８】特開２００１−３２３４４５号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
本考案は、上記事情に鑑みてなされたものであり、魚道を通過する魚の数量をカウントするに際し、正確性と実用性とを兼ね備えた魚数量カウント装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本考案は、魚を感知するセンサー部と、該センサー部からのデータを記録・解析する解析部とからなり、センサー部は、魚道を横切るように等間隔で配置される第一電極・中間電極・第三電極の三つの電極を備え、該第一電極と第三電極とを第一抵抗器及び第二抵抗器の二の抵抗器を介して接続し且つ該第一電極と第三電極とを電源を介して接続し、また、該第一抵抗器と第二抵抗器との中間位置と中間電極とを検流計を介して接続してなり、解析部は、センサー部により計測された電位差データを記録する記録部と、該電位差データに基づいて魚の数量をカウントするカウント部からなり、魚が魚道を通過した際にセンサー部において生ずる電位差を計測することで、通過した魚の数量をカウントする魚数量カウント装置である。
【００１０】
また、本考案は、前記魚数量カウント装置において、前記電極が平棒型である構成を採用することができる。
【００１１】
さらに、本考案は、前記魚数量カウント装置において、前記電極が略Ｕ字型である構成とすることもできる。
【００１２】
そしてまた、本考案は、前記魚数量カウント装置において、前記電極が枠型である構成を採用することも可能である。
【考案の効果】
【００１３】
本考案に係る魚数量カウント装置によれば、魚道を通過する魚の数量を正確にカウントすることができるとともに、水の濁りに左右されることなくカウントが可能であるため、実用性に優れた装置を提供することができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本考案にかかる魚数量カウント装置の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本考案にかかる魚数量カウント装置の実施形態を示す斜視図である。図面に示すように、本考案は、魚を感知するセンサー部１と、該センサー部１からのデータを記録・解析する解析部６とから構成されている。
【００１５】
センサー部１は、第一電極２ａと中間電極２ｂ、そして第三電極２ｃの三つの電極２から構成されている。そして、その三つの電極２は、図面に示す通り、魚道Ｘを横切るように水中で等間隔に配置されることとなる。
【００１６】
三つの電極２のうち、第一電極２ａと第三電極２ｃとは、第一抵抗器３ａ及び第二抵抗器３ｂの二の抵抗器３を介して接続されている。また、それとは別に、第一電極２ａと第三電極２ｃとは、電源４を介して接続されている。さらに、前記第一抵抗器３ａと第二抵抗器３ｂとの中間位置と三つの電極２のうち中間電極２ｂとが、検流計５を介して接続されている。これにより、センサー部１は、Ｗｈｅａｔｓｔｏｎｅ  Ｂｒｉｄｇｅ（以下、「ブリッジ回路」という）を構成することとなる。
【００１７】
ブリッジ回路とは、四つの抵抗（Ｒ１〜Ｒ４）を図２のように配列したもので、回路のＣ・Ｄ間に電圧をかけた場合、Ｒ１／Ｒ２＝Ｒ３／Ｒ４ならばＡ・Ｂ間に電位差は生じないが、Ｒ１／Ｒ２≠Ｒ３／Ｒ４の場合にＡ・Ｂ間に電位差が生じるという性質を持っている。そこで、本考案のセンサー部１の構成をみると、図３に示すように、ブリッジ回路のＢ，Ｃ，Ｄはそれぞれ三つの電極２となり、また、水中に等間隔で配置された各電極間の水ＷがＲ３とＲ４の役割を果たすこととなる。
【００１８】
ここで、図３を基に、魚が魚道Ｘを通過するときのセンサー部１の作用について説明する。Ｃ・Ｄ間に電圧をかけ、そのときのＡ・Ｂ間の電位差を計測すると、魚の電気抵抗は河川水に比べて小さいため、魚が電極間に入ると該電極間の抵抗が変化し、Ａ・Ｂ間の電位差が変化することとなる。魚が図４のようにａ→ｂ→ｃ→ｄ→ｅと移動したとき、Ａ・Ｂ間の電位差には図５に示すようなパルス波が現れる。このパルス波が、電位差データとして解析部６へ送られる。
【００１９】
解析部６は、記録部７とカウント部８から構成されている。記録部７は、前記センサー部１により計測された電位差データを記録するところである。また、カウント部８は、その電位差データに基づいて魚の数量をカウントするところである。
【００２０】
ここで、解析部６における魚の数量のカウントに関するメカニズムについて説明する。
まず記録部７が、次のことを行う。すなわち、ブリッジ回路から得られたデータを増幅器により増幅し、次にフィルタによって回路あるいは水路の流水により発生した電気的ノイズを除去する。その後、ＡＤ変換機により回路から出力されるアナログデータをデジタル変換し、コンピュータに記録する（図６参照）。
次いでカウント部８が、記録されたデータに基づき弊社作成のソフトにより解析し、魚の数量をカウントする。該ソフト内で行われる解析の内容は、図７のフローチャートで示される通りであって、該フローチャートで示されている手順に従って記録されたデータを解析することで、魚の数量がカウントされる。
【００２１】
なお、センサー部１における各電極２の形状については、特に限定するものではないが、例えば図８（ａ）に示す平棒型や図８（ｂ）に示す略Ｕ字型、図８（ｃ）に示す枠型の三種類などが考え得る。
【００２２】
以上の通り構成される本考案にかかる魚数量カウント装置について、その効果を証明すべく、所定の擬似的条件下における室内実験と実際に河川の魚道Ｘにおける魚数量の野外計測実験を行った。その際、上記例示した三種類の電極形状の夫々について実験を行った。
【００２３】
室内実験の概要は以下の通りである。
幅２ｃｍ、厚さ０．３ｃｍのアルミ板を用い、平棒型電極、コの字型電極、枠型電極の３種の電極を製作した。実験水路に各電極を等間隔、平行に設置し、水路内に水を張り静水状態にした。その状態で図９に示すように魚の死体を釣り糸で引っ張り、センサー上を同一高度で遊泳させ、発生した電位差のパルス波の振幅と半周期を計測した。なお本実験においては、下記表１のすべての実験条件を組み合わせて計測を行った。得られた結果をもとに魚カウンターの検出能について検討した。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
今回の実験の結果、水路幅、全水深、電圧、電極間隔、遊泳位置、遊泳速度と電位差のパルス波との関係には、各種電極形状に共通して以下の傾向がわかった。
水路幅・・・狭くなるほど振幅が大きくなる。
全水深・・・小さくなるほど振幅が大きくなる。
電圧・・・高くなるほど振幅が大きくなる。
電極間隔・・・電極間隔が広くなるほど半周期は長くなる。また、魚が電極付近を遊泳する場合には、電極間隔が魚の体長の１／２の場合に振幅が最大になるが、魚の遊泳位置が電極２から離れるにつれて、電極間隔が大きいほど振幅が大きくなる。
遊泳位置・・・魚が電極２に近くなるほど振幅が大きくなる。
遊泳速度・・・速くなるほど半周期が短くなる。また、遊泳速度の違いによる振幅の違いはみられない。
【００２６】
ここで、半周期の長さによらず、振幅が大きいものがパルス波として明瞭で識別しやすいことから、実験により得られたパルス波の振幅が０．１ｖ以上のものを検出可能、０．１ｖ未満のものを検出不可能とし、電極２の形状による検出能の違いを以下に検討してみる。
【００２７】
２０ｃｍの魚の場合、全水深２０ｃｍ、幅５０ｃｍ以下の魚道Ｘでは、平棒型・略Ｕ字型の電極２を用いると、魚道全体で検出可能である。１０ｃｍの魚の場合、平棒型の電極２を用いると、幅２０ｃｍの魚道Ｘでは遊泳高度１０ｃｍまで、幅５０ｃｍの魚道Ｘでは底付近でのみ検出される。しかし、略Ｕ字型の電極２を用いると、幅２０ｃｍの魚道Ｘでは魚道全体、幅５０ｃｍの魚道Ｘでは底と壁面の電極付近で検出可能になる。このことから、平棒型の電極２より略Ｕ字型の電極２を用いることにより、壁面側からの検出が可能であって、全体的に検出能がＵＰする。
【００２８】
対象とする魚が大きな場合、電極２の形状や魚道幅によらず、魚道全体で検出することが可能である。しかし、魚が小さい場合、実験により、略Ｕ字型の電極２を用いたり、魚道幅を狭くしたりするなど、電極形状、設置場所に工夫を要することが示された。
【００２９】
なお、枠型の電極２は、四方に電極２があるため、通過する魚が小さな場合であっても、魚道全体で検出可能である。しかしながら、電極全体が水中に沈んでいる必要があるため、設置場所が潜孔部等に限定されてしまうこととなる。
【００３０】
次に、野外計測実験の結果を示す。
利根川の中流域に位置する利根大堰の３号魚道を調査地とした。３号魚道はアイスハーバー型（片側越流）折り返し式の魚道で、幅員１．７ｍ、延長２３．７ｍである。調査期間は２００７年１０月１日〜１２月２５日、調査対象魚はサケとした。
【００３１】
センサー部の設置状況を、図１０、図１１、図１２及び図１３に示す。魚道の隔壁Ａと隔壁Ｂの間に渡した平板上に幅５ｃｍ、長さ８５ｃｍ、厚さ３ｍｍのアルミ製の電極（以下電極）を４０ｃｍ間隔で３本設置し、センサー回路に接続した。サケが必ず電極の上を通過するように平板とプール部を側壁板で遮断した。電極には５ｖの電圧を印圧した。調査期間中は、魚道内に流入する流量を魚道上流のゲートで調整し、電極上の水深は２７ｃｍ、流速は２．７ｍ／ｓで一定となるようにした。また、隔壁Ｂを越流する際に、流れが剥離しサケの遡上を阻害しないように、センサー部の下流端付近に角材を設置した。
【００３２】
また同時に、小型魚を対象としたセンサーを設置し、計測を行った。センサーの形状を図１４、図１５及び図１６に示す。図面に示す通り、小型魚を対象とした場合のセンサーには例えば三つの形態が考えられ、（１）枠型＋平棒型、（２）コの字型，（３）枠型＋網（網については、魚がセンサー部通過せずにセンサー部の上を通過するのを防ぐ。）である。各形態のセンサーを設置する方法については、図１８に示す通りである。すなわち、隔壁の上流に図１７に示すようなゴミ除けを設置し、下流に図１４、図１５及び図１６に示す夫々の形態のセンサーを設置して計測を行った。
【００３３】
実験の結果、魚道Ｘを魚が通過した際、各形態のセンサーとも、図１９に示すような電位差によるパルス波が計測された。このパルス波の数を計測することで、通過した魚の数量をカウントすることが可能となる。なお、実験の精度をみるため、ビデオカメラによる撮影も併用して行い、本実験でカウント部がカウントした魚の数量とビデオカメラに映った実数とを比較した。すると、各実験とも実数１００に対しカウント数９６〜１００という結果となり、多少の誤差が生じる場合があるものの、精度的に全く問題ない結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本考案にかかる魚数量カウント装置によれば、水の濁りなどの現象に全く影響されることなく、常に安定して魚道における魚の通過数量を正確に計測することが可能であって、その産業上の利用可能性は大である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本考案にかかる魚数量カウント装置の実施形態を示す斜視図である。
【図２】ブリッジ回路を示す電気回路図である。
【図３】本考案にかかる魚数量カウント装置の基本回路を示す電気回路図である。
【図４】本考案にかかる魚数量カウント装置の基本回路を示す説明図である。
【図５】本考案にかかる魚数量カウント装置の基本となる電位差データを示す表である。
【図６】本考案にかかる魚数量カウント装置の記録部を示す回路図である。
【図７】本考案にかかる魚数量カウント装置のカウント部の解析内容を示すフローチャートである。
【図８】本考案にかかる魚数量カウント装置のセンサー部の実施形態を示す斜視図である。
【図９】本考案にかかる魚数量カウント装置の室内実験形態を示す概略説明図である。
【図１０】本考案にかかる魚数量カウント装置の野外計測実験形態を示す側断面図である。
【図１１】本考案にかかる魚数量カウント装置の野外計測実験形態を示す平面図である。
【図１２】本考案にかかる魚数量カウント装置の野外計測実験形態を示す斜視図である。
【図１３】本考案にかかる魚数量カウント装置の野外計測実験形態を示す要部拡大斜視図である。
【図１４】本考案にかかる魚数量カウント装置の野外計測実験に使用されるセンサー部の実施例を示す説明図である。
【図１５】本考案にかかる魚数量カウント装置の野外計測実験に使用されるセンサー部の実施例を示す説明図である。
【図１６】本考案にかかる魚数量カウント装置の野外計測実験に使用されるセンサー部の実施例を示す説明図である。
【図１７】本考案にかかる魚数量カウント装置の野外計測実験に使用されるゴミ止めの実施例を示す説明図である。
【図１８】本考案にかかる魚数量カウント装置の野外計測実験形態を示す概略説明図である。
【図１９】本考案にかかる魚数量カウント装置の実験による電位差データを示す表である。
【符号の説明】
【００３６】
１    センサー部
２    電極
２ａ  第一電極
２ｂ  中間電極
２ｃ  第三電極
３    抵抗器
３ａ  第一抵抗器
３ｂ  第二抵抗器
４    電源
５    検流計
６    解析部
７    記録部
８    カウント部
Ａ    隔壁
Ｂ    隔壁
Ｘ    魚道
Ｗ    水
【図１】
0003145917.tif 000004
【図２】
0003145917.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003145917.tif 000009
【図７】
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【図８】
0003145917.tif 000011
【図９】
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【図１０】
0003145917.tif 000013
【図１１】
0003145917.tif 000014
【図１４】
0003145917.tif 000015
【図１５】
0003145917.tif 000016
【図１６】
0003145917.tif 000017
【図１７】
0003145917.tif 000018
【図１８】
0003145917.tif 000019
【図１９】
0003145917.tif 000020
【図１２】
0003145917.tif 000021
【図１３】
0003145917.tif 000022