(57)【要約】【課題】  従来の湖沼等の水面に水質改善用の遮光部材を浮かべて光を遮蔽し、藻類の発生を抑制する方法では、遮光部材により湖沼等の景観を損ねてしまうという問題や台風や竜巻などによる強風によって遮光部材が流されたり、損壊されるという問題があったことに鑑み、湖沼等に不動層が形成されることから、遮光部材の設置方法に工夫を凝らし、上記のような問題が生じない新たな湖沼等の水質改善方法とそのための装置を提供すること。【解決手段】  遮光部材S1により湖沼等K1における藻類の増殖を抑制する水質改善方法において、風Ａなどの作用によって湖沼等K1の水が吹送流Ｐと該吹送流Ｐの反流Ｑとして当該湖沼等K1の水の内部を循環するとき、前記吹送流Ｐと反流Ｑの境界に形成される不動層F1に沿った水中に前記遮光部材S1を配設してこの湖沼等K1を所要遮光率になるように遮光することにより、藻類の光合成を阻害して藻類の減少又はその増殖を抑制すること。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮光部材により湖沼等における藻類の増殖を抑制する水質改善方法において、風などの作用によって湖沼等の水が吹送流と該吹送流の反流として当該湖沼等の水の内部を循環するとき前記吹送流と反流の境界に形成される不動層に沿った水中に、前記遮光部材を配設してこの湖沼等を所要遮光率になるように遮光することにより、藻類の光合成を阻害して藻類の減少又はその増殖を抑制することを特徴とする湖沼等の水質改善方法。
【請求項２】
水中の不動層に沿って配設される水面に浮く遮光部材は、ウェイト又はアンカーによって水中に位置付ける請求項１の湖沼等の水質改善方法。
【請求項３】
水中の不動層に沿って配設される水没する遮光部材は、フロートによって水中に位置付ける請求項１の湖沼等の水質改善方法。
【請求項４】
遮光部材は湖沼等の水面の面積の一部の面積にする請求項１〜３のいずれかの湖沼等の水質改善方法。
【請求項５】
湖沼等を所要遮光率で遮光し藻類の光合成を阻害して藻類の減少又はその増殖を抑制するため、プラスチック，木などの浮力性材料により適宜平面形状に形成した浮力性の遮光部材を、風などの作用によって湖沼等の水面に近い水が移動する吹送流と水中に生じる前記吹送流の反流の境界に形成される不動層に沿った水中に、アンカー又はウェイトに係留して配設したことを特徴とする湖沼等の水質改善装置。
【請求項６】
湖沼等を所要遮光率で遮光し藻類の光合成を阻害して藻類の減少又はその増殖を抑制するため、適宜平面形状に形成した水没性の遮光部材を、風などの作用によって湖沼等の水面に近い水が移動する吹送流と水中に生じる前記吹送流の反流の境界に形成される不動層に沿った水中に、フロートに係留して配設したことを特徴とする湖沼等の水質改善装置。
【請求項７】
湖沼等を所要遮光率で遮光し藻類の光合成を阻害して藻類の減少又はその増殖を抑制するため、適宜平面形状に形成した水没性の遮光部材を、風などの作用によって湖沼等の水面に近い水が移動する吹送流と水中に生じる前記吹送流の反流の境界に形成される不動層に沿った水中に、水深の浅い湖沼等の底の上方に脚部材によって支持して配設したことを特徴とする湖沼等の水質改善装置。
【請求項８】
遮光部材は、その適宜数個を、個別に、或は、互いに緩く接続するか、若しくは、枠部材の中に収めて所要の遮光率が得られる面積に形成した請求項５〜７のいずれかの湖沼等の水質改善装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は遮光部材を用いた湖沼等（以下、湖，沼，池，ダム，プール，農業用池等を総称するものとする）の水質改善方法とそのための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、湖沼等においては、その水質が悪化し、水道，観光，レクリエーションなどに支障を来たしている。また、プールやダム，農業用池など溜水施設においては、アオコなどの発生による水の汚染が問題となっている。それらの原因としては、湖沼等の富栄養化にあることが指摘されているが、これは湖沼等が富栄養化すると、藻類が激増して湖沼等の生態系が変化するからである。
【０００３】
即ち、富栄養化は、湖沼など停滞水域中に含まれる窒素やリンなど栄養塩濃度が高まった結果、それらを取り込み成長する植物プランクトンやアオコなどの藻類の活動が活発化し、異常増殖を起こす現象であるといわれている。しかし、藻類などは湖沼等において適度に生育していれば、水生昆虫，ヒル，ミミズ，貝，ワムシ，ミジンコ，原生動物等が捕食者となって生育し、これらの捕食者は魚類の餌となって魚類を生育し、この魚類を鳥獣や人が捕らえて食用にする、という循環生態系が維持されるが、富栄養化が進行すると、藻類が捕食者である後生動物の増殖速度を遥かに上回る速度で増殖するため、生態系が崩れて水質が悪化することになるのである。
【０００４】
上記のような点に鑑み、湖沼等の水質を改善する方法やそのための装置が従来から種々提案されている。本発明の発明者も、先に、湖沼等の水面に光遮蔽部材を浮かべて光を遮蔽し、藻類の発生を抑制することによる水質の改善方法とそのための装置を開発し、特許文献１（特開平１１−１２８９６３号公報），特許文献２（特開平１０−１６５９７３号公報），特許文献３（特開２０００−２６３０３４号公報）として提案している。また、水質改善用遮光部材そのものについても、例えば、特許文献４（特開平１１−３１９７９８号公報）、特許文献５（特開２００１−７０９２８号公報）として提案している。
【０００５】
上記の特許文献１〜５において提案されている発明では、湖沼等の水面の一部を所要の遮光率で遮蔽するために、適宜平面形状に形成した浮力性の遮光部材（光遮蔽部材）の適宜数個を、個別に、或は、互いに緩く接続するなどして湖沼等の水面に浮上させて藻類の光合成を阻害し、藻類の増殖を抑制するようにしたものである。しかし乍ら、このように水質改善用遮光部材が湖沼等の水面上に浮上していると、見栄えが良くなく、湖沼等の景観を損ねるため、景勝地やレクリエーションの場所として適さなくなるといった問題があり、水質改善用の遮光部材を水面上に設置することが歓迎されない場合が多かった。
【０００６】
上記の問題を解決するために、水質改善用遮光部材を遮光性を損なわない範囲で湖沼等の水の色に近づける着色を施したり、或は、遮光部材を人工浮草状に形成したり、若しくは、複数の遮光部材を幾何学的に並べて水面に配置するなどの工夫がなされているが、それでも、このような遮光部材が全く設置されていない湖沼等と比較すると、景観上、見劣りする点で変わりはなかった。
【０００７】
また、湖沼等の水面は、常時、静止しているのではなく、風や波の作用、湖沼等に流入する水などの流れにより移動するため、水面に浮遊させてある遮光部材も水面の移動によって移動したり、流されてしまうことがないように、ウェイトを水中に垂らしたり、索を介してアンカーなどにより湖岸や底に係留したりしている。
【０００８】
しかし乍ら、台風や竜巻などによる強風により、上記のように係留されていてる遮光部材であっても、流されてしまうことがあり、その対策が問題となっていた。
【０００９】
ところで、湖沼等には、水深が５ｍ以下の浅い湖沼から、水深が５ｍ以上の深い湖沼まで様々な水深のものがあるが、上述したように湖沼等の水は常時静止しているというわけではなく、水面上の風の作用などにより移動している。湖沼等の水は、風を受けると水面や水面により近い水が風の吹く方向に移動（以下、吹送流という）し、この吹送流より下層では、前記吹送流が湖岸などに当って反対方向に流れる（以下、これを反流という）。即ち、湖沼等では水面に近いところの水は風などによる吹送流として移動し湖岸などに当り、そこで反流となって前記吹送流の下を当該吹送流とは反対方向に流れ、この反流が他方の湖岸などに当って水面に近いところに移動し、また風などにより再び吹送流として移動するというように循環していることが判った。上述した吹送流と反流の循環は、水深に関係なく生じていることが確認されている。
【００１０】
なお、水深が５ｍ以上の深い湖沼等では、上吹送流と反流が生じる表水層の水とそれより深いところにある深水層の水とは温度の違いなどにより殆ど混合しないことが確認されている。そして、表水層と深水層の境界は、通常、水温躍層と呼ばれ、水深が深い湖沼等では、水温躍層が５〜８ｍ、或は、８〜11ｍ程度のところに形成されること、並びに、前記水温躍層は季節によりその位置が上下に変動することが確認されている。
【００１１】
上記の湖沼等における水の循環は、その湖沼等の水の内部において水が水深の上，下で循環的に流れているといえるものであるが、この水の循環においては、湖沼等での水面に沿った水の吹送流とその水の反流の境界部分に、水が殆ど移動しない不動層が存在する。
【特許文献１】特開平１１−１２８９６３号公報
【特許文献２】特開平１０−１６５９７３号公報
【特許文献３】特開２０００−２６３０３４号公報
【特許文献４】特開平１１−３１９７９８号公報
【特許文献５】特開２００１−７０９２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、従来の湖沼等の水面に水質改善用の遮光部材を浮かべて光を遮蔽し、藻類の発生を抑制する方法では、遮光部材により湖沼等の景観を損ねてしまうという問題や台風や竜巻などによる強風によって遮光部材が流されたり、損壊されるという問題があったことに鑑み、湖沼等に不動層が形成されることから、遮光部材の設置方法に工夫を凝らし、上記のような問題が生じない新たな湖沼等の水質改善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】
【００１３】
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、遮光部材により湖沼等における藻類の増殖を抑制する水質改善方法において、風などの作用によって湖沼等の水が吹送流と該吹送流の反流として当該湖沼等の水の内部を循環するとき前記吹送流と反流の境界に形成される不動層に沿った水中に、前記遮光部材を配設してこの湖沼等を所要遮光率になるように遮光することにより、藻類の光合成を阻害して藻類の減少又はその増殖を抑制することを特徴とするものである。
【００１４】
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、湖沼等を所要遮光率で遮光し藻類の光合成を阻害して藻類の減少又はその増殖を抑制するため、プラスチック，木などの浮力性材料により適宜平面形状に形成した浮力性の遮光部材を、風などの作用によって湖沼等の水面に近い水が移動する吹送流と水中に生じる前記吹送流の反流の境界に形成される不動層に沿った水中に、アンカー又はウェイトに係留して配設したことを特徴とするものである。
【００１５】
而して、本発明の発明者は、湖沼等の水面に遮光部材を配設する場合と、不動層に遮光部材を配設する場合の遮光率を比較したところ、湖沼等の水は不動層を中心に循環しているため、不動層に遮光部材を配設しても、この遮光部材の下側を流れる水における藻類の光合成を阻害することにより藻類の減少又はその増殖を抑制することができ、湖沼等の水面に遮光部材を配設する場合と同様の遮光率が得られることを確認し、本発明を完成するに至った。
【００１６】
本発明は、上記構成において、遮光部材を不動層に配設する方法として、水没性の遮光部材を水面に浮上させてあるフロートに係留することができる。また、水没性の遮光部材を水深の浅い湖沼等の底の上方に脚部材によって支持するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は以上の通りであって、湖沼等に不動層が形成され、この不動層に遮光部材を配設するようにしたので、遮光部材が水面に現れることがなく湖沼等の景観を損ねてしまうという従来の遮光部材にあった問題を解決することができるという格別の効果が得られる。
【００１８】
また、本発明では、遮光部材が不動層に配設されているので、台風や竜巻などによる強風によって遮光部材が流されたり、損壊されるということはないという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、本発明の実施の形態例を図に拠り説明する。図１は本発明の一例の水深の浅い湖沼の不動層に遮光部材を配設して水質改善を行う状態を示す模式図、図２は図１の湖沼等の平面図、図３は本発明の別例の水深の浅い湖沼の不動層に遮光部材を配設して水質改善を行う状態を示す模式図である。
【００２０】
図１，図２において、K1は、水深の浅い湖沼等の一例であり、１はこの湖沼等K1の水面である。ここで水面１の上方において、図１に矢印で示したように風Ａが左側から右側に向けて吹いているとき、湖沼等K1の水は水面１と該面１に近いところの水がこの風Ａの吹く方向に吹送流Ｐとして湖沼等K1の護岸Ｇaに向かって流れ、護岸Gaに当って風Ａの吹く方向とは逆方向に流れ、返流Ｑとして湖沼等K1の底２に近いところに沿って他方の護岸Gbに向かって流れる。返流Ｑは、この他方の護岸Gbに当りそこで水面１に向かって上昇し、再度、風Ａにより吹送流Ｐとなって護岸Gaに向かって流れるので、湖沼等K1の水は湖沼等K1内で循環することとなる。
【００２１】
F1は、湖沼等K1内における水の循環において、水が移動しない不動層であり、吹送流Ｐと返流Ｑの境界部分に形成される。従って、この不動層F1に沿って遮光部材を配設すれば、遮光部材は水の循環により移動することはなく、また、台風や竜巻などによる強風で湖沼等K1の水面１が荒れても不動層F1にまで大きな影響が及ぶことはないので、遮光部材が流されたり損壊したりするおそれはない。不動層F1が形成される位置は、湖沼等K1の深さや水面の大きさ、湖沼等K1全体の水量などにより異なるが、一例として、水深５〜６ｍ程度の湖沼等であれば、その中間の水面から2.5〜３ｍ程度のところに形成される。
【００２２】
S1は上記の不動層F1に配設した遮光部材であり、浮力性材料により平面略長方形に形成した板状のもので、プラスチックや木などの浮力性のあるものである。水没性の重たい板材（例えば、金属板や金属とプラスチック，木材とを接合したもの）であっても、その外周に浮力材を取り付けるなどして浮力性を付与したものを遮光部材S1として使用することもできる。また、遮光部材S1は一枚の板状のものでなく、複数個の板材を連結して形成してもよい。遮光部材S1の大きさは、湖沼等の水面の一部を覆うことができる大きさのものでよい。例えば、湖沼等K1の内部における水の循環する速度が速い場合は、湖沼等の水面の面積の10〜30％程度、遅い場合は30〜50％のようにすることができる。
【００２３】
遮光部材S1は、上記のままでは水面１に浮上してしまうので、ここでは遮光部材S1に索体３を装着し、この索体３の下端部に重量のあるウェイト４を取り付け、湖沼等K1の底２に着底することにより、遮光部材S1が不動層F1に沿って移動しないように配設することができる。なお、ウェイト４の代わりにアンカー（図示せず）により索体３の下端部を底２に固定することもできる。
【００２４】
また、遮光部材S1を水没性の重たい部材で形成し、脚部材（図示せず）を取り付けてその脚部材の下端部を湖沼等K1の底２に固定することにより遮光部材S1を不動層F1に沿って配設することもできる。
【００２５】
次に、図３により、水深の深い湖沼の不動層に遮光部材を配設して水質改善を行う方法について説明する。なお、図１，図２において示した符号と同一の符号は、同一の部材，構成を示している。
【００２６】
図３は、水深が５ｍ以上の深い湖沼K2において形成される不動層F2に、遮光部材S2を配設した状態を示している。Ｈは水面に近い側に形成される表水層、Ｌは表水層Ｈより下側に形成される深水層である。表水層Ｈと深水層Ｌは温度などの違いによりこれらの層Ｈ，Ｌにある水は殆ど混合しないことが確認されている。Ｒは表水層Ｈと深水層Ｌの境界の水温躍層である。
【００２７】
水深が深い湖沼K2においても、水深の浅い湖沼等K1において風Ａの作用などにより生じている水の循環が生じているが、水深の深い湖沼等K2では、表水層Ｈの内部において湖沼等K2の水面１の近くを流れる水の吹送流Ｐが湖岸等Gaに当り、風Ａの吹く方向とは逆に表水層Ｈと深水層Ｌの境界の水温躍層Ｒに沿って反流Ｑとなり他方の湖岸等Gbに向かって流れている。また、湖岸等Gbに当った反流Ｑは水面１に向かって上昇し、今度は風Ａなどの作用により再び吹送流Ｐとして湖岸等Gaに向かって流れる。不動層F2は、このように表水層Ｈの内部を循環する水の吹送流Ｐとこの吹送流Ｐの反流Ｑの境界部分に形成される。
【００２８】
従って、上記の不動層F2に遮光部材S2を配設することができ、この遮光部材S2によって十分な遮光率が得られるので、藻類の光合成を阻害し藻類の減少又はその増殖を抑制することができる。なお、深水層Ｌには光が到達しないので、光合成により藻類が増殖するおそれはない。
【００２９】
水深が深い湖沼K2において、不動層F2に遮光部材S2を配設するとき、底が深いため、浮力性材料により遮光部材S2を形成して底に係留することが難しい。そこで、本発明では、遮光部材S2を水に沈む部材により形成し、水面１に浮かせた複数のフロート５に索３の上端を装着し、この索３の下端部に遮光部材S2を吊り下げるようにしている。なお、フロート５が流されないように護岸にフロート５をワイヤロープなどで係留するようにしてもよい。
【００３０】
なお、水深が深い湖沼K2において、浮力性材料により形成された遮光部材S2を、湖沼K2の水の内部側面で、不動層F2より深いところにアンカーを設け、このアンカーに一端が連結された索により斜めに係留するようにしてもよい。
【００３１】
本発明の湖沼等の水質改善方法とそのための装置の構成例は上記の通りであるが、遮光部材の配設態様は、遮光部材を不動層に沿って保持できるのであれば、上記例に限られない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、以上の通りであり、水質改善用の遮光部材が水面上に現れることないので、景勝地やレクリエーションの場所などにある湖沼等に景観を損ねることがなく設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一例の水深の浅い湖沼の不動層に遮光部材を配設して水質改善を行う状態を示す模式図である。
【図２】図１の湖沼等の平面図である。
【図３】本発明の別例の水深の浅い湖沼の不動層に遮光部材を配設して水質改善を行う状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３４】
K1，K2      湖沼等
F1，F2      不動層
S1，S2      遮光部材
１          水面
２          底
３          索
４          ウェイト
５          フロート
Ｐ          吹送流
Ｑ          反流
Ｈ          表水層
Ｌ          深水層
Ｒ          水温躍層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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