(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
堤体の下流側の低水路と上流側のダム湖とを結ぶ魚道であって、この魚道は、低水路に半沈又は沈めた低位チャンバと、この低位チャンバを低水路に連通する入口を遮断する低位ゲートと、前記低位チャンバから立上げた縦管と、この縦管の上部をダム湖の水面下に繋ぐ横管と、横管の出口を塞ぐ高位ゲートと、前記低位チャンバに湖水を供給する注水管及び注水弁と、低位チャンバの水を低水路へ排出する排水管及び排水弁と、前記低位チャンバへ魚を誘導するために空気を吹込む空気吹込み管及び空気弁と、低水路の魚を低位チャンバに呼び込むために低位ゲートを開き、一定時間後閉じ、注水弁を開いて低位チャンバ、縦管及び横管に湖水を注水し、次に高位ゲートを開いて魚をダム湖へ送り出し可能にする一連の動作を実行する制御部と、からなることを特徴としたダム用魚道。
【請求項２】
堤体の下流側の低水路と上流側のダム湖とを結ぶ魚道であって、この魚道は、低水路に半沈又は沈めた低位チャンバと、この低位チャンバを低水路に連通する入口を遮断する低位ゲートと、前記低位チャンバから立上げた縦管と、この縦管の上端をダム湖の水面より上の空間に開口する横管と、前記縦管の上端近傍に湖水を注入する注水装置と、前記低位チャンバに湖水を供給する注水管及び注水弁と、低位チャンバの水を低水路へ排出する排水管及び排水弁と、前記低位チャンバへ魚を誘導するために空気を吹込む空気吹込み管及び空気弁と、低水路の魚を低位チャンバに呼び込むために低位ゲートを開き、一定時間後閉じ、注水弁を開いて低位チャンバ及び縦管に湖水を注水し、次に注水装置で縦管の上端近傍に湖水を注水することで魚をダム湖へ送り出す一連の動作を実行する制御部と、からなることを特徴としたダム用魚道。
【請求項３】
堤体の下流側の低水路と上流側のダム湖とを結ぶ魚道であって、この魚道は、低水路に半沈又は沈めた低位チャンバと、この低位チャンバを低水路に連通する入口を遮断する低位ゲートと、前記低位チャンバから立上げた縦管と、この縦管の上端をダム湖の水面より上の空間に開口する横管と、低位チャンバに内蔵した密封構造のインナチャンバと、このインナチャンバの内外を連通するためにインナチャンバの下部に開けた通孔と、インナチャンバの上部空間に空気を吹込むインナチャンバ用空気吹込み管及びインナチャンバ用空気弁と、インナチャンバの上部空間に溜まった空気を排出する空気抜き管及び空気抜き弁と、低位チャンバの水を低水路へ排出する排水管及び排水弁と、前記低位チャンバへ魚を誘導するために空気を吹込む空気吹込み管及び空気弁と、低水路の魚を低位チャンバに呼び込むために低位ゲートを開き、一定時間後閉じ、インナチャンバ用空気弁を開いてインナチャンバの水を押出すことにより、低位チャンバの水を縦管及び横管を介してダム湖へ放出して、魚をダム湖へ送り出す一連の動作を実行する制御部と、からなることを特徴としたダム用魚道。
【請求項４】
ゲートや各弁を開閉するときに使用する圧縮空気や低位チャンバに吹込む空気などダム用魚道で使用する圧縮空気は、ダムの放流水で水車羽根を廻し、この水車羽根で圧縮機羽根を廻すところの圧縮空気発生装置で発生させることを特徴とした請求項１、請求項２又は請求項３記載のダム用魚道。
【請求項５】
前記低位チャンバ内に、魚を誘導するための音響発振器又は発光ランプを配置したことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載のダム用魚道。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はダムに付設するのに好適な魚道に関する。なお、「ダム」は水をせき止める作用をなす堰（せき）や堤を含み、水位の高低差の小さなものから大きなものまでを包含したダムである。
【０００２】
【従来の技術】
図２０は従来のダムの断面図であり、ダムの堤体２００は水２０１をせき止める役割を果たすものであるから、魚２０２，２０３はともに堤体２００を越えることはできない。産卵のためなどに遡上する遡上魚を考えると、堤体２００に次に説明する魚道を付設することが望ましい。
図２１は従来の魚道の断面図であり、勾配θ（例えば１／１０）の魚道２１０を設ければ、この魚道２１０を通ることで魚２０２，２０３は堤体２００を越えることができる。この様な魚道２１０を、いつも水が流れていることから「せせらぎ魚道」と呼称することが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
図２１で堤体２００の高さをＨ、勾配をθとすれば、魚道２１０の水平長さＬは、Ｈ／θとなる。例えば、Ｈが５０ｍ、勾配が１／１０であれば、水平長さＬは、５００ｍとなる。地形の制約があるときにはこの様な長大な魚道２１０を堤体２００の脇に設けることは難しい。
そのときには階段状魚道やスラローム魚道といった特殊な形式の魚道を採用せざるを得ない。この様な特殊な魚道は建設費用が嵩むとともに、それほどコンパクトにはならない。
【０００４】
ところで、大量の水を効果的に貯溜するにはＨが大きなハイダムが必要となる。高さＨが大きいほど魚道が課題となることは上述した通りである。
そこで、本発明の目的はハイダムに好適な新しい形式の魚道を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１は、堤体の下流側の低水路と上流側のダム湖とを結ぶ魚道であって、この魚道は、低水路に半沈又は沈めた低位チャンバと、この低位チャンバを低水路に連通する入口を遮断する低位ゲートと、前記低位チャンバから立上げた縦管と、この縦管の上部をダム湖の水面下に繋ぐ横管と、横管の出口を塞ぐ高位ゲートと、前記低位チャンバに湖水を供給する注水管及び注水弁と、低位チャンバの水を低水路へ排出する排水管及び排水弁と、前記低位チャンバへ魚を誘導するために空気を吹込む空気吹込み管及び空気弁と、低水路の魚を低位チャンバに呼び込むために低位ゲートを開き、一定時間後閉じ、注水弁を開いて低位チャンバ、縦管及び横管に湖水を注水し、次に高位ゲートを開いて魚をダム湖へ送り出し可能にする一連の動作を実行する制御部と、からなることを特徴としたダム用魚道である。
【０００６】
低水路の魚を低位チャンバに呼び込むために低位ゲートを開き、一定時間後閉じ、注水弁を開いて低位チャンバ、縦管及び横管に湖水を注水し、次に高位ゲートを開いて魚をダム湖へ送り出す。
即ち、湖水圧を巧みに利用して、低水路の魚をダム湖に移動する。
【０００７】
請求項２は、堤体の下流側の低水路と上流側のダム湖とを結ぶ魚道であって、この魚道は、低水路に半沈又は沈めた低位チャンバと、この低位チャンバを低水路に連通する入口を遮断する低位ゲートと、前記低位チャンバから立上げた縦管と、この縦管の上端をダム湖の水面より上の空間に開口する横管と、前記縦管の上端近傍に湖水を注入する注水装置と、前記低位チャンバに湖水を供給する注水管及び注水弁と、低位チャンバの水を低水路へ排出する排水管及び排水弁と、前記低位チャンバへ魚を誘導するために空気を吹込む空気吹込み管及び空気弁と、低水路の魚を低位チャンバに呼び込むために低位ゲートを開き、一定時間後閉じ、注水弁を開いて低位チャンバ及び縦管に湖水を注水し、次に注水装置で縦管の上端近傍に湖水を注水することで魚をダム湖へ送り出す一連の動作を実行する制御部と、からなることを特徴としたダム用魚道である。
【０００８】
低水路の魚を低位チャンバに呼び込むために低位ゲートを開き、一定時間後閉じ、注水弁を開いて低位チャンバ及び縦管に湖水を注水し、次に注水装置で縦管の上端近傍に湖水を注水することで魚をダム湖へ送り出す。
即ち、湖水圧を巧みに利用するとともに、水の不足分は注水装置で補うことで、低水路の魚をダム湖に移動する。
【０００９】
請求項３は、堤体の下流側の低水路と上流側のダム湖とを結ぶ魚道であって、この魚道は、低水路に半沈又は沈めた低位チャンバと、この低位チャンバを低水路に連通する入口を遮断する低位ゲートと、前記低位チャンバから立上げた縦管と、この縦管の上端をダム湖の水面より上の空間に開口する横管と、低位チャンバに内蔵した密封構造のインナチャンバと、このインナチャンバの内外を連通するためにインナチャンバの下部に開けた通孔と、インナチャンバの上部空間に空気を吹込むインナチャンバ用空気吹込み管及びインナチャンバ用空気弁と、インナチャンバの上部空間に溜まった空気を排出する空気抜き管及び空気抜き弁と、低位チャンバの水を低水路へ排出する排水管及び排水弁と、前記低位チャンバへ魚を誘導するために空気を吹込む空気吹込み管及び空気弁と、低水路の魚を低位チャンバに呼び込むために低位ゲートを開き、一定時間後閉じ、インナチャンバ用空気弁を開いてインナチャンバの水を押出すことにより、低位チャンバの水を縦管及び横管を介してダム湖へ放出して、魚をダム湖へ送り出す一連の動作を実行する制御部と、からなることを特徴としたダム用魚道である。
【００１０】
低水路の魚を低位チャンバに呼び込むために低位ゲートを開き、一定時間後閉じ、インナチャンバ用空気弁を開いてインナチャンバの水を押出すことにより、低位チャンバの水を縦管及び横管を介してダム湖へ放出して、魚をダム湖へ送り出す。
即ち、空気圧を巧みに利用して、低水路の魚をダム湖へ移動する。
【００１１】
請求項４は、ゲートや各弁を開閉するときに使用する圧縮空気や低位チャンバに吹込む空気などダム用魚道で使用する圧縮空気は、ダムの放流水で水車羽根を廻し、この水車羽根で圧縮機羽根を廻すところの圧縮空気発生装置で発生させることを特徴とする。
【００１２】
ダムの放流水で圧縮空気を製造し、この圧縮空気で魚道に係るゲートの開閉及び各種弁の開閉を実施する。
【００１３】
請求項５は、低位チャンバ内に、魚を誘導するための音響発振器又は発光ランプを配置したことを特徴とする。
振動波又は光で魚を誘導し、低位チャンバへ集める。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、請求項と図面との対応は次の通りである。
請求項１に係る発明は図１，２，３及び図５，６，７で説明する。
請求項２に係る発明は図８，９，１０で説明する。
請求項３に係る発明は図１１，１２，１３，１４で説明する。
請求項４に係る発明は図４で説明する。
請求項５に係る発明は図３で説明する。  
【００１５】
図１は本発明に係る魚道（第１実施例）の斜視図であり、魚道１０は、ダムの堤体１１の下流側の低水路１２と上流側のダム湖１３とを結ぶ魚の通り道であって、低水路１２に半沈又は沈めた低位チャンバ１５と、この低位チャンバ１５を低水路１２に連通する入口１６を遮断する低位ゲート１７と、低位チャンバ１５から斜め上若しくは真上へ立上げた縦管１８と、この縦管１８の上部１９をダム湖１３の水面下に繋ぐ横管２１と、横管２１の出口を塞ぐ高位ゲート２２と、次図で説明する配管類からなる。２３，２３は縦管１８を支える管台である。
【００１６】
図２は本発明に係る魚道（第１実施例）の断面図であり、魚道１０は、低位チャンバ１５、低位ゲート１７、縦管１８、横管２１、高位ゲート２２に加えて、低位チャンバ１５に湖水を供給する注水管２５及び注水弁２６と、低位チャンバ１５内部の水を低水路１２へ排出する排水管２７及び排水弁２８と、低位チャンバ１５へ魚を誘導するために空気を吹込む空気吹込み管２９及び空気弁３１と、低水路１２の魚を低位チャンバ１５に呼び込むために低位ゲート１７を開き、一定時間後閉じ、注水弁２６を開いて低位チャンバ１５、縦管１８及び横管２１に湖水を注水し、次に高位ゲート２２を開いて魚をダム湖１３へ送り出し可能にする一連の動作を実行する制御部３２と、からなる。
【００１７】
なお、図示する通りに、横管２１はダム湖１３の水面下に開口させればよく、具体的にはダム湖１３の水面下１〜５ｍ程度の位置に設ける。
水面下５ｍであれば、高位ゲート２２に０．５ｋｇ／ｃｍ2の水圧が掛る。この水圧が大きいほどバルブアクチエータ（昇降用シリンダ等）の能力を高めなければならない。また、水中にある高位ゲート２２を点検する上でも５ｍが限度である。従って、水面下１〜５ｍの範囲に横管２１を設けることが望ましい。
【００１８】
図３は本発明に係る低位チャンバの断面図であり、低位チャンバ１５は、床３４、前壁３５、側壁３６，３６（手前の３６は不図示）、奥壁３７及び堤体１１に向って上り勾配とした傾斜天井３８とからなる小部屋であり、前壁３５に入口１６を備え、傾斜天井３８の堤体１１寄り位置に縦管１８の下端を結合したものである。
【００１９】
更に、床３４に注水管２５、空気吹込み管２９及び排水管２７を連結し、加えて音響発振器４１を設け、奥壁３７の下部に発光ランプ４２を設けることで、低位チャンバ１５内に、音響発振器４１や発光ランプ４２を配置したものである。
魚類は光やある種の音に誘導される性質を有するものが少なくない。そこで、発光ランプ４２で誘導光を発射し、音響発振器４１で誘導振動波を発することができるように工夫した。
なお、音響発振器４１と発光ランプ４２との両方を配置することが望ましいが、対象とする魚の習性に応じて、効果が大きいと思われる一方のみを配置することは差支えない。
【００２０】
以上に述べた通りに低位チャンバ１５を床３４、壁３５〜３７及び傾斜天井３８からなる箱体にすれば、予め工場で製作することができ、工場で製作した低位チャンバ１５をダムサイトへ搬入し、低水路１２へ沈めればよいから、現場工事が少なくなり、工期の短縮が図れる。
しかし、床３４を低水路１２の川床で代用し奥壁３７を堤体１１の前面で代用することで床３４及び奥壁３７を省略することもできる。
【００２１】
また、図１に示した通りに低位チャンバ１５は縦管１８の径に比較して、断面積を十分に大きくした。これは遡上魚を集め易くすることを目的としたものである。
しかし、縦管１８の下にラッパ管を接続し、このラッパ管に下位ゲート１７を付設しても目的を達成することができるので、低位チャンバ１５の形状は格別に限定するものではない。
【００２２】
図４は本発明に好適な圧縮空気発生装置の原理図であり、ダム湖１３には上流の河川から恒常的に水が流れ込む。そこで、流入水に相当する量の水を放流管４９を通じて低水路１２へ放流することで、ダム湖１３の水位を所定のレベルに保つようにしており、従来はこの種の放流水は単に放流管４９を通じて放流するだけであった。
一方、図２に示す低位ゲート１７及び高位ゲート２２を昇降するための空気シリンダと、注水弁２６や排水弁２８や空気弁３１を開閉する空気シリンダと、空気吹込み管２９に供給する圧縮空気は必要である。
本発明では、これらの用途に供するために、放流水を巧みに利用して必要な圧縮空気を製造することのできる圧縮空気発生装置５０をダムの付属設備に加えたことを特徴とする。
【００２３】
具体的には、圧縮空気発生装置５０は、水車と圧縮機とを機械的に連結したものであり、例えば、ベース５１と、軸受５２，５２と、軸５３と、この軸５３の一端に取付けた水車羽根５４と、この水車羽根５４を囲う水車ケーシング５５と、軸５３の他端に取付けた圧縮機羽根５６と、この圧縮機羽根５６を囲う圧縮機ケーシング５７と、この圧縮機ケーシング５７の入口に取付けたエアフィルタ５８と、圧縮機ケーシング５７の出側に設置したエアタンク５９とからなる。
【００２４】
この様な圧縮空気発生装置５０を放流管４９の途中に割り込ませる。
放流管４９の弁を開ければ、ダム湖１３の水が水車ケーシング５５に流れ込み、水車羽根５４を廻して、水車ケーシング５５から出て、放流管４９を通じて低水路１２に至る。ダム湖１３の水深が６０ｍであれば、湖底の水圧は水頭６０ｍ（６ｋｇ／ｃｍ2相当）となり、流体は高圧であるほど大きなエネルギーを有する。このエネルギーで水車羽根５４が高速で回転することになる。
【００２５】
この結果、圧縮機羽根５６も高速で回転し、エアフィルタ５８を通じて吸入したエアに遠心力を付与し、これに伴なう速度エネルギー（動圧）を圧縮機ケーシング５７のデフューザ（巻貝状の環状室）で圧力エネルギー（静圧）に変換することで、連続的に４ｋｇ／ｃｍ2程度の圧縮空気が製造可能となる。この様にして製造した圧縮空気をエアタンク５９に溜め、必要に応じて使用すればよい。
【００２６】
なお、水車羽根５４と圧縮機羽根５６との間に増速機を置き、圧縮機羽根５６を１．５〜２．５倍程度増速すれば、６〜８ｋｇ／ｃｍ2程度のより高圧の圧縮空気を得ることができる。ただし、製造空気量はその分減少する。
【００２７】
以上に述べた魚道（第１実施例）の作用を次の図５〜図７にて説明する。
図５（ａ），（ｂ）は本発明の魚道（第１実施例）の作用説明図（その１）である。
先ず、（ａ）において圧縮空気を送って低位ゲート１７を開く。そして、音響発振器４１を作動させて誘導波を発信すると共に発光ランプ４２にて誘導光を発射する。加えて空気吹込み管２９から空気を吹出す。魚類は振動、光に誘導される性質を有すると共に、富酸素エリアに集る性質を有する。従って、低水路１２にいる魚は誘導されて低位チャンバ１５に入る。
【００２８】
一定時間が経過したら、（ｂ）に示す通りに低位ゲート１７を閉じる。この後は発光ランプ４２及び音響発振器４１は止める。空気吹込みは継続して、低位チャンバ１５内の水中溶解酸素を補う。
【００２９】
図６（ａ），（ｂ）は本発明の魚道（第１実施例）の作用説明図（その２）である。
（ａ）にて、注水弁２６を開く。すると、ダム湖１３の水（湖水）が注水管２５を通じて低位チャンバ１５に至り、低位チャンバ１５を満たし、次に縦管１８を上昇する。この上昇は、連通管原理により、縦管１８の水の水面がダム湖１３の水面に一致するまで続く。
【００３０】
（ｂ）にて、縦管１８の水位がダム湖１３の水位に一致したら、高位ゲート２２を開く。この高位ゲート２２の両面（図では左右面）に作用する水圧は同一であるから、高位ゲート２２を上昇させるための引揚げ力は小さくなる。従って、高位ゲート２２は簡単に開く。この間に、空気吹込み管２９から連続して空気を吹込めば、泡が傾斜天井３８に沿って縦管１８に至り、且つ縦管１８を上昇する。魚はこの泡を追うように縦管１８を登り、横管２１を介してダム湖１３に至る。
【００３１】
なお、低位ゲート１７に６ｋｇ／ｃｍ2程度の水圧が掛り、水洩れが予想されるが、注水弁２６を開いたままにしておけば、洩れた分を湖水で補給することができる。低位ゲート１７は完全水密構造であればなお好いが、若干リークがあっても問題はない。リークを許容するれば安価なゲートを採用することができるという利点を第１実施例は有する。
【００３２】
図７（ａ），（ｂ）は本発明の魚道（第１実施例）の作用説明図（その３）である。
（ａ）にて、注水弁２６を閉じ、高位ゲート２２を閉じ、次に排水弁２８を開ける。すると、横管２１、縦管１８及び低位チャンバ１５の水が排水管２７を通じて、低水路１２に流れ出る。この排水は低位チャンバ１５の水位が低水路１２の水位と一致するまで続く。この際に、縦管１８の上端が開放しているため、ここから空気が入り、縦管の排水が妨げられることはない。
次に、（ｂ）にて排水弁２８を閉じ、低位ゲート１７を開く。これで、図５（ａ）に戻り、以降図５→図６→図７→図５→図６→・・・の順で繰り返せばよい。
【００３３】
以上に述べた魚道（第１実施例）は、ダム湖の水圧を巧みに利用したものであり、且つ放流水で製造した圧縮空気でバルブ（弁）を開閉するともに、ゲートを昇降すれば、外部から電気エネルギーや化石エネルギーを供給することなく、魚を遡上させることができる。
ただし、この第１実施例は、ダム湖の水位があまり変動しないものに適しており、標準水位と最高水位（大雨増水時など）とに大きな差がある場合には、横管２１の位置が定まらず、必ずしも適当とは言えない。そのときには次の第２実施例が有効となる。
【００３４】
図８は本発明に係る魚道（第２実施例）の断面図であり、上記第１実施例と共通する要素は符号を流用する。第３実施例以降においても同様。
第２実施例の魚道１０Ｂ（第１実施例の魚道１０と区別するために、Ｂ又はＣを添える。）は、堤体１１の下流側の低水路１２と上流側のダム湖１３とを結ぶ魚の通路であって、低水路１２に半沈又は沈めた低位チャンバ１５と、この低位チャンバ１５を低水路１２に連通する入口１６を遮断する低位ゲート１７と、低位チャンバ１５から立上げた縦管１８Ｂと、この縦管１８Ｂの上端をダム湖１３の水面より上方の空間に開口する横管２１Ｂと、縦管１８Ｂの上端近傍に湖水を注入する注水装置６０と、低位チャンバ１５に湖水を供給する注水管２５及び注水弁２６と、低位チャンバ１５の水を低水路１２へ排出する排水管２７及び排水弁２８と、低位チャンバ１５へ魚を誘導するために空気を吹込む空気吹込み管２９及び空気弁３１と、低水路１２の魚を低位チャンバ１５に呼び込むために低位ゲート１７を開き、一定時間後閉じ、注水弁２６を開いて低位チャンバ１５及び縦管１８Ｂに湖水を注水し、次に注水装置６０で縦管１８Ｂの上端近傍に湖水を注水することで魚をダム湖１３へ送り出す一連の動作を実行する制御部３２Ｂと、からなる。
【００３５】
第１実施例と異なり、第２実施例は、縦管１８Ｂに横管２１Ｂを曲管形状に連続させたものである。
また、注水装置６０は、水ポンプ６１、第２注水管６２及び弁６３とからなる。この水ポンプ６１の駆動源は、前記圧縮空気発生装置５０（図４参照）で発生した圧縮空気を駆動源としたエジェクタが望ましいが、電動ポンプであってもよい。
また、低位チャンバ１５は第１実施例で説明したものと同じであるから、構造説明を省略する。
【００３６】
以上の第２実施例に係る魚道の作用を次に説明する。
図９（ａ）〜（ｃ）は第２実施例に係る魚道の作動説明図（その１）である。
（ａ）にて、低位ゲート１７を開けて魚を呼び込む。発光ランプや音響発生機は省略した。
（ｂ）にて、一定時間経過後、低位ゲート１７を閉じる。
（ｃ）にて、注水弁２６を開け、注水管２５を通じて湖水を低位チャンバ１５へ注入する。縦管１８Ｂを満たす水の水位は湖面と同一になるものの、横管２１Ｂに達することはない。そこで、次図を実施する。
【００３７】
図１０（ａ），（ｂ）は第２実施例に係る魚道の作動説明図（その２）である。
（ａ）にて、水ポンプ６１を起動し、第２注水管６２を介して湖水を縦管１８Ｂの上端に注入する。この注入水は縦管１８Ｂの上端を満たした後、横管２１Ｂを介してダム湖１３へ溢れる。これで、低位チャンバ１５が湖面に繋がったことになる。空気吹込み管２９を通じて空気を吹込めば、魚は泡に誘導され、ダム湖１３に至る。
（ｂ）にて、一定時間後、排水弁２８を開け、排水管２７を通じて水を低水路１２へ排出し、低位ゲート１７を開ける。これで、図９（ａ）に戻ったことになる。
【００３８】
この第２実施例では湖水圧を巧みに利用していること、高位ゲートが不要であること、ダム湖１３の水位が大きく変動しても差支えないことを特徴とする。
ただし、注水装置６０（水ポンプ６１と第２注水管６２と弁６３）が必要となる。次の第３実施例では注水装置６０を見掛け上、廃止することができる。
【００３９】
図１１は本発明に係る魚道（第３実施例）の断面図であり、魚道１０Ｃは、堤体１１の下流側の低水路１２と上流側のダム湖１３とを結ぶ魚の通路であって、低水路１２に半沈又は沈めた低位チャンバ１５Ｃと、この低位チャンバ１５Ｃを低水路１２に連通する入口を遮断する低位ゲート１７Ｃと、低位チャンバ１５Ｃから立上げた縦管１８Ｂと、この縦管１８Ｂの上端をダム湖１３の水面より上の空間に開口する横管２１Ｂと、低位チャンバ１５Ｃに内蔵した密封構造のインナチャンバ６５と、このインナチャンバ６５の内外を連通するためにインナチャンバ６５の下部に開けた通孔（図１２で説明する。）と、インナチャンバ６５の上部空間に空気を吹込むインナチャンバ用空気吹込み管６７及びインナチャンバ用空気弁６８と、インナチャンバ６５の上部空間に溜まった空気を排出する空気抜き管７１及び空気抜き弁７２と、低位チャンバ１５Ｃの水を低水路１２へ排出する排水管２７及び排水弁２８と、低位チャンバ１５Ｃへ魚を誘導するために空気を吹込む空気吹込み管２９及び空気弁３１と、低水路１２の魚を低位チャンバ１５Ｃに呼び込むために低位ゲート１７Ｃを開き、一定時間後閉じ、インナチャンバ用空気弁６８を開いてインナチャンバ６５の水を押出すことにより、低位チャンバ１５Ｃの水を縦管１８Ｂ及び横管２１Ｂを介してダム湖１３へ放出して、魚をダム湖１３へ送り出す一連の動作を実行する制御部３２Ｃと、からなる。
【００４０】
図１２は第３実施例の低位チャンバの断面図であり、低位チャンバ１５Ｃは、床３４と、前壁３５と、側壁３６，３６（手前の３６は不図示）と、比較的低い天井３９と、低位ゲート１７Ｃと、インナチャンバ６５と、このインナチャンバ６５の下部に開けた通孔６６・・・（・・・は複数個を示す。以下同様。）と、インナチャンバ６５の空気を抜く空気抜き管７１及び空気抜き弁７２と、インナチャンバ６５に空気を吹込むインナチャンバ用空気吹込み管６７及びインナチャンバ用空気弁６８と、からなる。なお、この第３実施例では低位ゲート１７Ｃは水密性能の高い構造のものを使用する。
【００４１】
以上の構成からなら第３実施例の作用を説明する。
図１３（ａ），（ｂ）は第３実施例の作用説明図（その１）である。
（ａ）にて、低位ゲート１７Ｃを開き、魚を呼び込む。並行して、空気抜き弁７２を開いて、インナチャンバ６５を排気可能状態にする。この結果、溜まっていた空気が抜けて、インナチャンバ６５は満水になる。
一定時間経過後に、（ｂ）にて低位ゲート１７Ｃを閉じ、空気抜き弁７２を閉じる。
【００４２】
図１４（ａ），（ｂ）は第３実施例の作用説明図（その２）である。
（ａ）にて、インナチャンバ用空気弁６８を開き、インナチャンバ用空気吹込み管６７を介して圧縮空気をインナチャンバ６５に吹込む。吹込んだ空気がインナチャンバ６５の内部上部に溜まり、その分だけ、水を通孔６６を通じてインナチャンバ６５外へ押出す。この押出された水が低位チャンバ１５Ｃの水に加わることで、低位チャンバ１５Ｃが満水になり、続いて縦管１８Ｂを満たし始める。
【００４３】
この実施例で使用する圧縮空気は湖水の水深が６０ｍであれば、少なくとも７ｋｇ／ｃｍ2、好ましくは１０ｋｇ／ｃｍ2の高圧空気を使用する。６ｋｇ／ｃｍ2未満では圧力に余裕がなく、次の（ｂ）が円滑に実行できないからである。
【００４４】
（ｂ）は、インナチャンバ６５の水を十分に押出した状態を示し、このときに縦管１８Ｂが満水となり且つ横管２１Ｂから水が湖水へ溢れでる。予め空気吹込み管２９で空気を吹込めば気泡で魚が誘導され、水と共に魚が横管２１Ｂから湖水に至ることになる。次に排水弁２８を開いて、横管２１Ｂ及び縦管１８Ｂの水を低水路１２へ排出して、図１３（ａ）に戻す。
【００４５】
この第３実施例は、インナチャンバ６５を内蔵するため低位チャンバ１５Ｃの構造がやや複雑になる。しかし、図８で示した注水管２５、注水弁２６及び注水装置６０が不要となり、魚道は全体としてコンパクトになり見栄えが良くなる。
この第３実施例及び先に述べた第２実施例は「遡上」に好適な魚道であり、魚をダム湖１３から低水路１２へ戻す魚道ではない。そこで、下流側へ魚を移動する技術を次に説明する。なお、ダム湖１３から低水路１２へ戻すことを「降河」と呼ぶことにする。
【００４６】
図１５は降河用魚送装置の斜視図（参考図）であり、降河用魚送装置８０は、密閉容器であるベッセル８１と、ベッセル８１の天井に設けた開口８２及びこの開口８２を塞ぐシャッタ８３と、魚を集めるためにベッセル８１の天井に立てた網フェンス８４及びガイドフェンス８５，８５と、フェンス８４，８５，８５を湖面に半沈させ、ベッセル８１を沈めるごとくにレベルを保つフロート８６，８６及びアンカ８７・・・と、網フェンス８４へ魚を追込むために水流を発生させるスプレーパイプ８８と、吸引パイプ８９から水を吸込み、加圧してスプレーパイプ８８へ送る循環ポンプ９０と、シャッタ８３を開け、一定時間経過後に閉じ、ベッセル８１の上部にエア供給管９１を通じて圧縮空気を吹込んでベッセル８１内の水及び魚を魚送管９２を通じて高所へ送り出す一連の動作を実行する制御部９３と、その他の配管類からなる。
【００４７】
図１６（ａ）〜（ｃ）は降河用魚送装置の作用説明図（参考図）である。
（ａ）において、魚を網フェンス８４に追込み、ベッセル８１の内部に設けてある音響発信器４１で振動波を発信し、発光ランプ４２を点灯し、シャッタ８３を開ける。網フェンス８４に近づいた魚は音響及び光に誘導され、開口８２を通じてベッセル８１に入る。
【００４８】
（ｂ）において、シリンダに圧縮空気を供給してシャッタ８３を閉じ、且つエア供給管９１でベッセル８１に圧縮空気を吹込む。この吹込みにより、ベッセル８１内部の水の水位が下り、その分だけ水が魚送管９２を通じて排出される。この水と共に魚は強制的にベッセル８１外へ出る。
（ｃ）において、魚送管９２の先を堤体１１を越えさせ、縦管１８に差込めば、ダム湖１３の魚を縦管１８へ戻すことができる。
【００４９】
この後、（ｂ）に戻って、弁９４，９５を開き、弁９５から空気を排出しつつ、弁９４を通じて、湖水をベッセル８１に注入する。注入が終ったら、弁９４，９５を閉じる。これで図１６（ａ）の状態に戻すことができる。すなわち、（ａ），（ｂ）を繰り返すことにより間欠的に魚を降河させることができる。
【００５０】
図１７は総合的魚道システムの斜視図（参考図）であり、総合的魚道システム１００は、ダム湖１３と低水路１２とを区切る堤体１１自身又は堤体１１の近傍に設けた、水位がダム湖１３の水面より上位となる上段池１０１並びに水位がダム湖１３の水面より下位となる中段池１０２と、これら上段池１０１と中段池１０２とを結ぶ傾斜水路（スラローム水路やせせらぎ水路を含む）１０３と、上段池１０１に魚及び水を送る降河用魚送装置８０（詳細は図１５参照）と、上段池１０１の底をダム湖１３に連通し、上段池１０１の水及び魚を残らずダム湖１３へ落とす上段池ドレーン管１０４と、低水路１２に半沈又は沈めた図３記載の低位チャンバ１５と、この低位チャンバ１５を低水路１２に連通する入口を遮断する低位ゲート１７と、低位チャンバ１５から立上げた縦管１８Ｂと、この縦管１８Ｂの上端を中段池１０２の水面より上の空間に開口する横管２１Ｂと、低位チャンバ１５に湖水を供給する注水管（図１８に示す符号２５）及び注水弁（図１８に示す符号２６）と、低位チャンバ１５の水を低水路１２へ排出する排水管及び排水弁（図１８に示す符号２７，２８）と、低位チャンバ１５へ魚を誘導するために空気を吹込む空気吹込み管及び空気弁（図１８に示す符号２９，３１）と、中段池１０２の水及び魚を残らず低水路１２へ落とす中段池ドレーン管１０５とからなる。
【００５１】
なお、１０７は小川であり、この小川１０７の注水で傾斜水路１０３に常に流れを造る。中段池１０２における余剰水はオーバフロー水路１０８を通じて低水路１２へ流す。従って、上段池１０１及び中段池１０２が溢れる心配はない。１０９は魚止めネットである。
【００５２】
図１８は総合的魚道システムの作用説明図（参考図）（その１）であり、注水管２５及び注水弁２６で低位チャンバ１５に注水すること、排水管２７及び排水弁２８にて低位チャンバ１５の水を低水路１２へ排出すること、及び空気吹込み管２９及び空気弁３１にて低位チャンバ１５へ空気を吹込むことは、第２実施例で説明した通りである。ただし、中段池１０２がダム湖１３より十分下位にあるので、注水管２５を通じて低位チャンバ１５に湖水を送ると、この湖水は縦管１８Ｂの上端より上まで上昇する力があり、この結果、水は横管２１Ｂから中段池１０２に出る。即ち、図８で示した注水装置６０や図１１で示したインナチャンバ６５は不要となる。その他の排水管２７、排水弁２８、空気吹込み管２９及び空気弁３１の作用は既述の通りであるからここでは説明を省略する。
【００５３】
図１８において、低位チャンバ１５、縦管１８Ｂ及び横管２１Ｂを通じて、矢印（１）の通りに、低水路１２の魚を中段池１０２へ移送する。中段池１０２の魚は傾斜水路１０３を矢印（２）の通りに自力で遡上する。矢印（１），（２）により上段池１０１に魚が集ることが期待できる。
そこで、一定時間経過したら、第１ドレーン弁１１１を開いて上段池ドレーン管１０４を通じて、上段池１０１の溜まり水を全量ダム湖１３へ落とす（矢印（３））。これで、上段池１０１の魚も全てダム湖１３に移動したことになる。
【００５４】
図１９は総合的魚道システムの作用説明図（参考図）（その２）であり、降河用魚送装置８０にて矢印（４）の通りにダム湖１３の魚を上段池１０１へ移す。降河を目指す魚であれば上段池１０１から傾斜水路１０３を通って中段池１０２へ移動する（矢印（５））。
一定時間毎に、第２ドレーン弁１１２を開いて中段池ドレーン管１０５を通じて、中段池１０２の溜まり水を魚と共に全量低水路１２へ落とす（矢印（６））。矢印（４）〜（６）でダム湖１３の魚を低水路１２へ移すことができる。
【００５５】
すなわち、図１８は遡上作用図、図１９は降河作用図であり、この双方向の作用を達成できる図１７に示した総合的魚道システム１００は水位高低差の大きなダム（ハイダム）に好適であると言える。
【００５６】
尚、縦管１８，１８Ｂは実施例の様に堤体１１の外壁に沿わせた斜めの管のほか、堤体１１に埋め込んだ埋設管、堤体１１に空洞形成したトンネルの何れであってもよい。
【００５７】
また、低位ゲート１７，１７Ｃ自体に排水弁２８を組込み、排水管２７を低位ゲート１７，１７Ｃに一体化することもできる。
【００５８】
さらに又、堤体１１前後の水位差が小さい場合には、入口１６を閉じる低位ゲート１７，１７Ｃで排水弁２８を兼ねさせることもできる。この場合には、入口１６が排水管２７を兼ねる。従って、排水管２７及び排水弁２８は独立して設けること、他の部材に兼用させることの何れであってもよい。
【００５９】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、低位チャンバと、縦管と、横管と、湖水を低位チャンバに注入する注水管及び注水弁と、制御部でダム用魚道を構成し、低水路の魚を低位チャンバに呼び込むために低位ゲートを開き、一定時間後閉じ、注水弁を開いて低位チャンバ、縦管及び横管に湖水を注水し、次に高位ゲートを開いて魚をダム湖へ送り出すようにしたものであって、湖水圧を巧みに利用して、低水路の魚をダム湖に移動させることができるものである。
縦管を上昇する水に連れて魚を低水路から高所のダム湖へ移動するので、魚にダメージを与えることなく、円滑に遡上させることができる。魚道は全体として縦長の構成となるため、ハイダムに容易に設置できる且つ魚道のコンパクト化が達成できる。
【００６０】
請求項２は、低位チャンバと、縦管と、横管と、縦管上部に注水する注水装置と、湖水を低位チャンバに注入する注水管及び注水弁と、制御部でダム用魚道を構成し、低水路の魚を低位チャンバに呼び込むために低位ゲートを開き、一定時間後閉じ、注水弁を開いて低位チャンバ及び縦管に湖水を注水し、次に注水装置で縦管の上端近傍に湖水を注水することで魚をダム湖へ送り出すものであって、湖水圧を巧みに利用するとともに、水の不足分は注水装置で補うことで、低水路の魚をダム湖に移動させることができるものである。
縦管を上昇する水に連れて魚を低水路から高所のダム湖へ移動するので、魚にダメージを与えることなく、円滑に遡上させることができる。魚道は全体として縦長の構成となるため、ハイダムに容易に設置できる且つ魚道のコンパクト化が達成できる。
【００６１】
請求項３は、低位チャンバと、縦管と、横管と、低位チャンバの水を押上げるためのインナチャンバ及びインナチャンバ用空気吹込み管並びにインナチャンバ用空気弁と、制御部でダム用魚道を構成し、低水路の魚を低位チャンバに呼び込むために低位ゲートを開き、一定時間後閉じ、インナチャンバ用空気弁を開いてインナチャンバの水を押出すことにより、低位チャンバの水を縦管及び横管を介してダム湖へ放出して、魚をダム湖へ送り出すものであって、空気圧を巧みに利用して、低水路の魚をダム湖へ移動させることができるものである。
縦管を上昇する水に連れて魚を低水路から高所のダム湖へ移動するので、魚にダメージを与えることなく、円滑に遡上させることができる。魚道は全体として縦長の構成となるため、ハイダムに容易に設置できる且つ魚道のコンパクト化が達成できる。
【００６２】
請求項４では、ダムの放流水で圧縮空気を製造し、この圧縮空気で魚道に係るゲートの開閉及び各種弁の開閉を実施する。
一般にゲートの開閉及び各種弁の開閉のための圧縮空気はモータを駆動源とするコンプレッサで製造するので、電気費が嵩む。この点、請求項４によれば、ダムの放流するで圧縮空気を製造するので、電気が不要となり、外から電気を買う必要がなくなり、運転費の削減が図れる。
【００６３】
請求項５は、低位チャンバ内に、魚を誘導するための音響発振器又は発光ランプを配置したことを特徴とし、振動波又は光で魚を誘導し、低位チャンバへ集めるようにしたので、低位チャンバに効果的に魚を集めることができ、魚の移動を効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る魚道（第１実施例）の斜視図
【図２】  本発明に係る魚道（第１実施例）の断面図
【図３】  本発明に係る低位チャンバの断面図
【図４】  本発明に好適な圧縮空気発生装置の原理図
【図５】  本発明の魚道（第１実施例）の作用説明図（その１）
【図６】  本発明の魚道（第１実施例）の作用説明図（その２）
【図７】  本発明の魚道（第１実施例）の作用説明図（その３）
【図８】  本発明に係る魚道（第２実施例）の断面図
【図９】  第２実施例に係る魚道の作動説明図（その１）
【図１０】  第２実施例に係る魚道の作動説明図（その２）
【図１１】  本発明に係る魚道（第３実施例）の断面図
【図１２】  第３実施例の低位チャンバの断面図
【図１３】  第３実施例の作用説明図（その１）
【図１４】  第３実施例の作用説明図（その２）
【図１５】  降河用魚送装置の斜視図（参考図）
【図１６】  降河用魚送装置の作用説明図（参考図）
【図１７】  総合的魚道システムの斜視図（参考図）
【図１８】  総合的魚道システムの作用説明図（参考図）（その１）
【図１９】  総合的魚道システムの作用説明図（参考図）（その２）
【図２０】  従来のダムの断面図
【図２１】  従来の魚道の断面図
【符号の説明】
１０，１０Ｂ，１０Ｃ…魚道、１１…堤体、１２…低水路、１３…ダム湖、１５，１５Ｃ…低位チャンバ、１６…低位チャンバの入口、１７，１７Ｃ…低位ゲート、１８，１８Ｂ…縦管、２１，２１Ｂ…横管、２２…高位ゲート、２５…注水管、２６…注水弁、２７…排水管、２８…排水弁、２９…空気吹込み管、３１…空気弁、３２，３２Ｂ，３２Ｃ…魚道の制御部、４１…音響発振器、４２…発光ランプ、５０…圧縮空気発生装置、５３…軸、５４…水車羽根、５６…圧縮機羽根、６０…注水装置、６１…水ポンプ、６５…インナチャンバ、６６…通孔、６７…インナチャンバ用空気吹込み管、６８…インナチャンバ用空気弁、８０…降河用魚送装置、８１…ベッセル、８２…ベッセルの開口、８３…シャッタ、８４…網フェンス、８５…ガイドフェンス、８６…フロート、８７…アンカ、９１…エア供給管、９２…魚送管、９３…降河用魚送装置の制御部、１００…総合的魚送システム、１０１…上段池、１０２…中段池、１０３…傾斜水路、１０４…上段池ドレーン管、１０５…中段池ドレーン管、１１１…第１ドレーン弁、１１２…第２ドレーン弁。
【図１】
0004203974.tif 000002
【図２】
0004203974.tif 000003
【図３】
0004203974.tif 000004
【図４】
0004203974.tif 000005
【図５】
0004203974.tif 000006
【図６】
0004203974.tif 000007
【図７】
0004203974.tif 000008
【図８】
0004203974.tif 000009
【図９】
0004203974.tif 000010
【図１０】
0004203974.tif 000011
【図１１】
0004203974.tif 000012
【図１２】
0004203974.tif 000013
【図１３】
0004203974.tif 000014
【図１４】
0004203974.tif 000015
【図１５】
0004203974.tif 000016
【図１６】
0004203974.tif 000017
【図１７】
0004203974.tif 000018
【図１８】
0004203974.tif 000019
【図１９】
0004203974.tif 000020
【図２０】
0004203974.tif 000021
【図２１】
0004203974.tif 000022