建設コンサルタンツ協会ホーム263号目次

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Project brief 1

プロジェクト紹介

超音波ドップラー式多層流速計（ADCP）を活用した新たなアユ流下仔魚数推定方法
江口 憲
EGUCHI Tadashi
株式会社エイト日本技術開発
地球環境・エネルギー事業部
技師

図2

ドップラーシフトの概念イメージ■ はじめにて海へと下り、海で餌を食べ成長の方法には、①総流下仔魚数の多（流速×断面積）により引き伸ばし算出することになりま

河川で営まれる漁業では、サケし、春先に再び川へと遡上してきま寡を左右する流量測定が詳細に行て推定する方法が一般的です。このす。その後、各ブロック類やフナ、モクズガニといった様々す。川に遡上したアユは川藻を食べわれていない、②仔魚の流下期間ため、流量を算出する流速値の精度の流量を合算することな魚介類が水揚げされています。そ成長し、秋に産卵して次世代にバトへの引き伸ばしがアユの流下生態により、その年のアユ総流下仔魚数でその河川横断面の流の中で高い漁獲割合を占めるのがンを繋ぐという生涯を送ります。に即していないという課題がありまが左右されると言っても過言ではあ量としていました。

した。

りません。

図3

ADCP による流速計測イメージ■ ADCPを用いた河川横断面■ の詳細流速測定

アユです。アユは一生の中で川と海

このアユを水産資源と捉え、アユを行き来します。秋に川で産卵され仔魚の総流下量から翌年の遡上量

本 稿では、この課 題を克 服し、これまでのアユ流下仔魚調査で形など様々な物理的要因を受け、場孵 化 した仔 魚 は、川の流れに乗っを推定することなどを目的に、全国より精度の高い総流下仔魚量を推は、河川横断面に対して電磁流速所ごとに異なります。そのため、流で「流下仔魚調査」定するための試みとして、①超音波計などを用いて複数箇所で流速を速をより多くの計測点で詳細に測定の調査では ADCPを用いて流速をが実施されてきましドップラー式多層流速計（ADCP；計測していました。今回の場合、図1し、精度の高い流量を算出すること計測しました。

た。これまでの流下Acoustic Doppler Current Profiler）に赤丸で示す複数箇所で流速を計が課題となっていました。

仔魚調査の多くは、による詳細な流量測定、②歪正規測し、その流速値とその流速が支ばれる物理法則を利用して流速をある河川横断面で分布を用いた総流下仔魚量の推定配する面積のブロックごとに流量を計測する機器です。ドップラーシフ

流れ下ってきた仔魚を行った、新たな調査方法について

トとは、発射された超音波の周波数を捕獲し、その結果記述します。と、それが水中に存在する懸濁物と流量を仔 魚の流下期間に引き伸ばし、その 年 の 総 流

電磁流速計

写真 1

しかし、河川内の流速は河床地

この課題を克服するため、今回

ADCPは、ドップラーシフトと呼質などにぶつかり反射して帰ってき■ 従来の流量の測定方法

た時の周波数に変化が生じる現象

その年のアユ総流下仔魚数は、を言います（図 2）。例えば、ある点下仔魚数として推定

流下仔魚調査により捕獲されたアから超音波を発射した時（発射時するものでした。こユの数を流下期間（時間）及び流量の周波数：F0）に、ぶつかった懸濁物質が超音波の発射位置に近づくように動いていれば、反射して帰って来る周波数（帰ってきた時の周波数：F1）は小さく、F0＞ F1 なります。
このドップラーシフトを利用して、超音波を発射し、反射して受信するまでの時間の違いから、任意の水深（15cmごと）の流速を測定することが可能です。
このADCPをゴムボートに取り付

図1

これまでのアユ流下仔魚調査における流速計測と流量算出のイメージ

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写真 2

ADCPを用いた流速計測状況

け、流速を測定しながら航行しまし

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この時、流下仔魚量は様々な要因を受け、ピークを境に前後して同じ量になることはありません。この流下量の偏りを考慮した分布が歪正規分布です。図 6にそのイメージを示します。
流下のピークは流下期間の後半に位置していますが、流下量の偏り
図4を考慮して曲線が流下期間の後期

ADCPを用いた流速計測により作成した流速分布図に膨らんだ形となっています。また、従来の方法に比べて流下期間の始めと終わりも低い値で始まり終わっています。この歪正規分布を各調査
図5

これまでの総流下仔魚数の推定イメージ

日の単位時間当たりの流下仔魚量に沿わせ、その曲線と時間軸で囲まれた面積を今回の調査では総流下仔魚数としました。

■ おわりに

今回、ADCPによる詳細な流量測定、歪正規分布を用いた総流下仔魚数推定を行った新たな流下仔
写真 3

産卵場で確認されたアユ卵

写真 4魚調査方法を実施しました。従来の捕獲したアユ仔魚（固定後）調査方法に比べ、より精度の高いアユ総流下仔魚数が推定できたと考た。また、各流速計測位置と河川横値を乗じたものをセルの流量とし、おいてアユ仔魚の流下は夕暮れかえますが、今回の調査を通してさら断面上の位置（ゴムボート）をリンク全てのセルの流量を合算すること

ら夜間に集中することが知られていなる課題も見えてきました。

させるため、ゴムボートにGPSを取で河川横断面の流量としました。

るため、各調査地点で17〜21時のり付け、航行位置を測りました。
得られた各水深帯の流速、水深、■ アユ流下仔魚捕獲調査

毎正時に10 分間、濾水計を取り付

図6今回用いた ADCPによる流速の歪正規分布による総流下仔魚数の推定イメージ

計測は、川底と水面の境界層の流速を感知できない性質があります。

けた仔魚ネットを水面下に設置し、一般的にアユの産卵は、秋頃より流下してくるアユ仔魚を捕獲しまし流量」を掛けることで「単位時間当角（台形）の面積を合算することでまた、ADCP本体から近い水面付近た河川横断面の流速分布図が図 4

河川下流域の早瀬で行われ、産卵た。さらに、第 4 回目の調査は 2 時たりの流下仔魚数」としました。さ

総流下仔魚数としていました。このも、超音波の性質から上手く流速をです。セル一つ一つがADCP で流された卵は川底の小石に付着、およ間おきに24 時間、同様の調査を実らに、24 時間調査の結果をもとに方法では、図5を見て分かるように、感知できません。このような僅かな速が計測された水深帯を示します。

そ2 週間で孵化し、海へと流下を始施することで昼間のアユ仔魚の流時間帯による仔魚の流下量の重み

アユ仔魚流下期間の始めと終わりがら存在する未計測エリアの流速

流速分布図を見ると、水深帯ごとにめます。このアユ仔魚の流下のタイ下状況を把握しました。

付けも合せて行いました。この結果が極端に高い値で始まり終わるこの計測を可能とし、流量へと反映さ流速が異なることが分かり、電磁流ミングが調査開始時となるため、今を「アユ仔魚が流下する時期（時ととなります。本来、アユ仔魚は徐々せる必要があります。

速計では把握出来ない細かな流速回実施した流下仔魚調査では、ま間）」へと引き伸ばし、その年のアユに流下量が増え、徐々に減少するた

また、翌年の稚魚放流量の決定な変化を捉えることが出来ています。

ずアユ産卵場で産卵状況を確認し一般的にアユ総流下仔魚数は、の総流下仔魚数として推定します。

め、従来の推定方法では実際のアど、資源管理のためにはまだ誤差がまた、電磁流速計を想定した場合

たうえで第1回目の調査日を設定し各調査地点の仔魚ネットが10 分間

最後の流下時期への引き伸ばし

ユ仔魚の流下状況を十分に再現出

大きく、調査実施頻度を上げるなど、の流速計測点は 27点（図1の赤丸）ました。に濾過した水量と捕獲仔魚数からですが、これまでの流下仔魚調査で来ているとは言えませんでした。

アユ総流下仔魚数の推定精度を向位置情報のデータを整理し、作成し■ アユの総流下仔魚数の推定ですが、ADCPを用いた流速計測調査は、流下ピークを跨いで実「単位流量あたりの流下仔魚数」をよく行われていた方法は、図 5に示

この課題に対し、今回の調査で上させる必要があると考えています。

は 635点（セル）で、計測点が約 20施することを目的に、第1回目の調算出します。この単位流量あたりのすように、各調査日を基準に各調査は歪正規分布を用いて推定を行い今後はこのような課題を効率よい倍となりました。このデータから、そ査より約1週間間隔で5回の調査を流下仔魚数に、今回は「ADCPを用日の単位時間当たりの流下仔魚量ました。流下仔魚は、流下を始めて方法で解決できるよう、さらなる努れぞれのセルの面積とセルの流速実施しました。また、既往の研究にいた流速計測により算出した河川を仔魚流下期間へと割り当て、各四からピークを迎えた後、減少します。

力を重ねたいと思います。

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