散水が及ぼすウナギの集魚効果に関する研究
鬼束 幸樹 1・秋山 壽一郎 2・武田 知秀 3
泉 孝佑 3・窄 友哉 4・内間 志和 4
1 正会員

九州工業大学大学院教授 建設社会工学研究系（〒804-8550 北九州市戸畑区仙水町 1-1）
E-mail:onitsuka@civil.kyutech.ac.jp

2 フェロー会員

九州工業大学教授 建設社会工学研究系（〒804-8550 北九州市戸畑区仙水町 1-1）
九州工業大学大学院 工学府建設社会工学専攻（〒804-8550 北九州市戸畑区仙水町 1-1）
4 学生会員 九州工業大学 工学部建設社会工学科（〒804-8550 北九州市戸畑区仙水町 1-1）

3 学生会員

ウナギ用魚道において，魚道入口付近に散水することでウナギが集魚する可能性が指摘されているが，定性的にも定量的にもほとんど解明されていない．本研究では静止流体において，散水範囲の直径および流量を系統的に変化させ，散水がウナギの集魚効果に及ぼす影響について検討した．その結果，本実験条件内において，散水しない場合と比べて散水時に集魚効果が確認された．また，流量および散水範囲の直径の増加に伴ってウナギの集魚効果が向上した．

Key Words: Anguilla japonica, fish gathering, water spraying, discharge, range of water spraying

1. はじめに寺薗ら 10)は様々な波長の光を実験水路の上部から照射し，サクラマス(Oncorhynchus masou masou)の挙動を観察

河川にダムや堰などの河川横断構造物が設置されるとした結果，いずれの波長においてもサクラマスが光に集上下流の水位が不連続となるため，河川を遡上する水生まる性質があることを解明した．また，魚道に関する研究ではないが，イワシの集魚に LED が有効であること生物の河川縦断方向の移動が困難になる．魚道を利用する魚種の中でもウナギ(Anguilla japonica)の個体数は近年が解明されている 11)．

激減しており，2014 年には 19 種のウナギのうち，8 種

一方，佐藤ら 12)は呼び水により魚道入口への集魚効果が国際自然保護連合の絶滅危惧種や準絶滅危惧種に指が向上すると報告した．青木ら 13)は呼び水が集魚効果を定された 1)．この原因として，乱獲，河川環境の悪化などが推定されている 2)．Santos et al.3)はダムや堰等の河発揮するには，突進速度以上の流速で呼び水を流す必要

川横断構造物によってウナギの遡上が阻害されているとような底生魚に対しては必ずしも効果が明確でないもの指摘した．環境省は河川や沿岸域等において，水域の連の，遊泳魚に対しては集魚効果があることがある程度判続性を確保することがウナギの生息に重要と指摘した明している．

があると指摘した．このように，光や呼び水はウナギの．そのため，河川横断構造物には魚道が併設されるこ

欧米では数十年前よりウナギ用魚道の研究が始められ4),5)とが望ましい．

た．魚道内部にブラシや凹凸等を配置したウナギ用魚道

魚道内部において幾何学形状，流量や流速などの水理が考案され，その実証も開始されている 14)-16)．これらの量，各魚種の遡上特性などを把握することは，魚の遡上ウナギ用魚道の一部には，ウナギを集めるために魚道入率を向上させるのに重要である．一方，魚道外部において魚の遡上率に影響を及ぼす因子として，魚道の設置箇口付近に水を注いだり，散水することが試みられている14),15)．Piper et al.17)は魚道入口において，水中に注水するよ所，魚道への誘導および集魚装置などが挙げられる．特りも水面に散水する方がヨーロッパウナギの集魚効果がに，魚道入口に集魚させることによって，魚道の遡上率高いことを現地観測によって指摘した．また，著者らはの向上が期待できる．しかし，これまで魚道の形状や魚養鰻業者から水面への散水によってウナギが集魚すると種による遡上特性の違いなど魚道内部に関する研究事例の指摘を得た 18)．このように，魚道入口に散水することは数多くなされてきたが 6)-9)，光や呼び水などを用いたでウナギが集魚する可能性が指摘されているものの，適集魚効果に関する研究事例は少ない．

切な散水流量や範囲などを定量的に解明した研究事例は1

無いと思われる．散水によるウナギの集魚効果を解明することにより，ウナギ用魚道の遡上率が向上することが期待される．
本研究では，散水範囲，散水流量を系統的に変化させることにより，散水が及ぼすウナギの集魚効果について検討した．

2. 実験装置および実験条件
図-1 に実験に用いた長さ L =1.0m，幅 B =1.0m，高さH =0.45m のグレーに塗装された木製正方形プールの概図-1 実験装置の概略
略を示す．ただし， x =0m の y - z 断面の壁面はアクリ
表-1 実験条件
ル板を用いた．プール偶角部の 1 つを原点とし，長さ方
Range of water spraying D s (m)Discharge
向に x 軸，鉛直上向きに y 軸，幅方向に z 軸をとる．散0.100.300.50Q (ml/s)
水 装 置 (Water sprying device) を プ ー ル 水 面 か ら 高 さ
0Non water spraying
H S =0.40m の位置に固定した．散水装置から離れた位置
80
Ds10-80
Ds30-80
Ds50-80の， x =1.0m，0.30m≤ y ≤0.45m，0m≤ z ≤0.1m の側壁部分
160
Ds10-160
Ds30-160
Ds50-160をくり抜き排水部分を設け，プール内の水深を h =0.30m
240
Ds10-240
Ds30-240
Ds50-240の一定値とした．
x
Fish gathering area
表-1 に実験条件を示す．散水範囲(Water spraying area)の
直径 DS を 0.10，0.30 および 0.50m の 3 通りに変化させる
z0.25mと共に，散水流量 Q を 80，160 および 240ml/s の 3 通り0.25mに変化させた．図-2 に示すように散水範囲の中心位置0.50mを( x , z )=(0.25m，0.25m)に固定し，ケース別の実験を各DS105 回ずつ行った．なお，散水効果を確認するために同一DS30プールで散水しない場合(Non)の実験も行った．また，
BDS50
Water spraying area
0.5m 四方の集魚判定域(Fish gathering area)を図-2 に緑四角枠で示した隅角部に設定する．全ケースで水温は 20°C0.50mに保持した．
0.30m
図-3 に本実験で用いた平均体長 BL =300mm のクロコ
ウナギを示す．クロコウナギはライフサイクル中で稚魚Circular wireの段階であり，河川を活発に遡上する特性を有している．
L
直径 0.30m の円形金網の中心位置が( x , z )=(0.85m，図-2 散水位置と散水範囲(平面図)0.85m)となるように設置し，その中にクロコウナギ(N=15)尾を挿入する．10 分間放置しクロコウナギが馴致したのを確認後，円形金網を静かに取り上げる．プール上部および側壁に設置した画素数 1440×1080，撮影速度30fps のビデオカメラを用いてクロコウナギの挙動を
図-3 実験に用いたウナギ
180s 間撮影する．撮影後，1s ごとに分割した画像をもとカウントした．時間平均存在尾数 nm を全尾数 N で除しにクロコウナギの遊泳位置を解析した．
た値 nm N を算出し，図-4(a)に散水しない場合(Non)の，図-4(b)～(j)に散水時のウナギの存在率 nm N のコンターを示す．散水しない場合(Non)の図-4(a)では，初期位置
3. 実験結果および考察およびその周辺の壁面付近(0.80m≤ x ≤1m，0.6m≤ z ≤1m)の存在率 nm N が他領域と比べ高くなっている．これは，(1) ウナギの存在率コンター
x 軸方向および z 軸方向にそれぞれ 0.1m 間隔でメッシュを区切り，各メッシュ内で 1s ごとに存在尾数 nm を初期位置および初期位置付近の壁面で止まっているウナ
ギが多いことが原因である．
2(a) Non(b) Ds10-80(c) Ds30-80(d) Ds50-80(e) Ds10-160(f) Ds30-160(g) Ds50-160(h) Ds10-240(i) Ds30-240
図-4 ウナギの存在率コンター(j) Ds50-240

散水時の図-4(b)～(j)において，各散水直径 DS と存在Q =80，160ml/s では散水直径 DS の増加に伴って集魚効率コンターを比較すると，散水流量 Q =80ml/s の図-4(b)果が高まる傾向があり，散水流量 Q が最も大きな～(d)では散水直径 DS の増加に伴い，集魚判定域外と比Q =240ml/s では，いずれの散水直径 DS においても集魚較して集魚判定域内のウナギの存在率 nm N が高くなる効果が高いことが判明した．一方，散水流量 Q の増加ことが認められる．散水流量 Q =160ml/s の図-4(e)～(g)でによる存在率 nm N の変化に着目すると，集魚判定域内も，散水流量 Q =80ml/s の場合とほぼ同様の特徴が観察のウナギの存在率 nm N が高くなることが確認される．

される．一方，散水流量 Q =240ml/s の図-4(h)～(j)では，以上のことから，散水流量 Q および散水直径 DS が増全ての散水直径 DS において高い存在率 nm N が確認で加すると集魚効果が高くなり，一定の散水流量 Q 以上きる．そのため，本実験条件内において，散水流量

では散水直径 DS よりも散水流量 Q の方が集魚効果に与300.20.40.6x (m)0100.20.40.6x (m)Center of water spraying (x，y)=(0.25m，0.25m)

10Non

0.2

1~60s

0.2

61~120s
0.4LC

Ds50-801~60s

121~180s

0.4

121~180s

LB0.6z(m)z(m)

図-6 ウナギの魚向の定義

00.2

0.4(b) Ds50-80

0.6x (m)

1

00

0.2

0.4

0.6x (m)Ds10-2401~60s

61~120s

121~180s

0.60.4

Water spraying areaz(m)

1

1

0.4

0.6

0.3

0.2

0.2

0.1

0.1

01

1000

 140(deg .) 180

2060100 140(deg .) 180(b) 散水直径 DS =0.30m

Ds50-8000

Ds30-160

Ds30-2400.5nO
N(d) Ds10-240x (m)60(a) 散水直径 DS =0.10m(c) Ds50-160
0.2

121~180s

0.6z(m)00.3

20

Water spraying area

Ds30-80nO
N

Ds10-240

1~60s

0.2

61~120s
0.4

Ds10-160

10
Ds50-160

0.2

0.5
Ds10-80nO
N(a) Non

Center of body

0.5

11

Head

Water spraying area

0.6Eelθ61~120s

0.2

0.4

0.6x (m)Ds50-160

Ds50-240

0.3

10Ds30-240
1~60s

0.2

Ds50-240

61~120s
0.4

121~180s

0.2

1~60s

0.2

61~120s
0.4

0.1

121~180s

Water spraying area
0.60.6z(m)z(m)10Water spraying area

2060100 140(deg .) 180(c) 散水直径 DS =0.50m
図-7 集魚判定域外におけるウナギの魚向1なす角を魚向 θ とした．  の正値は時計回，範囲を-(e) Ds30-240(f) Ds50-240
図-5 ウナギの 1 尾の遊泳軌跡

180º≤ ≤180º とした．魚向の絶対値  を 20º ずつ分割し，各範囲内の時間平均尾数を nO を全尾数 N で除した値える影響が大きいことが判明した．

nO / N を求めた．図-7(a)～(c)に，魚向  の頻度 nO / Nを散水直径 DS 別に示す．同一の散水直径 DS の場合では，(2) ウナギの 1 尾の遊泳軌跡

いずれの散水流量 Q において，魚向  の頻度分布に明確な傾向は見られない．同一の散水流量 Q の場合でも，図-5(a)に散水しない場合(Non)の，図-5(b)～(f)に散水時の 1s ごとに遊泳位置をプロットしたウナギ 1 尾の遊泳軌跡を示す．プロットしたウナギは任意に抽出した． いずれの散水直径 DS において，魚向  の頻度分布に明確な傾向は見られない．
実験時間 180s を 60s ごとに分割し，図中の灰色，青色，緑色の線はそれぞれ 1～60s，61～120s，121～180s を示し

以上より，散水流量 Q および散水直径 DS が変化してている．散水しない場合(Non)の図-5(a)において，1～60sも魚向にはほとんど影響を及ぼさないことが明らかとなではウナギは初期位置周辺に留まっており，時間が経過った．

すると，ウナギは壁面付近を遊泳するようになる．散(4) ウナギ頭部と散水範囲の中心との距離
散水範囲の中心( x ， z )=(0.25m，0.25m)からの距離 dを 0.10m ごとに分割し，各範囲内を遊泳する尾数の時間

水時の図-5(b)～(f)では，いずれのケースにおいても，ウナギは集魚判定域に数回侵入しており，集魚判定域外では主として壁際を遊泳している．

したがって，散水時は散水しない場合(Non)と比較し， 平均数 nd を全尾数 N で除した値 nd / N を求めた．図ウナギは集魚判定域の出入りを繰り返すことが判明した． 8(a)～(c)に，散水直径 DS 別の距離 d における頻度 nd / Nを示す．散水しない場合(Non)も散水時と同位置に散水範囲の中心を設定し，距離 d を算出した．散水しない場合(Non)では，0.7m≤ d ≤0.12m の範囲に距離 d の頻度(3) 集魚判定域外におけるウナギの魚向
図-6 に示すように集魚判定域外におけるウナギ頭部(Head)と散水範囲の中心点を結んだ直線 LC と，ウナギnd / N が集中している．これは散水しない場合，ウナギと散水範囲の中心との距離が離れていることを示してい頭部と体長の中心(Center of body)を結んだ直線 LB との4ndN

Ds10-80

Ds10-160

Ds10-240

NonndN

0.4

0.2

0.2

0.20.6d (m) 1.50.9

Ds10-80

Ds50-160

Ds50-240

Non00.3

yh(b) Ds10-240(c) Ds50-80
図-9 ウナギと底面との距離の頻度分布(鉛直断面)

1.000.2

0.40.6

Nd N

1

Nd N

0 . 8

0.60 . 6

0.4

0 . 4

0.20 . 201.00

Nd N

0 . 1

0.60 . 3

10 . 80 . 60 . 40 . 210.40 . 50.1010 . 80 . 60 . 40 . 200 . 80 . 60 . 40 . 20(a) Ds10-80

0.20 . 70 . 1

0 . 1

0.10yh0.3

0 . 3

0 . 30 . 1

1.0

Ds50-240
Fish gathering area :insideoutside0.50 . 50 . 50 . 3

0.3d (m) 1.5

1.0

0.70 . 7

0 . 7

0 . 5

0.5

0.90 . 9

Ds50-80
Fish gathering area :insideoutside0.7

0.6(c) 散水直径 DS =0.50m

1.00 . 90 . 90 . 7

Nd Nd (m) 1.5

0.9(b) 散水直径 DS =0.30m
図-8 散水範囲の中心とウナギ頭部との距離

yh0.1

0.60.6

Ds10-240

0.30.40.3

Fish gathering area :insideoutside0.50.201.00.7

Ds50-80

000.3

Fish gathering area :insideoutside0ndN

0.4

0 . 9

0.1

Non

0.4

1.00.3

Ds30-240

0.6(a) 散水直径 DS =0.10m

0.5

Ds30-160

0.6

00.7

Ds30-80

0.60yh1111.0(d) Ds50-240

る．散水時，同一の散水直径 DS の場合では，散水しな

ではウナギが底面付近に主として遊泳していることを意い場合(Non)と比較して，Ds10-80 に例外が見られるものの，いずれの散水流量 Q においても，0m≤ d ≤0.3m の範味する．一方，集魚判定域内(inside)では，散水流量 Q の増加に伴って 0.7≤ y h ≤1.0 の範囲において y h の遊泳頻囲に距離 d の頻度 nd / N が集中している．一方，散水時， 度 N d N が高くなる．同一の散水直径 DS =0.50m で，散同一の散水流量 Q の場合は，散水しない場合(Non)と比水流量 Q の異なる図-9(c)，(d)を比較する．集魚判定域外(outside)では両者の散水流量 Q において 0.1≤ y h ≤0.3 の較して，いずれの散水直径 DS においても，同一の散水直径 DS と同様の範囲に距離 d の頻度 nd / N が集中して範囲に y h の遊泳頻度 N d N が集中しており，集魚判
定 域 内 (inside) で は ， 散 水 流 量 Q の 増 加 に 伴 いいる．
以上のことは，散水しない場合(Non)と比べ，散水時0.7≤ y h ≤1.0 の範囲において y h の遊泳頻度 N d N が高は散水範囲の中心とウナギとの距離 d が減少している

くなる．これは y h の遊泳頻度 N d N の傾向が図-9(a)，ことを意味し，散水によりウナギが散水範囲の付近に集(b)の比較と類似していることを示す．これより，散水まっていると考えられる．

流量 Q の増加により集魚判定域内(inside)の水面付近に存在するウナギの尾数が増加することが判明した．
同一の散水流量 Q =80ml/s で，散水直径 DS の異なる図(5) ウナギと底面との距離の頻度分布
集魚判定域(inside)，集魚判定域外(outside)の 2 領域において，底面から y 軸方向に 0.03m ごとに分割し，各範-9(a)，(c)を比較する．集魚判定域外(outside)では，顕著な差異は見られない．一方，集魚判定域内(inside)では，囲内を遊泳する尾数の時間平均数 N d を全尾数 N で除散水直径 DS の増加に伴って y h が高値へ分散している．
同一の散水流量 Q =240ml/s で，散水直径 DS の異なる図-した値 N d N を求めた．図-9(a)～(d)に遊泳距離 y を水深 h (=0.30m)で除した値 y h における遊泳頻度 N d N を9(b)，(d)を比較する．集魚判定域外(outside)では顕著な差

Ds10-80，Ds10-240，Ds50-80 および Ds50-240 の 4 ケース

異は見られず，集魚判定域内(inside)では直径 DS の増加について示すに伴って y h が高値へ分散している．これは y h の遊泳同一の散水直径 DS =0.10m で，散水流量 Q の異なる図-

頻度 N d N の傾向が図-9(a)，(c)の比較と類似しているこ

9(a)，(b)と比較する．集魚判定域外(outside)では，両者の散水流量において 0.1≤ y h ≤0.3 の範囲に y h の遊泳頻度とを示す．これより，散水直径 DS の増加により集魚判N d N が集中している．これは，集魚判定域外(outside)することが判明した．

定域内(inside)の水面付近に存在するウナギの尾数が増加

5以上より，集魚判定域内(inside)では集魚判定域外(outside)と比較して，散水による効果で水面付近に存在するウナギの尾数が増加することが判明した．また，散水流量 Q および散水範囲の直径 DS が増加すると集魚効果が高まることが確認された．

4. おわりに本研究では，静止流体に対する散水範囲，散水流量を系統的に変化させ，散水がウナギ(平均体長 BL =300mm)に及ぼす集魚効果について検討した．その結果，以下の知見が得られた．
(1) 散水しない場合と比較すると，散水時は散水による集魚効果が高まることが確認された．
(2) 散水範囲の直径 DS および散水流量 Q の増加に伴って散水範囲付近の集魚効果が向上する．また，一定の散水流量 Q 以上では直径 DS よりも散水流量 Q の方が集魚効果に与える影響が大きいことが判明した．
(3) 散水していない箇所と比較して，散水範囲周辺では水面付近に存在するウナギの尾数が増加した．
謝辞：本研究を実施するに当たり，科学研究費補助金基盤研究(C)17K06580（代表：鬼束幸樹）の援助を受けた．また，本研究で用いた実験魚を無償提供していただいた株式会社丸翔に謝意を表す．
参考文献
1)
2)

3)

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託業務，2015.
5) 環境省：平成 27 年度ニホンウナギ保全方策検討委
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2017.
4)

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Santos, J.M., Rivaes, R., Oliveira, J. and Ferreira, T.: Improving yellow
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(2017. 9. 29 受付)

INVESTIGATION ON FISH GATHERING EFFECTS OF ANGUILLA JAPANICA
BY WATER SPRAYING
Kouki ONITSUKA, Juichiro AKIYAMA, Tomohide TAKEDA,Kousuke IZUMI, Tomoya SAKO, Shiyori UCHIMA
When fish gathering device is set in the entrance of fishway, this may affect the migration rate. It is assumed that eels (Anguilla japonica) gather by water spraying. However, little is known about effects offish gathering by water spraying. This study was made to analysis effect of gathering eels under the condition that range of water spraying and discharge spraying are changed. It was found that water sprying
has an effect on gathering fish as compared with non-spraying in this experiments. Besides, effects ofgathering eels is increasing with increasing range of water spraying and discharge.
6