階段式魚道における潜孔の横断配置が魚の遡上特性に及ぼす影響
鬼束幸樹1・秋山壽一郎2・松田孝一郎3＊・寺島大輔41九州工業大学大学院准教授，工学研究院建設社会工学研究系（〒804-8550

北九州市戸畑区仙水町1-1）

2九州工業大学大学院教授，工学研究院建設社会工学研究系（〒804-8550

北九州市戸畑区仙水町1-1）

3九州工業大学大学院，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 大明株式会社，NCN 通信事業本部（〒135-8112

東京都江東区豊洲 5-6-36）＊ E-mail: matsukou.61@hotmail.co.jp

鬼束らは，魚の遡上に適した潜孔の横断位置が中央で，鉛直位置が底部であることを解明した．しかし，隣接する2つのプール間における遡上特性に着目した研究であり，連続遡上については検討していない．
本研究では，階段式魚道において潜孔を側壁側底部または中央底部に連続配置し，潜孔内流速を系統的に変化させてカワムツの遡上実験を行い，潜孔の横断配置および潜孔内流速が魚の連続遡上特性に及ぼす影響を検討した．その結果，潜孔内流速が魚の体長の10倍以下の条件において，潜孔を側壁側底部に連続配置することが，3つ以上のプール間を魚が連続して遡上するのに最適であることを解明した．

Key Words : pool-and-weir fishway, orifice, continuous migration, position of orifice
指摘した．高嶋・中村 3)は潜孔に向かって遡上する魚の経路がほぼ同一であることを指摘した．泉ら 7)は水路中
央の切欠き部に向かって隔壁天端が傾斜し，また，隔壁の底部両側に潜孔を有するハイブリッド魚道において，高嶋・中村 3)と同様な結論を得た．鬼束ら 8)は階段式魚道において潜孔位置を鉛直方向に底部，中段，上部の 3段階に，横断方向に側壁側および中央の 2 段階に変化させた合計 6 箇所にそれぞれ設置し，潜孔内流速を系統的に変化させてオイカワの遡上実験を行った．その結果，遡上に適した潜孔の横断位置は中央で，鉛直位置は底部であることを示した．続いて，潜孔を隔壁の片側または交互に配置し，潜孔内流速を系統的に変化させてアユの遡上実験を行い，遡上率の向上および速やかにアユを遡上させるには交互潜孔よりも片側潜孔の方が適していると指摘した 9)．
以上のように潜孔を遡上する魚の遡上特性や潜孔の配置が魚の遡上特性に及ぼす影響に関する研究は幾分行われている．しかし，上記の多くの研究は隣接する 2 つのプール間の遡上に着目したものであり，3 つ以上のプール間の遡上について検討したものではない．現地魚道ではプール数が 3 以上の場合が圧倒的に多く，連続遡上に適した潜孔の設計指針が必要である．ところが，各種魚

1. はじめに我が国では治水および利水を目的としてダムや堰などが設置されてきた．これらの構造物を設置することによって生じる水位落差は，魚類等の河川縦断方向の移動を妨げる．これは特に，遡上および降下を行うアユやサケなどの通し回遊魚にとっては種の存続を左右する深刻な問題となる．そのため，水位落差を分割し，魚類の遡上および降下を助ける魚道の設置が必要となる．日本の河川に設置されている魚道の大半は階段式である 1)．階段式魚道の隔壁には切欠きだけでなく，堆砂を防ぐために潜孔が設置されることが多い 1),2)．潜孔は魚の遡上経路としても有益であることが高嶋・中村 3)や高崎ら 4)によって解明されている．
泉ら 5)は既設のアイスハーバー型魚道において水中カ
メラで潜孔内の魚類の遡上行動を撮影し，その挙動を解析した．その結果，遡上魚は潜孔内の底面隅角部を選好し，突進速度に近い遊泳速度で通過すること，潜孔は底生魚だけではなくアユやウグイといった遊泳魚も利用することを指摘した．佐合ら 6)は既設の階段式魚道において水中カメラで魚道内部のアユの遡上状況を撮影し，潜孔は側壁および底面に摺り付けて設置することが適切と
1

道設計マニュアル 1),10),11)において連続遡上に適した潜孔の配置等は記載されていない．
本研究では，連続遡上に適した潜孔の設計指針を示す
ため，階段式魚道の潜孔を側壁側底部または中央底部に連続配置し，さらに潜孔内流速を系統的に変化させてカワムツの遡上実験を行い，潜孔の横断配置および潜孔内
流速が魚の連続遡上特性に及ぼす影響を解明した．

flow

Lx

∆x
B

∆y
y

2. 実験装置および実験条件zx
図-1 実験に用いた魚道の概要

図-1 に実験に使用した階段式魚道の概要を示す．流下方向に x 軸，鉛直上向きに y 軸，横断方向に z 軸をとった．プール長 Lx = 0.9 m，魚道幅 B = 0.8 m，隔壁厚( Lx : プール長, B : 魚道幅, ∆x : 隔壁厚, ∆y : プール間落差)∆x = 0.2 m，プール間落差 ∆ y = 0.15 m とした．魚道の表-1 実験条件

材料には黒に塗装した木材を用いたが，側壁方向からプール内の撮影を可能にするため，左岸側壁は透明なアクリル板で作成した．中村ら 12)は水路上方からの視覚情報には魚は敏感だが，側壁および底面からの視覚情報には
極めて鈍感と報告している．よって，側壁の一部にアクリル板を用いても実験値に与える影響はほとんどないと考えられる．また一般に，魚道に設置される潜孔の形状
は正方形で，一辺の長さはプール幅の 10 %前後のものが多い 7), 13), 14)．そこで，本研究においても潜孔高および潜孔幅にプール幅の約 10 %相当の 0.1 mを採用した．
潜孔，隔壁およびプール番号は下流から上流に向かって昇順と定義する．第 2 隔壁および第 3 隔壁の側壁側底部に潜孔を設置した場合を edge orifice，中央底部に潜孔を設置した場合を center orifice として 2 種類の潜孔配置を設定した．第 2 プールの水深 L y は潜孔内流速およびU m / BL (1/s)

3

5

7

10

edge orifice

E3

E5

E7

E10

center orifice

C3

C5

C7

C10

( U m : 潜孔内流速, BL : カワムツの平均体長)

魚道の実験には通し回遊魚のアユなどを供試魚として用いるべきである．しかし，通し回遊魚は遡上期しか遡上欲がなく，長期の実験では遡上欲が変化することや疲労蓄積の問題があり信頼性の高いデータを得ることは容易ではない．そこで本研究では日本の代表的な遊泳魚であるカワムツを供試魚として選んだ．なお，オイカワやウグイなどの通し回遊魚でない魚を供試魚として採用した実験は多く存在する 7), 8), 15), 16)．表-1 に実験条件を示す．
2 種類の潜孔配置において，潜孔内流速 U m をカワムツ

潜孔配置の変化によって 0.60 ～ 0.63 mの範囲で変化する． の平均体長 BL = 60 mm の 3 倍(0.18 m/s)，5 倍(0.30 m/s)，7
第 2 隔壁，第 3 隔壁ともに越流はなく潜孔のみの通水で倍(0.42 m/s)，10 倍(0.60 m/s)に変化させた合計 8 ケースのある．本来切欠きと潜孔を有する一般的な魚道形態を採実験を行った．ケース名の頭文字は潜孔配置を示し，用するべきである．しかし，切欠きと潜孔の両者を有す
E(edge orifice)は潜孔配置が側壁側底部，C(center orifice)はる魚道で実験を行った場合，魚の遡上行動に及ぼす両者
中央底部を意味する．また，数字は体長倍表示による潜の影響を分離できず，遡上行動に及ぼす潜孔の影響を解
孔内流速を意味する．そのため，例えば E3 は潜孔配置
が側壁側底部，潜孔内流速 U m が平均体長の 3 倍(0.18
明できない．そのため，本研究では潜孔のみの通水とした．また，第 1 および第 4 隔壁は越流のみ，第 2 および第 3 隔壁は潜孔のみの通水である．本来なら，第 1 および第 4 隔壁も潜孔のみとすべきであるが，そのように設定すると第 1 隔壁よりも下流および第 4 隔壁よりも上流にアユが移動した場合，実験装置の制約によりアユが死亡する可能性がある．そのため，上記のような条件を採用した．なお，一般に魚の遡上に支配的な影響を与えるのは上流からの強い流れであるため，第 1 隔壁の全段面
越流よりも，第 2 隔壁に設置された潜孔からの高速流の方が遡上に支配的な影響を与えると考えられる．

m/s)を意味する．
静水を貯留した第 1 プール内にカワムツ N = 20 尾を入れ，流水を開始する．目視で定常を確認した後，第 1潜孔に設置した遡上防止用ネットを除去する．第 2 プールを対象として，側壁および水路上部に設置した 1080 ×
810 の画素数を有する 2 台のビデオカメラで 30 分間の撮影を 30 fps で行った．
撮影後，カワムツが第 1 プールから第 2 プールに遡上(第 1 遡上)した時刻，第 2 プールから第 3 プールに遡上(第 2 遡上)した時刻，および第 2 プール内のカワムツの2

0.2(m/s)

E3( y/L y = 0.28)

1
z
B
0.8

0.2(m/s)E5( y/L y = 0.28)

1
z
B
0.8

0.2(m/s)E7( y/L y = 0.28)

1
z
B
0.8

0.6

0.6

0.6

0.6

0.4

0.4

0.4

0.4

0.2

0.2

FE1
0

0

FE2
0.2

FE3
0.4

FE4
0.6

0.8 x/Lx 1
0.2(m/s)C3( y/L y = 0.28)

1
z
B
0.8
0.6

FC1

0.4

FC2

FC3

FC4

FC5

FE1
0

0

FE2
0.2

FE3
0.4

FE4
0.6

FE1

0

0.2

0.4

0.6

0.8 x/Lx 100.8 x/Lx 1

0.2(m/s)C5( y/L y = 0.28)

1

z
B

0.8

1
z
B
0.8

0.6

0.6

FC1

0.4

FC2

FC3

FC4

0

0.2

FE5

FC5

0

FE2
0.2

FE3
0.4

FE4

FE5
0.8 x/Lx 1

0.6

0.2(m/s)C7( y/L y = 0.28)

0.2

0.4

0.6

0.8 x/Lx 1

0

1

0

FE2
0.2

FE3
0.4

FE4
0.6

FE5
0.8 x/Lx 1

0.2(m/s)

C10( y/L y = 0.28)

0.8
0.6

FC1

FC2

FC3

FC4

FC5

0.2

0

FE1
0

z
B

0.4

0.2

0.2
0

0.2

FE5

0.2(m/s)

E10( y/L y = 0.28)

1
z
B
0.8

FC1

0.4

FC2

FC3

FC4

FC5

0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8 x/Lx 1

0

0

0.2

0.4

0.6

0.8 x/Lx 1

図-2 第 2 プール内の水平面内流速ベクトル( B : 魚道幅, Lx :プール長, L y : 水深, FE1 ～ FE5, FC1 ～ FC5 : 潜孔下流領域を 5 等分した領域)( x - z 平面)を示す．立面図に着目すると，先述したようにカワムツは主として y/L y < 0.4の領域を遊泳してい

遊泳位置およびその時刻を解析した．
17)

中村ら は潜孔がある魚道の場合，アユはプール底部ることが観察される．一方，平面図に着目すると，ほぼ付近を平面的に遊泳すると指摘した．本実験においてもカワムツは主にプール底部付近を平面的に遊泳していた． 全ての x - z 平面を利用していることがわかる．これは，アユは底部付近を平面的に遊泳するとの中村ら17)の指摘
そのため半水深以下の範囲( y / Ly = 0.0 ～ 0.5)において，と同様の結果である．
x ， y ， z 軸方向にそれぞれ 7 × 7 × 7 のメッシュで構成される合計 343 点で，3 次元電磁流速計(東京計測株式会
社，SF-3013 型)を用いて流速 3 成分を 0.05 s 間隔で 25.6 s
計測した．

(2) 第1遡上率および連続遡上率
第 1 遡上率を次式のように定義する．
第 1 遡上率 ≡ n1 / N

3. 実験結果および考察(1)

ここに， n1 は第 1 遡上を行った魚の尾数である．図-4(a)に edge orifice および center orifice における潜孔内流速と第 1 遡上率 n1 / N との関係をそれぞれ示す．両潜孔配置
において，第 1 遡上率 n1 / N は潜孔内流速の増加に伴い(1) 流況の概要および魚の遊泳軌跡
edge orificeおよびcenter orificeのいずれのケースにおいても，カワムツは第2プールの底面付近( y/L y < 0.4)を遊泳減少する．これは潜孔内流速の増加に伴い遡上に必要な遊泳力が増加するため，遊泳力の小さな個体が遡上できなくなることが主要因である．また，center orifice の第 1 遡上率 n1 / N は edge orifice よりも全ての流速においしていることが目視で確認された．そこで，代表的な流況として y/L y = 0.28の水平面内( x - z )の流速ベクトルを
図-2に全ケースについて示す．高速流がedge orificeでは右岸付近に，center orificeでは中央付近に発生しており，
潜孔内流速U m の増加に伴い高速流速が増加しているこて高い値を示している．これは edge orifice では魚が第 1
プール内の底面付近を平面的に遊泳する際に潜孔下流の高速流領域を通過する可能性が低いのに対し，centerorifice ではその可能性が高く，そのため遡上欲が湧く機とが確認される．これは，第1潜孔が0 ≤ y/L y ≤ 0.17，
第2潜孔が0.17 ≤ y/L y ≤ 0.33に位置するため，潜孔からのジェット流によって生じたものである．いずれのケースにおいても高速流以外の領域では流速が顕著に遅くなっている．なお，図中に点線で示された領域区分の説明は後述する．
図-3にedge orificeおよびcenter orificeにおけるプール内のカワムツの遊泳軌跡の立面図( x - y 平面)および平面図会が増加したことが原因と考えられる．
連続遡上率を次式のように定義する．
連続遡上率 ≡ n2 / n1

3

(2)

1
y E3 side-view
Ly
0.8

1
y E5 side-view
Ly
0.8

1
y E7 side-view
Ly
0.8

1
y E10 side-view
Ly
0.8

0.6

0.6

0.6

0.6

0.4

0.4

0.4

0.4

0.2

0.2

0.2

0.2

0
0
0.2
0.4
1
z E3 top-view
B
0.8

0.6

0.8 x/L x 1

0
0
0.2
0.4
1
z E5 top-view
B
0.8

0.6

0
0
0.2
0.4
1
z E7 top-view
B
0.8

0.8 x/L x 1

0.6

0.8 x/L x 1

0
0
0.2
0.4
1
z E10 top-view
B
0.8

0.6

0.6

0.6

0.6

0.4

0.4

0.4

0.4

0.2

0.2

0.2

0.2

0

0

0.2

0.4

0.6

0.8 x/L x 1

0

0

0.2

0.4

0.6

0

0.8 x/L x 1

0

0.2

0.4

0.6

0

0.8 x/L x 1

0

0.2

0.4

1
y C3 side-view
Ly
0.8

1
y C5 side-view
Ly
0.8

1
y C7 side-view
Ly
0.8

1
y C10 side-view
Ly
0.8

0.6

0.6

0.6

0.6

0.4

0.4

0.4

0.4

0.2

0.2

0.2

0.2

0
0
0.2
0.4
1
z C3 top-view
B
0.8

0.6

0.8 x/L x 1

0
0
0.2
0.4
1
z C5 top-view
B
0.8

0.6

0
0
0.2
0.4
1
z C7 top-view
B
0.8

0.8 x/L x 1

0.6

0.8 x/L x 1

0
0.2
0.4
10
z C10 top-view
B
0.8

0.6

0.6

0.6

0.6

0.4

0.4

0.4

0.4

0.2

0.2

0.2

0.2

0

0

0.2

0.4

0.6

0.8 x/L x 1

0

0

0.2

0.4

0.6

0

0.8 x/L x 1

0

0.2

0.4

0.6

0

0.8 x/L x 1

0

0.2

0.4

0.6

0.8 x/L x 1

0.6

0.8 x/L x 1

0.6

0.8 x/L x 1

0.6

0.8 x/L x 1

図-3 第 2 プールにおけるカワムツの遊泳軌跡( B : 魚道幅, Lx : プール長, L y : 水深)
1
n1
N
0.8

ここに， n2 は第 2 遡上を行った魚の尾数である．図-4(b)に edge orifice および center orifice における潜孔内流速と連続遡上率 n2 / n1 との関係をそれぞれ示す．両潜孔配置
において，連続遡上率 n2 / n1 の変化は潜孔内流速の変化に対して緩慢である．一方，center orifice よりも edge
orifice の連続遡上率 n2 / n1 の方が全ての潜孔内流速にお

0.6

0.4

0.4

0.2

0.2

3

5

7 U m / BL 100(a) 第 1 遡上率 n1 / N
1
k
n1
0.8

(3) 魚の降下率
第 1 プールから第 2 プールに遡上したカワムツは，一部がさらに上流の第 3 プールに遡上し，一部が第 1 プールに逆戻りし，残りが第 2 プール内に残留する．したがって，第 2 プールからの降下数が連続遡上率に影響を与える．降下率を次式のように定義する．
降下率 ≡ k / n1

Center

1
n2
n1
0.8

0.6

0

いて高い値を示している．この要因を以下のように考察
する．

Edge

5

7 U m / BL 10

300
T (s)

Edge

Center240

Center

0.4

120

0.2

60

5

3

Edge

180

3

Center(b) 連続遡上率 n2 / n1

0.6

0

Edge

7 U m / BL 10

0

3

5

7 U m / BL 10(c) 降下率 k / n1(d) 降下魚の滞在時間 T
図-4 潜孔内流速の変化による第 1 遡上率 n1 / N ，連続遡上率(3)n2 / n1 ，降下率 k / n1 および，降下魚の滞在時間 T の変化( B : 魚道幅, Lx : プール長, L y : 水深, N : 実験に用いた

ここで k は第 1 遡上後に第 1 プールに降下した魚の尾数である．図-4 (c)に edge orifice および center orifice における
潜孔内流速と降下率 k / n1 との関係をそれぞれ示す．

カワムツの尾数, U m : 潜孔内流速, BL : カワムツの平均体長)

4

0.6

center orifice の降下率 k / n1 の方が edge orifice よりも全てのmiM

流速において高い値を示している．したがって，第 1 遡上を終えた後に降下する割合が edge orifice よりも centerorifice の方が高いため，center orifice では第 2 プールに残留する魚の尾数が減少し，連続遡上率が低下した(図-4(b) )と判断される．

edge orifice

E3
E5
E7

0.4

0.6

mi
M

C3

center orifice

C5
C7

0.4

C10

E10

0.2

0

(4) 両潜孔配置における降下率相違の原因
横断方向に潜孔配置を変化させると降下率が変化する
傾向が観察されたが，その原因は不明である．降下のしやすさを定量的に示すものとして，第 1 遡上時刻から降下するまでの時間が挙げられる．なぜなら第 2 プールに滞在する時間が短い程，魚が降下しやすいことを示唆するからである．図-4 (d)に edge orifice および center orifice における第 1 遡上時刻から降下するまでの時間の平均値 Tをそれぞれ示す．いずれの流速においても edge orifice よ
りも center orifice の方が平均滞在時間が短い．したがって，edge orifice よりも center orifice の方が降下がしやすいと推測される．この原因を解明するために，魚の挙動に着目する．
プール内の魚の挙動は既に図-3 に示した．魚の平面的な挙動がプール内で完全にランダムなのか，それとも特定の領域を利用しているか否かを調査する．図-2 に示すように，潜孔を x 方向に投影した領域を 5 等分し，

0.2

FE1

FE2

FE3

FE4

0

FE5

FC1

FC2

FC3

FC4

FC5

図-5 潜孔下流領域への進入箇所の割合 mi /M のプール内での変化(FE1 ～ FE5, FC1 ～ FC5 : 潜孔下流領域を 5 等分した領域
M : 潜孔下流領域に侵入した尾数,)

100
(%)
80

FE1, FC1
FE4, FC4

FE2, FC2
FE5, FC5

FE3, FC3

60
40
20
0

Edge

Center

図-6 降下する魚の潜孔下流領域への進入箇所(FE1 ～ FE5, FC1 ～ FC5: 潜孔下流領域を 5等分した領域)

z top-view(m)

上流側から edge orifice では FE1 ～ FE5 領域，center orifice
では FC1 ～ FC5 領域と定義する．上記 5 つの領域全体を
以下では潜孔下流領域と呼称する．図-5 に edge orifice お
よび center orifice における各領域へ侵入する魚の割合
mi / M を示す． mi ( i = 1, 2, ･･･, 5)は FE1 ～ FE5 または

θf

0

x (m)
図-7 魚向 θ f の定義

180

FC1～FC5 の各領域に侵入した魚の尾数， M は各ケースにおいて潜孔下流領域に侵入した魚の総尾数である．第
1 潜孔近傍の領域に着目すると，FE5(edge orifice)では
m5 / M = 0.1 ～ 0.17 に対し，FC5(center orifice)では m5 / M

Edge

θf

Center(deg.)

120

60= 0.2 ～ 0.25 となっており，後者の方が全ての潜孔内流速において大きな値を示している．これは，魚は側壁側に潜孔がある場合は下流側潜孔付近をあまり遊泳しないのに対し，中央に潜孔がある場合は頻繁に遊泳することを意味する．前者が生じた理由として，側壁に衝突する
ことを避けることが挙げられる．図-3 の平面図に着目すると，カワムツは側壁付近だけでなく，上下流壁面付
近も含め，壁面付近をあまり遊泳していないことが確認される．
図-6 に edge orifice および center orifice において降下した魚がその直前に進入した各潜孔下流領域の割合を全潜孔
内流速で平均したものを示す．降下した魚のほとんどがその直前に FE5 または FC5 領域に進入している．図-5の center orifice に着目すると，FC5 領域の値が m5 / M =

0

3

5

7 U m / BL 10

図-8 降下魚が潜孔下流領域へ進入したときの魚向( U m : 潜孔内流速, BL : カワムツの平均体長,

θ f : 魚向 θ f の絶対値の平均値)

0.2 ～ 0.25 に対し，FC4 領域の値が m4 / M = 0.2 ～ 0.23 と大差はない．それにも関わらず，降下した魚のほとんどがその直前に下流側潜孔付近の領域に進入しており，edge orifice においても同様の傾向を示している．この理由を解明するため，FE5 および FC5 領域における魚の挙動に着目する．
図-7 に示すように魚向 θ f を x 軸上流方向から反時計回にとり，-180° ≤ θ f ≤ 180°の範囲とする．魚が FE5 お

5よび FC5 領域内に侵入する時の魚向 θ f の絶対値の平均

1

n2
s

値 θ f を算出した．図-8 に edge orifice および center orifice0.8における潜孔内流速と魚向 θ f との関係を示す．各潜孔

0.6

状態において魚向 θ f は 45° ～ 105°の値を示している．

0.4

Edge
Center

したがって，降下直前のカワムツの多くは下流方向(90°0.2～ 180°)を向いていないことがわかる．カワムツに限ら0ず目が体側についている魚の視野は視軸を中心に約
357 U / B 10
320°あり，後方の多くの領域を見ることができる．そ図-9 連続遡上成功率のため，河川流水中のような 10 cm 程度の変化では空間( U m : 潜孔内流速, BL : カワムツの平均体長,
構造の変化の乏しい状況では，上流を向いたまま下流に
s : 遡上を第 2遡上を試みたカワムツの尾数)
意図的に流されることがある．一方，本実験では後方のeeee< V < V
eeee< V < V
Vええ< V V
Vええ< V V
約 40°の死角内に潜孔が存在しており，視覚情報の無Center
Edge
Veeeeeee<V
Veeeeeee<V100
100
い後方に意図的に降下するとは考えにくい．したがって，
(%)
(%)
80
80
降下した魚の多くは意図的に降下したのではなく，流れ60
60に押し流されたと推測される．図-4 (c)に着目すると，潜4040
孔内流速の増加に伴い降下率の増加が観察され，上記の20
20
推測を裏付ける結果となっている．
00
以上のことから，壁面への衝突を避けるために魚は側
357 U / B 1035
7 U / B 10
壁近傍を遊泳せず，そのため，edge orifice よりも center
図-10 カワムツの遊泳速度，巡航速度
orifice の方が下流側潜孔付近を遊泳する機会が増加する
および突進速度と流速との関係(図-5)．一方，降下欲のない魚(図-8)が下流側潜孔付近を( U m : 潜孔内流速, BL : カワムツの平均体長)
遊泳しているとき，潜孔内流速の増加に伴い潜孔へと押(6)
V fB /BL = 10
し流される割合が増加する．その結果，流速の増加に伴い降下率が増加し，また，edge orifice よりも center orifice
ただし， BL は cm 単位，V fC ，V f ，V fB は cm/s 単位であの方が降下率が高くなる(図-4 (c) )．
る．魚は巡航速度以下で遊泳すると疲労が蓄積しない．
第 2 プール内を遊泳する魚の対地速度を算出し，これに(5) 魚の連続遡上成功率
流速測定によって得られた流速を加味することで遊泳速連続遡上成功率を次式のように定義する．
度が算出される．得られた遊泳速度を巡航速度以下(V f(4)
連続遡上成功率 ≡ n2 / s< V )，巡航速度と突進速度との中間( V < V < V )
m

fB

f

f

fC

fC

m

fC

fB

fB

f

f

fC

L

fC

fC

f

m

L

f

fB

fB

および突進速度以上(V fB < V f )に分類し，図-10 に edge

ここに， s は第 2 遡上を試みた尾数である．図-9 に edge

orifice および center orifice それぞれについて示す．全ての潜孔内流速において，center orifice よりも edge orifice の方が巡航速度以下(V f < V fC )で遊泳している魚の割合が多orifice および center orifice における潜孔内流速と連続遡上
成功率 n2 / s との関係を示す．両潜孔状態において潜孔
内流速の変化に対する連続遡上成功率 n2 / s の変化は緩慢である．一方， edge orifice の連続遡上成功率 n2 / s はく，巡航速度以上で遊泳している割合が少ない．したがって，center orifice よりも edge orifice の方がプール内でより多く休憩できるため，連続遡上成功率が高くなったと考えられる．

全ての流速において center orifice の値より高い．このこ
とも，edge orifice の連続遡上率が center orifice よりも増加(図-4 (b) )した一因と考えられる．
edge orifice の連続遡上成功率が center orifice の値よりの高い理由を考察する．魚の遊泳速度には巡航速度V fC と突進速度V fB がある 1)．前者は 1 時間以上持続できる速4. おわりに度で，後者は数秒しか持続できない速度である．一般に巡航速度V fC は次式で与えられる 1)．
V fC /BL = 2 ～ 4f

L

本研究は階段式魚道の潜孔を側壁側底部または中央底部に連続配置し，潜孔内流速を変化させてカワムツの遡上実験を行い，遡上特性に及ぼす潜孔配置および潜孔内流速の影響を検討した．得られた知見を以下に示す．

(5)

突進速度V fB は次式で与えられる 1)．

67) 泉完，工藤明，東信行，佐藤正一：ハイブリット式魚道のプールタイプの流況におけるウグイの遡上行動実験，河川技術に関する論文集，第6巻，pp.131-136，2000.

(1) プール内の下流側潜孔付近では潜孔への流れ込みがあるため，降下欲のない魚が潜孔へと押し流される傾向がある．魚は壁面に衝突することを避けるために側壁付近を余り遊泳しない．そのため，潜孔を側壁側に設置する場合よりも中央に設置した方が，魚が下流側潜孔付
近を遊泳する機会が増加するので降下率が増加する．
(2) 潜孔を側壁側に設置する場合よりも中央に設置した方が降下する尾数が増加するため，プールに残留する
尾数が減少する．その結果，次の遡上を試みる尾数が減
少し，連続遡上率は減少する．
(3) 現在，各種魚道設計マニュアル 1), 10), 11)において連続遡上に適した潜孔の配置等は記載されていない．本研究では，潜孔内流速が体長の 10 倍以下の条件において，潜孔を側壁側底部に連続配置することを提案する．
(4) 下流側潜孔への流れ込みの流速は潜孔内流速の増
加に伴い増加する．そのため，潜孔の横断配置に関わらず，潜孔内流速の増加に伴い降下率が増加する．
(5) 潜孔を中央に設置する場合に比べて側壁側に設置する方が連続遡上成功率が増加する．これは潜孔を側壁側に設置した場合，プール内でより多く休憩できるためである．

8) 鬼束幸樹，秋山壽一郎，松田孝一郎，関強志，森悠輔：階段式魚道の潜孔位置が魚の遡上特性に及ぼす影響，環境工学研究論文集，第47巻，pp.31-38，2010.
9) 鬼束幸樹，秋山壽一郎，松田孝一郎，寺島大輔：潜孔の設
置位置がアユの遡上特性に及ぼす影響，水工学論文集，第55巻，pp.1429-1434，2011.
10) 国土交通省河川局：魚がのぼりやすい川づくりの手引き，
2005.
11) （財）ダム水源地環境整備センター編：最新魚道の設計，
信山社サイテック，1998.
12) 中村俊六，高嶋信博，木村博：実物の魚を用いた河川構造物の模型実験手法について，第31回水理講演会論文集，
pp.783-788，1987．
13) 農林水産省農村振興局整備部設計課：よりよき設計のために「頭首工の魚道」設計指針，社団法人 農業土木学会，
2002.
14) 佐合純造，本多卓志，大木孝志，田中直也：大田原堰魚道におけるアユの遡上実験報告，水工学論文集，第42巻，pp.493-498，1998.
15) 林田寿文，本田隆秀，萱場祐一，島谷幸宏：階段式魚道の参考文献

プール内流況とウグイの遊泳行動，水工学論文集，第44巻，
1) 中村俊六：魚道のはなし，山海堂，1995.
pp.1191-1196，2000.
2) 中村俊六：魚道の設計，水工学に関する夏季研修会講義集，第 27 巻，A-6，pp.1-24，1991.
16) 浪平篤，後藤眞宏，小林宏康：勾配1/5の階段式魚道におけ3) 高嶋信博，中村俊六：魚道内のアユの挙動に関する実験的る流況とウグイの遊泳行動，水工学論文集，第52巻，研究，水理講演会論文集，第 28巻，pp.353-358，1984.
pp.1189-1194，2008.
4) 高崎忠勝，土屋十圀，大竹義男：秋川における複合型魚道
17)中村俊六，高嶋信博，伊集院博：階段式魚道模型内でのアの効果，河川技術に関する論文集，第 5 巻，pp.165-170，
1999.
ユ の 挙 動 ， Proceedings of the International Symposium on5) 泉完，高屋大介，工藤明，東信行：赤石第2頭首工のアイ
Fishways ’90 in Gifu，pp.361-366，1990.
スハ－バ－型魚道隔壁における魚類の遡上行動，水工学論
文集，第47巻，pp.763-768，2003.
6) 佐合純造，本多卓志，大木孝志，田中直也：大田原堰魚道(2011. 5. 30 受付)
におけるアユの遡上実験報告，水工学論文集，第42巻，pp.493-498，1998.

Effects of Position of Orifice on Continuous Migration of Fish
Kouki ONITSUKA1, Juichiro AKIYAMA1, Koichiro MATSUDA1, Daisuke TERASHIMA2
1Civil Engineering, Kyushu Institute of Technology
2DAIMEI TELECOM ENGINEERING CORP.

Izumi pointed out that orifice is beneficial orifice is used by not only demersal fish but also non
demersal fish. Onitsuka pointed out that suitable transverse position of orifice for migration of oikawa iscenter and suitable vertical position of orifice is bottom. However, there is little information on thesuitable orifice position for continuous migration of fish. In this study, orifice in a pool-and-weir fishway
is set up continuously on the edge or center of bulkhead. It was found that when orifice is set up
continuously on the edge of bulkhead in fishway, continuous migration rate becomes high.
7