魚道
魚道(ぎょどう)は、魚の遡行が妨げられる箇所で、遡行を助けるために川に設ける工作物である。
通常はダム、堰、床止めなどの施設に付属して設ける。魚道形式としては河床の段差部が比較的小さい場合はその一部から下流側の河床に向けて突き出した形状で設けられる突出型魚道、下流側の河床に向けて扇状に設けられる扇形魚道、河川幅の横断方向の全体に設置する全断面魚道などがある。
また、砂防ダムなど段差部の高低差が比較的大きな箇所に設ける専用の魚道としては無かったため、段差部が比較的小さな箇所に設ける「突出型魚道」に使用する魚道製品を利用して折り返して設置したり、螺旋状に積み上げて設置してきた建設例がある。
最近になり、砂防ダムなど高低差が比較的大きな箇所の専用魚道として開発された新型魚道は、砂防ダムや側壁など河川構造物の壁面の前面に直接取り付けることで壁面に沿って縦方向に組上げる魚道形式であり既に設置されている。高低差がより大きなダムなどに設ける魚道としては機械力を用いたエレベーター式魚道方式も挙げられる。
川に棲息する魚類の中には、サケのように一生の間に川の上流と下流・海を行き来する(回遊する)種がある。しかし、川にダムや堰などの障害物が設置された場合には、魚の遡上が妨げられるため、それらの回遊する種は川に住めなくなり、その川から絶滅してしまう。歴史的には、魚道はそのような事態を防ぐために設けられ、サケ・マス・アユなどの漁業資源を保つために作られたのが始まりである。
近年2020年12月1日 (火) 02:03 (UTC)では生態系保全の観点から、あらゆる魚と水生生物が対象に含められる傾向にある。川に棲む生き物は、大きな回遊をしない場合でも成長にともなう小規模の生活圏移動を行っている。特に最近になって2020年12月1日 (火) 02:03 (UTC)、通常の生活域は常時水のある河川や水路であっても、河川の増水時に水没する川べりのヨシ原やかんがい(灌漑)が行われる水田など、一時的に水没する水域(一時的水域)で繁殖を行うという魚が多い、ということが判明してきた。
治水のために行われる川岸の護岸はヨシ原を消失させ、魚の繁殖にとって問題となる。また、圃場整備に伴う用排分離(これ自体は用水水質維持のために必要とされるが)によって、水路部分と水田部分の魚類の行き来が阻害されることが、メダカやドジョウ、ナマズ、絶滅危惧種のアユモドキ、イトヨといった魚類や、トキ・コウノトリ・サシバなど湿地・水田(里山)を生息域にする鳥類の減少・絶滅の原因であることが広く知られるようになってきている。また、洪水で流された生物が元の場所に復帰遡行できなければ、河川内で生活圏の後退が起こる。そのため、堰などで遮断された地点から上流の生態系は貧弱になる傾向がある。
今日の日本の河川は、経済目的のダムや砂防堰堤によって非常に細かく分断されており、先述のように一時的水域と恒常的水域の間も分断が強まっている。こうした状況下で漁業資源の保全のみならず生態系の保全をも行うために、サケ・マスのような大型で力が強い魚だけでなく、小さな魚やエビ、カニといった無脊椎動物まで対象にする魚道が構想され、施工されている。そうした中には、水路や河川と水田を結ぶ水田魚道と呼ばれるものや、海から遡上するエビやカニの幼体が這い上がれるように、底面に人工芝などの足場を張ったものなどがある。変わったものではウナギのためにブラシを並べたウナギ用魚道がある。
なお、現状では大規模な貯水池を持つダムへの魚道の付設事例は多くない。ダムは高落差ゆえ、魚を上流に上げるのが困難だが、下ってきた魚を広大な貯水池から魚道の上流口に導くのは、それ以上に困難となる。
これまで、砂防ダムなど高低差が比較的大きな箇所に設置する専用魚道は無かったため、高低差が小さな箇所に設ける突出型魚道の製品を使用して折返し型で設置された。しかし設置には広い面積を要したり施工期間も長期を要するという課題があった。また同様な製品を螺旋状に積み上げた設置例もある。この螺旋式魚道は流下する水が一定方向に旋回しながら流下するため、下流に向かうほど流れが加速され魚類の遡上が困難になる事例が報告されている。このような課題を解決するため、最近2020年12月1日 (火) 02:03 (UTC)では砂防ダムなどの河川構造物の壁面に直接取り付け縦方向に組上げて魚道を構成する高低差が比較的大きな箇所専用の新型魚道が開発されて設置されている。
この魚道は河川構造物の壁表面に縦方向に設置されることから「たて型壁面魚道」と称される。この魚道のパーツは大きく3種類から成る。「右の折返し部」と「左の折返し部」及びそれらをつなぐ「樋部」である。螺旋式魚道が一定方向に旋回を繰り返すことで流れに加速が生じる報告がされているため「たて型壁面魚道」の折り返し部の旋回方向は「右旋回」と「左旋回」を交互に繰り返し、全体としてS字状の流れがブレーキをかけて加速現象を防ぐ構造となっている。この鋼製魚道のプール壁の形状は「棚田式魚道」の丸みのある自然石に挟まれた「スリット部」の形状や間隔が、アユをはじめとする水棲生物の通過に良好な成果が報告されているため、その形状を鋼製で模して製作してある。
設置方法についても、ダム本提及び側壁などの河川構造物の壁面に直接ボルトを使用して3種類のパーツ毎に単体で取り付ける工法を用いている。このため上部の魚道の重量が下部の魚道に荷重としてかからない構造であるため何層もの設置が可能となる。魚道を河川構造物の壁面に直接取付けるため、魚道用として河川構造物以外の用地が必要ない。また、建設費が安価で施工期間も大幅に短縮された施工例が報告されている。
山間の河川では、設置された魚道に巨石が衝突して魚道が破壊される事例がよく報告されている。このように巨石が流出してくる河川(流路工)に設置できる魚道もいくつか提案されているので、そのうちの2例を紹介する。
前述の扇形魚道のひとつである「自然石パノラマ魚道」の表面に配置されている自然石の大きさについて、流出してくる巨石と同等以上の大きさの巨石を使用してある。扇型魚道の表面全体を現地の巨石を利用して覆い、コンクリートで繋ぎを行う構造の魚道である。この巨石と巨石の間が「魚類の通り道」となる。流出してきた巨石が魚道に衝突した場合、その表面に配置された巨石に衝突することになるため、巨石より奥まった位置にある「魚類の通り道」は損傷を免れる。流出してきた巨石は弾かれて魚道の下流に流されることとなる。結果として魚道全体に損傷が生じないこととなる。
この魚道における「魚類の通り道」は、魚道表面に配置された巨石と巨石の間の隙間に充填するコンクリートを掘り下げて水路を造り、その通り道の底面は高水圧洗浄機により骨材を洗い出す方法をとる。この骨材による自然石の細かな凹凸は「通り道」を流下する流れの底面から近い部分の流速を和らげる減速効果が期待される。(「魚類の通り道」の大きさは、巨石の大きさにもよるが幅20 cm - 50 cm程度、深さ20 cm - 50 cm程度の大きさとなって遡上経路としての役割を果たすことになる。)
流出してくる巨石の衝突を避けるために、河川構造物の例えば床固工の下流側の垂直に近い壁面に埋め込む鋼製魚道である。河川構造物の下流側の壁面に魚道の側面の「明り取り部」が覗く状態で構造物内に設ける魚道工法である。これにより濁流とともに流出してきた巨石は、床固工の上部(越流部)を押し流されて下流へと流されて行くため、河川構造物の下流側壁面には衝突しにくいため魚道に損傷が生じにくくなる。この鋼製魚道は「たて型壁面魚道」の「スリット付きプール壁」構造を取り入れ、上部の開口部に覆いを設け、側面は水深以上の箇所を開口部として「明り取り部」としたものである。
以上のような基本構造に関わる形式のほかに、様々に工夫した設備を設ける場合がある。
例えば、魚道の中にフラップゲート、スライドゲートなどの魚道ゲートを設け、上流河川水位の変化に対して魚道流量、魚道水深を調節する場合があり、もっと大がかりに、水路そのものを動かして勾配を変化させる可動式魚道もある。ただし、これらを用いても、魚道流量、魚道水深、魚道流速の全てを安定化させることは困難である。
また、魚道の中には、脇に別の水路を作って呼び水とするものがある。遡上しようとする魚は水が流れてくる方向に泳ごうとするので、水の流れが強いところを感知して集まってくる。魚道の流量が少なく、魚に感知させるに足りないときに、脇の別の水路から水を流して呼び水とする。集まってきた魚は呼び水水路には入れないが、そばにある魚道を容易に探り当てて進入する。 同じ目的で、斜路式魚道の入り口(下流口)側を扇形に開いたものがある。入り口の幅を広げて魚が入りやすくするものである。この場合、扇形に広げた分、流れは拡散し、流れの勢いは減じるので、魚にとって水の流れを感知しにくくなるデメリットもある。
その他、遡上の補助施設として、水路にロープを掛け渡してカニの遡行補助とするもの、魚道の床に小石を入れて底生魚(カジカ類、ハゼ類、ナマズなど)や無脊椎動物の遡上の補助とするものなどがある。
なお、魚の遡上の様子を訪問者が眺めるための観測窓が設けられることがある。