JP4522338B2 - 流量制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ダム等に設けられた魚道の流量を制御し、魚類の遡上を容易にするための流量制御装置に関する。

河川を横断するようにダムや堰などの構造物が設けられる場合、これらの構造物は魚類が河川を遡上するときの妨げとなり、河川の生態系に悪影響を及ぼす。このような事態を防ぐため、河川に魚道を設けることで、魚類の遡上が可能とされている。また、魚道を設けたとき、河川の水位の変動に係らず魚類が容易に遡上できるようにするため、魚道の流量を制御する設備が必要となる。

従来知られている流量制御設備には、例えば魚道の流水方向に、複数のゲートを所定の間隔で設置し、各ゲートを連結部材で連結し、連結部材をワイヤ等で牽引した状態として、このワイヤを巻き取りあるいは巻き戻しすることにより、ゲートを起立あるいは倒伏させて流量を制御する倒伏式ゲート流量制御装置がある（例えば特許文献１の図２および図３）。

登録実用新案 第２５７７７１４号公報

ところで、魚道は建設上の都合などで曲がりを生じて建設せざるを得ない場合もある。このような魚道において、１つの流水方向の水路領域のみに上述の倒伏式ゲート流量制御装置を設置するものとしたときには、大きな水位変動があると十分な水位調整ができず、このゲートを越流する水量が多い場合や流速が速い場合に、魚類が遡上することが極めて困難となる。また、流水方向が異なる複数の水路領域に上述の倒伏式ゲート流量制御装置をそれぞれ設けたときには、倒伏式ゲート流量制御装置毎に駆動装置を設けなければならなかった。このため、安価にかつ容易に魚道の流量を制御することができない。

そこで、本発明では、魚道が流水方向の異なる複数の水路領域を有する場合であっても、安価かつ容易に魚道の流量を制御できる流量制御装置を提供する。

上記目的を達成するために、本発明の流量制御装置は、魚道の流水方向が異なる複数の水路領域のそれぞれに設けられると共に、ゲートのゲート駆動方向が流水方向に沿うように設けられた複数の流量制御ゲートと、複数の水路領域のうち上流側の水路領域であってかつ当該水路領域に設けられる流量制御ゲートのゲート駆動方向と駆動方向が一致するように設けられ、複数の流量制御ゲートを同時に駆動して魚道の流量を制御する駆動手段と、流量制御ゲートと駆動手段との間でかつ複数の流量制御ゲートのうちゲート駆動方向が駆動手段の駆動方向と異なる流量制御ゲートに設けられ、駆動手段の駆動方向を、流量制御ゲートのゲート駆動方向に変換する駆動方向変換手段とを有することを特徴とする。

魚道が流水方向の異なる複数の水路領域を有する場合であっても、駆動装置が１台あれば、魚道の各水路領域に設置された流量制御ゲートを連動させることができるため、安価かつ容易に魚道の流量を制御できる。

以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。図１は魚道に設置した流量制御装置の平面図である。魚道１は、例えばＬ字形状とされており、流水方向が矢印Ａ方向である水路領域１ａと、流水方向が矢印Ｂ方向である水路領域１ｂを有するものとして、以下の説明を行う。

流量制御装置は、魚道１の流水方向が異なる複数の水路領域に設けられる流量制御ゲート１０と、流量制御ゲート１０を駆動して魚道１の流量を制御する駆動装置３０、および流量制御ゲート１０と駆動装置３０との間に設けられて、駆動装置３０の駆動方向を、流量制御ゲート１０のゲート駆動方向に変換する駆動方向変換手段４０を有している。

流量制御ゲート１０は、流水方向に所定の間隔で複数設けられており、各流量制御ゲート１０は、連結部材２０と連結されて、各流量制御ゲート１０が連動するように構成されている。

図２は流量制御ゲートの構成を示しており、図２Ａは魚道１の下流側からみた正面図、図２Ｂは右側面図である。流量制御ゲート１０は、ゲート扉体１１と、ゲート扉体１１の下部に設けられたヒンジ１２と、ゲート扉体１１の上部側から延出するアーム１３とで構成される。

ゲート扉体１１は止水壁の役割を果たすものである。ヒンジ１２は、流量制御ゲート１０が魚道１の床面側を軸として流水方向に回転できるようにするためのものである。すなわちヒンジ１２の一片１２ａはゲート扉体１１の下部、他片１２ｂは魚道１の床面にそれぞれ固定されて、ヒンジ軸１２ｃを中心として回転可能としている。

アーム１３は、複数の流量制御ゲート１０を連動させるために、連結部材２０と連結されるものである。アーム１３の先端部側には連結穴１４が設けられており、連結穴１４に後述するように連結部材２０の支軸２４を挿通させて、流量制御ゲート１０と連結部材２０が連結される。また、流量制御ゲート１０が魚道１の下流側に倒伏する際に、連結部材２０と流量制御ゲート１０が接触して、ゲート扉体１１やアーム１３を傷つけないようにするため、アーム１３の先端部側を魚道１の上流側に鈍角に曲げるようにしてもよい。

図３は、連結部材による流量制御ゲートの連結状態を示している。複数の流量制御ゲート１０を連結して用いる場合、各流量制御ゲート１０のゲート扉体１１は、下流側に位置するゲート扉体１１の上端の位置が、上流側に位置するゲート扉体１１の上端の位置よりも低くなるように構成する。こうすることにより、ゲート扉体１１が流水の隔壁となり、隣接する流量制御ゲート１０間の水位は一定となるため、魚類の休み場の役割を果たす。隣接するゲート扉体１１の高低差は、魚類の遡上を妨げない程度とする。このとき、魚道１内において、隣接する流量制御ゲート１０間の水位の高低差や流量が、場所によって極端に異なるということがないようにするため、隣接するゲート扉体１１の高低差は一様とするのが望ましい。

アーム１３の長さについては、連結部材２０により連結する各流量制御ゲート１０の床面から、アーム１３の連結穴１４までの高さが同じになるように設定する。これは、連結部材２０を駆動したとき、各流量制御ゲート１０がヒンジ１２を軸として均一に起立あるいは倒伏されるようにするためである。

また、流量制御ゲート１０を設置する床面は、図３に示すように、魚道１の下流側に傾斜をもたせて、流量制御ゲート１０の下流方向への傾きを規制する。これは、流量制御ゲート１０が完全に倒伏してしまうと、流量制御ゲート１０を起立させる際の駆動力が大きくなり容易に起立させることができなくなるので、流量制御ゲート１０の回転を容易に起立させることができる程度に制限するためである。また、魚道１の下流側に傾斜をもたせるかわりに、ゲート扉体１１やヒンジ１２にストッパーを設けて、回転範囲を規制するものとしてもよい。

次に、流量制御ゲート１０を連結する連結部材について説明する。図４は連結部材の構成を示しており、図４Ａは平面図、図４Ｂは側面図である。連結部材２０は、アーム連結子２１と、滑車２２と、支軸２４とで構成される。アーム連結子２１は、アーム連結子平行部２１ａと、アーム連結子屈曲部２１ｂから構成され、アーム連結子平行部２１ａには、魚道１に設置された複数の流量制御ゲート１０の設置間隔に対応した間隔で連結穴２３が設けられている。例えば、連動させる流量制御ゲート１０が３つであるときは、図４に示すように、流量制御ゲート１０の設置間隔で３つの連結穴２３を設けるものとする。連結穴２３は支軸２４を挿入するための穴である。支軸２４は、上述のアーム１３の連結穴１４を挿通した状態で、一対のアーム連結子２１間に設けられるものである。支軸２４の一方の端部は、一方のアーム連結子２１の連結穴２３に挿入されたのち、抜脱しないようにストッパーなどで固定される。同様に、支軸２４の他方の端部は、他方のアーム連結子２１の連結穴２３に挿入されたのち、抜脱しないように固定される。この支軸２４は、連結穴２３と同様に流量制御ゲート１０の数に応じて設けられている。

アーム連結子屈曲部２１ｂは、一対のアーム連結子２１間に支軸２４を設けて連結部材２０を構成したとき、アーム連結子屈曲部２１ｂの先端が、滑車２２を回転自在に挟持できる間隔で対向するように、アーム連結子２１の先端から延出して構成されている。

図５は連結した流量制御ゲートの連動を示す図である。図５Ａは流量制御ゲート１０が起立した状態、図５Ｂは流量制御ゲート１０が倒伏した状態である。図１の各水路領域には、所定間隔で複数の流量制御ゲート１０を設け、各流量制御ゲート１０を連結部材２０により連結する。連結した複数の流量制御ゲート１０を図５Ａのように起立させるには、連結部材２０が上流方向に移動するように駆動する。例えばワイヤ３１の一端は壁面等に固定し、このワイヤ３１を滑車２２の溝に掛けた状態として、ワイヤ３１の他端側の巻き取りを行えば、複数の流量制御ゲート１０を連動させて起立させることができる。

また、複数の流量制御ゲート１０を図５Ｂのように倒伏させるには、連結部材２０を下流方向に移動させればよい。ここで、流量制御ゲート１０には流水によって倒伏させる方向に力が加わる。このため、ワイヤ３１の巻き戻しを行えば、複数の流量制御ゲート１０を連動させて倒伏することができる。

また、図５で示すように滑車２２を用いるものとすると、滑車２２が動滑車としての役割を果たすことになるため、複数の流量制御ゲート１０を連動させて起立あるいは倒伏させる際の駆動力は、滑車２２を用いない場合に比べて少なくできる。また、図５では、流量制御ゲート１０を駆動する駆動力の伝達部材として、ワイヤ３１を用いるものとしたが、駆動力の伝達部材はワイヤ３１に限られるものではなく、例えばシャフト等を用いて連結部材２０を押引動作することで、流量制御ゲート１０を駆動することもできる。

ところで、流量制御ゲート１０の起立あるいは倒伏を行うには、流量制御ゲート１０を連結した連結部材２０をワイヤ３１で牽引し、ワイヤ３１の巻き取りあるいは巻き戻しを行うための駆動装置３０が必要となる。

図１で示すように、水路領域１ａには流量制御ゲート１０ａ，１０ｂ，１０ｃが、連結部材２０ａで連結された状態で設置されている。同様に、水路領域１ｂには流量制御ゲート１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇが、連結部材２０ｄで連結された状態で設置されている。また、連結部材２０ａ，２０ｄを、ワイヤ３１ａ，３１ｄで牽引するものとしたときには、連結部材２０ａ，２０ｄよりも上流側に駆動装置３０を設ける。

図６は図１のＩ−Ｉ’線に沿う断面図である。流量制御ゲート１０ａ，１０ｂ，１０ｃを連動させて起立あるいは倒伏させるには、ワイヤ３１ａの一端は壁面等に固定し、このワイヤ３１ａを連結部材２０ａに取り付けられた滑車２２の溝に掛けた状態として、ワイヤ３１ａの他端側を駆動装置３０により巻き取りあるいは巻き戻しすればよい。

また、図６で示すように駆動装置３０が基台５３の上にあり、ワイヤ３１ａを連結部材２０ａに取り付けられた滑車２２の溝に掛けた状態として、駆動装置３０で巻き取りあるいは巻き戻しするときに、基台５３が障壁となる場合がある。このような場合には、基台下部５３ａに滑車５４を設け、基台５３には、滑車５４から駆動装置３０までワイヤ３１ａを通すことを可能とするワイヤ挿通口５５を設ける。ワイヤ３１ａの一端は基台下部５３ａに固定し、このワイヤ３１ａを滑車２２，５４の溝に掛けた状態とする。さらに、ワイヤ３１ａの他端側をワイヤ挿通口５５に通して、駆動装置３０で巻き取りあるいは巻き戻しを行えば、流量制御ゲート１０を連動させて起立あるいは倒伏させることができる。このとき、滑車５４は定滑車の役割を果たし、駆動装置３０の駆動方向を、滑車５４から駆動装置３０へ向かう方向から、滑車２２から滑車５４へ向かう方向へ変換している。

図７は図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿う断面図である。水路領域１ｂに設置された流量制御ゲート１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇを連動させて起立あるいは倒伏させるには、図１および図７で示すように駆動方向変換手段４０を設ける。この駆動方向変換手段４０は、魚道壁面３における流量制御ゲート１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇの牽引方向の位置、例えば滑車２２の前方の位置に設ける。ワイヤ３１ｄの一端は駆動方向変換手段４０に固定し、このワイヤ３１ｄを連結部材２０ｄに取り付けられた滑車２２の溝に掛け、駆動方向変換手段４０を通して、ワイヤ３１ｄの他端側を駆動装置３０で牽引する。

図８は駆動方向変換手段の構成を示す図である。なお、図８では、滑車４１を用いて駆動方向変換手段４０を構成している。駆動方向変換手段４０は、滑車４１と滑車支持部材４２により構成される。滑車支持部材４２は魚道壁面３に固定され、滑車４１は滑車支持部材４２により水平回転可能に保持される。

ワイヤ３１ｄの一端には留具４３を取り付ける。留具４３はボルト４４および図示しないナットによって、滑車支持部材４２に固定する。このワイヤ３１ｄを連結部材２０ｄに取り付けられた滑車２２の溝、滑車４１の溝に掛けた状態とし、ワイヤ３１ｄの他端側を駆動装置３０で巻き取りあるいは巻き戻しさせる。このとき、滑車４１が力の方向を変換する役割を果たすため、駆動装置３０による駆動方向である水路領域１ａの方向の力ＦＤを、流量制御ゲート１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇのゲート駆動方向である水路領域１ｂの方向の力ＦＧに変換することができる。このため、駆動装置３０でワイヤ３１ｄの巻き取りあるいは巻き戻しを行えば、流量制御ゲート１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇを連動させて起立あるいは倒伏させることができる。

駆動装置３０により、ワイヤ３１ａ，３１ｄを同時に巻き取りあるいは巻き戻しすることにより、流量制御ゲート１０ａ，１０ｂ，１０ｃおよび流量制御ゲート１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇの起立あるいは倒伏を連動させることができる。

駆動方向変換手段４０を設ける高さは、流量制御ゲート１０ａよりも高くすることが望ましい。これは、駆動方向変換手段４０の設置する高さが流量制御ゲート１０ａよりも低い場合、駆動方向変換手段４０から駆動装置３０に通したワイヤ３１ｄが流量制御ゲート１０ａ，１０ｂ，１０ｃの起立あるいは倒伏を妨げるおそれがあるためである。

次に、魚道１内の流量の調整について説明する。図１において、魚道１の水は貯水池２から供給するが、魚道に必要な流量だけ確保するために、魚道制水ゲート５１を開閉し、流量を制御する。魚道制水ゲート５１の開閉は魚道制水ゲート駆動装置５２により行う。魚道１の水位が低い場合には駆動装置３０によりワイヤ３１ａ，３１ｄを巻き戻すことにより、流量制御ゲート１０ａ〜１０ｇを倒伏させる。魚道１の水位が高くなったときは、駆動装置３０によりワイヤ３１ａ，３１ｄを巻き取ることにより、その水位に応じて流量制御ゲート１０ａ〜１０ｇを起立させる。起立させた流量制御ゲート１０は、流水の隔壁となる。流量制御ゲート１０を起立させることにより、ゲート扉体１１と魚道１の床面間の角度が９０度に近くなれば、止水できる流水の量を大きくすることができる。このようにして、魚道１の水位が変化しても、流量および流速の変動を抑えることができる。

ところで、上述の形態では魚道１がＬ字形状とされたものを挙げたが、魚道の形状はこれに限定されるものではなく、流水方向が異なる水路領域を３つ以上有する魚道においても適用できる。

図９は流量制御装置の他の構成を示している。魚道１Ａは、例えばＬ字形状の直角部をＣ面取りした場合と同様な形状とされており、流水方向が矢印Ａ’方向である水路領域１Ａａと、流水方向が矢印Ｂ’方向である水路領域１Ａｂと、流水方向が矢印Ｃ’方向である水路領域１Ａｃを有するものとする。ここで、水路領域１Ａａ，１Ａｂ，１Ａｃが図に示すように流水方向に対して右側に曲がるように形成されている場合、流水方向に対して左側に位置する魚道壁面を、それぞれ魚道壁面３ａ，３ｂ，３ｃとする。

水路領域１Ａａには流量制御ゲート１０ａ，１０ｂ，１０ｃが設けられており、流量制御ゲート１０ａ，１０ｂ，１０ｃは連結部材２０ａと連結されている。水路領域１Ａｂには流量制御ゲート１０ｄ，１０ｅ，１０ｆが設けられており、流量制御ゲート１０ｄ，１０ｅ，１０ｆは連結部材２０ｄと連結されている。水路領域１Ａｃには流量制御ゲート１０ｇ，１０ｈ，１０ｉが設けられており、流量制御ゲート１０ｇ，１０ｈ，１０ｉは連結部材２０ｇと連結されている。

ワイヤ３１ａの一端は基台５３等に固定し、このワイヤ３１ａを連結部材２０ａに取り付けられた滑車２２の溝に掛けた状態として、ワイヤ３１ａの他端側を駆動装置３０により巻き取りあるいは巻き戻し可能とする。

魚道壁面３ａには、流量制御ゲート１０ｄ，１０ｅ，１０ｆの牽引方向の位置、例えば連結部材２０ｄに取り付けられた滑車２２の前方の位置に、駆動方向変換手段４０ａを設ける。ワイヤ３１ｄの一端は駆動方向変換手段４０ａに固定し、このワイヤ３１ｄを滑車２２の溝に掛け、駆動方向変換手段４０ａにワイヤ３１ｄを通し、ワイヤ３１ｄの他端側を駆動装置３０により巻き取りあるいは巻き戻し可能とする。
魚道壁面３ｂには、流量制御ゲート１０ｇ，１０ｈ，１０ｉの牽引方向の位置、例えば連結部材２０ｇに取り付けられた滑車２２の前方の位置に、駆動方向変換手段４０ｃを設ける。また、魚道壁面３ａと魚道壁面３ｂとの接点部ＰＡ１の近傍に駆動方向変換手段４０ｂを設ける。ワイヤ３１ｇの一端は駆動方向変換手段４０ｃに固定し、このワイヤ３１ｇを滑車２２の溝に掛け、駆動方向変換手段４０ｃ、駆動方向変換手段４０ｂの順でワイヤ３１ｇを通し、ワイヤ３１ｇの他端側を駆動装置３０により巻き取りあるいは巻き戻し可能とする。

駆動装置３０により、ワイヤ３１ａ，３１ｄ，３１ｇを同時に巻き取りあるいは巻き戻しすることにより、流量制御ゲート１０ａ〜１０ｉを連動させて起立あるいは倒伏させることができる。

以上のように、本発明にかかる流量制御装置は、魚道が流水方向の異なる複数の水路領域を有する場合において、魚道の流量制御を行うために用いるのに有効である。

魚道に設置した流量制御装置の平面図である。 流量制御ゲートの構成を示す図である。 連結部材による流量制御ゲートの連結状態を示す図である。 連結部材の構成を示す図である。 連結した流量制御ゲートの連動を示す図である。 図１のＩ−Ｉ’線に沿う断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ’線に沿う断面図である。 駆動方向変換手段の構成を示す図である。 流量制御装置の他の構成を示す平面図である。

符号の説明

１，１Ａ・・・魚道、１ａ，１Ａａ，１ｂ，１Ａｂ，１Ａｃ・・・水路領域、２・・・貯水池、３，３ａ，３ｂ，３ｃ・・・魚道壁面、１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ・・・流量制御ゲート、１１・・・ゲート扉体、１２・・・ヒンジ、１３・・・アーム、１４・・・連結穴、２０，２０ａ，２０ｄ，２０ｇ・・・連結部材、２１・・・アーム連接子、２２・・・滑車、２３・・・連結穴、２４・・・支軸、３０・・・駆動装置、３１，３１ａ，３１ｄ，３１ｇ・・・ワイヤ、４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ・・・駆動方向変換手段、４１・・・滑車、４２・・・滑車支持部材、４３・・・留具、４４・・・ボルト、５１・・・魚道制水ゲート、５２・・・魚道制水ゲート駆動装置、５３・・・基台、５４・・・滑車、５５・・・ワイヤ挿通口

Claims (2)

1. 魚道の流水方向が異なる複数の水路領域のそれぞれに設けられると共に、ゲートのゲート駆動方向が前記流水方向に沿うように設けられた複数の流量制御ゲートと、
   前記複数の水路領域のうち上流側の水路領域であってかつ当該水路領域に設けられる流量制御ゲートのゲート駆動方向と駆動方向が一致するように設けられ、前記複数の流量制御ゲートを同時に駆動して前記魚道の流量を制御する駆動手段と、
   前記流量制御ゲートと前記駆動手段との間でかつ前記複数の流量制御ゲートのうちゲート駆動方向が前記駆動手段の駆動方向と異なる前記流量制御ゲートに設けられ、前記駆動手段の前記駆動方向を、前記流量制御ゲートのゲート駆動方向に変換する駆動方向変換手段とを有する
   ことを特徴とする流量制御装置。
2. 前記流量制御ゲートは、前記魚道の床面側を軸として流水方向に回転可能に構成し、
   前記駆動手段は、前記流量制御ゲートを起立あるいは倒伏させることにより前記魚道の流量を制御する
   ことを特徴とする請求項１記載の流量制御装置。

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