2018 Fiscal Year Research-status Report
階段式魚道における魚の遡上率の向上を目指した設計基準の提案
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17K06580
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
鬼束 幸樹 九州工業大学, 大学院工学研究院, 教授 (20293904)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 魚道 / 遊泳力 / 魚種 / 魚群 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
魚の遡上・降下を促進させるために河川に魚道が設置される．ところが，魚の遡上に最適な魚道の幾何学形状は不明である．さらに，魚道を遊泳する魚の遊泳特性もほとんど解明されていない．魚道の種類はいくつも存在するが，我が国の既設魚道の9割以上は階段式魚道である．階段式魚道を設計する上で，魚道内の流速，水深や勾配等の魚道の諸条件が魚の遊泳特性に及ぼす影響を把握することは極めて重要である．
まず，開水路において横断勾配および流速を系統的に変化させ，ビデオカメラでカワムツの挙動を撮影した．その結果，開水路底面の横断勾配の増加に伴い，最深部付近を遊泳するカワムツの尾数が増加することが判明した．また，横断勾配のないケースと比較すると，横断勾配のあるケースの方が停滞するカワムツの尾数が増加することが判明した．
次に，わんどの開口部の向きおよび流速の変化がカワムツの避難行動に及ぼす影響について検討した．その結果，わんど開口部の向きが横断方向の場合と比べて，流下方向の場合では低速流域が広範囲に形成され，避難場所となる空間が増加することが明らかになった．また，わんど開口部の向きが流下方向のケースでは，カワムツが主として側壁および下流方向を向いて遊泳していることが解明された．
さらに，ウナギ用魚道内に設置した突起物の配置方法がニホンウナギの遡上特性に及ぼす影響について比較，検討した．すなわち，魚道底面に設置する突起物の配置を格子状配置および千鳥状配置にして，遡上するニホンウナギの挙動を観察し，解析した．その結果，本実験条件内の流量範囲では格子状配置と比較して，千鳥状配置の方がニホンウナギの遡上率や遡上速度が増加することが明らかとなった．突起物を千鳥状に配置することがニホンウナギの遡上率の向上につながると推測される．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
河川にダムや堰が設置されると魚の遡上が困難となり，アユやウナギのような回遊魚にとっては死活問題となる．そのため，魚の遡上・降下を促進させるために河川に魚道が設置される．魚道を設計する上で，魚道内の流速，水深や勾配等の魚道の諸条件が魚の遊泳特性に及ぼす影響を把握することが必要となる．
本年度，水路底面の横断勾配および流速の変化がカワムツの遊泳特性に及ぼす影響を解明した．これにより，横断勾配を有する魚道におけるカワムツの挙動が解明された．また，開水路側壁にわんどを有している場合，わんど開口部の向きが横断方向の場合と比べて，流下方向の場合では避難場所となる空間が増加することが明らかになった．そのため，洪水時における避難場所として有効であることが証明された．さらに，ウナギ用魚道内に設置した突起物の配置方法が，格子状配置と比較して，千鳥状配置の場合，ニホンウナギの遡上率や遡上速度が増加することが明らかとなった．これは，突起物を千鳥状に配置することでニホンウナギの遡上率が向上することを意味する．
以上のように，研究は順調に進捗していると判断される．
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| Strategy for Future Research Activity |
魚類の生息環境に影響を及ぼす要因として流速が挙げられる．底面に設置した桟粗度は，底面付近の流速を低減させ，流況を変化させる要因の一つである．そのため，開水路桟粗度流れが魚類の遊泳特性に影響を及ぼすと考えられる，しかし，開水路底面に桟祖度を設置した際の魚の遊泳特性は明らかにされていない．そこで，桟粗度の間隔の変化がオイカワの遊泳特性に及ぼす影響について検討を行う．
魚道において高い遡上率を達成するために様々な工夫がされており，その一つの手法として，流れを減勢させる機能を持つ粗石の設置が挙げられる．底面に粗石を設置した条件下で魚の周辺の流れと魚の遊泳行動との関係が解明されつつあるが，粗石の横断方向間隔を変化させた際の魚の行動特性は解明されていない．そこで，開水路底面に設置した粗石の横断方向間隔を変化させ，オイカワの遊泳特性に及ぼす影響について検討を行う．
ウナギは暗所を選好する特性を有しており，成育する上で隠れ場所となる植生や浮き石，砂利などが堆積した空間が必要である．このような空間ではウナギは穴を掘って巣穴を形成するとの報告がされている．しかし，各成長段階における巣穴の形成方法やウナギが巣穴を形成するのに適切な砂利粒径を定量的に検討した研究はほとんど存在しない．そこで，矩形プール内に敷設する砂利粒径とウナギの平均体長を変化させ，ウナギの行動特性を観察し，解析する．
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