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渓流を模擬した礫列・礫段魚道の設計法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 13555139
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 水工水理学
研究機関北海道大学

研究代表者

長谷川 和義  北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70001328)

研究分担者 渡邊 康玄  独立行政法人, 北海道開発土木研究所, 河川研究室長(研究職)
森 明巨  北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00001339)
野上 毅  独立行政法人, 北海道開発土木研究所, 主任研究員
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
8,000千円 (直接経費: 8,000千円)
2003年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2002年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2001年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
キーワード山地渓流 / 魚道 / 早瀬・平瀬・淵 / 礫列・礫段 / ステップ・プール波長 / ステップ波高 / 水生昆虫 / 渓流魚 / ステップ・プール / プール長 / 水理形態 / 微環境 / 底生成物 / 棲み分け / 渓流 / 礫列 / 礫段 / 交互砂州 / 縦断分級波 / 河川生態学 / 魚類調査
研究概要

1.タルボット型重量粒度分布河床材料を有する渓流は,礫列・礫段と共存する交互砂礫州の発達により,早瀬-淵-平瀬を形成する.早瀬-淵の流れ転向部(砂礫州背面から前縁を越える落ち込み部)は,数段の大波高礫段が続き水生生物に対する多様空間を造る.これらの渓流は,サケ科魚などの良好な生息・回遊場になるほか,ウキゴリなど底生魚の生息に好適であり,同様な河床材料と河床勾配を備えた場所は魚道設置の適地になる.
2.礫列・礫段の形態には,(1)一様径の礫群で構成され礫列峰線が直線状で低波高の形態,(2)大小の異粒径礫群からなり礫列峰線が複雑な円弧の連なりを示す形態,(3)大きな礫径をもつ多層の礫群からなり礫列峰線が単純な円弧の連なりを示す大波高の形態(連続W型)がある.バリオグラム解析によれば,(2)は空間的に一様粒径分散を有し,(3)は周期的粒径分散を有する.後者の礫段モード数は5程(川幅の1/5直径の円弧)である.魚道として,(1)は一般的で施工しやすいが波高が低くプール部が浅い.(3)は深いプールが保証され空間の多様性を有するが,自然状態では早瀬-淵の流れ転向部にのみ存在する.対象魚種によって使い分けるべき.
3.(1)よりも(3)において底生成物の総個体数・単位面積あたり個体数(生息密度)が多い.種数では逆.また,射流・跳水・常流の区域比較ではこの順に生息密度が低くなるが,単位面積あたり種数では常流域が多い.ステップ上流部・同頂部は,構成礫の径・表面積が大きく,餌となる有機浮遊物が滞留しやすいため個体数が多く生息密度が高い.しかし,高流速域にとどまることができる種が限定されるため,種数は減少する.同下流部は生息密度が低く単位面積あたり種数が多い.
4.胃内容物調査によれば,サケ科魚の多くは陸生昆虫を好み(94%),フクドジョウなど底生魚の餌は水生昆虫である(99%).
5.以上から魚道を設計するには,(1)対象魚道の勾配,5年確率流量,84%河床粒径を設計条件としてあたえ,(2)交互砂礫州の発生条件を満たす川幅を決定し,(3)提案式により礫列・礫段の平均波長(λ)を算定し,分散σ^2=0.36λ^2をあたえて対数正規分布となる波長系列を乱数発生により求め,(4)84%粒径程度の礫を直線状または連続W型状に並べ固定化した人工構造物(ステップ)を用意し,(5)(2)の間隔で現場に設置して現地材料にて埋め戻す.(6)出水を待つか人工的放流によってプール部の自然形成を計り,(7)河畔にカバー植生を施す.想定魚種により(4)のタイプを決める.

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書

研究成果

(26件)

すべて その他

すべて 文献書誌

  • [文献書誌] 長谷川和義: "渓流における礫列の細部構造"水工学論文集. 46. 695-700 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 野上 毅: "急流河川における生息場としての河床地形区分"水工学論文集. 46. 1127-1132 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 川村信也: "群別川に見られる礫列の粒径特性と空間分布特性"土木学会北海道支部論文報告集. 58. 382-385 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 野上 毅: "山地河川における魚類生息環境の区分"土木学会北海道支部論文報告集. 58. 460-463 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 長谷川和義: "群別川におけるステップ・プールの水理特性と底生動物の関係"水工学論文集. 47. 1111-1116 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 野上 毅: "急流河川における河床地形の定量的区分"水工学論文集. 47. 1087-1092 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 川村信也: "群別川におけるステップ・プール内の水理形態と底生生物の関係"土木学会北海道支部論文報告集. 59. 286-289 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kawamura, S.: "Hydraulic Environment Feature of Step-Pool Systems and Habitat of Benthos a Case in the Gunbetsu River"3^<rd> IAHR Symposium on River, Coastal and Estuarine Morphodynamics. 1029-1036 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 川村信也: "ステッププールを利用した生息型魚道の設計指針の提案"土木学会北海道支部論文報告集. 60. 402-405 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 鈴木孝司: "薄別川におけるステップ・プールの水生昆虫と魚類の関係"土木学会北海道支部論文報告集. 60. 476-477 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hasegawa, K.: "Structure of Steps of Transverse Ribs Composed with Cobbles in Mountain Streams"Annual Journal of Hydraulic Engineering (JSCE). No.46. 695-700 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hasegawa, K.: "Relation between Hydraulic Characteristics of Step-Pool System and Benthos in the Gunbetsu River"Annual Journal of Hydraulic Engineering (JSCE). No.47. 1111-1116 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kawamura, S.Hasegawa, K.: "Hydraulic Environment Feature of Step-Pool-Systems and Habitat of Benthos a Case in the Gunbetsu River"3^<rd> IAHR Symposium on River, Coastal and Estuarine Morphodynamics. 1029-1036 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 川村信也: "ステッププールを利用した生息型魚道の設計指針の提案"土木学会北海道支部論文報告集. 第60号. 402-405 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 鈴木孝司: "薄別川におけるステップ・プールの水生昆虫と魚類の関係"土木学会北海道支部論文報告集. 第60号. 476-477 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 長谷川 和義: "群別川におけるステップ・プールの水理特性と底生生物の関係"水工学論文集. 47巻. 1111-1116 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 野上 毅: "急流河川における河床地形の定量的区分"水工学論文集. 47巻. 1087-1092 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 川村 信也: "群別川におけるステップ・プール内の水理形態と底生生物の関係"土木学会北海道支部論文報告集. 59号. 286-289 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 野上 毅: "渓流における河床地形の区分"第6回応用生態工学研究会講演集. 1-4 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Nogami: "Field Experments for mitigation benthic fish habitats in the Makomanai river"I.A.H.R.,River Flow. 541-549 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 野上 毅: "急流河川におけるハビタットの定量的区分"北海道開発局技術研究発表会発表論文. CD-ROM版. (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Tanaka, K., Hasegawa, K., Tatsuzawa, H.: "Experiments on Deformation and Regeneration of Step-Pool Systems Composed of Gravel with the Talbot Grain Size Distributions"2^<nd> IAHR Symposium on River, Coastal and Estuarine Morphodynamics. 743-752 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 長谷川和義, 田中航太, 川村信也, 渡邊康玄, 野上毅: "渓流における礫列の細部構造"水工学論文集. 46巻. 695-700 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 野上毅, 渡邊康玄, 長谷川和義: "急流河川における生息場としての河床地形区分"水工学論文集. 46巻. 1127-1132 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 川村信也, 長谷川和義, 田中航太: "群別川に見られる礫列の粒径特性と空間分布特性"土木学会北海道支部論文報告集. 58号. 382-385 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 野上毅, 渡邊康玄, 小林美樹, 長谷川和義: "山地河川における魚類生息環境の区分"土木学会北海道支部論文報告集. 58号. 460-463 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-03-31   更新日: 2016-04-21  

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