魚道

魚道、魚道、魚段、魚大砲とも呼ばれる魚道は、通し回遊性魚類の自然な回遊や河川遡上性魚類の移動を容易にするために、人工および天然の障壁（ダム、水門、滝など）の上や周囲に作られた構造物です。^[1]ほとんどの魚道では、魚は比較的低い一連の段（そのため「はしご」と呼ばれます）を泳いで登り、反対側の水域に飛び込むことで障壁を迂回することができます。段を落ちる水の速度は、魚をはしごに引き寄せるのに十分な速さである必要がありますが、魚を下流に押し戻したり、川を上る旅を続けることができなくなるほど魚を疲れさせてしまうほど速くあってはなりません。

荒れた魚道に関する記録は 17 世紀のフランスにまで遡り、そこでは枝の束を使って急峻な水路に障害物を回避するための階段を作っていた。

1714 年にダムを迂回する古い水路が建設されたことは、「もともと川を魚が行き来するために掘られた」もので、1823 年の米国巡回裁判所の Tyler v. Wilkinson 事件で言及されています。この例は、1880 年の Pawtuxet Falls の魚道よりも古いものです。1714 年の水路は「この目的にはまったく役に立たなかった」ため、1730 年にその場所に製粉所が建設されました。この水路と製粉所の使用は、米国の水法における重要な訴訟となりました。^[2]

1830年頃、スコットランドのパースシャー州ディーンストン近郊のティース川に、スコットランド人技師ジェームズ・スミスによってプールと堰のサーモン・ラダーが建設された。堰とサーモン・ラダーは現在も存在し、スコットランドで建設されたその後のサーモン・ラダーの多くはこれに触発されたものである。[ 3 ^]

1837年、カナダのニューブランズウィック州バサーストのリチャード・マクファーランが、水力製材所のダムを迂回する魚道を設計し、そのバージョンが特許を取得しました。^{[4] 1852年から1854年にかけて、アイルランドの}スライゴ州で、漁業に役立たなかった川にサケを引き寄せるためにバリソデア魚道が建設されました。1880年、米国ロードアイランド州のポートゥックスト滝ダムに最初の魚道が建設されました。この魚道は、1924年にプロビデンス市が木製のダムをコンクリート製のものに交換したときに撤去されました。米国は1888年に魚道を法制化しました。^[5]

産業革命が進むにつれて、ダムやその他の河川の障害物はより大きく一般的になり、効果的な魚のバイパスの必要性が生まれました。^[6]

プールと堰

魚道の最も古いスタイルの 1 つです。一定の長さの一連の小さなダムとプールを使用して、魚が障害物を迂回できるように、長く傾斜した水路を作ります。水路は固定された水門として機能し、水位を徐々に下げます。魚は上流に向かうために、はしごの箱から箱へと飛び越えなければなりません。

バッフル魚道

水路内に一連の対称的で狭い間隔のバッフルを使用して水の流れの方向を変え、魚が障壁を迂回できるようにします。バッフル魚道には休憩場所は必要ありませんが、休憩場所を提供したり、流れの速度を低下させたりするためにプールを含めることができます。このような魚道は、建設に必要なスペースを最小限に抑えるためにスイッチバックを使用して構築できます。バッフルにはさまざまなデザインがあります。最も一般的なデザインは、これを設計したフランス人エンジニアにちなんで名付けられたラリニエパスです。これらはサケ科の魚だけでなく雑魚にも適しており、カヌーが使用できるほどの大きさに構築できます。^[7]デニル魚道の元のデザインは、1909年にベルギーの科学者G.デニルによって開発されました。それ以来、さまざまな方法で調整および改造されてきました。たとえば、アラスカンスティープパスは、もともとアラスカの遠隔地向けに設計されたモジュール式のプレハブデニル魚道の派生型です。ニュージーランドのネルソンでは、環境修復の一環として魚の通過を改善するため、プロジェクト・マイタイによっていくつかの水路にバッフルが設置されました。

魚エレベーター（または魚リフト）

はしご型のデザインを一新し、障害物を越えて魚を運ぶための一種のエレベーターを提供する。これは高い障害物に適している。魚エレベーターでは、魚は障害物の底にある集水域に泳ぎ込む。集水域に十分な数の魚が集まると、ホッパーに押し込まれ、障壁の上の川に流れ込む水路に運ばれる。例えばコネチカット川では、2つの魚エレベーターが一度に最大500匹の魚を52フィート（15.85メートル）持ち上げて、ホリヨークダムを通過させている。2013年には、エレベーターは40万匹以上の魚を運んだ。^[8]

岩石斜面魚道

大きな岩や木材を使って、自然の構造を模倣したプールや小さな滝を作ります。梯子に必要な水路の長さを考えると、このような構造は比較的短い障壁に最適です。魚の産卵場所を提供できるという大きな利点があります。^[9]

縦型魚道

プールと堰のシステムに似ていますが、各「ダム」には水路の壁の近くに狭いスロットがあります。これにより、魚は障害物を飛び越えることなく上流に泳ぐことができます。垂直スロット魚道はまた、障壁の両側の水位の季節変動をかなりうまく処理する傾向があります。最近の研究では、航行用水門を垂直スロット魚道として運用して、泳ぎが苦手な魚を含むさまざまな生物のアクセスを向上させる可能性があることが示唆されています。^{[10] [11]}

魚サイフォン

パスを水路と平行に設置し、2 つの水路を連結するために使用できます。パスはサイフォン効果を利用して水の流れを調整します。このスタイルは、特に洪水防御に役立ちます。

魚の大砲

湿った柔軟な空気圧チューブが空気圧を利用してサケを一匹ずつ吸い込み、目的の水域に優しく打ち出します。このシステムはもともとワシントン州ベルビューのWhooshh社がリンゴを安全に輸送するために設計したものです。^{[12] [13] [14]}

ボーランドフィッシュロック

これは運河の水門に似ている。障害物の下流端では、水門から流れ出る水によって魚が集水プールに引き寄せられる。一定間隔で水門が閉じられ、上層から集水プールと傾斜シャフトに水が満たされ、魚が上流レベルまで持ち上げられる。シャフトがいっぱいになると、最上層の水門が開き、魚が上流への旅を続けられるようになる。その後、最上層の水門が閉じ、シャフトが空になり、このプロセスが再び始まる。スコットランドには、ボーリー川のアイガスダムなど、水力発電ダムに関連して、ボーランド魚閘門が数多く建設されている。 [ ^15]

魚のロック

魚閘門には、ボーランド閘門、ディールダー閘門、パブロフ閘門など、いくつかの種類があります。新しいタイプの魚閘門はフィッシュコン閘門で、コンパクトなスペースで魚の上流と下流の両方の移動を可能にします。この革新的な技術はフィッシュコン社によって開発されました。2019年から2024年半ばの間に、オーストリア、ドイツ、スイスに7つのフィッシュコン閘門が設置されました。これらの設置のうち5つはすでに独立した評価を受けており、優れた結果が得られており、オーストリアとドイツの基準に従って機能的であるとみなされています。^{[16] [17]}

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  アメリカ合衆国コロンビア川のジョンデイダム魚道
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  魚エレベーター
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  オランダのマース川の魚道
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  カナダ、ノースバンクーバーの魚道
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  はしごを登るキングサーモン
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  イギリスのダート川の魚道の詳細
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  ワシントン州イサクア川のはしごを登るサケ
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  米国カリフォルニア州ビッグサーのリトルサー川沿いにあるキャンプ ピコ ブランコの双方向季節限定ラダー
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  スウェーデン、グルスポングの発電所近くにあるサケ用の魚道
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  デボン州オッター川の小さな魚道
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  魚道アクセスポイント（発電機・水門複合施設の下流側から）：コブレンツのモーゼル川
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  オーストリアのアルム川にあるフィッシュコン閘門

魚道の有効性については、記録がまちまちです。これは魚種によって異なり、ある研究では、産卵場に向かう途中ですべての魚道を通過するアメリカシャッドはわずか3%であることが示されています。^[18]有効性は、魚種の遊泳能力と、魚が上流と下流にどのように移動するかによって異なります。たとえば、魚が上流を通過できるように設計された魚道は、下流を通過できない場合があります。^[19]魚道は常に機能するとは限りません。実際には、遊泳能力データを流体力学的測定値と一致させることが課題です。^{[20] [21]}水泳テストで同じプロトコルが使用されることはめったになく、出力は単一点測定またはバルク速度のいずれかです。対照的に、流体の流れの物理的および数値的モデリング（つまり流体力学）は、細かい空間的および時間的解像度を備えた詳細なフローマップを提供します。規制当局は、流体力学的測定値と遊泳能力データを一致させるという困難な課題に直面しています。

過去30年間^{[いつ? ] 、}暗渠が自然の小川や河川に及ぼす生態学的影響が認識されてきました。暗渠の排水能力は水文学的および水理工学的考慮から導き出されますが、^[22]その結果、樽内の流速が大きくなり、魚が通過できなくなる場合があります。

魚に優しい代替策として、バッフルをバレルの底面に沿って設置することがある。^{[23] [24] [25]}流量が少ない場合、バッフルは流速を下げて水深を深くし、魚の通過を容易にする。流量が多い場合、バッフルは局所的な流速を下げ、再循環領域を生成する。しかし、バッフルは与えられた流入量に対して暗渠の排水能力を大幅に減らす可能性があり、^[26]そのため、同じ設計流量と流入量を達成するための暗渠構造の総コストが大幅に増加する。魚と乱流の相互作用が上流への移動を促進する可能性があると考えられているが、最適な設計は流体力学と魚の運動学の両方の慎重な特性評価に基づく必要がある。^{[21] [27] [28]}最後に、実用的な工学設計の影響を無視することはできないが、乱流の類型をしっかりと理解することは、上流への魚の通過につながる境界処理を成功させるための基本要件である。^[29]

• エルバー峠
• グレン・D・パーマー・ダム – イリノイ州ヨークビルのダム
• 魚のドアベル – クラウドソーシング魚道
• 魚類の移動 – 魚類が定期的に水域のある場所から別の場所へ移動すること
• 魚スクリーン – 魚が泳いだり水路に吸い込まれたりしないように設計された装置フォールバックとしてウィキデータの説明を表示するページ
• ピトロッホリー魚道 – スコットランド、パース・アンド・キンロスの構造
• サケの遡上 – サケの年間回遊

• サケを救うために（1997年）アメリカ陸軍工兵隊。
• 魚に優しい水路と暗渠 - 流体力学と魚の乱流相互作用の統合 (2017) クイーンズランド大学。

ウィキメディア・コモンズには、魚道に関連するメディアがあります。

• 魚道上の流れの水理学に関する研究
• セント・ウルス・ダム（ケベック州リシュリュー川）の垂直スロット魚道とウナギ梯子の建設
• 魚道センター
• 魚道。設計、寸法、監視、国連食糧農業機関/ドイツ水産業文化協会 (DVWK)、ローマ、2002年ISBN 92-5-104894-0 ISBN 3-89554-027-7 ( FAOの欧州内水面漁業諮問委員会 (EIFAC)のFTP エリアからZip ダウンロード^{[永久リンク切れ‍ ]} )   
• 米国、クラマス川の改修を命令 － ダム撤去はサケの通過を可能にするために費用対効果が高いことが判明する可能性 －ワシントンポスト、2007年1月31日
• 魚道とエレベーターは機能していません。
• ボックスカルバートの上流魚道：魚と乱流はどのように相互作用するのか？クイーンズランド大学土木工学部、ハン・ワン博士とヒューバート・シャンソン教授