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湖沼学タワーは、水生生態系(湖沼学)の研究を容易にするために水域内に建設された構造物です。フィルターを詰まらせて水の味に影響を与える 藻類の大量発生を予測できるため、飲料水インフラにおいて重要な役割を果たします。
目的
湖沼学タワーは、センサーやサンプリング装置を取り付けることができる固定構造を提供します。[1] 水面下の構造の深さにより、湖や貯水池のさまざまな層の水を調査できます。[2]飲料水処理プラントに水を供給するために使用する貯水池 では、湖沼学的な状態の管理が重要になる場合があります。特定の状況では、藻類の大量発生が発生し、フィルターが詰まり、水のpH が変化し、味や臭いの問題が発生する可能性があります。センサーが湖底レベルまで伸びている場合は、タワーを使用して、条件によっては無酸素状態（酸素含有量が低い）になり、湖の生態系に影響を及ぼす可能性のある深層水（水の最も下の層）を監視することもできます。[3]
藻類の大量発生が水質問題を引き起こし始めてから、イギリスでは飲料水を供給する貯水池に湖沼学の塔が建設されている。水質と藻類のレベルに関するデータを提供することで、塔は藻類の行動を予測し、管理者が藻類の大量発生を防ぐために状況を変える決定を下せるようにする。これらの決定には、水の流入量を変えること（特に栄養豊富な取水が考慮される場合）、異なる層の水の混合を促進するためにウォータージェットを作動させること、水を汲み上げる深さを変えることなどが含まれる。これらの決定は、数時間から数年にわたって貯水池の行動に影響を与える可能性がある。[3]
例
北米
1961年、アメリカとカナダの国境にある五大湖に、湖沼学と気象学を組み合わせた観測塔が6基設置された。五大湖研究所によって、ヒューロン湖に3基、オンタリオ湖に2基、エリー湖に1基設置された。これらは設計が革新的で、主に4インチ (100 mm) の水道管で造られたため、建設費が安かった。水深7～63メートル (23～207フィート) に建設されたこれらの塔は、風速、気温、降雨量のほか、さまざまな深さの水温や流れを測定した。短い塔 (水深60フィート (18 m) 未満) は湖底に直接取り付けられ、より深い水深の塔は水没したバラストタンクを備えた浮体式で、ケーブルと重りで湖底に固定されていた。[4]
1960年代には、ヒューロン湖のダグラス岬近くにさらに2基の湖沼観測塔が建設された。高さ24メートル（79フィート）の塔は1961年に4キロメートル（2.5マイル）沖合に建設され、2基目は1969年に47メートル（154フィート）の高さに建設された。これらは、ジンバルで湖底に固定され、張力のかかったケーブルとアンカーガイで支えられたポールである。塔の任意の深さに移動できる可動式サーミスターセンサーと、さまざまな深さに固定された温度計が特徴で、湖のさまざまな水層の温度を監視することを目的としていた。[5]
イギリス
1970年代初頭、表面積でイングランド最大の貯水池であるラトランド・ウォーターにコンクリート製の湖沼学タワーが建設された。タワーの設計は水研究センターとの協議に基づいており、貯水池の生態学的状態を監視するための最良のツールを提供することで、運営者（アングリアン水道局）が貯水池を最適に管理できるようにすることを意図していた。タワーは水温、溶存酸素レベル、水中の蛍光度（藻類含有量の指標）を2メートルの深さごとに監視する。[3] タワーはまた、様々な深さから水のサンプルを採取してさらに検査する機能を備えており、自動気象観測所も搭載している。[2] データは連続的で、ダムにある貯水池管理センターにリアルタイムで視覚的に表示される。タワーの場所は運営者のニーズに最も合うように選ばれた。貯水池は北支流と南支流の2つの支流で構成されており、栄養分を豊富に含む水がすべて南支流に流れ込むように設計されている。敷地の東端で使用するために水を汲み上げる前に、栄養分が枯渇するように意図されている。北側の支流は栄養分の少ない水源から供給されており、藻類の繁殖による影響は比較的少ないはずである。南側の支流が藻類の繁殖の影響を受ける場合に備えて、北側の支流からのみ水を引く二次排水口が利用可能である。さらに、貯水池の水が使用できない場合、運営者はネン川から直接水を引くことができる。 [3]
ロンドン近郊のクイーン・マザー貯水池にも湖沼観測塔がある。[6]
参考文献
- ^ ヘンダーソン・セラーズ、ブライアン (1984)。工学湖沼学。ピットマン・アドバンスト・パブリッシング・プログラム。ISBN 9780273085393。
- ^ ab ハーパー、デイヴィッド (1978)。 「ラトランドの水の陸水学」。Internationale Vereinigung für Theoretische und Angewandte Limnologie: Verhandlungen。20 (3): 1604 ～ 1611 年。土井:10.1080/03680770.1977.11896738。ISSN 0368-0770。
- ^ abcd Ferguson, AJD; Harper, DM (1982年3月1日). 「ラトランドの水生植物プランクトン：その発展は資産か迷惑か？」Hydrobiologia . 88 (1): 117– 133. doi :10.1007/BF00008304. ISSN 1573-5117. S2CID 42102241.
- ^ ディーン、ロジャー E. (1963 年 4 月 1 日)。「五大湖の湖沼学および気象観測塔」。 陸水学および海洋学。8 (1): 9– 15。Bibcode : 1963LimOc...8....9D。doi : 10.4319 / lo.1963.8.1.0009。ISSN 1939-5590。
- ^ Hale, AM (1973). 「カナダ、ヒューロン湖の沿岸域の熱構造について」. Tellus . 25 (4): 400– 409. Bibcode :1973Tell...25..400H. doi : 10.3402/tellusa.v25i4.9674 . ISSN 0040-2826.
- ^ Pawsey, DBH; Humphrey, AW (1976 年 10 月)。「クイーン マザー貯水池 - その設計と建設のいくつかの側面」。Ground Engineering : 27– 30 ページ。