特許 7478396 ビオトープ実験施設及び水生生物の保全施設

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-24

(45)【発行日】2024-05-07

(54)【発明の名称】ビオトープ実験施設及び水生生物の保全施設

(51)【国際特許分類】

   A01G 25/00 20060101AFI20240425BHJP

   E02B 5/00 20060101ALI20240425BHJP

   E03B 3/06 20060101ALI20240425BHJP

【ＦＩ】

A01G25/00 601Z

E02B5/00 Z

E03B3/06

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021043998

(22)【出願日】2021-03-17

(65)【公開番号】P2022143472

(43)【公開日】2022-10-03

【審査請求日】2023-08-17

(73)【特許権者】

【識別番号】504171134

【氏名又は名称】国立大学法人 筑波大学

(73)【特許権者】

【識別番号】000140292

【氏名又は名称】株式会社奥村組

(74)【代理人】

【識別番号】100128509

【弁理士】

【氏名又は名称】絹谷 晴久

(74)【代理人】

【識別番号】100119356

【弁理士】

【氏名又は名称】柱山 啓之

(74)【代理人】

【氏名又は名称】鈴木 知

(72)【発明者】

【氏名】上條 隆志

(72)【発明者】

【氏名】浅野 博光

(72)【発明者】

【氏名】稲留 康一

(72)【発明者】

【氏名】長 千佳

【審査官】竹中 靖典

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－２５７０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３０８９２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１６５６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１７１８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１５５１９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１４３９４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｇ ２５／００

Ｅ０２Ｂ ５／００

Ｅ０３Ｂ ３／０６

Ａ０１Ｋ ６７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

池と、該池につながる用水路と、上記池から排出される池水が流入する排出部と、上記用水路に池水を供給する供給部と、池水を上記池に循環させるために、上記排出部から上記供給部へ池水を給水する池水循環系と、上記用水路に設けられ、池水が溜められる実験池と、該実験池内に設けられ、当該実験池の水位を調整する水位調整手段とを備えたことを特徴とするビオトープ実験施設。

【請求項2】

前記排出部には、前記実験池から前記水位調整手段を介して排出される池水が流入されることを特徴とする請求項１に記載のビオトープ実験施設。

【請求項3】

前記池の水位を調節する池水位調節手段と、前記用水路と上記池の間に設けられ、当該用水路の流水量を調整する流量調整手段と、上記用水路から前記実験池への流入池水量を調整する流入量調整手段とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載のビオトープ実験施設。

【請求項4】

前記用水路には前記実験池が複数設けられ、それらの前記実験池が相互に異なる深さで掘削形成されることを特徴とする請求項１～３いずれかの項に記載のビオトープ実験施設。

【請求項5】

前記実験池に井戸水を給水する井戸水給水系を備えたことを特徴とする請求項１～４いずれかの項に記載のビオトープ実験施設。

【請求項6】

請求項１～５いずれかの項に記載のビオトープ実験施設の前記池が、水生生物の保全を必要とする池で構成されることを特徴とする水生生物の保全施設。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生物多様性の保全に役立つ、動物や植物の生息・生育環境を研究するのに好適なビオトープ実験施設、及び当該ビオトープ実験施設を活用し、環境保全に利用可能な水生生物の保全施設に関する。

【背景技術】

【0002】

動物や植物は本来自然環境の中で生息・生育する。植物の生育を補助するシステムに関する技術として、例えば特許文献１が知られている。特許文献１の「ヨシの育苗システム及びそれを用いた育苗方法並びにヨシの移植方法」は、苗床と、該苗床に水を供給する給水設備と、発芽発根用貯水池とから概ね構成してある。苗床は、その底部に苗床資材を敷設するとともに該苗床資材の天端よりも水位が高くなるように水を張って構成してある。給水設備は、水源としての河川から導水された水を貯水する開放型貯水槽と、該開放型貯水槽内と苗床内とを連通させる給水管とから構成してあり、苗床及び発芽発根用貯水池内では、かかる給水設備から供給された水が流水するようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００３－１４３９４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

地球自然環境保護の一環として、多様な生物の保護が唱えられており、生物多様性の保全に役立つ、動物や植物の生息・生育環境を研究するための実験施設の開発が望まれている。

【0005】

また、研究成果の反映などによって、生物多様性に適合する環境保全を実現することが望まれる。

【0006】

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、生物多様性の保全に役立つ、動物や植物の生息・生育環境を研究するのに好適なビオトープ実験施設、及び当該ビオトープ実験施設を活用し、環境保全に利用可能な水生生物の保全施設を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明にかかるビオトープ実験施設は、池と、該池につながる用水路と、上記池から排出される池水が流入する排出部と、上記用水路に池水を供給する供給部と、池水を上記池に循環させるために、上記排出部から上記供給部へ池水を給水する池水循環系と、上記用水路に設けられ、池水が溜められる実験池と、該実験池内に設けられ、当該実験池の水位を調整する水位調整手段とを備えたことを特徴とする。

【0008】

前記排出部には、前記実験池から前記水位調整手段を介して排出される池水が流入されることを特徴とする。

【0009】

前記池の水位を調節する池水位調節手段と、前記用水路と上記池の間に設けられ、当該用水路の流水量を調整する流量調整手段と、上記用水路から前記実験池への流入池水量を調整する流入量調整手段とを備えることを特徴とする。

【0010】

前記用水路には前記実験池が複数設けられ、それらの前記実験池が相互に異なる深さで掘削形成されることを特徴とする。

【0011】

前記実験池に井戸水を給水する井戸水給水系を備えたことを特徴とする。

【0012】

本発明に係る水生生物の保全施設は、上記ビオトープ実験施設の前記池が、水生生物の保全を必要とする池で構成されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明にかかるビオトープ実験施設にあっては、池の動物や植物の生息・生育環境を利便性よく研究することができ、生物多様性の保全に役立たせることができ、また、本発明に係る水生生物の保全施設にあっては、当該ビオトープ実験施設の活用により、好適に水生生物に対する環境保全を果たすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係るビオトープ実験施設及び水生生物の保全施設の好適な一実施形態を示す構成図である。

【図2】図１の施設に備えられる水位調整手段を示す斜視図である。

【図3】図２に示した水位調整手段の側断面図である。

【図4】図１に示した施設に備えられる実験池の高さ位置関係を説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下に、本発明にかかるビオトープ実験施設の好適な一実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。

【0016】

本実施形態に係るビオトープ実験施設１は、図１に示すように、池２を備えて構成される。池２は、自然に創成されたものであっても、人工的に造成されたものであってもよい。

【0017】

池２の端２ａには、池２から排出され流入される池水を溜める排出部となる排出枡３が設けられる。排出枡３は例えば、池２に設定される管理水位のうち最低水位よりも低い位置に設けられる。

【0018】

排出枡３と池２との間には、池２の水位を調節する池水位調節手段として、開度調整自在な排水堰４が設けられる。管理水位は、池２の池水量を管理するものである。池水は、水位調節のために排水堰４が開かれることで排水され、排出枡３に流れ込んで回収される。

【0019】

池２の近隣には、池２につなげて用水路１０が設けられる。図示例では、用水路１０は１本だけ設けられているが、複数本であってもよい。

【0020】

用水路１０の水路方向の一端部は、池２への排出側端部１０ｂとして、池２に接続される。

【0021】

また、用水路１０の水路方向の他端部近くには、用水路１０に池水を供給する供給部となる供給枡７が設けられる。図示例にあっては、供給枡７は、池２の周辺であって、排出枡３が設けられた池２の端２ａとは異なる、例えば池２の反対側の端２ｂに設けられている。

【0022】

この供給枡７に近接する用水路１０の他端部は、供給枡７から池水が供給される供給側端部１０ａとされる。これら供給枡７と供給側端部１０ａとは、図示の例に限ることなく、どのような位置に配設されていても良い。

【0023】

また、排出枡３と供給枡７とは、互いに距離を隔てるように両者を離して配置する必要は必ずしもなく、隣り合うように配置してもよい。

【0024】

すなわち、用水路１０は、池２の端２ｂに設けた供給枡７の近隣に供給側端部１０ａが位置づけられ、排出側端部１０ｂが池２につなげられる。

【0025】

用水路１０は、地表面から掘り下げられ、雨水が降りそそぐなど、大気開放の水路として形成してもよいし、暗渠としてもよい。また、用水路１０から池２にわたる全体には、遊歩道などを設けるようにしてもよい。

【0026】

ビオトープ実験施設１には、池水を池２に循環させるために、排出枡３から供給枡７へ池水を給水する池水循環系５が備えられる。

【0027】

池水循環系５は、排出枡３に設けられ、排出枡３内に溜められた池水を給水する給水ポンプ６と、給水ポンプ６から送られる池水が溜められる上記供給枡７と、供給枡７と給水ポンプ６との間をつないで池水を送る循環配管８と、供給枡７に設けられ、供給枡７内の池水を用水路１０の供給側端部１０ａへ還流する還流ポンプ１１とから構成される。排出枡３は、池水循環系５が池水を循環するときの給水源となる。

【0028】

本実施形態における排出枡３及び供給枡７とはそれぞれ、ビオトープ実験施設１において池水の排出がなされる場所及び池水の供給がなされる場所を言う。これら排出枡３及び供給枡７は、例えば池２が傾斜地にある場合には、傾斜に沿って、排出枡３が低い位置に設置され、供給枡７が高い位置に設置される。

【0029】

用水路１０は、供給枡７から供給された池水が供給側端部１０ａ（供給枡７）側から池２へ向けて自然流下して流れ込むように、スロープ状の水路として形成される。

【0030】

用水路１０を流れる池水は、後述する実験池１２ａ～１２ｃに供給される他、余剰の池水は、池２へ放水される。

【0031】

用水路１０と池２との間には、実験池１２ａ～１２ｃへ池水を供給する用水路１０の水量を安定化するために、当該用水路１０の流水量を調整するための流量調整手段として、開度調整自在な流量調整堰９が設けられる。

【0032】

用水路１０を流れる池水は、流量調整堰９が閉じられることで用水路１０の水位を上昇させ、開かれることで池２に放水される。

【0033】

用水路１０には、分岐流路１３を介して、池水が溜められる実験池１２ａ～１２ｃが設けられる。図示例では、実験池１２ａ～１２ｃは３つ設けられているが、１つであってもよいことはもちろんである。

【0034】

実験池１２ａ～１２ｃは、池２の周辺の地盤を掘削して形成した穴に池水を溜めることで形成される。

【0035】

実験池１２ａ～１２ｃと用水路１０との間の分岐流路１３には、用水路１０から実験池１２ａ～１２ｃへの流入池水量を調整する流入量調整手段として、開度調整自在な堰１４が設けられる。

【0036】

実験池１２ａ～１２ｃには、実験池１２ａ～１２ｃの水位を調整する水位調整手段１５が設けられる。水位調整手段１５は、図２及び図３に示すように、実験池１２ａ～１２ｃの底部に埋設される排出管１６の取水口１６ａに設置される。

【0037】

水位調整手段１５は、上向きに開口された取水口１６ａを覆って、下通水孔１７ａを有する底部プレート１７を排出管１６に取り付け固定し、底部プレート１７に、中心位置から立ち上げてネジシャフト１８を回転自在に設けると共に、ネジシャフト１８の両側位置から立ち上げて一対のガイドロッド１９を設け、そして、これらガイドロッド１９が回り止めとなるように挿通されると共に、ネジシャフト１８と螺合するナット２０が固定され、底部プレート１７と向かい合わせで、上通水孔２１ａを有する天端プレート２１を設け、天端プレート２１と底部プレート１７との間に、上下方向に伸縮自在な不透水性の蛇腹状スリーブ２２を設け、天端プレート２１の上に、ガイドロッド１９及びネジシャフト１８を貫通させて、異物が排出管１６に流れ込むことを防ぐ半球状網体（図２では図示省略）２３を設け、一対のガイドロッド１９の上端を、底部プレート１７を挟むようにして排出管１６の外側に取り付け固定された帯状Ｕ字フレーム２４に連結固定し、ネジシャフト１８の上端を、Ｕ字フレーム２４を貫通した上方で回転操作ハンドル２５に連結し、さらに、Ｕ字フレーム２４の外側に、蛇腹状スリーブ２２周りに異物が溜まって水位調整手段１５が作動不良になることを防ぐために、当該蛇腹状スリーブ２２を包囲して筒状網体２６を設けることによって構成される。

【0038】

実験池１２ａ～１２ｃの水位は、天端プレート２１の上通水孔２１ａの位置によって決定され、当該位置よりも上方の池水は、上通水孔２１ａから蛇腹状スリーブ２２内に流れ込み、底部プレート１７の下通水孔１７ａを通じて排出管１６へ排水される。

【0039】

上通水孔２１ａの位置を決める天端プレート２１は、手動による回転操作ハンドル２５の回転操作でネジシャフト１８を回転させると、一対のガイドロッド１９で回り止めされた天端プレート２１が蛇腹状スリーブ２２の伸縮を伴ってネジシャフト１８の高さ方向に上下移動される。

【0040】

天端プレート２１の上下移動によって、実験池１２ａ～１２ｃの水位を調整する上通水孔２１ａの位置が上下に移動され、実験池１２ａ～１２ｃの水位が調整される（図３中、水位調整範囲Ｈ参照）。

【0041】

水位調整手段１５は、水位調整のために天端プレート２１を上下移動させる際、蛇腹状スリーブ２２が伸縮するので、底部プレート１７の高さ位置を変化させる必要はなく、水位調整手段全体を上下させなければならない構造と異なり、実験池１２ａ～１２ｃの底部を必要以上に深く掘削しなくてもよい。

【0042】

ネジシャフト１８の回転は、回転操作ハンドル２５を手動で操作することなく、遠隔操作されるモータ駆動方式としてもよい。

【0043】

排出管１６は、図１に示すように、排出枡３から延設された排水配管２７と会所２８でつながれ、水位調整手段１５によって実験池１２ａ～１２ｃから排出された池水が排出枡３に向けて流入して回収される。

【0044】

本実施形態にあっては、用水路１０には、並列に複数の分岐流路１３がつながれ、これら分岐流路１３を介して、複数の実験池１２ａ～１２ｃ（第１～第３実験池）が並列に設けられる。

【0045】

これら実験池１２ａ～１２ｃは、動物や植物の生息・生育環境に関し、異なる環境を創出するために、供給枡７から排出枡３に向かってスロープ状の用水路１０に沿って、地表面から、相互に異なる深さで掘削形成される。

【0046】

具体的には、図４に示すように、例えば第１実験池１２ａの掘削深さＤ１に対し、第２実験池１２ｂの掘削深さＤ２が深く（Ｄ２＞Ｄ１）設定され、また、第１及び第２実験池１２ａ，１２ｂの掘削深さＤ１，Ｄ２に対し、第３実験池１２ｃの掘削深さＤ３がさらに深く（Ｄ３＞Ｄ２＞Ｄ１）設定される。

【0047】

図示例では、各分岐流路１３に実験池１２ａ～１２ｃを一つずつ設ける場合が示されているが、一本の分岐流路１３を枝分かれさせて複数の実験池を設けるようにしても良く、この場合、それら実験池の掘削深さは、同じにしても異ならせても良い。

【0048】

本実施形態に係るビオトープ実験施設１にはさらに、井戸水を井戸２９から汲み上げて実験池１２ａ～１２ｃや供給枡７に給水し、用水路１０を流れる池水の水温を一括して、及び／または実験池１２ａ～１２ｃの水温を直接的に調整するための井戸水給水系３０が設けられる。

【0049】

井戸水給水系３０は、例えば供給枡７の近くに造成される井戸２９と、井戸２９から井戸水を汲み上げる汲み上げポンプ３１と、開閉弁３２を有すると共に汲み上げポンプ３１に接続され、開閉弁３２が開かれることにより、井戸水を供給枡７や各実験池１２ａ～１２ｃに個別に給水する給水配管３３とから構成される。

【0050】

また、付帯設備として、各実験池１２ａ～１２ｃや池２の適所に、水温計３４や管理・観察用カメラ３５が備えられる。

【0051】

水温計３４で検出される水温に応じて、井戸水給水系３０の汲み上げポンプ３１の運転・停止と開閉弁３２の開閉を行うようにし、汲み上げポンプ３１を運転して井戸水を供給することで、各所の水温を調整することができる。

【0052】

具体的には、夏季には、水温が高いときに井戸水を供給して水温を下げ、他方、冬季には、水温が低いときに井戸水を供給して水温を上げる。

【0053】

本実施形態に係るビオトープ実験施設１の作用について説明すると、池２は、生物多様性を総合的に反映した自然環境を提供し、様々な動物や植物が生息・生育する。池２は通常、排水堰４の開閉によって水位が調節され、降雨時などを含め、余剰の池水は池２から排出されて、排出枡３に回収される。

【0054】

池水循環系５は、排出枡３の給水ポンプ６と供給枡７の還流ポンプ９を運転することにより稼働される。池水循環系５を稼働すると、排出枡３内の池水は、給水ポンプ６により供給枡７へ給水され、供給枡７内の池水が還流ポンプ９により用水路１０に給水され、そして用水路１０を介して池２に循環供給される。

【0055】

供給された池水量の増分は、排水堰４を開いておくことで、排出枡３に回収される。池水循環系５により池水を池２に循環させながら、当該池２の池水を順次入れ替えることができる。

【0056】

実験池１２ａ～１２ｃに池水を溜める際には、還流ポンプ１１を運転するなどして用水路１０の池水量を確保しつつ、流量調整堰９の開度を調整しながら、分岐流路１３の堰１４を開くことにより、供給枡７から供給されて用水路１０を流れる池水を、分岐流路１３から実験池１２ａ～１２ｃへと導く。

【0057】

実験池１２ａ～１２ｃには、池水が流入して溜められる。従って、実験池１２ａ～１２ｃの池水は、池２の池水と水質が同じである。実験池１２ａ～１２ｃの水位は、水位調整手段１５の天端プレート２１の高さ位置によって調整され、余剰の池水は、排出管１６から排出枡３に向けて排水されて回収される。

【0058】

池水を溜めた後の実験池１２ａ～１２ｃの管理運用では、堰１４の開度を調整することで、実験池１２ａ～１２ｃへの池水流入量が調整される。実験池１２ａ～１２ｃにおいても、堰１４の開放に伴う流入池水量の増分は、水位調整手段１５から排出管１６を通じて排出枡３へ排出され回収される。水位調整手段１５の天端プレート２１を最も低い高さ位置にすれば、実験池１２ａ～１２ｃからほぼすべての池水を抜くことができる。

【0059】

実験池１２ａ～１２ｃは、池２から特定の動物を移したり、特定の植物を移植したりし、これにより、個別的な環境を作り出して、研究に役立てることができる。

【0060】

実験池１２ａ～１２ｃの水位を水位調整手段１５で調整できるので、生息・生育させる各種生物それぞれに適合する水深を実験池１２ａ～１２ｃに設定することができ、自在性に富んだ実験池１２ａ～１２ｃとすることができる。また、複数の実験池１２ａ～１２ｃを備えていて、同時に複数の研究を進めることができる。

【0061】

複数の実験池１２ａ～１２ｃは相互に異なる深さで掘削形成されているので、これら複数の実験池１２ａ～１２ｃを使用し、異なる多様な環境の下で、動物や植物の生息・生育について実験し研究することができる。

【0062】

用水路１０への供給枡７からの給水は、還流ポンプ１１の運転・停止によって切り替えることができ、池水を用水路１０に常時流すようにしても、必要なときにだけ流すようにしてもよい。

【0063】

用水路１０を流れて、実験池１２ａ～１２ｃに導入されずに放水される余剰の池水は、池に放水され、池の池水は給水源である排出枡３に流入するので、池水を無駄にすることなく有効利用することができる。

【0064】

用水路１０の流水量を調整する流量調整堰９を設けているので、その開度を調節することにより、実験池１２ａ～１２ｃへ池水を導入する際に用水路１０の水量を安定化することができ、ひいては適切に実験池１２ａ～１２ｃへ池水を溜めることができる。

【0065】

開閉弁３２を備える井戸水給水系３０から井戸水を、供給枡７や各実験池１２ａ～１２ｃへ適宜に供給できるので、各所の水温を個々に調整することができる。

【0066】

本実施形態に係るビオトープ実験施設１は、池２につながる用水路１０と、池２から排出される池水が流入する排出枡３と、用水路１０に池水を供給する供給枡７と、池水を池２に循環させるために、排出枡３から供給枡７へ池水を給水する池水循環系５と、用水路１０に設けられ、池水が溜められる実験池１２ａ～１２ｃと、実験池１２ａ～１２ｃの水位を調整する水位調整手段１５とを備えていて、池水の実験池１２ａ～１２ｃにより、池２の動物や植物の生息・生育環境を様々な仕方で利便性よく研究することができ、生物多様性の保全に役立たせることができ、これにより、開発行為により発生する環境への影響の補償として代償資源を提供するという代償ミティゲーションに活用することができる。

【0067】

本実施形態に係るビオトープ実験施設１は、池２に生息・生育する水生生物の保全施設として利用することができる。

【0068】

すなわち、水生生物の保全を必要とする池を、上記図１に示したビオトープ実験施設１における上記池２とすることで、水生生物の保全施設１が構成される。

【0069】

実験池１２ａ～１２ｃには、用水路１０を介して、水生生物の保全を要する池２から池水が導入されると共に当該池２から生物が移され、実験池１２ａ～１２ｃを、水生生物の保全に関するデータの収集設備として活用することができる。これにより、ビオトープ実験施設１は、水生生物の保全を必要とする池２に生息・生育する水生生物の保全施設１と成すことができる。

【0070】

上記実施形態に限らず、発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはもちろんである。例えば、排水堰４、流量調整堰９及び堰１４は、開度調整自在としたが、扉等の開度によって調節可能とする構成だけでなく、流路の底部から所定高さまで高さ位置の調節が可能な壁状の堰部材を設ける構成であってもよい。また、給水ポンプ９や還流ポンプ１１は必須ではなく、供給枡７と用水路１０の供給側端部１０ａが直接つながっていてもよい。

【符号の説明】

【0071】

１ ビオトープ実験施設、水生生物の保全施設
２ 池
３ 排出枡
４ 排水堰
５ 池水循環系
７ 供給枡
９ 流量調整堰
１０ 用水路
１２ａ～１２ｃ 実験池
１４ 堰
１５ 水位調整手段
３０ 井戸水給水系

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】