ダムの水質保全

ダム事典

ダムの水質保全　（だむのすいしつほぜん）

近年ダムの水質保全が重視されています。 　ダムは、都市用水、かんがい用水などを生み出しています。また、ダムからの放流水は、下流河川の水質に大きく影響を与えます。貯水池や放流水の水質は、これらの用水利用や下流河川の環境保全に支障のないものでなければなりません。さらに、ダム湖自体が、動植物の生息の場、レクリーエーションの場などとして、良好な環境を保持する必要があります。 ●ダム貯水池の水質現象 【冷水・温水現象】 　貯水池内の表層水は、春から秋にかけて、太陽輻射などにより暖められ、温かい水の層が形成されることがあります。そして、水温成層と呼ばれる垂直方向の層が形成され、暖かい流入水は表層に流れ込み、下層は冷たいままで維持されます。このような現象を冷水・温水現象と呼びます。 　このような現象が起きると、ダムの放流口が中・低層にあると放流水の水温が低くなり、下流河川の生物や農業などに悪影響が生じることがあり、逆に、表層水を取水している場合には、放流水が流入水よりも高温となることがあります。 【濁水長期化現象】 　洪水などの時に周辺の土壌を洗い流した水が河川に流れ込んで、河川の水が濁度の高い状態になることがありますが、これを濁水と呼びます。 　ダムのない河川の場合、濁水はそのまま河川を流下し、洪水が終われば元の状態に戻る一過性のものであるのが一般的です。しかし、貯水池があると、そこに濁水が貯留され、洪水後徐々に放水されるため、下流河川の濁りが長期化する現象を生じることがあります。これを、濁水長期化現象といいます。濁水長期化現象を防ぐため、選択取水設備が利用されることがあります。 【富栄養化】 　生物が成育・生活をするために外から取り込む必要のある塩類を栄養塩類といいます。植物では土中の水などに溶けている栄養塩類が体の表面や根などから、動物では主に餌に含まれて体内に取り込まれます。 　湖沼などについて、水中の栄養塩類が豊富になることを富栄養化といいます。富栄養化が進行すると、そのほかの条件と相まって、水中のプランクトンが増殖し、水質汚濁の原因となります。富栄養化で問題となる代表的な栄養塩類としては、窒素（Ｎ）とリン（Ｐ）があります。 ●水質保全対策 　ダムの水質現象に応じて、様々な対策が取られます。（→日本のダム：水質保全） 〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜 　冷水・温水対策としては、選択取水設備の設置が一般的です。 【選択取水】 　ダム湖の水は表層・中層・下層で温度や濁度などが異なります。必要に応じて取水する高さを変え、深さにより異なる性質の水を目的に応じて取ることを選択取水といい、下流の冷水対策、濁水対策などとして利用されます。例えば、農業用水ならば温かい水の方が作物の育成によいので、太陽の熱で暖まった表面近くの水を取水します。選択取水のために選択取水設備が設けられますが、最近では大規模なものも出てきています。（→日本のダム：選択取水設備） 〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜 　濁水長期化対策としては、選択取水設備の設置が一般的です。さらに、濁水バイパスや清水バイパスを整備する方法もあります。 【濁水バイパス】 　濁水長期化対策の一つで、洪水時に濁水をダム下流へ直接流し、濁質の貯水池への流入を抑制するために整備されるバイパス水路です。奈良県の旭ダムでは排砂バイパスが設置されていますが、これは濁水バイパスの役割も兼ね備えており、濁水バイパスの先駆的事例といわれています。（→日本のダム：旭） 【清水バイパス】 　貯水池から濁水が流れ出るのを抑制するため、選択取水設備により濁度の低い水を放流するようにしますが、貯水池の濁度が大きい場合にはこの方法のみでは不十分なことがあります。このようなときに、貯水池の上流で、流入する濁りの少ない水を取水して、貯水池を迂回するバイパス水路を経由して、直接ダムの下流に放流することが有効です。このバイパス水路を清水バイパスといいます。（→日本のダム：阿木川） 〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜 　富栄養化対策は、流域対策、流入河川対策、貯水池内対策に分類できます。 　流域対策は、流域内の生活系、畜産系、農業系などの汚濁源を対象にして、流出の低減を図るもので、下水道の整備、畜産廃水処理設備の整備などです。 　流入河川対策は、ダム貯水池への流入水に含まれる栄養塩類を低減するためのもので、前貯水池による有機性懸濁物質の沈殿除去、水生植物による浄化、礫間浄化などです。また、バイパス水路により貯水池下流へ流入水を直接放流する流路転換対策もあります。 　貯水池内対策としては、曝気による対策が代表的です。 【曝気】 　水の中に空気を吹き込んで溶けている酸素の量の増加を図ることをいい、水質の改善のために行われます。そのために用いられる装置には二つのタイプがあります。 ■低層曝気装置 　貯水池の深水層で酸素が不足すると、低質から鉄、マンガン、硫化水素、栄養塩類などが流出し、赤水・黒水現象が発生したり、富栄養化による汚濁の原因になったりします。これを防ぐため、深水層に空気を供給する装置が低層曝気装置です。 ■曝気式循環装置 　貯水池の水は、夏期などの温かい時期には、表層に温かい水が滞留して表水層を形成し、深い部分には冷たい水の深水層ができます。これらの中間は、温度などが急激に変化する部分で、躍層と呼ばれます。曝気式循環装置は、この躍層で曝気により水の流動を起こし、循環混合層を形成するための装置で、これにより表層に集積しやすい植物プランクトンを光の届かない下層に拡散し、植物プランクトンの増殖・集積を抑制します。浅層曝気装置とも呼ばれます。 （→日本のダム：水質保全） 〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜〜 　以上の他に、最近調査研究されている対策として、人口浮島の設置、生物的浄化、貯水池水位低下・干し上げによる水質浄化などがあります。 　人口浮島の設置は、人口浮体に植物を植えた構造物を貯水池に浮かべるもので、景観改善などとともに水質の改善も期待されています。 　生物的浄化は、ヨシ、マコモ、ホテイアオイなどの植物を植え、刈り取るなどによって、栄養塩類の低減を図ろうとするものです。 　貯水池水位低下・干し上げによる水質浄化は、日本では古くから農業用溜池で行われてきており、最近では、渡瀬貯水池で藻類発生によるカビ臭対策として行われた事例があります。