大分県の南東部に位置する番匠川は，大野川および五ケ瀕川との分水嶺にあたる三国峠にその源を発し，渓流を集めながら東流し，本匠村，弥生町を流下して佐伯市に入って河口デルタを形成し佐伯湾に注ぐ，流域面積464km²，幹川流路延長42kmの九州東部における重要な河川である。

番匠川が形成した河口デルタの派川である中江川は，本川左岸5.1km附近に位置する天神鶴樋門に端を発する派川で，古くは本川として女島水門地点を流下する蛇行河川であったが，番匠川の改修工事によって本川から分離されたもので，佐伯市内は天神鶴樋門および女島水門によって洪水から護られている。

本川から分派した中江川（延長4.7km）および中川（延長3.2km）は，佐伯市内を流れる都市河川である。これら両河川は自己流量は少なく全川が潮汐の影響を受ける感潮区間であって，番匠川の女島水門および天神鶴樋門を通じて潮汐に起因する交番流が常に作用しているため，河川による自然浄化作用は少ない。

このような状況下にあって周辺地域は人口の集中による宅地化や工業化が進み，生活雑排水や工場排水等による水質汚濁が増大して水質は悪化の傾向をたどってきた。その後，河川への排出規制の強化と生活環境の保全意識の高揚等から水質は昭和48年をピークとして，現在では横ばい状態であるが，依然として環境基準は満足しておらず地域住民から両河川の浄化が強く望まれている。

観測地点の水質（図ー２）および水質環境基準の水域類域指定状況は，番匠川（下流部）がB（BOD３㎎／ℓ 以下），中川・中江川でE（BOD10㎎／ℓ 以下）となっている。

中川（新常盤橋）および中江川（長島橋）の水質調査結果は図ー３に示すとおりである。

中川，中江川の現況における流況は，満ち潮時には河口より入潮が生じるとともに，上流端の天神鶴樋門および女島水門地点において番匠川からの流入がある。一方，引き潮時には河口に向けて順流となり，天神鶴樋門においては番匠川からの流入があるが，女島水門では中江川から番匠川へ逆流が生じる（図ー４・ｂ）。

現在の中川，中江川の水質汚濁は，潮汐に起因する交番流によって汚濁物質が帯留することが要因の一つとなっている。このため中川，中江川の自然潮汐による交番流を水門操作によって制御を行い清浄な入退潮量を増加させ流れを良くして水質浄化を計ることを計画した。中江川水門の操作は満ち潮時には水門を開けて番匠川から中川，中江川へ自然潮汐による清浄水を流入させ（図ー４・ａ）,また，引き潮時には中江川水門を閉めて中江川から番匠川への逆流出を防止するものである（図ー４・ｂ）。

一方では，中川の河道改修（河床のヘドロ浚渫など）を行って中川への分流量を増加させる工事を大分県で実施している。

中江川水門を満潮から引き潮時に閉操作することによって番匠川への逆流防止を行い，潮汐の大小にもよるが，日平均で0.9～2.2m³／s程度の清浄水を中川，中江川に入潮させることが可能になる。これによって中川では水質がBODで２㎎／ℓ程度浄化されることになり，中川の改修によって上流部の水質をBODで2～4㎎／ℓ程度が浄化され，環境基準値（10㎎／ℓ）は達成されることになる。

本システムは，前述のように中江川水門を潮位の干潮・満潮に同期して開閉することにより中川，中江川の河川浄化を図るための水門自動制御システムであり，下記の特徴を示している。

本システムの全体構成を図ー６に示す。

番匠川と中川・中江川との河道特性の違いにより，水門設置地点の潮汐による水位の遅れは図一７に示すとおりである。

水門制御の基本は，番匠川の水位が中江川の水位より高い時間帯は全開とし，逆に低い時間帯は全閉とすることである。即ち，水門地点の満潮・干潮を潮汐表と水位計によって検出し，水門の開・閉を安全，確実に作動させる制御方式を採用している。

日本全国の各基準点には，気象庁公表の潮汐表（天体潮）があり，本地点では，佐伯湾潮汐表が基準となっている。佐伯湾水位と水門地点水位とは図ー７に示したように潮流の流達遅れがある。

又本地点の水位は，上流からの河川水流下と潮の干満作用により，複雑な流れが予想される。

しかし，平常は干満の時間帯と各潮（大潮小潮等）時の潮位は，水門地点の観測データから概ね一定であり，本システムでは天体潮に一定の時間帯を付加することを基準とした。

なお本システムでは，安全・確実を期するため次項（２）の水位計測による干満時ピーク演算検出方式を併用し水門制御を行っている。

水門地点に水位計を設置し，水位変化率を一定周期毎に演算し，水位データのピークを検出している。図ー８に本方式の説明図を示す。

水門動作タイミングは，潮汐表との関係により次のように行っている。

以上の水門制御の動作フローチャート及び動作タイミングチャートを図ー10，図ー11に示す。

本水門は，完成後は地元へ移管され最終的には佐伯市の管理になる予定である。前述のように本水門の操作は自動運転となるが，異常発生時対策として，佐伯市役所でも図ー９に示すように遠方監視できるようになっている。

水門の自動制御に対しては，下記の点での安全対策が必要である。

本水門の場合，下記の事態が考えられる。

前者については，水門での内外水位差が大きい場合，開時に大量の水が流出することによって，付近の水遊び，釣り等で河川に入っている人達の流出事故，あるいは，付近の小型船舶のまき込み事故等が考えられる。又，後者については，ゲート降下による通行中の船舶のかみ込み事故及びゲートヘの衝突事故等が懸念される。

本システムでは，上記の安全対策として下記の方法を採用している。

尚，本水門の周辺は住宅地域であり，又現地調査の結果，水門付近では釣り，レジャー等で人が河川に入り込むことは，ほとんど皆無であることが判明したので，サイレン，スピーカ等による可聴警報は行わないものとした。

システム異常時として下記事項が考えられる。

以上の異常事態が発生した場合のゲート動作を表ー2に示す。

停電時に水門が操作できなくなることは，船舶の通行確保や洪水時の対応等で問題となり，予備電源装置を設置し，停電時にも水門が操作可能なものとしている。尚，停電時の水門動作は表ー３に示すとおりである。

ａ　中江川水門電気室の機能

中江川水門では，水位データ・ゲート状態及び船舶検知情報の表示・記録並びに手動・自動によるゲート制御を行う機能を有すると共に佐伯市役所へゲート動作に係わる情報を転送する機能を有している。

ｂ　佐伯市役所の機能

中江川水門のゲート状態及びゲート動作予定時刻の表示を行うと共に，異常が発生した時はブザーにより警報を発する。

本システムの構成機器と各機器の仕様を表ー４に示す。

中川，中江川の環境整備事業には昭和59年度に着手し，本年度をもって完了するが，本稿では中江川水門の操作設備の概要などを紹介させて頂いた。本水門制御システムは，干満潮位表と検知によって１日４回の水門全開，全閉操作を行うものであるが，自動制御装置（µ-ＣＰＵ）による無人自動制御方式を採用したことにより，水門の開閉時の安全対策についても留意した。

なんといっても，市民の生活環境を改善するためには，中川，中江川の水質浄化対策事業を進めることと併せて流入汚濁の規制強化と立ち遅れている公共下水道の早急な整備が必要であり，これらの整備を行い河川環境を充実させて，住みよくて，うるおいあるまちづくりを推進したい。