不明水対策・雨天時浸入水対策・内水浸水対策

お電話でのお問い合わせ／大阪調査事業部TEL.06-6458-1231・東京調査事業部TEL.045-642-8580

不明水調査・関連詳細調査

● 2002年／国土技術政策総合研究所／
　汚水管きょへの雨天時浸入水に関する調査報告書
● 2009年／下水道新技術推進機構／
　分流式下水道における雨天時浸入水に関する共同研究

● 2002年／国土技術政策総合研究所／
　汚水管きょへの雨天時浸入水に
　関する調査報告書
● 2009年／下水道新技術推進機構／
　分流式下水道における
　雨天時浸入水に関する共同研究

水位チップによる
不明水スクリーニング

水位チップによる不明水スクリーニング

水位スクリーニングから不明水対策へ

水位スクリーニングは迅速かつ経済的な調査手法が必須で、
これまで予算的に手をつけられなかった規模にペンタフは対応します。
「管路水位リスクアセスメント」は水位スクリーニングの手法の一つで、
もっとも優先順位が高い雨天時浸入水による溢水(内水)リスクの有無を
俯瞰的にふるい分けすることができます。
リスク評価後は抽出されたエリアにおいて流量調査や詳細調査をすることで、
エリアにコミットした不明水対策を提案いたします。

抱えている不明水問題をお聞かせください

①流域負担金の増大 ：下水道収入を上回る、負担金の発生
②溢水 ：浸水、汚損、公共衛生問題、交通障害、マンホール蓋飛散による人身事故や交通障害
③漏水 ：土壌、地下水汚染
④過負荷 ：運転・維持管理経費増大、処理水質の悪化、公共用水域汚染
⑤水密性不良箇所からの浸入水に伴う土砂流出 ：
　空洞化、道路陥没、地山の弱体化による不陸蛇行、不陸や接続不良発生による管路施設の短命化

抱えている不明水問題をお聞かせください

①流域負担金の増大 ：
　下水道収入を上回る、負担金の発生
②溢水 ：
　浸水、汚損、公共衛生問題、交通障害、
　マンホール蓋飛散による人身事故や交通障害
③漏水 ：
　土壌、地下水汚染
④過負荷 ：
　運転・維持管理経費増大、処理水質の悪化、
　公共用水域汚染
⑤水密性不良箇所からの浸入水に伴う土砂流出 ：
　空洞化、道路陥没、
　地山の弱体化による不陸蛇行、
　不陸や接続不良発生による管路施設の短命化

水位スクリーニングは次のような事をお考えの方に効果的です。

雨天時浸入水調査を実施したいが、どんな調査をすればいいのかわからない
不明水対策の調査は広範囲に展開すると多大な費用がかかるのでは
大雨時にマンホール内の水位状況、溢水状況を把握したい

下水道管路施設の調査会社として、30年の実績から最適な不明水対策調査をご提案します。

【調査方法】

圧力チップを管底に仮設し、大気圧チップと雨量トランスミッタ(タフネット)を配置して、
管内流下水位と雨量を1分単位で計測します
圧力チップは調査系統・路線ごとの複数個所に、合わせて数十～数百箇所仮設します
大気圧チップと雨量トランスミッタは、5km圏に1箇所程度仮設します
大気圧チップは人孔内の水が被らない高さに配置し、溢水の恐れがある人孔では地上部にも配置します

管路水位リスクアセスメント

管路水位リスクアセスメントは、圧力チップ等による水位スクリーニングで管内水位を連続測定し、晴雨天時に半管（インバート高）を超えるかどうかマトリックスで解析して、管路施設がもつ溢水リスクを俯瞰すると同時に、雨天時浸入水等の不明水発生の兆候を水位のみで判断する評価方法です。
評価結果は地図上にプロットし、リスクレベルの傾向と位置情報を俯瞰できるハザードマップにまとめます。また、測点の詳細は健康診断をイメージしたカルテで整理し、現状把握と計画的な維持管理に適しています。

【評価方法】

晴雨天時のリスクレベル判定基準

小口径管渠の計画最大汚水量に相当する半管(50％)水位と、溢水リスクが急に高まる満管水位以上とで区分される3段階評価です。

リスクレベルのマトリックス評価

晴・雨天時のリスクレベルをマトリックスに統合する方法で、総合的なリスクレベルの分布傾向を全測点で評価します。

高精度流量計による
不明水発生区域の定量調査

高精度流量計による不明水発生区域の定量調査

広域分布調査の結果から絞り込まれた区域を、100㎡/日以上の規模をもつ複数ブロックに区分し、流量調査で不明水量を定量、評価し、対策が必要なブロックを特定します
小口径管ではPBフリューム式、中大口径管では面速式、水理的にこれらの方式の適用が困難な時はせき式流量計を用います
順位評価によりモデル区域を定め、詳細調査、改善工事、改善効果定量を行います

誤接調査による不明水発生区域の
管路誤接箇所の特定

誤接調査による不明水発生区域の管路誤接箇所の特定

音響法による排水系統確認と、撒水による、誤接続確認をおこないます
普通、配管だけではなく、外流しや公共桝の状況も併せて調査します
調査データは、統計処理等に用いるため、データベースでお届けすることも可能です

送煙調査による不明水発生区域の
雨水浸入径路特定

送煙調査による不明水発生区域の雨水浸入径路特定

本管・取付管送煙調査、排水設備送煙調査、総合送煙調査の3種類があります
地下水位以下の管路施設からは漏煙しないので、通常、渇水期に調査をします
排水設備および総合送煙調査では、水封箇所より上流側には漏煙せず、逆に水封がない箇所があると、屋内に漏煙することがあります

注水・圧気試験による
不明水発生地区の水密性不良判定

注水・圧気試験による不明水発生地区の水密性不良判定

公共桝注水試験、本管・取付管の注水・圧気試験、マンホールの注水試験があります
圧気試験は、欧米基準に基づく明確な社内検査基準と、経年施設に対応する実用的な検査基準を有します
更生管工事の水密性試験としての圧気試験も承っています

卵形フリューム式流量計による
排水設備流量調査

卵形フリューム式流量計による排水設備流量調査

雨天時浸入水の40～50％を占める排水設備からの流量(弊社調べ)を調査します
公共桝に卵形フリュームを設置し、流量を計測し、時系列変化を解析して不明水を定量します
公共桝のインバート形状が様ざまなことと、費用対効果の観点から、フリューム設置が可能な公共桝を対象とした標本調査として設計されます
流量変化が激しく、毎分計測では精度確保が困難なときは、計測間隔を短くします
卵形フリュームの水位検出は、高精度水位チップ（ゲージ圧式）を用います

【仕様】

下流管径Ø150タイプ
本体及びセンサホルダー 126W×150L×190H
卵形計測断面　72W×108H
支持ボルト最大長　1000mm
突張りボルト･パイプ最大長　700mm

ます用卵形フリューム　EG150F　
水位流量関係式
流量　Q = 0.0015*H^2 + 0.0086*H[m3/h]　　H:水深[mm]

水位 mm	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
0	0.00	0.24	0.77	1.61	2.74	4.18	5.92	7.95	10.29	12.92	15.86
1	0.01	0.28	0.84	1.71	2.87	4.34	6.11	8.17	10.54	13.20	16.17
2	0.02	0.32	0.92	1.81	3.01	4.50	6.30	8.40	10.79	13.49	16.48
3	0.04	0.37	0.99	1.92	3.14	4.67	6.50	8.62	11.05	13.77	16.80
4	0.06	0.41	1.07	2.03	3.28	4.84	6.69	8.85	11.31	14.06	17.12
5	0.08	0.47	1.15	2.14	3.42	5.01	6.90	9.08	11.57	14.35	17.44
6	0.11	0.52	1.24	2.25	3.57	5.19	7.10	9.32	11.83	14.65	17.77
7	0.13	0.58	1.33	2.37	3.72	5.36	7.31	9.56	12.10	14.95	18.09
8	0.16	0.64	1.42	2.49	3.87	5.54	7.52	9.80	12.37	15.25	18.42
9	0.20	0.70	1.51	2.62	4.02	5.73	7.73	10.04	12.65	15.55

Q1 : 測定可能最小流量 ( Q1 = 0.04 m3/h H=3mm )
Q2 : 定格（R.S ±3%）最小流量 ( Q2 = 0.24 m3/h H=10mm )
Q3 : 定格（R.S ±3%）最大流量 ( Q3 = 10.29 m3/h H=80mm )
Q4 : 測定可能最大流量 ( Q4 = 18.42 m3/h H=108mm )

【上下流条件と計測精度】

流入管・ます内インバート管底勾配：20‰以下
計測精度：Q2・Q3　R.S±3％

部位別改善工事＋流量調査によるモデル地区の改善効果定量

詳細調査の結果を受けて、改善工事を行いながら、流量調査で事業効果を定量します
改善工事を部位毎に行うことで、部位単位で事業効果を定量することができます
全体計画策定時に、無駄な調査や改善工事を合理化することができます

マンホールステーションによる
不明水発生箇所のモニタリング

マンホールステーションによる、不明水発生箇所のモニタリング

既存マンホール内に設置した流量計と繋げるだけで、流量をモニタリングして、クラウド経由で流量データを共有できます
常時モニタリングにより、定期点検が必要最小限度の随時点検だけになります
データ異常や欠測に素早く対処でき、データ品質が向上します

雨天時浸入水調査技術の実証事業と応用研究

● 平成29年／国交省下水応用研究／
　光ファイバー温度センサーを活用した雨天時浸入水調査の応用研究

● 平成29年／国交省下水応用研究／
　光ファイバー温度センサーを活用した
　雨天時浸入水調査の応用研究

水位チップ(タフレベルG)による
流域下水道接続点ごとの
不明水スクリーニング

水位チップ(タフレベルG)による流域下水道接続点ごとの不明水スクリーニング

水位チップを、全ての接続点マンホール撒いて、不明水の全域分布を調べます
晴雨天と深夜の水位から、不明水の定量が必要な流域接続点を特定し、さらに流量調査により不明水を定量します
特定した接続点は、必要に応じて定置型流量モニタリングシステムや、設置手間が不要なマンホールステーションによるWEBモニタリングシステムで常時監視することをお勧めします

光ファイバーによる
ラインスクリーニング

光ファイバーによるラインスクリーニング

31年度B-DASHプロジェクトで雨天時浸入水対策調査として実証をおこなっている技術です
汚水管に浸入水が入ると下水温度が変化する特性を活かして、浸入水の発生箇所を検出する技術です
光ファイバーケーブル自身がセンサとなって、30秒周期、1mピッチの温度データを取得します

AI解析による雨天時浸入水発生箇所特定

多測点でおこなう水位調査、流量調査のビッグデータをAIを活用して短期間かつ高精度に解析し、絞込みエリアを特定できます
ラインスクリーニングデータをAI解析により、浸入水発生箇所を検出します

内水浸水対策

内水浸水とは

内水浸水とは、河川(外水)からの決壊・越流浸水ではなく、河川に排水しきれない街中の水(内水)がマンホール等から浸水することです。
内水浸水増加の原因は、地球温暖化・日本列島の亜熱帯化・都市化(ヒートアイランド現象)による降雨量と降雨強度の増大、舗装化に伴う雨水浸透率の低下(雨水流出率の増加)が影響しています

ペンタフの取り組み

内水浸水対策に関連する3業務と、それらを有機的に繋げるペンタフスタイルを提案しています。

施設調査

①貯留施設・管渠・装置の機能調査

下水道は雨水を河川や海に流す役割もあります。昨今の集中豪雨により、雨水を河川や海に放流できず、
マンホールからの溢水や道路の冠水などで浸水被害がでています。
内水浸水対策として一時的に雨水を貯めておく貯留管の機能調査が進められています。

貯留量の把握には、ケーブルレスである圧力チップが最適なツールで、貯留施設の調査に有効です
貯留管に圧力チップを配置するだけで、水位から簡単に貯留実態を把握できます
導水管には面測式流量計を使用し、各地点の流入量を把握します
合流管の場合は、Ｕ字構などの表面取水と越流堰を超える水位を計測するために圧力チップを使用します

②道路側溝(Ｕ字溝)の集・排水機能調査

道路集水桝の集水機能調査：集水桝水位と集水量を計測して集水能力を定量します
送煙調査：側溝内外の漏煙から、側溝の破損や目地不良による漏水状況を定性することができます。側構から多量な漏煙があるばあい、多量の雨水が汚水管に直接流入している可能性があります

③合流下水道分水施設・装置の機能調査

オイルボールの解消など、緊急対策事業としてのCSO(合流式下水道雨天時越流)対策は、目に見える形で顕著な成果を収めています。
しかし依然として、雨水吐きからの放流の実態(降雨強度と放流量・放流負荷量の、定量的な関係)は知られていません。
降雨初期負荷量調査も、手汲み採水による水質調査が主で、定量ベースの負荷量調査としては改善の余地があります。
放流(越流)負荷量定量システムとして、流入管と遮集管の差分流量から流量を計測する流量計と、自動採水器の連動システムを納入した実績はありましたが、主に経済的理由で普及しませんでした。
この問題を解決するために、弊社では越流水位計測・越流時カメラ撮影と自動採水器を組み合わせた、タフネットリモート採水システムの開発を進めています。

(水位チップによる越流量計測)
圧力チップによる水位スクリーニングを、雨水吐き放流量計測に応用したものです。圧力チップのほかゲージ圧チップや超音波チップを使用することもあります。
越流せき上流2か所(流入渠および遮集渠付近)に圧力チップを仮設し、計測水位hの2か所平均と堰長Bから、フォルヒハイマーの式(水理公式集　発電編　横越流堰)を使用して流量を計算します。

JISK0102の溢れ口への適用にある、フランシスの全幅堰公式(係数1.84)を適用しても、上式とは3ポイント程度しか変わらないので、スクリーニングレベルではどちらを適用するのも可です。
計測精度は、FS±10～20％程度だと推定します。
L字形せきなど、流量式の適用に問題があるケースもありますが、俯瞰・濃淡レベルの越流情報を得る目的には適合し、降雨初期負荷量調査の前段調査として位置づけることができます。