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老朽化が進む日本の上下水道管――ICTを活用した問題解決の道

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WATER PIPE LEAK
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日本の水道管が急速に老朽化している。

まずは上水道の問題から見てみよう。上水道管の耐用年数は40年と言われているが、40年前にあたる1975年以降、水道の発達につれて集中的に上水道管が地中に埋められた。その管がこの数年で耐用年数を越え、水漏れしてしまう問題が各自治体を悩ませている。

水道管の水漏れは深刻な二次災害をもたらす。上水道管が大きくなればなるほど、水の流れる勢いが増すため、漏水したときの水の勢いも大きくなる。水は土砂も一緒に巻き上げて噴き出すため、仮にガス管が近くにあると、ガス管を破損させ、ガス漏れを併発してしまい、大事故を引き起こしかねない。

また、道路の下をはしる水道管が漏水すると土砂を流してしまい、道路の陥没が起こる。大量の水が噴き出して、道路が洪水状態になってしまうこともある。

老朽化した管は交換や修理が必要だが、人口減が続く自治体は水道料金の回収額も減少し、水道管を取り替える予算の捻出に苦しんでいるのが現状だ。

国は、漏水していない管はできるだけ使用を継続し、漏水が多発している老朽管から優先的に交換することで、修繕にかかる費用を抑えることに努力している。そこで、地中を掘り返さずに水道管の漏水を検知するNECの「漏水監視サービス」が活躍している。


■上水道管の異常を検知する「漏水監視サービス」とは?

漏水が起きると、漏水音が発生する。「漏水監視サービス」では、その漏水音を振動としてとらえセンサーで検知する。そのセンサーのデータを集積し、クラウド上で解析することで、上水道管のどこで漏水が起こっているかをパソコンやタブレットで把握できる。

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漏水検知で使用されるセンサ(スイスの「Gutermann」社製)

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仕切弁への設置例

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パソコンやタブレットで見るマップ画面。マップ上の赤く「漏水疑義地点」と書かれている場所が漏水発生の可能性あり、緑色は異常がない場所(クリックで拡大)

「漏水監視サービス」は、広い範囲の中から数mの範囲で漏水場所を絞りこみ、最終的な判断は、上水道管の水の流れる音に異常があるかどうかを聴診器で聞き取る調査方法で検知を行う。しかし、線路の下を通っている管や風の強い場所、漏水多発地帯など従来の手法では調査しにくい場所では「漏水監視サービス」が役に立つ。


■清掃せずに下水道管の不具合を検知する「下水道管路マネジメントシステム」

一方、下水道管の耐用年数はおよそ30年。

下水道管は上水道管とは違い、重力を利用して生活排水、汚水(トイレやお風呂の水)を流す造りになっている。管自体を坂道になるように布設し、一定の距離ごとにポンプを設置し、下水を汲みあげて坂道を流し、下水処理場まで運んでいく。

日本には、およそ合計46万キロ、地球11周以上の長さの下水道管が埋まっている。コンクリート製の下水道管は30年ほど経過すると、腐食したり、クラック(ひび)が入ったりする可能性が高くなり、道路陥没の要因となる。

下水道管の老朽化などによって、全国で1年間に3000件以上もの道路陥没が起きている。多くは20センチ以下の小さな陥没だが、数メートル幅の道路が落ちる陥没も起こっている。布設して50年が経過した管は約1万キロあると言われ、今後維持管理の対象数が急増すると考えられている。

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※出典:国土交通省ホームページより(クリックで拡大)

現在、管内の調査は水をせき止め下水道管の中を清掃して、汚泥や土砂を取り除いたあとで、管内を調査している。テレビカメラで調査する場合、1日に調査できる距離はおよそ200メートル程度でしかない。しかも管内を掃除するときに出る汚泥は処理費も発生するため、コストの面からも課題が多い。

そこで、NECは従来のテレビカメラ調査を補完する調査手法「下水道管路マネジメントシステム」を開発した。これは、従来型のテレビカメラ調査を行う個所を特定するために、広く早く管内の状況を把握できる技術だ。

ロボットを下水道管に入れて下水管の中の写真を撮影し、顔認証や指紋認証技術などで国際的に評価の高いNECの画像解析技術を活用し、下水道管内の不具合を検出して調査者の確認作業を効率化させるものだ。

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「下水道管路マネジメントシステム」で使用する調査ロボット(初号機)

下水道管内の水を流したまま、清掃をしないで調査を行うことで、1日に調査できる距離を延長し、コスト面でも下水管内の清掃や汚泥処理がなくなるので、費用を削減することができる。

こうしたNECの技術が、深刻な上下水道管老朽化の問題解決を前進させている。