(57)【要約】【課題】河川に水質監視装置を設置する場合に、この水質監視装置の設置位置を合理的に評価する。【解決手段】河川の状況から汚染物質の流下速度が流下速度評価部１１により求められる。貯留能力が評価部１２において、浄水場の常時貯留容量の常時滞留時間と、空き容量の充水時間が求められる。流下速度評価部１１からの流下速度と、貯留能力評価部１２からの常時滞留時間および充水時間とに基づいて、リスク評価部１３において取水停止検討区間と充水対応区間とが求められる。リスク評価部１３では、さらにこの取水停止検討区間と充水対応区間とに基づいて、取水被害額を算出して水質監視装置の最適設置位置を算出する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
常時貯留容量と空き容量とを有する浄水場に原水を供給する水源に設置される水質監視装置の設置位置評価装置において、
水源の状況から監視対象物質の流下速度を算出する流下速度評価部と、
浄水場の常時貯留容量の常時滞留時間を求めるとともに、空き容量の充水時間を求める貯留能力評価部と、
流下速度評価からの監視対象物質の流下速度と、貯留能力評価部からの常時貯留容量の常時滞留時間および空き容量の充水時間とに基づいて、取水停止検討区間と充水対応区間とを算出し、この取水停止検討区間と充水対応区間とに基づいて取水被害額を算出して水質監視装置の最適設置位置を求めるリスク評価部と、
を備えたことを特徴とする水質監視装置の設置位置評価装置。
【請求項２】
リスク評価部は取水停止検討区間および充水対応区間に基づいて求めた取水被害額から浄水場の深刻度を求めるとともに、この深刻度を考慮して浄水場の効果度を求め、この浄水場の効果度により水質監視装置の最適設置位置を求めることを特徴とする請求項１に記載の水質監視装置の設置位置評価装置。
【請求項３】
監視対象物質が水源に流入する確率を求める流入確率評価部を更に備え、
流入確率評価部からの確率を考慮して、リスク評価部は浄水場の深刻度と効果度とを求めることを特徴とする請求項２記載の水質監視装置の設置位置評価装置。
【請求項４】
常時貯留容量と空き容量とを有する浄水場に原水を供給する水源に設置される水質監視装置の設置位置評価方法において、
水源の状況から監視対象物質の流下速度を算出する工程と、
浄水場の常時貯留容量の常時滞留時間と、空き容量の充水時間を求める工程と、
監視対象物質の流下速度と、常時貯留容量の常時滞留時間および空き容量の充水時間とに基づいて、取水停止検討区間と充水対応区間とを算出し、この取水停止検討区間と充水対応区間とに基づいて取水被害額を算出して水質監視装置の最適設置位置を求める工程と、
を備えたことを特徴とする水質監視装置の設置位置評価方法。
【請求項５】
水質監視装置の最適位置を求める際、取水停止検討区間および充水対応区間に基づいて求めた取水被害額から浄水場の深刻度を求めるとともに、この深刻度を考慮して浄水場の効果度を求め、この浄水場の効果度により水質監視装置の最適位置を求めることを特徴とする請求項４記載の水質監視装置の設置位置評価方法。
【請求項６】
監視対象物質が河川に流入する確率を考慮して浄水場の深刻度と効果度とを求めることを特徴とする請求項５記載の水質監視装置の設置位置評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数の浄水場に原水を供給する河川に、水質監視装置を効率的に設置するための水質監視装置の設置位置評価装置および評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に浄水場では、ダム、湖沼、河川などの水道水源の水質に対応した適正な処理を行っている。水源の水質が悪化した場合には、良質な処理水質と必要水量を確保するため、浄水処理方法の改善、処理設備の改善などを行う必要がある。また、水質が悪化したり、突発的に有害物質が混入した場合には、浄水処理の運転法の改善、一般的な取水停止により対応している。
【０００３】
したがって、浄水場では水道水源の水質を監視する必要があり、このため水道水源に水質監視装置を設置している（例えば特許文献１参照）。この水質監視装置の設置位置は、浄水場の水道水源の取水地点が多く、設置した当該浄水場がこの水質監視装置を管理していることが多い。
【０００４】
しかしながら、突発的な水質汚染事故により水道水源中に汚染物質（汚濁物質および有害物質を含む浄水場での処理に影響を与える物質の総称とする）が混入した場合、浄水場の取水地点でこれを検出したのでは、汚染物質が混入している水道原水が浄水場内に流入してしまう場合がある。このように汚染物質が浄水場内に流入した場合、この汚染物質を簡単に除去することはできない。また、大掛かりな汚染物質の除去を実施した場合、莫大なコストと作業時間が必要となり、問題となっている。
【０００５】
このため、汚染物質の混入を河川の上流で検出した場合、浄水場内の浄水プロセス、配水プロセスにおける水運用を検討し、断水させることがないように、被害を回避する必要がある。
【０００６】
従来は、浄水場の河川の上流地点での水源水質の情報源としては、上流側にある他企業体の浄水場の取水地点における監視情報が用いられている（例えば特許文献２参照）。現状でも、水道管理者や河川管理者による関連流域協議会等が設置されている河川の場合には、流域にある浄水場の水源取水地点における水質測定結果が、この協議会を通してお互いに交換されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−６１４４４号公報
【特許文献２】
特開平１０−１９８７６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上流に浄水場が無い場合や、上流にあっても離れすぎていて情報源として適当でない場合などには、新たに水質監視装置を設置し、適切な水質監視を行う必要がある。しかし、水質監視装置を設置する場合、水質監視装置は高価なものであるから、水質監視装置を最適な位置になるべく少ない数だけ設定することが求められている。ところが、現状においては、最適な位置についての検討は不充分であり、複数浄水場の中間点はあるいは、企業体が属する行政区界などを設置候補地点としている場合が多い。さらに、多数の浄水場が取水している河川に対しては、このような水質監視装置の設置候補地点の合理性は確立されていない。
【０００９】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、多数の浄水場が取水している河川において、水質を監視する水質監視装置を効率的に設置することができる水質監視装置の設置位置評価装置および評価方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、常時貯留容量と空き容量とを有する浄水場に原水を供給する水源に設置される水質監視装置の設置位置評価装置において、水源の状況から監視対象物質の流下速度を算出する流下速度評価部と、浄水場の常時貯留容量の常時滞留時間を求めるとともに、空き容量の充水時間を求める貯留能力評価部と、流下速度評価からの監視対象物質の流下速度と、貯留能力評価部からの常時貯留容量の常時滞留時間および空き容量の充水時間とに基づいて、取水停止検討区間と充水対応区間とを算出し、この取水停止検討区間と充水対応区間とに基づいて取水被害額を算出して水質監視装置の最適設置位置を求めるリスク評価部と、を備えたことを特徴とする水質監視装置の設置位置評価装置である。
【００１１】
本発明は、リスク評価部は取水停止検討区間および充水対応区間に基づいて求めた取水被害額から浄水場の深刻度を求めるとともに、この深刻度を考慮して浄水場の効果度を求め、この浄水場の効果度により水質監視装置の最適設置位置を求めることを特徴とする水質監視装置の設置位置評価装置である。
【００１２】
本発明は、監視対象物質が水源に流入する確率を求める流入確率評価部を更に備え、流入確率評価部からの確率を考慮して、リスク評価部は浄水場の深刻度と効果度とを求めることを特徴とする水質監視装置の設置位置評価装置である。
【００１３】
本発明は、常時貯留容量と空き容量とを有する浄水場に原水を供給する水源に設置される水質監視装置の設置位置評価方法において、水源の状況から監視対象物質の流下速度を算出する工程と、浄水場の常時貯留容量の常時滞留時間と、空き容量の充水時間を求める工程と、監視対象物質の流下速度と、常時貯留容量の常時滞留時間および空き容量の充水時間とに基づいて、取水停止検討区間と充水対応区間とを算出し、この取水停止検討区間と充水対応区間とに基づいて取水被害額を算出して水質監視装置の最適設置位置を求める工程と、を備えたことを特徴とする水質監視装置の設置位置評価方法である。
【００１４】
本発明は、水質監視装置の最適位置を求める際、取水停止検討区間および充水対応区間に基づいて求めた取水被害額から浄水場の深刻度を求めるとともに、この深刻度を考慮して浄水場の効果度を求め、この浄水場の効果度により水質監視装置の最適位置を求めることを特徴とする水質監視装置の設置位置評価方法である。
【００１５】
本発明は、監視対象物質が河川に流入する確率を考慮して浄水場の深刻度と効果度とを求めることを特徴とする水質監視装置の設置位置評価方法である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図４は本発明による水質監視装置の設置位置を評価装置および評価方法を示す図である。
【００１７】
本発明による水質監視装置の設置位置を評価装置および評価方法は、常時貯留容量と空き容量とを有する浄水場に原水を供給する河川（水源）に設置される水質監視装置の設定位置を評価するものである。
【００１８】
水質監視装置の設定位置評価装置１０は河川の状況から監視対象物質（汚染物質）流下速度を算出する流下速度評価部１１と、浄水場の常時貯留容量の常時滞留時間を求めるとともに、空き容量の充水時間を求める貯留能力評価部１２と、流下速度評価部１１からの汚染物質の流下速度と、貯留能力評価部１２からの常時貯留容量の常時滞留時間および空き容量の充水時間とに基づいて、取水停止検討区間と充水対応区間とを算出し、この取水停止検討区間と充水対応区間とに基づいて取水被害額を算出する汚染リスト評価部１３とを備えている。
【００１９】
ここで、取水停止検討区間とは、この区間で汚染物質を検出した場合に直ちに浄水場における取水停止を検討する区間である。一方、充水対応区間とは、この区間で汚染物質を検出した場合に浄水場の空き容量に水を導いて充水する区間である。また取水被害とは、主として原水水質事故による被害額であり、取水障害による需要者の断水、減水により被る被害額および企業体の事後対応に必要となる費用の合計である。
【００２０】
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
まず図１に示すように、流下速度評価部１１では、河川の状況から汚染物質の流下速度を算出し、これを基に浄水場の取水地点までの汚染物質の到達時間を算出する。
【００２１】
この河川の流下速度は、現在または過去の流速、流量、河川の形状などの実測値または推定値から統計処理により算出する。
【００２２】
次に貯留能力評価部１２では、浄水場の常時貯留容量および空き容量、日平均配水量、日最大取水量に基づいて、（１）式から常時貯留容量の常時滞留時間を算出する。同時に（２）式から空き容量の充水時間を算出する。
常時滞留時間＝常時貯留容量÷日平均配水量×２４時間    （１）式
充水時間    ＝空き容量    ÷日最大取水量×２４時間    （２）式
【００２３】
次に汚染リスク評価部１３における作用について詳述する。
汚染リスク評価部１３では、まず、流下速度評価部１１および貯留能力評価部１２で算出した汚染物資の流下速度と常時滞留時間とに基づいて、汚染物質の流達時間Ａ１と検知ポイントＡ１とを求める。次に検知ポイントＡ１から、取水停止を検討する取水停止検討区間を算出する。同時に汚染物質の流下速度と充水時間とに基づいて、汚染物質の流達時間Ａ２と検知ポイントＡ２とを求め、この検知ポイントＡ２に基づいて取水停止検討区間の前に浄水場の空き容量に充水を検討する充水対応区間を算出する。
【００２４】
次に、汚染リスク評価部１３では取水停止による被害額と、充水による被害削減額を算出し、これらの結果から、河川地点別に水道水源の水質監視装置を設置した場合の被害削減の期待値を算出する。さらに、被害削減期待値を基に、水質監視装置設置の効果として、監視装置の費用と比較し、河川沿川の地点別の費用効果分析により、最適な監視装置設置候補地点の定量的評価を行う。
【００２５】
この汚染リスク評価部１３の作用を、図２を用いてさらに具体的に説明する。図２は、本発明による汚染リスク評価部１３の作用の概念を示したものであり、上記考え方を複数浄水場を有する水系の位置関係に適用することにより、広域的な汚染リスク評価、水源監視装置の設置位置決定が可能となる。
【００２６】
すなわち、汚染リスク評価部１３では図２に示すようにまず各浄水場について深刻度を求め、この深刻度の重み付けを行なう。図２において、複数の浄水場は例えば浄水場Ａと浄水場Ｂとからなり、浄水場Ａについて、検知ポイントＡ１，Ａ２が求められるとともに、取水停止検討区間と充水対応区間が求められている。また浄水場Ｂについて、検知ポイントＢ１，Ｂ２が求められるとともに、取水停止検討区間と充水対応区間が求められている。
【００２７】
図２において深刻度とは、汚染物質の河川への混入による被害額を表わすものであり、取水停止検討区間における全量取水停止による被害額、空き容量や水融通能力を活用した充水対応区間に基づく充水による被害軽減額をもとに算出される。
【００２８】
図２の例では、この取水停止検討区間の深刻度を２点、充水対応区間において充水した場合の深刻度を１点として、リスク評価を実施する。１つの浄水場Ａについて深刻度の重み２の取水停止検討区間では、汚染が発生すると取水停止を行ない、浄水池等の施設貯留量で給水する。深刻度の重み１の充水対応区間では汚染が発生すると供給量を減量させ、給水制限が発生すると同時に施設の空き容量へ充水する。このような作用を浄水場Ｂについても行ない、複数の浄水場Ａ、Ｂの重みを合計し、水系全体の深刻度を算定する。
【００２９】
深刻度の高い区間での汚染発生は被害が大きくなるため、このような区間は排水規制強化等の対応が有効となる区間となる。
【００３０】
ところで、一般に水源監視装置は浄水場Ａ，Ｂの上流側であって取水停止検討区間の近傍に設置することが好ましい。それは汚染物質を検知した時点から浄水場Ａ，Ｂ側で充水対応を行なう等、浄水場Ａ，Ｂ側で迅速に調整を行なって被害を最小限に抑えることが可能だからである。
【００３１】
このため、本実施の形態においては、深刻度が最大となる取水停止検討区間に隣接する充水対応区間に水質監視装置を設定することが合理的と考え、この充水対応区間の効果度の重みを１とする。次に浄水場Ａについて効果度の重みが１となる充水対応区間と、浄水場Ｂについて効果度の重みが１なる充水対応区間を求め、これら浄水場Ａ，Ｂについての効果度の重みを合計する。このようにして水系全体の効果度を算出し、水系全体の効果度の高い位置を水質監視装置の最適な設置位置として決定する。
【００３２】
なお、各浄水場Ａ，Ｂにおける効果度とは、汚染物質による被害の削減量の期待値とも考えることができ、実際には被害削減量の期待値と水質監視装置の設置費用を考慮して水質監視装置の設置候補地点が選択される。
【００３３】
次に、図２に示すリスク評価手法により、１つの水系のすべての浄水場Ａ，Ｂ，・・・について、流達時間、常時貯留容量、空き容量、常時滞留時間（１４ｈ）、充水時間（１２ｈ）等が一定であると仮定し、深刻度、効果度を求めた。このようにして求めた深刻度と効果度を図３、図４に各々示す。
【００３４】
１）深刻度（図３）
図２に示すリスク評価手法により求めた深刻度の大きさを基準とし、区間に流入し汚染の可能性のある工場等の施設の数により深刻度の重み付けを定量的に補正することにより、汚染したリスクの深刻度１〜７を求めた。
【００３５】
２）効果度（図４）
図２に示すリスク評価手法により求めた効果度１〜４を加味して、リスク回避効果を断水被害額等で定量的に評価することにより、水質監視装置の最適設置位置を求めた。
【００３６】
次に図５により、本発明の他の実施の形態について説明する。図５に示す実施の形態は、河川の地点別に汚染物質が河川に流入する確率を算出する流入確率評価部１４を更に設けたものであり、他は図１乃至図４に示す実施の形態と略同一である。
【００３７】
図５において、図１乃至図４に示す実施の形態と同一部分には同一符号を符して詳細な説明は省略する。
【００３８】
図５において、流入確率評価部１４では、河川流域の工場・事業場の立地状況、道路交通状況、土地利用特性などから、河川への汚染物質の流入確率を算出する。流入確率評価部１４で算出した河川への汚染物質の流入確率は、汚染リスク評価部１３に入力される。
【００３９】
汚染リスク評価部１４において、上述のように取水停止による被害額、充水による被害削減額、被害削減の期待値の算出が行なわれる。
【００４０】
具体的には、汚染リスク評価部１４において、河川への汚染物質の流入確率を用いて各浄水場Ａ、Ｂ・・・の深刻度と効果度とが補正される。例えば河川のうち浄水場Ａの直前の地点において汚染物質の流入確率が高い場合、当該浄水場Ａの深刻度および効果度はいずれも増加するよう補正される。このことにより、より信頼性の高い評価を得ることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、浄水場へ取水を行う河川に、新たな水質監視装置を設置しようとする場合、水質監視装置の配置候補地点を合理的に選択することができる。また、既存の水質監視装置の設置位置に関する再評価も行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による水質監視装置の設置位置評価装置および評価方法の一実施形態を示す構成図。
【図２】水質監視装置の設定位置評価装置の汚染リスク評価部の作用概念図。
【図３】本発明による河川流域の深刻度を示す図。
【図４】本発明による河川流域の効果度を示す図。
【図５】本発明による水質監視装置の設置位置評価装置および評価方法の他の実施形態を示す構成図。
【符号の説明】
１０  水質監視装置の設置位置評価装置
１１  流下速度評価部
１２  貯留能力評価部
１３  汚染リスク評価部
１４  流入確率評価部
【図１】
2004337656.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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