2013年3月17日（月）東北大学川内北キャンパス
第47回日本水環境学会年会・ノンポイント汚染研究委員会

流総計画とノンポイント汚濁負荷（独）⼟⽊研究所
⽔環境研究グループ⽔質チーム上席研究員

岡本誠⼀郎

本⽇の話題はじめに
流総計画とは
流総計画とノンポイント汚濁負荷の関わり
ノンポイントの予測精度UPが必要!？
今後の課題2

はじめに

⼟⽊研究所⽔質チームと流総計画の関わり

未規制の微量化学物質による影響
水域の生態系への影響

湖沼等の富栄養化

未規制化学物質の挙動と生態影
響・生物への蓄積の実態解明（重点・基盤）

微量金属を対象とした藻類抑制技術の開発（基盤）

水生生物の生態反応、レポータージー
ンアッセイなどによる下水処理水・再生水の安全性評価（重点・基盤）下水処理プロセスでの化学物質の制御技術（重点）

下水再生水・環境水のバイオモニタリング（JST-CREST）

土地利用や環境の変化による閉鎖性水域の水質・底質への影響 （プロ研・基盤）

地球環境の変化が河川・湖
沼水質に与える影響評価（基盤）

流域スケールのN,P,微量金属など物質動態特性の把握 （プロ研）

流域管理と対策
河川・湖沼、下⽔道関連の⽔質に関する研究を担当

⾯源負荷原単位調査もかつては実施（S59-63, H4-7）

水環境中のN2O動態と水質との関係（基盤）

地球温暖化 3への適応策

3

流総計画とは下⽔道法に基づく法定計画

流域別下⽔道整備総合計画（下⽔道法第2条の２）
流域の⽔質を環境基準に達せしめるため、それぞれの⽔域ごとに定められる、下⽔道の整備に関する総合的な基本計画
都道府県は、政令で定める要件に該当する⽔域・海域では、その⽔域・海域ごとに流総計画を定めなければならない。
「政令で定める要件」⽔質の汚濁が⼆以上の市町村の区域における汚⽔によるものであり、かつ、主として下⽔道の整備によって⽔質環境基準を達成する必要があること
流総計画に定められた下⽔道整備が⾏われれば、環境基準の達成が⾒込まれる

4

なぜこのような計画制度が「下⽔道法」に定められたのか？
昭和45年の下⽔道法改正（公害国会）で創設
⽔質汚濁防⽌対策としての下⽔道に関して、都道府県の責務を明確化
①流総計画制度②流域下⽔道制度

（背景には） 都道府県は流域の⽔量、⽔質ともに関係が深く、流域管理の主体として適切と考えられた
 環境省は創設されたばかり、環境基準類型指定もようやくスタートした段階で、下⽔道が先⾏
5

流総計画に定めるべき事項
次に掲げる事項を定めなければならない。
下⽔道の整備に関する基本⽅針
下⽔道により下⽔を排除し処理すべき区域に関する事項
下⽔道の根幹的施設の配置、構造及び能⼒に関する事項
下⽔道の整備事業の実施の順位に関する事項
終末処理場から放流される下⽔の窒素含有量⼜は燐含有量についての削減⽬標量（要件に該当する箇所のみ）
下⽔道の基本計画であり、⾯源負荷、⽔域の汚濁解析などの事項は「定めるべき事項」ではない
6

流総計画

策定時の勘案事項

次に掲げる事項を勘案して定めなければならない
当該地域における地形、降⽔量、河川の流量その他の⾃然的条件当該地域における⼟地利⽤の⾒通し当該公共の⽔域に係る⽔の利⽤の⾒通し当該地域における汚⽔の量及び⽔質の⾒通し
下⽔の放流先の状況
下⽔道の整備に関する費⽤効果分析
これらの事項を「勘案」するための流総計画調査が重要。
ノンポイント汚濁負荷にも関連
7

流総計画の実際
 県･市界をまたがる河川、海域などの環境基準を達成させるために必要な下⽔道施設の配置、構造及び能⼒を定める
⾯源負荷などの算定も必要

⾼度処理⽅式・計画
処理⽔質なども決定

⼯場排⽔、畜産排⽔負荷などの算定も必要（出典:国⼟交通省資料を⼀部改変）

8流総計画制度がもたらしたもの⽣活系以外の点源負荷、⾯源負荷に関する汚濁負荷量解析を進歩させた
⾯源負荷に関する多くの知⾒を指針に集積

湖沼・海域等の⽔質シミュレーション技術の発展に貢献した
⾼度処理の推進の根拠計画となった
Ex. 琵琶湖・淀川⽔系の⾼度処理
なぜ京都市で⾼度処理が必要か

市内河川の⽔環境や景観の保全はもとより，下流都市でくらす約1,100万⼈の⽔道⽔源を保全し，閉鎖性⽔域である⼤阪湾，瀬⼾内海の富栄養化を防⽌することが求められています。
京都市では，市内河川や下流⽔域の⽔質基準を安定的に維持達成し，下流都市の⽔道⽔源を保全するとともに，⼤阪湾・淀川流域別下⽔道整備総合計
画※や⽔質規制の強化に対応するため，⾼度処理を推進しています。

(出典:京都市上下⽔道局HP 「なぜ京都市で⾼度処理が必要か」を⼀部改変)

9流総計画制度がもたらしたもの
法制度的には･･･
下⽔道(法)の計画でありながら、当該⽔域の⽔質環境基準の達成のためのロードマップとなる計画である（cf.総量削減計画、湖沼⽔質保全計画）
わが国の流域⽔管理（⽔量と⽔質）の⼀部を担う先駆的な計画制度だった（1970制定）

10本⽇の話題はじめに
流総計画とは
流総計画とノンポイント汚濁負荷の関わり
ノンポイントの予測精度UPが必要!？
今後の課題11

流総計画とノンポイント汚濁負荷の関わり

流総調査の⼿順
基礎調査

⾃然的条件

⼟地利⽤、⼈⼝・産業等

排⽔量と汚濁負荷量

原単位

・各種排⽔⽔質・⾯源汚濁負荷

汚濁負荷削減計画
下⽔道整備区域、計画下⽔量の設定

汚濁解析（１）基準年次

計画処理⽔質の設定、下⽔道以外の負荷削減

汚濁解析（２）計画年次
環境基準
達成？
Yes

排⽔基準等

発⽣源別許容汚濁負荷量、必要削減負荷量の設定

No

下⽔道整備計画（下⽔、放流⽔の⽔質等）概算事業費、事業実施順位、費⽤効果分析（出典：流域別下⽔道整備
総合計画調査・指針と解説（H20版）を⼀部改変）

12流総計画とノンポイント汚濁負荷の関わり

流総指針での汚濁負荷原単位
排出源の種類家庭排⽔、営業排⽔
⼯場排⽔
畜産排⽔
観光排⽔
既存の下⽔処理場等からの処理⽔
その他⼈為系排⽔（浄化槽、し尿処理施設など）
⾯源汚濁負荷13流総計画とノンポイント汚濁負荷の関わり

流総指針での汚濁負荷原単位
⾯源汚濁負荷量の算定
河川の汚濁解析･･･⾃然汚濁負荷量として流域全体についてBOD 0.5〜1.0kg/⽇･km2程度を⾒込む
閉鎖性⽔域･･･⼭林、⽔⽥、畑地、市街地、降⾬等ごとに汚濁負荷量を算出し、原単位は降⾬時流出分を含んだ、年間平均値等の値を⽤いる
⼟地利⽤別の⾯積と各原単位から算出する
⽔⾯への降⾬による汚濁量も考慮する
平成5年度版 流総指針より追加考え⽅は「富栄養化防⽌下⽔道整備基本調査の⼿引」(S59.8 ⽇本下⽔道協会)

14閉鎖性⽔域とN,P流総(窒素、リンに係る対策を含めた流総計画）

1978(S53) ⽔質汚濁防⽌法改正 CODに係る総量規制制度の導⼊（東京湾･伊勢湾･瀬⼾内海）
1980(S55) 環境省・「富栄養化対策についての基本的考え⽅」
1980(S55) 建設省・富栄養化防⽌下⽔道整備基本調査委員会（⽇本下⽔道協会へ委託）
1982(S57) 湖沼における窒素・リンに関する⽔質環境基準を告⽰
1984.8(S59) 「富栄養化防⽌下⽔道整備基本調査の⼿引」⇒その後、当⾯のN,P流総策定調査のバイブルに⇒考え⽅はH5年版(1993)流総指針へ反映
15

流総計画におけるノンポイント原単位（閉鎖性⽔域----⼟地利⽤別） #1
下⽔道事業調査（各地⽅建設局(当時)）の原単位調査
結果、その他の知⾒を流総指針に順次反映
「⼭林」の例
平成5年版 13の調査事例
COD min 3.9 max 66.0 ave 21.5 (kg/ha/yr)
T-N min 0.3 max 8.8 ave 3.6 (kg/ha/yr)
T-P min 0.01 max 1.27 ave 0.30 (kg/ha/yr)

平成20年版 さらに7事例を追加、全20の事例
COD min 3.9 max 154.0 ave 36.4
T-N min 0.3 max 20.9 ave 4.9
T-P min 0.01 max 1.31 ave 0.30

16

流総計画におけるノンポイント原単位（閉鎖性⽔域----⼟地利⽤別） #2
「畑地」の例
平成5年版 16地区の調査事例
COD min 4.0 max 21.9 ave 10.3 (kg/ha/yr)
T-N min 8.2 max 238.0 ave 76.0 (kg/ha/yr)
T-P min 0.00 max 2.43 ave 0.68 (kg/ha/yr)

平成20年版 さらに13地区を追加、全29地区
COD min 4.0 max 283.0 ave 49.5
T-N min 2.4 max 491.0 ave 100.4
T-P min 0.00 max 14.10 ave 1.28
17

流総計画におけるノンポイント原単位（閉鎖性⽔域----⼟地利⽤別） #3
「市街地」の例
平成5年版 8地区の調査事例
COD min 34 max 378 ave 141 (kg/ha/yr)
T-N min 4.5 max 34.2 ave 19.7 (kg/ha/yr)
T-P min 0.9 max 6.5 ave 2.7 (kg/ha/yr)

平成20年版 さらに10地区を追加、全18地区
COD min 34 max 378 ave 107
T-N min 4.5 max 39.6 ave 16.2
T-P min 0.6 max 6.5 ave 1.918

流総計画におけるノンポイント原単位（閉鎖性⽔域----⼟地利⽤別） #4
 ≪参考≫

流総指針昭和55年度版以前に掲載のデータ（出典：流域別下⽔道整備総合計画調査・指針と解説（昭和49年版）を⼀部改変）

琵琶湖 「⼭地・森林」･･･上流にほとんど⼈家や⽔⽥のない愛知川(滋賀県)のS45.7⽉､9⽉各2回の調査結果。(⾮特定汚染源からの流出負荷量の推計⼿法に関する研究、H23環境推進費RFb-11T1成果報告)

 「農業排⽔｣･･･出典不明

総量削減計画の根拠データ （H20指針でこれを例⽰）

19

本⽇の話題はじめに
流総計画とは
流総計画とノンポイント汚濁負荷の関わり
ノンポイントの予測精度UPが必要!？
今後の課題20

ノンポイントの予測精度UPが必要!？

ノンポイント汚濁負荷のシェア
霞ヶ浦、琵琶湖、宍道湖･中海の例から
いずれの湖沼でも、下⽔道整備、⼯場排⽔対策の強化などにより、点源系の汚濁負荷は着実に減少
相対的に⾯源系の負荷割合が⾼まる特に点源系の汚濁負荷対策が⼀定のレベルに達した琵琶湖では、ノンポイント汚濁対策の重要性が⾼まっている21

霞ヶ浦の流⼊負荷
流⼊負荷量の推移
 いずれも減少傾向だが⾯源系の負荷量は微減
 T-Pでは⽣活系、T-Nでは畜産系の割合が依然として⼤きい（グラフ：第1期〜第6期霞ヶ浦湖沼⽔質保全計画より作成）

22

霞ヶ浦流域での負荷削減の取り組み
⽣活排⽔処理施設の整備率の推移（⻄浦+北浦）

予防措置･･･⽣活排⽔対策
 北浦流域で対策の遅れ

100

下⽔道普及率12.6％（2010年度）

 窒素・リン対応の⾼度処理の状況 （2010年度）

合併処理浄化槽

90

農業集落排水
80

15.2

下⽔道
11.870

下⽔道･･･ 整備⼈⼝の約9割は⾼度処理対応済
集落排⽔･･概ね⾼度処理
合併槽･･･ ⾼度処理型浄化槽
は約2割のみ(設置基数割合)

8.5

60
14.0

50

6.1

3.5
66.5

4.9
0.5

30

10

6.6

5.2

40

20

6.0

7.0

4.00.0

42

46

53.5

58.8

28.3

17.201985

1990

1995

2000

2005

2010

2015

（グラフ：第1期〜第6期霞ヶ浦湖沼⽔質保全計画より作成）

(計画)

23

琵琶湖の流⼊負荷
流⼊負荷量の推移
 H7(1995)以降、産業系、⽣活系ともに急速に減少
 ⽣活系の負荷割合は極めて⼩さくなった 相対的に⼭地、市街地、農地由来の汚濁負荷が増加
湖⾯降⽔

⼭地

市街地系

農地系

産業系

処理場系

全りん流⼊負荷量

全窒素流⼊負荷量⽇(kg/ )⽇(kg/ )

流⼊負荷量
⽇COD(kg/ )
COD流⼊負荷量の推移

⽣活系

全窒素流⼊負荷量の推移

全りん流⼊負荷量の推移（グラフ：第6期琵琶湖湖沼⽔質保全計画より引⽤・⼀部改変）

24

琵琶湖流域の流⼊負荷対策
 下⽔道等の整備

100.0

 ⼯場排⽔上乗せ規制

90.0

 富栄養化防⽌条例

86.4
85.8
85.4
84.7
83.5
82.2
80.3
78.2
75.8
75.6
75.1
73.7
72.7
72.6
71.7
70.5
69.5
69.3

80.0

 有リン洗剤の規制など
下水道普及率（％）

70.0

68.1
66.7
65.2
64.5
63.5
6260
5858.8565455 55.0

60.0

5150.54947
46.7
45
44
43.0
42
40
39.3
3936.1
3637
34
33.9
33
32
30.5
3031
28.2
28
2627

50.0

40.0

30.0

2324

10.0

(グラフ左：滋賀県(2012)「滋賀の下⽔道普及状況」より引⽤)(グラフ右：滋賀県(2012)) 「滋賀の下⽔道普及状況」をもとに作図)

0.0

全国平均

琵琶湖流域下⽔道
湖南中部浄化セン
ター供⽤開始

1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
2008
2010

20.0

23.5
20.4
17.1
15.2
12.9
11.0
7.88.94.34.64.8
3.03.23.63.84.1
1.72.22.62.8

191920
1617

滋賀県

（年度）

25

琵琶湖流域の流⼊負荷対策
 対策はノンポイント汚濁をターゲットにせざるを得ない◆ 流域のノンポイント対策

環境こだわり農業推進条例
 浅⽔代かき、施肥の⼯夫
認証制度、県との協定等

都市のノンポイント汚濁
負荷対策 など“伯⺟川ビオ・パーク”
⼭寺川市街地排⽔浄化施設（写真上：草津市ウェブサイトより引⽤）

事業効果の予測、各種対策案の選定など、発⽣汚濁負荷量と流達状況の正確な予測が不可⽋に。
循環かんがい施設

26（写真下：琵琶湖第6期湖沼⽔質保全計画より引⽤）

琵琶湖南湖の⽔質改善ケース

⽔質の変遷（COD）

唐崎沖中央

⽊の浜沖

三保ヶ崎沖

COD(mg/L)

 CODの推移を⾒るかぎり、あまり⽔質の改善傾向は⾒られない。むしろ微増傾向（北湖も同様）

琵琶湖南湖3地点(⽊の浜沖､唐崎沖中央､三保ヶ崎沖）のCOD濃度の推移

環境基準値(滋賀県LBERI(Website)データベースより作成)

27

BSL -99cm
2002年⽔位低下

琵琶湖南湖 T-N

環境基準値

BSL -97cm

BSL -99cm

2000年⽔位低下

2002年⽔位低下

1994年夏渇⽔

三保ヶ崎沖

BSL-123cm

⽊の浜沖T-P(mg/L)

唐崎沖中央

BSL -97cm

ろから減少傾向

2000年⽔位低下

 T-Nは2000年こBSL-123cm

年の渇⽔後全体に減少傾向

1994年夏渇⽔

 南湖のT-Pは1994

T-N(mg/L)

琵琶湖南湖の⽔質改善ケース
⽔質の変遷（全窒素、全リン）(滋賀県LBERI(Website)データベースより作成)

琵琶湖南湖 T-P

環境基準値

28

ノンポイントの予測精度UPが必要!？

流総計画の限界宍道湖・中海の例（斐伊川流総計画）

同様の事例は全国各地に

他の対策も並⾏して推進しなければ、環境基準達成は困難という予測ノンポイント負荷の精度向上と対策の効果検証が決定的に重要(出典：島根県HP「斐伊川流総計画」より引⽤)

斐伊川流総計画検討
委員会の合意文書(抄)４ 今後の課題等（１）下⽔道以外の対策の具現化
下⽔道整備のみでは当該⽔域の⽔質環境基準を達成することは困難であり、市街地・農地・⼭林等の⾮特定汚染源対策も含めた負荷削減対策を検討する必要がある。そのためには、湖沼⽔質保全計画により関係機関が連携・協⼒して効率的な流⼊負荷削減対策を検討・実施するとともに、対策の効率的な促進に資するよう技術開発や削減⽅法等に対する研究、データの蓄積等が必要である。

29

ノンポイントの予測精度UPが必要!？

発⽣原単位に関する課題

⾬天時負荷を的確に⾒込むことが重要だが･･
既往調査で得られている原単位が降⾬の影響を考慮したものかどうか
L-Q式による負荷量算定の例も多い L=a･Qn（河川･ダム湖）（晴天時、降⾬時の回帰式）

きわめて⼤きな降⾬時の流⼊をどう扱うか
そもそも降⾬時の流出負荷（粒⼦態リンなど）の湖内･湾内での挙動は？
30

ノンポイントの予測精度UPが必要!？

発⽣原単位に関する調査研究⼈的資源･財政の制約が厳しい状況では、⾏政サイドでは緻密な現地調査には限界
⾏政の現場での利⽤の際、原単位など⽂献情報を活⽤せざるを得ないケースは多い⼟研の原単位調査より（私⾒）調査成果の流総指針への反映は限定的
機構の解明や原単位の精緻化も重要だが、現場が使いやすい結果でなければ利⽤されない
地域の特性にマッチした成果の使われ⽅がされるようでなければ意味がない
31

本⽇の話題はじめに
流総計画とは
流総計画とノンポイント汚濁負荷の関わり
ノンポイントの予測精度UPが必要!？
ノンポイント対策は誰がするの？
今後の課題32

今後の課題

ノンポイント研究成果の社会実装
現象を的確に把握することはもちろん重要得られた結果が活⽤されることも重要（社会実装）
流⼊負荷量の的確な算定各排出源対策の優先順位の政策判断
事業オプションからの最適案の選定
ノンポイント対策事業の効果の評価

33

今後の課題（まとめに代えて）H23環境推進費調査「⾮特定汚染源からの流出負荷量の推計⼿法に関する研究」成果の重要性
この成果から、推計精度向上へのSTEPは？

この次に何が必要か
構築したDBをどのように活⽤するか
安易な成果の利⽤から脱却するために⇒ばらつきの⼤きなデータから、対象地域により近い条件で調査された情報を抽出する⽅法⇒主要な外的・内的要因別にカテゴライズ可能か？
34

今後の課題（まとめに代えて）ノンポイント汚濁負荷の推定精度の向上
地域特性を考慮した⾒積もり
⾬天時負荷の推定精度の向上とデータ取扱いの考え⽅、⾬天時を考慮した原単位の選定

既往成果の調査背景のレビューと理解H23環境推進費調査で構築したDBの活⽤

地域特性に応じた原単位情報の整理
主要な外的・内的要因別に既往の知⾒をカテゴライズすることが必要

35

今後の課題（まとめに代えて）ノンポイント対策を進めるために
実施主体の明確化
実施主体、実施⽅法の議論のためには、科学的知⾒に基づく発⽣源と対策の効果の評価が必要

協議の場が必要
関係者が⼀堂に会して、負荷削減状況、対策の進捗状況等を確認しつつ、効果の確認、対策の実⾏
“東京湾再⽣推進会議”の例
 平成13年12⽉の都市再⽣プロジェクト決定「海の再⽣」を受け、関係省庁、地⽅公共団体が連携して、推進会議を設置
 内閣官房、国交省、農⽔省、環境省
 埼⽟県、千葉県、東京都、神奈川県、横浜市、川崎市、千葉市、さいたま市36

⼟⽊研究所における研究（ノンポイント汚濁関連）#1
出⽔時の栄養塩類濃度と藻類増殖ポテンシャル（第48回⽔環境学会年会 P-A15）
出⽔時の印旛沼流⼊河川⽔の藻類増殖ポテンシャル
は、溶存態窒素、リン、マンガンなどが同時に存在すると⾼かった。（北村ほか）

窒素・酸素安定同位体を⽤いた出⽔時流出特性（第48回⽔環境学会年会 P-A16）
印旛沼流域を対象に河川⽔の窒素・酸素安定同位体に着⽬し、出⽔時の栄養塩類の起源や流出特性を調査した。（對⾺ほか）
37

⼟⽊研究所における研究（ノンポイント汚濁関連）#2
⾬天時の栄養塩類負荷が底泥からの溶出に及ぼす影響（第48回⽔環境学会年会 P-B07）
流域からの栄養塩類負荷が湖底底泥の溶出に与える影
響を把握するために、⾬天後に霞ヶ浦⻄浦の底泥を採取し、溶出試験を実施（柴⼭ほか）

38

“流総⼤改⾰”と流総指針の改定
国⼟交通省で流総計画の再構築に向けて、流総計画再構築検討会を設置(H25)⽔環境マネジメント検討会報告（H24）等を踏まえた流総指針の改定
⽬的の多様化（“豊かな海”，⽔･エネルギーポテンシャル）
エネルギーの視点からの合理的システムづくり
⻑期⽬標と中期⽬標（マネジメント･サイクル）
柔軟性を持たせた計画の導⼊、作業簡素化

原単位等の改定はH26年度に作業予定
39

流総計画とノンポイント汚濁負荷

ご清聴ありがとうございました
contact：⼟⽊研究所 岡本誠⼀郎
s-okamoto＠pwri.go.jp