・処理区等の全域調査

クへの絞り込み百ha規模）エンジニアリング
リポート 1分流式下水道における雨天時浸入水の調査技術に関する共同研究

クへの絞り込み～5ha規模）

クへの絞り込み～5ha未満）

時浸入水の原因把握

研究員

岩谷文香

つ効率的な対策を実施するには，可能な限り絞り込み はじめにを行い，詳細調査を実施する範囲を減らすことが求められています。

近年，多発する豪雨等により，分流式下水道におい

本共同研究では，共同研究者から２～５ha未満でて雨天時浸入水の問題が全国的に発生しています。しある細ブロックへの絞り込み（図－１）が可能と考え

かし，国土交通省が平成30年度に実施した分流式下水られる調査技術を提案いただき，各技術の特徴等を体道を採用する地方公共団体への雨天時浸入水に関する系的に整理しました。また，自治体から提供いただいアンケート調査によると，回答のあった1,053処理区

た実際のフィールドを活用し，雨天時浸入水の反応ののうち，絞り込み調査後に発生箇所の特定や原因把握有無や絞り込み結果について，各技術が細ブロックまのための詳細調査を実施している自治体は約３割にとで絞り込む技術としての妥当性を検証しました。さらどまっています。に，これら新技術の導入によって得られる費用対効果

また，小ブロック（２～５ha程度）まで絞り込みを実施しても，その後の詳細調査による発生箇所の特定に多くの費用や時間を要する場合があり，効果的か

既大ブロックへの絞り込み

・ブロック（系統）別流量調査
往・雨天時浸入水分布調査

研究
範囲（数百ha規模）

・ブロック（系統）別流量調査①流量調査による手法
・雨天時浸入水分布調査
・ブロック（系統）別流量調査
・降雨後の深夜流量分布調査 ・雨天時浸入水分布調査
・降雨後の深夜流量分布調査②雨天時探査（20～30ha規模）

小ブロックへの絞り込み

本稿では，上記の視点で得られた研究成果について概要を報告します。

研究体制

群馬県，滋賀県，富山市，㈱ＮＪＳ，㈱エイト日本技術開発，オリジナル設計㈱，（一社）管路診断コン
サルタント協会，㈱極東技工コンサルタント，㈱コー
セツコンサルタント，㈱三水コンサルタント，㈱新日

本コンサルタント，㈱シュア・テクノ・ソリューショ②雨天時探査ン，中日本建設コンサルタント㈱，㈱日水コン，日本（2～5ha規模）

水工設計㈱，ペンタフ㈱，（公財）日本下水道新技術

細ブロックへの絞り込み（2～5ha未満）

機構＜詳細調査＞＜詳細調査＞①誤接合調査（音響・染料・送煙調査等）①誤接合調査（音響・染料・送煙調査等）②視覚調査（目視調査・TVカメラ調査）②視覚調査（目視調査・TVカメラ調査）③水密性調査（注水・揚水・圧気試験）③水密性調査（注水・揚水・圧気試験）
雨天時浸入水の④補足調査（現場踏査・聞き取り調査）④補足調査（現場踏査・聞き取り調査）
原因把握

：研究範囲

図－１等の検討を行いました。

2.1
既
往研
究範囲

①流量調査による手法
中ブロックへの絞り込み

さい 研究体制①既存資料による手法②事例ベースモデリング技術による手法
流域・処理区等の③流量調査による手法①既存資料による手法
全域調査
・ブロック（系統）別流量調査②事例ベースモデリング技術による手法
・雨天時浸入水分布調査③流量調査による手法

クへの絞り込み～30ha規模）

研究第一部

研究対象範囲（赤枠）

2.2

研究期間



令和２年７月〜令和４年８月

：研究範囲


下水道機構情報 Vol.18 No.36 ——



7






■■
■■

エンジニアリング・リポート

■■■■ 研究概要 フィールド試験

3.1

4.1



提案された技術細ブロックまで絞り込みが可能な調査技術として，フィールド試験の概要

フィールド試験では，提案された新技術が細ブロッ

共同研究者から提案された新技術を表－１に示しまクにおいて雨天時浸入水を検出することが可能である

す。各技術は，①視覚調査による部分的な雨天時浸入かについて３つの視点から検証を行いました。

水発生箇所の特定技術，②絞り込み調査技術，③絞り



次に，検証方法とその結果について整理します。

込み調査と詳細な雨天時浸入水発生箇所の特定ができ（１） 対象フィールドる技術，の大きく分けて３種類に分類されます。
①は，地上から資機材をマンホール内へ挿入し，作対象フィールドについては，過年度に雨天時テレビ

業員がマンホールに立ち入ることなく，可視範囲内にカメラ調査を実施したフィールドを対象に試験を実施

ある発生源を確認する技術です。

しました。

②は，水位・流量・水温・電気伝導度といった様々

（２） 対象技術③は，管きょ内に光ファイバーケーブルを仮設し，PC，画像・水位変換システム，横打超音波式水位計，管きょ内を流下する下水の温度分布を把握し，絞り込卵形フリューム，水温法の６技術を対象としました。

みと雨天時浸入水発生箇所の特定（±５m範囲）を行

なお，その他の技術については，本研究以外での検う技術です。

証・評価がされているため，対象外としました。

な指標を用いて発生源の絞り込みを面的に行う技術です。

フィールド試験の対象技術は，管診鏡MCと管診鏡



これらの技術を活用することで，細ブロックまで絞り込みが可能となれば，その後の詳細調査範囲の縮減（３） 機器設置箇所が期待されます。

各技術の計測機器は図－２に示すエリアA～エリア

また，研究成果として取りまとめた技術資料では，Eの流末マンホールに設置しました。なお，１つ離れ各技術の概要，特徴，調査方法，現場条件，調査結果たマンホール間では雨天時浸入水の影響に大きな差はアウトプット，調査コストおよび留意事項について，ないものとし，測点No.１と測点No.２については，同分かりやすく整理しています。

一マンホールとして評価しました。
表－1

技術資料
節番号

提案された技術一覧

技術名

特定範囲・調査種別

計測対象

第２節

管診鏡MCを使用した浸入水確認方法

部分的な発生源特定（マンホール内）

マンホール内の状況

第３節

管診鏡PCを使用した浸入水確認方法

部分的な発生源特定（マンホール管口付
近の可視範囲内）

マンホール管口付近の状況

第４節

画像・水位変換システム

絞り込み水位

第５節

横打超音波式水位計

絞り込み水位第６節

卵形フリュームによる流量計測および評価・解析

絞り込み

流量

第７節

最適化アルゴリズムを活用した絞り込み手法

絞り込み

水位・流量

第８節

水温法による雨天時浸入水の調査および評価技術

絞り込み

水温

水質を用いた不明水調査技術（電気伝導度法）

絞り込み

電気伝導度

水質を用いた不明水調査技術
（温度法）

絞り込み

温度

絞り込み・詳細な発生源特定

水温・降雨量

グルー
ピング

①

②

第９節

第１0節

ラインスクリーニングと浸入水検出AIによる絞り込み技術

8 —— 下水道機構情報 Vol.18 No.36

③

■■
■■

図－２

エンジニアリング・リポート■■■■

エリアの設定と提案技術の機器設置箇所（４） 検証内容
細ブロックは集水面積が小さく，宅地数も少なくな

4.2

フィールド試験結果① 晴天時と雨天後における画像比較による検証るため，管きょ内の水位や流量が少ないといった特徴

図－３に示すように，管診鏡MCでは，雨天後におがあり，従来の流量計による計測では測定が困難とないてマンホール躯体の継ぎ目部からの染み出しの様子る場合があります。そこで，提案された新技術は，低が確認されました。

水位・低流量といった状況下においても細ブロックへ

また，図－４に示すように，管診鏡PCでは，晴天の絞り込みが可能であるかを確認するため，下記①～時では常時浸入地下水として見られた管きょの継手部③の視点から検証を行いました。

からの浸入水の水量が雨天後には増加し，雨天時浸入①

晴天時と雨天後における画像比較による検証
管診鏡MCと管診鏡PCにより得られる画像を用い晴天時て，晴天時と雨天後の状況を画像比較により，雨天時浸入水の有無が判別可能かを検証します。
②

同一マンホールに設置された各機器の反応による検証
同一マンホールに設置された複数の調査技術が同一降雨において同様の挙動を示すかを検証します。
③

雨天後過年度の雨天時テレビカメラ調査結果との比較による検証
過年度の雨天時テレビカメラ調査で確認された雨天時浸入水の状況と，フィールド試験で得られた結果を比較し，本共同研究で提案された新技術による絞り込

4

み結果の妥当性を検証します。
図－３

管診鏡MCによる確認状況

下水道機構情報 Vol.18 No.36 ——

9

■■
■■

エンジニアリング・リポート■■■■

地下水として浸入していることが確認されました。
以上より，管診鏡MC・PCは，雨天時浸入水の部分晴天時的な特定が可能であることを確認しました。
なお，フィールド試験では，作業日程等の都合により，雨天時浸入地下水に相当する画像を確認していますが，降雨中に調査を実施すれば，直接雨天時浸入水を確認することも可能であると考えられます。
②

同一マンホールに設置された各機器の反応による検証
本検証では，フィールド試験で得られた代表的な２降雨（９月26日：総降雨量36㎜，10月25日：総降雨量

雨天後25㎜）について複数の計測機器が設置されているエリ
アAおよびエリアBを対象に各機器の反応を確認しました。
図－５および図－６に示すように，各降雨におけるデータの挙動は降雨直後に変化しており，画像・水位変換システムでは水位の上昇，卵形フリュームでは流量の増加，水温法では水温の低下（グラフ上では上昇しているように表示）を示しました。
降雨終了直後は，水位の低下，流量の減少，水温の図－４上昇（グラフ上では下降しているように表示）が見ら

管診鏡PCによる確認状況

れ，各技術はそれぞれ異なる指標ですが，同様の傾向が確認されました。
本稿では紙面の都合上，エリアAのみの結果を掲載

画像・水位変換システム

します。なお，エリアBも同様の傾向を示しているこ

画像・水位変換システムとから，これら３技術は，雨天時浸入水を的確に捉えていることを確認しました。
③

過年度の雨天時テレビカメラ調査結果との比較による検証
本検証では，過年度の雨天時テレビカメラ調査結果

水温法

卵形フリュ ーム

水温法

卵形フリュ ーム

図－５

３技術の挙動（9月26日降雨・エリアA）

図－６２技術の挙動（10月25日降雨・エリアA）との比較に当たり，雨天時テレビカメラ調査結果より各スパンの浸入水レベルを算出しました。浸入水レベ
ルの算出には，「分流式下水道における雨天時浸入水対策計画策定マニュアル（2009年３月）」に記載されている，浸入水のランクごとによる重み付け（表－２）を参考としました。
また，絞り込みエリアでは，各エリアの管きょ延長が異なるため，表－３に示すように管きょ１m当たりの浸入水レベルを算出しました。ここで，管きょ１m当たりの浸入水レベルは，ランクごとの異常箇所数に10 —— 下水道機構情報 Vol.18 No.36

エンジニアリング・リポート

■■
■■

■■
■■

表－２に示す重み付けとなる係数を乗じ，最後に管路リアDとなりました。一方で，フィールド試験に基づ延長で除して算出しています。

く結果では，１位：エリアC，２位：エリアD，３位：

表－４に，過年度の雨天時テレビカメラ調査結果とエリアBという結果になりました。過年度の雨天時テフィールド試験結果の比較一覧を示します。

レビカメラ調査とフィールド試験の結果は，順位の入過年度の雨天時テレビカメラ調査結果に基づく影響れ替わりがあるものの，上位３位の抽出結果は一致し順位は，１位：エリアB，２位：エリアC，３位：エ

表－２
調査判定

ランクaていることを確認しました。

ランクごとの重み付け設定
ランクb

ランクc

取付管上流流入判定基準

噴き出ている

流れているにじんでいる（噴き出ている）

マニュアル

ランクbの2倍以上

ランクbを基準

ランクbの1/2未満

－

重み付け

210.52※表中の「取付管上流流入」とは, 宅内誤接続による浸入水が確認された箇所であり, その重み

※表中の「取付管上流流入」とは, 宅内誤接続による浸入水が確認された箇所であり, その重み付けは「ランクa」と同様とした

付けは「ランクa」と同様とした

表－３

過年度の雨天時テレビカメラ調査結果

ラ ンク

項目

ab

単位c

取付管上流流入箇所

※ 浸入水
レベ ル

延長－ｍ

1m当当り浸入レベル

エリアA

１７

３７24.5286.11

0.086

エリアB１４０７27.0

76.30

0.262

エリアC

０３０９26.0

85.78

0.245

エリアD

１５

１21115.0

317.33

0.156

エリアE

０２０２

6.0

115.340.052※１m当たり浸入水レベルの算出例※1m当たり浸入水レベルの算出例
エリアA：（ランクa：１カ所×２＋ランクb：７カ所×１＋ランクc：３カ所×0.5＋取付管上
エリアA；（ランクa；1カ所×2＋ランクb；7カ所×1＋ランクc；3カ所×0.5＋取付管上流流入；7カ所×2）÷286.11m＝0.086
流流入：７カ所×２）÷286.11m＝0.086

表－４

過年度の雨天時テレビカメラ調査結果とフィールド試験結果の比較

フィールド試験
過去のテレビカメラ調査結果

エリア名

画像・水位変換システム
横打超音波式水位計

卵形
フリューム

水温法

１m当り
浸入水レベル

影響順位

エリアA

0.086

４位

検知（1455.8％）

検知（3.1倍）
２位

大（0.387）

エリアB

0.262

１位

設置なし

強く検知（6.7倍）
１位

大（0.428）

エリアC

0.245

２位

設置なし

－

特大（0.698）

エリアD

0.156

３位

設置なし

－

大（0.447）

エリアE

0.052

５位

設置なし

－中（0.307）

下水道機構情報 Vol.18 No.36 ——

11


■■
■■

エンジニアリング・リポート

導入効果の算定

5.1

導入効果の検討方法



■■
■■

ック全域に対して実施する場合②

ケース２（新技術の活用による手法）
新技術を用いて１つの細ブロックまで絞り込んだ後新技術の導入効果の検討に当たっては，モデルフィールドを設定の上，従来手法による調査費用，新技術による調査費用をそれぞれ算出し，新技術を導入した際の従来手法に対する調査費用の削減率を求めました。

に詳細調査（テレビカメラ調査＋送煙調査）を実施す
る場合（３） 検証対象とする技術
導入効果の検討は，表－５に示す技術を対象とし，機器設置に関する費用の積算を行いました。

以下に，検討方法とその結果について整理します。
（４） 調査費用の積算条件（１） モデルフィールドの設定



新技術を用いた導入効果は，図－７に示すモデルフ

ケース２（新技術の活用による手法）に要する調査費用は，次に示す条件に基づき積算しました。

ィールドを用いて検討しました。モデルフィールドは，小ブロック（面積が5.88ha，管路延長が1,470m）まで絞り込まれているものとし，１ブロック当たりの面積が0.48ha，管路延長が120mの細ブロックが10ブロック（青色着色部），および面積1.08ha，管路延長270mの１ブロック（黄色着色部）で構成されています。

5.2

新技術に関する調査費用

表－６に，ケース２（新技術の活用による手法）に（２） 検討ケースの設定
新技術の導入効果の検討では，以下の２ケースにお要する調査費用の積算結果を示します。ここで，新技術に関する調査費用は，５技術の最小値および最大値ける費用を比較しました。

を示すものとし，ケース１（従来手法）の合計金額①（テレビカメラ調査＋送煙調査）を100とした場合の金ケース１（従来手法）
詳細調査（テレビカメラ調査＋送煙調査）を小ブロ額比により整理しています。
5.3

詳細調査に要する調査費用

詳細調査を小ブロック全域に対して実施する場合
表－５

検討対象とした技術一覧

技 術 資料
節番号１ブロックまで絞り込む

技術名

第４節

画像・水位変換システム

第５節

横打超音波式水位計

第６節

卵形フリュームによる流量計測および評価・解析

第８節

水温法による雨天時浸入水の調査および影響評価技術

第９節

水質を用いた不明水調査技術（電気伝導度法、温度法）

表－６

ケース２に要する調査費用の積算結果

技 術 資料
節番号

技術名

金額比
最小値

最大値

2472

第４節 画像・水位変換システム
第５節 横打超音波式水位計
第６節 卵形フリュームによる流量計測および評価・解析
第８節 水温法による雨天時浸入水の調査および影響評価技術

図－７

モデルフィールド

12 —— 下水道機構情報 Vol.18 No.36第９節

水質を用いた不明水調査技術（電気伝導度，温度）■■■■

エンジニアリング・リポート■■■■（ケース１）と，新技術を用いてケース１の細ブロッました。ただし，この算定結果はモデルフィールドをクまで絞り込んだ後に詳細調査を実施する場合（ケー用いた試算結果であり，対象とする面積や管路延長，ス２）の費用を，表－７に示します。

導入する新技術により変化することに留意が必要です。

5.4

5.5

調査費用の削減率

発生箇所の特定確率の向上

導入効果は，ケース１（従来手法）に対して，ケー新技術による導入効果は費用削減効果だけではなス２（新技術の活用による手法）がどの程度の費用削く，細ブロックまで絞り込むことにより，その後の詳減効果があるかについて確認しました。ここで，費用細調査による雨天時浸入水の発生箇所の特定確率の向削減効果は，次の式により算出された削減率を用いて上が見込まれます。

評価を行いました。

例えば，管診鏡MC・PC等を用いれば，降雨の影響が残っている期間内に雨天時浸入水を目視にて確認す

ることが可能となり，発生箇所の特定確率の向上が期
表－８および図－８に，新技術を用いた導入効果（費用の削減率）の算出結果を示します。

待できます。
また，詳細調査の対象面積が小さくなるため，雨天検証の結果，新技術の活用による手法は，従来手法

時に自治体等の職員が公共桝やマンホール蓋を開けるに比べて約５～53％の削減率が見込まれると試算されことにより雨天時浸入水の状況を確認できれば，その表－７

 細調査（テレビカメラ調査＋送煙調査）に要詳する費用
管 きょ 延 長表－８

詳細調査の費用低減効果

詳細調査の金額 比

ケー ス 対 象 範 囲（ｍ）

テ レビカ メ ラ調査

送煙調査

合計

1小ブロック全域

1,4705644100

2

１ブロック

120

14

923

約5～53％減

図－8

導入により期待される費用低減効果

下水道機構情報 Vol.18 No.36 ——

13
■■
■■



エンジニアリング・リポート■■■■

後の詳細調査の数量を減らすことも期待されます。て，費用の削減効果が期待される結果となりました。
また，フィールド試験では新技術により雨天時浸入水

おわりにを捉えることが可能であり，解析結果についてもおおむね妥当であることを確認しました。
本研究の成果として，分流式下水道の細ブロックに

本稿では，雨天時浸入水調査における新技術を用いおける雨天時浸入水調査技術に関する技術資料を令和た細ブロックへの絞り込み手法に関する研究成果につ４年10月に発刊しました。この技術資料が，雨天時浸いて報告しました。

入水対策に取り組まれている地方公共団体の今後の取

新技術の導入効果の検証では，モデルフィールドを用いた試算結果ではありますが，従来手法と比較し14 —— 下水道機構情報 Vol.18 No.36

り組みの推進に向けた一助となれば幸いです。