管路調査・雨水管理等におけるICTの活用～異業種との連携～

下水道技術に関する最近の動向
平成29年11月
下水道研究部井上 茂治
国土交通省国土技術政策総合研究所

下水道研究部の沿革と主な成果（旧）建設省
土木研究所下水道部
新下水処理研究官○ 下水道研究室○ 三次処理研究室○ 汚泥処理研究室○ 水質研究室

平成13
年1月

国土交通省
国土技術政策総合研究所 下水道研究部（政策支援、技術基準、技術支援）
下水道研究官、下水道機能復旧研究官○ 下水道研究室（管路ストック、地震津波、都市浸水等）○ 下水処理研究室（資源・エネルギー、温暖化、水循環等）
国立研究開発法人 土木研究所※（先端的・先導的・基礎的研究開発）○ 先端材料資源研究センター 資源循環担当（再生利用、水系リスク等）○ 水環境研究グループ 水質チーム（未規制化学物質、富栄養化等）※H13.1～独立行政法人、H27.4～国立研究開発法人

国総研下水道研究部における主要施策に関するH28成果とH29実施
主要施策

H28成果

◆持続可能な下水道サービス（ストックマネジメント・未普及解消）・管渠劣化データベース・健全率曲線の更新
・「道路陥没予兆検知技術、圧送管路調査・診断技術」
システム導入と計測・維持管理重点施設の抽出
・「道路陥没予兆検知技術」システム導入と計測
・「圧送管路調査・診断技術」ガイドライン策定◆地震・津波対策

・熊本地震被害状況総括
・耐震対策優先度判定手法の確立

・熊本地震における事後対応策の検証◆雨水対策

・「ICTを活用した浸水対策技術」ガイドライン策定
・「都市域レーダを用いた雨水管理技術」効果の検証

・ガイドライン策定（都市域レーダ）
・継続的に観測結果を公表（ICT活用、都市域レーダ）◆省エネ・創エネ化とコスト縮減（B-DASHプロジェクト）・普及展開（バイオマス発電等GL策定済み技術）・普及展開（GL策定済み技術）
・ガイドライン策定（水素創出（1）、省エネ型水処理（2）、 ・ガイドライン策定（CO2分離・回収（1）、再生水（1）の2技
術）、中間とりまとめ（ICT活用設備劣化診断の2技術）
ICT活用水処理（2）の5技術）◆地球温暖化対策（水・汚泥処理から発生するN2Oの抑制）

・N2O排出抑制型の水処理プロセス運転方法の提案

・インベントリ反映に向けた知見の蓄積・低コストで効率的なN2O排出抑制対策の検討◆水系水質リスク対策（衛生学的指標の見直し、再生水推進）・処理水・再生水の衛生学的リスク制御技術の性能評
価、ISO/TC282（水の再利用）国際規格の開発推進

・処理水・再生水の衛生学的リスク制御技術の公表
・国際規格の発行準備

H29実施

1

本日の内容 ～下水道技術に関する最近の動向

下水道技術に関わる最近の話題
 下水道エネルギー・イノベーション、新下水道ビジョン加速戦略

下水道技術ビジョンとフォローアップ
 ビジョンの一部改定、ロードマップ重点課題

技術開発等への支援充実
 B-DASH、応用研究、WOW TO JAPAN等

ICTの活用と発展への期待
 i-Gesuidoの推進、AI活用の可能性
2

下水道技術に関わる最近の話題

下水道エネルギー・イノベーションの推進に向けて（提言）自民党下水道・浄化槽対策特別委員会 平成29年5月提言概要資料

新産業・経済成長戦略の牽引等のため、概ね２０年での電力消費量半減の実現等、下水道における省エネ・創エネの取組を進める「下水道エネルギー・イノベーション」を推進

背 景

具体的取組

○生産性革命、イノベーションの促進等により、GDP600兆円経済の実現を目指す○下水道では、①全国の電力消費量の約0.7％を消費・電力購入費は年間約1100億円②温室効果ガスの約0.5％を排出③省エネ・創エネの推進が重要(1)下水道施設のエネルギー拠点化

現状の課題(2)持続可能な下水道を実現するための省エネ・創エネによる電力消費量半減○下水汚泥からのバイオガス活用のさらなる普及のため、発生するバイオマスの集約化を進めることが必要○安定的な下水道からのリン資源回収に取り組むことが重要○民間事業者による下水管渠等からの採熱の普及が必要○電力消費量を半減する技術は海外輸出戦略としても重要○下水汚泥のエネルギー化事業ではPFI等事業のさらなる導入推進が重要①下水処理場を地域のバイオマスステーションとするため、集約・再編等の広域化に向けた取組への支援を強化②生ゴミのディスポーザーの活用による下水道への投入は、高齢化社会における住民サービスも向上させることから、集約ポテンシャ
ルが見込まれる地域を支援③改築更新等のタイミングにあわせた省エネ・創エネ技術の導入を促進①省エネ・創エネ技術の国内での普及により、エネルギーの地産地消を進め、電力自立可能で持続的な下水道システムを実現②上記の技術を活用した海外への輸出拡大(3)民間活力の導入による下水道関連産業の成長市場化①PFI等により民間の創意工夫を最大限に活用②技術・研究開発及び新技術導入への支援を強化し、関連市場の活性化(4)下水道エネルギー・イノベーションに係わる推進体制の強化①地方公共団体への普及啓発・人材育成②技術・研究開発支援などの国の支援体制を強化

4

「経済財政運営と改革の基本方針2017」、「未来投資戦略2017」
 下水道関連部分
経済財政運営と改革の基本方針2017～人材への投資を通じた生産性向上～（平成２９年６月９日閣議決定）
第２章 成長と分配の好循環の拡大と中長期の発展に向けた重点課題
５．安全で安心な暮らしと経済社会の基盤確保（４）資源・エネルギー
エネルギー・環境制約を克服し、経済成長と温室効果ガスの排出抑制を両立するため、あらゆる分野で規制と支援の両輪で徹底して省エネを推進するとともに、再生可能エネルギーについて、各電源の個性に応じた最大限の導入拡大と国民負担抑制を両立する。
また、電力・ガス市場の競争活性化と自由化の下での公益的課題への対応、水素社会実現に向けた取組、エネルギーの地産地消の推進88など、新たなエネルギーシステムの構築に取り組む。
88 例えば、下水汚泥等の廃棄物バイオマスの活用等

未来投資戦略2017―Society 5.0 の実現に向けた改革―（平成２９年６月９日閣議決定）
第２ 具体的施策
Ⅰ Society 5.0 に向けた戦略分野
６．エネルギー・環境制約の克服と投資の拡大（２）新たに講ずべき具体的施策
ⅱ）再生可能エネルギーの導入促進
・木質バイオマス、下水汚泥などの廃棄物バイオマス等のバイオマス発電の導入拡大に向けた環境整備を行う。
5インフラの維持管理・更新に関する政府の方針
社会資本整備重点計画（H27.9閣議決定）

政策パッケージとして、「メンテナンスサイクルの構築による安全・安心の確保とトー
タルコストの縮減・平準化の両立」、「メンテナンス技術の向上とメンテナンス産業の競争力の強化」が位置づけられ、戦略的な維持管理・更新を推進することとしている。
下水道法改正（H27下水道法改正）

管路のうち腐食のおそれの大きい箇所について、5年に1回以上の点検や異常判明時の措置等を地方公共団体に義務づけ、法定事業計画に点検の方法・頻度を記載することとしている。
経済財政運営と改革の基本方針2017（H29.6閣議決定）,
未来投資戦略2017（H29.6閣議決定）「快適なインフラ・まちづくり」を戦略分野として、政策資源を集中投入し、老朽化施設の更新において効率性と安全性を両立させ、安定した維持管理・更新を浸透させていくこととしている。

6

新下水道ビジョン（平成26年7月策定）○ 「下水道政策研究委員会」（委員長：東京大学 花木教授）の審議を経て策定○ 「新下水道ビジョン」は、国内外の社会経済情勢の変化等を踏まえ、下水道の使命、長期ビジョン、及び長期ビジョンを実現するための中期計画（今後１０年程度の目標及び具体的な施策）を提示（H17.9月策定）＆

下水道中期ビジョン（H19.6月策定）

循環のみち下水道「排除・処理」から「活用・再生」へ
水のみち

資源のみ
ち

施設再生

〇人口減少・高齢化の進行〇 管理時代への移行（マネジメント元年）
・ 財政・人材の制約
・ インフラの老朽化〇 大規模災害の発生リスクの増大〇 地球温暖化による気候変動に伴う影響〇 水・資源・食料・エネルギー 需給のひっ迫〇 成長戦略・技術革新の進展〇 国際的な水ビジネス市場の拡大

新たな下水道の使命

社会経済情勢の変化

これまでの下水道政策

下水道ビジョン2100

持続的発展が可能な社会の構築に貢献（Sustainable Development）※
循環型社会の構築に貢献（Nexus）

強靱な社会の構築に貢献（Resilient）
新たな価値の創造に貢献（Innovation）
国際社会に貢献（Global）（※）Nexus（ネクサス）：連結、連鎖、繋がり

新下水道ビジョン： 「循環のみち下水道」の成熟化
持続的発展が可能な社会の構築に貢献「循環のみち下水道」の持続■アセットマネジメントの確立■ クライシスマネジメントの確立■国民理解の促進とプレゼンスの向上■下水道産業の活性化・多様化「循環のみち下水道」の進化

貢献分野等の広がり■ 健全な水環境の創造■ 水・資源・エネルギーの集約・自立・
供給拠点化■ 汚水処理の最適化

国際社会
に貢献

進

新たな価値の創造に貢献
循環型社会の構築に貢献

化

平常時・非常時における適切なマネジメント等■ 雨水管理のスマート化

持■ 世界の水と衛生、環境問題解決への貢献■ 国際競争力のある技術開発と普及展開

強靱な社会の
構築に貢献

時代

続
7

新下水道ビジョン加速戦略（平成29年8月）
 人口減少等に伴う厳しい経営環境、執行体制の脆弱化、施設の老朽化等、社会情勢の変化の中、
持続的発展が可能な社会の構築に貢献する「新下水道ビジョン」の実現加速のため、官民連携、下水汚泥のエネルギー利用、本格的な海外輸出の実施など、選択と集中により5年程度で実施すべき施策を実現し、国民の生活の安定、向上につなげる「新下水道ビジョン加速戦略」を策定
 検討にあたっては、若手・中堅研究者で構成された「新下水道ビジョン加速戦略検討会」を設置
経緯・加速戦略の位置づけ
新下水道ビジョン～「循環のみち」の持続と進化～≪平成２６年７月≫

社会資本整備委員会 下水道小委員会

加速戦略重点項目○施策の進捗や社会情勢ふまえ取組を加速すべき項目を抽出し、5年程度で実現性のある施策について検討【答申】「新しい時代の下水道政策のあり方について」《平成２７年２月》①官民連携の推進

・包括的民間委託、コンセッションの促進②下水道の活用による付加価値向上・ディスポーザー
・資源・エネルギー利用の促進③汚水処理システムの最適化

・ハード・ソフトの広域化の促進④マネジメントサイクルの確立

・ストックマネジメントの普及と定着
・維持管理を起点としたマネジメント
サイクルの確立

加速戦略《平成２９年８月》

新下水道ビジョン中期計画期間の満了《平成３６年》

新下水道ビジョン加速戦略検討会委員（敬称略）
座長 佐藤 弘泰（東京大学大学院准教授）
浦上 拓也（近畿大学教授）
藤原 拓 （高知大学教授）
山村 寛 （中央大学准教授）
横田 明美（千葉大学大学院准教授）

検討会スケジュール
第１回 平成29年4月26日
第３回 平成29年6月29日
第５回 平成29年7月27日

第２回 平成29年5月26日
第４回 平成29年7月11日
とりまとめ 平成29年8月⑤ 水インフラ輸出の促進

・浄化槽とのパッケージ化
・国内、国外一体となった戦略⑥防災・減災の推進

・官民連携等による浸水対策
・地震対策⑦ニーズに適合した
下水道産業の育成

・マネジメント業務を担える企業の育成
・企業間連携の促進、技術者確保⑧国民への発信8

・広報内容の充実

新下水道ビジョン加速戦略 技術開発関連部分（◎：直ちに着手する新規施策、○：逐次着手する新規施策、◇：強化・推進すべき継続施策）

重点項目Ⅱ 下水道の活用による付加価値向上（１）住民の生活利便性の向上○ ディスポーザーの活用及び下水道へのオムツ受入れ可能性の検討（オムツ素材・オムツ分解装置・宅内配管等における検討と連携した下水管渠調査・実証実験の実施、トイレに流せる製品等も考慮した下水道施設や水処理などに悪影響を及ぼさないための下水道への受入れ基準検討、費用負担の考え方の検討、利用者の適正利用遵守方策等）◎ 下水水質情報等を活用した感染症流行の早期感知と情報発信に向けて、衛生・医療部局等関係機関の役割分担や情報提供の内容・ツール等の検討及び社会実験の実施（２）資源・エネルギー利用の促進◎ 下水道技術ビジョンを踏まえた省エネ・創エネ技術、資源利用技術の基礎研究レベルから実用化段階までの技術開発、普及展開・導入促進及び、そのための検討体制強化

重点項目Ⅲ 汚水処理システムの最適化（２）施設規模・執行体制の最適化（広域化・共同化）◎ 下水処理場等、複数施設の集中管理、遠隔制御等を行うためのICTの活用促進（３）効果的な導入技術の最適化◇ B-DASH等の活用による、人口減少等社会情勢の変化に柔軟に対応可能な水処理技術等の開発の促進

重点項目Ⅵ 防災・減災の推進（２）SNS 情報や防犯カメラ等を活用した雨水管理の推進◎ 水位計に加え、SNS 情報や防犯カメラ等を活用した浸水情報等の収集及び収集した水位・浸水情報を活用した水位周知の仕組みやタ
イムライン等の導入支援（４）効果的な地震対策の推進◇ B-DASH等の活用による安価かつ省エネルギーで、平常時でも使用でき、迅速な災害復旧にも活用可能な処理技術等の開発促進

重点項目Ⅶ ニーズに適合した下水道産業の育成（２）持続的な下水道サービスを支える技術者等人材の確保・育成○ B-DASH等の活用による、ICTやロボット技術等労働生産性向上に資する技術開発の促進

9下水道技術ビジョンとフォローアップ

下水道技術ビジョン（平成27年12月策定）□概要○ 「新下水道ビジョン」に示された中期目標を達成するための技術開発内容
大分類

技術分野
①持続可能な下水道システム（再構築）（１）施設の管理と機能向上（２）防災・危機管理（３）水環境と水循環（４）資源循環・地球温暖化対策②持続可能な下水道システム（健全化、老朽化対応、ス
マートオペレーション）③地震・津波対策④雨水管理（浸水対策）⑤雨水管理（雨水利用、不明水対策等）⑥流域圏管理⑦リスク管理⑧再生水利用
⑨地域バイオマス⑩創エネ・再生可能エネルギー⑪低炭素型下水道システム○ ①～⑪の技術開発分野ごとにロードマップを作成
・中期目標達成に向けた技術的課題
・技術目標： 技術的課題を解決するための技術目標
・技術開発項目： 技術目標を達成するための技術開発項目

11

下水道技術開発会議（平成28年1月設置）□会議の目的： 下水道技術ビジョンのフォローアップと技術開発推進方策の検討□体 制：（座長）国総研下水道研究部長 （委員）地方公共団体、下水道関係社団・財団法人、日本下水道事業団、土研、大学、本省下水道部 （事務局）国総研 ⇒産学官連携の議論の場□検討事項： 技術開発・導入の流れに対応した６つの柱の検討とB-DASHプロジェクトの実施等により、下水道分野の技術開発・導入全般をマネジメント□下水道技術ビジョンのフォローアップ ⇒下水道技術開発会議が担当○ 重点的な研究開発を行うべき事項の選定 ⇒「ロードマップ重点課題」として公表（H28.7.15、H29.8.21）
12○ 最新の研究開発動向を反映 ⇒ 公募した技術提案を審査し、ロードマップに反映、
下水道技術ビジョンを一部改定（H29.2.2、H29.8.21）

新技術導入上の課題に関する自治体アンケート（H29） アンケート結果 「新技術導入にあたっての不安材料・ネックとなる事項」
全 全体として、「２．情報不足」、「５．積算・技術基準」を不安材料とする団体が多く、次いで、「３．技術選択困難」、「４．初期コスト」。

600
500
400
300
200
100

7:その他

6:入札手続

5:積算・技術基準

4:初期コスト

3:技術選択困難

02:情報不足 大都市では、「積算・技術基準」、「信頼性に不安」など技術の性能、調達に関して、小都市では、「情報不足」、「技術選択困難」など導入検討の入り口に関する懸念が多い。

700

1:信頼性に不安 回答の傾向は昨年度同様。

800

団体数（箇所） 「６．入札手続」を不安材料とする団体は約100団体。

体13

下水道技術ビジョン・ロードマップの一部改定 （H29.8)
 経済財政運営と改革の基本方針2017や未来投資戦略2017等では、バイオマス等の再生可能エネ
ルギーの導入促進が位置づけられるなど、下水道事業においても省エネ・創エネへの取組が要請
 省エネ・創エネについては、下水処理場だけでなく、低炭素型のまちづくりを推進する観点からも、
下水道施設全体で取り組んでいくことが必要 上記を背景として、平成２９年度第１回下水道技術開発会議（7月26日開催）での審議を経て、下水道技術ビジョン・ロードマップの一部を以下のとおり改定

ロードマップ該当箇所

ロードマップの見直し・追記事項• 中期目標達成のための課題２を「下水道施設のエネル
ギーの供給拠点化、エネルギーの自立化を実現するにあたり、未利用のバイオマス等を活用するための要素技術の開発が進んでいない。その解決のため、未利用のバ⑩創エネ・再生可能エネルギー
イオマス等を下水道施設でエネルギー化するための革新的な技術開発が必要」に、技術目標３を「下水道施設と下（技術ビジョンP.64、65、76）
水資源を活用したエネルギー生産技術の開発」に見直し。
• 技術開発項目３－６として「下水熱の利用技術」を追加。
当面の技術目標（５年後）～中期技術目標（１０年後）に応用研究、実証研究として概要を記載。
※今後、「新下水道ビジョン加速戦略」（8月10日、国土交通省策定）を踏まえた改定を予定

14

平成29年度ロードマップ重点課題
 下水道技術開発会議（座長: 国総研 下水道研究部長）では、平成29年度第1回会議（7月26日開催）
において、最新の情報をもとに下水道技術ビジョン「ロードマップ重点課題」の改定を審議
 当会議で、下水道技術ビジョン・ロードマップに提示する技術目標のうち、以下の９項目をロードマップ
重点課題（研究開発等を重点化して実施すべき課題）として選定

1. ロードマップ重点課題 （短期～中期課題）
 技術目標②２ 施設管理の迅速化・低コスト化のための技術開発等
 技術目標⑨１ 下水道で地域バイオマスを利活用する技術
 技術目標⑩３ 下水資源を活用したエネルギー生産技術 技術目標⑪１ 下水道の消費エネルギー約１割削減に向けた技術
2. ロードマップ重点課題 （中期～長期課題）
 技術目標③２ 大規模地震を対象とした耐震対策手法、優先度評価手法
 技術目標④１－１ 局所的豪雨等に対応する雨水管理技術 技術目標⑤４ 不明水の実態把握、影響評価と有効な対策の確立
 技術目標⑦４ 病原微生物の制御、 ⑦５ 病原微生物の検出、監視システム
 技術目標⑨３ リンなどの有用資源回収、⑨５ 下水灰の肥料化※技術目標の番号は、下水道技術ビジョン・ロードマップの番号と対応

継続課題
継続課題
今回追加課題
継続課題

継続課題
今回追加課題
継続課題
継続課題
継続課題
15

下水道技術の開発体系と国総研の役割
新下水道ビジョン加速戦略（H29年8月策定）

新下水道ビジョン（H26年7月策定）

社整審答申（H27年2月策定）

下水道技術ビジョン（H27年12月策定、H29年2月・8月一部改定）
ロードマップ（新たに開発すべき技術を中心に今後の下水道の技術開発の方向性を提示）
ロードマップ重点課題の選定

下水道事業の計画的・効率的推進など行政課題解決に必要な研究課題

新技術導入に必要な要素技術の調査・実証
水平展開

プレーヤー

B-DASH成果

水平展開

マネジメント

地方公共団体B-DASH

実証段階（実規模）技術の開発普及
関連団体

実証段階（パイロットプラント）

独自に技術の発展・導入（実規模実証）採択

B-DASH
民間企業
関連法人（ＦＳ調査） 発※一定水準に達した技術については、所定のプロセスを経て実規模実証へ

発展

展
特性や必要に応じてB-DASHに発展 又は 独自に展開

下水道応用研究

開発段階
研究機関

発
展

研究段階

大学及び学会

GAIA

成果の
反映活用

国総研【本省と連携】

実施設への技術導入

下水道技術海外実証事業（WOWプロ）

・新技術の評価（評価に必要な情報収集・整理等）
・導入ガイドラインの作成、普及促進【国総研が自ら取り組む課題】
・施設管理に関する研究
・災害対策に資する研究
・水環境・水循環に関する研究・省エネ・温暖化対策に関する研究
・技術基準、国際規格に関する
研究
等

16

技術開発等への支援

国土交通省による下水道技術開発支援
実施設への技術導入

水平展開

水平
展開

B-DASH（実規模実証）

実証段階
（実規模）

採択

独自に技術の発展・導入

下水道技術海外実証事業（WOWプロ）※一定水準に達した技術

実証段階

B-DASH（ＦＳ調査）（パイロット
プラント）

発
展
発
展
特性や必要に応じてB-DASHに発展 又は 独自に展開

開発段階

下水道応用研究
発
展

GAIA

研究段階

期間

金額
（１件当り）

・実規模で実証できる段階にある技術の実証・実施設を対象とした実証に限定

２年間
（最長）

数千万円
～十数億円

Ｈ２８

・開発段階をほぼ終えており、実施後に実規模実証に進むことが見込まれる技術
・導入効果などを含めた普及可能性の検討や技術性能の確認

２年間
（最長）

3,000万円
以内

下水道応用研究Ｈ２９・大学等によるラボレベルの研究を終え、企業による応用化に向けた開発段階にある研究
・民間研究機関による研究開発（大学等との共同研究も可）を対象

２年間
（最長）

3,000万円
以内

ＧＡＩＡ

Ｈ２６

・大学等の若手研究者との連携、地域の活力向上、10年先を見据えたシーズの形成を目的
・研究代表者は大学等の若手（50歳未満）に限定

３年間
（最長）

500万円～
1千万円

支援制度

創設
年度

Ｂ－ＤＡＳＨ（実規模実証）Ｈ２３

Ｂ－ＤＡＳＨ（FS調査）

制度概要※下水道技術海外実証事業 H29 海外における我が国下水道技術の普及促進（実証試験、普及活動等） 事業費（3,500万円）の範囲内で1～2件程度

18下水道革新的技術実証研究（B-DASHプロジェクト）
H23年度公募テーマ①水処理（固液分離）②バイオガス回収③バイオガス精製④バイオガス発電（H25.8ガイドライン発出）

国総研が委託研究により実証研究を実施
３４技術（他にFS等１４技術）うち１８技術ガイドライン化

H24年度公募テーマ⑩管きょマネジメント⑬ICTを活用した浸水対策⑰降雨・浸水予測⑯設備劣化診断

⑱空洞探査

資源
管きょ
流
入

⑥下水
熱利用

水処理
①固液分離
⑫省エネ型水処理⑬ICTを活用した運転制御㉑ダウンサイジング

下水処理場

再生水利用
農業、都市等⑲再生水利用

エネルギー
発電所
製紙工場等

下水処理

熱

放流

汚泥処理
下水汚泥

⑨バイオマス発電
場内・
場外利用

エネルギー
資源
肥料

⑤固形燃料化
⑦
窒素
除去
⑧
リン
回収

②
ガス
回収

都市ガス・発電
・工場等

④ガス発電

処理場内
利用等

⑪水素創出

CNG車
FCV等

⑭ガス集約
⑮CO2回収⑳下水汚泥の有効利用技術

H25年度公募テーマ⑨バイオマス発電⑩管きょマネジメント（H27年度ガイドライン発出）

H26年度公募テーマ⑪水素創出⑫省エネ型水処理⑬ICTを活用した戦略的維持管理（H28年度ガイドライン発出予定）

H27年度公募テーマ

③ガス精製
バイオ
ガス

⑤下水汚泥の固形燃料化⑥未処理下水の熱利用⑦栄養塩(窒素)除去⑧栄養塩(リン)除去･回収（H26.8ガイドライン発出）⑭バイオガス集約・活用⑮CO2分離・回収・活用⑯設備劣化診断⑰降雨・浸水予測⑱空洞探査⑲再生水利用

H28年度公募テーマ

資源
有用藻類の培養
農業利用等⑳下水汚泥の有効利用技術㉑ダウンサイジング（＋予備調査）H29年度公募テーマ
地域地産型バイオマス
低コスト型汚泥焼却
省エネ低コスト型水処理

19（＋ＦＳ調査）下水道応用研究 公募テーマと採択事業（H29）
公募テーマ

ICT・観測技術の活用等による低コストで効率的な雨天時下水処理技術

下水（汚水・雨水）の水質・水量等の低コストで効率的な観測技術

ロードマップ重点課題

事業名【中期～長期】
技術目標⑤４
既存施設を活用した分流式・合流式下水道における効不明水の実態把握、影響評価と 率的な雨天時下水処理システムの開発
有効な対策の確立【中期～長期】
技術目標⑦４
流入下水中の病原ウイルス観測による総合的感染症流技術目標⑦５
行防止対策の確立
病原微生物の制御及び病原微生物の検出、監視システム【中期～長期】
技術目標⑤４
光ファイバー温度センサーを活用した雨天時浸入水調
不明水の実態把握、影響評価と 査の応用研究
有効な対策の確立

炭化・温水抽出による新たなリン回収技術の開発に関す【中期～長期】
る研究
技術目標⑨３
技術目標⑨５リンなどの有用資源回収及び下水きのこ生産を核とした下水道資源のカスケード利用シス
食・農と連携した下水道資源の利活用のた
灰の肥料化
テムの構築
めの下水処理技術（上記以外）
食・農と連携した下水道資源の利活用のための下水処理技術（リン回収）20下水道技術研究開発（GAIAプロジェクト）
ＧＡＩＡ：Gesuido Academic Incubation to Advanced Project
H27年度採択
H28年度採択
H29年度採択

下水汚泥の有用微生物優占技術と高付加価値農業資材の生産技術の開発（長岡技術科学大学 幡本特任准教授）

都市域路面排水の低環境負荷型処理による用途別水資源としての利用可能性の検討（京都大学 田中准教授）
下水処理施設の高品質資源回収・流域リスク低減拠点化を目指したオゾン処理導入技術開発（京都大学 日髙助教）
下水道施設のマネジメントにおけるPPP/PFI導入効果の定
量的評価に関する研究（大阪大学 貝戸准教授）
導電性の高いコンクリート系管材の開発による下水道管内における電子放出菌の集積と硫化水素の発生抑制（山口大学 鈴木准教授）
地域の汚水組成とその長期変化に応じて最適処理プロセスを設計するための技術（北九州市立大学 安井教授）
FO膜とクロラミン耐性メタン発酵を組合せた低コ
スト・エネルギー生産型下水処理システムの開発（北九州市立大学 寺嶋准教授）
都市型水害軽減に向けた土壌改良による流出抑制技術の構築（九州大学 厳島助教）
下水処理水中の生態影響原因物質を対象とした高効率汎用型探索技術の開発（鹿児島大学 高梨准教授）

Ｈ 年度採択（終了）26

25技術（うち7技術終了）
執行体制の脆弱化に対応した下水処理水中の細菌・ウイルスの簡易分析技術の開発（北海道大学 佐藤准教授）
下水処理微生物の遺伝子ビッグデータの構築と迅速・簡便な微生物モニタリングシステムの開発（東北大学 久
保田准教授）
下水道資源・エネルギーを最大限に活かした希少水草栽
培および微細藻類培養・エネルギー生産（長岡技術科学
大学 姫野准教授）
河川・下水道のシームレスモデルを用いたリアルタイム
浸水予測手法の開発（土木研究所 渋尾専門研究員）
小径・長距離で複雑な下水道圧送管内の保守点検を可能にする蠕動運型ロボットの開発（中央大学 中村教授）
下水汚泥消化ガスの水蒸気改質反応により高純度水素を製造する膜反応器の開発（工学院大学 赤松准教授）
藻類遅延発光阻害試験による下水処理水の生態影響評価に関する研究（岡山大学 田村助教）
微細藻類を用いた下水中でのアスタキサンチン生産技術の開発（岡山大学 永禮准教授）

雨天時に市街地から流出するノンポイント汚濁負荷量の予測モデル開発（広島大学 尾崎准教授）○好塩古細菌を用いたカリウム資源回収の実用化に関する技術開発（北海道大学 高橋教授）○下水を利用して培養した微細藻類による漁業飼料生産技術の開発（中央大学 山村助教授）○下水処理水再利用による飼料用米栽培に関する研究（山形大学 渡部教授）○下水汚泥を用いた高付加価値きのこの生産技術及びその生産過程で発生する廃培地・炭酸ガスの高度利用技術の開発（鹿児島工業高等専門学校○消化汚泥の肥料利用に関する研究（高知大学 藤原教授）○グラフェン-酸化グラフェン還元微生物複合体を用いたバイオマス電力生産技術の下水処理施設への適用検討（日本工営 飯田次長）○微生物燃料電池による省エネ型廃水処理のための基盤技術の開発（岐阜大学 廣岡准教授）

山内教授）

21

プロジェクトGAMＧＡＭ：Gesuido Academic Mapping

 研究をより社会実装していくため、土木学会環境工学委員会と連携して、 “水環境分野の学の研究内
容を体系的にマッピング”し、産官学の連携を強化する「プロジェクトＧＡＭ」を実施
 学と官における情報を登録し、互いの状況を把握するとともに、連携を図るためのデータベース（DB）を構築し、平成29年3月より運用開始
 現在、ＤＢの更なる活用及び普及に向けて、産業界の参画や、ニーズとシーズの効果的なマッチング
方法等について検討中
 背景と目的

 研究分類/地域別登録件数

行政
•
•
•
•

学

最新の知識や情報を取り入れたい
ベスト、ベターな手法を模索したい
学との連携のきっかけがほしい
即戦力となる研究をしてほしい

•
•
•
•
•

社会実装を見据えた研究がしたい
実験フィールドがほしい
社会的意義の大きい研究をPRしたい
研究の実用について学生に知ってほしい
行政のニーズを知りたい→既存の知識体系と行政とのマッチング・活用ができるようなＤＢを構築

研究分野や研究者所在地を絞り込み、検索が可能
研究者所在地（在籍研究期間所在地）
研究分類 北海 東
道
水環境
土壌・地下
水
上水・用
水・再生水

 ＤＢの登録情報

・地方公共団体情報：389件、研究者情報：116件（H29.6現在）

学の情報

地方公共団体情報○研究者情報○研究テーマ情報・共同研究の募集
・事業において抱えている課題
・フィールド、データ提供等協力
可能な情報等

・氏名 ・生まれ年
・所属 ・所属機関の所在地
・役職 ・連絡先(TEL、e-mail)・経歴(URL) ・委員の履歴
・自由コメント(PRなど）
・顔写真(イメージ画像も可)等

・研究テーマ・研究者氏名・分類・キーワード・規模、段階・自治体への要望等

排水処理
汚泥・廃棄
物処理
毒性・健康
影響
試験・分析
法
総合評価・
管理
環境教育・
国際協力

北

北

関

中

近

中

四

九

沖

陸

東

部

畿

国

国

州

縄

1件 2件 1件 5件 0件 4件 0件 0件 3件 0件
0件 0件 0件 0件 0件 0件 0件 0件 0件 0件
1件 1件 0件 3件 0件 0件 0件 0件 1件 0件
3件 2件 4件 7件 0件 0件 2件 0件 1件 0件
0件 1件 1件 3件 0件 0件 1件 1件 1件 0件
0件 0件 1件 0件 0件 0件 0件 0件 0件 0件
1件 0件 0件 0件 0件 0件 1件 0件 0件 0件
0件 0件 0件 0件 0件 1件 0件 0件 0件 0件
0件 0件 0件 1件 0件 0件 0件 0件 0件 0件

水環境文化 0 件 0 件 0 件 0 件 0 件 0 件 0 件 0 件 0 件 0 件

22

震災復興

0件 0件 0件 0件 0件 0件 0件 0件 0件 0件

その他

0件 0件 0件 2件 0件 0件 0件 0件 0件 0件

ICTの活用と発展への期待

ICTを活用した下水道事業の将来像
 持続的かつ質の高い下水道事業の展開に向けたICT活用ビジョン（平成26年3月）
下水道におけるICT 活用に関する検討会報告書（平成24年12月設置、座長：山田雅雄中部大学客員教授）

24

i-Gesuido（平成29年2月）
 国土交通省下水道部では、下水道事業の抱える様々な課題に対して、ＩＣＴの活用による下水道事業の質・効率性の向上や情報の見える化を行い、下水道事業の「持続」と「進化」を実践。
その取組を「i-Gesuido」として推進。
 i-Gesuidoでは、既存のICTを各地方公共団体において積極的に導入できるよう、ガイドライン等基準類の整備を行うとともに、関係する技術の開発を推進する等、下水道事業におけるICTの導入を促進。
 i-Gesuidoの推進に当たっては、ICTを活用して効率的な事業実施が可能な4本の柱を中心に施策を展開し、より効率的な下水道事業とすることを目指す。
 同時に、 ICTを活用して他分野と連携する取組等についても今後検討。

i-Gesuidoを支える4本の柱①BIM/CIM（３次元モデル活用による設計・施工・維持管理の効率化）

3次元モデルの導入による業務の効率化②ストック
マネジメント③水処理革命（施設管理の効率化）（省エネ、経費削減、集中管理、自動化、処理水質の安定化）

下水管渠の点検等
維持管理技術の開発、効率的な維持
管理データの活用

処理場等の集中管理、高度な運転管理の自動化、流入
水質のデータ化④雨水管理
スマート化２．０（ＩｏＴやビッグデータ活用による浸水対策）

管路内水位の見える化、リスク情報の発信等

他分野との連携
排水水質監視による感染症の予兆把握や高齢者世帯の見守りなど他分野との連携、取組について今後検討

25

管路調査結果の分析・診断 ～AI活用の可能性
実証対象テーマ

実証事業名

革新的技術の概要⑩管きょマネジメント

高度な画像認識技術を活用した効率的な 異常箇所を自動的に検出する画像認識技術
管路マネジメントシステム技術に関する技術⑩管きょマネジメント

管口カメラ点検と展開広角カメラ調査及びプ 管口カメラで大きな異常を発見した後、異常箇所について展開広角カメラ
ロファイリング技術を用いた効率的管渠マネ により調査診断する技術と、管勾配を正確に計測する傾斜計測や耐荷力
ジメントシステムを把握するための管路形状プロファイリング技術⑩管きょマネジメント

広角カメラ調査と衝撃弾性波検査法による効率的な管渠マネジメントシステム⑱空洞調査

車両牽引型深層空洞探査装置の実用化に 従来の浅層対応型の地下空洞探査技術を深層対応型に改良した新たな
向けた実証
技術

⑱空洞調査

陥没の兆候の検知を目的とした空洞探査の 地下レーダ探査とモービルマッピングシステムの組み合わせによる陥没兆精度と日進量の向上に関する実証
候検知技術とレーダ波形の高解像度化による画像処理技術⑱空洞調査

三次元陥没予兆診断技術に関する実証

無停止走行で管内画像の取得が可能な展開広角カメラによるスクリーニ
ング調査技術と、スクリーニング調査後に必要に応じ追加で実施する、耐荷力を把握するための衝撃弾性波検査法による調査技術

地中レーダ探査とモービルマッピングシステムによる地下空洞・路面変状の同時計測による陥没兆候発見技術とGPR異常波形の自動判定技術
1.0
緊急度Ⅰ
速やかな措置が必要

緊急度の割合健全率

緊急度Ⅱ
簡易な対応で必要な措置を5年未満まで延長

0.5

緊急度Ⅲ
簡易な対応で必要な措置を5年以上まで延長

劣化なし

26

0.0
0

10

20

30

40

経過年数

50

60

70

80

機械設備の劣化診断・予測 ～AI活用の可能性
実証対象テーマ

実証事業名

革新的技術の概要⑯設備劣化診断

センサー連続監視とクラウドサーバ集約に センサーによる24時間振動測定データとタブレット入力した点検記録
よる劣化診断技術および設備点検技術 をクラウドサーバに集約し、下水道設備の劣化診断を行う技術⑯設備劣化診断

振動診断とビッグデータ分析による下水道施設の劣化状況把握・診断技術

連続的に自動測定する振動センサーによる振動診断とビッグデータ
分析により下水道設備の劣化状況把握・診断を行う技術

27

運転操作の支援 ～AI活用の可能性
 水処理運転
実証対象テーマ

実証事業名

革新的技術の概要⑬ICTを活用した運転制御

ICTを活用した効率的な硝化運転制御の実 反応タンク流入側のNH4 計、好気槽中間のNH4 計、好気槽末端の用化DO計を組み合わせた曝気風量制御技術⑬ICTを活用した運転制御

ICTを活用したプロセス制御とリモート診断に NH4計とDO計を活用した曝気風量制御技術、制御性能改善技術、よる効率的な水処理運転管理技術
多変量統計的プロセス監視技術

 浸水対策
実証対象テーマ

実証事業名

革新的技術の概要⑬ICTを活用した浸水対策

ICTを活用した浸水対策施設運用支援シス 雨量や水位等の情報の計測・収集・分析・提供に関する個別技術
テム実用化に関する技術を統合化したシステムを構築し、既存の浸水対策施設の効果的運用によって浸水被害を軽減する技術⑰降雨・浸水予測

都市域における局所的集中豪雨に対する雨水管理技術小型レーダー、短時間降雨予測、流出解析システムを組み合わせた情報配信システムを構築し、既存施設の運転支援や自助・共助活動の促進により浸水被害を軽減する技術

28

情報収集・判別 ～AI活用の可能性
 ちばレポSNS 情報・防犯カメラ等を活用した
浸水情報の収集イメージ

様々な課題（道路が傷んでいる、公園の遊具が壊れている等）を、ICTを使って、市民がレポートすることで、市民と行政、市民と市民の間で、それらの課題を共有し、合理的、効率的に解決することを目指す仕組み ウェザーニューズ「なごや減災プロジェクト」
気象に関する情報や、災害時の被害情報などを市民がウェブサイト上に投稿投稿された情報を確認することにより、災害時の被害軽減（減災）に利
用
名古屋市は事業全体の市民への周知・広報、（株）ウェザーニューズ
はウェブサイトの構築、情報の管理及び運用

 水害監視カメラ
市川市では、浸水被害の拡大を未然に防ぐ
ため、水害監視カメラを実証実験中

29

下水道管路地震被害データベース
平成27年3月公開の『下水道管路地震被害データベース』に、熊本地震の被災情報約2千スパンを追加し、公開！（平成29年6月）■下水道管路被害データベースとは・1993年～2016年に発生した震度6以上（1３地震）の地震を対象に、下水道管路施設の被害情報（約７千スパン）を整理
・地震情報（震度･マグニチュード･SI）、地盤情報（地盤種別･微地形区分）、下水道情報（土被り･管種･管径･マンホール種別等）、被害情報（被害状況･程度）をスパン毎に整理■活用事例
・DBを活用し被害傾向分析を実施し、分析結果は、優先度評価における被害確率に反映可能
・下水道事業継続計画（BCP）策定や、大学・民間研究者の地震研究の基礎資料として活用可能
国土技術政策総合研究所 下水道研究室のホームページで公開中

http://www.nilim.go.jp/lab/ebg/zishin_db.html

国土技術政策総合研究所

下水道管路施設
地震被害情報データベース

データ蓄積

データ一元化下水道管きょ劣化データベース VER.2「下水道管きょ劣化データベース」とは、
地方公共団体の下水道管きょのTVカメラ調査結果等を収集し、国総研にて、管種・経過年数・腐食やたるみ等の劣化判定結果などの情報を整理したデータベース
56地方公共団体の約25万スパン分のデータを公開（平成29年6月時点）
点検調査データの蓄積が少ない地方公共団体が点検調査優先箇所や改築需要予測を検討する際に補完データとして活用可能「TV調査結果がない」、「古い管きょが無い」などの地方公共団体は、「下水道管きょ劣化データベース」により検討に必要なデータを補完！
健全度予測に必要なデータ

経過年数
管 種
劣化判定結果

健全率予測式※
健全率

各
都
市
の
下
水
道
台
帳

 点検調査の優先箇所の検討
 改築需要の予測（TVカメラ調査結果）

管 径

下水道管きょの
ストックマネジメントに活用 維持管理計画の策定 など
経過年数

排除方式など：必須データ：必要に応じ※健全率予測式の作成方法については、下記URL（国総研HP）をご参照ください。
http://www.nilim.go.jp/lab/ebg/rekka-db.html

図 下水道管きょ劣化データベースの活用イメージ

31

ご清聴ありがとうございました

国土技術政策総合研究所下水道研究部
http://www.nilim.go.jp/lab/eag/