技術報告集 第 37 号 令和 5 年 3 月 AWSCJ

下水道施設ストックマネジメント計画策定事例㈱極東技工コンサルタント

広瀬 芳行

本事例市は、老朽化が進む膨大な下水道施設を保有しており、限られた人員、予算の制限下で適切な維持管理計画を策定し、施設全体を対象とした施設管理を最適化する必要があった。一方で、下水道業務における管轄部署の役割分担・連携、業務間の情報共有が不十分であり、調査履歴や改築履歴などを下水道管理者で共有することが課題であった。計画策定においては、現況の把握を行い、リスク評価、優先順位の設定、財政状況を考慮し、最適な点検・調査計画の策定および改築シナリオの設定をし、ストックマネジメント計画の策定を行った。また、下水道台帳システムの有効活用による情報共有の提案を行った。

Key Words ：ストックマネジメント計画、下水道台帳システム、維持管理計画
1．はじめに全国の下水処理場は、令和 2 年度末時点において約 2,200 箇所であり、標準耐用年数 15年以上経過している処理場は約 2,000 箇所（全体の約 90％）となる。管路管理延長は、令和 2 年度末時点において約 49 万 km であり、10 年後には標準耐用年数 50 年を経過する管きょが 8.2 万 km（全体の約 17％）となる。さらに、降雨時の確実な稼働が必要な雨水ポンプ場は約 1,600 箇所あり、標準耐用年数 20 年以上経過している処理場は約 1,300 箇所（全体の約 80％）ある。令和 2 年度末時点における下水道管きょの老朽化に伴う道路陥没事故は、令和 2 年度で約 2,700 件発生しており、膨大な下水道施設のストックの適正な維持管理、老朽化した施設の適切な改築などが求められている。
このような背景から、下水道事業は「整備」の時代から「維持管理」の時代へ移行している。
本稿においては、管路施設（汚水・雨水）、汚水マンホール形式ポンプ場において K 市の特徴を考慮した下水道施設ストックマネジメント計画を策定した事例について紹介する。

2．下水道施設概要・下水道維持管理状況・下水道改築状況
2-1.下水道施設概要
K 市は、昭和 53 年（1978 年）より下水道事業を着手し、鋭意事業を推進している。また、
平成 17 年に 7 町村との合併、平成 18 年に 1 村との合併により、現在は、5 処理区において、下水道事業が実施されている。
令和 2 年度末時点で、終末処理場 5 箇所、汚水中継ポンプ場 6 箇所、雨水ポンプ場 5 箇所、汚水管路施設約 630km、汚水マンホール形式ポンプ場 160 箇所、雨水管路施設約 47km

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技術報告集 第 37 号 令和 5 年 3 月 AWSCJのストックを保有している。そのうち、汚水管路施設で 30 年を経過している汚水管路施設は約 90km（約 14％）と多い。また、汚水マンホール形式ポンプ場 160 箇所のうち 57 箇所
が機械・電気施設の標準耐用年数 15 年を超えている多くの老朽化施設を抱えており、予算、職員数の制限があるなか、計画的な維持管理を行う必要がある。
（図 1・図 2 参照）

図 1 施工年度別布設延長
57 箇所
9 箇所
47 箇所48 箇所

56 箇所

図2

汚水マンホール形式ポンプ場経過年数

2-2．下水道維持管理状況
K 市の汚水管路施設において、下水道台帳（電子）で管理しているが、点検・調査結果や修繕・改築などの維持管理情報の履歴においては、各業務の成果品のみで下水道台帳へ情報を追加していない状況である。雨水管路施設においては、紙ベース（事業計画一般図）のみで管理している。施設（終末処理場・中継ポンプ場・雨水ポンプ場）においては、施設台帳で各施設の情報を管理している状況であった。
ストックマネジメント計画を実施していくなかで、維持管理情報の蓄積方法に課題があった。

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2-3．下水道改築状況
K 市の改築状況は、令和 2 年度から令和 6 年度の期間で施設（終末処理場・中継ポンプ場・雨水ポンプ場）を先行して修繕・改築計画策定している。改築費が年間約 8 億円の計画であり、管路施設（汚水・雨水）、汚水マンホール形式ポンプ場においては、ほぼ改築実績がない状況である。令和 7 年度から令和 11 年の 5 年間は、施設（終末処理場・中継ポンプ場・雨水ポンプ場）の改築費に毎年約 11 億円が必要となっている。
一方、現在の市の財政は、厳しい状況であり、令和 7 年度から令和 11 年度の 5 年間は、最大年間 14 億円までに抑える必要があった。ここで、管路施設（汚水・雨水）、汚水マンホール形式ポンプ場を含んだ下水道施設全体において、適正な優先順位を設定し、限られた制限のなかで改築事業を進めていくため、本事例では、下水道施設全体における最適な改築シナリオの設定を行い、実現可能な最も効果的かつ効率的な維持管理計画を策定することが必要であった。

3．ストックマネジメント計画策定
本事例の K 市下水道ストックマネジメント計画は、計画未策定であった管路施設（汚水・雨水）および汚水マンホール形式ポンプ場における具体的な検討を行い、K 市の下水道施設全体のリスク評価・長期的な改築シナリオ分析に基づく結果を踏まえた点検・調査計画の策定を行うものである。
汚水管路施設、汚水マンホール形式ポンプ場、雨水管路施設において、K 市の特徴を考慮した計画の策定を行った。

3-1．汚水マンホール形式ポンプ場の計画
K 市は、海と山に囲まれており、地形勾配があるため、管路が深くなり、マンホール形式ポンプ場が 160 箇所と多い。維持管理を少しでも減らすため、マンホール形式ポンプ場の統合を検討したが、起伏が激しい地形状況から統合は困難であった。
本計画では、160 箇所ある汚水マンホール形式ポンプ場のリスク評価は、機能停止に着目した影響度評価によるリスクマトリクスを用いて、優先順位の設定を行った。
特に、影響度を高くした汚水マンホール形式ポンプ場は、幹線系統に設置するまたは、緊急輸送道路に埋設する箇所については、二次災害のおそれを考え、影響度のポイントを高く設定し、優先順位を上位になるようにした。

図3

汚水マンホール形式ポンプ場の影響度- 75 -

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ここで、汚水マンホール形式ポンプ場の計画では、優先度Ⅰの 23 箇所について、点検・調査の実施および修繕・改築の実施を行う計画とした。
その結果、単純更新する場合と比較すると 100 年間で約 44 億円（単純シナリオ約 98 億円－採用シナリオ約 54 億円）のコスト縮減となった。短期計画の 5 年間では、年間最大 0.5億円の改築費に抑えることができた。

3-2．雨水管路施設の計画
雨水管路施設の維持管理状況は、紙ベースのみで管理していたため、対象路線の約 47kmにおいては、業務の効率化を考え GIS データとして電子化を行った。これにより、今後の蓄積データを活用した管理の高度化や浸水シミュレーションの実施促進に向けた基礎データの構築に寄与することができた。
K 市は、海に面しているため、雨水管路の吐口付近では塩害の被害が発生している。過去に塩害によって、頂版部の鉄筋腐食やコンクリートひび割れ、剥離があり、緊急的な対応（管更生）を行っている（写真 1 参照）。

写真１

鉄筋腐食・コンクリートひび割れ

本計画では、塩害区域の優先順位が上位となるようにリスク値を設定した。
リスク化の設定は、G 沿岸の「朔望平均満潮位」を踏まえ、管底高が TP+1.22m 以下（最小値）の管路について、塩害の影響を考慮した。なお、M 大堰（流下能力増大を図るための河道掘削に伴う塩水遡上による塩害防止を目的として、可動堰を設置している）より上流は塩害の可能性が低いため、本計画では塩害区域から除外した。
その結果、雨水管路施設全体の約 3 割を塩害区域として設定した。
塩害地域のリスク評価を見直すため、経過年数に伴う発生確率のリスク値を 1 ランク分上乗せした。そのリスク化の差分の抽出は、対象路線の大半が 36 年から 45 年の範囲であることを踏まえ、「+0.072」※を加算した。
（リスク値 0.429（経過年数 41 年～45 年）‐リスク値 0.357（経過年数 36 年～40 年）＝0.072）※対象路線のほとんどが 37 年経過している。

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表1経過年数1234567891011121314151617181920

緊急度Ⅰ+Ⅱ 発生確率のの割合
リスク値
0.000
0.001
0.002
0.004
0.007
0.007
0.010
0.013
0.017
0.022
0.027
0.027
0.032
0.039
0.045
0.052
0.060
0.060
0.068
0.076
0.085
0.094
0.104
0.104

発生確率のリスク値（経過年数）
経過 緊急度Ⅰ+Ⅱ 発生確率の年数の割合
リスク値
210.114220.125230.135
24
0.146
25
0.158
0.158
260.170
270.18228
0.194
290.207
30
0.220
0.220
310.233
32
0.246
33
0.259
34
0.273
35
0.287
0.287
36
0.301
370.315
380.329390.343400.3570.357

経過 緊急度Ⅰ+Ⅱ 発生確率の年数の割合
リスク値
410.372420.386430.400
440.415450.4290.429
460.443
470.457
480.472490.486
500.5000.500

塩害地域のリスク評価を見直すため、1 ランク分上乗せした。

ここで、雨水管路施設の計画では、優先度Ⅰの約 7km(塩害区域)について、点検・調査の実施および修繕・改築の実施を行う計画とした。また、開渠路線については、日常巡視で異状が確認できることから、事後保全施設に区分した。
その結果、単純更新する場合と比較すると 100 年間で約 56 億円（単純シナリオ約 191 億円－採用シナリオ約 135 億円）のコスト縮減となった。短期計画の 5 年間では、年間最大1.5 億円の改築費に抑えることができた。

3-3．汚水管路施設の計画
汚水管路施設は、約 630km と膨大なストックを保有している。そのため、特に緊急性の高い箇所や改築の効果が高い箇所を優先的に改築する必要があった。
塩化ビニル管は、標準耐用年数である 50 年を大きく上回る耐用年数が期待できる。また、レジンコンクリート管についても、耐食性・耐摩耗性に優れていることから、適正な維持管理を行い延命化を図るものとした。
特に劣化の可能性が高い、ヒューム管と陶管に絞り調査を行う計画とした。対象となる管路施設は、約 125km（全体の約 20％）あるため、15 年間 1 サイクルでテレビカメラ調査を行う計画とし、調査結果で緊急度ⅠおよびⅡの管路について、改築を行う。
ヒューム管と陶管に絞った理由として、汚水管路では陥没は発生していないが、雨水管路（ヒューム管）で陥没が発生していること、陶管は強度が弱いことから、優先的に点検・調査および修繕・改築を行うことになった（写真 2 参照）。

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写真 2陥没の写真

ここで、汚水管路施設の計画では、優先度Ⅰの約 10km について、点検・調査の実施および修繕・改築の実施を行う計画とした。
その結果、単純更新する場合と比較すると 100 年間で約 1,372 億円（単純シナリオ約 1，529 億円－採用シナリオ約 157 億円）のコスト縮減となった。短期計画の 5 年間では、年間最大 1 億円の改築費に抑えることができた。

3-4．全体事業費の平準化
雨水管路施設

本市の下水道ストックマ
ネジメント計画は、本市が保有するすべての施設を将せることを目的とし、下水道施設の劣化・損傷を把握

汚水管路施設処理場・ポンプ場

累計

累計事業費（千円）

10,000,000

200,000,000

ストックマネジメント計画Ⅱ期（R7～R11の5年間）の改築費内訳

累計 171,894,086千円
累計約1,719 億円

9,000,000

180,000,000

施設（終末処理場・中継ポンプ場・雨水ポンプ場：年間約10.6億円
汚水管路：年間約 1.3億円
雨水管路：年間約 1.5億円
汚水マンホール形式ポンプ場：年間約 0.5億円
合計：年間約13.9億円

8,000,000

7,000,000

来にわたって維持・向上さ

汚水マンホール形式ポンプ場

事業費（千円）

160,000,000

140,000,000

6,000,000

120,000,000

5,000,000

100,000,000

4,000,000

80,000,000

3,000,000

60,000,000

2,000,000

40,000,000

1,000,000

20,000,000

するための点検・調査と長

2116

2118

2120

2110

2112

2114

2102

2104

2106

2108

2096

2098

2100

2090

2092

2094

2084

2086

2088

2076

2078

2080

2082

2070

2072

2074

2064

2066

2068

2058

2060

2062

2052

2054

2056

2046

2048

2050

2040

2042

2044

2034

2036

2038

2028

2030

2032

202202024

な改築が必要である。

02026

寿命化対策を含めた計画的年度

ストックマネジメント計

図 4 全体事業費画（Ⅱ期）では最大年間 14億円に抑える必要があり、管路施設（汚水・雨水）、汚水マンホール形式ポンプ場について最小限に費用を抑えることができたため、年間約 13.9 億円とすることができた。さらに、点検・調査結果次第でさらに抑えることが可能となる。

4．おわりに
本事例市のように、膨大なストックを保有する自治体においては、同様な課題を抱えていると考えられ、大きな事故の発生を防ぐため、優先順位の設定（リスク評価を考慮した）を行い、適正な維持管理を行うとともに、下水道台帳システムに維持管理情報を蓄積し、一元管理することが有効的だと言える。

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