Silviase/jgov_v1.4_full_ann huggingface dataset:
## (3) DSi流入負荷量の変動要因別影響調査

$$ \begin{aligned}& 福岡県保健環境研究所 \\&\quad 環境科学部水質課 \quad& 熊谷博史 \cdot 田中義人 \cdot 石橋融子 \\&& 松尾宏 ( 平成 22\sim23 年度 )\cdot 大石興弘 ( 平成 24 年度 )\end{aligned} $$

平成22～24年度累計予算額：2,558千円（うち、平成24年度予算額：2,054千円）

予算額は、間接経費を含む。

## [要旨]

DSi の沿岸域への流出が沿岸域環境に影響を及ぼしているかを調査するために、まず有明海の主要河川について流量の変化によって栄養塩がどの程度変化するかを調査した。栄養塩比の DSi （溶存態ケイ素）/DIN（溶存態無機窒素）と DSi（溶存態ケイ素）/DIP（溶存態無機リン）については、河川流量の増加と共に各河川の栄養塩比が均一化する傾向がみられた。その一方で DIN/DIP については、その違いが拡大する傾向がみられた。さらに DSi を含む栄養塩負荷量とノリの生産量との関係について調べた。栄養塩負荷量が減少した年は、ノリ生産量が低下する傾向がみられたものの、データにはばらつきが見られた。このばらつきを論じるためには、沿岸域内での水塊内での物質収支を解析が不可欠である。

## [キーワード] 溶存態ケイ素、流域、栄養塩比、流入負荷量、有明海

### 1. はじめに

溶存態ケイ素（DSi）は珪藻類にとっての必須栄養塩である。有明海における2000年の大規模なノリの色落ちの原因は大型珪藻Rhizosoleniaによる窒素の枯渇が原因といわれている。珪藻の必須栄養塩はケイ素であることから、沿岸域における植物プランクトンの優占種の変遷を追うためには、従来から調査されてきた窒素・リンに加えて、珪藻類の消長の影響因子であるケイ素を対象に加えて、それが流域から供給されるDSi流入負荷量を算出したうえで、その変動を見ていく必要がある。

## 2 ．研究開発目的

本研究では、DSiを含む栄養塩類の変動を調査した。

先ず同海流入河川における流量と栄養塩比を調査した。有明海流入河川においては、流量、さらにDSiを含む栄養塩負荷量が、河川毎に大きく異なるため、その栄養塩比も変化すると考えられる。

そして栄養塩負荷量の変化と環境影響を調査するために、ここではノリ養殖状況に着目してそれらの時間的変動との関係をみた。
## 3 ．研究方法

## （３）有明海流入河川における流量と栄養塩比

本研究で対象としたのは、有明海に流入する本明川、六角川、嘉瀬川、筑後川、矢部川、菊池川、白川、緑川、球磨川の9つの一級河川である。算定に当たっては、国土交通省の2001～2007年に測定された流量・水質データ $ ^{1)} $ を利用した。収録された定常時及び洪水時のDSi・DIN・DIP濃度、流量データを利用して、これらが累乗型のL-Q式に従うと仮定し、線形最小二乗法を用いることでL-Q式を推定した。

DSi の L-Q 式は次式になる。

$$ L_{DSi}=a_{DSi}\cdot Q^{b_{DSi}} $$

DIN の L-Q 式は次式になる。

$$ L_{DIN}=a_{DIN}\cdot Q^{b_{DIN}} $$

DIP の L-Q 式は次式になる。

$$ L_{DIP}=a_{DIP}\cdot Q^{b_{DIP}} $$

表 (3)-1 L-Q式の係数（a、b：定数）

DSi	DIN	TN	DIP	TP
本明川	a	14.885	1.3443	1.6986	0.1222	0.17
b	0.7882	0.9311	1.0375	1.0057	1.1233
r2	0.991	0.9823	0.9853	0.9614	0.968
六角川	a	7.0998	1.0594	0.9689	0.0215	0.0471
b	0.9763	1.048	1.1838	1.2718	1.2534
r2	0.9886	0.9427	0.9621	0.9231	0.9506
嘉瀬川	a	12.17	0.543	0.4706	0.0094	0.0089
b	0.8241	1.0082	1.1767	1.2774	1.6213
r2	0.9554	0.9541	0.9633	0.8768	0.9247
筑後川	a	28.702	1.0617	0.535	0.0103	0.0124
b	0.8345	0.971	1.1649	1.3372	1.4605
r2	0.965	0.9766	0.8966	0.9369	0.9725
矢部川	a	7.6829	1.368	0.833	0.009	0.0143
b	0.9585	1.0366	1.1943	1.1278	1.4275
r2	0.9873	0.9932	0.8822	0.9135	0.9501
菊池川	a	32.046	2.3882	1.7148	0.1372	0.0528
b	0.75	0.8555	1.0295	0.8238	1.3023
r2	0.989	0.9861	0.9872	0.9415	0.9622
白川	a	44.69	1.4523	0.7751	0.1087	0.0232
b	0.7281	0.8898	1.2045	0.7387	1.5019
r2	0.9558	0.9689	0.9844	0.8781	0.9637
緑川	a	16.995	0.6023	0.474	0.0148	0.0073
b	0.8706	1.0358	1.1956	1.047	1.5304
r2	0.9883	0.9871	0.9708	0.8857	0.9198
球磨川	a	10.047	0.6183	0.2041	0.0013	0.0012
b	0.9543	0.9983	1.2793	1.5352	1.7367
r2	0.9706	0.9927	0.9623	0.883	0.9467
これらの式を用いて、河川便覧の低水流量 $ Q_{b} $ を用いて流量を正規化した栄養塩比、DSi/DIN（モル比）、DSi/DIP（モル比）、DIN/DIP（モル比）を求めると次式になる。ここで M は分子量である。

$$ DSi/DIN=\frac{M_{DIN}}{M_{Si}}\cdot\frac{a_{DSi}}{a_{DIN}}\cdot Q^{b_{DSi}-b_{DIN}}=\frac{M_{DIN}}{M_{Si}}\cdot\frac{a_{DSi}}{a_{DIN}}\cdot Q_{b}^{b_{DSi}-b_{DIN}}\cdot\left(\frac{Q}{Q_{b}}\right)^{b_{DSi}-b_{DIN}} $$

$$ DSi/DIP=\frac{M_{_{DIP}}}{M_{_{Si}}}\cdot\frac{a_{_{DSi}}}{a_{_{DIP}}}\cdot Q^{b_{_{DSi}}-b_{_{DIP}}}=\frac{M_{_{DIP}}}{M_{_{Si}}}\cdot\frac{a_{_{DSi}}}{a_{_{DIP}}}\cdot Q_{_{b}}^{b_{_{DSi}}-b_{_{DIP}}}\cdot\left(\frac{Q}{Q_{_{b}}}\right)^{b_{_{DSi}}-b_{_{DIP}}} $$

$$ DIN/DIP=\frac{M_{DIP}}{M_{DIN}}\cdot\frac{a_{DIN}}{a_{DIP}}\cdot Q^{b_{DIN}-b_{DIP}}=\frac{M_{DIP}}{M_{DIN}}\cdot\frac{a_{DIN}}{a_{DIP}}\cdot Q_{b}^{b_{DIN}-b_{DIP}}\cdot\left(\frac{Q}{Q_{b}}\right)^{b_{DIN}-b_{DIP}} $$

## （２）有明海におけるDSi負荷量とノリ養殖との関係

DSi 負荷量の変動が沿岸域に影響を及ぼしうるか否かを調査する。ここではノリの収穫に影響があるか否かを調査した。

福岡県水産海洋技術センター有明海研究所から提供を受けた1991年～2010年の20年間のノリ生産枚数、単価、生産高のデータ $ ^{2)} $ を集計した。有明海のノリ養殖は二期作であるので、秋芽網と冷凍網の値を加えたものを年間の値とした。これと本研究で作成したL-Q式から求めた負荷量とを比較した。福岡県におけるノリ養殖場 $ ^{3)} $ を図(3)-1に示す。福岡県におけるノリ養殖場は主に筑後川および矢部川沖に多いことから、負荷量は福岡県におけるデータと比較するために筑後川・矢部川の負荷量の和と比較した。
図 (3)-1 福岡県におけるノリ養殖場 $ ^{3)} $

## 4 ．結果及び考察

## （１）有明海流入河川における流量と栄養塩比

これらの式を各河川で観測された流量範囲において描画した。DSi/DIN（モル比）については図（3)-2に、DSi/DIP（モル比）については図（3)-3に、DIN/DIP（モル比）については図（3)-4に、およびその一部を拡大したものを図（3)-5に示す。また同図中に、海域で観測された栄養塩比 $ ^{4)} $ の平均値を赤色の実線及び破線で示す。DSi/DIN、DSi/DIPについては、流量増加に従い栄養塩比が減少傾向を示した。一方で、DIN/DIPについては流量増加に従い栄養塩比が増加傾向を示した。またDSi/DIN、DSi/DIPは各河川の正規化流量が増加するに従い、海域で測定された平均値（図中の黒色実線と破線）に収束する状況が見て取れる。

DSi/DIN、DSi/DIP の流量変化に対する栄養塩比の減少率は河川ごとに異なっていた。例えば、白川は流量増加時に DSi/DIN が急激に減少するが、DSi/DIP の変化については小さい。一方で球磨川はその逆の傾向がみられた。

以上のことから、低流量時においては DSi/DIN、DSi/DIP は有明海において空間的に変動しているものの、高流量時には有明海全体で均一化する傾向があることが分かった。また、人為的な影響が出やすいのは低水量時であり、高水量時にはその影響が小さくなることも推察された。逆に DIN/DIP については、低流量時よりも洪水時において、空間的に値がばらつくと考えられた。

今回示した流量変化に伴う河川毎の栄養塩比の変動要因は、地質・土地利用等といった各河川の流域の環境の違いが反映されているものと考えられ、今後は流域内条件について考察を加えていきたい。

図 (3)-2 有明海主要河川の流量-DSi/DIN（モル比）の関係
図 (3)-3 有明海主要河川の流量-DSi/DIP（モル比）の関係

図 (3)-4 有明海主要河川の流量-DIN/DIP（モル比）の関係
図 (3)-5 有明海主要河川の流量-DIN/DIP（モル比）の関係（上図拡大）

## （２）有明海におけるDSi負荷量とノリ養殖との関係

算出した DSi 負荷量と流量との比を表 (3)-2 に示す。これによると二つの河川のうち筑後川が占める割合は 84.9~91.9% であるが、DSi 負荷量でみると 90.3~94.9% とその割合が凡そ 5% 程度増加している。このことは DSi 負荷量でみたときに海域に対する筑後川の影響が大きくなっていること、すなわち沿岸域の DSi 濃度の空間分布に違いを及ぼしうることを示している。

表 (3)-2 算定した流量とDsi負荷量

筑後川	矢部川	計	比率(筑後川/総量)
流量 (百万m³/ (t/年))	DSi負荷量 (百万m³/ (t/年))	流量 (百万m³/ (t/年))	DSi負荷量 (百万m³/ (t/年))	流量 (百万m³/ (t/年))	DSi負荷量 (百万m³/ (t/年))	流量 (百万m³/ (t/年))	DSi負荷量 (百万m³/ (t/年))
H13年度	1,181	15,542	210	1,664	1,391	17,206	84.9%	90.3%
H14年度	918	12,680	126	1,027	1,043	13,707	87.9%	92.5%
H15年度	1,026	13,884	125	1,015	1,151	14,899	89.2%	93.2%
H16年度	1,800	21,871	279	2,166	2,079	24,036	86.6%	91.0%
H17年度	1,054	14,199	120	980	1,174	15,179	89.8%	93.5%
H18年度	1,052	14,249	106	879	1,158	15,128	90.8%	94.2%
H19年度	1,021	13,843	90	752	1,111	14,595	91.9%	94.9%
H20年度	1,292	16,712	212	1,671	1,503	18,382	85.9%	90.9%
H21年度	1,211	15,793	143	1,155	1,355	16,948	89.4%	93.2%
H22年度	954	13,113	98	819	1,052	13,933	90.7%	94.1%

次に DSi 負荷量とノリ養殖との関係を見た。DSi 負荷量の積算期間は秋芽網養殖の開始される10月から養殖の終了する3月までを対象とした。ノリ生産枚数の経年変化を図 (3)-6に、ノリ単価の経年変化を図 (3)-7に、ノリ生産額の経年変化を図 (3)-8に示す。2000年のノリ生産枚数ノリ生産額の減少が顕著であることがわかる。さらに DSi 負荷量とノリ収穫量の経年変化を図 (3)-9に、DSi 負荷量とノリ生産額の経年変化を図 (3)-10に示す。
ノリ収穫量と DSi 負荷量の関係を図 (3)-11に、ノリ生産額と DSi 負荷量の関係を図 (3)-12に示す。これをみると、2004 年度の値が外れているため相関係数は低いもののノリ収穫量と DSi 負荷量の間には正の相関が見られそうである（ただしこれを除いたとき決定係数 $ R^{2}=0.1497 $ ）。しかし 2008 年度では DSi 負荷量が増加しているにもかかわらずノリ収穫量が減少しており、別の要因が寄与していると考えられる。DSi 以外の他の栄養塩との関係についても調査していく必要がある。一方でノリ生産額と DSi 負荷量の関係（図(3)-12）をみると、これらの相関は低いと考えられる。

実際には、前述のように河川流量の変化に伴い河川毎の栄養塩比も異なるので、その変動の時間スケールでさらに精密に調査していく必要がある。さらに日照、水温、塩分濃度等の別の環境要因が寄与している可能性もある。これらについては、陸域から流入したのちの沿岸生態系における挙動解明が必要であり、生態系モデルを用いるなどして、それぞれの環境因子について精査していく必要がある。

図 (3)-6 ノリ生産枚数の経年変化

図 (3)-7 ノリ単価の経年変化
図 (3)-8 ノリ生産額の経年変化

図 (3)-9 DSi負荷量と福岡県海域ノリ収穫量との関係
図 (3)-10 DSi負荷量と福岡県海域ノリ生産額との関係

図 (3)-11 ノリ収穫量とDSi負荷量の関係
図 (3)-12 ノリ生産額とDSi負荷量の関係

## 5 ．本研究により得られた成果

## （1） 科学的意義

栄養塩比 DSi/DIN と DSi/DIP については、河川流量の増加と共に各河川の栄養塩比が均一化する傾向がある一方で、DIN/DIP については、その違いが拡大する傾向があることを明らかにした。DSi を含む栄養塩負荷量とノリの生産量との関係についてみると栄養塩負荷量が減少した年は、ノリ生産量が低下する傾向がみられたものの、データにはばらつきが見られた。このばらつきを論じるためには、沿岸域内での水塊内での物質収支を今後見ていく必要があることを明らかにした。

## （２）環境政策への貢献

＜行政が既に活用した成果＞

特に記載すべき事項はない。

＜行政が活用することが見込まれる成果＞

特に記載すべき事項はない。

## 6 ．国際共同研究等の状況

特に記載すべき事項はない

## 7 ．研究成果の発表状況

## （1） 誌上発表

特に記載すべき事項はない。

## (2) 口頭発表（学会等）
1) Y. Tanaka, H. Kumagai, Y. Ishibashi and H. Matsuo : 15th International Conference of the IWA Diffuse Pollution Specialist Group (2011)

“Relationship between Dissolved Silica Concentration and Diatom Dominance in Ariake Sea in Japan.”

2) Y. Tanaka, H. Kumagai, Y. Ishibashi and O. Oishi : 10th International Symposium on Southeast Asian Water Environment, Hanoi, Vietnam(2012)

“Change of dissolved silica concentration and diatom population in Ariake Sea in Japan.”

3) 熊谷博史、田中義人、石橋融子、永島聡子、大石興弘：第47回日本水環境学会年会（2013）「有明海主要流入河川の流量—栄養塩濃度比の関係」

## （3） 出願特許

特に記載すべき事項はない。

（4）シンポジウム、セミナーの開催（主催のもの）

特に記載すべき事項はない。

## （５）マスコミ等への公表・報道等

特に記載すべき事項はない。

## (6) その他

特に記載すべき事項はない。

### 8 \. 引用文献

1) 国土交通省九州地方整備局河川部：九州の川づくり。

http://www.qsr.mlit.go.jp/n-kawa

2) 福岡県水産海洋技術センター有明海研究所：ノリ生産枚数、単価、生産高のデータ（内部データ）.

3) 福岡県水産海洋技術センター：平成18年度福岡県水産海洋技術センター事業報告,2007

4) 川口修、山本民次、松田治、橋本俊也：水質の長期変動に基づく有明海におけるノリおよび珪藻プランクトンの増殖制限元素の解明．海の研究 13(2)，173-183,2004
# Development of DSi inflow load model in northeastern Ariake Bay

Principal Investigator: Hiroshi KUMAGAI

Institution: Fukuoka Institute of Health and Environmental Sciences

39 Mukaizano, Dazaifu-City, Fukuoka 818-0135, JAPAN

Tel: +81-92-921-9948 / Fax: +81-92-928-1203

E-mail: kumagai@fihes.pref.fukuoka.jp

Cooperated by: Fukuoka University

## [Abstract]

Key Words: Dissolved silicate, Nutrients, Ariake Bay, Watershed

Dissolved silicate (DSi) is an important factor that influences changes in dominant species in aquatic ecosystems because DSi is an essential nutrient for diatoms. Recently, Ariake Bay, located in the southwest of Japan, has experienced several environmental problems that seem to be related to diatoms. However, there is little information about DSi sources and run-off mechanisms from watersheds and environmental effects on DSi.

This research was conducted to investigate 1) sources, transfers and trapped amounts of DSi in watersheds, 2) the characteristics of DSi concentrations and DSi loads in eight rivers that flow into Ariake Bay and 3) the environmental effect of DSi loads on the coastal environment.

First, we measured DSi concentration in industrial wastewater samples collected from specific facilities in Fukuoka Prefecture to investigate DSi sources, and calculated DSi loads to examine the effects of industrial effluents on environmental waters. Furthermore, we investigated DSi in freshwater, raw wastewater and wastewater in some selected facilities in order to confirm the increase/decrease in DSi concentration in both manufacturing and wastewater treatment processes. The results showed that several working sites discharged high DSi emission loads of over 100 kg/d, which indicates that these effluents may have a significant impact on aquatic ecosystems. Moreover, DSi concentrations in effluents are determined by augmentation of freshwater and increasing/decreasing DSi concentration through manufacturing and wastewater exhaust processes. The transfers and trapped amounts of DSi in watersheds have low impact on DSi loads in coastal areas.

Next, we suggested a method to calculate DSi load from a watershed. DSi concentration and water volume monitored in eight rivers were used in the analysis to understand the run-off mechanisms. Furthermore, the influence of geology on DSi concentration was investigated through the use of numerical geological data of the river watersheds. It is revealed that two parameters of the load-quantity equations show DSi run-off characteristics from these watersheds, and these parameters were influenced by the quaternary volcanic rock.
Finally, we observed the environmental impact of DSi loads from Chikugo and Yabe Rivers, which were calculated by the method suggested in this research, on the nori culture in Fukuoka Prefecture. Estimated DSi load in FY2001-FY2010 varied from 75% to 150% of that of FY2001. DSi loads of Chikugo River make a significant contribution to the total DSi loads. The production volumes and values of nori cultures in FY2001-FY2010 have no remarkable correlation with the DSi loads.
## B-1001 有明海北東部流域における溶存態ケイ素流出機構のモデル化(H22-24年度)

有明海北東部流入河川流域

(1)-1 DSi発生源の把握

DSi濃度の高い事業場の業種は

畜産農業、繊維製品製造業、

ガラス製造業、火力発電所、洗濯業。

DSi負荷量の大きい事業場の業種は有機化学工業、医薬品製造業、火力発電所、下水処理場であった。

河川流域

面積割合 R'

## (1) -3 停滞域の DS $ _{i} $ トラップの把握

今回調査した5つのダム・堰・溜池は滞留時間が短く、トラップ量は少ない。

觀測地点 $ L_{up}=a(R)Q^{b(R)} $

第四紀火山岩地質

第四紀火山岩地質が

全面積に占める面積割合 R

(1)-2 流域内外の DS₁ 移動の把握

$$ L_{Total} = L_{up} + L_{down} \cdots ③ $$

## 有明海

(2)DSi流入負荷量算定方法の開発及び確立

有明海一級河川の流域内外のDSiの移動を把握した。

## (3) DSi流入負荷量の変動要因別影響調査

有明海北東部では人為的作用による

ケイ素の変動が環境異変に及ぼした影響は少ない。

ただしケイ素を含む栄養塩比河川流量に応じて変化するので、

対応する時間スケールで環境影響をみる必要がある。

DSi流入负荷量は

①、②、③式で見積もることができる。

将来の生態系モデルの

境界条件として使用可能。
## 第2節

## 官民連携によるインフラの効率的な整備と運用

第1節にあるように、インフラの適切な整備には、民間投資の活発化や地域の活性化を促す効果があると言える。効率的・効果的なインフラ整備を行うに当たっては、民間の資金や創意工夫を取り込む官民連携も有効である。PPP/PFIの活用により、今まで公的主体が担っていた事業が民間に開放され、新たな民間需要が喚起されるとともに、民間資金、経営ノウハウ及び技術的能力が活用されることで、サービスの効率化や水準の向上が期待される。以降では、PPP/PFIの取組みについて紹介していく。

## 1 国内のPPP/PFI市場

## （１）PPP/PFIの活用状況

PPP（Public Private Partnership）とは、公共サービスの提供において何らかの形で民間が参画する手法を幅広くとらえた概念であり、民間の関与の仕方によって多様な分類がある。代表的なものとしてPFI（Private Finance Initiative）や包括的民間委託等がある（図表2-2-1）。

図表2-2-1 主要なPPP手法

手法	概要	根拠法令	施設所有	資金調達	導入分野の例
PFI方式	公共施設等の建設、維持管理、運営等を民間の資金、経営能力及び技術的能力を活用して行う方式。	PFI法
(1999年)	行政／民間	民間	公営住宅
庁舎等
コンセッション方式	利用料金の徴収を行う公共施設について、公共施設の所有権を公共主体が有したまま、施設の運営権を民間事業者に設定する方式	PFI法改正
(2011年)	行政	民間	空港、道路
下水道等
(予定)
指定管理者制度	公の施設の管理・運営を指定管理者（地方公共団体が指定する法人）が代行する制度。法改正により、公の施設の管理主体が民間事業者、NPO法人等に広く開放された。	地方自治法
改正
(2003年)	行政	行政	公園、港湾等
包括的民間委託	公共施設等の管理運営業務について、詳細な業務運営を定めず、性能発注方式によって一連の業務を民間企業に委ねることで、民間の創意工夫を活かした効率的なサービス提供を行う。	-	行政	行政	下水道等

資料） 国土交通省

モニターアンケートにて、地方公共団体によるインフラの管理が、人材の不足や財政的な理由から難しくなっていることについて国民の認識を尋ねたところ、77.3%の人が聞いたことがあると回答した（図表2-2-2）。また、インフラ整備に民間資金を利用することについて、重要、やや重要と考える人が79.5%を占めており、国民の間でも、官民連携の必要性が認識されていると言える（図表2-2-3）。

図表2-2-2 インフラ管理体制の維持が困難な状況への理解

（問）インフラを直接管理している地方公共団体は、財政力及び技術力・人員が不足し、インフラを適切に管理する体制の維持が困難になってきている状況をご存じですか。

資料）国土交通省「モニターアンケート」
代表的な官民連携の手法であるPFIでは、事業に関わる資金調達を民間が行う。1999年7月に「民間資金等の活用による公共施設等の整備等の促進に関する法律（PFI法）」が制定されて以降、PFIの事業数、事業費は年々増加しており、2014年度の事業数は489件、事業金額は4兆5,015億円にのぼる。国土交通省関連の事業実績は、2016年1月1日時点で累計151件あり、事業主体別では地方公共団体の事業件数の伸びが大きい（図表2-2-4）。

これまで、我が国のPFIを利用した国土交通省関連事業は、庁舎や公営住宅等が中心であり、道路や下水道事業等への活用事例はまだ少ない。また、投資回収別の事業形態では、民間が整備した公共施設等の費用や維持管理・運営費用等を公的主体が対価（サービス購入料）として支払う形態である「サービス購入型」が114件と、全体の75％を占める（図表2-2-5）。

PFIの事業類型には、前述のサービス購入型のほか、施設の利用料収入のみで資金を回収する独立採算型、サービス購入料と施設利用料の両方から資金を回収する混合型がある。独立採算型では、運営リスクを民間が負担する一方で、民間による利用料金の設定やサービス内容の決定が行われることがあり、一般的にサービス購入型に比べ、創意工夫の余地が大きい。

図表2-2-3 インフラ整備への民間資金活用に関する意識

資料）国土交通省「モニターアンケート」

図表2-2-4 事業件数の推移（累計）

（注）2009年までは年度、2010年以降は暦年の累計資料）国土交通省

图表2-2-5 事業類型別事業件数（2016年1月1日時点）
## （２）PPP/PFI導入の取組み

インフラやその提供するサービスに対するニーズの多様化を受け、各事業の目的や地域の実情に合ったPPPの手法を取り入れていくことが重要となっている。以降では、効果的なPFI手法の代表例であるコンセッション方式（公共施設等運営権制度）と、包括的民間委託等による地方におけるPPP導入の取組みについて紹介していく。

## （コンセッション方式（公共施設等運営権制度））

コンセッション方式は、2011年のPFI法の改正により導入された方式で、利用料金の徴収を行う公共施設について、施設の所有権を公的主体が有したまま、民間が施設の運営を行う（図表2-2-6）。施設利用者からの料金収入にて資金回収を行う独立採算型の事業で、公的主体が所有権を有することで、一定の公共性を保ちながら、民間による安定的で自由度の高い運営を可能とし、利用者ニーズを反映した質の高いサービスを提供することができる。主に、空港、下水道、有料道路にて導入が進められている。

図表2-2-6 日本のコンセッション方式のスキーム

資料）內閣府

## ■ 仙台空港

国が管理する仙台空港は、2006年度をピークに乗降客数、貨物取扱量ともに伸び悩んでいたが、2011年3月の東日本大震災の復興のシンボルとして、仙台空港にかける期待は高まっていた（図表2-2-7、図表2-2-8）。そのため、空港の運営に民間のノウハウを取り入れながら、空港と周辺施設を一体的に運営し、東北地方の持つポテンシャルを最大限発揮することや、地域と空港が一体となった運営を行うことで、東北地方の活性化を目指していた。

図表2-2-7 仙台空港乘降客数推移
本事業は、2012年頃より宮城県の呼びかけで官民一体となった検討が開始され、2013年3月には、官民共通の指針となる「仙台空港及び空港周辺地域の将来像」が策定され、仙台空港の民間運営委託の実現からおおむね30年後の目標として、乗降客数600万人／年、貨物取扱量5万トン／年が掲げられた。また、2013年6月に「民間の能力を活用した国管理空港等の運営等に関する法律」が策定されたことで、空港におけるコンセッション方式導入の枠組みが明確となり、本格的に検討が進められた。こうした官民協働による明確な空港の運営ビジョンの形成と、法律の整備が進み、2014年6月にコンセッション方式による公募が開始された。

2015年12月1日に東急前田豊通グループが設立した仙台国際空港（株）に、当初30年、最長65年の運営権が設定された（図表2-2-9）。同社の事業提案では、国際線の拡充、エアラインの就航意欲を喚起する料金体系の導入により就航路線を拡大することや、東北ブランドの積極的な発信により航空需要を拡大すること等が計画されている。また、仙台空港を起点とした交通ネット

資料）国土交通省

ワークの整備により、東北各地へのアクセス向上と、経済効果の波及を目指している（図表2-2-10）。本件は、空港におけるコンセッション方式導入の第1号案件であり、今後も官民及び地域が一体となった空港運営により、東北地方の活性化が期待される。

図表2-2-10 仙台国際空港（株）の事業実施方針（主なもの）

資料）東急前田豊通グループ提案概要より国土交通省作成

## ■ 関西国際空港・大阪国際空港

関西国際空港（関空）及び大阪国際空港（伊丹）については、「関西国際空港及び大阪国際空港の一体的かつ効率的な設置及び管理に関する法律」（平成23年法律第54号）に基づき、コンセッションにより民間事業者のノウハウを最大限活用することを通じ、関空の整備に要した費用に係る債務の早期かつ確実な返済を図りつつ、関空の国際拠点空港としての再生・強化及び関空・伊丹両空港の適切かつ有効な活用を通じた関西全体の航空輸送需要の拡大を図ることを目指していた。
図表2-2-11 関西国際空港の発着回数と外国人旅客数の推移

資料）新関西国際空港（株）

まず2012年4月に新関西国際空港（株）（新関空会社）が設立（国出資100%）され、同年7月に関空・伊丹両空港の経営統合が行われた。新関空会社は、コンセッションの実現に向けて、「経営戦略」及びそのアクションプランである「中期経営計画」を策定し、両空港の更なる事業価値の向上に取り組むとともに、2014年7月、「関西国際空港及び大阪国際空港特定空港運営事業等実施方針」を策定・公表するなど、民間事業者の公募に係る手続きを開始した。2015年11月にオリックス（株）及びフランスの空港運営会社であるヴァンシ・エアポートを主要構成員とするコンソーシアムが優先交渉権者として選定され、同年12月、同コンソーシアムが設立した関西エアポート（株）に運営権が設定され、新関空会社との間で実施契約が締結された。

コンセッションの期間は2016年4月から2060年3月までの44年間であり、運営権対価等は、関西エアポート（株）が着陸料・商業売上等の空港運営収入から毎年度支払う（図表2-2-12）。また、関西エアポート（株）は、空港運営に支障をきたさないよう、実施契約及び新関空会社が示した要求水準等に従い事業を実施することとなる一方、新関空会社は、適切な空港運営が確保されているかモニタリングを行うこととなる。

関西エアポート（株）が示した事業実施方針によると、マーケティング機能の強化、戦略的料金設定による更なる路線誘致やLCC事業等を促進することで航空系事業を強化するとともに、非航空系事業では、商業施設のレイアウト変更等による収益増加を目指すなど、自社のノウハウを活かした収益拡大策を示している（図表2-2-13）。
空港の運営には、本来の目的である旅客や貨物の輸送に加え、商業施設や宿泊施設の運営等、多様な能力が必要とされる。本件は、空港運営の経験を有する海外企業と、オリックス（株）をはじめ、地域を代表する国内企業とが連携して取り組む事業であり、民間事業者の柔軟な創意工夫による空港ビジネスの展開を可能とするものである。それにより、両空港がこれまで以上に発展することで関西の航空需要の拡大に貢献し、我が国の産業、観光等の国際競争力の強化及び関西経済の活性化に寄与することが期待される。

図表2-2-13 関西エアポート(株)の事業実施方針（主なもの）
航空系事業
・マーケティング機能の強化等による更なる路線誘致
・LCCの更なる拠点化と物流拠点化
非航空系事業
・お客様が買い物しやすい施設レイアウト変更による商業収益の拡大
・航空機のメンテナンス等、エアラインに対する総合的・効率的なサービスの提供
その他
・LCC増便に伴う早朝出発旅客等を対象とした簡易宿泊施設等の新設の推進（旅客満足度向上）
・人材育成
・新関空が実施していた運営及び維持管理の安全水準の踏襲と更新投資の確実な実施（安全対策・設備投資）
・空港周辺地域と空港を結びつける活動の推進（環境対策・地域との共生）

資料）新関西国際空港（株）資料より国土交通省作成

## ■ 浜松市公共下水道終末処理場（西遠処理区）

2005年の市町村合併で、静岡県が管理する西遠流域下水道事業が浜松市へ移管されることが決定し、2016年4月に移管とされたが、浜松市では職員減少による維持管理の技能承継等に課題を抱えていた。また、同事業は今後老朽化に伴う施設の適切な維持更新が必要であり、人口減少に伴い使用料収入も減少すると見込まれていたことから、官民連携を利用した事業の効率化が検討された。

図表2-2-14 浜松市西遠下水道の概要

資料）浜松市資料より国土交通省作成
長期契約による効率的な管理と、民間の創意工夫を活かした運営が期待できるとして、コンセッション方式の導入が検討され、最終的に、浄化センターとポンプ場について運営権を設定する部分型コンセッションの導入が決定されている。業務範囲には、施設の維持管理と改築に加え、新たな処理工程の導入や太陽光発電等の独立採算事業も認められている（図表2-2-15）。

また、改築を行う際は、民間による対象設備のリストアップに基づき、市が改築計画を作成することや、改築費用は市による企業債注 $ ^{46} $ や国費を主要財源としつつ、民間も負担を負うことで、事業費抑制のインセンティブが働く仕組みとなっている。

今後は、移管後2年間は業務委託にて対応し、2018年より同制度による運営を開始する方針である。

我が国の下水道施設は老朽化により大量更新の時期を迎えており、浜松市同様の課題を抱える地方公共団体も多い。一方で、下水道事業は採算性が厳しく、管理やリスク分担が難しいとされており、コンセッション方式を柔軟に活用することで、民間の創意工夫を取込み、地方公共団体の財政負担の縮減を図っていくことが望まれる。

## ■ 愛知県道路公社

地方道路公社が実施する有料道路事業へのコンセッション方式の導入に向けて、2015年通常国会において、民間事業者による公社管理有料道路の運営を可能とする構造改革特別区域法一部改正法が成立・施行された。

図表2-2-16 事業対象となる有料道路と料金徴収期間

路線名	延長 (km)	料金徴収期間
①知多半島道路	20.9	1970. 7.15 ～ 2028. 2.1 (注)
②南知多道路	19.6	1970. 3.1 ～ 2028. 2.1 (注)
③知多横断道路	8.5	1981. 4.1 ～ 2028. 2.1 (注)
④中部国際空港連絡道路	2.1	2005. 1.30 ～ 2035. 1.29 (注)
⑤衣浦トンネル	1.7	1973. 8.1 ～ 2029. 11.29
⑥猿投グリーンロード	13.1	1972. 4.1 ～ 2029. 6.22
⑦衣浦豊田道路	4.3	2004. 3.6 ～ 2034. 3.5
⑧名古屋瀬戸道路	2.3	2004. 11.27 ～ 2044. 11.26
全体	72.5	1970. 3.1 ～ 2044. 11.26

（注）2016年10月1日に4路線がプール化され、料金徴収期間は2046年3月31日までとなる。資料）愛知県資料より国土交通省作成

注46 管路や施設の建設・改良事業等の資金に充てるために、国等から借りる長期借入金のこと。
2015年8月に愛知県が国家戦略特別区域に指定され、9月に国家戦略特別区域計画 $ ^{注47} $ が認定された。その後、愛知県道路公社において、同年10月に実施方針、11月に募集要項が公表された。愛知県有料道路運営等事業の範囲は、運営権設定8路線（図表2-2-16）の維持管理・運営業務のほか、改築業務や既存パーキングエリアにおける売店の営業等の附带事業等からなる。現在、事業者の選定手続き等を実施している。

## (地域づくりにおける官民連携)

地方では、財政制約への対応と地域経済活性化の手段として、積極的にPPPが導入されている。また、その形態は様々で、地域特性と事業の目的に合った手法が導入されており、その過程では、民間事業者や住民とのコミュニケーションが重要になっている。以下では各地の取組みについて紹介を行う。

## ☑ 函南町地域活性化・交流・防災拠点整備事業（BTO $ ^{注48} $ 方式、混合型）

静岡県の斎南町は、観光資源の豊富な伊豆半島の北部に位置し、2013年度には東駿河湾環状道路が斎南塚本ICまで延伸したことで、東名高速道路及び新東名高速道路からの交通便利性が向上していた。斎南町では、同環状道路の整備に合わせ、伊豆半島の玄関口となり、伊豆全体の「観光拠点」となることを想定するとともに、静岡県東部・伊豆半島全体の情報発信拠点を整備し、賑わいのあるまちづくりを推進していた。また、同町周辺はマグニチュード8クラスの東海地震や南海トラフ巨大地震の発生が想定されており、同町を通る国道136号は緊急輸送道路に位置づけられている。

このような背景を踏まえ、「交通安全機能」、「観光振興・地域活性化機能」、「防災機能」を兼ね備えた施設の整備・運営を、官民協働で行うことが検討された。2012年度には事業化に向け、国の先導的官民連携支援事業を利用した事業の委託調査が実施され、災害内容に応じた官民のリスク分担や、地域活性化につながるように官民の役割を最適化する事業スキームについて検討が進められた。また、町長を座長とした函南

图表2-2-17 函南町周辺図

資料）函南町資料より国土交通省作成

「道の駅・川の駅」整備推進協議会小委員会による検討も進められ、同事業のPFI方式での実施が決定された。
2014年8月に実施方針が公表され、事業方式はBTO方式が採用された。事業期間は2015年11月から2032年4月までの16年5ヶ月で、施設整備期間が約1年5ヶ月、維持管理・運営・運営期間を15年としている。函南町は、施設の整備費や維持管理・運営費を事業者側へ支払うが、物産販売所や飲食施設等の運営事業は、民間の創意工夫が働くよう、事業者が直接利用者より収入を受け取る独立採算型を採用している（図表2-2-18）。これにより、行政による適切な運営管理が行われると

ともに、民間による地場産品や観光資源等を利用した、地域の賑わい創出や観光産業の活性化が期待される。

募集に当たっては、民間事業者の応募意欲を高めるため、実施方針公表前に民間のアイディアを募集しており、実際の審査では民間事業者へのヒアリングを重視するとともに、事業提案の配点を高くした。また、業務が多岐に渡ることから、構成する企業体（SPC）の出資について設計・建設期間及び維持管理・運営期間の各段階において、最もふさわしい企業が代表企業となれるよう出資者間の株式の譲渡を可能としている。このような取組みにより、2つの企業体より応募があり、2015年7月に事業者が選定された。選定された事業者（SPC）は、地元企業とPPP/PFIのノウハウを有する都市圏の企業から構成されており、効率的な運営が可能になるとともに地元企業のノウハウの蓄積や地域の活性化が期待される。

本件は、事業の計画段階から官民の対話が行われることで、民間事業者及び地域住民の関心が高まり、地域が一体となった交流拠点の形成と地域の活性化が期待される取組みと言え、現在、事業化に向けた整備が進められている。

## ■ 宮崎県西口拠点整備事業（公的不動産の有効活用）

宮崎県と宮崎市は、未整備となっていた宮崎駅前の県と市の公有地を活用し、商業施設と住民サービス施設、中心市街地の結節点となる交通センター等を整備し、中心市街地の活性化を検討していた。商業施設等の整備・運営には、官民連携の手法が導入され、地元企業十数社が出資する宮崎グリーンスフィア特定目的会社（TMK）が実施主体となった。

図表2-2-19	官民の業務分担
分担	官	民
公共施設	設計	○ (バス乗降場、市営駐輪場)	○ (壱番館内、広場注)
建設	○ (バス乗降場、市営駐輪場)	○ (壱番館内、広場)
維持管理	○ (バス乗降場、市営駐輪場)	○ (壱番館内、広場)
運営	○ (バス乗降場、市営駐輪場)	○ (壱番館内、広場)
民間施設	計画	○	○
設計	○
建設	○
維持管理	○
運営	○
事業期間は2010年3月から2030年2月までの20年間とされ、整備・運営を行う施設には、バスターミナルや広場等の公共施設と、ホテル、商業施設、オフィス等の入る複合施設や立体駐車場等の民間施設があり、官民が分担して整備・運営を行っている（図表2-2-19）。

また、TMKが整備・運営を行う施設については、底地となる市と県の所有地に事業用定期借地権を設定し、施設の所有権はTMKに設定されている（図表2-2-20）。

こうした民間の資金やノウハウの取り込みにより、周辺住民や施設へ配慮したゆとりある空間の整備や、オフィス施設では効果的なテナントの誘致が計画され、新たな雇用や商業の場の創出が行われている。この整備を含めた宮崎市による中心市街地活性化の取組みにより、2011年9月に本施設が開業した後の宮崎市の商業環境や魅力に対する市民の満足度も総じて改善している（図表2-2-21）。

図表2-2-20 公的不動産と民間施設の位置づけ

資料）国土交通省

図表2-2-21 商業及び産業に関する「商業等満足度（DI値）」

項目	2007年度	2011年度	增減
だれもが働きたくなるような魅力ある街	▲38.3	▲30.1	8.2
新しいビジネスを起こすチャンスがある街	▲46.9	▲35.7	11.2
魅力的な店舗が多い街	▲59.2	▲52.8	6.4
商品の品揃えが豊富	▲36.9	▲37.7	▲0.8
手でろな価格の商品が多い	▲17.8	▲12.6	5.2
商品の品質が良い	▲4.8	▲2.6	2.2
営業時間を気にしないで良い	▲33.1	▲31.0	2.1
共通駐車券、レンタサイクル、子供の一時預りなどのサービスが受けられる街	▲41.0	▲26.9	14.1
楽しい時間を過ごせる街	▲21.0	▲17.8	3.2
気軽に立ち寄れる親しみやすい街	▲5.8	▲4.2	1.6
商業者や事業者が協力して活性化に取組んでいる街	▲6.0	▲4.8	1.2
(注) 1 満足度（DI値）はそれぞれの項目に対しての満足度を、「思う」、「やや思う」、「どちらともいえない」、「そんなに思わない」、「思わない」の5段階で回答を求めた結果を使い、肯定、否定の度合いに応じて回答率を算出したもの。
(「思う」の回答率×2＋「やや思う」の回答率)－（「そんなに思わない」の回答率＋「思わない」の回答率×2）
2 2011年度調査は2012年2月から3月に実施されている。
資料） 宮崎市「宮崎市市民満足度調査」

また、本件では県・市は民間より定期借地権に基づく地代収入も得られており、未利用となっていた公的不動産を効果的に整備することで、公的主体の財政負担が軽減されるとともに、民間需要の創出と地域の活性化につながっている。

## ■ 福島県国道4号及び県道の維持管理事業（包括的民間委託）

福島県は、インフラの維持管理に関して、今後老朽化等による費用の増大や、人口減少等に伴うニーズの多様化に応じるため、維持管理業務の生産性向上が必要と考えていた。また、2016年4月に国道4号が国から県へ移管されることに伴い、職員が不足することへの対応や、業務の効率化を図るため、包括的民間委託の導入等、官民連携を拡大した手法の導入を検討していた。
事業スキームの構築に当たって、維持管理を行う民間が適切な利益を享受することや、業務の内容自体を高度化し魅力ある事業とすることが検討されるとともに、官側の職員作業の軽減、維持管理コストの低減等、官民各々にメリットがある仕組みを構築・導入することが基本方針とされた。これにより、業務の包括的な民間への委託が検討され、初年度となる2016年度は、契約期間を1年とし、国道4号と交差する県道の一部について、道路維持やパトロール、除雪等道路系の業務を包括して発注することが決定された（図表2-2-22）。今後は業務プロセスやコスト等のモニタリングを行い、次年度以降の委託内容について検討が進められる。

また、2015年11月に実施した民間事業者との意見交換では、民間側よりエリアの拡大や事業規模の拡大、契約期間の複数年化等の意見が出ており、福島県は、将来的に委託する業務について、河川等の道路以外の分野への拡大や、エリアの拡大、複数年契約の導入等を検討している。その他、地域に精通した企業の参画が必要といった意見や、さら

图表2-2-22

2016年度の委託範囲と対象路線

通常契約方式	業務名称
単価契約	①道路維持補修業務
②鋪装維持修繕業務
③除雪業務
④凍結防止剤散布業務
総価契約	①道路パトロール業務
②道路植栽管理業務
③道路環境美化業務
④道路除草業務

資料）福島県資料より国土交通省作成

に、それらの企業を統括する監理監督者の設置が望ましいといった意見等もあり、福島県は、これらの意見に対して、2016年度に包括的民間委託の試行を実施しながら、その導入の可能性とその効果について検討を進めていく（図表2-2-23）。
資料）福島県

現状、我が国では維持管理における包括的民間委託の事例が少なく、業務のノウハウ、地方公共団体間の情報共有が不足していることから、国土交通省では福島県・三条市・宇部市等の維持管理における包括的民間委託の実施を目指す地方公共団体と協力して、各種課題の共有や改善策の具体的な検討を行っている。

以上のように、効果的な官民連携を進めていくためには、官民の対話と、双方がwin-winとなるようなスキームづくりが重要である。それにより、民間需要が喚起され、官民それぞれが強みを活かした、インフラの整備・運営が可能になると言える。

## PPP/PFI 事業推進に向けた国土交通行政の取組み

## （１）地域プラットフォームの形成

政府は「経済財政運営と改革の基本方針2015」において、全国的なPPP/PFIの推進のため、産学官金が連携した地域プラットフォームによるPPP/PFI手法の開発・普及等を図ることとしている。

国土交通省では、地方の官民のPPP/PFIに関するノウハウ・情報の共有・横展開を促進するため、産学官金の協議の場として、全国をカバーする形で地域プラットフォームを設立することとし、2015年度は北海道、東北、関東、中部、近畿、中国、四国、九州でコアメンバー会議を設置し（産：32団体、官：153団体、学：20名、金：61行が参加）、全国6箇所（仙台市、広島市、東京都、福岡市、大阪市、名古屋市）で優良事例を紹介するセミナーを実施した（参加者約1,100名）。また、地方公共団体を単位とするプラットフォームについて、地域ごとの課題解決のため、官民連携事業の具体的な案件の発掘・形成や推進を図る方針であり、地方ブロックプラットフォームを通じるなど各地方公共団体の要望に基づき設置・支援することとしている（図表2-2-24）。
図表2-2-24 地域プラットフォームのイメージ

資料）国土交通省

## （2） 先導的官民連携支援事業

PPP/PFIの導入に当たっては、事業方式、官民の役割分担等に関する多様な調査や情報の整備が必要になることから、国土交通省では、先導的なPPP/PFI手法の活用を検討する地方公共団体に対し、導入可能性の調査に係る費用を助成し、案件組成の支援を行っている。支援内容は、施設の種類や事業規模、事業類型、事業方式等の面で先導的な官民連携事業の導入や実施に向けた検討のための調査費用を支援する「事業手法検討支援型」と、官民連携事業の導入判断に必要な情報の整備等のための調査費用を支援する「情報整備支援型」に分けられる。コンセッション方式を導入した仙台空港や、同方式の検討を進めている浜松市の西遠流域下水道事業の調査にも利用されており、今後も同支援事業により地域のPPP/PFI手法の普及を進めていく方針である。

## 第3節

## 民間事業者の意識調査結果と分析

本章第1節で述べたようにストック効果の高い事業への投資の重点化が求められており、少ない投資で大きな効果を得るインフラ整備や既存インフラの使い方を工夫して効果を得るといった「賢く投資・賢く使う」という視点が重要となる。

そういった観点から、今後のインフラ整備・活用の方向性を検討するに当たり、実際にインフラを使用して事業活動を行う民間事業者のニーズを踏まえる必要があると考え、全国の民間事業者を対象にアンケート調査を実施した。

本節では民間事業者のインフラに対する意識について、2016年2月に実施した民間事業者を対象に実施したアンケート $ ^{49} $ （国土交通省事業者アンケート）の結果を中心に、民間事業者の産業ごとのインフラ整備に関連した意識・ニーズを分析し、民間事業者を取り巻く事業環境についての意識等を