令和４年度 上下水道部門Ⅱ-1-3【管路のダウンサイジング】
【問題】Ⅱ-1-3
管路のダウンサイジングによる効果と留意点についてそれぞれ1つ以上述べよ。
【解答例】
１ 管路のダウンサイジングによる効果
管路のダウンサイジングにより、管材料、バルブ類等の材料費が安価になる。さらに、掘削、管接合等の負担が軽減され、施工費の縮減、工期の短縮を図ることができる。
また、送配水管内の水の停滞を防止し、残留塩素濃度の低下、濁水の発生等、水質的な問題を解消することができる。
２ 管路のダウンサイジングを行う際の留意点
管路は、計画水量、流速係数、管内流速、目標水圧、布設ルート等の諸条件を設定し、水理計算に基づいて口径を決定する。このため、管路のダウンサイジングの際は、給水を行うエリアの水需要予測を実施し、将来も含めて過不足が生じないよう、適切な計画水量を設定する必要がある。管路の劣化や堆積物の影響により管内の状況が変化した場合でも必要な水量を確保できるよう、適切な流速係数を設定する。
配水管については、地域の実態に即した時間係数、火災時に必要な消火水量等を勘案して計画水量を決定する。このため、都心部における人口偏在の可能性、消火栓設置数の変更等を考慮し、水圧、水量に不足が発生しないよう注意する必要がある。配水管網を形成している場合は、直結給水範囲の拡大、目標水圧の確保等を踏まえて管網シミュレーションを行い、最適な口径を選定するべきである。
【出題された背景や狙い・解答に繋がるポイント】
管路のダウンサイジングに関する問題はこれまでに出題されたことがありませんが、管路の口径選定に関する問題は、平成29年度に出題されています。
少子化に伴う人口減少、節水機器の普及等により水需要が減少しており、水道施設において余剰能力が発生しています。この影響で、取水場や浄水場の運転が非効率になり、送配水管では水の停滞による残留塩素濃度の低下が発生しています。このため、管路の更新にあわせたダウンサイジングが重要視されており、このことが当該テーマの出題された背景になっていると思われます。
この問題は、管路のダウンサイジングの効果だけではなく、留意点についても問われています。このため、将来的な水需要の傾向、直結給水範囲の拡大等を考慮して、管路の口径選定を行うことに言及することが、解答を作成する際のポイントになります。
【当該テーマについて上記以外で勉強するべき事柄】
管路のダウンサイジングにより、採用できる管種の選択肢が増えます。例えば、口径を400mmから300mmに変更すれば、ダクタイル鋳鉄管や鋼管だけではなく、水道配水用ポリエチレン管も採用できるようになります。このため、今後の試験対策として管路の口径選定について勉強する場合、管種選定についても勉強することをお勧めします。具体的には、離脱防止機構付継手のダクタイル鋳鉄管、溶接継手の鋼管・ステンレス鋼管、熱融着継手の水道配水用ポリエチレン管の特徴と施工時の留意点について整理しておけば良いでしょう。
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