下水道の仕組み：水道→下水処理場への流れ、自然流下と圧送の違いも【第3話】

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下水道の仕組みをわかりやすく解説！家庭から流れた水がどのように本管を通って処理場まで届くのか、自然流下式と圧送方式の違いや点検方法まで、写真と会話形式で楽しく学べます。

目次

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1. 公共ますから下水本管への流れと点検のポイント
2. 下水はどう流れる？自然流下とポンプでの流送の仕組み
3. 自然流下式・圧送方式の違いと選定基準

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管 とおる

みかんちゃん。前回は雨水対策の話に熱が入っちゃって、話が進まなかったね。
→前回の話【汚水と雨水、そして雨水対策】←
話が長い男は嫌われるって言うし、今日はテンポよくいこう(笑)

諏訪 美管

大丈夫ですよ。雨水と汚水の違いとか、すごく勉強になりました！

ありがとう！それじゃあ、前々回の話で、
お風呂の水が家庭の排水管から【公共ます】に流れるところまで説明したよね。

家庭内で使ったお風呂の水がどこへ流れていくのかを説明する導入で使用
「公共ます」という言葉の意味が生活イメージと結びついた

今回はその先、つまりお風呂の水が下水道管を通って下水処理場へ行く流れを説明するよ！

はい！下水処理のしくみをぜひ教えてください！

公共ますから下水本管への流れと点検のポイント

まず、公共ますから下水管に繋がる管を【取付管】と言って、下水管を【本管】と言うんだ。
お風呂の水は家庭の排水管を通って、外の公共ますまでたどりついた後、取付管から本管に流れていくよ。

公共ますと取付管、本管の位置関係を説明するために使用した図解
宅内排水と公共下水道の境界が構造的に理解できた

わぁー！こんな風になってるんだぁ！！
本管の途中に何か所かある縦長のところはもしかしてマンホールですか？

その通り！！
マンホールを人孔（じんこう）と言って、本管の清掃や調査を行うために作られるている施設なんだよ。
下の写真でマンホールの底に横切っている部分が見えると思うんだけど、これが下水管、つまり本管なんだ。

マンホール内部から下水道管内を確認した現場写真を説明する場面で使用
実際に人が目視点検を行う必要性と厳しい作業環境を実感した

わぁ～！マンホールの中って初めて見ました(^^)

場所によっては深さ30ｍくらいあったり、地下3階建ての要塞みたいな施設が地下にできてるところもあるんだよ。

下水道施設内部での人力点検作業の実態を説明する場面で使用
はしご昇降や安全確保が欠かせない過酷な維持管理現場を実感した

わぁぁぁ～！すごーい！！👀

そして本管は小さくてΦ150mm、 大きいとΦ3000mmくらいのものもあるんだよ。

下水道管路内での人による直接点検作業を説明する場面で使用
照明と装備を整え、安全確認しながら進む現場の緊張感が伝わる

φ3000mm！直径3メートルの下水管なんてあるんですかー！？
大きい下水管てトンネルみたいですね！

本管の多くはΦ200～300くらいだけどね(^^)
こうして僕たちの使った水たちは本管を通って処理場に行くんだ。

Φ200

Φ1350

下水はどう流れる？自然流下とポンプでの流送の仕組み

下水道が深くなった場合の排水方法を説明する場面で使用
勾配とポンプの役割分担が直感的に理解できた

さて、ここで問題。
下水が流れるのは、管に勾配をつけて下り坂みたいに設計されているからなんだけど、処理場までずっとずっと下り坂になっていると思う？

んんん～？
そうなると処理場に着く頃にはとんでもなく地下深くなっちゃいますよねぇ？それはなさそうだなぁ・・
かといって、登り坂だと水は流れないし・・・
一体どうなっているんですか？？

自然流下で、本管が深くなりすぎた場合、マンホールポンプや、中継ポンプ場を作るんだ。

自然流下とは？

下水道の基本である自然流下の考え方を説明する導入で使用
勾配と重力だけで水が流れる仕組みを直感的に理解できた

自然流下（じねんりゅうか）とは、下水道の管きょに少しずつ下り勾配をつけ、重力の力だけで水が流れるしくみのことです。
ポンプを使わずに排水できるため、もっとも基本的で多くの地域で採用されている方式です。

自然流下方式では、次のような特徴があります：

• ・水が自然に流れるため、エネルギーが不要
• ・構造がシンプルでトラブルが少ない
• ・ただし一定の下り勾配が必要
• ・勾配を確保するために管を深く埋める必要が出る
• ・深掘りにより工事費や維持管理の負担が大きくなる場合がある

また、自然流下で下水が適切に流れるようにするため、流速の基準も設けられています。

汚水管	最小0.6 m/s ～ 最大3.0 m/s
雨水管・合流管	最小0.8 m/s ～ 最大3.0 m/s

自然流下はシンプルで信頼性が高い方式ですが、
地形によっては管路が深くなりすぎることがあり、その場合はマンホールポンプや中継ポンプ場でくみ上げて高さを調整します。
こうした工夫により、経済的で維持しやすい効率的な下水道が実現されています。

自然流下だけでは対応できない深い下水道の課題を説明する場面で使用
ポンプ施設が下水を持ち上げる役割を果たしていることが直感的に伝わる

自然流下は下水を流すうえで基本となる仕組みですが、
地形によっては勾配を確保できず、管が深くなりすぎてしまう場所もあります。
こうした「自然流下だけでは対応できない区間」を解決するために使われるのが、下水をくみ上げて高さを調整するポンプ施設です。

ポンプ施設とは？

下水道の管は基本的に自然流下で流れるようにつくられていますが、場所によっては勾配を確保できず、管が深くなりすぎてしまうことがあります。
そんなときに活躍するのが、下水をポンプの力で持ち上げて流れを続けるためのポンプ施設です。

マンホールポンプと中継ポンプ場の違いを比較して説明する場面で使用
規模や役割の違いが構造から理解しやすかった

ポンプ施設には大きく分けて２種類あります：

• ・マンホールの中に直接設置するマンホールポンプ
• ・大量の下水をまとめてくみ上げる中継ポンプ場

これらの施設は、自然流下では対応できない地点で下水をくみ上げ、管路の深さを浅く戻すことで、施工費や維持管理の負担を大きく減らす役割があります。
とくに都市部や高低差の大きい地域では欠かせない設備なんです。

家庭から出た下水が処理場へ届くまでの全体像を説明するまとめ場面で使用
勾配とポンプ場が連携して機能している流れを俯瞰できた

マンホールポンプは、マンホールの中にポンプを入れて下水をくみ上げる仕組みです。

自然流下だけだと下水管をどんどん深くしないといけませんが、マンホールポンプを使えば管を浅い位置に戻せるので、工事費も管理もしやすいムダの少ない下水道になります。

マンホールポンプ設備の構造と実際の設置・点検状況を説明する場面で使用
地上設備と地下施設が連動して下水を管理していることが理解できた

また、多量の下水が集まりマンホールポンプでは対応しきれない場所では、【中継ポンプ場】を使って中継・圧送します。

中継ポンプ場の内部設備を紹介する説明パートで使用
大量の下水を安定して送水するための設備構成がよく分かる

へぇ～！こうやって処理場まで運ばれていくんだぁ。
じゃあもしポンプ場が止まったら大変ですね。

そうなんだ。停電とか機械が故障してもポンプが止まらないように、自家発電や予備ポンプが作動するような仕組みを作ってるんだ。

リスク管理ってことですね。

みかんちゃん、難しい言葉を知ってるね。(意外…笑)
そうだよ。下水道は止めることが出来ないからリスク管理が重要なんだ。


あと、下水を送る方法としては自然流下の他に圧送方式で送ることがあるんだ。

自然流下式と圧送方式の違いと選定基準

自然流下式と圧送方式とは？

一般的に、下水道管きょは勾配のある自然流下式が基本となっています。

しかし、上水道・工業用水道・農業用水道などでは圧送方式が多く用いられており、 下水道でも自然流下が困難な地形では、部分的に圧送管を採用することがあります。

圧送方式はポンプで汚水を送るため、勾配設計に縛られず自由度が高いのが特徴です。

自然流下式

下水道で最も基本となる自然流下方式を整理して説明する場面で使用
勾配と重力だけで水が流れる原理を図で再確認できた

• 一定の下り勾配が必要
• 深く掘削して埋設する必要がある
• 工事期間が長く費用も高い
• 管が大口径になる
• マンホールから不明水が浸入する恐れあり
• 流入・合流が自由に可能
• 屈曲部や合流部にマンホールが必要

圧送方式

自然流下では対応できない地形で使われる圧送方式を説明する場面で使用
マンホールポンプが下水を押し上げる役割を明確に示せた

• 地形を問わず浅い埋設が可能
• 工期・費用を大幅に削減できる
• 小口径管で対応可能
• 不明水が侵入しにくい構造
• 流入・合流には圧力調整が必要
• ポンプ設備の導入が必須

圧送管とは？

圧送管が起伏のある地形をどのように越えて下水を送るかを説明する場面で使用
ポンプ場と空気弁の役割が一体で理解できた

圧送管（あっそうかん）とは、ポンプの力で下水を押し流すために使われる密閉された管のことです。
自然流下のように勾配に頼らずに排水できるため、地形に制約されにくいのが大きな特徴です。

圧送管は次のような場所で使われます：

• ・自然流下では勾配が確保できない区間
• ・低地や谷地形で下水が滞留しやすい場所
• ・地中深く掘り下げると工事費が高額になる場所

圧送管の内部は水で満たされ、ポンプの圧力によって下水が送られます。
そのため、下水が逆流しないよう空気弁や止水装置が取り付けられています。

圧送管の仕組み

圧送管の基本的な仕組みはとてもシンプルです：

• ① 下水がポンプ施設に集まる
• ② ポンプが圧力をかけて管の中へ押し込む
• ③ 密閉管の中を加圧状態で流れる
• ④ 自然流下の高さまで到達したところで放流される

このしくみにより、圧送管は高低差のある区間を自由に越えることができるため、
管路を深く掘らずに済み、工事費や維持管理の負担を大きく減らせます。

ただし、圧送管は自然流下のようにマンホールから内部を確認できないため、
点検には空気弁から挿入できる専用カメラ（アジリオス）などの機器が用いられます。

圧送管の点検に必要なカメラ機器「アジリオス」

圧送管はマンホールがなく、内部の確認ができないという弱点があるんだ。
でも、途中にある空気弁から、アジリオスを使って点検できるんだよ！

へぇ〜！アジリオスってどんなカメラなんですか？

「アジリオス」は、直視式の押し込み型カメラで、
圧送管内部の調査に対応する高性能装置です。

• 鮮明な映像をリアルタイムで確認
• 自動水平・首振り機能付き
• レーザースケールで管の変状測定も簡単！

↓↓↓ 詳しく知りたい方はこちら ↓↓↓

• ① アジリオスの製品紹介ページ
• ② アジリオスを用いた点検方法
• ③ 下水道展2019での研究発表論文

諏訪 美管

もっと知りたい方は次へ：
アジリオスを使用した圧送管の調査方法：下水道調査技術 (第23話)

圧送管の現場調査で使われる押込みカメラ「アジリオス」を例に、圧送管調査の手順や特徴を初心者にもわかりやすく解説しています。

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お風呂の水はいろんな方式の下水管を通って、最終的に下水処理場に到着するんだ。
これらの施設は止めることができない、でも地中に埋まっていて点検も修理も大変なんだよ。
だからこそ、カンツールの下水道維持管理製品が役に立つんだよ。

知らないことばかりでした！
お風呂の水がこんなに冒険してるなんて…びっくりです。

次回は、処理場に届いたお風呂の水が、どうやってキレイな水になるのかを、
小学生でもわかるように説明するね！

えっ…それってもしかして…私が小学生レベルってことですか？(｀ヘ´＊)ﾌﾟﾝﾌﾟﾝ

そ、そんなことないよ！（汗）
処理場の話って実はすごく難しいんだ。
活性汚泥、OD方式、BOD、嫌気、無酸素、脱窒、富栄養化……とかね。

あ…（汗）
やっぱり小学生でもわかるようにお願いします（笑）

↓この記事で登場した製品↓
アジリオス
アジリオスを利用した圧送管の点検調査方法について

諏訪 美管

もっと知りたい方は次へ：
下水道処理場の仕組みをやさしく解説｜汚れた水がきれいになるまで（第4話）

家庭から流れてきた汚水が下水処理場でどのようにきれいな水へと変わるのか、その基本的なプロセスをわかりやすく解説しています。

下水道のお困りごとは

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