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街中のマンホールで防災?! ゲリラ豪雨による氾濫被害を未然に防ぐ

多発するゲリラ豪雨には新たな浸水対策が必要

近年、局所的な大雨、いわゆる「ゲリラ豪雨」が多発しています。ゲリラ豪雨とは、大気の不安定によって突発的に起こる局地的大雨のことで、天気予報による正確な予測が困難とされています。現在の想定を越える被害を及ぼすこともあるため、浸水対策として2015年7月に改正・施行されたのが「水防法」です。

「水防法」では、例えば地下街などの管理者または所有者に対し、下水道施設の水位情報に基づく氾濫危険情報を通知する制度が一部改正されています。これは、新たに都道府県または市町村に内水被害の恐れのある区域の指定を義務づけ、河川氾濫などと同様、浸水対策を行うよう促すものです。同時に、下水道管路の増改築や、迅速な水位情報の収集など、被害を最小限に留めるために様々な対策が行われています。

従来の水位測定は、光ファイバーを用いて下水道管路内の測定個所まで専用ケーブルを敷設する必要がありました。また、バッテリーを搭載した水位センサーを活用する方式は、頻繁に電池交換を行う必要があり、こちらも多大なメンテナンスコストがかかるのが課題となっていました。

クラウドにより短期間で導入、運用コストを抑える

富士通研究所は、従来より下水道事業者向けにゲリラ豪雨などによる被害軽減を目的とした下水道氾濫検知に関わる技術を研究開発しています。このたび、2015年に行った郡山市での実証実験を経て実用化の運びとなり、2016年8月15日より富士通は「下水道氾濫検知ソリューション」の販売を開始しました。

マンホール蓋への装置搭載イメージ

本ソリューションは、光、熱、振動などの微小なエネルギーを収穫(ハーベスト)して電力に変換する「エネルギー・ハーベスティング技術」(注1)を応用したものです。水位情報を収集するセンサーを下水道に既設のマンホールに設置し、無線通信で5分ごとに水位情報をクラウド上で収集・蓄積するものです。電源や光ファイバーケーブルのなどの電源敷設工事が不要となるほか、短期間の導入が可能となり、初期導入コストの抑制を見込むことができます。

水位情報を収集するセンサーには、マンホール蓋の温度差から得られるエネルギーを電力に変換する熱電変換ユニットから電力を供給。これにより、バッテリーのみでセンサーを駆動する方式と比較して、電池交換周期が10カ月から5年に延長できるため、運用コストを削減も見込むことができます。また、熱電変換ユニットは、小型化・高効率化することで、国内で初めてマンホール蓋への直接搭載が可能となりました(注2)。

(注1)充電・取り替え・燃料補給なしで長期間エネルギー供給を可能とする画期的な技術。安心・安全な社会の実現に向けて様々な応用展開が考えられている。
(注2)富士通九州ネットワークテクノロジーズが開発した技術。

下水道氾濫検知ソリューションのシステム構成

集中豪雨に伴う氾濫被害の軽減に向けて

本ソリューションにより、マンホールから下水道管路内の水位情報を定期的にクラウドに収集・蓄積し、急激な下水道管路内の水位上昇を即座に検知できます。地図上に分かりやすくグラフ表示できるため、自治体の防災担当者は、局所的な集中豪雨に伴う氾濫被害の軽減に向け、氾濫情報の通知などを迅速に行うことができます。また、蓄積した水位情報から、排水計画の検証や管路更新計画に役立てることもできます。

富士通は今後も、地域の安心・安全に寄り添ったソリューションを研究開発していきます。

実証実験を行った郡山市様の声
  • 下水道水位のリアルタイム監視により、現場への職員派遣や応急対応、避難情報配信などの迅速化が期待されます。
  • 水位の変化が数値化されたことで、排水性能の検証が可能になり、今後の雨水対策計画の策定に活用することによって、浸水被害の軽減が図られます。
  • 長期間バッテリー交換が不要なエネルギー・ハーベスティング技術を採用することにより、作業員の安全性向上と、メンテナンスコストの削減の両方が期待できます。

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