雨水排水溝

雨水排水管、雨水下水道（イギリス、アメリカ、カナダ）、高速道路排水管、^[1] 地表水排水管/下水道（イギリス）、または雨水排水管（オーストラリア、ニュージーランド）は、舗装された道路、駐車場、駐車場、歩道、歩道、屋根などの不浸透性表面から余分な雨水や地下水を排水するために設計されたインフラストラクチャです。雨水排水管は、小さな住宅用ドライウェルから大規模な自治体のシステムまで、 設計が異なります。

排水溝には、ほとんどの高速道路やフリーウェイ、その他の交通量の多い道路の側溝、洪水につながる大雨地域の町、定期的に嵐が発生する沿岸の町などの水が流れ込みます。住宅や建物の雨どいも雨水排水溝に接続できます。多くの雨水排水システムは重力下水道で、未処理の雨水を川や小川に排水するため、排水溝に流された有害物質は、流される先の水域を汚染します。

雨水排水溝は、大雨や暴風雨のときに降る雨量を処理できないことがあります。排水溝が浸水すると、地下室や道路が冠水することがあります。多くの地域では、大雨のときに一時的に流出水を貯めて公共下水道への流出を制限するため、敷地内に貯留タンクを設置する必要があります。これにより、公共下水道が氾濫するリスクが軽減されます。一部の雨水排水溝は、合流式下水道の場合は意図的に、または意図せずに、雨水（雨水）を下水と混合します。

いくつかの関連用語は、アメリカ英語とイギリス英語で異なる意味で使用されます。

雨水排水溝（英国では高速道路の排水溝または道路の溝）の入口には、側面入口と格子入口の2つの主な種類があります。側面入口は縁石に隣接して配置され、流れを捕らえるために裏石またはまぐさ石の下の開口部の能力に依存しています。通常、捕捉能力を高めるために、水路の逆側で窪んでいます。^[4]

多くの流入口には、人、車両、大きな物体、またはがれきが雨水排水溝に落ちるのを防ぐため、格子またはグリッドが設置されています。格子の間隔は、水の流れが妨げられないように配置されていますが、堆積物や多くの小さな物体も落ちてしまいます。ただし、格子の間隔が広すぎると、開口部が歩行者、自転車、および付近の他の人々に危険をもたらす可能性があります。交通の流れと平行に長く狭い溝がある格子は、自転車の前輪が引っかかってハンドルから落ちたり、制御を失って転倒したりする可能性があるため、特に自転車利用者にとって懸念事項です。道路や駐車場の雨水排水溝は、車両の重量を支えるのに十分な強度が必要であり、鋳鉄または鉄筋コンクリートで作られることが多いです。^{[引用が必要]}

重い沈殿物や小さな物体の一部は、排水口のすぐ下にある集水槽または汚水溜めに沈殿することがあります。集水槽の上部から水が下水道本体に溢れ出る場所です。集水槽は、物体を捕らえるという点で、家庭排水配管の「トラップ」とほぼ同じ機能を果たします。

米国では、配管トラップとは異なり、集水槽は必ずしも硫化水素やメタンなどの下水ガスの流出を防ぐわけではありません。しかし、英国では、これらはガリーポットと呼ばれ、^[5]真の水充填トラップとして設計されており、ガスやネズミの流出をブロックします。

一年の乾燥期には、ほとんどの集水槽に水が溜まり、温暖な国では蚊の繁殖地になることがあります。集水槽での蚊の繁殖を抑えるために、幼虫駆除剤や幼虫破壊ホルモンが使用されてきました。幼虫駆除剤は「蚊取りビスケット」から放出されることもあります。「逆円錐フィルター」を使用することで、蚊が溜まった水に近づいたり、下水道に侵入したりすることを物理的に防ぐことができます。蚊を駆除する別の方法として、よどんだ水の表面に油を薄く塗り、蚊の幼虫の呼吸管を妨害する方法があります。

集水槽の堆積物やその他の汚染物質の除去性能は、集水槽の設計（たとえば、集水槽のサイズ）と、集水槽に堆積物を捕集するための貯水量を確保するための定期的なメンテナンスに依存します。自治体には通常、この作業を行う 大型のバキューム トラックがあります。

集水桝は、都市部の流出水が雨水排水管に入る前に、 大きな堆積物や路上のゴミを捕捉することで、貯留桝などの他の処理方法の第一線の前処理として機能します。

パイプの断面形状は多種多様です（長方形、正方形、パン型、楕円形、逆梨型、卵型、最も一般的な円形）。排水システムには、滝、階段、バルコニー、ゴミを捕らえるピット（総汚染物質トラップ（GPT）と呼ばれることもある）など、さまざまな機能があります。レンガ、コンクリート、高密度ポリエチレン、亜鉛メッキ鋼など、さまざまな素材で作られたパイプも使用できます。排水管や継手には、繊維強化プラスチックがより一般的に使用されています。^[6]

ほとんどの排水管は、排水地点に単一の大きな出口（多くの場合、格子で覆われている）があり、運河、川、湖、貯水池、海または海洋に流れます。集水槽以外には、通常、配管システムには処理施設はありません。小さな雨水排水管は、個別のドライウェルに排出する場合があります。雨水排水管は、スロットパイプを使用して相互接続され、より大きなドライウェルシステムを形成する場合があります。雨水排水管は、再充填盆地または調整池と呼ばれる人工の掘削部に排出する場合があります。

雨水排水溝は、大雨や暴風雨の際に降る雨量を処理できないことがよくあります。雨水排水溝が浸水すると、地下室や道路が浸水する可能性があります。壊滅的な洪水とは異なり、このタイプの都市洪水は、人工の排水システムが普及している市街地で発生します。都市洪水は、下水道の逆流や地下室の浸水の主な原因であり、繰り返し建物に影響を及ぼす可能性があります。^[7]

排水溝の詰まりも、雨水排水管の閉塞による洪水の原因となります。コミュニティや市は、雨水排水管から落ち葉を掃除して、庭への水たまりや浸水を防ぐことで、これを軽減することができます。^{[8]冬に異常な量の雨が降り、雨水排水管の上に雪が} 積もると、冬の雪が排水管を詰まらせることもあります。^[9]

雨水下水道への流出は、持続可能な都市排水システム（英国用語）または低影響開発またはグリーンインフラストラクチャの実践（米国用語）を自治体の計画に組み込むことで最小限に抑えることができます。屋根からの雨水を減らすには、軒樋（雨どいと縦樋）からの流れを雨水下水道に排出するのではなく、隣接する土壌に浸透させる必要があります。舗装面からの雨水流出は、雨水下水道に流れ込む前に、裏地のない溝（スウェールまたはバイオスウェールと呼ばれることもあります）に導くことができ、再び流出水が地面に浸透できるようにします。透水性舗装材は、雨水量の一部を浸透させるために、歩道、車道、場合によっては駐車場の建設に使用できます。 ^[10]

多くの地域では、一時的に雨水を貯留し、公共下水道への流出を制限する貯留タンクを設置することが義務付けられています。これにより、大雨の際に公共下水道に過負荷がかかるリスクが軽減されます。オーバーフロー出口は、貯留タンクの出口側の上部に接続することもできます。このオーバーフローにより、貯留タンクが完全に満杯になるのを防ぎます。このように水の流れを制限し、一時的に公共の貯留タンクに水を貯留することで、雨が下水道を圧倒する可能性が大幅に低くなります。^[11]

都市部の排水による最初の流水は非常に汚れている可能性があります。雨水は、排水溝に入る前に、道路やその他の不浸透性の表面を流れている間に、または芝生の化学薬品の流出によって汚染される可能性があります。

これらの不浸透性表面から流れ落ちる水は、道路や駐車場からガソリン、エンジンオイル、重金属、ゴミ、その他の汚染物質、芝生から肥料や農薬を拾い上げる傾向がある。道路や駐車場は、ガソリンやその他の化石燃料の燃焼副産物として生成されるニッケル、銅、亜鉛、カドミウム、鉛、多環芳香族炭化水素（PAH）の主な発生源である。屋根からの流出水は、高レベルの合成有機化合物と亜鉛（亜鉛メッキの雨どいから）を供給している。住宅の芝生、公園、ゴルフコースでの肥料の使用は、硝酸塩とリンの重要な発生源である。^{[12] [13]}

望ましくない流出水の分離は、雨水下水道システム内に装置を設置することで実現できます。これらの装置は比較的新しいもので、新規開発時または大規模な改修時にのみ設置できます。これらは油砂分離装置（OGS）または油沈殿物分離装置（OSS）と呼ばれています。これらは特殊なマンホールチャンバーで構成され、水の流れや重力を利用して油と砂を分離します。^[14]

集水桝は通常、排水管より下に水溜めエリアを設けて設計されている。これは水とゴミを溜めてパイプの詰まりを防ぐためのものである。水が下の土壌に浸透できるように底を透水性にしない限り、この地下桝は冷たく暗く、長時間水が滞留するため、蚊の繁殖場所になる可能性がある。標準的な格子と組み合わせると、蚊が桝に出入りできるほど大きな穴があいているため、これは蚊の駆除において大きな問題となる。^[16]

この貯水池の形成を防ぐために、排水桝をパイプの高さまでコンクリートで満たすこともできます。適切なメンテナンスを行わないと、設計どおりに機能するために必要な年に一度の清掃が行われないため、排水桝の機能性に疑問が生じます。ゴミを捕らえることは何の役にも立ちません。なぜなら、一度満たすと、排水桝が存在しないかのように機能し、蚊の繁殖のための浅い水溜りが残り続けるからです。さらに、清掃とメンテナンスを行っても、貯水池は満たされたままで、蚊の繁殖を許してしまいます。

雨水排水管は、衛生下水道システムとは別個のものです。雨水排水管を衛生下水道から分離することで、暴風雨の際に下水処理場が浸入/流入によって圧倒され、未処理の下水が環境に排出されるのを防ぐことができます。

多くの雨水排水システムは、未処理の雨水を川や小川に排水します。米国では、多くの地方自治体が、人々が雨水排水システムに廃棄物を投棄しないように、これに関する啓発キャンペーンを実施しています。^{[17]たとえば}、オハイオ州クリーブランドでは、設置されたすべての新しい排水桝に廃棄物を投棄しないよう銘文が刻まれており、通常は魚の刻印も含まれています。トラウト・アンリミテッド ・カナダは、既存の雨水排水管の横に黄色の魚のシンボルを描くことを推奨しています。^[18]

1930 年代以前に下水収集システムを導入した都市では、通常、都市の流出水と下水の両方を輸送するために単一の配管システムを使用していました。このタイプの収集システムは、合流式下水道システム(CSS) と呼ばれます。合流式下水道が建設されたときの都市の理論的根拠は、単一のシステムを構築する方が安価であるというものでした。^{[19]これらのシステムでは、下水処理能力を超える突然の大雨は、}合流式下水道オーバーフローと呼ばれる構造物を介して雨水排水路から直接受水域に溢れ出します。^[20]

雨水排水管は、通常、合流式下水道よりも浅い深さに設置されます。これは、合流式下水道が、道路からの表面流出水に加えて、地下室のある建物からの下水の流れを受け入れるように設計されているためです。^[21]

米国では約860の自治体が合流式下水道を備えており、約4,000万人に水を供給している。^[22] ニューヨーク市、ワシントンDC、シアトルなど、合流式下水道を採用している都市では、大雨のたびに大量の雨水が流入するため、この問題を抱えている。一部の都市では、処理できるまで水を貯めておくための大型貯水タンクや池を増設することで、この問題に対処している。シカゴには、市内の地下に雨水を貯留するための、総称してディープトンネルと呼ばれるトンネルシステムがある。^[23]多くの地域では、大雨の際に一時的に流出水を貯め、公共下水道への流出を制限する貯留タンクまたは屋上貯留システムが必要である。これにより、大雨の際に公共下水道が氾濫するリスクが軽減される。また、オーバーフロー出口を貯留タンクの出口側の高い位置に接続することもできる。このオーバーフローにより、貯留タンクが完全に満水になるのを防ぐことができる。このように水の流れを制限し、一時的に貯留金庫やタンクに貯めたり、屋上貯留したりすることで、公共下水道が溢れる可能性が低くなる。^[24]

建築基準法や地方自治体の条例は、雨水排水管の排水処理に関して大きく異なります。新しい開発では、雨水を地下水面に戻すための雨水排水管処理施設の建設が求められる場合があり、流域を保護するために、生態学的に敏感な地域ではバイオスウェールが必要となる場合があります。

米国では、人口10万人以上の都市、郊外のコミュニティ、町、都市化された地域の小規模コミュニティの排水システム、および州機関によって具体的に指定された追加の自治体のシステムは、水質浄化法に基づいて雨水下水道システムの排出許可を取得することが義務付けられています。^[25]環境保護庁（ EPA ）は、1990年に大都市向けの雨水規制を発行し、1999年には他のコミュニティ向けの雨水規制を発行しました。 ^[26]これらの許可では、新しい建物や施設の建設と既存の自治体の排水ネットワークのメンテナンスの両方をカバーする雨水管理プログラムを運営することが地方自治体に義務付けられています。新しい建設プロジェクトの場合、多くの自治体は建設業者に現場の排水システムと構造計画の承認を得ることを義務付けています。道路や高速道路などの州政府の施設も雨水管理規制の対象となります。^[27]

ロサンゼルス郡南東部では2011年に道路の側溝に数千台のステンレス製の完全捕集ゴミ回収装置を設置した。^[28]

雨水排水溝の探索をめぐる国際的なサブカルチャーが育ってきた。洞窟族などの社会は、都市の地下の排水溝を定期的に探索している。これは一般に「都市探索」として知られているが、雨水排水溝に特化する場合は排水とも呼ばれる。 ^[29]

アメリカのいくつかの大都市では、ホームレスの人々が雨水排水溝で暮らしている。ラスベガスの200マイルの地下雨水排水溝には少なくとも300人が暮らしており、その多くはギャンブルマシーンで未請求の賞金を見つけて生計を立てている。^[30] 2009年には、20人以上の溺死者が出たのを受けて、排水溝の住民を助けるためにシャイン・ア・ライトという団体が設立された。^{[30] [31]}サンディエゴの男性は、1986年に9か月間雨水排水溝で暮らした後、立ち退きを命じられた。^[32]

考古学的研究により、古代文化では非常に洗練された雨水排水システムが使用されていたことが明らかになっています。たとえば、紀元前2000年頃のミノア文明のクレタ 島では、ファイストスなどの都市に雨水排水路や水路を設けて雨水を収集するように設計されていました。クレタ島のクノッソスでは、雨水排水路に人が這って通れるほどの大きさの石で覆われた構造物が含まれています。^[33]雨水排水システムの要素を持つ他の初期文明の例には、ガーネスやスコットランドのバーセイ川流域などのオークニー諸島本土の初期の人々が含まれます。

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  英国のブレント川に排水する雨水排水溝
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  アイアン コーブ クリーク、シドニー、オーストラリア
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  カナダ、オンタリオ州ミシサガの大型鉄筋コンクリート箱型雨水排水溝の内部
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  オーストリア、オーバートラウンの雨水排水溝
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  ノースカロライナ州ダーラムの雨水排水溝が溢れる
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  114 インチの配管。パイプ: 114 インチのアルミニウム タイプ 2。流量: 25 立方メートル/秒。これはメキシコのグアサベにある雨水排水管です。
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  ダービーのマーケトンにある雨水排水溝の入口。川の水が雨水排水溝に溢れ出している。
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  マーケトン・インターセプター・ストーム・リリーフ・カルバート内部
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  チェコ共和国、クトナー・ホラの古い雨水管

• 都市流出水
• 水質汚染
• 透水性コンクリート道路

ウィキメディア・コモンズには、雨水排水管に関連するメディアがあります。

• EPA – 合流式下水道のオーバーフロー アーカイブ 2014-07-14ウェイバックマシン
• EPA 雨水排水ステンシル キット
• 五大湖の水をきれいにするための 7 つのステップ グリーン イニシアチブ (地域の公共意識向上プログラムの例)