下水

下水道（または下水道システム）は、下水管を使用して汚水または表面流出水（雨水、雪解け水、雨水）を搬送するインフラストラクチャです。これには、受水管、マンホール、ポンプ場、雨水排水溝、合流式下水道または衛生下水道のスクリーニングチャンバーなどのコンポーネントが含まれます。下水道は、下水処理場への入口または環境への排出地点で終了します。これは、下水または雨水を搬送するパイプ、チャンバー、マンホール、検査チャンバーなどのシステムです。

多くの都市では、下水（都市下水または都市下水）は雨水と一緒に合流式下水道で下水処理場に運ばれます。一部の都市部では、下水は衛生下水道で別々に運ばれ、道路からの排水は雨水排水溝で運ばれます。メンテナンスのため、これらのシステムにアクセスするには、通常、マンホールを経由します。降雨量が多い時期には、下水道で合流式下水道または衛生下水道のオーバーフローが発生する可能性があり、未処理の下水が直接受水域に流れ込みます。これは、公衆衛生と周辺環境 に深刻な脅威をもたらす可能性があります。

下水道システムはイギリス英語ではsewerageまたはsewerage systemと呼ばれ、アメリカ英語ではsewage systemまたはsewer systemと呼ばれます。^[1]

最初の適切な下水道システムにつながったのは、おそらく、人間の排泄物の健康被害を理解したからではなく、悪臭を取り除く必要性からだった。ほとんどの集落は、トイレからの排泄物が容易に流れ込む自然の水路のそばに発展したが、大都市の出現により、このアプローチの不十分さが明らかになった。バビロニア人のような初期の文明では、家の床下に汚水溜めを掘り、雨水を除去するための粗雑な排水システムを構築した。しかし、家から排泄物を運ぶために、レンガで覆われた精密な下水管のネットワークが通りに沿って構築されたのは、紀元前2000年のインダス文明になってからだった。 ^[2]通り沿いの家のトイレは、これらの通りの下水道に直接接続され、きれいな水で手動で洗浄された。数世紀後、ローマやコンスタンティノープルなどの大都市では、ますます複雑なネットワーク化された下水道システムを構築し、その一部は現在でも使用されている。下水道システムが構築されてから、人々は健康被害の軽減に気付いた。^[3]

このようなシステムの主要部分は、下水を発生させる場所から処理または排出する場所まで下水を送る 大きなパイプ（つまり下水道、または「衛生下水道」）で構成されています。

通常はすべて重力下水道である衛生下水道システムの種類は次のとおりです。

• 合流式下水道
• 簡易下水道
• 雨水排水溝

重力だけに頼らない下水道には以下のものがあります。

• 真空下水道
• 排水下水道

下水道システムが設置されていない場合、下水はパイプによって家庭から浄化槽または汚水溜めに集められ、そこで処理されるか、車両に集められて処理または処分のために運ばれることがあります（糞便汚泥管理と呼ばれるプロセス）。

下水道には厳しい制約が課せられており、その結果、早期の劣化につながる可能性があります。これには、根の侵入、ジョイントのずれ、亀裂、穴の形成などがあり、環境と公衆衛生に対する全体的なリスクを伴う大量の漏出につながります。たとえば、ドイツでは、年間5億m ³の汚染水が土壌と地下水に漏れる可能性があると推定されています。^[4]損傷した下水道の修復と交換には多大な費用がかかります。ロサンゼルス郡の年間修復費用は約4億ユーロで、^[5]ドイツでは、これらの費用は1億ユーロと推定されています。^[6]

硫化水素(H ₂ S) は間接的に生物起源の硫化物腐食の原因となるため、下水道の改修作業が必要です。所有者は、費用と耐久性の面で幅広い範囲にわたって、さまざまな修復オプションを利用できます。1 つのオプションは、腐食した構造物を洗浄して緩んだ材料と汚染物質を除去し、健全で粗くきれいな基質を露出させた後、カルシウムアルミネートセメントをベースとしたセメント質材料を塗布することです。コンクリートの状態と汚染に応じて、洗浄は単純な高圧ジェット水洗浄 (200 バール) から本格的なハイドロ解体 (2000 バール) までさまざまです。

健全なコンクリートが露出していることを確認する方法の 1 つは、表面の pH が 10 を超えていることを確認することです。

コンクリートの補修に関しては、最新の規則に従う必要があります。この洗浄ステップの後、次のいずれかの方法で、セメント質材料を飽和表面乾燥基材に塗布します。

• 低圧ウェットスプレー: この方法は、粉塵が出ず、跳ね返りによる材料の損失もほとんどないため、より一般的です。市場で簡単に入手できる従来のファサード ローター ポンプを使用します。主な欠点は、ポンプ距離が 75 メートルを超えないことです。
• スピニング ヘッド ウェット スプレー: この方法は最初の方法と似ていますが、手動スプレーの代わりにスピニング ヘッドを使用してモルタルを修復面に噴射します。この方法は迅速で、マンホールなどの円筒形のチャンバーに特に適しています。構造物の腐食がひどく、人が入ると危険な場合は、スピニング ヘッドを使用すると、マンホールを「無人」で強化できます。
• 高圧ドライ スプレー: この方法は「ショットクリート」または「ガンイット」とも呼ばれ、修復速度が速く、1 回のパスでより厚い塗布を行うことができます。ドライ ショットクリートの主な利点は、モルタルを長距離にわたって圧送できる能力であり、これはアクセス ポイントが離れている場合に必要です。おそらく、ドライ ショットクリートの距離が最も長いのは、2014 年のオーストラリアの作業現場で、100%カルシウム アルミネートモルタルが 800 メートル以上空輸されてからスプレーされました。ドライ ショットクリートの主な欠点は、粉塵と反発の発生ですが、これらは適切な手段 (プレ モイスチャ リング、適応骨材グレーディング、熟練したノズルマン、ウォーター ミスト カットオフ ウォールなど) で制限および制御できます。

下水道インフラは、特に人口密集地域では、雨水（家の屋根から）が土壌に吸収されるのではなく、直接下水道にパイプで送られるため、地域の地下水位を低下させることが多い。特定の地域では、その結果、地下水位が大幅に低下した。ベルギーの例では、その結果、地下水位が100メートル低下した。 ^{[7] [8]} システムによって蓄積された淡水は、その後海にパイプで送られる。これが懸念される地域では、浅い掘削が可能な真空下水道が代わりに使用されることがある。

多くの低所得国では、下水道が整備されていないにもかかわらず、下水が直接受水域に流れ込む場合があります。これにより水質汚染が発生する可能性があります。病原体はさまざまな病気を引き起こす可能性があります。化学物質の中には、非常に低濃度でもリスクをもたらすものがあり、動物や人間の組織に蓄積されるため、長期間にわたって脅威となる場合があります。

多くのヨーロッパ諸国では​​、市民は可能な限り自宅の衛生設備を国営下水道に接続する義務があります。このため、人口のかなりの割合が下水道に接続されています。たとえば、オランダでは人口の 99% が下水道に接続しており、1% が個別の下水処理システムまたは浄化槽などの処理システムを持っています 。他の国では割合が若干低くなっていますが、それでもかなりの割合です。たとえば、ドイツでは 96% です。

現在の下水管理のアプローチには、表面流出水と下水を別々に処理すること、中水と汚水（水洗トイレ）を別々に処理すること、異常事態（異常気象による雨水量のピークなど）に適切に対処することなどが含まれます。

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