雨水排水溝

雨水排水溝（英国では高速道路排水溝または道路側溝）の流入部には、主に2種類あります。側面流入部と格子状流入部です。側面流入部は縁石に隣接して設置され、背面の石またはまぐさの下の開口部が流れを捕捉する能力に依存しています。通常、捕捉能力を向上させるために、水路の底面で窪んでいます。^{[ 4 ]}

多くの排水口には、人、車両、大きな物体、またはゴミが雨水排水溝に落ちないように、格子状の仕切りや格子が設けられています。格子の格子は、水の流れを妨げないように間隔が空けられていますが、堆積物や多くの小さな物体は通過できます。しかし、格子の格子の間隔が広すぎると、開口部が歩行者、自転車利用者、および付近にいる人々に危険をもたらす可能性があります。交通の流れと平行な細長いスリットのある格子は、自転車利用者にとって特に注意が必要です。自転車の前輪が挟まってしまい、自転車利用者がハンドルバーを越えて転倒したり、コントロールを失って転倒したりする可能性があるためです。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、多くの場合、鋳鉄または鉄筋コンクリートで作られています。

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（またはサンプ）に沈殿することがあります。集水槽の上部から溢れた水は、そこから下水道本管へと流れ込みます。集水槽は、家庭排水管における「トラップ」とほぼ同じ役割を果たし、異物を捕捉します。

米国では、配管トラップとは異なり、集水槽は硫化水素やメタンなどの下水ガスが漏れるのを必ずしも防ぐものではありません。しかし、英国では、集水槽はガリーポットと呼ばれており^{[ 5 ]}、真の水で満たされたトラップとして設計されており、ガスやげっ歯類の脱出を阻止します。

ほとんどの雨水桝は、乾燥期には水が溜まりやすく、温暖な地域では蚊の繁殖地となることがあります。雨水桝での蚊の繁殖を抑制するために、殺虫剤や幼虫ホルモン（「蚊よけビスケット」などから放出される場合もある）が使用されてきました。「逆円錐形フィルター」を使用することで、蚊が溜まった水に到達したり、下水道本体に移動したりするのを物理的に防ぐことができます。蚊の駆除方法のもう一つの方法は、溜まった水の表面に薄い油膜を塗布し、蚊の幼虫の呼吸管を妨害することです。

集水桝が堆積物やその他の汚染物質を除去する性能は、集水桝の設計（例えば、貯水槽の大きさ）と、貯水槽内の堆積物捕捉能力を維持するための定期的なメンテナンスに左右されます。自治体は通常、この作業を行う大型のバキュームトラックを所有しています。

集水桝は、都市部の雨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、貯留池などの他の処理方法の第一段階の前処理として機能します。

パイプは、さまざまな断面形状（長方形、正方形、パン型、楕円形、逆さ洋ナシ型、卵型、最も一般的な円形）で製造できます。排水システムには、滝、階段、バルコニー、ゴミを捕集するためのピット（粗大汚染物質トラップ（GPT）と呼ばれることもあります）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、さまざまな材料で作られたパイプも使用できます。繊維強化プラスチックは、排水管や継手にますます一般的に使用されています。^{[ 6 ]}

ほとんどの排水路は、運河、川、湖、貯水池、海、または海洋への排出地点に、大きな出口が1つだけあります（多くの場合、格子で覆われています）。集水桝を除いて、通常、配管システムには処理施設はありません。小さな雨水排水路は、個別のドライウェルに排出される場合があります。雨水排水路は、スリット付き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。雨水排水路は、涵養池または貯水池として知られる人工の掘削場所に排出される場合があります。

シアトル市公共事業局は、ストリートエッジ代替プロジェクトと呼ばれるパイロットプログラムを作成しました。このプロジェクトは、「従来のパイプシステムよりも開発前の自然景観により近い排水を提供する」システムの設計に重点を置いています。^{[ 7 ]} この道路は、道路の脇に沿って溝があり、エリア全体に植栽が設計されているのが特徴です。縁石のない歩道を重視することで、水が道路脇の透水性表面のエリアに自由に流れるようになります。植栽のおかげで、都市部からの雨水はすべて直接地面に流れ込むのではなく、周囲の環境に吸収されることもあります。シアトル市公共事業局が実施したモニタリングでは、この排水プロジェクトから流出する雨水が99%削減されたと報告されています。^{[ 7 ]}

英国では近年、排水に関する大規模な環境評価が実施されている。持続可能な都市排水システム（SUDS）は、自然界における水の流れをより忠実に再現する排水システムの設置を業者に促すために設計されている。2010年以降、英国の地方自治体や近隣地区の計画担当者は、担当するすべての開発プロジェクトにSUDSを組み込むことが法律で義務付けられている。

スロット排水システムは、排水路と並行して追加の配管システムを設置する必要性をなくすように設計された排水路システムであり、生産による環境負荷を低減するとともに、集水効率を向上させます。ステンレス鋼、コンクリート製排水路、PVC、HDPEはすべてスロット排水システムに使用できる材料であり、建設プロジェクトにおける業界標準となっています。

雨水排水溝は、大雨や嵐の際に降る雨量を処理しきれないことがよくあります。雨水排水溝が満水になると、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、この種の都市型洪水は、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。都市型洪水は、下水道の逆流や地下室の浸水の主な原因であり、建物に繰り返し被害を与える可能性があります。^{[ 8 ]}

排水溝の詰まりは、雨水排水路の閉塞によって洪水の一因にもなります。地域や都市は、雨水排水路から落ち葉を取り除いて水たまりや庭への浸水を防ぐことで、これを軽減することができます。 ^{[ 9 ]}冬季に異常な降雨量があり、雪が雨水排水路の上に除雪されると、冬季の雪も排水溝を詰まらせる原因となります。^{[ 10 ]}

持続可能な都市排水システム（英国用語）や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）を自治体計画に組み込むことで、雨水下水道への流出を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ために、軒樋（雨どいや縦樋）からの水の流れを雨水下水道システムに排出するのではなく、隣接する土壌に浸透させることができます。舗装面からの雨水流出は、雨水下水道に流れ込む前に、裏打ちのない溝（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、これもまた流出が地面に浸透できるようにします。透水性舗装材は、建物の歩道、私道、場合によっては駐車場で使用して、雨水量の一部を浸透させることができます。^{[ 11 ]}

多くの地域では、雨水流出を一時的に貯留し、公共下水道への流出を制限する貯留槽を所有物に設置することが義務付けられています。これにより、大雨時の公共下水道への過負荷のリスクが軽減されます。また、貯留槽の出口側の高い位置にオーバーフロー出口が接続されている場合もあります。このオーバーフローにより、貯留槽が完全に満水になるのを防ぎます。このように水の流れを制限し、貯留槽に一時的に水を貯留することで、雨水が下水道を圧倒する可能性が大幅に低くなります。^{[ 12 ]}

都市部の雨水流出水は、最初に流れ出る水が非常に汚染されている場合があります。雨水は、道路やその他の不浸透性の表面を流れる間、あるいは芝生の手入れに使われた化学薬品の流出によって、排水溝に入る前に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出る水は、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集める傾向があります。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）の主要な発生源です。屋根からの雨水は、合成有機化合物と亜鉛（亜鉛メッキされた雨どいから）を高濃度で供給します。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す。^{[ 13 ] [ 14 ]}

不要な流出水の分離は、雨水排水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く、新規開発時または大規模改修時にのみ設置できます。これらは、油砂分離器（OGS）または油沈殿物分離器（OSS）と呼ばれます。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。^{[ 15 ]}

集水槽は、排水管の高さより下にサンプエリア（水やゴミを貯めておく場所）を設けるのが一般的で、排水管の詰まりを防ぐのに役立ちます。底が透水性で水が下の土壌に浸透するように設計されていない限り、この地下の集水槽は、涼しく暗く、長時間停滞した水を保持するため、蚊の繁殖場所になる可能性があります。蚊が出入りできるほど大きな穴が開いた標準的な格子と組み合わせると、これは蚊の駆除における大きな問題となります。^{[ 17 ]}

集水槽は、パイプの高さまでコンクリートで満たすことで、このような貯水池の形成を防ぐことができます。適切なメンテナンスが行われないと、集水槽の機能性は疑わしいものとなります。なぜなら、これらの集水槽は、設計どおりに機能するために必要な年1回の清掃がほとんど行われていないからです。ゴミを捕捉しても意味がありません。なぜなら、一度満水になると、集水槽がないかのように機能し、蚊の繁殖に適した浅い水域が残り続けるからです。さらに、清掃やメンテナンスが行われていても、貯水池は満水状態のままで、蚊の繁殖を助長します。

1930年代以前に下水収集システムを設置した都市では、通常、都市の雨水と下水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）と呼ばれています。合流式下水道を建設した都市の論理は、単一のシステムを建設する方が安価であるというものでした。^{[ 20 ]}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、合流式下水道越流と呼ばれる構造物を介して、雨水排水溝から直接受水域に溢れ出すようにしています。^{[ 21 ]}

雨水排水溝は通常、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地表流出水に加えて、地下室のある建物からの下水流を受け入れるように設計されているためです。^{[ 22 ]}

米国では約860のコミュニティが合流式下水道システムを採用しており、約4,000 万人が利用している。^{[ 23 ]}ニューヨーク市、ワシントンDC、シアトルなどの合流式システム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、この問題に直面している。一部の都市では、処理できるまで水を貯めておくために、大きな貯水槽や池を追加することでこの問題に対処している。シカゴには、雨水を貯めるために、総称してディープトンネルと呼ばれるトンネルのシステムが市の下にある。^{[ 24 ]}多くの地域では、大雨の際に一時的に雨水を貯め、公共下水道への流出を制限する貯留槽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処理能力を超えるリスクが軽減される。また、貯留槽の出口側の高い位置にオーバーフロー出口が接続されている場合もある。このオーバーフローにより、貯留槽が完全に満水になるのを防ぐ。このように水の流れを制限し、一時的に貯水槽やタンク、あるいは屋上貯水池に水を貯めておくことで、公共下水道の溢水は起こりにくくなる。^{[ 25 ]}

ロサンゼルス郡南東部では、 2011年に道路排水溝に数千個のステンレス鋼製の完全回収型ゴミ収集装置を設置した。^{[ 29 ]}

インダス文明には下水道と排水システムがありました。ハラッパとモヘンジョダロの主要都市のすべての家屋は、水と排水設備を利用できました。汚水は、主要道路沿いに並ぶ蓋付きの重力式下水道に導かれました。 ^{[ 35 ]}

中空管排水の発明は、1753年に亡くなったヒュー・ダルリンプル卿によるものとされている。^{[ 36 ]}