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水利施設を次世代に
中島 賢二郎
5.水利施設の機能調査1. 水利的機能の調査
地区の送水・配水系を連続した一つのシステムとみなし、その特性を把握します。 ■水管理方式には供給主導型、半需要主導型、需要主導型の方式があります。現況施設がどの方式を目指しており、実際にはどのように管理されているか調査します。この場合水管理方式は必ずしも開水路・管水路、オープン・クローズドという水路形式のみによって決まるものではなく、水管理の主導権を需要・供給いずれの側が有しているかという運用の実態によることに注意します。水管理の実態は人的管理と遠方監視制御装置との組合せで決定されるので、人員配置の現状と今後の動向並びに水管理制御施設の稼動状況を把握します。 ■水路の各地点における所要の水位・流量の調整方式と制御施設について計画と実態について調査します。設置された制御施設が撤去もしくは遊休化しているものについて、施設、水利システムのいずれにその要因があるのかを重点的に調査します。さらに管理段階で追加された施設、たとえば角落しや固定堰についてその有無を調査します。 ■農業用水は短期的にも長期的にも需給に変動を生じます。需給調整機能は短期的変動である日変動については主として組織容量・用水到達時間・中間貯留量が関係し、長期的変動である期別変動については調整施設の容量が関係します。水利システムが需要変動にどのように対応できているかを調査し、特に地域における開水路のもつ流量調整機能を適正に評価します。 ■水利システムとして公平・適正に各分水工の分水機能を十分発揮させているか、また水源水量との関係において最大分水流量・総取水量を十分な精度で制御しているかを調査します。 ■開水路には地域の景観を構成する等の付加的機能が備わっています。地域用水としての機能等を十分に考慮し調査します。特に幹線水路においては、上水道と異なり一過性の水利用ではなく、地域の水循環を形成していることに十分配慮します。 ■利用者から用水の過不足、水利操作上の問題等を聞取り、水理的調査の対象となる水路系等を決定します。河川流量、取入れ水位･水量、ポンプの揚水量、流速、分水量、取水時間等の設計に用いた水理的諸元を把握します。さらに現地で実測により諸数値を確認します。 その結果を用いて水利縦断図を作成します。水利縦断図には水路系統ごとに水路標高（開水路では水路底および天端高、管水路では管軸および管径）、地盤高、動水勾配、送水停止時水位、分水工・チェックゲート・調整水槽等の調整施設を1枚の図面に記入して水理的特性を検討します。特に開水路系に含まれる円形暗渠やトンネルについては、開水路状態から管水路状態に移行する時通水能力が減少することから、流量変動時の通水能力を検討します。管水路については最小流量時の水理的安定性を検討します。 ■流量観測を行い粗度係数･流速係数を推定するとともに、構造物の沈下・土砂の堆積・水路壁面の水草や苔による通過断面の減少やスクリーン前面のごみによる水頭損失の増大等を調査します。また水張試験により水路区間の漏水量を調査します。 ■分水工のゲート･バルブの操作性・流量制御機能・分水水頭が設計どおり確保されているか調査します。分水量の各段階に対して充分安定して分水が行われているかを調査します。 （3）水理的安定性 ■波動やサージング・ウォータハンマにより水頭・流量が変動し水路が水理的安定性を欠き分水量・水頭を不安定にしていないか、流量調節が安定して調節されないために放余水工からの無効放流が過大になっていないかを調査します。流量が不安定になりがちな、次のような構造物周辺を重点的に調査します。 ■構造物としての安定性と構造物を構成する材料の耐久性に着目します。安定性については構造物の剛体としての安定性に注目して調査をします。たとえば水路トンネルにおいて横断方向の亀裂は背面土砂の吸出しや漏水の問題ですが、縦断方向の亀裂は構造の安定性に関する問題として捉えます。また開水路の不等沈下等については、側壁を嵩上げすることにより解決する問題か、水路躯体の折損を生じているかを区分します。材料の耐久性については、補修費用・補修頻度に注意しながら、亀裂や漏水の有無等を手がかりにして調査します。 （1）鉄筋コンクリート構造物 ■塩害、中性化、凍害、アルカリ骨材反応、化学的腐食、疲労がコンクリートの主たる劣化要因です。これらについて被害の有無を調査します。水利構造物は特に鉄筋のかぶり不足に起因するコンクリートの中性化や凍害による鉄筋の腐食被害を受けやすい条件にあります。水利構造物は中性化の起りにくい構造物です。凍害の結果としての中性化を単なる中性化と見誤ることのないように注意が必要なことは、第2章に述べたとおりです。 （2）無筋コンクリートライニング ■無筋コンクリートの場合中性化の進行は、直接的には構造の安定や耐久性に影響しません。亀裂は力学的安定性への影響の有無で分類します。また成因に関して構造的な外力によるものと、打継面処理不充分や乾燥収縮等によるものを区分します。亀裂面を地下水等が流動している場合には、地下水によるセメント成分の溶脱や背面土砂の流出により構造の不安定を引起こす可能性を調査します。特にトンネルは、施工方法や施工能力に起因する損傷が多いようですが、建設時の設計・施工条件を調査し、現行の設計施工法からの安易な推定を避ける必要があります。 （3）鉄筋コンクリート造建築 ■鉄筋コンクリート構造物としての扱いは前述したとおりですが、建築の場合には特に屋根の防水や水周り、外壁の維持管理の程度により耐久性が左右されます。特に潮風に面する構造物は、塩化物のコンクリートへの浸入により塩害を受けます。塩化物イオン濃度の浸入深さと鉄筋かぶりから残存耐用年数を予測できます。 （4）アスファルトライニング ■アスファルトライニングには、表面保護の目的で施工されたものと止水機能を必要とするものがあり、区別して対応する必要があります。アスファルトライニングは、表層の保護層を5～10年に1度再施工することを前提に設計されているにも関わらず、これが不十分な例が多くあります。またアスファルトは年間温度変化に十分追随するという前提の基に施工目地が設けられていません。しかし実際には、アスファルトのモジュラスが温度に依存することから、経年的には施工目地が開く傾向にあります。このため極端な場合には施工目地に植生が繁茂し止水機能を損なう場合があります。 （5）パイプライン ■耐久性に係わる自然条件で述べたように、管種により様々な腐食要因があります。耐久性を予測するには、管内面からの肉厚調査や管体試掘により劣化の程度を調査します。 （6）施設機械 ■ポンプやゲート等の構造物は工場製品であり、施工性に左右されることは少なく、設計思想の不適切、交換部品の製造打切、周辺機器の入手困難等の問題が多いのでこれらの面から調査します。 （7）管理施設 ■管理施設については、実際に点検孔、監査孔（マンホール）等に入り施設規模や機能が十分かを点検します。修理や点検のためのスペースが十分確保されているか、管理者の安全は確保されているかを入念に調査します。特に今後管理者の高齢化が予測される地区においては十分配慮します。管理施設の配置は適切か調査します。たとえば管理のための駐車スペースは確保されているか、道路下の監査孔に入るために道路交通を遮断できるのか等について調査します。また管理施設庁舎の生活環境は現代の生活水準と合致しているかという視点から点検します。
中島 賢二郎 H20.5.14
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