水位がある下水道管の調査｜ドローンで撮れる範囲と飛べる水位の目安

水が流れている下水道管でも、水面より上に機体が飛べる空間が残っていれば、飛行式ドローンで管の内側を撮れます。ただし水面より下の管底は、ドローンに限らず、水面より上から撮る方法では映りません。管径800mmの管で飛ばせる水位の目安は、水深が管径の1割、およそ80mmまでです。国土技術政策総合研究所のカタログでELIOS 3のメーカーが示す水位の条件が管径の10%以下で、同研究所が改良前のELIOS2で行った実験では、水位18%で飛べませんでした。

水位が目安を超える区間は、夜間など水位が下がる時間帯に飛ばします。水位が下がらない区間向けには、水に浮かべて流すカメラなどの機器も同じカタログに載っていますが、清美環が受け持つのはドローンによる調査と下水道管の清掃、点検会社からの操縦委託です。

発注の前に、管径と時間帯ごとの水深、堆積の有無、マンホールの間の距離と曲がりを確かめておけば、ドローンで撮れる区間を決められるでしょう。水位計や流量計で管の中の水量を測る不明水調査は、管の内側を撮る調査とは目的が違うため、この先の内容には含めていません。

水がある下水道管でドローンが撮れる範囲

水がある下水道管でドローンが撮れるのは、水面より上に出ている管壁と継ぎ手に限られ、水に隠れた部分は映りません。

水面下に隠れる管の内周

円形の管では、水深が管径の何割にあたるかで、水に隠れる内周の割合が決まります。計算すると、水深が管径の1割なら内周の約2割、3割なら約4割弱、5割ならちょうど半分が水の下に入ります。

水に隠れた管底の破損や継ぎ手のずれ、たまった土砂の量は、撮った映像からは判断できません。管底まで見る必要がある区間は、水位を下げてから撮る段取りを組みましょう。

水面より上で見える腐食

下水道のコンクリートを傷める硫酸による腐食は、主に水面より上の管壁で進みます。須賀雄一氏と稲毛克俊氏の論文は、下水の中の硫化水素が水面より上の空間に出て、管壁の結露水の中で細菌によって硫酸に変わる仕組みを示していました。

水位が残っていても、腐食の広がりや鉄筋が見えているかどうかは、水面より上の映像で確かめられます。腐食を調べるのが目的の区間なら、水位を下げずに飛ばす計画も立てられるでしょう。

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飛行式ドローンが飛べる水位の目安

飛行式ドローンが飛べる水位は、管径800mmの管なら、水深が管径の1割前後までと見ておくのが安全です。ELIOS 3のメーカーの条件は管径の10%以下です。国土技術政策総合研究所（国総研）が改良前のELIOS2ともう1機の飛行式ドローンで行った実験でも、水位12%では続けて飛べた距離が4分の1以下に縮み、18%では飛べませんでした。

機体ごとにメーカーが示す条件

清美環が使い分けるELIOS 3とIBIS2では、メーカーが水位の条件を示す書き方が違います。国総研の下水道管路調査機器カタログによると、ELIOS 3は管径800mm以上の管が対象で、水位は管径800mmの場合に管径の10%以下です。小型のIBIS2は管径400mm以上の管が対象で、水位は「気相部が600×600mm程度以上あれば調査可能」と書かれていました。

ELIOS 3の条件を水深に直すと、管径800mmの管で80mmです。IBIS2の条件は水位の割合ではなく水面より上の空間の大きさで書かれているので、太い管ほど、同じ割合の水位でも空間に余裕が出ます。1回の電池で飛べる時間は、ELIOS 3が約9分、IBIS2が約11分しかありません。

国総研の実験で見た水位と飛行距離

国総研が管径800mmの模擬の管で行った実験では、水位が上がると、飛行式ドローンが続けて飛べた距離が大きく縮みました。ELIOS 3の前の型にあたるELIOS2は、水位0%で356m飛びましたが、12%では89mにとどまり、18%では飛べませんでした。飛ぶ速さも、秒速0.91mから0.26mに落ちています。

管底の近くを浮いて進む別の飛行式ドローンのAirSlider Fi4も、0%で534m、12%で66.3m、18%では飛べない結果でした。実験では、水位の影響で飛ぶのが難しいと判断した時点で、電池が残っていても飛行を止めました。

管径800mmの管でいえば、水深96mmでは飛べたものの続けて飛べる距離が大きく縮み、水深144mmでは飛べなかったことになります。

水と堆積が重なる区間の走破

水位に土砂の堆積が重なると、IBIS2が先へ進めるかは管の太さで分かれます。国総研の実験で、管径400〜600mmの管では、水位0%なら模擬の土砂堆積を越えられたものの、水位10%では越えられませんでした。

管径800mmの管では、IBIS2は水位10%でも管径の3割以上にあたる堆積を越え、1日に調べられる距離も水位0%と同じ710mでした。水位30%になると、堆積を越えられませんでした。

管底に土砂や汚泥がたまると、その上流では流れがせき止められて水位も上がります。堆積が多い区間では、水位の数字が目安の内に収まっていても、堆積の上で機体の通り道がさらに狭くなる点に気をつけてください。

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目安を超える水位の区間の調べ方

飛行式ドローンの目安を超える水位の区間は、水位を下げてからドローンを飛ばす方法と、水に浮かべるカメラなど別の機器で調べる方法があります。どちらを選ぶかは、管底まで見る必要があるかどうかで決まります。

水位を下げてから飛ばす方法

国土交通省が全国特別重点調査の優先実施箇所について政令指定都市などに確かめた結果では、合流管と汚水管で水位を下げるために、次の3つの方法が多く取られていました。

• 上流の管の中に下水をためる
• 下流のポンプなどを連続で動かす
• 夜間などに作業の時間を合わせる

上流での貯留とポンプの運転は、下水道管理者が施設を操作する方法なので、調査を請ける会社だけでは決められません。上流に下水をためておける時間にも限りがあるため、機体を入れる順番と電池の交換を、水位を下げる時間に合わせて組みます。

同じ集計では、水位を下げた後の合流管338スパンのうち286スパンが、人が管に入って目で見る潜行目視で調べられ、飛行式ドローンは2スパンでした。国は令和8年4月の通知で、常時流量が多く水位を下げにくい管路などに、人が管に入らずに済むドローンなどの方法を優先して入れるよう勧めています。

水に浮かべる機器という選択肢

水位が高く下げられない区間では、水に浮かべて流す浮流式や、水面を走る水上走行式の機器が候補になります。国土技術政策総合研究所（国総研）のカタログに載っている浮流式と水上走行式の機器は次の3つで、どれも一定以上の水位がなければ使えません。

• Sスマートボール：浮流式で、管径200〜800mm、水位80mm以上
• フロート：浮流式で、管径800〜2000mm、水位200mm以上
• WaterSlider W4：水上走行式で、管径600mm以上、水位100mm以上で水面より上に400mm程度の空間

飛ぶ機器と水に浮かべる機器では、水位による向き不向きが入れ替わります。管径800mmの実験では、水位12%で水上走行式のWaterSlider W4は走れず、飛行式は飛べました。18%では反対に飛行式が飛べず、WaterSlider W4は623m走りました。

浮流式は水面からしか撮れず、流れの乱れの影響を受けるため画質の課題が大きいと、国土交通省の飛行式ドローン・浮流式カメラ技術の普及に向けたロードマップの資料は整理しています。ひび割れの幅を測るのは、浮流式でも飛行式でも基本的に難しいとされています。

関連記事：下水道の立入困難箇所の点検｜ドローンが届く条件と引き返す条件

水位を読み違えないための下見

下水道管の水位は時間帯と天気で変わるため、ドローンで撮れる区間は、水位を時間帯ごとに確かめてから決めます。合流式の管では雨が降ると水位が急に上がり、国の通知も、雨天時に水位が急激に上がりやすい管路を、管の中での作業の危険が大きい管路に挙げていました。

清美環は下水道管の清掃を本業にしており、管の中の汚泥や水位、段差を清掃の現場で知っています。晴れて水量が少ない時間帯でも水が引かない区間は、下流側の堆積や管のたるみで水がせき止められていることがあり、堆積なら清掃で取り除けば上流の水位は下がります。

下見では、次の6つを確かめてください。

• 管径：機体ごとの条件に当てはめ、水位の割合を出すもとになる
• 時間帯ごとの水深：マンホールの上から測り、管径で割って割合に直す
• 堆積の有無と場所：堆積の上流は水位が上がり、堆積の上は機体の通り道が狭くなる
• スパンの長さと曲がり：電池で飛べる時間と電波が届く範囲で、進める距離が決まる
• 雨の後に水位が戻るまでの時間：雨の翌日に調査日を置けるかが決まる
• マンホールの開口の大きさ：機体を地上から下ろせるかが決まる

清美環が受け持つ調査と清掃

清美環は、管内点検ドローン『フクロウ』で、首都圏を中心に全国の下水道管とマンホールの内部を撮る調査を受け持ちます。排水管と配水管は、清美環が事業として機体を入れる対象にしていません。受水槽と貯水槽は、機体が落ちたときに飲み水の衛生へ影響するため、対象から外しています。

小型のIBIS2とELIOS 3の2機を、現場の条件に合わせて使い分けて運用し、専任のオペレーターが操縦します。調査は、対象のスパンを通して撮るスクリーニング調査で異状が疑われる箇所を絞り、その箇所を本格調査で詳しく撮る2段階で進めるため、すべてのスパンを最初から詳しく撮る必要はありません。映像と報告書はデータで納品します。

点検で見つけた堆積や詰まりは本業の清掃で取り除けるため、清掃を別の会社に頼み直す手間がかかりません。機体を持っていても管の中を飛ばせる人がいない点検・調査会社には、操縦を請け負う操縦委託でもお応えします。自社で撮影した下水道管内のドローン動画がありますので、管の中がどう映るかは、ご相談の段階でご確認ください。

水位がある管路の調査を『フクロウ』に相談

水がある下水道管でも、水面より上に飛べる空間が残る区間はドローンで撮れ、管径800mmの管なら水深が管径の1割前後までが目安です。目安を超える区間は水位を下げる時間帯に飛ばし、水位が下がらない区間については、国の資料が水に浮かべる方法も選択肢に挙げています。ドローンで撮れる区間の調査と、堆積や詰まりの清掃は、相模原市で下水道管の清掃を30年以上続けてきた清美環にご相談ください。