釧路市における水道凍結に関する調査

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(1)Title. 釧路市における水道凍結に関する調査. Author(s). 三谷, 將之; 富樫, 文雄. Citation. 北海道教育大学紀要. 第二部. A, 数学・物理学・化学・工学編, 45(1) : 13-18. Issue Date. 1994-10. URL. http://s-ir.sap.hokkyodai.ac.jp/dspace/handle/123456789/6238. Rights. Hokkaido University of Education.

(2) . 北海道教育大学紀要（第２部Ａ）第４５巻第１号ＩＡ）Ｖｏｌｉｏｎｌｉｏｎ（ＳｅｃｉｔｔｙｏｆＥｄｕｃａｔｌｏｆＨｏｋｋａｉｄｏＵｎｉｖｅｒｓＪｏｕｍａ．４５．ｌ，Ｎｏ. 平成６年１０月ｏｃｔｏｂｅｒ，１９９４. 釧路市における水道凍結に関する調査谷. 蒋. 之・富. 樫. 文. 雄＊. ２０北海道教育大学札幌校機械工学研究室札幌０８５＊北海道教育大学釧路校木工研究室釧路０. １ｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓｏｎｔｈｅＦｒｅｅｚｉｎｇｏｆＶｒａｔｅｒＰｉｐｅｓｉｎｔｈｅＣｉｔｙｏｆＫｕｓｈｉｒｏ. ＊ＴＭ［］ＴＡＮ１ａｓａｙｕｋｉＤ４，ＦｍｍｉｏＯＧＡＳＩｉｄｏＵｎｉｉｉｉｉｔｙｏｆＥｄｕｃａｔＬａｂｏｒａｔｏｓｏｎｖｅｒＩｎｅｅｒｎｇｇ１γ ｏｆＭｅｃｈａ凹ｄｃａＩＥＩ，，ＳａｐｐｏｒｏＣａｍｐｕｓ，ＨｏｋｋａＳａｐｐｏｒｏｏ０２ｉｉｄｏＵｍｖｅｒｉｔｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｈｄｒｏＣａｍｐｕｓ＊Ｌａｂｏｒａｔｏｏｎｓｏｏｄｐｒｏｃｅｓｓｎｇ１γ ｏｆｗｒ，，Ｈｏｋｋａ，ＫｕｓＫｕｓｈｉｒｏ０８５. Ａｂｓｔｒａｃｔ ‐ ＴｏｄａｔｅせｉｎｇｏｆｗａｔｅｒＰｉＰｅｓｉｎｔｉｉｉｉｄｏｉｔｉｌｌｌｔｅｄｑｕｅｓｔｉｏｎｎａｉｒｅｓｏｎｅ丘ｅｅｚｅＤ１ｌａｎｃｅｓｏｆＨｏｋｋａｅａｕｔｈｏｒｓｈａｖｅｓｔｕ山 ‐ ，ｌＴｈｉｂｅｓａｓｔｕｄｙｏｆｔｉｈｅａｃｔｕａｌｃｏｎｄｉｉｏｎｓｏｆｔｈｅｆｉｎｇｏｆｗａｔｅｒｐｉｉｉｔｒｏｆｏｒｅａｃｈｏｆｔｈｅｓｐａｐｅｒｄｅｓｃｒｒｅｅｚｐｅｓｉｎＫｕｓｈｉｎｇｉｄｅｎｔｉｎｇｔｉｎｇｏｆｗａｔｅｒｐｉ ± ｌｌｒｅｅｚｒｅｅｚｓｏｎｔｈｅｆｏｓｅｓｅｖｅｎｙｅａｒｓａｎｄｅｐｌａｃｅｓｏｆｆｐａｓｔｓｅｖｅｎｙｅａｒｓｐｅｓｄｕｒ，せ，ｔｈｅａｃｃｉｃ．ｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｗｒｅｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｎｍｍｂｅｒｏｆｆｒｏｚｅｎｔｈｅｒｅｌａｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆａｔＩエーｏｓｐｈｅｒ，ｐｉｐｅｓａｎｄｔ ‐. １．緒. 言. 北海道の冬期間には水道管の凍結，破裂事故は避けて通ることのできない課題である．近年北海道の各市では水道の充実にともない水道設備の一部である水道管は非常に長くなっている．一方，家庭での水の使用場所の増加などにより配管の長さは増加しており，冬期間の水道の凍結，破裂事故の起き得る場所は増加の傾向にある．幸いにして，最近の住宅は建材や保温材ならびに暖房技術の進歩により，以前より極端に凍結が増加することなく，むしろこれまでの技術的努力により減少する傾向にある．しかし，それでもかなりの数の凍結事故が発生し被害を生じている‐ こうした冬期間の凍害を少しでも少なくするために，これまで道内の主な都市での一年間に生ずる凍害などの過去７年間の実態調査と聞き取り調査を併用して行って来た．本報告はこれまで調査を行って来た道内の主な市の内で釧路市の水道凍結について調べた結果を報告するものである．. ２．調査方法調査の内容は以下のような項目のアンケート用紙を用い，各項目について釧路市水道部給水課で聞き取り調査を行った．その際，釧路市水道部が昭和６０年１月２９日から２月３日まで行った給水装置凍結事故調査の集計結果を資料としていただいた．〈凍結に関するアンケート調査〉０貴市の総戸数と水道利用戸数をお教え下さい．３）（１.

(3) . １４. 三谷洛之・富樫文雄. ０一般家庭における水道管の凍結事故発生件数（ここ５年間）は何件でしたか．. ０一般家庭において１日間の最大凍結事故発生件数は何件でしたか．０一般家庭における水道管凍結の場所の多い順に示して下さい．０一般家庭における水道管凍結の主なる凍結位置をお教え下さい．. ０天気予報で外気温度が何度の予報の時に凍結注意を呼び掛けておりますか．０貴市における水道管深さは地面から何ｃｍにしておりますか．０水道管（内径１０ｏｍｍ以上の管）の凍結・破壊がありましたら，その発生期間と件数をお教え下さい．０現在使用されている水道管の材質をお教え下さい．０一般住宅内配管の最小規定太さをお教え下さい．０水道管の凍結防止対策についてお教え下さい．. ３．調査結果とその考察釧路市の水道利用戸数は７８，１８２軒で総戸数の９９‐２０％の割合で普及しており，これは北海道の主な市の中で上位を占める普及率である．（）水道利用戸数１. （２）凍結事故発生件数. 図１に釧路市の昭和６０年度から平成３年度までの７年間と代表的な道内の３市についての. 昭和５６年度から平成３年度までの１１年間にわたっての凍結件数を年度別に示した．この図での凍結件数とは主に住宅内部での凍結件数のことであり，釧路市の凍結件数は修理受付件数であり他の市は修理件数である．この図に示したいずれの３市の場合も件数に差はあるが５９年度を最大として６３年度が最小の凍結件数であったことを示している．また釧路市と他の道内の市とは同じ状態で凍結事故が発生していることを示している．図２は釧路市における平成元年度から３年度までの平均マイナス気温の度数分布を示したものである．平均マイナス気温の度数は元年度と２年度とが０℃から－８℃までは同じような傾向を示しており，０℃から－２℃までの間と－１℃の間に極大値を有し０℃と－１４℃から－５℃の間に極大値を有し以後減少しているが，元年度についてはさらに一１ている．３年度の度数は－３℃から－４℃の間に最大値を有し，以後減少している．すなわち，これらの３年間では低. 温の度数が少ない２年度が凍結件数が少なく，低温の度数が多い元年度が凍結件数が多いことが予測される．２月の気２月から平成２年３月までの１日１日の平均気温，最低気温ならびに凍結件数を示した．１図３には平成元年１温が０℃以下に下がりはじめの凍結件数は平均気温と最低気温との両方ともに必ずしも深い関係があるとは言いがたい１が，１月から２月上旬にかけては最低気温との関係が深い．特に１２月の１９日から２０日，１月１６，１７，１８日と１月３日から２月１，２日に見られるように，低温の日が２日以上続く場合には明らかに凍結件数も多くなり，最低気温と凍結件数との間に何らかの相関があることを示唆している．. ０. 平成元年度. Ｄ平成２年度ｄ平成３年度. ５６５７５８５９６０６１６２６３元. ２. ３. ‐１６一１８一１０－１２－１４－. 年. 度. 平均気温（℃）. 図２各年度における平均マイナス気温の度数分布. 図１各年度における凍結件数４）（１.

(4) . . １５. 釧路市における水道｝東結に関する調査６繋２８２２２０鵜６４艶０２１８６４２０２４６８１１－－－－－一一ーーーーーーー. ４２２０１８節１４比０２２１８６４２０２４６８一ー－－－－－－一ー－一. ３００. 導者２５０ｏ１８繋－. ２月平成元年１. ２００. 最低気温. １５０. . . 平均気温１３２４５６７８９１ｏｌ１２１３１４１５１６１７１８１９２０２１２２２２５２６２７２８２９３０３１２３４４５１２ｌ日ず寸. １２３４５６７８９１ｏｌｌ１２１３１４１５１６１７１８１９２２２２０１２３２４２５２６２７２８２９３０３１日付. ０８０８６４２０２４６８鰻２２２１６１輔捻１ー一－－－－ーーーー－－. ａ馨：２０鮎Ｏ竺擬 ‐１８鴇抵一１６２００. . . 最鱗穏. ドパ. １００. 凍結件数. 平均気温. １２３４５６７８９１ｏｌｌ１２１３１４１５１６１７１８９２０２２２凝縄２５２６２７２８２９３０３１１１日付. ２０２２２２２７２８１２３４５６７８９１ｏｌｌ１１３１４１５１６１７１８１９２１沈２３４５６日付. 図３各自における気温と凍結件数. 図４は年度別に各１年にわたって最低気温の度数と凍結件数を示したものである．６０年度の図では－１６℃から－１８℃ までに最低気温の最大度数があり，この気温で凍結件数の最大値を示した．すなわち，６０年度では－１３℃の５℃から－２間でほとんどの凍結件数を示している．６１年度の場合にも６０年度と同じように最低気温－１７℃から－１８℃までの間に凍結件数が最大値を示し，一１９℃から－２１℃までの間に凍結件数の極大値を示している．すなわち，一１７℃から－２１℃までの間に凍結件数が非常に多くなっている．６２年度には最低気温－１４℃から－１５℃までの間に凍結件数の最大があり，一１７℃から－１８℃の間にその極大値を示しているが，６０年度ならびに６１年度ほどには凍結件数は多くない．６３年度は最低気温－１２℃から－１４℃までの間に凍結件数が最大値を示すが全体として最低気温も－１７℃以下はなく，凍結件数も少なく比較的暖かな年であったことを示している．元年度は最低気温－１８℃から－１９℃までの間に凍結件数の最大値を示し，一２０℃から－２１℃の間で極大値を示し，一１６℃から－２２℃ の間で凍結件数のほとんどを示している．２年度は最低気温も‐１８℃以下はなく，凍結件数も－１０℃と－１１℃との間にその最大値を示し，他の年度に比べても少なく，この年は暖かい冬期間であったことを示している．３年度では最低気温－１４℃と－１５℃との間に凍結件数の最大値があり，－１０℃と－１１℃および－６℃と－８℃との間に極大値があり，比較的気温が低くない時から凍結件数が多くなっている‐ これは前年度が比較的暖かい年であったことから水道を使用する市民の凍結に対する意識の低下の要因を含んでいる．図５には一度のマイナス最低気温で何件の凍結事故が発生するかを７年間のデータをもとに示した．図に示すように一つの温度に対して凍結件数にかなりの幅はあるが，温度の低下と共に指数関数的にその件数が増加する温度を×と．０Ｘと表わすことができる１６１ ‐ 表し，その温度の時の凍結件数をＹとすると，釧路市の場合にはＹ＝８ｅ・．（３）束緒場所. 図６に凍結の多い場所を釧路市水道部が昭和６０年１月２９日から２月３日まで行った調査集計表から. 示した． ①台所６２％， ②風呂２０％， ③水洗トイレ１３％， ④その他５％の順位になっており，台所，風呂および水洗トイレの３個所で凍結件数全体の９５％を示している．ここで札幌市の場合と比較してみると，札幌市は①台所６３％， ②水洗トイレ１３％， ③風呂１０％， ④その他９％と順位は入れ替っているが，これら３個所が凍結件数全体の９０％以上を示している．すなわち，日頃水の取り扱いの多い場所が凍結も多いことを示している．なお，釧路市の凍結件数で水洗トイレ（１５）.

(5) . １６. 三谷籍之・富樫文雄１２００緑裁８００. ００１１. . ｌｏｏｏ００９. ００２０５１８０１６４０謝１４１２３００８２００６００４１ｏ. ｏ ‐６一８一一ｏｒ２－Ｉ１ｏ－１４－１６－１８‐２０‐２２‐２４一２一４‐ 最低気温（℃）. ０. ０一２－Ｉ４－１２－－２４ ‐ ６‐ ‐８一ｏ－１６－１８一２０－２０‐２一４‐ １．最低気温（℃）. ９００. ４１００２００ ‐４一６ヤー８－１ ‐ 一２－０ ‐２‐ ０－１２－１４【１６‐ １８【０－２２－２４最低気温（℃）. ０. 凝奪７ｏｏ. ｌｏｏｏ. . ０９０. ，. ８００. ２０５００凝１８００１６４. 鱒曇３ｏｏｏｌ. ０. ００ ‐２－４－６－８． ‐１一一１一０－１２一１４一６一１８－２０－２２－２４最低気温（℃）. 遁６ｏｏ２０００５１８００１６４１４２３００１ｌｏ００８２６００４１０. ０－１冊－一－８Ｍ一１２－１４‐ ６一１２２一２４０一２【４－６－０－１８－２０－最｛＆気温（℃）. ０一節－１０－－２一４－６－８－２‐１４－１一一２６一１８一２０－２２一４最低気温（℃）. －－－４一６－－８－ｌ０－ｏ一１２‐ ‐１ ‐２４一１６一１８一０－２２最１氏気温（℃）. 図４各年度における最低気温度数と凍結件数. ６）（１.

(6) . １７. 釧路市における水道才束結に関する調査. ５８件（合計）凍結件数５その他５. 水洗トイレ. ％. 風呂２０％. １０. －８ ‐４ ≠. 台所. ‐３２ ‐２４－２８－－１２－１６一２０－. 凍結割合. 最低気温［Ｘ］（℃）図５. 図６. 最低気温に対する凍結件数. 凍結の多い場所. が３位であるのは，調査した時点で風呂の数より水洗トイレの数が少なかったことがあげられる．（４）一般家庭での凍結位置図７は釧路市水道部が行った調査集計表から一般家庭における凍結位置を示したもので３％そして④その他９％の順位になっていある．図に示す通り， ①屋内配管４３％， ②水抜栓２５％， ③立上り管（床下）２る．屋内配管と水抜栓は家の中の気温が低くなることによって顕著に現われる個所であり，立上り管（床下）の場合は風などの影響を直接受け温度が非常に下がり易い位置でもある．これらの個所は他の市が指摘する所でもあった．天気予報で外気温度が－８℃を目安に凍結注意を新聞，ラジオ，テレビジョン放送などで３４）や（）に示されているように束結事故は良く水を使用する所に多く，使用する人の心がけで凍結事故呼び掛けている．（（）凍結注意の呼び掛け５. はかなり予防することができ，いかに多くの人に冬期間の水の使用方法を理解してもらうかが重要である．図８に水道凍結時における水抜栓の使用状況を示した．この図では水抜きを行わずに発生した凍結が凍結全体の５％，その他（水抜き栓の故障等）が残りの１４％である．ここで水抜きを３１％，水抜きを行ったが不完全に行ったため５行わずに発生した凍結と水抜きを行ったが不完全に行ったために発生した凍結を合計すると８６％を占めしている．すなわち，これらの人達が完全な水抜きをしていたならほとんどの凍結が防げる事になる．このことから市民に如何に水抜きを完全に行ってもらって凍結事故を発生させないようにするかが課題である．この点は釧路市水道部も調査結果から水抜栓使用による凍結防止を市民に理解して，実行してもらうかが重要であることを指摘している．（６）配・給水管埋設深さ釧路市の場合はｌｍ５０ｃｍの深さにしている．この深さであれば１ｏｃｍ深くなるごとに約１℃温度が下がりずらくなることから，一１５℃程度までは束結が起きない深さである．２）の図４に示されたように近年－１７６）に示した水道管の埋設深さから，（５℃以下（）水道管の凍結・破壊近年なし．（の温度はそれほど多くはなく，また埋設管の径も大きいことから凍結・破壊のないことが裏付けられる．. （８）配・給水管の材質給水管は普通鋳鉄管とダクタイル鋳鉄管が大半で硬質塩ビ管を一部使用している．住宅への引き込み管はポリエチレン管が主で，住宅内配管には鋼管とステンレス管を使用している．使用されている配・給水管は他の市とほぼ同じであるがステンレス管を使用しだしたのは新しい試みであることを示している．（９）住宅内配管の最小規定太さ. ３ｍｍ管であったが，新しく１これまで内径１５Ａ（内径１６‐ｌｍｍ）管に変えつつあ. る．これはこれまでより各家庭での水の使用量の増加にともなった対策であり，内径が太くなった結果，凍結の件数を少なくする結果をもたらしている．埋設深さを最重要視し，他に発泡スチロールなどをまいた管を使用するなどしている．水道管の埋設深さを深くして凍結防止に当たることは有効であるが，設備費が非常にかかることと補修点検が困難なマイ回. 水道管の凍結防止策. （１７）.

(7) . １８. 三谷滞之・富樫文雄. ８件（合計）５凍結件数５. 凍結件数４９１件（合計）. その他９％. 立上り管. （床下）. 屋内配管. ２３％. ４３％. 水抜栓不使用. 水抜栓使用. ３１％. ５５％. 水抜栓２５％. 凍結割合. 凍結割合. 図７凍結の多く起きる位置. 図８凍結時の水抜栓使用状況. ナス面がある．保温管については地質，積雪量，風の強さ等の条件によって必ずしも有効でないとの他市の調査結果もあって，これからの研究課題である．. ４．，結. 釧路市の水道管凍結に関して水道部にアンケート調査を行った．その結果，釧路市の７年間の凍結事故の傾向を明らかにした．凍結は低い気温になればなるほど一低温に対して事故は多くなり，凍結事故件数は指数関数的に増加することを明らかにし，これらの関係を式で示した．また凍結の多い場所やその位置などを明らかにし，凍結防止対策を考える一つの指針を与えた．謝. 辞. 本アンケート調査に当たって釧路市水道部給水課課長補佐. 佐藤隆弘氏にご協力を賜り，さらに的確なご助言を賜り，加えて貴重な資料をいただき，本調査研究を終了することができた．ここに心から感謝の意を表する．また，この研究の一部は平成２年度文部省科学研究費補助金および平成４年度北海道科学研究費によったことを付記し感謝の意を表する．. 参考文献１）三谷洛之，北海道における水道管凍結に関する調査研究，寒冷多雪地方における流体力学的諸問題（代表木谷勝），平成２年度科学研究費補助金（総合研究Ａ）研究成果報告書，（１）９９１８０ ‐ ８６．，ｐｐ．２）三谷滑之，北海道の主な市における水道管凍結に関する研究，平成４年度北海道科学研究費による研究報告，（）１９９３ ‐４５一４６，ｐｐ ‐ ３）三谷将之，相馬論，富樫文雄，井上平治，中学校技術・家庭の住居領域における北海道の水道凍結に関する調査，日本産業技術職（育学会北海道支部研究論文集，第７号，（１９９）８一２４５．１，ｐｐ．４）釧路市水道部，給水装置凍結事故調査，釧路市水道部資料，（９８）１５，未発表．５）伊沢秀敏，三浦親久，札幌市水道凍結の実態調査，札幌市水道局報告書，（１９９２）４－１０１ ‐９，ｐｐ ‐. ８）（１.

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