近年、地元の食材を買う運動が盛んになっています。しかし、もっと効果的な運動があります。地元の水を飲むことです。そうです、水道インフラは、水の浪費を減らし、効率的に水を利用するための資源を増やすために今求められているものです。今日は、現代の技術の変革力について詳しく掘り下げ、老朽化した都市の水道システムを活性化し、地域的な供給ネットワークを確保し、急速に進化する都市で持続可能な水管理への道を開くその能力を紹介します。
深海で：今日の技術で都市の水道インフラを局所化し、修復する方法
自治体は水道システムを集中管理し、水道インフラを軽視しています。その結果、配給制、洪水、下水氾濫が発生しています。米国では水道管の破裂やパイプの水漏れが頻繁に発生しています。これを解決するには、都市の水道システムを地域化して、現在の技術を使用して水道インフラを復旧する必要があります。
持続可能な地域水システムの要因
コストを節約し、環境を保護するために、政府と公共事業体は次の手順に従うことができます。
- 水の再利用とリサイクルを優先します。
- 水を輸送する前に、節水政策、水漏れの修理、水のリサイクルについても考慮する必要があります。
- ダムや淡水化プラントに頼る代わりに、代替の冷却方法や水圧破砕法を検討することもできる。
- 不動産所有者は、敷地内の雨水や汚水を灌漑やその他の飲料以外の用途に再利用することもできます。
- 水道システムをローカライズすると、コストを抑えながらサービスと信頼性が向上します。
都市の水道システムをローカライズするために取るべき手順。
都市の水道システムをローカライズするには、都市を取り囲む流域を理解し、その状況で新しい可能性を設計および分析できることが重要です。これには、これらのグループがすでに行っているように、現在の状況に関するデータを収集し、さまざまな設計を評価することが含まれます。
水道インフラの復旧
水道インフラを整備するには、適切な利率で長期資金を集めることが必要です。これは、政府が信頼を醸成し、料金支払者が喜んで寄付し、民間投資家が投資収益を期待できる場合にのみ達成できます。
地域的な水インフラ
都市部の水道インフラを地域化・復旧するため、政府は地域水道インフラ（LWI）を導入しました。LWIとは、使用場所の近くまたは使用場所に設置される分散型施設を指します。これらの施設は、屋内・屋外における水利用効率の向上、敷地内での再利用の促進、グリーンインフラの導入、鉛への曝露低減を目的としています。LWIは、都市や水道事業者が所有・管理するものではないため、多くの場合、消費者へのインセンティブを通じて設置されます。
LWI（低水利用イニシアチブ）は、水需要を削減し、新たな地域水源を創出することができます。2019年には、EPA（米国環境保護庁）のWaterSenseプログラムに参加している都市や水道事業者が、2006年以降の全米世帯が6か月間で使用した水量と同量の水を節約しました。
ミルウォーキーの公益事業体であるMMSDは、雨水管理に注力している。同社は、2035年までにグリーンインフラを活用して、1回の降雨で7億4000万ガロンの雨水を貯留する計画であり、これは既存の深層トンネルで貯留できる量よりも220ガロン多い。
水源流域の保護と再生は、水インフラ整備の一形態とみなされています。例えば、セントラル・アーカンソー・ウォーター社は、債券発行による収益を私有地の所有者に支払い、保全地役権を設定しています。これにより、2017年時点で水源流域の約3,000エーカーの土地が保護されています。
鉛製給水管は、特に資源の乏しい地域や有色人種のコミュニティにおいて、深刻な健康リスクをもたらします。現在、全米で約610万本の鉛製給水管が使用されています。連邦政府は、超党派インフラ法に基づき、今後5年間でこれらの給水管の交換に150億ドルを投資する計画です。一部の都市はこの資金提供を待っている状況ですが、ウィスコンシン州マディソン市は、2011年に市内全域を対象とした初の鉛製給水管交換プログラムを先行して実施しました。このプログラムにより、継続的な化学処理が不要になったことで、すでに250万ドルの費用削減を実現しています。
LWI は水道サービスを提供するだけでなく、社会的公平性というメリットも提供します。LWI はコミュニティ全体に普及しているため、コストと利点の公平な分配が保証されます。さらに、LWI の設置は、合流式下水道のオーバーフロー、汚染された都市流出水、汚染された飲料水、洪水、干ばつなどの問題の影響を不均衡に受けるコミュニティに優先的に行うことができます。LWI への投資は、こうした分散型アプローチが真に効果的な水道インフラ ソリューションであることを示しています。LWI は都市部で必要とされる 3 つの重要な機能を果たし、公平性と手頃な価格を促進します。
都市給水自動化
自動化とは、システムが円滑かつ容易に機能することを可能にする、包括的な理論と手法の集合体です。都市部の給水システムにおいて、自動化は極めて重要な役割を果たします。自動化の重要な側面の一つはフィードバック原理にあります。センサーが濃度などの特定の変数を測定し、コンピューターがその測定値を検証した後、アルゴリズムによって必要な修正措置が決定されます。これらの措置は、ポンプやバルブなどの機構によって、人間の介入なしに実行されます。
自動化を行う際は、コントローラーに目標値を提示してください。自動化の主要構成要素は、給水システムのあらゆる部分やプロセス、あるいはシステム全体を表現できるシステムです。誤解や不具合を避けるため、自動化技術を使用する際には、あらゆるレベルの人々のことを真に理解することが重要です。
自動化は、不確実性、フィードバック、複雑性という3つの主要な分野で役立ちます。中でも、外乱への対応は重要な課題です。将来の都市部では、持続可能な運営のために、水循環全体の管理を統合する必要があります。複雑なシステムにおける統合を実現するには、自動化が不可欠です。
スマートシティとスマート水管理の応用
都市は、水を効果的に管理するために、水道網に水センサーを設置する必要があります。これらのセンサーは流量を測定し、漏水を検知します。また、pH、溶存酸素、濁度を測定することで水質を監視します。
スマート水道メーターを設置すると、次のようなメリットが得られ、人々の知能を高めることができます。
- 水の消費量に関するリアルタイム情報
- ユーザーは自分の水の使用量を簡単に監視し、周囲の人々と比較することで、競争心と意識を刺激することができます。
- さらに、これらのメーターは水の消費量に関するデータを自動的に送信し、請求手続きを合理化して手間のかからない体験を実現します。
スマートメーターは、水道使用量の急増を顧客に通知するだけでなく、漏水の検出と対処に関するガイダンスを含む節水のヒントを次回の水道料金請求書に記載するよう公益事業会社に促す機能も備えています。
おすすめ記事：太陽熱温水器は夜間でも作動しますか？
