下水管道加速老化,「任何地方都可能發生事故」

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1月28日,埼玉縣八潮市一處縣道交叉口發生路面塌陷事故,一輛卡車墜入坑中,司機被困。該縣東部120萬居民的生活受到影響,甚至有人指出這已經屬於「災害級別的損失」。日本全國各地的下水管道正在加速老化,任何地方都有可能發生同樣的事故。我們應該如何面對維護老化基礎設施這一問題呢?

或因下水管道腐蝕和地基鬆散影響

此次發生路面塌陷的地點,處於八潮市某住宅生活區的一處縣道交叉口。事故發生大約1週後,坑洞直徑從10公尺擴大到40公尺左右,幾乎是起初的4倍。事故發生10天後,被困在坑中的卡車司機仍未獲救(編注:5月2日,有關單位在搜索中發現疑似卡車司機之遺體)。

埼玉縣八潮市某縣道交叉口發生路面塌陷。坑洞直徑達到40公尺,2025年2月4日,草加八潮消防局提供(時事)
埼玉縣八潮市某縣道交叉口發生路面塌陷。坑洞直徑達到40公尺,2025年2月4日,草加八潮消防局提供(時事)

據分析,事故原因在於1983年鋪設至今已有42年歷史的下水管道出現了破損。埋在地下的管道是鋼筋混凝土製成的,直徑4.75公尺,在縣道交叉口處轉彎。由於管道內的轉角和高低位差等原因,下水出現流速減緩或形成空餘空間後,就容易產生硫化氫。然後,這些硫化氫與氧氣發生反應後生成的硫酸便加速腐蝕了混凝土和金屬。

下水管道破損和路面塌陷的原理

管渠周邊的地質和地基狀況也會對塌陷產生影響。埋設下水管道的地基由砂石等構成,較為鬆散。有人指出,此次事故可能是泥土砂石被吸入破損的下水管道,導致地下出現空洞而造成的。如果是堅實的土質,或許就不會釀成如此嚴重的損失了。

埼玉縣八潮市發生路面塌陷事故之初的現場景象。起初坑洞直徑大約10公尺,2025年1月28日(埼玉縣提供,時事)
埼玉縣八潮市發生路面塌陷事故之初的現場景象。起初坑洞直徑大約10公尺,2025年1月28日(埼玉縣提供,時事)

埼玉縣政府呼籲東部廣大區域的居民節約用水,120萬人的日常生活受到了影響。縣政府成立的恢復方法研究委員會委員長森田弘昭推測「事故現場需要2、3年時間才能恢復如常」。

這條下水管道是該縣東部12個市町下水匯流的「下水幹線」,這也成為了導致影響擴大化的一個原因。加上採用了由多個市町村共同運營的「流域下水道」模式,雖然提高了效率,可一旦發生故障或災害,波及範圍也會相應擴大。

如果是雨季,損失將會更大

從「衛生」「環境」「浸水」等方面而言,下水道是守護民眾生活的社會資本。此次八潮市的事故發生後,這些方面都受到了影響。

民眾的洗浴和洗滌受到限制,衛生水準下降。下水道流出的汙水僅用氯氣消毒後就排放到附近的新方川,引發了水質環境的惡化。

附近埋設的雨水管道也發生了破損,如果在多雨季節發生了此次這樣的事故,恐怕周邊的浸水風險會更高。在氣候變化導致集中性暴雨和颱風災害增多的背景下,下水道基礎設施的重要性正變得愈發突出。

高風險下水管道數量激增

老化的下水管道發生事故的風險將會升高。因為強度下降和硫酸腐蝕會導致管道容易出現破損。2015年日本修訂《下水道法》以後,針對「發生腐蝕概率較大的部位」進行了檢查和維護,下水管道相關的路面塌陷事故趨於減少,但依然高達1年2600件(2022年)的程度。儘管類似此次這樣的大規模塌陷事故僅占2%,但我們可以認為,隨著下水管道的持續老化,今後全國各地發生大規模事故的風險將會上升。

下水管道相關路面塌陷事故件數

國土交通省公佈的資料顯示,截至2022年末,全國下水管道總長度大約為49萬公里。其中大約3萬公里已經服役超過50年,超出法定使用年限,其比率占到整體的7%。10年和20年後超齡管道將相繼激增至大約9萬(19%)和20萬(40%)公里。日本經濟高速成長的上世紀50到70年代,下水管道普及率得到飛躍式的提升,如果不進行合理的更新,恐怕今後還會事故不斷。

日本下水管道現狀

實際上,過去也曾發生過類似的事故。2022年7月,仙台市某市道地下的下水管道發生破損,路面出現大面積塌陷。2022年6月,埼玉縣川島町某國道人行道路面塌陷,一名80多歲的男子騎自行車路過時連人帶車一起墜入坑中。這兩次都是下水管道破損,周圍泥土砂石被沖走而造成的事故。

近年來讓人印象最深刻的,是2016年11月在福岡市JR博多站前發生的大規模路面塌陷事故。當時在隧道掘進施工過程中,頂部岩層崩塌,地下水發生噴湧,大量泥土砂石隨地下水湧入隧道。儘管此次事故原因並非下水管道破損,但對周圍造成嚴重影響這一點與八潮市的事故別無二致。

福岡市24小時連續作戰,動員了1000餘人次的力量,灌注了大約3000立方公尺可以在水中凝固的特殊泥土,並用碎石加以填埋。1週後恢復工作完成,其應對之迅速,受到國內外的一致稱讚。

該次事故與八潮市事故的一大不同在於有無發生人員損失。福岡市那次事故由於發生在清晨,奇跡般地沒有造成任何人員傷亡。但如果事故晚發生幾小時,恐怕就會變成牽連上班族和學生的重大慘劇,恢復工作也會花費相當長的時間。

面臨人員和資金短缺問題

下水管道日益老化,檢查調查和預防措施就變得愈發重要。然而,隨著基礎設施建設趨於平穩,地方政府部門中負責下水管道的職員也成為了被「最佳化」的對象,1997年尚有4萬7000名相關職員,到了2021年已降至2萬6900人,24年間減少了大約2萬人。可以認為,這導致了檢查和維護管理工作的滯後,檢查頻率難以高於「5年1次」的法定標準。國土交通省試圖透過官民合作的方式提高業務效率,但民間也存在技術人員嚴重短缺的問題。

埼玉縣知事大野元裕(中)在危機對策會議上發言。他表示打算成立協力廠商委員會,針對導致路面塌陷的下水管道實施調查,確認施工、管理和檢查工作是否存在問題,2025年1月31日於埼玉市(時事)
埼玉縣知事大野元裕(中)在危機對策會議上發言。他表示打算成立協力廠商委員會,針對導致路面塌陷的下水管道實施調查,確認施工、管理和檢查工作是否存在問題,2025年1月31日於埼玉市(時事)

下水道事業還面臨資金困難的問題。人口減少和節約用水等原因導致使用費收入減少,管道更新預算不足。本來,下水道事業原則上要進行獨立核算,但實際上許多地方政府都依賴於來自一般會計預算的補助金。這也構成了影響財政的不穩定因素。

下水道相關成本高於上水道。下水管道的口徑比上水道大,埋設位置也較深,所以更換管道的施工費用是上水道的3到4倍,維持下水的正常流動需要多個水泵。收入和成本不相匹配的例子屢見不鮮,收費合理化是當務之急。這種情況不改變,長此以往恐將對民眾的生活造成嚴重影響。

有效運用最新技術

其他國家也存在同樣的基礎設施問題,比如德國,針對老化的下水道引入了人工智慧(AI)和感應器相結合的高性能監控系統,可以預測老化情況,及時加以應對。

再看日本國內,為了防範下水管道老化和破損,也在採取各種對策。主要對策是加強檢查調查工作,引入高效的工程技術。檢查,透過檢修並目視確認管道內部,或者插入攝影鏡頭觀察。在了解異常情況時,將動用配有鏡頭的機器人調查管道內部。透過使用感應器、無人機、AI等技術定期實施監控,已經可以準確鎖定風險部位。比如,透過讓AI分析過去的資料,可以預測容易發生老化的位置,做到防患於未然。

維護工程包括更換下水管道的「更新」和修補現有下水管道以延長其使用壽命的「更生」,多數情況會選擇施工時間較短、成本較低的更生方式。

下水管道埋設工程(PIXTA)
下水管道埋設工程(PIXTA)

中央與地方展開合作

為了保護老舊的下水管道,中央應該採取根本性的對策,而不是推給各個地方。中央政府於2月5日召開「國土強韌化」相關新規劃的有識者會議,表示打算在規劃中加入集中修繕和更新上下水管道作為重點政策。地方政府提出希望獲得操作簡便的補助金,同時也表達了對人才短缺問題的擔憂。然而,短時間內增加人才並非易事,以高於現狀的速度施工也有難度。中央和地方攜手合作,強化財政基礎和大力培養技術人員具有重要意義。另外也有必要透過面向本地居民的宣傳教育,加深民眾對基礎設施重要性的理解。

標題圖片:下水管道破損造成縣道路面塌陷後發生卡車墜落事故的現場。事故後垮塌面積一直在擴大,2025年2月6日,埼玉縣八潮市(共同通信社從直升機攝影)

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