日本相当大一部分下水道基础设施已超过50年，预计到2040年，这一数量将翻倍。
面对预算削减和劳动力减少，地方政府正借助技术提高下水道系统管理的效率、安全性和准确性。
将现代工具融入下水道维护，可提升基础设施的可靠性，并支撑更广泛的社会韧性。
供水和污水系统是重要的基础设施，直接关系到公共卫生、环境保护和生活质量。这些系统必须安装到位、妥善管理并加以维护，以实现健康、可持续的社会。
在日本，包括道路、隧道以及供水和污水系统在内的基础社会设施，在二战后的快速经济增长时期（从20世纪50年代到70年代）得到了大规模建设。
这些设施的老化速度因地点和维护状况而异，但一般认为，建成50年或以上的设施属于“老化资产”。
据国土交通省（MLIT）数据显示，2023年日本约有49万公里的下水道系统。到2030年，约16%的下水道将至少有50年历史，到2040年这一比例将升至34%。这表明未来几年老化基础设施将急剧增加。
随着供水管道因老化或长期受自然灾害影响而逐渐劣化，诸如损坏、渗漏和混凝土腐蚀等问题可能严重影响居民生活。
基础设施老化与资源日益紧缺
为降低这些风险，国土交通省每五年对高风险的供水和污水系统进行一次检查。然而，事故仍时有发生，仅2023年就有约2,600起因下水道管道故障造成的地面塌陷被报告。
例如，2025年1月，东京附近的埼玉县因下水道管道腐蚀引发一起大规模地面塌陷，导致12个市町的道路封闭并实施废水使用限制，严重扰乱了居民的日常生活。
此外，受腐蚀的污水管道渗漏以及维修期间的废水分流，也带来了环境风险。
日本的供水和污水系统由市町村或都道府县负责管理。然而，在维护需求不断增长的同时，各市町村的财政收入却在下降，导致下水道管理预算被削减。
情况因此更加复杂：许多市町村参与下水道管理的员工较高峰时期减少了40%。为此，地方政府力求提高效率，并整合先进技术，以确保下水道系统的有效管理。
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利用卫星数据高效开展下水道管道检测
在2025年2月召开的数字行政与财政改革会议上，石破茂首相指示相关官员加快推广数字技术，包括利用卫星和无人机对供水和污水系统进行漏损检测，并力争在三年内全面落实。
供水和污水管道管理面临的最大挑战之一，在于其埋于地下，使渗漏及其他问题难以检查。为应对这一挑战，总部位于东京的初创企业Tenchijin开发了一项供水管道监测服务，Tenchijin Compass Water Bureau。
该系统将卫星获取的地表温度和地壳运动数据，与市町村管理数据及漏损历史相结合，以评估渗漏风险。
监测区域被划分为100米见方的网格，每个区块按五级风险标准进行评级。通过优先检查高风险区域，该方法旨在提高效率。
试验表明，该服务可以降低高达65%的检查成本，并将调查周期缩短85%。自2023年推出以来，截至2025年3月，已有20多个市町村采用了该服务。
随着下水道系统及其他基础设施逐渐老化，采用新技术对于有效开展维护和管理、保障民生以及保护环境至关重要。
借助无人机和人工智能强化下水道检测
传统下水道检测依赖人员或配备电视摄像头的小型车辆在管道内部移动。然而，这些方法可能极具挑战性且存在风险，尤其是在水流湍急或有毒气体存在的情况下。保障作业人员安全还会增加流程的时间和复杂性。
近年来，无人机已成为应对这些挑战的切实可行方案。无人机可在管道外远程操控，即使存在水流或有害气体，也能顺利开展检测，无需采取大量安全防护措施。
此外，无人机还能进入狭窄管道，这些管道是人员难以到达的，从而实现更全面的检测。
包括横滨市（神奈川县）、堺市（大阪府）、富山市（富山县）以及境町（茨城县）在内的多个市町村，已经采用无人机开展下水道检测。
人工智能（AI）在下水道管理中的重要性也日益凸显。例如在横滨市，清洁下水道时使用喷嘴摄像头采集影像，再由人工智能进行分析，以发现人工检查人员可能忽略的细微异常。
此外，该人工智能系统还能学习现有下水道记录和环境数据，从而预测管道劣化和水位变化，提高维护效率并推动主动式管理。
通过妥善管理下水道实现社会韧性
随着下水道系统及其他基础设施逐渐老化，采用新技术对于有效开展维护和管理、保障民生以及保护环境至关重要。
世界经济论坛在战略情报洞察中指出，基础设施韧性的重要性在于：可持续且具有韧性的基础设施能够带来广泛的社会效益。
因此，通过提高效率和运用现代技术改善废水基础设施，不仅能提升个人生活质量，还能增强社会韧性和长期可持续性。
