J. of Taroten

公務員試験2005記述2次試験(水理学，環境衛生工学)

水理も衛生も簡単そうですが，・・・上下水部分のみこのページの最下部に解答を付けました

　昨日，他大学の先生に会ったら，「先生のウェブサイトの公務員試験の解説を授業の参考にさせていただいています」などと挨拶されてしまいました。見ていただくのは大変うれしいところです。ただし，重ね重ねのお願いですが，授業などに使われる際には，ご一報ください。許可制です。学生同士の輪講もメールで一言ください。
　公務員試験，今年は2次試験の解説をやってみようかということで，まず水理学から。なお，問題の画像は200dpiで取り込んでいますので，読みにくい場合は，右クリックして画像をセーブしてご覧ください。水理も衛生も4分割されています。

[No.20] 水理学(本問を選択した場合には，流体力学[機械系]を選択することはできません)






　概して言えば，水理学は，教科書レベルの式変形，計算問題といえ，特に特殊な考え方や数学的知識も必要とされていないように見えます

　続いて，環境衛生工学。上下水道かそれ以外かを選択する形である。どちらも，たろてんなら，すらすら答えられますが，東大，京大，北大などの環境工学，衛生工学が独自の教育プログラムを持っているところで，かつ，修士卒でないと，なかなか高得点できないかも知れない。

[No.22] 環境工学(土木)・衛生工学(本問を選択した場合には，土木計画，資源リサイクリングを選択することはできません)




[No.22] Bの答え

授業で宿題とした部分について，たろてんの解答をつけました（人事院非承認）。実際は，もっと長い文章で丁寧に答えることが必要。
1(a)(ア) 沈殿とは，水をゆっくり流すことによって，水中の懸濁質を沈降し，水から除去するプロセス。沈殿の前に凝集することにより粒子径を増加させ，沈殿しやすくすることもある。また，沈殿の後にろ過を行えば，ろ過池への負荷が小さくなり，ろ過継続時間を大きく取れる。
1(a)(イ) 滞留時間10 X 50 X 4 / 10000 X 24 = 4.8・・4.8時間
　　　　平均流速　10000 / (10 X 4) / 24 / 60 X 100 = 15・・15 cm/分
　　　　表面負荷率　10000 / (50 X 10) = 20・・20 m / 日
1(a)(ウ) uWL/Q ただし，この値が1を超える場合には，1とする。
1(b) オゾンの強力な酸化力によって，異臭味のもとになる成分や農薬などの化学物質，トリハロメタン前駆物質を分解する。さらにオゾン処理によって生物分解性の高くなった有機物やオゾン処理で生じた副生成物などを活性炭で捕捉し，活性炭層に存在する微生物によってより完全に分解する。
1(c) 安全面では，浄水場の薬品タンクの耐震化，あるいは薬品自体の貯蔵を減らしたり，次亜塩素酸などは，浄水場で食塩の電気分解で生成させる方法もある。施設の耐震化では，浄水場の構造の耐震化，受電できない場合への備えと汚泥乾燥に熱を利用できるエネルギーの有効利用からコジェネレーション発電プラントを場内に整備する。管渠の耐震化では，老朽管の取替え，伸縮継ぎ手の整備などの耐震化工事，液状化対策などがある。また，水源および重要送水管の多重化，給水のブロック化など。公園などの地下に緊急時用の貯留槽の整備。ソフト面では，周辺自治体との協力，可搬型の水処理装置や給水車などを広域で整備しておく，復旧マニュアルの類の整備など。

2(a)(ア) 嫌気性消化とは，嫌気条件で活躍する微生物によって，最初沈殿池汚泥，余剰汚泥などを分解し，メタンガスに転換する技術。その目的として，メタンガスの有効利用以外に，汚泥の減溶化，汚泥に含まれる健康影響微生物の不活化による衛生性の向上が挙げられる。
2(a)(イ) 発電(直接燃焼あるいは燃料電池)およびメタン発酵槽の加温(熱利用)
2(a)(ウ) 日量500トンの96%は水，4%が固形分でそれはさらに3.2%の有機分と0.8%の無機分(砂など)に分かれる。比重は1だから有機物が日量16トン，無機物が4トンである。有機物は嫌気性消化によって半分になるので汚泥固形分は20トンから12トンに減ったことになる。これが，含水率97%になると言うのであるから，日量400トンの汚泥が生じることになる。
2(b) ある確率年を設定し (下水道では5年程度)，その確率年に一度の想定しうる降雨強度は，降雨継続時間の関数として，降雨強度式によって与えられる。下水管渠の流達時間と等しい降雨継続時間の雨の場合に最大流量が生じるとの合理式の仮定によって，降雨強度に流域面積，流出係数をかけて計画雨水量を算定する。
2(c) 都市型洪水への対応・・都市では不浸透面が多く，しかも，ヒートアイランド現象などによって，短時間に集中豪雨的な降雨が発生しやすくなっている。下水道サイドでも管渠の増強，さらには都市計画部局と連携して計画的な空地や貯留施設の整備，道路部局と連携して透水性舗装の整備などを行うことが考えられる。
ヒートアイランド対策・・都市の夏季のヒートアイランド現象の要因のひとつは熱を大気に捨てていることが原因となっている。下水道を水の捨て場としてだけでなく，熱の捨て場として用いることは考えられないだろうか。
処理水の有効利用・・トイレ用水などに下水の再生水を用いて都市におけるバージンの水需要を減らすことが考えられる。あるいは散水用水，修景用水として公園などで下水の再生水を用いてうるおいのある都市を作ることも考えられる