水道本管の破裂：研究データでわかったこと
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- 米国とカナダの水道本管の破裂は、2023年に100マイル（約160km）あたり年11.1件。2018年の14.0件から減りました。
- 鋳鉄管はPVC管の約10倍破裂しやすく、腐食性の土壌ではリスクがさらに何倍にもなります。
- 管の古さだけよりも、寒波と過去の破裂歴のほうが警告のサインとして役立ちます。
- 破裂や修理の現場の近くに住む世帯では、その後1週間の胃腸炎のリスクがやや高くなっていました。
2024年5月31日（金）、米アトランタで、数時間のうちに2本の水道本管が破裂しました。そのうち1本は、作業員が交換部品の到着を待つ間、ミッドタウンの通りを何日も水浸しにしました。店は閉まり、病院は救急車の受け入れを他院に回し、市には6月6日まで煮沸勧告が出され続けました。市長は、老朽化と腐食、システムの古さが原因だと述べています。
こうした光景は珍しくありません。米国土木学会（ASCE）は、米国の水道本管の破裂は年に約24万件と推定しており、ほとんどの都市には半世紀以上前に敷設された管が残っています。破裂すると、給水が止まり、住宅や道路が水浸しになり、路面の下の地盤がえぐられます。さらに水圧が下がると、汚染された水が管の中に入り込むことがあります。
研究者たちは、水道本管がどれくらいの頻度で破裂するのか、なぜ破裂しやすい管とそうでない管があるのか、そして破裂の後に人が病気になるのかを測定してきました。その結果は、報道から受ける印象より安心できる点もあれば、そうでない点もあります。
水道本管はどれくらい破裂するのか
北米で最も信頼できるデータは、ユタ州立大学が水道事業者を対象に行っている調査です。2012年の調査（188事業者）では、管100マイル（約160km）あたり年11.0件の破裂でした。Steven Folkman が率いた2018年の調査（破裂データのある281事業者）では14.0件で、27%増えていました。Steven Barfuss が率いた2023年の調査（802事業者、管の総延長約40万マイル＝約64万km）では11.1件で、2018年から約20%減りました。
この減少には意味があります。「破裂は増える一方だ」というよくある思い込みに反するからです。ただし、減少の一部は実際の改善ではなく、2023年の調査の対象事業者がはるかに多く、顔ぶれも異なることを反映しているのかもしれません。そのため、傾向は数字ほど確かではありません。米国土木学会も推定を下方修正しており、2021年の評価報告書の年25万〜30万件から、2025年には約24万件としました。修理費は年約26億ドルです。
米国とカナダの水道本管の破裂率
管100マイル（約160km）あたりの年間破裂件数。水道事業者への調査による。
Folkman, Utah State University, 2012・2018、Barfuss, Utah State University, 2023。調査ごとに対象事業者は異なります。
管が破裂する原因
最も大きな違いを生むのは管の材質です。2023年の調査では、100マイルあたりの年間破裂件数は、鋳鉄管が28.6件、石綿セメント管が10.3件、鋼管が9.2件、ダクタイル鋳鉄管が5.1件、PVC管が2.9件でした。多くが1960年代より前に敷設された鋳鉄管は、PVC管の約10倍破裂しやすいことになります。2018年の調査では、鋳鉄管と石綿セメント管が敷設済みの本管の41%を占め、鋳鉄管の82%は50年以上経過していました。
土壌も、材質とほぼ同じくらい重要です。2018年の調査では4分の3の事業者が腐食性の土壌がある地域を報告しており、腐食性の高い土壌の鋳鉄管は、腐食性の低い土壌の鋳鉄管の20倍以上破裂していました。管の古さも関係しますが、一般に思われているほど単純ではありません。2023年の調査では、本管の19.4%が耐用年数を過ぎており、破裂した本管の平均年数は53年でした。しかし、4か国の1,000万管・年を超える記録を調べた2024年の博士論文の研究では、破裂率は約40年でピークを迎え、その後は何十年も下がり続けていました。最も弱い管は、すでに破裂して交換されていたからです。
管の材質別の破裂率
100マイル（約160km）あたりの年間破裂件数（2023年調査）
Barfuss, Utah State University, 2023。回答の少ない材質は除外。
引き金になるのは天候です。破裂は寒波の時期に集中します。もろい管の周りで地面が収縮し、凍るからです。Balvant Rajani、Yehuda Kleiner、Jon-Eric Sink による北米の3つの水道事業者の研究では、平均気温、気温の上がり幅と下がり幅、変化の速さが最も一貫した予測因子で、その影響は鋳鉄管で最も強く表れていました。オランダの研究では、鋳鉄管の故障は寒い時期に増えた一方、石綿セメント管の故障は粘土質の土壌が縮む暑く乾燥した時期に増えていました。
破裂は予測できるのか
水道事業者は、交換すべき管の優先順位づけに統計モデルや機械学習モデルを使うことが増えています。米ニューヨーク州シラキュースの2018年の研究では、市の記録で学習したモデルが最もリスクの高い1%の管を特定し、そのうち62%が3年以内に破裂しました。管の古さだけで順位をつけた場合に当たったのは10%、過去の破裂歴で順位をつけた場合は48%でした。一度破裂したことのある管は、単独で最も優れた警告サインです。
レビュー論文はより慎重です。2019年、クランフィールド大学の Neil Barton らは、水道事業者の一貫性のないデータで作ったモデルは、地中で実際に起きていることを誤って表す可能性があると警告しました。2022年のレビューでは、機械学習は大規模で複雑なデータセットではより良い成績を出すものの、うまく使うには専門知識が必要だと指摘しています。ユタ州立大学の調査でも触れられているように、何十年も前にどの材質の管を敷設したのかさえ、きちんと記録していない事業者は少なくありません。
破裂で人は病気になるのか
水道本管が破裂したり、修理のために止水されたりすると、管内の水圧が下がり、周囲の土壌から汚染された水が引き込まれることがあります。近くに住む人が病気になるかどうかを測定した研究がいくつかあります。2003〜2004年のノルウェーでは、Karin Nygård らが、本管の破裂や修理の影響を受けた612世帯と、影響を受けなかった547世帯を比較しました。その後1週間に胃腸炎を報告したのは、影響を受けた世帯で12.7%、受けなかった世帯で8.0%で、相対リスクは1.58でした。
69件の事例と3,200世帯以上を調べたスウェーデンの研究でも、同様の結果が出ています。影響を受けた世帯の急性胃腸炎のオッズ比は1.9でした。溝の中で下水管と水道管が同じ深さに敷設されていた場合、オッズはさらに大きく上がりましたが、その推定値は非常に不確かなものでした。2010年1月に米アラバマ州の一部で凍結により本管が次々と破裂し、最大12日間断水した住民もいたケースでは、断水が長いほど病気のリスクが上がっていました。
破裂・修理の後の病気
本管の破裂・修理後の1週間に胃腸炎があった世帯の割合（ノルウェー）
Nygård ら, International Journal of Epidemiology, 2007。影響あり612世帯、影響なし547世帯、相対リスク1.58。
断水が長いほど、病気が増える
凍結による破裂の後の急性胃腸炎の調整オッズ比（米アラバマ州、2010年1月）
CDC（米国疾病予防管理センター）, MMWR, 2011。470世帯の調査。約1万8,000人の住民が最大12日間断水しました。
研究を統合した根拠は、見た目ほど強くありません。2014年、Ayse Ercumen、Joshua Gruber、John Colford は、配水システムのトラブルに関する研究を統合しました。通常は連続給水しているシステムでの断水（主に破裂と修理によるもの）は、胃腸炎のリスク約3倍と関連していました。しかし研究間のばらつきが大きく、著者らは出版バイアスの兆候を見つけ、統合した推定値は実際のリスクより高い可能性があると注意を促しています。水道水が処理されているかどうかを本人が知らない盲検化された試験では、家庭用浄水器による差は見られませんでした。煮沸勧告にどんな効果があるかは、煮沸勧告についての記事で取り上げています。
破裂の後に起きること
近くに住む人にとって、破裂の実際の影響はおなじみの流れをたどります。水道事業者はバルブを閉めて損傷した区間を切り離します。そのため、1本の通りや地区全体の給水が止まることがあります。作業員が掘削して管を修理または交換し、その区間を洗浄・消毒してから水圧を戻します。汚染の可能性があるほど水圧が下がった場合、多くの事業者は予防的な煮沸勧告を出し、水質検査で問題がないと確認できてから解除します。これには通常1日〜数日かかります。
漏れ出した水そのものも被害を生みます。大きな本管からは、数分で地下室や道路を水浸しにするほどの水が出ることがあります。土の中を流れる水は、舗装の下の地盤を洗い流すこともあります。スウェーデンの研究では、修理用の溝に下水管も通っていた場合に病気のリスクが最も高くなっていました。汚染が最も起きやすいのは、破裂そのものだけでなく、修理の時でもあることを示しています。
修理にかかる費用
古い本管の交換には多額の費用がかかります。米国環境保護庁（EPA）が2023年に公表した第7回飲料水インフラ需要調査では、米国の水道システムに今後20年で6,250億ドルが必要と推定されており、そのうち4,208億ドルが送水管・配水管の分です。ある分析によると、現在のペースでは、米国の本管はおよそ200年に1回しか交換されない計算になり、どんな管の寿命よりもはるかに長い期間です。
とはいえ、管の交換が常にお金の最善の使い道とは限りません。1980年代にさかのぼる研究では、多くの管で時間とともに破裂率が上がっていくわけではないこと、そしてニューヨーク市では「2回破裂した区間だけを交換する」のが最も費用の少ない方針だったことがわかりました。結果は割引率や、破裂1件あたりのコストをどう見積もるかに大きく左右されました。正しい答えは、管、土壌、そして故障したときに何が被害を受けるかによって変わります。
ほかの国では、この問題を別の形で測っています。英国では、水道会社が2050年までに漏水量を2017〜18年度の水準から半減させることを約束しています。韓国では、環境部が2023年の漏水率を9.9%と報告し、老朽管の交換を終えた16の自治体では2016年以降に漏水率が10.8ポイント下がったとしています。
米国の水道管に必要な費用
今後20年間の飲料水インフラの推定必要額（2021年1月時点のドル換算）
| 区分 | 推定必要額 |
|---|---|
| 飲料水インフラ全体 | 6,250億ドル |
| 送水管・配水管 | 4,208億ドル |
| 管が占める割合 | 約67% |
US Environmental Protection Agency, 7th Drinking Water Infrastructure Needs Survey and Assessment, 2023
最近の事例
2024年のアトランタの破裂は、数多い例のひとつにすぎません。米コネチカット州ウォーターベリーでは、1900年ごろに敷設された本管が2025年12月に破裂しました。翌週の月曜日までに住民の約60%が断水し、州兵が3万ガロン（約11万L）以上の水を配りました。2026年5月10日には、米ミシガン州オーバーンヒルズで五大湖水道局の直径42インチ（約107cm）の送水本管が破裂し、非常事態宣言と、5月16日まで続く煮沸勧告が出されました。
水の危機がすべて本管の破裂によるわけではありません。2022年にミシシッピ州ジャクソンで15万人以上が安全な水を使えなくなった危機は、洪水の際の浄水場の故障から始まりました。ただし、同市では配水管の破裂も多発していました。また、破裂の影響は給水だけではありません。水道管や下水管からの漏水は、陥没穴（シンクホール）についての記事で取り上げた道路陥没の最大の原因です。
研究データが示唆すること
ほとんどの世帯にとって、本管の破裂は「病気」ではなく「数日間の不便」を意味します。破裂後の胃腸炎のリスクは実在しますが、大きくはありません。断水が長い場合や、下水管と同じ溝で修理が行われる場合には高くなり、煮沸勧告が出されるのはこのためです。破裂率は管の古さだけよりも、材質、土壌、天候にはるかに大きく左右され、米国の最新の調査では増加ではなく減少していました。
より大きなリスクは、ゆっくり進むものです。古い鋳鉄管や石綿セメント管が大量に残り、その多くが腐食性の土壌に埋まっていて、劣化するよりはるかに遅いペースでしか交換されていません。これは家庭ではなく水道事業者や行政が向き合う問題です。研究からは、単に最も古い管ではなく、すでに破裂したことのある管を優先して交換するほうが、お金を有効に使えることが示唆されています。
よくある質問
Q. 水道本管の破裂は年に何件起きている？
米国土木学会の推定では、米国で年に約24万件です。2021年の報告書では25万〜30万件と推定されていました。
Q. なぜ冬に水道管が破裂する？
寒波で地面が凍って収縮し、もろい管、特に鋳鉄管を圧迫するからです。気温の低下と急激な変化は、破裂の最も強い予測因子のひとつです。
Q. 水道管の破裂後、水道水を飲んでも大丈夫？
水道事業者の指示に従ってください。研究では、破裂や修理の後に胃腸炎のリスクがやや高くなっていました。水圧が失われたときに事業者が煮沸勧告を出すのはこのためです。
Q. 最も破裂しやすい管は？
鋳鉄管です。2023年の調査では100マイル（約160km）あたり年28.6件で、PVC管は2.9件でした。
Q. 水道本管の破裂で自宅が被害を受けたら、誰が払う？
破裂した場所、地域の法律、加入している保険の内容によって異なります。水道事業者と保険会社に確認してください。多くの住宅保険では、突発的な水濡れ被害と、徐々に進んだ漏水を別のものとして扱っています。
まとめ
- 米国とカナダの水道本管の破裂は、2023年に100マイル（約160km）あたり年11.1件。2018年の14.0件から減りました。
- 鋳鉄管はPVC管の約10倍破裂しやすく、腐食性の土壌ではリスクがさらに何倍にもなります。
- 管の古さだけよりも、寒波と過去の破裂歴のほうが警告のサインとして役立ちます。
- 破裂や修理の現場の近くに住む世帯では、その後1週間の胃腸炎のリスクがやや高くなっていました。
- 米国の飲料水システムには今後20年で推定6,250億ドルが必要で、その3分の2が管の費用です。
この記事は、水道本管の破裂に関する公表された研究、水道事業者への調査、公的なデータをまとめたものです。工学・法律・保険・医療に関する助言ではありません。断水や煮沸勧告の際は、水道事業者や地域の保健当局の指示に従い、体調が悪くなったら医療機関に相談してください。
さらに読む：最も網羅的な調査は、ユタ州立大学の Barfuss による2023年の報告書「Water Main Break Rates in the USA and Canada: A Comprehensive Study」です。健康面の根拠とその弱点については、Ercumen、Gruber、Colford による2014年のレビュー（Environmental Health Perspectives 掲載）が詳しくまとめています。
- Water Always Wins、Erica Gies（2022）。ジャーナリストが、都市が水をどう制御しようとしてきたのか、そして水が押し返してきたときに何が起きるのかを描いた本。管よりも洪水と干ばつが中心です。
- Engineering in Plain Sight、Grady Hillhouse（2022）。身の回りのインフラをイラストで解説したガイドで、上下水道の章もあります。
- Proof、Adam Kucharski（2025）。数学者が、人は何を「根拠」とみなすのかを論じた本。破裂後の病気に関するような観察研究を評価するのに役立ちます。
参考文献
- Folkman SL. Water Main Break Rates in the USA and Canada: A Comprehensive Study. Utah State University, 2012.
- Folkman SL. Water Main Break Rates in the USA and Canada: A Comprehensive Study. Utah State University, 2018.
- Barfuss SL. Water Main Break Rates in the USA and Canada: A Comprehensive Study. Utah Water Research Laboratory, Utah State University, 2023.
- American Society of Civil Engineers. Report Card for America’s Infrastructure: Drinking Water, 2021 and 2025.
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