技術士R07対策版|R01~R06【10上下水道部門】必須問題Ⅰ『解答論文例:12題』-解答骨子例付き-
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🔽 以下、本記事の主内容
📅R01年度
R01_I-1「過去問題」
上下水道事業は、市民生活にとって重要なライフラインであり、災害や事故発生時においても事業を一定のレベルで継続させ、早期に業務レベルを復旧することが必要不可欠である。このため、頻発するさまざまな災害や事故においても実効性のある上下水道事業共通の計画立案と災害リスクの低減が求められている。
上記のような状況を踏まえて、以下の問いに答えよ。
(1)技術者としての立場で多面的な観点から上下水道事業に共通する課題を抽出し分析せよ。
(2)抽出した課題のうち最も重要と考える上下水道事業に共通する課題を1つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を示せ。
(3)解決策に共通して新たに生じうるリスクとそれへの対策について述べよ。
(4)業務遂行において必要な要件を技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から述べよ。
R01_I-1 <解答骨子例>
1.上下水道事業の多面的な課題の分析
1.1 人口増加に伴う需要増加
・需要増加の顕著性
・既存施設の改修と新設の必要性
1.2 老朽化した施設の更新
・故障や漏水のリスク
・効率的な運用
1.3 自然災害や環境変化への対応
・異常気象と豪雨の増加
・浸水や損傷のリスク
2.上下水道事業における最重要課題と解決策
2.1 最重要課題: 老朽化した施設の更新
・更新と維持管理の重要性
・複数解決策の必要性
2.2 解決策1:効果的な資金調達と投資計画
・膨大な費用
・政府や民間企業との協力
2.3 解決策2:先進的な技術の活用
・効率性と耐久性の向上
・遠隔監視と効率的メンテナンス
2.4 解決策3:持続可能な運営と管理体制の構築
・環境への配慮と省エネルギー化
・運営の透明性と信頼性
3.解決策に伴うリスクと対策
3.1 新技術導入に伴う技術的リスク
・技術的なリスクの可能性
・事前の評価やテスト
3.2 資金調達の失敗による財政的リスク
・財政的なリスクの発生
・資金調達先の確保とリスク分散
3.3 予備計画と緊急対応策の策定
・迅速かつ適切な対処
・事前の策定の重要性
4.倫理と持続可能性の観点からの要件
4.1 技術者としての倫理の遵守
・安全基準や規制の遵守
・公正性と透明性の保持
4.2 持続可能な運営の推進
・環境への配慮と資源の有効活用
・地域社会との調和
R01_I-2「過去問題」
上下水道事業は、我が国の生活基盤を支えるインフラとして重要な役割を果たしている。一方で、その事業活動は、インフラ整備、水輸送のための管路システム及び水処理におけるエネルギー消費等により、地球温暖化に影響を及ぼしている。
上記のような状況を踏まえ、以下の問いに答えよ。
(1)上下水道事業においては地球温暖化防止のためのさまざまな取組が求められている。これについて、技術者としての立場で多面的な観点から上下水道事業に共通の課題を抽出して分析せよ。
(2)抽出した課題のうち最も重要と考える上下水道事業に共通の課題を1つ挙げ、その理由を述べるとともに、その課題に対する複数の解決策を示せ。
(3)解決策に共通して新たに生じうるリスクとそれへの対策について述べよ。
(4)業務遂行において必要な要件を技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から述べよ。
R01_I-2 <解答骨子例>
1.上下水道事業における地球温暖化対策の課題
[1] エネルギー消費
・水の供給と処理
・配管システムの維持と運用
[2] 施設設計・建設
・降雨量の変動と地表水の減少
・気候変動による影響
2.重要な課題とその解決策
[1] 最も重要な課題: エネルギー消費の削減
・環境負荷の大きな要因
・経済的な影響
[2] 解決策1:エネルギー効率の改善
・水処理プロセスと配管システム
・省エネ型機器の導入と再生可能エネルギーの活用
[3] 解決策2:エネルギーを考慮した設計
・断熱性の向上
・自然エネルギーの利用
[4] 解決策3:水の循環の活用
・水資源の有効利用
・供給と処理の効率向上
3.解決策に伴う新たなリスクと対策
[1] 省エネ型機器導入のリスク
・初期投資の増加
・コスト効果の高い機器の選定と運用計画
[2] 再生可能エネルギー活用のリスク
・天候条件への依存
・エネルギー源の多様化
4.技術者の倫理と社会の持続可能性
[1] 技術者としての倫理
・環境への配慮の優先
・地球温暖化影響の最小化
[2] 社会の持続可能性
・地域のニーズと文化への適合
・地域社会との協力関係
📅R02年度
R02_I-1「過去問題」
上下水道事業は、水循環と強い関わりを持っている。水道事業では、水源として水資源を利用し、下水道事業では、汚水処理により水質保全に寄与している。近年、社会構造の変化及び気候変動等の要因により、水循環に問題が生じている。今後の持続可能な社会の実現には、健全な水循環が不可欠であり、様々な分野での取組が求められている。
上記のような状況を踏まえ、以下の問いに答えよ。
(1)上下水道事業においても、健全な水循環構築のための取組が求められている。これについて、技術者としての立場で多面的な観点(水量、水質、水辺環境)から、健全な水循環の構築に関して上下水道事業に共通する課題を複数抽出し、その内容を観点とともに示せ。
(2)前問(1)で抽出した課題のうち最も重要と考える課題を1つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を示せ。
(3)上記のすべての解決策を実行した上で生じる波及効果と専門技術を踏まえた懸念事項への対応策を示せ。
(4)前問(1)~(3)の業務遂行において必要な要件を、技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から述べよ。
R02_I-1 <解答骨子例>
1.健全な水循環の構築に向けた上下水道事業の課題と観点
[1] 水量
・水供給の安定性と水需要の増加
・水源確保と供給インフラ整備の遅れ
[2] 水質
・汚染源の拡大と浄水処理の限界
・対処しきれない水質汚染の進行
[3] 水辺環境
・河川や湖沼の生態系への影響
・水辺環境の汚染と生態系のバランス崩壊
2.最も重要な課題への解決策
[1] 最も重要な課題: 水質
・水質の課題
[2] 解決策1:新たな浄水技術の導入
・次世代浄水技術の採用
・微量汚染物質の除去
[3] 解決策2:水源の保護と管理
・水源地周辺の生態系保護
・水質の持続的な改善
3.解決策の波及効果と懸念事項への対応策
[1] 波及効果
・水質改善
・生態系回復
[2] 懸念事項への対応策
・技術的限界
・社会的影響
4.技術者としての倫理と持続可能性の観点からの要件
[1] 透明性と公正性
・利益調整
[2] 継続的な改善
・持続可能な水循環の実現
[3] 地域社会との協働
・地域社会との協働
・持続可能な水循環の実現
R02_I-2「過去問題」
上下水道事業は、都市生活を支えるインフラとして整備が進められてきた。水道普及率は98.0%、下水道処理人口普及率は79.3%(ともに平成30年度末)となっており、両事業ともこれまでに整備した膨大な施設を有している。一方で、日本の総人口は平成20年のピーク後に減少へ転じており、大半の地域では水需要減少が見込まれている。各事業体の財政状況は厳しく、官民双方における技術者不足、施設の老朽化等の多くの課題を抱える中で、快適で衛生的な生活に不可欠な上下水道事業を安定的に継続させるための方策が求められている。
このような状況を踏まえ、以下の問いに答えよ。
(1)上下水道事業を将来的に安定して継続させるためのさまざまな取組が求められている。これについて、技術者としての立場で多面的な観点から、上下水道事業に共通する課題を複数抽出し、その内容を観点と共に示せ。
(2)前問(1)で抽出した課題のうち最も重要と考える課題を1つ挙げ、その理由を述べるとともに、その課題に対する複数の解決策を示せ。
(3)解決策に共通して新たに生じうるリスクとそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。
(4)前問(1)~(3)の業務遂行において必要な要件を、技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から述べよ。
R02_I-2 <解答骨子例>
1.上下水道事業における課題と観点
[1] 水需要の減少と施設の老朽化
・持続的な供給と施設の更新
・施設の稼働率低下と老朽化の進行
[2] 技術者不足と人材確保
・人材育成と効率化
・適切な保守管理と技術革新の困難
[3] 財政状況の厳しさと効率的な運営
・財政効率化と公共サービス維持
・設備投資とサービス向上の制約
2.最重要課題とその解決策
[1] 最重要課題:水需要の減少と施設の老朽化
・安定性と持続可能性への影響
[2] 解決策1:需要予測と適正な施設規模の見直し
・水需要の変化への対応
・過剰な施設の縮小と必要な施設の更新
[3] 解決策2:施設の効率化と革新的な技術導入
・古い施設の更新
・運用コストの削減と持続可能な運営
3.解決策に伴うリスクとその対策
[1] 施設規模見直しのリスク
・需要予測の不確実性
・リアルタイムなデータ分析と柔軟な施設設計
[2] 革新的な技術導入のリスク
・導入コストの高さと故障リスク
・事前の十分な検証と段階的な導入
4.技術者としての倫理と社会の持続可能性への配慮
[1] 公正な技術評価と透明性の確保
・利益誘導のない公正な評価
・過程の透明化
[2] 地域社会との連携とコミュニケーション
・ニーズや意見の適切な反映
・良好な関係構築と事業の持続可能性確保
[3] 継続的な技術研究と教育
・技術者自身のスキルアップと新技術の開発
・後進の育成と上下水道事業への貢献
📅R03年度
R03_I-1「過去問題」
日本の将来人口は、減少していくと予測されている。この人口減少により上下水道事業では、将来水需要の減少に伴う料金収入の減収や職員数の減少が見込まれている。一方、多くの施設は、老朽化が進行しており、更新時期を迎えつつある。このため、今後も安定して事業を継続していくためには、厳しい財政状況の下で執行体制の省力化を図りながら事業が進められるように上下水道事業の基盤強化を着実に進めていくことが求められている。
(1)上下水道事業に共通する事業基盤強化に関して、技術者としての立場で多面的な観点から3つ課題を抽出し、それぞれの観点を明記したうえで、課題の内容を示せ。
(2)抽出した課題のうち最も重要と考える上下水道に共通する課題を1つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を示せ。
(3)解決策に共通して生じうる新たなリスクとそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。
(4)業務遂行において必要な要件を技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から述べよ。
R03_I-1 <解答骨子例>
1.事業基盤強化に向けた課題抽出
[1] 施設の老朽化と更新問題
・老朽化進行と更新時期
・財政負担と適切な計画・実施
[2] 水需要減少と収益減少
・人口減少と水需要減少
・事業運営と料金体系見直し
[3] 執行体制の省力化と業務効率化
・厳しい財政状況
・技術やシステム導入と人材育成
2.最重要課題への解決策
[1] 最重要課題
・施設の老朽化と更新問題
[2] 解決策1:財政的負担軽減策
・PPP活用による民間資金導入
・ローンや債券発行による負担分散
[3] 解決策2:更新計画の効率化
・リスク評価含む詳細調査分析
・長期視点の施設管理計画策定
3.解決策に伴うリスクと対策
[1] 新たなリスク1
・PPP導入に伴うリスク
[2] 対策1:リスクの評価と分散
・事前のリスク評価と補償設定
・契約条件範囲内での予測と備え
[3] 新たなリスク2
・更新計画の見落としや誤差
[4] 対策2:詳細調査と技術活用
・施設状況や必要性の詳細調査
・シミュレーション等で正確な見積
4.倫理と社会の持続可能性に基づく要件
[1] 透明性と公平性の確保
・決定プロセスの透明性保持
・利害関係者とのコミュニケーション
・公共性重視と市民の安全優先
[2] 環境負荷の最小化と持続可能性
・環境負荷最小化と資源有効活用
・水資源管理や再生エネ導入
R03_I-2「過去問題」
平成30年7月豪雨や北海道胆振東部地震などの被害を受け、平成30年12月14日に閣議決定された「防災・減災、国土強靭化のための3か年緊急対策」が平成30年度から令和2年度に進められ、さらに令和3年度からは「防災・減災、国土強靭化のための5か年加速化対策」が進められている。この状況を踏まえ、以下の問いに答えよ。
(1)社会の重要な機能を維持するため重要なインフラである上下水道が国土強靭化に資するため、対策すべき課題について、技術者としての立場で多面的な観点から3つ抽出し、それぞれの観点を明記したうえで、課題の内容を示せ。
(2)抽出した課題のうち最も重要と考える課題を1つ挙げ、その課題に対する複数の具体的な対策を示せ。
(3)すべての解決策を実行しても新たに生じうるリスクとそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。
(4)上記事項を業務として遂行するに当たり、技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から必要となる要件・留意点を述べよ。
R03_I-2 <解答骨子例>
1.課題の抽出と観点
[1] 老朽化した施設の更新
・基盤整備と耐震性向上
・高齢化した施設が災害に弱く、破損が懸念
[2] 浸水対策の強化
・水害対策と都市計画の連携
・豪雨時の下水道浸水による被害増加と一体的な対応
[3] 情報インフラの強化
・モニタリングとリアルタイム対応
・災害時における上下水道システムの技術的な強化
2.最重要課題とその対策
[1] 最重要課題
・老朽化した施設の更新
[2] 対策1:施設の点検・評価の強化
・既存施設の定期的かつ徹底的な点検と評価
・災害に強い施設の基準策定
[3] 対策2:老朽化した施設の改修・更新
・点検で判明した老朽化施設の優先的な改修・更新
・技術革新を取り入れた耐震性の高い施設への更新
[4] 対策3:地域全体のリスクマネジメント
・地域全体のリスクマネジメント
・総合的な防災計画の策定
3.新たなリスクと対策
[1] 新たなリスク1:技術的な問題の発生
・新技術の導入や施設改修に伴う予期せぬ技術的な問題
[2] 新たなリスク2:予算不足や経費超過
・対策の実行に必要な予算不足や予定外の経費発生
[3] 新たなリスク3:社会的な反対や批判
・対策が地域住民や関係者から反対や批判を受ける可能性
[4] リスク対策1:リスクマネジメントの強化
・リスク管理の専門家との連携
・潜在的なリスク予測と対策策定
・プロジェクト進捗の定期的評価
・リスクの早期発見と対応
[5] リスク対策2:予算管理と資金調達の多様化
・適切な予算管理システムの導入
・予算の透明性と効率性の確保
・公私のパートナーシップを活用
・民間資金や助成金獲得による予算調達の多様化
[6] リスク対策3:コミュニケーションと参加型プロセスの促進
・地域住民や関係者との積極的なコミュニケーション実施
・計画の透明性と合意形成
・参加型のプロセスを促進
・地域の声を反映した対策を実行
・社会的な反対や批判を最小限に抑える
4.技術者としての倫理と社会の持続可能性
[1] 透明性と公正性の確保
・対策の計画や実施における透明性と公正性の確保
・市民の意見や要望の十分な反映
[2] 環境への配慮
・施設の更新や改修に際しての環境への配慮の徹底
・持続可能な開発の実現
[3] 地域社会との連携
・地域の自治体や住民との緊密な連携
・地域の特性やニーズに合った対策の展開
📅R04年度
R04_I-1「過去問題」
近年、デジタル化が進み、国では2021年9月1日にデジタル庁が発足するなど、デジタルトランスフォーメーション(以下「DX」という。)社会の構築として、あらゆる分野で検討が開始されている。
インフラを支える上下水道事業においても、人口減少による料金、使用料収入の減少、技術者の不足や老朽化施設の増加など様々な課題を抱える中で安定的に事業を継続させるため、今後、DXの活用について検討が求められる。
このような状況を踏まえ、下記の問いに答えよ。
(1)上下水道事業に共通するDXに関する状況を踏まえ、技術者としての立場で多面的な観点から3つの課題を抽出し、それぞれの観点を明記したうえで、その課題の内容を示せ。
(2)前問(1)で抽出した課題のうち最も重要と考える課題を1つ挙げ、その課題に対してDXを活用した複数の具体的な対策を示せ。
(3)前問(2)の対策を実行しても新たに生じうるリスクとそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。
(4)上記事項を業務として遂行するに当たり、技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から必要となる要件、留意点を述べよ。
R04_I-1 <解答骨子例>
1.上下水道事業におけるDXに関する課題
[1] 技術者の不足
・人材確保とスキル維持
・高齢化や技術進化への対応困難
[2] 老朽化施設の増加
・インフラの維持と更新
・適切な保守管理や更新工事の遅れ
[3] 効率的な運用管理の確立
・業務効率とサービス品質の向上
・データの統合や分析、予防保全計画策定の困難
2.最も重要な課題に対するDX活用の対策
[1] 最も重要な課題
・技術者の不足
[2] 対策1:eラーニングプラットフォームの導入
・遠隔地の技術者へのアクセス
・最新技術や運用手法に関する教育提供
[3] 対策2:遠隔監視システムの導入
・老朽化施設やアクセス困難な施設への導入
・リアルタイムでの監視や異常検知
[4] 対策3:AIによる業務支援システムの構築
・AIを活用した業務支援システム導入
・運用管理業務の自動化や効率化
3.対策実行のリスクと対策
[1] セキュリティリスクの増加
・遠隔監視システム、AIシステム導入
・サイバーセキュリティへの脆弱性
[2] 技術依存度の増加
・新技術導入による従来手法への依存低下
・システム障害時の対応力低下
[3] 対策1:セキュリティリスクへの対策
・強固なセキュリティプロトコルの導入
・定期的な脆弱性スキャンやセキュリティ監査の実施
[4] 対策2:技術依存度増加への対策
・技術者の教育・研修の定期的な実施
・新旧技術のトランジションの円滑化
4.倫理と持続可能性への考慮
[1] 倫理的なデータ利用とプライバシー保護
・倫理
・適切な承認を得たデータ利用と個人情報保護の徹底
・持続可能性
・プライバシー保護不備による信頼喪失
・サービス持続可能性への影響
[2] 地域社会との連携と環境負荷の低減
・倫理
・地域社会とのコミュニケーション重視
・地域特性やニーズに合わせた施策実施
・持続可能性
・環境負荷低減のための省エネルギー
・再生可能エネルギー導入
R04_I-2「過去問題」
上下水道は、生活基盤を支えるインフラとして重要な役割を果たす一方で、その事業活動においては、多くの資源やエネルギーを消費し、温室効果ガスや廃棄物等を大量に排出している。このため、上下水道には、事業活動に伴う環境負荷を低減し、地球温暖化の抑制や持続可能な社会の構築に貢献していくことが求められている。
このような状況を踏まえ、以下の問いに答えよ。
(1)上下水道分野において事業活動に伴う環境負荷を低減するために、技術者としての立場で多面的な観点から3つの課題を抽出し、それぞれの観点を明記したうえで、課題の内容を示せ。
(2)抽出した課題のうち最も重要と考える課題を1つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を示せ。
(3)すべての解決策を実行しても新たに生じうるリスクとそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。
(4)前問(1)~(3)の業務遂行において必要な要件を、技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から述べよ。
R04_I-2 <解答骨子例>
1.上下水道事業の環境負荷低減に向けた多面的な課題と観点
[1] 資源の効率的利用と再生利用
・資源循環
・資源の浪費削減と循環型社会の構築
[2] エネルギー消費の最適化
・省エネルギー技術
・エネルギーの無駄削減と持続可能な運営
[3] 排水の浄化と処理技術の向上
・水質管理
・水質の改善と生態系への負荷低減
2.最重要課題とその解決策
[1] 最重要課題
・資源の効率的利用と再生利用
[2] 解決策1:水資源の再利用施設の拡充と改善
・下水処理水や雨水などの再生利用促進
・地下水の汲み上げ量削減と水資源の持続可能な利用
[3] 解決策2:有機資源の回収・再生利用の促進
・バイオガスや堆肥などの再生資源として活用する施設増設
・エネルギーの生産や肥料の供給源としての利活用
[4] 解決策3:排水中の微量汚染物質の除去技術の向上
・新たな除去技術の研究開発や既存技術の改良
・水域生態系への負荷低減と水環境の保全
3.リスクと対策
[1] 新たなリスク
・新たな技術の導入に伴うリスク
・再生利用施設の運用リスク
[2] 対策1:新技術導入リスクへの対策
・事前の十分な調査と評価
・リスクマネジメント計画の策定
[3] 対策2:再生利用施設運用リスクへの対策
・適切な運用計画の策定
・専門的な技術者の配置
4.技術者の倫理と社会の持続可能性に向けた要件
[1] 技術革新と知識更新の要件
・最新の技術や知識の習得
・持続可能な技術の導入や改良
[2] 利害関係者との協働の要件
・社会の持続可能性を追求するための協働
・持続可能な解決策を追求するリーダーシップの発揮
[3] 情報公開と透明性の要件
・業務における情報の適切な公開
・社会からの信頼獲得と持続可能な発展への貢献
📅R05年度
R05_I-1「過去問題」
近年、上下水道事業では、人口減少に伴う収入の減少、深刻化する人材不足及び老朽化の増加等の課題に直面している。そのような中、国において、水道では水道施設の点検を含む維持・修繕の実施に関するガイドラインを改訂し、下水道では新下水道ビジョン加速戦略での重点項目において維持管理情報等を起点としたマネジメントサイクル(点検・調査、修繕・改築に至るサイクル)の確立の重要性を明記するなど、効率的・効果的に計画・設計、修繕・改築を行うための維持管理情報等の重要性が一層増している。
このような状況を踏まえ、下記の問いに答えよ。
(1)上下水道事業での点検・調査等による維持管理情報等の取得、蓄積、活用に関して、技術者としての立場で多面的な観点(ただし、費用面は除く)から3つの重要な課題を抽出し、それぞれの観点を明記したうえで、その課題の内容を示せ。
(2)前問(1)で抽出した課題のうち最も重要と考える課題をその理由とともに1つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を具体的に示せ。
(3)前問(2)で示したすべての解決策を実行しても新たに生じうるリスクとそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。
(4)上記事項を業務として遂行するに当たり、技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から必要となる要件、留意点を述べよ。
R05_I-1 <解答骨子例>
1.標準化とデータ統合の課題
[1] データの標準化と統合化
・技術的観点
・データ形式統一と互換性確保
[2] 高度解析技術の導入
・技術的観点
・AI等活用高度な解析技術導入
[3] 情報管理と有効活用
・運用的観点
・一貫した管理体制構築
2.最重要課題とその解決策
[1] 最重要課題
・データの標準化と統合化
[2] 解決策
・統一ルール策定
・データ一元的管理
・データベースシステム構築
・既存データ標準形式に変換
・移行計画と支援体制整備
・技術者への教育
・啓発活動推進
3.新たに生じるリスク及びその対策
[1] リスク
・改修コスト増
・情報 ・セキュリティ懸念
・ルール変更対応力不足
・組織内抵抗感
[2] 対策1:改修コスト増へ
・段階的改修を行う
・新たな技術の活用検討
[3] 対策2:情報・セキュリティ懸念へ
・アクセス制御と暗号化
・セキュリティ対策強化
[4] 対策3:ルール変更対応力不足へ
・標準化ルールの見直し
・柔軟に改訂できる体制整備
[5] 対策4:組織内抵抗感へ
・教育やコミュニケーション強化
・メリットを示す
4.技術者の倫理と持続可能性に必要な要件・留意点
[1] 技術者の倫理
・個人情報保護と不正アクセス防止
・データの改ざん防止
・公平性と中立性の確保
[2] 社会の持続可能性
・経済的な持続可能性確保
・環境負荷の低減
・地域社会への技術還元
・長期的な資産管理計画策定
R05_I-2「過去問題」
東日本大震災では津波により多くの水道施設が被害にあったほか、下水道施設における被害は地震動によるものよりも大きかった。また、平成30年7月豪雨では多くの水道施設が被害を受け、全国18道府県で断水が発生したほか、令和元年東日本台風では下水道施設が浸水しその機能を停止した。しかし、人々の生活さらには生命の維持のために重要なライフライン施設である上下水道施設は、災害時においてもその機能の確保が求められている。そのため洪水・内水・津波・高潮等の水害発生時においても上下水道施設の機能を維持又は、万が一機能停止を余儀なくされた場合でも迅速に機能回復を可能とするための、ハード及びソフト面での対策が必要となる。
このような状況を踏まえ、以下の問いに答えよ。
(1)技術者としての立場で、水害に対し上下水道施設に共通する重要な課題を多面的な観点から3つ抽出し、それぞれの観点を明記したうえで、その課題の内容を示せ。
(2)前問(1)で抽出した課題のうち最も重要と考える課題を1つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を示せ。
(3)前問(2)で示したすべての解決策を実行しても新たに生じうる課題とそれへの対策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。
(4)前問(1)~(3)の業務遂行において必要な要件を、技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から題意に即して述べよ。
R05_I-2 <解答骨子例>
1.水害に対し上下水道施設に共通する重要な課題
[1] 施設の防災対策
・物理的防災性能向上
・機能停止を最小限に
[2] システムの冗長性の確保
・システム信頼性確保
・機能維持できる冗長性
[3] 応急対応力の強化
・防災・減災機動力向上
・迅速な被害状況把握
2.最重要課題及びその解決策
[1] 最重要課題
・システムの冗長性確保
[2] 解決策
・施設を分散配置し同時被災を防ぐ
・バックアップ施設を整備
・管網を複数のルートで冗長化
3.新たに生じうる課題とそれへの対策
[1] 広域災害時の代替施設被災リスク
・代替施設が被災する可能性
[2] リスクへの対策
・協力体制構築と調達ルート確保
・災害対応の訓練を実施
・早期把握と的確な指示
4.業務遂行に必要な要件
[1] 倫理面
・公平・公正なサービス提供
・迅速かつ誠実な業務遂行
[2] 社会の持続可能性
・環境負荷低減の意識
・災害に強いシステム構築
・上下水道の継続性確保
・レジリエントな社会実現
📅R06年度
R06_I-1「過去問題」
我が国では、水循環基本計画に基づき水循環に関する施策を着実に実施してきたところであるが、健全な水循環の維持又は回復に当たっては、依然として多くの課題が残されている。今後の持続可能な社会の実現には、健全な水循環が不可欠であり、様々な分野での取組が求められている。上記のような状況を踏まえ、以下の問いに答えよ。
(1)上下水道事業においても、健全な水循環構築のための取組が求められている。これについて、技術者としての立場で多面的な観点から、健全な水循環の構築に関して上下水道事業に共通する技術面の課題を3つ抽出し、それぞれの観点を明記したうえで、その課題の内容を示せ。
(2)前問(1)で抽出した課題のうち最も重要と考える課題を1つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を、上下水道の専門技術用語を交えて示せ。
(3)前問(2)で示したすべての解決策を実行したうえで生じる波及効果と専門技術を踏まえた懸念事項への対応策を示せ。
(4)前問(1)~(3)の業務遂行に当たり、技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から必要となる要件・留意事項を題意に即して述べよ。
R06_I-1 <解答骨子例>
1.水循環構築の技術課題
[1] 水資源の有効利用
・水の再利用技術向上
・下水処理水の再利用率が低い
[2] 施設の老朽化対策
・インフラの更新と維持管理効率化
・漏水や管路破損のリスク
[3] 気候変動への適応
・水循環システムの強靭化
・従来のシステムでは対応が困難
2.最重要課題とその解決策
[1] 最重要課題
・水資源の有効利用
[2] 解決策1:MBR導入による高度処理
・高品質な処理水を得る
・再生水の用途拡大や利用促進
[3] 解決策2:RO膜技術活用による水質向上
・広範囲な用途に適した再生水製造
[4] 解決策3:水循環インテリジェント制御システム構築
・IoTやAI技術を活用
・効率的な再生水製造と供給
[5] 解決策4:用途別水質基準策定と規制緩和推進
・柔軟な水再利用
3.解決策に伴う波及効果と懸念事項への対応策
[1] 波及効果
・環境負荷の低減
・水インフラの強靭化
・災害時のレジリエンス向上
[2] 懸念事項への対応策
・市民の不安
・コスト増加
[3] 市民の不安への対応策
・水質モニタリング体制強化
・情報公開の徹底
[4] コスト増加への対応策
・広域的な再生水利用システム構築
・省エネ型膜の開発促進
4.業務遂行に必要な要件・留意事項
[1] 技術者倫理の観点
・安全性の確保が最重要
・リスク管理と社会的合意形成
[2] 社会の持続可能性の観点
・長期的な視点に立った計画立案
・柔軟性と拡張性を持つシステム構築
・経済性と環境保全のバランス
[3] 技術者に求められること
・継続的な学習と技術革新への挑戦
・他分野の専門家や市民との協働
R06_I-2「過去問題」
我が国においては、上下水道の普及が進むなかで、平成23年の東日本大震災、平成28年熊本地震、令和6年能登半島地震などで浄水場や下水処理施設の被災事例が見られ、上下水道施設の耐震化の加速化が重要な課題である。こうした状況の下で、以下の問いに答えよ。
(1)上下水道施設(特に、浄水場、下水処理施設)の耐震化を加速化するうえで、技術者としての立場で多面的な観点から上下水道施設に共通する技術面の課題を3つ抽出し、その内容を観点とともに示せ。
(2)前問(1)で抽出した課題のうち最も重要と考える課題を1つ挙げ、その課題に対する複数の解決策を、上下水道の専門技術用語を交えて示せ。
(3)前問(2)で示した解決策をすべて実施しても残るリスクとそれへの対応策について、専門技術を踏まえた考えを示せ。
(4)業務遂行に当たり必要な要件を、技術者としての倫理、社会の持続可能性の観点から述べよ。
R06_I-2 <解答骨子例>
1.耐震化の技術的課題
[1] 構造物の耐震性能評価
・既存施設の耐震診断技術高度化
・正確な耐震性能評価が困難
[2] 施工技術
・供用中施設の耐震補強技術開発
・効率的な耐震化の障害
[3] リスク管理
・耐震化優先順位の最適化手法確立
・複雑な要因を総合的に評価
2.耐震診断技術の高度化への解決策
[1] 最重要課題
・既存施設の耐震診断技術の高度化
[2] 解決策1:非破壊検査技術の高度化
・超音波探傷法や電磁波レーダー法活用
・より精度の高い耐震性能評価
[3] 解決策2:三次元数値解析モデル活用
・有限要素法(FEM)など活用
・複雑な形状を持つ施設の地震時挙動シミュレーション
[4] 解決策3:AI活用による構造健全性評価
・常時モニタリングデータをAIが解析
・リアルタイムでの耐震性能評価
[5] 解決策4:データベース構築と統計解析手法活用
・過去の地震被害データや耐震診断結果分析
・様々な条件下での耐震性能を高精度で予測
3.残存リスクと対応策
[1] 残存リスク
・想定を超える巨大地震の発生リスク
・複合災害のリスク
・人為的ミスによる評価誤差のリスク
[2] 対策1:巨大地震リスクへの対策
・バックアップシステム構築
・応急復旧計画の充実化
[3] 対策2:複合災害リスクへの対策
・マルチハザードアプローチ導入
・総合的な耐災害性評価
[4] 対策3:評価誤差リスクへの対策
・クロスチェック体制構築
・第三者評価導入
・技術者の継続的な教育・訓練
4.業務遂行に必要な要件
[1] 技術者倫理の観点
・安全性の確保と公衆の利益優先
・長期的な安全性を重視
・適切な情報公開による社会的合意形成
[2] 社会の持続可能性の観点
・長期的な視点に立った計画立案
・人口減少や気候変動などを考慮
・ライフサイクルコスト最適化
[3] 技術者に求められること
・最新の技術動向や研究成果に注目
・自己研鑽に努める姿勢
・他分野の専門家や地域住民との協働
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