【徹底解説】水道の仕組みを分かりやすく説明!子供から大人まで楽しめる内容


はじめに

水は私たちの生活に欠かせないものです。蛇口をひねればいつでもきれいな水が使えるのは、水道の仕組みのおかげです。しかし、水道水がどのように作られているのか、意外と知らない人も多いのではないでしょうか。

この記事では、水道の仕組みを子供から大人まで楽しめるように、分かりやすく解説します。

1. 水道の塩素

蛇口から出てくる水には、塩素が含まれています。これは、病原菌を防ぐために必要なものです。塩素は、水に溶け込むと次亜塩素酸という物質になり、これが殺菌作用を持っています。

近年では、塩素の臭いや味を気にされる方も増えています。塩素臭を抑えた水道水を提供している地域もありますので、気になる方は調べてみるのも良いでしょう。

2. 水道のしくみ 子ども向け

子供向けに、水道の仕組みを簡単に説明します。

  1. 水源:川や湖、地下水など、きれいな水が採れる場所から水を汲み上げます。
  2. 浄水場:汲み上げた水を、砂やゴミを取り除いたり、塩素を消毒したりして、きれいな水を作ります。
  3. 水道管:浄水場で作られたきれいな水を、ポンプでくみ上げて、各家庭まで配水します。
  4. 蛇口:蛇口をひねると、水道管を通ってきた水が噴き出します。

3. 水道 仕組み わかりやすく

もう少し詳しく、水道の仕組みを説明します。

3.1 水源

水源は、大きく分けて3種類あります。

  • 河川水:最も一般的な水源です。
  • 湖水:比較的きれいな水質の水源です。
  • 地下水:自然にろ過されたきれいな水源です。

3.2 浄水場

浄水場では、以下の工程を経て、きれいな水を作ります。

  1. 粗浄:大きなゴミや砂を取り除きます。
  2. 沈殿:細かい砂や濁りを沈殿させます。
  3. 急速ろ過:砂層や活性炭層でろ過し、さらに細かい汚れを取り除きます。
  4. 消毒:塩素を添加して、病原菌を死滅させます。

3.3 水道管

水道管は、ポンプでくみ上げられた水を、各家庭まで配水します。水道管には、さまざまな種類のものがあります。

  • 鋼管:強度が高く、耐久性に優れています。
  • 塩ビ管:軽量で安価ですが、耐久性に劣ります。
  • ポリエチレン管:柔軟性があり、耐震性に優れています。

3.4 蛇口

蛇口は、水道管から出てきた水を調節して、吐水するものです。蛇口には、さまざまな種類のものがあります。

  • シングルレバー混合栓:レバー一つで水温と水量を調節できます。
  • ツーハンドル混合栓:2つのハンドルで水温と水量を調節できます。
  • サーモスタット混合栓:設定した温度のお湯を出せる機能があります。

4. 上下水道のしくみ

4.1 上水道

上水道は、きれいな水を各家庭まで配水する仕組みです。具体的には、以下の工程で構成されています。

1. 水源

川、湖、地下水などから水を汲み上げます。水源は、水質が良好であることが重要です。

2. 浄水場

汲み上げた水を、浄水場で浄化処理します。浄水処理には、以下の工程があります。

  • 粗処理:大きなゴミや砂を取り除きます。
  • 沈殿処理:細かい砂や濁りを沈殿させます。
  • 急速ろ過:砂層や活性炭層でろ過し、さらに細かい汚れを取り除きます。
  • 消毒:塩素を添加して、病原菌を死滅させます。

3. 送水

浄化処理された水を、ポンプでくみ上げて、水道管を通して各家庭まで配水します。水道管には、さまざまな種類のものがあります。

  • 鋼管:強度が高く、耐久性に優れています。
  • 塩ビ管:軽量で安価ですが、耐久性に劣ります。
  • ポリエチレン管:柔軟性があり、耐震性に優れています。

4.2 下水道

下水道は、家庭や事業所から排出された排水を集めて処理する仕組みです。具体的には、以下の工程で構成されています。

1. 排水

家庭や事業所から排出された排水は、排水口から下水道管に流れ込みます。下水道管は、道路の下に埋設されています。

2. 汚水処理

下水道管で運ばれてきた排水は、汚水処理施設で処理されます。処理内容は、以下の工程に大きく分かれます。

  • 粗処理:大きなゴミや砂を取り除きます。
  • 沈殿処理:細かい砂や濁りを沈殿させます。
  • 生物処理:微生物を使って、有機物を分解します。
  • 消毒:紫外線や塩素を使って、病原菌を死滅させます。

3. 放流

処理された水は、に放流されます。放流される水は、環境基準を満たしている必要があります。

4.3 上下水道料金

上下水道料金は、水道料金下水道料金に分けられます。

  • 水道料金:浄水場から家庭まで水を配水するための費用です。
  • 下水道料金:家庭から排出された排水を集めて処理するための費用です。

上下水道料金は、自治体によって異なります。

5. 水道の3要素

水道の仕組みを理解するには、以下の3つの要素を覚えておくことが重要です。

  • 水源:きれいな水が採れる場所
  • 浄水場:きれいな水を作る場所
  • 水道管:きれいな水を各家庭まで配水する場所

6. 水道の蛇口 仕組み

蛇口は、以下の部品で構成されています。

  • ハンドル:水温と水量を調節する部分
  • スピンドル:ハンドルの動きを水流に伝える部分
  • カートリッジ:水温と水量を調節する部分
  • 吐水口:水が出る部分

蛇口には、さまざまな種類のものがあります。

  • シングルレバー混合栓:レバー一つで水温と水量を調節できます。
  • ツーハンドル混合栓:2つのハンドルで水温と水量を調節できます。
  • サーモスタット混合栓:設定した温度のお湯を出せる機能があります。

7. 自由研究 水道の仕組み

水道の仕組みは、自由研究の題材としても人気があります。以下のような研究テーマが考えられます。

  • 水道水の塩素濃度を調べる
  • 水道水の硬度を調べる
  • 水道水のpHを調べる
  • ペットボトルで浄水器を作る

8. マンション 水道の仕組み

マンションの水道は、一戸建て住宅とは少し仕組みが異なります。

1. 受水槽

浄水場から送られてきた水を貯めておくタンクです。受水槽は、屋上地下などに設置されています。受水槽の容量は、マンションの規模によって異なります。

2. 増圧ポンプ

受水槽の水を、各家庭まで送り届けるために必要な水圧を上げるポンプです。増圧ポンプは、受水槽の近くに設置されています。

3. 給水管

受水槽または増圧ポンプから各家庭まで水を配水する管です。給水管は、天井の中を通っています。

4. メリット

マンション水道のメリットは、以下の通りです。

  • 安定した水圧:受水槽や増圧ポンプがあるため、安定した水圧で水が供給されます。
  • 停電時にも水が使える:受水槽に水が貯めてあるため、停電時にもある程度の水を使うことができます。

5. デメリット

マンション水道のデメリットは、以下の通りです。

  • 水質が劣化しやすい:受水槽に水が貯めてあるため、水質が劣化しやすいです。
  • 管理が必要:受水槽や増圧ポンプは、定期的に点検や清掃が必要です。

6. 注意点

マンション水道を使用する際には、以下の点に注意が必要です。

  • 受水槽の水質:受水槽の水質は、定期的に検査する必要があります。
  • 節水:水資源を有効活用するためには、節水することが重要です。

7. その他

近年では、屋上置式太陽光発電システムで受水槽の加熱を行い、省エネに取り組んでいるマンションもあります。

まとめ

水道の仕組みは、子供から大人まで楽しめる奥深いものです。この記事で、水道の仕組みについて少しでも理解を深めていただければ幸いです。

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