下水道检查：查看永不停流的管道内部

下水道劣化中最危险的形式是硫化氢腐蚀。在污水滞留或在跌水处被搅动的地方，硫化氢释放出来，在管顶的气相空间里变成硫酸，从内部溶蚀混凝土。管道还会出现接口错位与渗入、开裂与破损、树根侵入以及下垂（沉降）。

管道一旦破损，周围的土体就会随地下水一起被吸入管中。地下形成空洞，总有一天上方的道路会塌陷。日本全国每年都有大量由下水道管道引起的道路塌陷。大多数只是小坑，但管道越大，一次能吞噬的土体就越多。

日本约有 490,000 km 的下水道管道。其中很大一部分是从高速增长期开始突击建设的，因此超过通常假定的 50 年使用寿命的管道长度即将急剧增加。自《下水道法》2015 年修订以来，腐蚀风险高的区段（例如暴露于硫化氢的大型跌水和倒虹吸井）必须至少每五年检查一次。

问题在大型干线下水道里最为严重。它们汇集整个流域的污水，因此水流无法停止，水也很深。派人进去，意味着要同时面对气体、水流和黑暗。最重要的管道恰恰最难看清——这就是下水道的现实。

塌陷之后，管道完全不具备人员进入的条件：硫化氢、无法停止的水流，以及塌落的土体。因此，小型无人机经检查井被送入管道拍摄内部，并据报道被用于确认管内状况（例如专为封闭空间设计的日本产小型无人机）。随后，国家要求各地方政府对全国的大口径下水道开展优先检查，包括使用无人机。

在下水道里，无人机是代替人先行进入的第一双眼睛。它在大口径管道中最有用：那里水太深，管道爬行摄像机用不了，而环境对人又太危险。

基本模式是从一个检查井进入，沿管道中心直线飞行，在下一个检查井回收——或者飞回来。与管壁保持稳定距离并使用固定照明，事后就能把影像拼接成管壁的展开图或三维模型。

下水道是无人机能飞的最严酷的环境之一：完全没有 GNSS、一片漆黑、空间狭窄，下方是流动的水，空气中有硫化氢或甲烷。无线电沿直线传播，过了弯道和跌水，链路就容易中断。

• GNSS 不可用：位置来自相机、LiDAR 和惯性传感器。但管道在很长一段距离内看起来都一样，行进距离容易漂移。在每个检查井重新校准。GNSS 不可用
• 受限空间：假定会与管壁接触，选择有防护的机身。核对管径与机身尺寸，以及桨流如何回旋。受限空间
• 黑暗：照明功率和方向决定影像质量。固定曝光，并预计水雾和薄雾会散射光线。黑暗
• 水与湿度：向下的测距传感器很容易被水面误导。湿气让镜头起雾，水雾浸湿机身。水、水雾与湿度
• 缺氧与有毒气体：无人机可能不在乎，但在检查井口作业的人在乎。作业前测量氧气和 H₂S 并通风。缺氧与有毒气体
• 爆炸性环境：甲烷等气体可能积聚。普通无人机没有防爆能力。到场之前就约定一个气体阈值，超过即不飞。爆炸性环境

原始画面不过是一段黑暗管道的视频。只有当您记录下在哪里（距哪个检查井多少米）、是什么（腐蚀、裂缝、渗入）、有多严重，它才成为一次检查。下水道检查按固定类别记录缺陷类型和严重程度，并为每段管道给出决定修缮顺序的紧急度等级。

在日本，下水道由市町村管理（流域干线系统则由都道府县管理）。《下水道法》2015 年修订设定了维护修缮标准：腐蚀风险高的区段必须至少每五年检查一次并记录结果。方法和评级遵循国家指南和日本下水道协会的手册。八潮塌陷事故后，埼玉县成立了独立的原因调查委员会，2025 年 3 月国家要求对全国的大型管道开展特别优先调查，同时重新审视检查方式。

在飞行方面，日本《航空法》不适用于封闭室内空间的飞行；官方解释将内部与外部明确隔开的隧道和地下通道视为室内，因此仅在管道内部飞行通常无需航空许可或批准。在检查井外的道路上起飞或试飞则另当别论。在道路上作业需要道路使用许可，任何接近检查井的人都必须按照《缺氧症等防止规则》进行气体测量和通风。在国外，管内缺陷编码体系被广泛使用（例如美国的 NASSCO PACP、欧洲的 EN 13508-2）。各国情况可在世界各国法规中比较。

• 水面以下：水位线以下的腐蚀或损伤，飞行的无人机看不到。管底需要降低流量或使用其他设备。
• 管外的空洞：无人机只能看到内表面。管外的空洞必须从路面用探地雷达等方法查找。
• 管壁厚度与强度：影像显示的是表面粗糙度，而不是混凝土的剩余厚度或强度。LiDAR 测量形状；真实强度需要试验。
• 长距离与突发涌水：电池和无线电限制了一次飞行能走多远。如果降雨使水位快速上涨，飞行器可能无法回收。
• 评级与责任：解读缺陷并确定维修优先级，属于业主和工程师的职责。

以下是编辑部的展望。主要干线下水道的检查井装有无人机舱口和充电座。在干燥的夜晚，无人机从一个检查井到下一个检查井飞行固定区段，以与上一次相同的高度和照明拍摄管壁。到了早晨，地图上只有腐蚀加剧的区段亮起红色。

管内影像、路面下空洞调查以及流量和气体传感器汇集在同一张图上，“这个路口下方的地面有风险”在事故发生之前就已知晓。人只在修缮或确实需要确认时才进入管道。下水道检查已从一项冒着生命危险的工作，变成一项守护城市所立足之地的工作。