地下水はどれくらいの速さで涵養されるのでしょうか？その答えにより、より持続可能な経営が可能になります

雨が降ったときに小川や池がどのように涵養されるかを理解するのは比較的簡単です。このプロセスを単純化して、土壌に浸透しない水は、（道路のアスファルトのように）不浸透性であるか、すでに飽和して吸収能力を失っているかのいずれかであるため、土壌に浸透しないと考えることができます。表面に留まって凹凸のある地形を探し、残りは重力が働きます。一般に、小川や湖は、重力によって水が溜まる場所であるため、土地の窪地を「コピー」します。

ただし、説明を簡単にするために、この水循環を変更する可能性のあるプロセス内の他の多くの変数は考慮しません。そして、地下水に関しては、これらの詳細がしばしば重要になります。

帯水層には地球の淡水の約 30% が含まれていますが、残りの 70% のうち、69% は極地の氷床、氷河、山岳雪の冠に存在し、川や湖にはわずか 1% しか存在しません。

ザ 地下水は最も貴重な天然資源の 1 つであり、人類のほぼ半数にとっての主要な給水源の 1 つです。これは水循環の一部であり、地下河川であるという考えが広く知られていますが、多くの場合、水は土壌の亀裂や細孔を通って、砂や岩を滑り落ち、帯水層を形成します。そして、そこから井戸、泉、湧き水を通じて抽出され、湖や川にも排出されます。

しかし…水はどのようにして帯水層に到達するのでしょうか?

帯水層涵養

地下水は、雨水、雪解け水、湖、川、その他の地表水域の底から浸透する水によって自然に涵養されます。また、作物に水が行き過ぎた場合や、都市部でよくあることですが、配水網に漏水があった場合には、特別な技術を使って人工的に水を補充することもできます。

しかし、地下水に関しては依然として大きな不明点が残っています。

どのくらいの速さで充電されますか?
帯水層を埋めるにはどれくらいの雨が必要ですか?
地面に到達する水の量はどれくらいですか？

ニューサウスウェールズ大学（オーストラリア）の研究チームはこれらの謎を解明するために出発し、洞窟、トンネル、鉱山を通って水がある場所まで調査しました。彼らはまた、南東部の 14 か所、中には地表から 100 メートル以上の深さにある地下水センサーのネットワークも設置しました。彼らは、一部の金鉱山では、涵養プロセスを開始するためだけに、予想よりもはるかに多くの降水量を蓄積する必要があることを発見しました。しかし、持続可能な地下水管理を可能にする結論を導き出すには、より広範なデータセットが必要です。

地下水涵養について詳しく知ることがなぜ重要なのでしょうか?

世界中で、私たちは自然に補充できるよりもはるかに速いスピードで地下水を使用しています。地球上で最も乾燥した人が住んでいる大陸であるオーストラリアの場合、地下水は国の利用可能な水資源の 17% を占めていますが、総使用水量の 30% 以上を占めているため、この問題について詳しく知ることは人口の生存にとって不可欠です。。

例えば、市は地下水に大きく依存しているため、帯水層が枯渇しつつあり、政府は淡水化プラントの建設を余儀なくされている。西オーストラリア州は、水需要の 3 分の 2 を地下水に依存しています。

そして、これは地球全体で繰り返されており、世界中の多くの帯水層で地下水位が急速かつ加速的に低下しています。カリフォルニア大学サンタバーバラ校（米国）、ユニバーシティ・カレッジ・ロンドン、 ETHチューリッヒ大学の研究者らは、40カ国以上の1,693の帯水層システムの17万本の井戸で過去20年間に実施された測定を分析した。彼らは、監視対象の帯水層システムの 36% で地下水位が年間 10 cm 以上低下しており、そのうちの 12% では年間 50 cm 以上急速に低下していることを発見しました。

消費用や灌漑用の水の不足に加えて、帯水層の枯渇は地盤沈下を引き起こし、インフラに損害を与える可能性があります。沿岸海洋地域では、沖のいくつかの場所で起こっているように、帯水層の減少が海水の侵入を誘発し、淡水層を汚染する可能性があります。

再充電の追跡

リチャージレートを知ることは重要です。地下水を涵養する速度と同じ速度またはより遅い速度で使用する場合、私たちは地下水を持続的に使用することになります。しかし、充電できる量よりもはるかに多くの水を抽出した場合、それは持続不可能になります。また、充電量を正確に測定することは困難です。

オーストラリアのダーウィン大学の研究者らは、の平均充電率は年間わずか 44 ミリメートルであると推定しました。ただし、これは場所によって大きく異なります。湿気の多い気候と雨の多い気候では地下水面が年間 203 mm 上昇していますが、乾燥気候ではわずか 6 mm しか上昇していません。

しかし、この研究ではいくつかの問題が発生しました。地下水がどこから来たのか、あるいは水の「年齢」を発見することができなかったのです。これは、帯水層が急速に涵養されると何年もかかる可能性があることを意味する可能性がある。しかし、ゆっくりと再充電するには何千年もかかる可能性があります…そしてこの資源を持続的に管理する場合、この情報は不可欠です。