水の循環と水資源 水文学とはなにか(13.1) 地下水(13.4) 水資源(13.5) 水文学 人文学 人に関わる様々な学問 地文学 地球に関わる様々な学問 人文科学,社会科学へ分化 地理学はこの学問の直系・・・未分化な性質 水文学もここに含まれる 天文学 地球以外の天体に関わる様々な学問 水文学を学ぶ意味 地球の表面積の70%が水(海)で覆われている 地球の気候は「熱」と「水」で決定されている 水は地形を形成する営力である 熱の運搬には,大気循環と海洋(海流)が重要である が,大気による熱の運搬に於いても水(水蒸気)によ る潜熱の運搬は重要 河川による物質運搬が外的営力の主体 生物の生存に水は不可欠である 人間の体の60~65パーセントは水 資源としての水/災害としての水 地理学の中で 「水文学」を 扱う意味 水の循環(図13.1) 水の循環(拡張版) 河川(13.2) 河川の平面形(p132) 蛇行・・河道が曲がりくねること 攻撃斜面と滑走斜面 攻撃斜面側では侵食が起こり,滑走斜面側では堆積が起こる 攻撃斜面 滑走斜面 河川の平面形 三角州では網目状の流路 (網状流)となる 扇状地では分流・伏流する 河川の縦断形(p130) 日本の河川は,河床勾配が急である 降水量も多く,流出率も大きいため,侵食量も 大きくなる. 9/28 比流量(=流量/流域面積)の年変化 季節によって,河川に流れる水の量が大きく異なる 河況係数 日本の河川は,最小流量 に対する最大流量(洪水 時)の比(河況係数)が 大きい 河川の状態が,流量によ って極端に変化する 管理の難しい河川である 治水(p131) 流れが激しく,河況係数の多い河川と共生するた めに,日本人は水を治める営み「治水」を行って きた. 治水:堤防,浚渫,分流 堤防:水が溢れないように,溢れる量を制限する 浚渫:河川の断面積を増やし,通水量を増加させる 分流:流路を分割し,流量を減少させる 伝統的な治水構造物 霞堤による治水 わざと不連続な堤防を設置すること により,洪水流を溢れさせることに より,制御をしていた 黒部川の霞堤 水害防備林による治水 河川沿いに森林を人為的に設けること によって,穏やかに洪水流と土砂を溢 れさせる 溢れた土砂は周囲の水田に肥料を供給 させていた 氾濫を前提とした「氾濫許容型治水」 霞堤と水害防備林を組 み合わせることにより, 洪水流と土砂を緩やか に溢れ出させる 近代の治水 洪水流を連続堤で堤外地に閉じこめ ,できるだけ早く海に流し出すこと で洪水を制御する 都市化の進展,堤防の整備に伴って 流量が増加するため,堤防の大規模 化が必要になる→スーパー堤防 湖(p132) 湖沼 陸地に囲まれた窪地が湛水したもの 湖:水深が深く,中心部に植物が生育していない.大規模な人 工的な水域も湖と呼ぶ=ダム湖 沼:水深が浅く,中心部まで植物が生育している 池:人工的に作られた小規模な水域 成因 断層湖:断層による地表の陥没 火口湖・火口原湖:火山作用による火口が湛水 堰止湖:溶岩,土砂などにより河川が堰き止められた 氷河湖:氷河作用によって形成 湖沼の分類(p134) 湖沼の栄養状態によって分類=湖沼型 調和型 バランスの取れた栄養塩類.濃度による分類 貧栄養湖→中栄養湖→富栄養湖 自然的,人為的影響によって,濃度が上昇し遷移する 非調和型 特定の含有成分によって特徴付けられる 酸栄養湖 アルカリ栄養湖 腐食栄養湖 鉄栄養湖 地下水(p134) 地下に存在する水 不飽和の部分=土壌水 飽和帯=地下水 /帯水層の上面が地下水面.重力で 流動する 圧力状態による分類 不圧地下水,自由地下水:地下水面の圧力が大気圧に 等しい. 被圧地下水:帯水層が不透水層によって覆われ,圧力 を受けている.地下水面の圧力が大気圧より大きいた め井戸を掘ると上昇する=水頭.水頭が地表面より高 いと自噴井となる 地下水汚染(p135) 地下水は,水資源としても重要.工業用水,農業 用水だけでなく,飲用水としても使われる. 土壌は懸濁物質や有機物などに対する濾過,浄化 作用を持っている.が,一定量以上の汚染や,微 量でも人体に影響がある物質を完全に除去するこ とはできない.過剰な物質供給により地下水の汚 染が起こる. 水資源(p135) 世界に存在する水→13億~14億km3 海水(97.5%) 淡水(2.5%) 淡水の大部分は,氷河として陸上に固定されている 実際に容易に利用できる水資源は0.01%程度 資源として利用できる水は,地域の気候(降水量と蒸発量) と人口によって規定される その地域の降水量と蒸発量の差(水資源賦存量)をその地域の人口で 割った値<1人当たり水資源賦存量>として理解する. 質問 ①石川県の1人当たり水資源賦存量は下のA~Dのどの国と同じ程度か? ②東京都の1人当たり水資源賦存量は下のA~Dのどの国と同じ程度か? A アメリカ B カザフスタン C カナダ D サウジアラビア 世界の1人当たり水資源賦存量 . 見日た日 る本り本 このでは と色利, .が用降 誤,で水 解どき量 がのるは 多国水多 いと資い 点同源が なじの, のに量人 でなは口 注っ必が 意てず多 .いしい るもた か多め ,く1 良な人 くい当 水資源の利用(図13.6) 水利用は,農業用水(大部分が水田灌漑)が大きな割合を占める. 工業用水は減少傾向にあるが,生活用水は増加傾向にある 仮想水という考え方 いタる物農 るーこを業 国)と輸生 で」に入産 あとなすに る呼るれ大 .ん.ば量 でこ,の いれそ水 るをのを .「生利 日仮産用 本想にす は水利る 大(用と 量バし言 のーたう 水チ水こ をャをと 輸ルもは 入ウ輸, しォ入農 てーす作 都市水文と都市型水害(p137) 都市では,コンクリート・アスファルトに被覆さ れる割合が大きくなるため,降水が土壌中に浸透 しない → 河川・下水道に対する流出が大きく なる(日本の下水道の多くは合流式下水道) 都市化の進展により急激に下水道への流入が大き くなるため,処理能力を超えてあふれ出す → 都市型水害 河川流量にも降水の直後に大きなピークが生じ, 大規模な堤防の建設が必要になる 都市型水害のメカニズム 雨水浸透ますの導入 都市型水害や河川流量の急激な増加を防ぐためには,降水を一旦,土壌 水や地下水として地下に貯留し,流出を分散する必要がある 雨水を直接下水道に流さず,徐々に地面にしみこませる「雨水浸透ます 」や,雨水を利用するための雨水貯留タンクの設置が進められている. 本時のまとめ 水文学とは何か? 水の循環 海→大気→河川・湖沼・地下水・氷河→海 <自然循環> 近年は,人為的な水循環のコントロールが大きくなっている 河川,湖沼,地下水 地文学の一部.地上の水に関わるさまざまなことを考える学問 気候・地形・生物にとって重要な要素=地理的な考察の必要性 日本の河川の特性と災害,治水 水資源,都市水文 水資源の偏在=21世紀は水の世紀/仮想水 適正な水資源の管理,流出の管理が必要
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