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地下水とは何か?溜まる仕組み、利用法、問題点を知ろう

この記事の所要時間: 636

地球は水惑星と呼ばれます。水が多いような印象もあります。
しかし地球にある水の97%は海水であり直接使うことができません。
さらに淡水の半分は南極などの氷河として固まっています。
そして残ったのが地下水です。
量として捉えると湖や川などにある水とは桁違いにたくさんあります。
地下水は、意外なほど私たちの生活と密着している水なのです。
とはいえ地下水は、どのように溜まっていくのでしょうか。

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地下水の定義は

地下水とは、単純に考えれば、地下に溜まった水の総称です。
広義では、地面より下にある水すべてを地下水と考えます。
しかしそれでは現実的な定義にはなりません。
つまり土壌中、すなわち土と結合して水分が存在しているからです。
そのため狭義では、地下を流れる、または溜まっている、
直接利用することができる水
を地下水と呼ぶのが一般的です。
なお海以外にある水のうち表面に現れた水、河川や湖の水は表流水です。
とはいえ川の水は、雨が直接入って流れる分を除き、地下水原産です。

地下水が溜まる原理

地下水が溜まる仕組みはどのようになっているのでしょうか。
つまり土から離れて溜まっている水のでき方です。

1.雨が土に浸み込む

日本のように雨が多い地域は、世界的にも珍しいと言えるでしょう。
その雨の多くは、都市部なら排水溝から下水管に流れます。
とはいえ日本の約7割は山林です。
山に降った雨は、一度土の中に浸み込んでいきます。
地域によっても異なりますが、ほとんどの雨は土壌内に溜まります。
ただし台風が直撃するなど大量の雨が降ると、表層を流れたり、
土の保持能力を超えてしまい、土砂崩れなどが起きてしまいます。
一方で冬季に降った雪は、春になると融けて川へ流れていきますが、
これも一部は徐々に土の中へ浸透していきます。

2.土壌によって濾される

土に水が浸み込むと、多くの人は汚いと感じるかもしれません。
例えば濁った泥水をイメージするのでしょう。
しかし汚いとは何か?科学的に考える際、思い込みは厳禁です。
つまり土壌に浸み込んだ水は、土の作用によって浄化されます。
岩石の中を数年以上、時には数万年かけてドリップされます。
これによって雑菌や有毒物質などが殺菌、除去されます。
実際にサバイバルキットなどで雨水や泥水を使う装置には、
砂や小石、炭、布などが使用されています。
ミネラルウォーターの宣伝でもありがちですね、
雨水が地層を通過して自然に濾過された地下水です!
そうやって地下水は純度を上げていくのです。

3.泥岩の上に溜まる

中学受験の問題にありがちですが、地下水はどこに溜まるのか?
上述のように水は濾されて下へ浸みこんでいきます。
粒の大きい土であれば、そこを水が通り抜けていきます。
学校のグラウンドでもありますね、水はけが良いか悪いか。
言い換えると粒が小さい土、水が透過しづらい土の上に水は溜まります。
それはどこか、泥岩です。つまり粘土の層です。
だから地下水を探すなら泥岩層を見つける!その近くにあるはずです。

地下水の利用法

都市や住宅街に住んでいる人にとって地下水は馴染みがありません。
しかし地下水は、様々な場所で利用されています。

1.湧き水

ハイキングへ行った際、湧き水を見つけて癒されますね。
それは地下水が地表面へ出てきたものです。
岩の割れ目から染み出てくる!滝状に流れ落ちるケースもあります。
一部は川や沼、沢、泉などとなっている場合もあるでしょう。
海外なら噴水のように押し出されるパターンも散見されます。
地下の一定層に常時あるため、気温より低い、冷たい水になっています。
また銘水やミネラルウォーターの原料としても採水されています。
地域特有のミネラル分が添加されている!
そうしたウォーターサーバーなども最近は増えているようです。

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2.温泉

日本は火山列島でもあります。そのため地下深くには熱源があります。
その熱で地下水が温められると、温泉になります。
日本では、ほとんどの観光地に温泉がありますね。
言い換えると、どこでも掘れば温泉が出てくる可能性がある?
よく言われるのは、都会でも1000メートル掘れば?温泉が湧き出る!
要は、コスパの問題です。そこまで掘る費用は億単位ですから。
ちなみに温泉の定義は、温泉法によって定められていますが、
源泉が25度以上であること、
または指定の19成分いずれかが一定量以上含まれていることです。
だから温めた温泉?そんなのもありますね。

3.井戸水

今でも地方へ行けば、井戸水を利用して生活する人がいます。
農業用水として使っているケースもあるでしょう。
特に水を多く必要とする酪農家などは、井戸水が不可欠です。
一方で巨大なプール施設も、一部井戸水が使用されています。
大きな工場でも井戸水に依存している施設があります。
水道を使うと、費用がばかにならないからです。
とはいえ後述するように、井戸水を大量に使うとトラブルもあります。
そのため最近では、井戸水をあてにするプール施設は作れないようです。

地下水の問題点

地下水は自然からの贈り物です。大切に使いたいですね。
とはいえ100%安全な水とは言い切れません。
飲む、利用する前に、ちょっと考えておきたいことがあります。

1.海水が混ざることもある

海の近く小さな島埋め立て地などで井戸を掘ると、
海水が混じっていることも珍しくないようです。
例えば小さな島では川もありません。
だから生活するために井戸を掘ろうとしますが、
深く掘りすぎると、海水とつながっていることがあります。
これではせっかくの地下水も使えません。
それゆえに、島での生活が制限されることになります。

2.汚染されている可能性もある

ハイキングで癒される湧き水ですが、ちょっと待ってください。
見た目はきれいな水ですが、本当に清潔なのでしょうか。
つまりきれいという概念を考え直してみましょう。
見えないだけであって、野生動物の糞尿が浸み込んでいるかも?
胃がんの原因ともされるピロリ菌は、井戸水に入っている?
幼少期に井戸水で生活をしていた人はピロリ菌に感染している!
一方で有害な化学物質もあります。
ミネラルウォーターの宣伝で、天然のミネラル分が添加!
謳われていますが、逆もありそうです。有害なミネラル分?
バナジウムは人体にとってどんな影響があるのでしょうか。
鉱毒事件があったり、工場跡地であれば、何が入っているかわかりません。

3.地盤沈下の心配もある

地下水は膨大な量ですが、無限に湧き出てくるのでしょうか。
もちろん定期的に雨が降れば、適宜補充されていきます。
毎年の降雪が一定であれば、確実に使っていけるでしょう。
しかし一度に大量を使いすぎるとどうなるか?有限資源でもあります。
井戸水なども濁ってくることがあります。
地下水のあった場所が空洞になることも稀ではありません。
この場合には地盤沈下する危険があり、実際に事件も起きています。
そういう意味でも地下水の利用は、適度に止めるべきでしょう。

地下水は誰の物か

かつては大した量でもなかったので問題になりませんでしたが、
そもそも地下水は誰の物か?
井戸は、掘った人の所有物です。自分の敷地内であれば文句は言えません。
しかし地下水は、通常、どこかからどこかへ流れているものです。
山から海に向かって、地表の川のような方向があるはずです。
溜まっていたとしても、自分の敷地より水源が広がっているかも。
そもそも地下まで自分の所有物なのでしょうか
民法上の裁判でも、判決が分かれているようです。
少なくても自分の家が落ちないように気を付けましょう。

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たくと
たくと
生まれつき無関心な子供はいない! そう信じ、学習塾や講習会などで、 科学を楽しく解説しようと日々奮闘しています。 半世紀生きていますが、 気持ちは、今でも夢見る少年です。

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