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第１２回　気圏と水圏：　湖沼、河川、氷河

配付プリント等

• 　陸水（Inland Waters）は、地球表面の全水量の約３％もないが、氷河〔Glacier：約２％：平均滞留時間（Average Residence Time）９０００年以上〕・地下水（Groundwater：約０.６％：平均滞留時間約６００年）・湖沼水（Lakes：約０.０２％：平均滞留時間数年〜１０数年）・河川水（Rivers：約０.０００１％：平均滞留時間約１月）・懸垂水〔Suspended Water：土壌水（Soil Moisture）を含む：約０.００５％：平均滞留時間約1年〕・大気水蒸気（Atmosphere：約０.００１％：平均滞留時間約１０日）などからなる。地下水の一部と湖沼水の一部および懸垂水は淡水（Freshwater）ではない。従って、淡水であり、資源として利用できるのは、氷河と地下水の大部分と湖沼水の大部分と河川水と大気水蒸気からの降水である。日本では氷河は利用できない。陸の水の動きは、降水（Precipitation、Rainwater）−地表水（Surface Water：地下へ浸透すると地下水、地表を流れると河川水と呼ばれる）−湖沼水〔途中に溜まり場があれば湖沼水と呼ばれる。人工的なダム（Dam）なども含む〕であり、これらが水資源（Water Resource）として利用される。河川水の水量は少ないものの平均滞留時間が短いので、更新され易い。
  　陸上に降った降水（雨や雪）は、地形に沿って低地へ移動し、最終的に海洋に達する。その水の流れの全体は一般に河川系（River System）として扱われ、ある河口に上流から注ぐ水系は１つの河川系を形成し、これは流域（Drainage Basin）とも呼ばれる。水系が分岐する境界は分水界（Drainage Divide、Watershed）である。山地では地形的な高みの部分が普通であるので分水嶺とも呼ばれる。降水は河川水か地下水になるが〔一部は蒸発（Evaporation）によって大気へ戻る。植物のような生物を経由する場合も含めて蒸発散（Evapotranspiration）と呼ばれることが多い〕、これらは密接に関連しており、一般に河川水面と地下水面（Water Table）は連続する。地下水は、地下の岩石を構成する鉱物粒子の隙間（孔隙、Pore）や岩石の割れ目などの小さな空間に存在し、それらの隙間が連続していれば流れることができる。しかし、孔隙は非常に小さいので、その速度は非常に遅い。
  　河川は、浸食作用（Erosion）・運搬作用（Transportation）・堆積作用（Sedimentation）によって、堆積岩（Sedimentary Rock）を形成する働きも行っている。
  　氷は、その大部分が氷河（Glacier）として存在する。氷河は大陸上に分布する氷床（ひょうしょう、Ice Sheet）と山岳氷河（Alpine Glacier）とに分けられるが、氷床が圧倒的に多い。氷床の約９割は南極（Antarctica）にあり、残りの大部分はグリーンランド（Greenland）にある。
• ビデオ『流水の働き』（12分）。
• 『気圏と水圏：　湖沼、河川、氷河』。講義内容は以下について。
  『3.4　湖沼』、『3.5　河川』、『3.6　氷河』
  �@分水界（分水嶺）：
  �A河川系（流域）：
  �B地表水、地下水：
  �C氷河：
• プリント2枚（番号：１１）。出席票。
  【1枚目】
  図3-1、図7-3…『大気とその運動』（48,147p）
  図1-3、図2-32、図2-36、図2-37、図2-47、図2-50、図2-53…『地球の水圏−海洋と陸水』（7,67,70,71,88,92,94,119,121,126,146,169,170,183,186p）
  【2枚目】
  図3-1、表3-2、表3-3、表3-8、図3-26、図3-27、図3-28、図3-42、表3-11、表3-12…『地球の水圏−海洋と陸水』（119,121,126,146,169,170,183,186p）

補足説明

全般	地球科学用語については『地球科学用語集』ページを参照。 単位については『単位について』のページを参照。 地質年代については『地質年代表』のページを参照。

• 『水圏について』のページを参照。
• NHKビデオ『流水の働き』
  『〔内容〕
  １．山地に生まれた川。水を集めた川は次第に大きくなり、谷を深く削る。
  ２．川のはげしい浸食によってできた谷、V字形をしたけわしい地形。
  ３．川の水によって削られた岩石、長い年月の間の水の浸食作用の大きさが分かる。
  ４．急流にかかるいくつもの滝。
  ５．水が運んだ大きなレキ、このようなレキは、上流といえども洪水などのときにだけ運ばれる。
  ６．中流の川の様子、谷幅が広くなり、川原が少しずつ見られるようになる。川も直線状でなく、蛇行を始める。
  ７．川岸に見られる段丘。段丘面は、もとの川原面である。その土地一帯が隆起すると、川は下方浸食をして段丘面を作る。３つの段丘があることは、３回の隆起を物語っている。
  ８．山間部から平野部に出た川。ここでは急に川床の傾斜が変わってゆるやかになり、水流も遅くなるため、このところに大小のレキ、土砂を一時に堆積してしまう。このため、堆積物の粒度は不ぞろいである。また、このあたりでは、川水は地下にもぐってしまうことが多い。
  ９．川下の川原の様子。レキの粒径が小さくなり、大きさもそろっていることが多い。川水の流れはゆるやかになり、川幅もずっと広くなる。ゆるやかな流れの水は、小さな砂を押し流している。
  １０．川中に見られる州。広い川の中には州が生じ、川はやがて海に入る。
  １１．平野部を流れる川の働き。川は自由に蛇行をし、曲部はやがて取り残され、河跡湖である三日月湖をつくる。北海道の石狩川は、これらの三日月湖が多く見られる。』

• フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』による説明を参照してください。
  ■分水界（Drainage divide）／流域（Drainage basin）／流域面積／流域圏／Category:水系（Category:Rivers by basin）／水系（Drainage system）／
  ■Category:河川⇒カテゴリ:河川⇒Category:河川（Category:Rivers）／川（River）／Category:湖（Category:Lakes）／湖（Lake）／地下水（Groundwater）／Category:Aquifers／帯水層（Aquifer）／
  ■Category:氷河（Category:Glaciers）／氷河（Glacier）／

【水循環と滞留時間】

• 〔UNEPの『Maps & Graphics』の『Vital Water Graphics』の『FRESHWATER RESOURCES』から〕 水循環と滞留時間。

【おもな流域】

• 〔World Resources InstituteによるEarthTrendsの中の『Watersheds of the World』から〕 １０大河川 　 河川a 上図の番号 流域面積 （1,000 km2） 長さ （km） 河口の所在 国（地域） 海洋等 1 アマゾン 96 7,050 6,516 ブラジル 大西洋 2 コンゴ（ザイール） 1 3,700 4,667 コンゴ民主共和国 大西洋 3 ミシシッピ−ミズーリ 85 3,250 6,019 アメリカ合衆国 メキシコ湾 　ミズーリb 　 　 3,969 　ミシシッピb 　 　 3,779 　アーカンザス（アーカンソー）b 　 　 2,348 4 ラプラタ 100 3,100 30±c アルゼンチン、 ウルグアイ 大西洋 　パラナb 　 　 4,500 　パラグアイb 　 　 2,600 5 ナイル 8 2,978 6,695 エジプト 地中海 6 エニセイ−アンガラ 76 2,700 5,550 ロシア カラ海 7 オビ（オブ）−イルチシ 67 2,430 5,570 ロシア オビ湾 8 レナ 61 2,420 4,400 ロシア テプテス海 9 アムール（黒竜江） 46 1,840 3,688 ロシア 間宮海峡 10 マッケンジー 84 1,765 4,250 カナダ ボーフォート海 a：（　）は別名。b：支流。c：パラナ、パラグアイ川の合流点以下の河口の部分。長さ30キロメートル前後。 〔総務省統計局・政策統括官（統計基準担当）・統計研修所の『世界の統計』から〕

【地下水】

• 〔UNEPの『Maps & Graphics』の『Vital Water Graphics』の『FRESHWATER RESOURCES』から〕 帯水層、地下水面、井戸の関係。

参考

• 河川については『河川について』のページを参照。

【河川用語】（関連する用語のみ）

• 水系：同一流域内にある河川と湖沼の総称。一級水系は国土保全上または国民経済上特に重要な水系であり、大臣が直接管理する。それ以外は二級水系であり、都道府県知事が管理する。一級水系に関わる河川で大臣が指定したものは一級河川であり、二級水系に関わる河川で知事が指定したものは二級河川である。市町村長が指定した河川は準用河川であり、その他は普通河川と呼ぶ。
• 本川（ほんせん、幹川、本流）：同一水系において、源流が河口から最も遠い河川（例外もある）。その他は支川（しせん、支流）であるが、本川から分かれた河口を持つものは派川（はせん）
• 河川長（流路長）：源流（最上流）から河口までの距離
• 流域面積：分水界（＝流域界）に囲まれた面積
• 流域幅：流域面積／河川長
• 流域形状係数：流域幅／河川長＝流域面積／河川長²
• 比流量：流量／流域面積
• 右岸（うがん）・左岸（さがん）：下流を向いて、右側を右岸、左側を左岸と呼ぶ。
• 河床勾配（かしょうこうばい、河川勾配）：河床の傾き。例えば、100メートルの河川長間で、高度差が1メートルであれば、1/100のように表現される。

【地球上の氷の存在量】

• 若濱（1995）による〔『地球の水圏−海洋と陸水』（185-186p）から〕
  

  表3-11　地球上の氷の存在量

  		質量（単位：兆トン）	百分率
  氷河・（氷床）	南極 グリーンランド その他	25,000 2,400 220	89.2 8.6 0.8
  海氷		36	0.1
  永久凍土		360	1.3
  合計		28,016	100

  
  

  表3-12　世界における氷河の分布と面積（R.F.Flint ‘Glacial and Quaternary Geology’ John Wiley and Sons, 1971を一部改変）

  		現在（万km2）	最終氷期（万km2）
  北極域	グリーンランド氷床 ローレンタイド（氷床） その他計	173 15 20	216 1300 32
  ユーラシア	アルプス 中央及び西アジア フェノスカンジナビア（氷床） シベリア（北東・中央） その他計	4 12 5 1 4	5 100 470 339 90
  北米 南米	ロッキー アンデス その他（アフリカ、NZ等）	8 3 微	230 83 6
  南極	南極氷床 （内棚氷）	1209 （138）	1560
  	計	1454	4431

【南極の氷床】

• 巨大な氷の塊、南極氷床 　南極大陸の形はよく知られているが、そのほとんどは氷に覆われていて、わずかに山脈の頂だけが氷の上に頭を出しているだけある。この巨大な氷の塊は南極氷床と呼ばれてる。 各国が分担しておこなった内陸探査の報告や人工衛星による観測から、南極氷床の厚さは平均2,450m、氷床の面積は約1200万平方キロと推定されている。氷の体積は約3000万キロ立方と考えられ、この氷の量は地球上の凍った水・氷の90％を占める。 さまざまな意味をもつ南極氷床 　仮に南極の氷がすべてとけて水になったとすると、地球の海面の水位が約70m、上昇するとされている。でも、そのような気候の変化は100年、200年といった時間では起きることはない。 　南極氷床は、何十万年にもわたって大陸に降り積もった雪が、押し固められて氷となったものである。そのため南極氷床には、過去から現在までのさまざまな情報が凍結保存されており、その調査は世界中から注目を集めている。 〔国立極地研究所の中の『南極豆知識』から〕

【日本の河川の比流量】

• 日本の河川の比流量の季節変化 〔（財）ダム水源地環境整備センターの中の『ダム関連資料（日本のダムの必要性と現況）』から〕