授業科目『地球資源論』

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第１１回　水資源

配付プリント等｜補足説明｜参考

配付プリント等

　地表に存在する水（Water）は、大部分（約９７％）が海水（Seawater、Saltwater）であり、残りのわずか３％弱が陸水（Inland Waters）で、その大部分は淡水（Freshwater）です。しかもその３分の２が氷として極地域（Polar Region）に氷河（Glacier：氷床、Ice Sheet）として分布しています。残りの３分の１の多くは地下水（Groundwater：全体の約０.７％）であり、湖沼水（Lakes Water）や河川水（River Water）は僅かです（これらの合計は全体の約０.０１％以下）。一方、これらの水が循環（Cycle）する速さは、平均滞留時間（Average Residence Time）で示すと、海水は３０００年以上、氷河は９０００年以上、地下水は平均６００年程度、湖沼水は数年～１０数年、河川水は１月程度となります。日本では、水資源（Water Resource）として氷河を用いることはできませんので、主に地下水と湖沼水〔人工的なダム（Dam）水などを含む〕と河川水を利用しています。平均滞留時間から判るように、地下水は枯渇性（Exhaustible）の資源です。河川水の水量は非常に少ないのですが、１月程度で更新されますので、非枯渇性（Non-exhaustible）資源とみなせます。
　基本的には、大気中水蒸気（Atmospheric Moisture、Atmospheric Vapors）→降水（Precipitation）→地表水（または表層水、Surface Water）→地下へ浸透すれば地下水（Groundwater）→地表を流れれば河川水（River Water）→地表の凹地に溜まれば湖沼水（Lakes Water）→海洋水（Seawater：最終的に）→蒸発（Evaporation）によって大気中水蒸気、のような水循環（Water Cycle）が成立していますので、陸上では河川を中心とした河川系（River System）における河川水・湖沼水・地下水を水資源として利用しています。
　河川水の量は、降水量（Precipitation）と蒸発量〔Evaporation：植物を通じた蒸散（Transpiration）も含めて蒸発散（Evapotranspiration）と言うことがある〕の差によって決まります。降水量は世界平均で１メートル／年以下であり、日本では１.５メートル／年を超えていますが、人口（Population）が多いために、一人当りの利用可能な量としては多い訳ではありません。日本では、農業用水（Agriculture Use）としての利用が圧倒的に多く、次いで工業用水そして生活用水の順です。日本は膨大な生物資源を輸入していますが、それらの生物は生産国で水を必要としているはずですので、そのような隠れた水の量をバーチャル・ウォーター（Virtual water、仮想水）^*として計算すると、日本国内で利用している水の量に匹敵すると言われています。つまり、もし輸入に頼らずに、日本国内で生産できたとしても、そのために膨大な水が必要となり、おそらく日本は水資源が大きく不足することになると推定されています。
　世界的には、降水量よりも蒸発量が多い国もありますので、それらの国では水資源の確保は非常に大きな問題となっています。また、大陸において複数の国を跨いで流れる河川の場合には、その水の分配方法が問題になります。例えば、上流側にある国が過剰に水を利用すれば、下流側の国では不足します。その際に、国間の調整が失敗すれば水紛争（Water Conflict：水戦争、Water Wars）が起こる可能性が大です。このような河川水の利用が制限されれば、地下水の利用が促進されます。上記のように、大部分の地下水は枯渇性ですので、利用できる量は限られていますし、地盤沈下（Subsidence）や水質汚濁（Water Pollution）などの環境問題（Environmental Issues）も発生する頻度が高くなります。

^*　鉱物資源などを利用する場合に、目的の物質以外の物質も同時に採掘や選鉱などの処理を行わなければなりませんが、そのような目的外の物質による負荷を『エコロジカル・リュックサック（Ecological Rucksack：略してエコリュックサック）』と呼ぶことがあります。例えば、金は、10ppm（＝0.001％）も含まれていれば、経済的に開発できますが、その場合には残りの不用な99.999％の物質（石英などの他の鉱物）も処理しなければならず、それらによる負荷の方が大きくなります。つまり、隠れた物質による影響も考える必要がある訳ですが、水資源におけるバーチャル・ウォーターも、一種のエコロジカル・リュックサックとして捉えることができます。
『水資源』。講義内容は以下について。
①水の分布と循環：
　平均滞留時間
　・大気中：0.013×10⁶（km³）/496000（km³/年）≒10日
　・氷河：9100年
　・海水：3200年
　・地下水：590年
　・河川水：26日
　・内陸湖（塩水）：14年
　・淡水湖：4年
　・土壌水：320日
②河川の比流量：
※RSBSの『サステナビリティの科学的基礎に関する調査』〔286ページ (2.8MB)〕、とくに『第2部サステナビリティの5つの側面』 (1.6MB) を参照。また、これらの『参考文献』も参照。【見る→】
配布プリント3枚⑩。出席票。
【1枚目】
表1…『地球環境2002-'03』（237p）
図4、図15、図22、図24、図31、図32、図33、図38…『水は地球の命づな』（9,49,76,80,96,98,99,119p）
図3.8、表3.2…『水・物質循環系の変化』（101p）
図3.5…『地球環境論』（45p）
【2枚目】
図26、図27、図29、図30、図34、図37、図39…『水は地球の命づな』（86,88,91,93,103,115122-123p）
図3-26、図3-28、図3-43…『地球の水圏－海洋と陸水』（169,170,184p）
表4-a…『地球環境2002-'03』（242p）
【3枚目】
図1.1、表1.4…『水循環と流域環境』（3,10p）
図2、表1…『水は地球の命づな』（5,135p）
表3、表4-b、表4-c…『地球環境2002-'03』（240,242p）
表4.1…『水・物質循環系の変化』（126p）
図3-42…『地球の水圏－海洋と陸水』（183p）
表2-1、表2-2、表2-5、表2-6…『地球白書2001-02』（38,45,61,64p）
レポートについて説明。
紹介した参考図書：
【水資源】
①高橋　裕･河田恵昭（編）：水循環と流域環境　岩波講座　地球環境学7．
　　　地球環境学10巻の中の一冊。水循環について様々な面からの問題をまとめている。
②水収支研究グループ（編）（1993）：地下水資源･環境論－その理論と実践．
　　　地下水資源についてまとめたもので、類書はほとんどない。
③高橋　裕（2003）：地球の水が危ない　岩波新書（新赤版）827．
　　　近年、水問題が世界的に深刻化してきており、水に関する一般書は増えてきたが、その中の一冊。
④国土交通省土地・水資源局水資源部（編）（2003）：日本の水資源（平成15年版）－地球規模の気候変動と日本の水資源問題－．→【日本の水資源】
　　　日本の水資源白書。各年刊。

補足説明

全般

地球資源関連用語は『地球資源関連用語集』のページを参照。
地球科学用語は『地球科学用語集』のページを参照。

時間切れで説明していない内容。
③地下水：
④水需要：
　・世界の年間使用量は約4,000 km³〔農業用水（灌漑）約70％；工業用水20％；生活用水10％〕。
　・日本の1人当たり年間使用量は、農業用水が約460 m³、工業用水が110 m³、生活用水が130 m³で、合計700 m³。
　・日本のバーチャル・ウォーター（仮想水）は、年間約640億 m³で、1人当たり年間約520 m³に相当。
　・したがって、日本の年間使用量は1人当たり700＋520＝1,220 m³となる。
⑤地下水汚染：