地下水ちかすい

地下水ちかすい（ちかすい）とは、広義こうぎには地表ちひょう面めんより下したにある水みずの総称そうしょうであり、狭義きょうぎでは、特とくに地下水ちかすい面めんより深ふかい場所ばしょでは帯おび水すい層そうと呼よばれる地層ちそうに水みずが満みたされて飽和ほうわしており、このような水みずだけが「地層ちそう水すい」や「地下水ちかすい」と呼よばれ、地下水ちかすい面めんより浅あさい場所ばしょの水みずは「土壌どじょう水すい」と呼よばれる。このような狭義きょうぎでは、両者りょうしゃを含ふくめた地表ちひょう面めんより下したにある水みず全体ぜんたいは「地中ちちゅう水すい」と呼よばれる。広義こうぎの地下水ちかすいに対たいして、河川かせんや湖沼こしょう、ため池いけといった陸上りくじょうにある水みずは「表おもて流水りゅうすい」と呼よばれる。

地下水ちかすいのモニタリング

関連かんれん用語ようご類るい

地盤じばんは水分すいぶんを吸収きゅうしゅうする能力のうりょく（性質せいしつ）を持もっており、これを浸透しんとう能のうというが、この浸透しんとう能のうにより地中ちちゅうに地下水ちかすいが蓄たくわえられることとなる。地下水ちかすいは、地表ちひょうに流出りゅうしゅつして河川かせんや池いけ・湖みずうみなどの地表ちひょう水すいを形成けいせいする。また、生活せいかつ用水ようすい・農業のうぎょう用水ようすい・工業こうぎょう用水ようすいなどに使用しようされたり、水温すいおんの高たかいものは温泉おんせんとして利用りようされたりするなど、人間にんげんの生活せいかつ活動かつどう・経済けいざい活動かつどうを支ささえる重要じゅうような資源しげんとされている。人間にんげんは井戸いどによって地下水ちかすいを得えることが多おおい。一方いっぽう、地下水ちかすいは斜面しゃめん崩壊ほうかい、地じすべり、土石流どせきりゅうなど自然しぜん災害さいがいの原因げんいんともなっている。

地下水ちかすいを扱あつかう研究けんきゅう分野ぶんやには、水みず文学ぶんがくや水みず理学りがくなどがある。

なお、廃棄はいき物ぶつの最終さいしゅう処分しょぶん場じょうにおいて、その土壌どじょうに含ふくまれる水みずについては地下水ちかすいとは呼よばず、保有ほゆう水すいという。処分しょぶん場じょうは構造こうぞう上じょう、一般いっぱん環境かんきょうから隔離かくりされており、その内部ないぶにのみ保有ほゆうされているという意味いみである。

水みずの循環じゅんかん

詳細しょうさいは「水みず循環じゅんかん」を参照さんしょう

地球ちきゅうに限定げんていすれば、水みずは地上ちじょうや地下ちか、そして大気たいき中ちゅうを長ながい時間じかんをかけて循環じゅんかんしており、地下ちか深ふかくに浸透しんとうした水みずが「涵養かんよう」「流動りゅうどう」「流出りゅうしゅつ」という過程かていを経へてふたたび地上ちじょうに出現しゅつげんする大おおきな循環じゅんかん系けいを構成こうせいしている。このような地球ちきゅう規模きぼでの大おおきなスケールの循環じゅんかんでは、地表ちひょう面めんや大気たいき中ちゅうの水みずの循環じゅんかんは「地表ちひょう水すい循環じゅんかん系けい」と呼よばれ、地面じめんより下したの水みずの循環じゅんかんは「地下水ちかすい循環じゅんかん系けい」と呼よばれる。

涵養かんよう

地下水ちかすいの大だい部分ぶぶんは大気たいき中ちゅうの水分すいぶんが雨あめや雪ゆきなどのかたちで地表ちひょう面めんに降水こうすいとなって降ふることで、地面じめんの下したに流入りゅうにゅうする。降水こうすいに限かぎらずこのように何なんらかの水みずが地下ちかへの流入りゅうにゅうすることが「涵養かんよう」である。天水てんすいとも呼よばれる降水こうすいは、地表ちひょうの浸透しんとう能のうによって多おおくが地中ちちゅうに浸透しんとうする。

海水かいすいを由来ゆらいとする地下水ちかすいもある。太古たいこに海うみだった地域ちいきが、長ながい年月としつきの間あいだに陸りくとなり、海水かいすいが地中ちちゅうに残存ざんそんして地下水ちかすいとなったものである。こうした地下水ちかすいを化石かせき海水かいすい（かせきかいすい）といい、アメリカ中西部ちゅうせいぶプレーリー平原へいげんの化石かせき水すいが代表だいひょう的てきなものである。化石かせき海水かいすいは、数すう千せん万まん年ねん - 数すう億おく年ねん前まえに形成けいせいされたと見みられている。化石かせき海水かいすいはもともと海水かいすいだったため、塩分えんぶんを多量たりょうに含ふくむ塩水えんすいであることが多おおく、人間にんげんにとって利用りようしにくい地下水ちかすいである。しかしながら、日本にっぽんの関東かんとう地方ちほう南部なんぶの地層ちそう中ちゅうの化石かせき海水かいすいは、メタンやヨウ素もとを多量たりょうに含ふくむため、千葉ちば県けんを中心ちゅうしんに、資源しげんとして産業さんぎょう的てきに利用りようされている（南関東みなみかんとうガス田た）。東京とうきょう都区とく部ぶや川崎かわさき・横浜よこはま市内しないの温泉おんせんもまた、同おなじ化石かせき海水かいすいを利用りようしている（2007年ねんの渋谷しぶや温泉おんせん施設しせつ爆発ばくはつ事故じこは、化石かせき海水かいすいから分離ぶんりしたメタンガスを適切てきせつに処理しょりしなかったことが原因げんいんであった）。

また、プレートテクトニクスに由来ゆらいする地下水ちかすいもある。大陸たいりくプレートが海溝かいこうなどで他たの大陸たいりくプレートの下部かぶへ潜もぐり込こむ際さい、周辺しゅうへんの海水かいすいも一緒いっしょに引ひきずり込こまれる。地殻ちかく内部ないぶへ引ひきずり込こまれた海水かいすいは、マグマ熱ねつなどにより、地表ちひょう近ちかくへ上昇じょうしょうして地下水ちかすいとなるものもある。こうした地下水ちかすいは、高温こうおんであることが多おおく、温泉おんせんを形成けいせいすることがよく見みられる。

流動りゅうどう

地下ちかの構造こうぞう(帯おび水すい層そうと難なん透水とうすい層そう)
1.帯おび水すい層そう 2.難なん透水とうすい層そう 3.不ふ飽和ほうわ帯たい 4.地下水ちかすい面めん 5.被ひ圧あつ地下水ちかすい 6.不ふ圧あつ地下水ちかすい 7.深ふか井戸いど 8.浅井あさい戸と 9.自噴じふん井い

地中ちちゅうへ浸透しんとうした直後ちょくごの地下水ちかすいは、その場ばに完全かんぜんに留とまるようなことはほとんどなく、不ふ飽和ほうわ水すいであれば比較的ひかくてき早期そうきに地上ちじょうへ蒸発じょうはつしたり湧わき出でしたりするが、さらに深ふかく浸透しんとうして飽和ほうわ水すいとなれば土どの粒子りゅうし間あいだをゆっくりと流ながれて土中どちゅうを遠とおくまで移動いどうしてゆくことになる。流量りゅうりょうの多おおい地下水ちかすいは「循環じゅんかん地下水ちかすい」と呼よばれ、流量りゅうりょうが少すくなく一いち箇所かしょに滞留たいりゅうしたままの地下水ちかすいは「化石かせき水すい」と呼よばれて区別くべつされることがある。

地表ちひょう近ちかくの流ながれ

地中ちちゅうに浸透しんとうした地下水ちかすいは、ふたたび地表ちひょうに湧出ゆうしゅつして河川かせんや池沼ちしょうのような地表ちひょう水すいとなるか、地下ちかのまま海岸かいがん線せんを潜くぐり抜ぬけて沿岸えんがんの海底かいていに湧わき出でる。地中ちちゅうへ浸透しんとうせずに地表ちひょう水すいとなる水流すいりゅうをホートン地表ちひょう流りゅうというが、地表ちひょうの浸透しんとう能のうは非常ひじょうに高たかいため、舗装ほそうの多おおい都市とし部ぶなどでない限かぎり、降水こうすいのほとんどはホートン地表ちひょう流りゅうとなることなく、一いち度どは地中ちちゅうに吸すい込こまれて地下水ちかすいとなる。同位どうい体たいを用もちいた水みず文ぶん調査ちょうさの結果けっかによると、洪水こうずい時ときでさえも、地表ちひょう水すいは地下水ちかすいから供給きょうきゅうされていることが判明はんめいしている。すなわち、地中ちちゅうに浸透しんとうできなかった降水こうすいによって洪水こうずいが発生はっせいするのではなく、多量たりょうの降水こうすいが地中ちちゅうに浸透しんとうし、それまでの地下水ちかすいが追おい出だされて洪水こうずいが発生はっせいするのである。

流速りゅうそく

帯おび水すい層そうの中なかの地下水ちかすいはゆっくりと流ながれ、概おおむね1日にちに数すうcmから数すう百ひゃくメートル、平均へいきんでは1メートル／日ひほどである。一般いっぱんに不ふ圧あつ地下水ちかすい（後述こうじゅつ）は被ひ圧あつ地下水ちかすいに比くらべて早はやく流ながれ、特とくに河川かせんに沿そって流ながれる地下水ちかすいは地上ちじょうの流ながれに似にた動うごきで比較的ひかくてき早はやく流ながれる。反対はんたいに被ひ圧あつ地下水ちかすいの流ながれは遅おそく、ほとんど停滞ていたいしているものもある。

地下水ちかすいの流速りゅうそくを求もとめるには、1856年ねんにフランス人じん技術ぎじゅつ者しゃ、アンリ・ダルシー(1803-1858)が発見はっけんしたダルシーの法則ほうそくが用もちいられる。

地下水ちかすいの流速りゅうそく = 透水とうすい係数けいすう × 動どう水すい勾配こうばい

• 透水とうすい係数けいすう：地層ちそうが水みずを通とおす度合どあい
• 動どう水すい勾配こうばい：2点てん間あいだの水みず頭あたま差さを距離きょりで割わることで、傾かたむきとして表あらわしたもの

透水とうすい係数けいすうと動どう水すい勾配こうばいはその地層ちそうの地質ちしつ構造こうぞうに左右さゆうされるが、地質ちしつ構造こうぞうを明あきらかとするには実際じっさいに現地げんちで調査ちょうさを行おこなうほかない。そのため、地下水ちかすいの実態じったい把握はあくには、現地げんち調査ちょうさが重要じゅうようである。

その調査ちょうさ方法ほうほうとしては、井戸いどやボーリング孔あなを掘ほって地中ちちゅうを調しらべる方法ほうほう、地中ちちゅうに電流でんりゅうを通とおして電気でんき伝導でんどう率りつを調しらべる方法ほうほう、pH、水温すいおん、弾性だんせい波はで調しらべる方法ほうほうなどがあるが、最もっとも効果こうかを上あげているのが、地下水ちかすいに含ふくまれる水素すいその同位どうい体たいであるトリチウムを測定そくていして調査ちょうさする方法ほうほうである。この同位どうい体たい測定そくてい法ほうにより、実際じっさいの地下水ちかすいの流速りゅうそくや流動りゅうどう方向ほうこうなどが、地域ちいきによってはかなり詳細しょうさいに判明はんめいすることもある。

地下水ちかすい面めん

詳細しょうさいは「地下水ちかすい面めん」を参照さんしょう

地中ちちゅうを観察かんさつすると、砂すなや土どの粒子りゅうしの間隙かんげきに水みずが浸透しんとうしている。このとき、水みずが完全かんぜんに満みたされていない状態じょうたい（不ふ飽和ほうわ状態じょうたい）であれば「土壌どじょう水すい」と呼よばれ、粒子りゅうしの間隙かんげきに水みずが完全かんぜんに満みたされた状態じょうたい（飽和ほうわ状態じょうたい）であれば「地層ちそう水すい」や「間隙かんげき水すい」、「地下水ちかすい」と呼よばれる。土壌どじょう水すいと地下水ちかすいとの境界きょうかいは地下水ちかすい面めんと呼よばれる。地下水ちかすい面めんには、井戸いどまたは掘削くっさく孔あな中ちゅうに現あらわれる水面すいめんとしての定義ていぎもある 。

地下水ちかすい面めんを境さかいとして、上部じょうぶ（土壌どじょう水すいの存在そんざいする部分ぶぶん）を不ふ飽和ほうわ帯たい、下部かぶ（地下水ちかすいの存在そんざいするところ）を飽和ほうわ帯たいまたは帯おび水すい層そうと呼よぶこともある。さらに不ふ飽和ほうわ帯たいを二分にぶんし、その下部かぶを毛管もうかん水すい帯たい、その上部じょうぶを懸垂けんすい水すい帯たいと呼よぶこともある。帯おび水すい層そうの厚あつみや状態じょうたい、水みず自身じしんの流動りゅうどうによって地下水ちかすい面めんの高たかさには凹凸おうとつが生しょうじる。

地下水ちかすい面めんより上うえの不ふ飽和ほうわ帯たい内ないと地下水ちかすい面めんにある水みずは、不ふ飽和ほうわ帯たい内ないの土壌どじょうの間隙かんげきを経へて地上ちじょうと通つうじているために大気たいき圧あつとほぼ同おなじ圧力あつりょく状態じょうたいにあり、「不ふ圧あつ地下水ちかすい」や「自由じゆう地下水ちかすい」と呼よばれる。地下水ちかすい面めんより下したにある飽和ほうわ帯たい内ないの水みずは、周囲しゅういの土壌どじょうや水みず自身じしんの重おもみによって圧力あつりょくを受うけるために大気たいき圧あつより高たかい圧力あつりょく状態じょうたいとなっており、「被ひ圧あつ地下水ちかすい」と呼よばれる。

地下水ちかすい面めんより下したの地下水ちかすいは、面めん的てきあるいは空間くうかん的てきに存在そんざいしている。「地下水ちかすい脈みゃく」という概念がいねんがあるが、地下水ちかすいを線せん的てきなものとして捉とらえるのは正確せいかくではない。ただし、カルストなどの岩盤がんばん中ちゅうの地下水ちかすいは線せん的てきな賦ふ存そん状じょう況きょうを示しめす場合ばあいもある。

平野へいや部ぶには数すう十じゅうメートルを超こえる井戸いどが多数たすう存在そんざいし、揚水ようすいを行おこなっている。また、地下水ちかすいは地層ちそう構造こうぞうにより第だい一帯いったい水すい層そう・第だい二に帯たい水みず層そう等とうの幾いく層そうにも分わかれて重かさなっている。地下水ちかすい流りゅう向むかいは同どう一いち平面へいめん位置いちであっても各かく帯おび水すい層そうによって異ことなる場合ばあいが多おおく、全まったく逆ぎゃく方向ほうこうの流りゅう向むかいも珍めずらしくない。

貯留ちょりゅう量りょう

一定いってい地域ちいき内ないに存在そんざいする地下水ちかすいの量りょうは、涵養かんようや他たから地下ちかを経由けいゆしての流入りゅうにゅうによって増加ぞうかし、地表ちひょうへの流出りゅうしゅつや地下ちかを経由けいゆしての流出りゅうしゅつによって減少げんしょうする。このような地下水ちかすいの量りょうは、地上ちじょうでのダムなどと同様どうように貯留ちょりゅう量りょうで表現ひょうげんされる。地下ちか深ふかくに溜たまっている大量たいりょうの地下水ちかすいの中なかには、流入りゅうにゅう量りょうが少すくないものがあり、井戸いどなどによって人工じんこう的てきに大量たいりょうの水みずを汲くみ出だすと貯留ちょりゅう量りょうは急速きゅうそくに減少げんしょうし、場合ばあいによっては枯渇こかつする。

滞留たいりゅう時間じかん

地下水ちかすいが地下ちかに留とどまっている平均へいきん時間じかんは「滞留たいりゅう時間じかん」と呼よばれ、想定そうていされる貯留ちょりゅう量りょうと流動りゅうどう量りょうから計算けいさんされる。オーストラリアの大だい鑽井盆地ぼんちでは110万まん年ねん以上いじょう、黒部川くろべがわ扇状地せんじょうちの砂丘さきゅうでは0.14年ねんと推定すいていされている。

滞留たいりゅう時間じかんの例れい

地域ちいき	帯おび水すい層そう	滞留たいりゅう時間じかん
オーストラリア	大だい鑽井盆地ぼんち	1,100,000年ねん（最大さいだい）
エジプト	サハラ砂漠さはらさばく北東ほくとう部ぶ	45,000年ねん（最大さいだい）
シナイ半島しないはんとう	西端せいたんの泉いずみと死し海うみ近ちかくの井戸いど	約やく30,000年ねん
中央ちゅうおうヨーロッパ	深度しんど100-800m	10,000-10,500年ねん
ベネズエラ	マラカイボ市し	4,000-35,000年ねん
南みなみアフリカ	カラハリ砂漠さばく	430-33,700年ねん
旧きゅうチェコスロバキア	山河さんが小しょう流域りゅういきからの地下水ちかすい	2.5年ねん
ニュージーランド	ワイコロププ泉いずみ	0-20年ねん
米国べいこくテキサス州しゅう	カリゾ砂岩さがん	27,000年ねん（最大さいだい）
米国べいこくハワイ州しゅう	オアフ島とう	100年ねん
米国べいこくインディアナ州しゅう	氷河ひょうが堆積たいせき物ぶつ	25年ねん
韓国かんこく	済州さいしゅう島とう	2-9年ねん
東京とうきょう湾岸わんがん	深度しんど200-2,000m	2,840-36,750年ねん
岩手いわて火山かざん	山麓さんろく湧水わきみず	17-38年ねん
八ヶ岳やつがたけ	山麓さんろく湧水わきみず	1-100年ねん
会津盆地あいづぼんち	自噴じふん井い深度しんど30m	13年ねん
千葉ちば県けん市原いちはら市し	養老川ようろうがわ流域りゅういき1520m以浅	0-30年ねん
瀬戸内海せとないかいの小島こじま	花崗岩かこうがんの基盤きばん	0-30年ねん
黒部川くろべがわ扇状地せんじょうち	芦崎あしさき砂丘さきゅう	0.14年ねん
那須岳なすだけ周辺しゅうへん	低てい水みず時じの河川かせん水すい	2-3年ねん以上いじょう

地下水ちかすいポテンシャル

地下水ちかすいポテンシャル（流体りゅうたいポテンシャル、水みず理りポテンシャルともいう）とは、ある地中ちちゅう点てんにおける地下水ちかすいの存在そんざい状態じょうたいのことである。水みず理学りがくでは、ポテンシャル概念がいねんを水みず頭あたまと呼よぶ。

地下水ちかすいポテンシャルは、速度そくど・密度みつど・高度こうど・圧力あつりょくの4つの物理ぶつり量りょうを変数へんすう（スカラー）とするが、現実げんじつ的てきに、速度そくどは無視むしできるほど非常ひじょうに遅おそいので除外じょがい出来できる。また、観測かんそく対象たいしょう地域ちいきの各かく観測かんそく点てんの密度みつどの違ちがいも無視むしできるほどであるため、地下水ちかすいポテンシャルは高度こうど（位置いちエネルギー）と圧力あつりょくのポテンシャルの和わ、すなわち次つぎの数式すうしきで近似きんじできる。

• 地下水ちかすいポテンシャル（水みず理り水すい頭あたま）= 重力じゅうりょくポテンシャル（位置いち水すい頭あたま）+圧力あつりょくポテンシャル（圧あつ力水ちからみず頭あたま）

ある地下水ちかすいが、地下水ちかすいポテンシャルの高たかい観測かんそく点てんAから低ひくい観測かんそく点てんBに移動いどうした場合ばあい、AB間あいだの地下水ちかすいポテンシャルの差さは、運動うんどうエネルギー、および、両りょう地点ちてん間あいだにある地層ちそうによる摩擦まさつを受うけて熱ねつエネルギーとなる。エネルギー保存ほぞんの法則ほうそくから、観測かんそく点てんBの地下水ちかすいポテンシャル、運動うんどうエネルギー、および、発生はっせいした熱ねつエネルギーの和わは、観測かんそく点てんAの地下水ちかすいポテンシャルと等ひとしい。すなわち、地下水ちかすいの運動うんどうエネルギーは地下水ちかすいポテンシャルの差さによって生しょうじ、地下水ちかすいは、地下水ちかすいポテンシャルの高たかい方ほうから低ひくい方ほうへ流ながれるといえる。これを慣例かんれい的てきにポテンシャル流ながれという。

地下水ちかすいポテンシャルは、井戸いどを掘ほることで測定そくていすることができる。ある任意にんいの基準きじゅん面めんから井戸いどの中なかの水位すいいまでの高たかさが、地下水ちかすいポテンシャルの高たかさを表あらわす。このとき、井戸いどの中なかの水位すいいを地下水ちかすい位いということもある。地下水ちかすいポテンシャル = 地下水ちかすい位いは、同どう一いち地点ちてんであっても深度しんど方向ほうこうによって異ことなる。例たとえば、低ひく標高ひょうこうの平野へいや部ぶでは、浅あさい地層ちそうよりも深ふかい地層ちそうの方ほうが地下水ちかすいポテンシャル = 地下水ちかすい位いが高たかい場合ばあいが多おおく、深ふかい井戸いどを掘ほると地下水ちかすい位いが地表ちひょう面めんより高たかくなることさえある。こうした自噴じふんする井戸いどを自噴じふん井いという。

地下水ちかすい位いと地下水ちかすい面めんは、よく似にた用語ようごであるが厳密げんみつには異ことなる。地下水ちかすい位いは、地下水ちかすいポテンシャルの大おおきさを表あらわす用語ようごであるのに対たいし、地下水ちかすい面めんは、地下水ちかすい帯おび水すい層そうの上部じょうぶ境界きょうかいを示しめす用語ようごである。短期たんき的てきに見みれば、地下水ちかすい面めんの位置いちは一定いっていだが、地下水ちかすい位いは深度しんどによって異ことなる。なお、地下水ちかすい面めんは、地下水ちかすいポテンシャル = 重力じゅうりょくポテンシャルとなる点てんの連続れんぞく面めんと定義ていぎすることもでき、地下水ちかすい面めん上じょうでは、地下水ちかすい面めんと地下水ちかすい位いが等ひとしくなる。

流出りゅうしゅつ

透水とうすい層そうが地上ちじょう面めんに露出ろしゅつしていたり、井戸いどなどの設備せつびで人工じんこう的てきに汲くみ上あげたりすることで地下水ちかすいの流出りゅうしゅつが生しょうじる。また、特とくに深ふかい地下ちかにあって難なん透水とうすい層そうに挟はさまれた透水とうすい層そう内ないの水みずは、かなり高たかい圧力あつりょくを受うけることがあり、この透水とうすい層そうが地表ちひょう面めん近ちかくになるとわずかな深ふかさの井戸いどでも地表ちひょうへ水みずが噴ふき上あがる「自噴じふん井い」（じふんせい）となる。不ふ圧あつ地下水ちかすい（自由じゆう地下水ちかすい）の存在そんざいする地下ちかまで掘ほられた比較的ひかくてき浅あさい井戸いどは「浅井あさい戸と」、被ひ圧あつ地下水ちかすいの存在そんざいする地下ちかまで掘ほられた比較的ひかくてき深ふかい井戸いどは「深井ふかい戸と」と呼よばれることがある。

分類ぶんるい

地下水ちかすいは、特徴とくちょうや水みずの対比たいひ等とうを目的もくてきとして、いくつかの視点してんから分類ぶんるいされている。なお地下水ちかすいの賦ふ存そん状態じょうたいの区分くぶんについては、帯おび水すい層そうを参照さんしょうのこと。ここでは水質すいしつ区分くぶんについて記述きじゅつする。

主要しゅよう成分せいぶんの濃度のうど

全ちょん塩類えんるい濃度のうどにより、以下いかの3つに分わけることは最もっとも多おおく行おこなわれている。

• 淡水たんすい
• 汽水
• 塩水えんすい

主要しゅよう成分せいぶんの当とう量りょう比ひ

塩水えんすい（海水かいすいや化石かせき塩水えんすい（化石かせき海水かいすいともいう））との交換こうかん、塩基えんき置換ちかん、などの水質すいしつ変化へんか・進行しんこう現象げんしょうを解釈かいしゃくする際さいに、以下いかのような当とう量りょう比ひで区分くぶんする。

• $Na/Cl$
• $Mg/Cl$
• $SO_{4}/Cl$

これらにより、塩基えんき置換ちかん・炭酸たんさんの変化へんか・有機物ゆうきぶつの分解ぶんかい・酸化さんか還元かんげんなどを、地下水ちかすいと地層ちそうの接触せっしょく時間じかんや、滞留たいりゅう時間じかん等とうの解析かいせきとして用もちいられる。

主要しゅよう塩類えんるい

溶存ようぞん成分せいぶんにより、仮想かそう的てきな結合けつごうを考かんがえ、その塩類えんるいによって区分くぶんを行おこなう。これは温泉おんせんの区分くぶんで行おこなわれている方法ほうほうであるのかもしれない

人間にんげん活動かつどう

日本にっぽんにおける地下水ちかすいの利用りよう状じょう況きょう

鉱工業こうこうぎょうの発展はってんに伴ともない地下水ちかすいが汚染おせんされる例れいが多おおく地域ちいきでみられる。日本にっぽんにおいては、汚染おせん水すいを地下ちかに浸透しんとうさせることを禁止きんししてからあまり年月としつきが経たっていない。例たとえば、大阪おおさかの鉱山こうざん保安ほあん法ほう適用てきよう事業じぎょう所しょ (OAP) において地下ちか55m付近ふきんもの深部しんぶにおいて汚染おせんが確認かくにんされており、人間にんげんの経済けいざい活動かつどうが清浄せいじょうな地下水ちかすいを利用りようし、汚染おせんしてきた歴史れきしの悪例あくれいである。さらに、健全けんぜんな水みず循環じゅんかんは人間にんげん活動かつどうを行おこなう上うえで必須ひっすの条件じょうけんであり、都市とし部ぶと言いえども緊急きんきゅう時じにおいては清浄せいじょうな地下水ちかすいの確保かくほが生命せいめい線せんとなるので、都市としにおける地下水ちかすい環境かんきょう保全ほぜんが求もとめられている。

世界せかい的てきにみれば、20億おく人にん以上いじょうが飲用いんよう水すいやかんがい用水ようすいを地下水ちかすいに依存いぞんするなど、地下水ちかすい源げんへのかん養よう量りょうを上回うわまわる水みず利用りようが行おこなわれており、「環境かんきょうの時限じげん爆ばく弾だん」とも呼よばれている。今後こんご100年ねん以内いないに完全かんぜんに補充ほじゅうされる地下水ちかすいは、供給きょうきゅう量りょう全体ぜんたいの半分はんぶんにとどまるという研究けんきゅう結果けっかも提示ていじされている。

資源しげん

探査たんさ法ほう

地下水ちかすいを専門せんもんとする学問がくもん分野ぶんやとして「地下水ちかすい学がく」があり、地下水ちかすい学がくでの地下水ちかすいに関かんする資源しげん探査たんさの方法ほうほうは次つぎの3つに大別たいべつできる。

文献ぶんけん資料しりょう

文献ぶんけん資料しりょうによって河川かせんや湖沼こしょう、湧水わきみずといったものの過去かこの状況じょうきょうを知しることができる。

現地げんちでの地勢ちせい確認かくにん

地上ちじょうに現あらわれている土地とちの凹凸おうとつや河川かせん、湖沼こしょうなどの流水りゅうすいの現況げんきょうを知しることで地下ちかの状況じょうきょうを推察すいさつする手てがかりとする。

地下ちかの調査ちょうさ

実際じっさいにボーリングを行おこなって土壌どじょうや水みずを採取さいしゅする物理ぶつり的てきな方法ほうほうや、地面じめんの抵抗ていこう値ちを測はかったり、地下ちかに向むけた電磁波でんじはから生しょうじる電流でんりゅうや二に次じ的てきな電磁波でんじはを測定そくていする電気でんき・磁気じき的てき方法ほうほう、割われ目めから漏もれるガスを測定そくていする化学かがく的てきな方法ほうほう、地球ちきゅうの引力いんりょくの僅わずかな差さから岩石がんせきの種類しゅるいを推定すいていする重力じゅうりょくを用もちいた方法ほうほう、などが用もちいられる。

特徴とくちょう

地下水ちかすいを長期ちょうきにわたって最大さいだいの利益りえきを得えるように利用りようするために、地下水ちかすいを保全ほぜんする視点してんを持もつ必要ひつようがある。特とくに地下水ちかすいは、地下水ちかすいの特徴とくちょうからくる制約せいやく事項じこうがある。

1. 地下水ちかすいは貯留ちょりゅう量りょうが大おおきいが、地下ちかに賦ふ存そんしているが故こ、それを直接ちょくせつ目め視しすることができない。また貯留ちょりゅう量りょうが大おおきいが故こ、利用りようする（揚水ようすい）に際さいして、その反応はんのうが現あらわれるまでに時間じかんを要ようする。したがって、地下水ちかすいを管理かんりする場合ばあいは、長期ちょうき的てき視点してんに立たつ必要ひつようがある。
2. 地下水ちかすいへの涵養かんよう（かんよう）量りょうは貯留ちょりゅう量りょうに比くらべてわずかであり、揚水ようすい量りょうが涵養かんよう量りょうよりも上廻うわまわっている場合ばあい、貯留ちょりゅうの減少げんしょうが起おき安定あんてい的てきに利用りようできなくなることに加くわえ、地盤じばん沈下ちんかが発生はっせいする。

地下水ちかすい資源しげん量りょうの考かんがえ方かた

利用りようできる地下水ちかすいの量りょうは、必かならずしも涵養かんよう量りょうと等ひとしくない。地下水ちかすいの揚水ようすいにより様々さまざまの障害しょうがいが発生はっせいしない量りょうが、利用りよう量りょうすなわち資源しげん量りょうとなる。例たとえば南関東みなみかんとう地域ちいきや濃尾平野のうびへいやでみられる広域こういき地盤じばん沈下ちんかは、涵養かんようされにくい粘土ねんど層そう中ちゅうの間隙かんげき水すいを揚水ようすいにより絞しぼり出だすことで発生はっせいした。水みず循環じゅんかんにおける涵養かんよう量りょうを超こえなくとも、地盤じばん沈下ちんかは発生はっせいする。この場合ばあいの資源しげん量りょうは、地盤じばん沈下ちんかを発生はっせいさせない地下水ちかすい位い低下ていか量りょう（揚水ようすい量りょう）が地下水ちかすい資源しげん量りょうとなる。また個別こべつの井戸いどの揚水ようすい量りょうではなく、地域ちいきの揚水ようすい量りょうとなることにも注意ちゅういが必要ひつようである。

日本にっぽんにおける公おおやけ水論すいろんと私わたし水論すいろん

昭和しょうわ40年代ねんだいごろより、地下水ちかすいは、公共こうきょう財ざい的てき性格せいかくが強つよい（地下水ちかすいは流動りゅうどうし私有地しゆうちに滞留たいりゅうしているものではない（水みず循環じゅんかんの一翼いちよくを担になう）、周辺しゅうへんも含ふくめた土地とちの環境かんきょう機能きのうの根幹こんかんをなす）とする立場たちばの「公おおやけ水論すいろん」と、土地とち所有しょゆう者しゃが井戸いどなどを設置せっちして個人こじん的てきに利用りようできるものであることから私的してき財産ざいさんに含ふくまれるとする「私わたし水論すいろん」が議論ぎろんされている。昭和しょうわ30年代ねんだい頃ごろより激はげしくなった地盤じばん沈下ちんかの原因げんいんが、地下水ちかすいの揚水ようすいによるものと結論けつろんづけられた昭和しょうわ40年代ねんだい頃ごろより始はじまった議論ぎろんである。

法的ほうてきには土地とちの所有しょゆう権けんについて「法令ほうれいの制限せいげん内ないに於おいて其その土地とちの上下じょうげに及およぶ」（民法みんぽう207条じょう）としていることから、地下水ちかすいは私有しゆう財産ざいさんとされているが、公おおやけ水すいとする判例はんれいもでている。現在げんざいまで国くにの各かく省庁しょうちょうによる議論ぎろんが行おこなわれてきたが、定さだまった・統一とういつされた地下水ちかすいに関かんする考かんがえ方かたはない。

同様どうようの議論ぎろんは土壌どじょう、特とくに土壌どじょう汚染おせん対策たいさくにおいて土壌どじょう環境かんきょう機能きのうを将来しょうらいにわたり制限せいげんしてしまうことについて、土壌どじょう環境かんきょう機能きのうの公共こうきょう性せいと、土地とちそのものを構成こうせいする物質ぶっしつとしての私有しゆう財産ざいさんの議論ぎろんがある。土壌どじょうは地下水ちかすいのように移動いどうせず、また土地とちを構成こうせいする主体しゅたいであることから、公共こうきょう性せいについては概念がいねんのみ提案ていあんされている。

1990年代ねんだいの中頃なかごろより地下水ちかすい汚染おせんが各地かくちで表面ひょうめん化かし、それまでの地盤じばん沈下ちんか防止ぼうし対策たいさく、そして世論せろんの環境かんきょう意識いしきの向上こうじょうにより、地下水ちかすいを公おおやけ水すいとして考かんがえる社会しゃかい的てき背景はいけいが形成けいせいされてきている。一方いっぽう、土地とち所有しょゆう権けんを地盤じばんを所有しょゆうする権利けんりという視点してんに立たてば、地下水ちかすいは地盤じばんを構成こうせいする三さん要素ようそ（1.岩石がんせき・土ど粒子りゅうし等とうの固体こたい、2.地下水ちかすい等とうの液体えきたい、3.空気くうき等とうの気体きたい）のうちの一ひとつと考かんがえられることから、地下水ちかすいは土地とち所有しょゆう権けんに付随ふずいするものという概念がいねんは、今いまなお残のこされていることに留意りゅういが必要ひつようである。なお地下水ちかすいは、自由じゆうに流動りゅうどうする液体えきたいであることから、私有しゆう財産ざいさんに相当そうとうしないとする考かんがえ方かたもある。

参考さんこう文献ぶんけん

• 「諸しょ外国がいこく及および我わが国くににおける地下水ちかすい法ほう制度せいど等とう調査ちょうさ（平成へいせい3年度ねんど地下水ちかすい利用りよう評価ひょうか調査ちょうさ報告ほうこく書しょ）」国土庁こくどちょう長官ちょうかん官房かんぼう水すい資源しげん部ぶ（平成へいせい4年ねん3月がつ）p.314

環境かんきょう問題もんだい

地盤じばんの沈下ちんかと地下水ちかすい位いの回復かいふく

日本にっぽんでは、戦前せんぜん（第だい二に次じ世界せかい大戦たいせん前まえ）より工業こうぎょう用水ようすいとして安価あんかな地下水ちかすいが利用りようされてきた。工業こうぎょう化かの進すすむ1960年代ねんだいごろより、関東かんとう・濃こ尾お等とうの地域ちいきで広域こういきな地盤じばん沈下ちんかが確認かくにんされ、海面かいめんよりも低ひくい地域ちいき（海抜かいばつゼロメートル地帯ちたい）が出現しゅつげんした。地下水ちかすいが大だい規模きぼ公害こうがい問題もんだいとして注目ちゅうもくされた最初さいしょの例れいである。地盤じばん沈下ちんかでは多おおくで不等ふとう沈下ちんかが起おき、相対そうたい的てきに浮うき上あがる埋設まいせつ物ぶつもある。各地かくちで地下水ちかすいの揚水ようすいを規制きせいする条例じょうれいが制定せいていされ、地盤じばん沈下ちんかは沈静ちんせい化かしていった。

揚水ようすい規制きせいが行おこなわれた以降いこう、低下ていかしていた地下水ちかすい位いの回復かいふくが見みられ始はじめた。沈下ちんかは抑制よくせいされる一方いっぽう、地下水ちかすい位いの低ひくい時期じきに地下ちかに設置せっちされた構造こうぞう物ぶつに、いくつかの問題もんだいが発生はっせいし始はじめた。例たとえば東京とうきょうでは、地下ちか室しつの浮上ふじょう（東京とうきょう駅えき地下ちかエリア）や、地下ちか埋設まいせつ管かん路ろへの地下水ちかすい流入りゅうにゅうなどが発生はっせいし、対策たいさく工事こうじが行おこなわれている。

汚染おせん

人為じんい由来ゆらい

産業さんぎょう活動かつどうにともなう各種かくしゅの化学かがく物質ぶっしつ等ひとしによる汚染おせんが各所かくしょで発生はっせいしている。例たとえば農業のうぎょうで使用しようする農薬のうやくや、工業こうぎょう等とうにより排出はいしゅつされる廃棄はいき物ぶつが地中ちちゅうに浸潤しんじゅんすることで、地下水ちかすい汚染おせんが発生はっせいしている。

底そこ質しつ汚染おせん

有害ゆうがい物質ぶっしつを含ふくむ地下水ちかすいが川かわや池いけ等とうに流ながれこむと地下水ちかすいに含ふくまれていた有害ゆうがい物質ぶっしつは凝集ぎょうしゅう沈殿ちんでんし、水底みなそこに堆積たいせきする。底そこ質しつに多おおくの有害ゆうがい物質ぶっしつが蓄積ちくせきされると底そこ質しつ汚染おせんが引ひき起おこされる。水底みなそこや底そこ質しつに生いきる動植物どうしょくぶつが体内たいないで有害ゆうがい物質ぶっしつを濃縮のうしゅく蓄積ちくせきし、食物しょくもつ連鎖れんさを通とおしてさらに高こう濃度のうどの有害ゆうがい物質ぶっしつが動物どうぶつの体内たいないで形成けいせいさる。これらを人ひとが食しょくすることで、人ひとへの健康けんこう被害ひがいが懸念けねんされている。

水源すいげん林りん保護ほごの課題かだい

近年きんねん、日本にっぽん国内こくないの良質りょうしつな地下水ちかすい（表おもて流水りゅうすいの一部いちぶも含ふくむと言いわれている）を輸出ゆしゅつするため、国外こくがい企業きぎょうが、経済けいざい的てきに疲弊ひへいしている林業りんぎょう事業じぎょう者しゃから大だい規模きぼに森林しんりん(水みずを保水ほすい・供給きょうきゅうするという意味いみでの水源すいげん林りん)を購入こうにゅうしていることが明あきらかとなった。日本にっぽんには規制きせいする法令ほうれい等とうが未み整備せいびであることから、大量たいりょうの採と水みずが行おこなわれ、大量たいりょうに系けい外がいに出だされることにより水みず循環じゅんかんを阻害そがいする事ことが危惧きぐされている。

2019年ねん、農林水産省のうりんすいさんしょうが外国がいこく資本しほんによる森林しんりん買収ばいしゅうの事例じれいについて調査ちょうさを行おこなった結果けっか、2018年ねんに居住きょじゅう地ちが国外こくがいにある個人こじん、法人ほうじんが森林しんりんを買収ばいしゅうしたケースは合計ごうけい30件けん373haにとどまった。2006年ねんから2018年ねんまでの累計るいけいでも223件けん、2076haであり、日本にっぽん全体ぜんたいの森林しんりん面積めんせき約やく2510万まんhaから比くらべるとわずかな値ねにとどまっている。

脚注きゃくちゅう

参考さんこう文献ぶんけん

• 榧かや根ね勇いさむ 『地下水ちかすいの世界せかい』 日本にっぽん放送ほうそう出版しゅっぱん協会きょうかい <NHKブックス>、1992、ISBN 4140016515

関連かんれん項目こうもく

• 伏流ふくりゅう水すい
• 間隙かんげき水圧すいあつ
• 井戸いど - カナート
• 温泉おんせん - 湧水わきみず
• 鹹水かんすい（かん水すい）
• 水みず資源しげん
• 地下水ちかすい汚染おせん - 水質すいしつ汚濁おだく防止ぼうし法ほう
• 工業こうぎょう用よう水道すいどう - 工業こうぎょう用水ようすい法ほう
• オガララ帯たい水みず層そう
• 地下水ちかすい瀑布ばくふ
• ミネラルウォーター
• 水不足みずぶそく - 地下水ちかすいから取水しゅすいすればよいという意見いけんもあるが、そもそもの降水こうすい量りょうが少すくなく地下水ちかすいも限かぎりがあり、また放射ほうしゃ性せい物質ぶっしつや毒性どくせい鉱物こうぶつに汚染おせんされているケースもあるため容易よういに使用しようはできない。
• スポンジシティ - 都市とし部ぶの舗装ほそうなどを水みずが染しみこみ易やすい環境かんきょうを作つくり、洪水こうずい防止ぼうし、地下水ちかすいへの供給きょうきゅうを改善かいぜんする試こころみ。

外部がいぶリンク

• 日本にっぽん地下水ちかすい学会がっかい
  • 地下水ちかすいブックガイド
• 熊本くまもと水物みずもの語ご・熊本くまもとのおいしい水みず
• 日本一にっぽんいちの地下水ちかすい都市とし
• Groundwater （英語えいご） - Encyclopedia of Earth「地下水ちかすい」の項目こうもく。