帯水層
帯水層とは、水を含む物質が存在する地下の層のことです。砂、砂利、粘土、シルトなどの固形物でなくとも、水を通す(水を含む)岩石であればよいのです。このような地層や地下水からは、井戸を使って有用な水をくみ上げることができる。帯水層における水の流れを研究し、帯水層の特徴を明らかにすることを水理地質学といいます。
典型的な帯水層断面図
岩盤中の地下水
地下水は、地下河川(地下を水が自由に流れる洞窟など)に存在する場合があります。これは、カルスト地形と呼ばれる石灰岩が侵食された地域で発生することがありますが、地球の面積のごく一部を占めるにすぎません。より一般的なのは、地下にある岩石の間隙が、台所用のスポンジのように水で飽和している状態で、農業、工業、または自治体の用途のために汲み上げることができる場合である。
空隙率の低い岩石ユニットが高度に破砕されている場合、水がそこを通り抜けることができれば、(亀裂流によって)良い帯水層になることができます。空隙率は重要ですが、それだけでは帯水層にはなりません。インド西部のデカントラップ(氾濫した玄武岩質の溶岩)は、空隙率は高いが浸透率が低い岩石の良い例で、帯水層としては貧弱です。イングランド南東部の(白亜紀上期の)チョーク層は、孔隙率はそれなりに高いが、粒間浸透率は低い。その良好な水利特性の多くは、微小亀裂と亀裂によるものである。
例
- オーストラリアのグレートアーテシアン盆地は、間違いなく世界最大の地下水帯水層です。(170万km2以上)です。クイーンズランド州や南オーストラリア州の遠隔地における水の供給に大きな役割を果たしています。
- グアラニ帯水層は、ブラジル、アルゼンチン、パラグアイ、ウルグアイの4カ国が共有する120万km2の面積の帯水層です。
- 米国中央部に位置するオガララ帯水層は、世界でも有数の帯水層である。8つの州の一部の地下にあり、主に最終氷河期からの化石水を含んでいる。帯水層の乾燥地帯では、年間涵養量は年間取水量の10%程度と推定される。
- ヌビア砂岩帯水層システム(NSAS)は、化石水帯水層として知られる世界最大のシステムである。
エクスプロージョン
帯水層は、さまざまな深さに存在する。地表に近いほど、給水や灌漑に利用されやすいだけでなく、その地域の降雨によって水位が上昇する可能性が高くなります。砂漠地帯の多くには、石灰岩の丘や山があり、その近くは地下水資源として利用することができます。もし、水量が取水量を上回ると、過剰収穫となります。リビアやイスラエルなどの海岸線では、人口の増加によって地下水位が下がり、海からの塩水で地下水が汚染されています(塩水湧出)。このような場合、帯水層には汽水が含まれています。
水が地面からしみ出す(ゆっくり出てくる)ことを「しみ出し」または「湧き水(水)」と呼びます。通常、地面の下に帯水層があることを意味します。
質問と回答
Q:帯水層とは何ですか?
A: 帯水層とは水を含む地下の層のことです。
Q:帯水層はどのような物質でできていますか?
A:帯水層は、砂、砂利、粘土、シルトのようなあまり固くない物質でできていることもあれば、水の流れを許す限り岩石でできていることもあります。
Q:帯水層からどのように地下水を汲み上げることができますか?
A: 地下水は、井戸を使って帯水層から汲み上げることができます。
Q:帯水層における水の流れの研究は何と呼ばれていますか?
A: 帯水層における水の流れの研究は、水理地質学と呼ばれています。
Q:水文地質学の定義は?
A: 水文地質学とは、地下帯水層における地下水の動き、発生、分布に関する研究です。
Q: 水を含む岩石とはどういう意味ですか?
A: 水を通す岩石は水を通すと考えられています。
Q: 帯水層はどのように特徴付けられるのですか?
A: 帯水層は、地下水の移動、発生、および分布を研究する水文地質学のプロセスを通じて特徴付けられます。