地球科学入門II/5.「地下水」 - 化学科メタラーのメモ

「地下水」
1.地下水の利用と分布
・淡水資源：大部分は地下水を利用（利用できる量は限定的）
　├都市用水┬生活用水┬家庭用水：飲料水、調理、風呂、トイレetc
　│　　　　　　│　　　　　　└都市活動用水：営業用（飲食店、デパート）、事業用、公共用
　│　　　　　　└工業用水：ボイラー用水、洗浄用、冷却用
　└農業用水：かんがい用、畜産用
・仮想水(virtual water)：輸入した分の食料を生産する際に必要な水資源量⇒日本が水輸入国(80,000,000,000m³輸入）

2.地下水面
　地下水面(water table)：水に不飽和の土壌上部（土壌水）と水に飽和した下部（地下水、間隙水）の境界面⇒地下水の圧力と気圧がつりあう深度
　　上部⇒不飽和帯
　　下部⇒飽和帯、帯水層→帯水層の地下水蔵能力⇒間隙率と透水係数で決定

3.地下水の移動
・涵養：降水などによって水が地下に流入すること
　※化石水：過去の海水が地層中にとじこめられている
・流動：不飽和水は地上へ移動、飽和水は土壌粒子間を移動
　流速＝透水係数×動水勾配、動水勾配→ある地点間の地下水面の圧力差の傾き
　※地下水ポテンシャル（＝位置ポテンシャル＋圧力ポテンシャル）の低い方へ移動

4.地下水のつくる地形
・溶食：水に溶解しやすい岩石（石灰岩）が地下水によって溶解
　CaCO₃+H₂O+CO₂→Ca²⁺+2HCO₃^-
　ex.石灰洞、鍾乳洞
・沈殿：地下水に溶解していたCO2濃度が低下し、鉱物を沈殿
　Ca²⁺+2HCO₃^-→CaCO₃+H₂O+CO₂
　ex.鍾乳石、洞窟生成物