地下水の枯渇は世界中で深刻化している

カリフォルニアのセントラル・バレーからイランの農地に至るまで、世界の乾燥した食料生産地域では、過去40年間に地下水の枯渇が加速している。

40カ国以上の17万基の井戸の測定結果を分析した新たな研究結果によると、米国西部、インド、チリ、スペイン、メキシコなどの多くの地域では、農地を灌漑するために大量の水が汲み上げられているため、地下水位が急速に低下していることが明らかになった。 。

今週ネイチャー誌に掲載されたこの研究は、多くの地域が気候変動に伴う乾燥状態の激化に直面する中、過剰揚水が重要な埋蔵量を有する帯水層に広範かつ深刻な被害を及ぼしていることを明らかにしている。

分析の結果、カリフォルニア州の一部の地域では、世界で最も急速に帯水層の水位が低下している地域があることが示された。

「地下水が枯渇している場所が何度も見られます」と、カリフォルニア大学サンタバーバラ校の環境学准教授で、この研究の筆頭著者の一人であるデブラ・ペローネ氏は言う。 「こうした傾向が実際に見られるのは、乾燥した気候が存在する地域です。」

多くの乾燥地域では、湿潤気候の地域よりも地下水への依存度が高くなります。 そして、過剰な汲み上げによって水位が低下している場合、その結果には、井戸の枯渇、小川の減少、地盤の沈下だけでなく、何世紀あるいは何千年にもわたって地下に蓄積された貴重な水資源の損失が含まれる可能性があります。

この研究は、世界中で進行中かつ広範囲に及ぶ地下水の枯渇の厳しい状況を示しているが、研究者らはまた、一部の地域ではこの問題に対処する取り組みが、地下水の減少を抑制し、帯水層のレベルを上昇させることに成功していることも発見した。

「私たちの研究は、急速かつ加速する地下水の減少が広範囲に及んでいるが、避けられないものではないことを示しています」と、共著者で水資源のスコット・ジャセチコ准教授は述べた。 「減少を遅らせたり、止めたり、逆転させたりすることは可能ですが、地下水の枯渇に対処するには多くの取り組みが必要です。」

科学者らは、データが入手可能な地域の監視井戸からの水位測定値を分析した。 世界中の 1,693 の帯水層を調査した結果、帯水層の 36% が 2000 年から 2022 年にかけて大幅に減少し、その中央値は年間少なくとも 4 インチでした。一方、帯水層の 6% では水位が少なくとも同程度上昇し、その他の帯水層では水位が相対的に上昇したことがわかりました。小さな変化。

彼らは、長期データがあった542の帯水層について1980年から現在までの傾向を調査し、それらの地域の51％で減少が悪化または加速していることを発見した。

カリフォルニアのさまざまな地域は、2000 年以降、急速に人口減少が加速している地域の 1 つです。 クヤマ渓谷 サンタバーバラ北部、およびカウェア、チャウチラ、ノーザンカーン、トゥーレ、マデラ盆地などのセントラルバレーの大部分では、農業が地下水を利用してナッツ、果物、干し草、野菜、穀物などを生産しています。作物。

これらの地域では、水位低下速度の中央値が年間約2フィートから4フィート以上の範囲であることが研究で判明した。

枯渇が加速している他の場所には、米国西部の一部が含まれます。 ハイ プレーンズ — イラン、チリ、南アフリカ。

「これほど多くの食料生産地域で地下水の枯渇が加速しているという事実は、食料と水の安全保障との間に重要な関連性があること、そしてその両方が世界中でほとんどの人が認識しているよりもはるかに大きなリスクにさらされていることを浮き彫りにしている」とジェイ・ファミリエッティ氏は述べた。アリゾナ州立大学持続可能性学部の水文学者兼教授だが、この研究には関与していない。 「この論文は、世界中でより優れた地下水管理が必要であるという警鐘となるはずです。」

の 勉強 帯水層レベルの低下が加速している地域の 80% 以上で、過去 40 年間に降水量も減少していることが判明しました。 また、他の研究によると、世界のさまざまな乾燥地域では、 ここ数十年で乾燥が進んだ 一方、化石燃料からの温室効果ガスの蓄積により気温が上昇しています。

科学者らは、乾燥した状況が「正のフィードバック」として作用し、井戸への依存がさらに高まり、枯渇がさらに進むと述べている。

ファミリエッティと他の科学者は、GRACE として知られる重力回復と気候実験、および GRACE 後続ミッションから得られた NASA 衛星の測定結果を使用して、 地下水がどのくらいの速度で抽出されているかを評価する 米国西部および南アジアから中東に至るその他の地域。

衛星により科学者は次のことが可能になりました。 大規模な枯渇の地図を作成する 食糧生産地域では、最新の研究により、井戸の水位測定からの詳細なデータを使用して、より詳細な状況が明らかになりました。

ファミリエッティ氏は、この研究は「地上での重要な現実確認を提供する」ことで、衛星ベースの科学の向上に役立つと述べた。

「これほど長期間にわたって収集された膨大な量の井戸データにより、この論文は地下水の持続可能性にとって非常に重要な論文になります」とファミリエッティ氏は述べた。

この研究は、世界中の井戸の水位についてこれまでで最も広範な分析を提供します。 科学者らは、6年間の研究で合計約3億件の水位測定結果をまとめたと発表した。 彼らのチームには、米国、英国、スイス、サウジアラビアの大学の研究者が含まれていました。

科学者たちが各帯水層の傾向を調査したところ、いくつかの領域で大幅な改善が見られたことがわかりました。

2000 年以降、帯水層の 20% で水位の低下が鈍化しましたが、さらに 16% の帯水層で低下が逆転し、水位が上昇しました。

科学者たちは発見した 水位が回復した例 アーカンソー州、ニューメキシコ州、アリゾナ州、カリフォルニア州の一部とタイの首都バンコク。

研究者らによると、これらの事例やその他の事例では、規制措置の導入、地表水の輸入や揚水の削減、あるいは帯水層を涵養するために河川から運ばれた水を利用するなどの介入努力により、帯水層の水位は数十年に渡って低下した後、回復したという。

「その措置が供給側の解決策であれ、需要側の解決策であれ、回復に向けて行動が必要だった」とペローネ氏は語った。 「これらの事例は、地下水の枯渇は避けられないという楽観的な見方の余地があることを示唆しています。」

アーカンソー州エルドラドでは、地元当局が工業用水の利用者に地下水くみ上げの料金を請求し始め、これにより企業は近くの川から水を汲むパイプラインを開発するよう奨励され、帯水層の回復が可能になった。

アルバカーキは、コロラド川からリオグランデ盆地への水を利用して、地下水の使用を劇的に削減しました。 市はまた、管理された帯水層涵養プロジェクトに輸入水を使用し始め、水位上昇に貢献した。

ツーソンの西にあるアリゾナ州のアブラバレーでは、コロラド川から分流された水が帯水層の補充に使用され、地下水位が上昇している。

そしてカリフォルニアのコーチェラバレーの一部では、 水位が上昇しました 輸入されたコロラド川の水の流れが運河で運ばれ、地下水の需要が緩和され、帯水層の涵養が可能になったためです。

ペローネ氏は、これらのケースやその他のケースでは、回復は追加の水源の使用に関連していることが多いと述べました。

しかし、コロラド川からのこれらの供給も増大する負担にさらされています。 研究によると、地球温暖化が著しく影響を及ぼしていることがわかっています。 川の流れを奪った、不足に対処するための取り組みには以下が含まれます。 コロラド川の水の使用量を削減する 地下水を補給するため。

「米国南西部の帯水層の一部の回復に貢献してきた地表水の移送は、この地域で進行している乾燥化の結果、確実に削減される危険にさらされるだろう」とファミリエッティ氏は述べた。 「これは、コロラド川の水を受け取っている地域に特に当てはまります。 大幅な追加努力なしに長期的な回復を維持するのは困難になるだろう。」

米国や他の国々の多くの地域では、地下水の管理が不十分か、まったく管理されていないままです。

カリフォルニア州は、2014 年に州が定めた要件を段階的に実施しています。 持続可能な地下水管理法、2040年までに多くの地域での地下水枯渇の問題に対処することを目的としています。

セントラルバレーの大部分では、農業用の井戸とポンプが引き続き使用されています。 地下水位を下げる。 多くの生産者が事業を続けている間に減少が起こった 井戸の掘削 そしてより多くの農地を収益性の高いアーモンドとピスタチオの果樹園に転換することです。

ファミリエッティ氏はこう語った。 セントラル・バレーの地下水危機 井戸の所有者に使用量の測定と報告を義務付けること、汲み上げ量に基づいて料金を請求すること、汲み上げを制限することなど、より強力な対策が必要であると同時に、灌漑効率を改善し、帯水層の涵養をさらに促進する必要がある。

「キッチンのシンクには、私たちが試さなければならないことが山ほどあるのです」とファミリエッティ氏は語った。 「それは将来の世代にとって重要です。 私たちが一度だけではなく、何世代にもわたって食糧を栽培できるように、地下水の供給を維持することが重要です。」

テキサス大学オースティン校ジャクソン地球科学大学院の主任研究員ブリジット・スキャンロン氏は、この研究は驚くべき量のデータを提示し、さまざまな帯水層の地下水位データの包括的な調査を提供すると述べた。

研究には関与していなかったスキャンロン氏は、以前 アリゾナ州とカリフォルニア州の研究地域 ここでは、地表水と地下水の協調利用と帯水層涵養努力の管理により、減少を逆転させることができました。 こうした取り組みを拡大するには州議会議員からの支援が不可欠だと彼女は述べた。

スキャンロン氏によると、アリゾナ州の大部分やハイプレーンズ南部の農業地帯など、地表水にアクセスできない地域は管理がはるかに難しいという。 帯水層が急速に減少し続けている地域では、地下深部からの汲み上げやより深い井戸の掘削にかかる費用が増加するため、「経済がさらなる減少を規制する上で重要な役割を果たすだろう」と彼女は述べた。

世界の他の地域では、バンコクでは揚水料金などの対策により帯水層の水位が上昇したことを研究著者らは発見した。 イランのアッバス・エ・シャルギ盆地では、別の種類の回復が起こり、ダムから分流された水が減少を逆転させた。 そして、サウジアラビアの一部では枯渇が鈍化したが、これは「おそらく農業用水の需要を減らすことを目的とした政策の一部が原因だろう」と研究者らは書いている。

科学者らは、彼らの分析は「枯渇した帯水層が回復する可能性を示していると同時に、地下水資源を保護するためにどれだけの作業が残っているかを示している」と書いている。

この研究では、地球規模で枯渇した水の量は評価されていない。 しかし、他の 研究 は、帯水層からの大量の取水が地球の自転に測定可能な影響を与えており、取出された水が海面上昇に寄与していることを発見した。

ヤセチコ氏と同僚らは、自分たちの研究がカリフォルニアやその他の地域の解決策に関する情報を広めるのに役立つことを願っていると語った。

それでも同氏は、「状況が良くなっているケースよりも、状況が悪化しているケースの方がはるかに多い」と述べた。