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土中水について

土中水と言う言葉があります。
これは土の中の水の総称(soil water)です。

地中を観察すると、砂や土の粒子の間隙を縫って水が浸透しています。(下図を参照してください)
地表面より下にある水全体は「地中水」と呼ばれますが、水が完全に満たされていない状態は一般に「土壌水」と呼ばれています。
これは、あくまでも地下水面より浅い場所で、土壌間に水が満たされずに不飽和である場合です。
なお、廃棄物の最終処分場において、その土壌に含まれる水については「土壌水」とは呼ばず、「保有水」と言います。
処分場は構造上、一般環境から隔離されており、その内部にのみ保有されているという意味です。
ただ、「保有水」は、間隙あるいは土粒子の表面に保有されている水のことも言います。
表面張力によって間隙に保管された「毛管水」や、土流水の表面に水膜状に吸着されている「吸着水」や、科学的に結合された「結合水」などです。
そして、河川や湖沼、ため池といった陸上にある水は「表流水」と呼ばれています。

これに対して、粒子の間隙に水が完全に満たされた状態(いわゆる飽和状態)を「地下水」と呼んでいます。
「地下水」があるところとないところの境界線を、「地下水面」と呼んだり「自然水位線」と呼んだりしています。
この「地下水面」は、常に変動しています。
渇水期には当然この「地下水面」は下がります。
また、土質によっては水を透さない層があります。
いわゆる、粘土やシルトと呼んでいる不透水層ですが、この下位にある「地下水」は間隙水圧がかかっていることがあります。
つまり、水圧のかからない「不圧地下水」または「自由地下水」と水圧のかかる「被圧地下水」とに分けられます。
また、「地下水」には、「層状水」「地層水」や「裂か水」「間隙水」もあります。
これを詳しく説明すると、
①「不圧地下水」「自由地下水」
帯水層の構造において、中に賦存している「地下水」の水頭(地下水面)が、その帯水層の上部の不透水層よりも低い状態の帯水層を言っています。
②「被圧地下水」
地下水を含む地層の上下を不透水性の地層が挟み、中に賦存している「地下水」の水頭(地下水面)が、その帯水層の上部の不透水層よりも高い状態の帯水層を言っています。
③「層状水」、または「地層水」
帯水層が粒子状の地層で構成され、その間隙中に「地下水」が賦存している構造の帯水層を言っています。
④「裂か水」
帯水層が難透水岩盤中の割れ目(裂か)で構成され、その割れ目に「地下水」が賦存している構造の帯水層を言います。
⑤「間隙水」
地下の岩石の孔隙内に存在する水を言い、油・ガス層内でも鉱物粒子表面に吸着した形で、10~20%程度存在しています。

地下水面を境として、上部(「土壌水」の存在する部分)を「不飽和帯」、下部(「地下水」の存在するところ)を「帯水層」または「飽和帯」と呼んでいます。
さらに「不飽和帯」を二分し、その下部を「毛管水帯」、その上部を「懸垂水帯」と呼ぶこともあります。
そして「帯水層」の厚みや状態、「地下水」自身の流動によって地下水面の高さには凹凸が生じます。

地下水面より下の「地下水」は、面的あるいは空間的に存在しています。
「地下水脈」という概念はありますが、「地下水」を線的なものとして捉えるのは正確ではなく、特に岩盤内に賦存する「地下水」は「ミズミチ」という言い方をしています。
ただし、カルストなどの岩盤中の「地下水」は線的な賦存状況を示す場合もあります。

松山市の平野部では、数10mを超える井戸が多数存在し、揚水を行っています。
また、「地下水」は地層構造により第一帯水層・第二帯水層等の幾層にも分かれて重なっています。
「地下水」の流向は同一平面位置であっても各「帯水層」によって異なる場合が多く、全く逆方向の流向も珍しくありません。

井戸
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