【地理探究】水と海洋を図解で総まとめ—河川の特色 湖 地下水 海洋資源 水資源問題｜武蔵野個別指導塾

月別流量のグラフと水収支の計算から、河川・湖・地下水のつながりをたどります。領海と排他的経済水域の図も使い、水資源の偏在と海洋資源を理由から説明する力を養いましょう。

よくあるのは、図書館の机で地図帳を開き、砂漠を横切る川を見つけて「雨が少ない場所なのに、なぜ川が流れているのだろう」と手が止まる場面です。その地点の雨だけで川を説明しようとすると、地図と気候の知識がつながりません。川の水は上流から来ますし、その上流では雨の多い季節や雪のとける季節が違うこともあります。地図上の1点から、川につながる地域全体へ視野を広げることが出発点です。

湖、井戸、海を別々の暗記事項にすると、水の単元は用語の多さが目立ちます。しかし、水がどこから入り、どこに蓄えられ、どこへ出るかという問いを置くと、共通する仕組みが見えてきます。水が豊富かどうかも、雨の量だけで決まるわけではありません。使いたい季節に、必要な場所で、利用できる水質の水があるかまで考えます。流量のグラフを読むことから始め、乾燥地域の農業や海洋資源をめぐる問題まで、理由をつないで説明していきましょう。

この単元で身につけること

• 河川の流況を読み取ります。流量の多い月と少ない月を比べ、降雨・融雪・貯水などの原因を区別します。
• 湖を異なる基準で分類します。でき方による分類と、淡水湖・塩湖という水質による分類を混同せず、湖から水が出る経路にも注目します。
• 地下水と外来河川を説明します。地下水を補う涵養と、川に水を供給する上流の気候を手がかりに、乾燥地域で水が得られる理由を考えます。
• 海洋資源と利用の範囲を整理します。水産資源・鉱産資源・エネルギーを分け、領海と排他的経済水域の権利の違いを説明します。
• 水問題を自然条件と社会条件から考えます。降水の偏りに加え、需要、施設、水質、上流と下流の関係を組み合わせて対策を選びます。

地理総合で学んだ水の循環や、気候の単元で学んだ降水の季節変化が土台になります。まずは「流れる量」と「蓄えられた量」を区別してください。川の流量は一定時間に断面を通過する水の量であり、湖にたまっている水の総量とは意味も単位も違います。この区別ができると、資料の数値を無理に足し合わせる誤りを防げます。

基本の考え方

水の循環と河川の流況

太陽のエネルギーによって海や陸から水が蒸発し、植物からも蒸散が起こります。大気中の水蒸気は雲をつくり、雨や雪として地表へ戻ります。地表に達した水の一部は川へ流れ、一部は地中へしみ込み、さらに一部は再び大気へ戻ります。蒸発と蒸散を合わせたものが蒸発散です。地表を流れる水と地下をゆっくり移動する水では、川へ達するまでの時間が違います。

図1のように、川の水には降った直後に地表を流れてくる水だけでなく、地中に蓄えられてから供給される水も含まれます。雨の降らない日にも多くの川が流れ続けるのは、この蓄えがあるためです。地下水を蓄え、通しやすい地層を帯水層といい、砂や礫の層などが該当します。図の矢印は移動経路を示し、水量の大小を表してはいません。

ある川に雨水などが集まる範囲が流域で、隣り合う流域を分ける境界が分水界です。山の尾根は分水界になりやすい場所です。河口付近の気候だけで川の水量を説明せず、支流を含む流域全体を確かめます。流域面積が広ければ水を集める範囲も広がりますが、降水量や蒸発散量が違うので、面積だけから流量が決まるわけではありません。

川の水量が時間とともにどう変化するかを流況といいます。雨季と乾季がはっきりしている流域では、雨季に流量が増える傾向があります。積雪の多い流域では、冬の降水が雪として蓄えられ、春から初夏の融雪によって流量が増えることがあります。冬に降水があっても、その水がすぐ川を流れるとは限らない点が大切です。一方、年間を通じて降水があり、湖や地下水による調節も大きい流域では、季節変化が比較的小さくなります。

日本の河川には、山地から海までの距離が短く、勾配が急なものが多いという特色があります。強い雨の際に水が集まりやすく、流量が急増しやすい一方、年間降水量が多いことだけで安定した水利用が保証されるわけではありません。ダムは多い時期の水をため、少ない時期に放流する役割を担います。ただし、貯水容量には限りがあり、流域の生態系や土砂の移動にも影響するため、目的と影響を合わせて考えます。

外来河川は、湿潤な地域などを水源として、乾燥地域へ流れ込む河川です。ナイル川が代表例で、下流の乾燥した地域でも、遠い上流からの水を利用できます。「外国から来る川」という意味ではないので、国境を越えることは定義の条件ではありません。乾燥地域を流れる間には、蒸発、地下への浸透、灌漑などの取水によって水が減ることもあります。外来河川があることと、下流まで水が十分に届くことは別の問題です。

湖と地下水を「蓄え」と「出入り」で考える

湖をでき方から分類すると、地殻変動によるくぼみに水がたまった構造湖、火山活動でできたくぼみなどに水がたまった火山湖、氷河の侵食で生じたくぼみに水がたまった氷河湖などがあります。バイカル湖は構造湖、カルデラに水がたまった湖は火山湖の例です。海の一部が砂州などで隔てられた潟湖や、蛇行していた川の一部が切り離された三日月湖もあります。分類名を見たら、水がたまる場所を何がつくったのかを答えるようにします。

淡水湖と塩湖は、こうしたでき方とは別の、水に含まれる塩類の濃さによる区分です。川は水だけでなく、岩石などから溶け出した塩類も湖へ運びます。流れ出す川のある湖では塩類も水とともに出ていきますが、乾燥地域の流出河川がない湖では、蒸発によって水が失われても塩類は残ります。この状態が長く続くと塩分が高まりやすくなります。ただし、流出河川がないという条件だけで、すべての湖を塩湖と決めつけることはできません。

内陸のくぼ地へ集まった川が海まで達しない流域を、内陸流域といいます。湖への流入量が減り、蒸発などによる流出が上回れば、湖の水量は減ります。灌漑のために上流で多く取水すると、下流の湖が縮小する場合があります。湖を守る方法を考えるときも、湖の岸だけを見ず、流入する河川とその流域の土地利用へ目を向けます。

地下水を雨水などが補うことを涵養といいます。地中に水があるからといって、いくらでもくみ上げられるわけではありません。涵養よりくみ上げが長く上回ると地下水位が低下し、井戸の利用が難しくなります。地層によっては、くみ上げに伴って粘土層などが圧密され、地盤沈下が起こります。海に近い地域では塩水が入り込み、地下水の塩水化が進むこともあります。

透水性のよい帯水層が水を通しにくい層にはさまれ、標高の高い場所から水が供給されると、地下水に圧力がかかる場合があります。このような被圧地下水を井戸で取り出したとき、水位が地表より上まで達する条件なら自然に水が噴き出します。これが自噴井です。オーストラリアの大鑽井盆地は代表的な地域ですが、井戸を掘ればどこでも自噴するわけではありません。また、古い時代に蓄えられ、現在の涵養が非常に少ない地下水もあり、水の存在量と補充の速さを分けて判断する必要があります。

海洋資源と水資源の偏在

海洋資源には魚介類や海藻などの水産資源、海底の石油・天然ガスや金属を含む鉱産資源があります。潮汐や波などもエネルギーとして利用の対象になります。水産資源は生物の繁殖によって回復し得ますが、取り過ぎれば減少します。鉱産資源も、存在することと、費用や環境への影響を踏まえて採掘できることは同じではありません。資源名を挙げるだけでなく、利用の条件を説明できるようにします。

領海は基線から12海里を超えない範囲で設定され、沿岸国の主権が及びます。排他的経済水域はEEZともいい、領海の外側にあって、基線から200海里を超えない範囲に設定されます。沿岸国は天然資源の探査・開発・保存・管理などに関する主権的権利を持ちますが、海域全体が領土と同じになるわけではありません。他国の船舶の航行などの自由は認められます。向かい合う国などの範囲が重なるときには、境界の画定が必要です。

水資源の偏在には、場所の偏りと季節の偏りがあります。雨の少ない地域では自然の供給が少なく、雨の多い地域でも乾季に需要が集中すれば不足します。さらに、河川があっても汚染が進んでいたり、浄水場や水道が十分に整っていなかったりすると、生活に使える水は限られます。水不足は「川がない地域の問題」だけではありません。人口や産業の集まり方も需要を変えます。

対策は不足の理由に対応させます。季節の偏りには貯水や利用時期の調整、配水中の損失には漏水対策、水質の悪化には排水処理、農業用水の効率化には点滴灌漑などが考えられます。海水淡水化は沿岸で淡水を得る方法ですが、エネルギーや設備、濃い塩水の処理が必要です。国際河川では、上流の取水やダム操作が下流へ影響するため、国境を越えた調整が重要になります。食料の輸入を通じて、生産地で使われた水に間接的に依存する関係を捉える考え方が、バーチャルウォーターです。

例題で解き方を確かめる

例題1　月別流量から水の供給時期を読む

図2は、2つの河川A・Bの各月の平均流量を比べた学習用の資料です。流域Aでは冬に積雪が多く、春に雪どけが進みます。流域Bでは夏に雨季があります。A・Bの最大流量となる月と、流量が増える主な理由を答えましょう。図2の縦軸は流量で、降水量を直接表したものではありません。

1. 横軸の月と縦軸の単位を確かめます。何の変化かを取り違えると、気候との対応も逆になるためです。m³/sは1秒間に流れる水の体積を表します。
2. A・Bそれぞれの頂点を探します。最大の時期を先に押さえると、理由を探す季節が定まります。Aは5月に100m³/s、Bは8月に120m³/sです。
3. 問題文にある流域の条件と結びつけます。Aでは雪として蓄えられた水が春に流れ出し、Bでは夏の降雨が水を供給します。曲線の形だけでは原因を確定できないので、条件を必ず併せて使います。

答え：Aは5月で主因は融雪、Bは8月で主因は夏の雨季の降雨です。

ここで「Aは5月に降水量が最大」と書くのは行き過ぎです。雪がとける量と、その月に新たに降る雨や雪の量は違います。また、グラフが月平均なら、1日の激しい増水がそのまま表れているわけではありません。資料の時間の単位にも注意します。

例題2　流域の水収支を計算する

ある流域では、1年間の降水量が1,200mm、蒸発散量が700mmでした。流域の水の蓄えは1年の初めと終わりで同じで、地下水による流域外との出入りや、人為的な水の輸入・輸出はないものとします。河川を通じて流域外へ出る年間の水量を、流域全体に広げた水の深さで求めましょう。さらに流域面積が100km²のとき、その水量は何m³でしょうか。

1. 入る水と出る水を整理します。蓄えが変化しない条件なので、降水量＝蒸発散量＋河川流出量と置けます。条件を使わずに引き算だけを覚えると、貯水量が増える場合などに対応できません。
2. 深さで表した流出量を求めます。1,200−700＝500なので、年間の河川流出量は500mmです。これは川の水深ではなく、流出した水を流域に均等に広げたときの深さです。
3. 深さと面積の単位をそろえて掛けます。500mm＝0.5m、100km²＝100,000,000m²なので、0.5×100,000,000＝50,000,000m³となります。体積は面積×深さで求めるため、両方をmにそろえる必要があります。

答え：年間の河川流出量は深さで500mm、体積で50,000,000m³です。

水収支は、ある範囲への水の流入と流出、蓄えの増減のつり合いです。貯水量が増加する条件なら、その増加分も降水から差し引きます。また、この例題の年間体積を図2の月別流量と直接比べてはいけません。時間当たりの量に直すには、対象期間の長さが必要になります。

例題3　塩湖の形成を出入りから説明する

乾燥地域に、川が流れ込む一方で、流れ出す川のない湖があります。この湖で塩分が高まりやすい理由を、塩類の運ばれ方と蒸発に注目して説明しましょう。湖の面積が小さいというだけでは、答えになりません。

1. 流入するものを確認します。川の水には溶けた塩類が含まれるため、湖には水と塩類の両方が入ります。海水が流れ込まなくても塩類の供給はあります。
2. 湖から失われるものを区別します。蒸発で主に失われるのは水であり、溶けていた塩類は残ります。流出河川がないため、水とともに塩類が運び出されにくい点も押さえます。
3. 原因と結果を一文につなぎます。「乾燥しているから」だけで終えると途中の仕組みが抜けるため、水と塩類の違いを文に含めます。

答え：川が運び込んだ塩類が流出しにくく、蒸発で水が失われても塩類が残って濃縮されるためです。

例題4　外来河川の水不足を短く論述する

乾燥地域を流れる外来河川で、上流の灌漑取水が増え、下流では農業用水の不足と湖の縮小が進みました。なぜ下流だけの節水では解決が難しいのか、上流と下流の関係を示し、対策を1つ含めて説明しましょう。

1. 水不足が起こる場所と原因がある場所を分けます。影響は下流に出ていますが、問題文では上流の取水増加が原因として示されています。
2. 水の経路に沿って説明を組み立てます。上流で取る量が増えると下流への流入が減り、農業と湖の両方へ影響が及びます。地域を別々に扱うと、このつながりが消えてしまいます。
3. 原因に合う対策を選びます。流域全体で取水量を調整し、灌漑効率を改善するなど、下流へ必要な水を残す方法を考えます。施設を増やすだけでは、流域全体の水が増えるとは限りません。

答え：上流の取水増加が下流への水の供給を減らすため、流域全体で取水量を調整し、下流に必要な流量を確保する必要があります。

つまずきやすいところと直し方

降水量の多さをそのまま利用できる水の多さにする

誤った書き方は「年降水量の多い地域では水不足は起こらない」です。違うのは、年間の合計だけを見て、季節の偏り、蒸発散、蓄える施設、需要、水質を落としている点です。短い雨季に集中して降る水がすべて使いたい時期まで残るわけではありませんし、需要の大きな都市では不足することもあります。

正しい書き方は「年降水量が多くても、乾季の供給不足や需要の集中、水質の悪化によって水不足が起こり得る」です。資料に雨温図があれば季節性を、水利用量があれば需要を確かめます。同じ水不足という言葉でも、供給の量が足りないのか、使える水質の水が届かないのかで、必要な対策は変わります。

湖のでき方と水質を同じ分類に並べる

誤った書き方は「湖は構造湖、火山湖、淡水湖、塩湖に分けられる」です。違うのは、湖盆のでき方と水質という異なる基準が混ざっている点です。構造湖が同時に淡水湖であることもあり、これらは互いを排除する4種類ではありません。

正しい書き方は「湖盆の成因からは構造湖や火山湖などに、水質からは淡水湖や塩湖などに分ける」です。湖の名称を覚える際は、でき方の欄と水質の欄を分けます。湖水が塩辛い理由を問われたら、地殻変動の説明だけで終えず、水と塩類の流入・流出へ視点を切り替えます。

排他的経済水域を領海の延長と考える

誤った書き方は「領海の外縁から200海里が排他的経済水域で、外国船は通れない」です。違う点は2つあります。距離を測り始めるのは領海の外縁ではなく基線であり、資源に関する権利と、海域の通航を全面的に支配することは同じではありません。領海にも一定の条件に従う外国船の無害通航権があり、単に外国船をすべて排除する場所という理解は避けます。

図3のように、領海とEEZの距離は同じ基線から測ります。図は、領海を12海里、EEZの外縁を200海里とし、他国との重なりがない場合の距離関係を表しています。横方向は同じ縮尺なので領海が細く見えますが、それが12と200の実際の比です。基線は距離を測る基準線で、図では直線で表しています。

正しい書き方は「EEZは領海の外側にあり、基線から200海里を超えない範囲で、沿岸国が資源に関する主権的権利などを持つ海域」です。図3でEEZだけの幅を求めるなら200−12＝188海里ですが、制度の範囲を答えるときは「基線から200海里」を使います。外縁からさらに200海里を付け足して212海里にしないよう、定規のゼロに当たる場所を最初に確認します。

練習問題

練習1

例題1の資料で、Bの最大流量は最小流量の何倍ですか。また、Bの流量が多い理由として、夏の雨季と冬の積雪のどちらを選ぶべきですか。月別流量だけでなく、例題で示した流域の条件を使って答えましょう。

練習2

ある流域の年間降水量は900mm、蒸発散量は550mm、蓄えの増加量は50mmでした。地下水による流域外との出入りや人為的な水の輸入・輸出はないものとします。年間の河川流出量を深さで求めてください。流域面積が20km²なら、流出した水の体積は何m³ですか。

練習3

海岸近くの地域で、地下水のくみ上げを長く増やしたところ、地下水位が低下し、井戸水の塩分が高くなりました。起こった問題の名称と、その問題に対応する対策を1つ答えましょう。地下水を補う量にも触れて説明してください。

練習4

他国との範囲の重なりがなく、領海を12海里、EEZの外縁を200海里とする沿岸国があります。基線から150海里の地点は、領海とEEZのどちらに含まれますか。その地点で沿岸国が持つ資源に関する権利と、他国の船舶の航行について説明しましょう。

答えと解説

練習1の答えは6倍で、夏の雨季です。120÷20＝6となります。最小流量は複数の月に見られますが、比の計算にはその値である20m³/sを使います。増水の原因は、問題文の夏の雨季という条件と対応させます。

練習2の答えは300mm、6,000,000m³です。900−550−50＝300となります。蓄えが増えた水はまだ流域内に残っているので、流出量を求める際に差し引きます。0.3m×20,000,000m²＝6,000,000m³です。

練習3の答えは地下水の塩水化で、涵養量を考慮してくみ上げを抑えるなどの対策が考えられます。地下水位の低下により海側の塩水が入り込みやすくなります。地下水以外の水源への切り替えや涵養域の保全も選択肢ですが、供給条件に応じた判断が必要です。

練習4の答えはEEZです。150は12より大きく200より小さいので、図3の領海の外側、EEZの外縁の内側に当たります。沿岸国は天然資源の探査・開発などに関する主権的権利を持ちますが、他国の船舶の航行の自由も認められます。

次の単元へのつながりと家庭での確かめ方

水の出入りを考える力は、次に自然災害を学ぶときの洪水や渇水の理解に役立ちます。農業では灌漑と水需要、水産業では海洋資源の管理、地誌では乾燥地域の都市や農地がどこに成立するかという問いにつながります。水路や国境の線を見るだけでなく、その線を越えて何が移動し、誰が利用しているかを考える準備になります。

家庭での確かめ方の1つ目は、5分で例題1のAの流量を紙に描き直すことです。5月の頂点の横に「冬に蓄えた雪がとける」と書き、降水量のグラフではないと口頭で説明します。点の高さを写せても理由を言えなければ、雪としての貯留に戻って確かめます。

2つ目は、別の5分で白紙に基線を引き、12海里と200海里の位置を印すことです。両方を同じ基線から測り、「領海」と「資源に関する権利」をそれぞれ適切な範囲に書き込みます。個別指導で説明が止まる場合は、グラフの軸と単位、水の出入りの矢印、距離の出発点のうち、どこが曖昧なのかまで戻って確かめます。計算の誤りなら、mmからm、km²からm²への変換を分けて見直します。

まとめ

図書館の机で見つけた砂漠の川は、流れている地点の気候だけでは説明できません。上流の雨や雪、地中の蓄え、途中の取水をたどることで、地図の線が水の供給経路として読めるようになります。問題を解くときは、水量の増減を述べた後に、どの範囲の、どの経路が変わったのかを添えてみましょう。遠い地域の変化が目の前の不足につながることも見えてきます。水の豊かさを決めるのは、そこにある量だけでなく、必要な場所と時期へ届く仕組みです。