海水侵入とは何ですか？水文地質学者が海岸の淡水と海水のバランスの変化について説明する

海水侵入は、海または河口から淡水系への塩水の移動です。ある海水は、 ミシシッピ川を遡上した 2023 年の夏から初秋にかけて、沿岸地域のコミュニティが陸と海の脆弱なバランスで揺れていることを思い出させます。

淡水は飲料、灌漑、健全な生態系にとって不可欠です。海水が内陸に移動すると、海水に含まれる塩分が農地、生態系、生命、生計に大打撃を与える可能性があります。

私は 沿岸水文地質学者 25 年間にわたり、陸と海の境界を越えて水を研究してきました。私は海水の侵入をシーソーのようなものだと考えています。淡水と海水が出会う場所は、陸からの力と海からの力のバランス点です。

大雨や川の増水など、陸側からの圧力によりバランスポイントが海側に移動します。海面上昇、高潮、高潮など、海側からの圧力はバランスポイントを陸側に移動させます。干ばつや淡水の大量使用によっても、海水が内陸に移動する可能性があります。気候変動と人口増加が淡水供給にストレスを与えると、その結果として次のことが起こります。 海水の侵入が増える.

海が上流に移動するとき

現在のミシシッピ川下流域への海水の侵入は主に次のような原因によるものです。 中西部の干ばつ, 、それにより川の水量が減少しました。川の流量の減少の大きさと、川の水位が下がっている時間の長さは、塩水が上流にどれだけ移動するかに影響します。10月現在2023年2日、ミシシッピ川の塩水の「くさび」が移動した ほぼ70マイル上流 川の河口から。

これ 初めてではない 川の水位が下がったために海水が内陸に移動したということです。しかし、気候変動により海面が上昇し、より深刻な気象異常が引き起こされると、侵入はより一般的になり、さらに上流にまで侵入することになるでしょう。

そして、この問題はミシシッピ州に限ったものではありません。デラウェア州では海水は 小さな潮流をさらに遡っていく 嵐や高潮時には農地が浸水し、作物が枯れてしまいます。

世界最大の沿岸マングローブ林の一つであるインドとバングラデシュのシュンドルボンでは、海水がガンジス川の河口に侵入している。主な原因は、上流のダムと灌漑と航行を目的とした川からの分水、さらに海面上昇による浸食です。海水が侵入する可能性がある 多くの種類の動植物を脅かす この中で ユネスコ世界遺産, 、そこには数え切れないほどの希少な絶滅危惧種が生息しています。

地下への侵入

海岸における淡水と海水の間のもう一つの境界面は、あまり明らかではありません。 それは地下です. 。沿岸地域の多くは、砂粒と土壌の間の細孔空間を移動するきれいな水である地下水から淡水を供給しています。

地下水は海岸線だけにとどまりません。海底の下の地下水は塩分を含んでおり、陸地と海の間のどこかに地下集会所があります。塩水は淡水よりも密度が高いため、より大きな力があり、自然に押し込まれるため、通常は海岸線の陸側にあります。しかし、川と同じように、 そのインターフェースは動きます 陸上の地下水位が低下したとき、または沖合の水位が上昇したとき。

で 地下水盆地 カリフォルニア中南部の、 広範囲にわたるポンピング 一部の地域では地下水位が数百フィート低下しました。これによりシーソーが傾き、海からの地下水がはるか内陸に移動しています。利用可能な地下水はこれらの地域の灌漑農業を支えてきたが、現在は地下水の利用可能量の減少と海水の侵入という二重の危険にさらされている。 イチゴやレタスなどの作物を脅かす.

地下水への海水の侵入は世界中で起こっていますが、おそらく最も脅威にさらされている場所は、地球上のコミュニティです。 低地の島々. 。多くの場合、小さな島では新鮮な地下水が飲料水や灌漑用の水の唯一の供給源であり、塩分を含んだ地下水の上に浮かぶ薄いレンズの中に存在します。

水晶体は、干ばつ、汲み上げ、海面上昇に応じて収縮する可能性があります。また、嵐や高潮時の洪水の浸入によって塩分が多くなる可能性もあります。

例えばマーシャル諸島では、海面上昇と波による洪水が組み合わさって、多くの島が崩壊すると予測されている。 今世紀末には人が住めなくなる.

バランスを変える

塩水が淡水系に侵入し続けると、何らかの影響が生じるでしょう。海水が2%でも含まれる飲料水は、 血圧上昇と腎臓へのストレス. 。塩水が供給ラインに入ると、 パイプを腐食させる そして生産する 有毒な消毒副産物 水処理プラントで。

海水の侵入は、道路、橋、その他のインフラの寿命を縮めます。の寄与者として関与しているとされている シャンプレーン・タワーズ・サウスのマンション倒壊 2021年にフロリダ州サーフサイドで。海水の侵入は生態系を変化させ、 幽霊の森 木々が枯れ、沼地が内陸に移動するにつれて。

スマートな管理 シーソーを海に向かって傾けることができます。地表水の汲み上げや地下水の汲み上げを制限したり、処理済み廃水を脆弱な帯水層に注入したりすると、侵入する塩水に対して押す力が増大する可能性があります。

建設中 防潮堤 または維持 健全な砂丘システム 海水の侵入を防ぐこともできますが、これらのアプローチは海水の浸水や地表での浸透のみを防ぎ、地下では防ぎません。塩分を含んだ地下水を汲み出すか、地下に障壁を設置することで、より深い塩水が内陸に移動するのを防ぐことができます。

地下水が一度汚染されると、塩分を除去するのは困難になるため、積極的に取り組むことが最善です。塩水が内陸に浸透した場合、コミュニティは建設によって水質を管理できます。 淡水化プラント そして塩分に強い作物への切り替え。

もう一つの選択肢は、自然の成り行きに任せることです。湿地が内陸部に移動することを許可すると、 海岸線での損失を補償する 海面が上昇するにつれて。これにより、重要な生息地が保護され、洪水防御が強化され、一定の割合で炭素が貯蔵されます。 ほとんどの陸上生態系をはるかに超えています – 気候変動の加速を食い止める。