灌漑の環境への影響
土地と灌漑
最初の環境的影響は、エチオピアのルバクサ農園のような作物の成長の増加である。
特に乾燥地帯の国々では、作物を栽培するための灌漑が、帯水層の能力を超えて水を消費する原因となっている可能性があります。地下水枯渇は国際的な食料貿易に深く関わっており、過剰に利用された帯水層で栽培された作物を輸出する国々は、帯水層が枯渇した場合に将来的に食糧危機を引き起こす可能性があります。

灌漑の環境影響とは、灌漑の結果として土壌と水の量と質が変化し、その結果、河川流域および灌漑施設の下流域における自然条件と社会条件に及ぼす影響を指します。これらの影響は、灌漑施設の設置と運用によって引き起こされる 水文条件の変化に起因します。

こうした問題の中には、過剰汲み上げによる地下帯水層の枯渇があります。分布の均一性が悪く、管理が不十分なために土壌が過剰灌漑され、水や化学物質が無駄になり、水質汚染につながる場合があります。過剰灌漑は、上昇する地下水位から深層排水を引き起こし、灌漑 塩分の問題が発生し、何らかの形の地下排水による地下水位制御が必要になる場合があります。しかし、土壌の灌漑が不十分な場合は、土壌の塩分制御が不十分になり、土壌の塩分濃度が上昇し、その結果、蒸発量の多い地域では土壌表面に有毒な塩が蓄積します。そのため、これらの塩を取り除くための浸出または排水方法を使用して塩分を運び去る必要があります。塩水またはナトリウム濃度の高い水で灌漑すると、アルカリ性土壌が形成されて土壌構造が損傷する場合があります。

直接的な影響

総取水量のうち農業による取水量の割合が最も高い国々。

灌漑計画は、地下水、河川、 湖沼、または地表流から水を引き、特定の地域に分配します。これを行うことによる水文学的、つまり直接的な影響[1]には、下流の河川流量の減少、灌漑地域での蒸発量の増加、その地域の地下水涵養量の増加と灌漑地域の流量増加に伴う地下水位の上昇などがあります。同様に、灌漑は大気への水分の供給、大気の不安定化の誘発、風下の降雨量の増加に直接的な影響を及ぼします[2]。あるいは、大気循環を変化させ、風下の異なる地域に雨を運ぶ場合もあります[3] 。灌漑の増減は、大気への蒸発量の分配方法に大きな変化が風下の降雨量にどのような変化をもたらすかを調べる降雨量研究において重要な懸念事項です[4] 。

間接的な影響

間接的な影響とは、その影響が現れるまでにより長い時間がかかり、また、より長期間持続する可能性のある影響のことです。灌漑の間接的な影響には、以下のものがあります。

湛水と土壌塩類化による間接的な影響は、灌漑されている土地に直接的に現れます。生態学的および社会経済的な影響は、発現するまでに時間がかかりますが、より広範囲に及ぶ可能性があります。

一部の灌漑計画では、灌漑に井戸を利用しています。その結果、全体の水位が低下し、水源の採掘、土地・土壌の沈下、そして沿岸部では塩水浸入を引き起こす可能性があります。

世界中の灌漑地面積は農業用地全体の約16％を占め、灌漑地の収穫量は全体の収穫量の約40％を占めています。[5]つまり、灌漑地は非灌漑地に比べて2.5倍の生産量を生み出していることになります。

悪影響

川の流れの減少

下流の川の流れが減少すると、次のような問題が発生する可能性があります。

地下水涵養、浸水、土壌塩分濃度の増加

ペルーの農家がウアルメイ・デルタで肩越しに眺める、水浸しで塩分を帯び、作物の生育が悪い灌漑地。これは、上流域の灌漑開発が地下水の流入量を増加させ、この低地への悪影響をもたらし
ていることを示す環境影響である。
カリフォルニア州セントラルバレーでは、長期間にわたって地下水が枯渇していましたが、短期間で回復したのは主に異常気象によるもので、洪水を引き起こし、社会的、環境的、経済的に悪影響を及ぼしました。[8]

地下水涵養量の増加は、灌漑システムにおける避けられない深層浸透損失に起因します。灌漑効率が低いほど、損失は大きくなります。スプリンクラー灌漑や点滴灌漑といった高度な技術、あるいは適切に管理された表面灌漑によって、70%以上の灌漑効率（すなわち損失30%以下）は十分に達成可能ですが、実際には損失は40%から60%程度になるのが一般的です。これは、以下の問題を引き起こす可能性があります。

  • 地下水位の上昇
  • 井戸から汲み上げることで灌漑用水、都市用水、家庭用水、飲料水として利用できる地下水の貯蔵量の増加
  • 村、農地、道路沿いにおける浸水や排水の問題は、主に悪影響を及ぼします。地下水位の上昇は、農業生産の減少につながる可能性があります。
  • 浅い地下水位 - 帯水層が深部浸透損失による地下水補給に対応できないことの兆候
  • 地下水位が浅い場所では、灌漑用水の使用量が減少します。その結果、土壌からの浸透がなくなり、土壌塩分濃度の問題が発生します。
  • 土壌表面の停滞した地下水位は、多くの地域でマラリア、フィラリア症、黄熱病、デング熱、住血吸虫症（ビルハルツ住血吸虫症）などの水系感染症の発生率を高めることが知られています。[9]灌漑プロジェクトでは、健康コスト、健康影響の評価、緩和策が考慮されることはほとんどありません。[10]
  • 浅い地下水位と土壌の塩分濃度の上昇による悪影響を軽減するためには、何らかの形の地下水位制御、土壌塩分制御、排水および排水システムが必要である。
  • 排水が土壌層を通過する際に、硝酸塩などの栄養素（肥料由来または天然由来）が溶解し、地下水帯水層に蓄積される可能性があります。飲料水中の硝酸塩濃度が高いと、特に生後6ヶ月未満の乳児にとって有害で​​あり、「青色児症候群」（メトヘモグロビン血症を参照）を引き起こす可能性があります。

下流の河川水質の低下

プロジェクトエリアの表層水および地下水は、殺生物剤や肥料などの農薬によって塩分化や汚染を受けている可能性があり、プロジェクトエリア下流の河川水質が悪化する可能性があります。その結果、工業用、公共用、家庭用としての利用に適さなくなる可能性があります。これは公衆衛生の悪化につながる可能性があります。 汚染された河川水が海に流入すると、海岸沿いの生態系に悪影響を及ぼす可能性があります（アスワン・ダム参照）。

ダムの背後に堆積物を貯留することで、地表水灌漑転用に不可欠な堆積物の自然な寄与を排除することができます。堆積は、河川の流れの自然な流れを必要とする生態系の重要な部分です。この堆積物の分散の自然なサイクルは土壌の栄養分を補充し、今度は下流に運ばれる堆積物に依存する動植物の生息を決定します。大量の堆積物が堆積することの利点は、ナイル川のような大河で見ることができます。デルタからの堆積物は、洪水期に巨大な帯水層を形成するために蓄積し、湿地帯に水を保持します。堆積した堆積物によって形成され維持された湿地帯は、多くの鳥類の生息地となっています。[11]しかし、大量の堆積物は下流の河川の水質を低下させ、上流の洪水を悪化させる可能性があります。これは中国の三門峡貯水池で発生したことが知られています。三門峡ダムは、三峡ダム計画と呼ばれる大規模な人工水力発電ダム計画の一部です。[12] 1998年、不確実な計算と大量の堆積物により、ダムの洪水調節機能の適切な発揮能力に重大な影響が出ました。[13]これにより、下流の河川水質も低下しました。社会経済的な需要を満たすために大規模な灌漑設備を導入することは、自然のバランスに反する行為です。水は、ある場所で、実用的に利用しましょう。[14]

影響を受ける下流の水利用者

新たな灌漑開発により、バルチスタン州の遊牧民にとって水が不足する

下流の水利用者は法的水利権を持たないことが多く、灌漑開発の犠牲になる可能性がある。

牧畜民や遊牧民は、法的手段を講じることもできず、新たな灌漑開発によって土地や水資源が遮断される可能性がある。

灌漑目的で上流で河川水を堰き止めると、洪水による水量の減少に伴う農作物の栽培に深刻な影響が出る可能性があります。

マナンタリ湖（面積477平方キロメートル）では1万2000人が避難した。

失われた土地利用機会

灌漑事業は、元々の住民の漁業機会と牛の放牧機会を減少させる可能性がある。追放された伝統的牧畜部族は他の場所で生存と生活の場を見つけなければならなくなるため、残された土地への畜産圧力が大幅に増加する可能性があり、過放牧が増加し、深刻な土壌浸食と天然資源の喪失につながる可能性がある。[17]マリのマナンタリダムによって形成されたマナタリ貯水池は 、遊牧民の移動ルートを横切り、43,000ヘクタールのサバンナを破壊し、おそらく他の場所で過放牧と浸食を引き起こしている。さらに、貯水池は120 km 2の森林を破壊した。季節的な洪水サイクルの抑制によって引き起こされる地下水帯水層の枯渇は、ダム下流の森林に損害を与えている。[18] [19]

井戸による地下水採掘、地盤沈下

地盤沈下による洪水

井戸から汲み上げられる地下水が補給量を上回ると、帯水層の貯水量が枯渇し、その水の利用は持続不可能になります。水位が低下すると、水の汲み上げが困難になり、ポンプは設計流量を維持するのに苦労するため、水1単位あたりのエネルギー消費量が増加する可能性があります。最終的には、地下水の汲み上げが非常に困難になり、農家は灌漑農業を放棄せざるを得なくなる可能性があります。
注目すべき例としては、以下のようなものが挙げられます。

シミュレーションと予測

灌漑が地下水位、土壌塩分、排水と地下水の塩分濃度に与える影響、そして緩和策の効果は、SaltModやSahysModのような農業水文塩分モデルを使用してシミュレートおよび予測することができます[24]

ケーススタディ

  1. インドでは、灌漑用水路の219万ヘクタールの土地が浸水被害に遭っていると報告されている。また、347万ヘクタールが深刻な塩害に見舞われていると報告されている[25] [26]。
  2. パキスタンのインダス平原では、200万ヘクタール以上の土地が水浸しになっている。[27]グロス・コマンド・エリア内の1,360万ヘクタールの土壌が調査され、310万ヘクタール（23%）が塩分を含んだ土壌であることが明らかになった。このうち23%はシンド州、13%はパンジャブ州に集中している。[27] 300万ヘクタール以上の水浸しの土地に、数十億ルピーの費用をかけて管井戸と排水溝が設置された。しかし、干拓の目的は部分的にしか達成されていない。[ 28]アジア開発銀行（ADB）によると、灌漑地域の38%が現在水浸しになっており、14%は塩分が多すぎて利用できない状態になっている。[29]
  3. エジプトのナイル川デルタでは、アスワンハイダムの完成後に大規模な多年生灌漑が導入されたことで生じた水浸しを防ぐために、数百万ヘクタールの土地に排水設備が設置されている[30]。
  4. メキシコでは、灌漑可能な土地300万ヘクタールのうち15％が塩害に見舞われ、10％が水浸しになっている[31]
  5. ペルーでは、灌漑可能な土地 105 万ヘクタールのうち約 30 万ヘクタールが劣化に悩まされています ( 「ペルーの灌漑」を参照)。
  6. 推定によると、主要灌漑国における灌漑地の約3分の1は既に塩害を受けているか、近い将来に塩害を受けると予想されています。イスラエルでは灌漑地の13%、オーストラリアでは20%、中国では15%、イラクでは50%、エジプトでは30%が塩害を受けていると推定されています。灌漑による塩害は、大規模灌漑システムでも小規模灌漑システムでも発生しています[32] 。
  7. FAOは、1990年までに約5200万ヘクタールの灌漑地に改良された排水システムを設置する必要があると推定しており、その多くは塩分濃度を制御するための地下排水である[33]。

下流の排水と地下水の水質の低下

  • 下流域の排水水質は、塩分、栄養塩、除草剤、殺虫剤などの塩分濃度およびアルカリ度の高い物質の浸出により悪化する可能性があります。土壌が塩性土壌またはアルカリ性土壌に変化する恐れがあります。これは、河川流域の末端部および灌漑施設の下流域に住む人々の健康、そして生態系のバランスに悪影響を及ぼす可能性があります。例えば、アラル海は排水によって深刻な汚染を受けています。
  • 下流の地下水の水質は、下流の排水と同様に悪化し、同様の結果をもたらす可能性がある。

副作用の軽減

灌漑は生態系や社会経済にさまざまな悪影響を及ぼす可能性がありますが、これらの悪影響はさまざまな方法で緩和できます。たとえば、悪影響を最小限に抑えられる場所に灌漑プロジェクトを設置することなどが挙げられます。[34]新たな灌漑プロジェクトを立ち上げるよりも、既存のプロジェクトの効率を高め、劣化した既存の耕作地を改善することができます。[34] 大規模な公有管理スキームの代替として、小規模で個人所有の灌漑システムを開発する。[34]スプリンクラー灌漑やマイクロ灌漑システムを使用すると、浸水や浸食のリスクが軽減されます。[34] 実行可能な場合は、処理済み廃水を使用すると、他のユーザーが利用できる水量が増えます。 [34]ダム下流の洪水流量 を維持することで、毎年十分な面積が浸水することを保証でき、漁業活動などの目的を支援することができます。[34]

遅延した環境への影響

新たな灌漑計画が地域の生態系や社会経済に与える影響を正確に予測するには、しばしば時間がかかります。予測が可能になる頃には、既にそのプロジェクトの実施に相当の時間と資源が費やされている可能性があります。そのような場合、プロジェクト管理者は、当初の予想よりも影響が著しく大きくなると予想される場合にのみ、プロジェクトを変更することが多いのです。[35]

マラウイの事例研究

灌漑計画は、特に開発途上国において、社会経済的幸福にとって極めて不可欠であるとしばしば考えられています。その一例は、マラウイにおける灌漑計画の提案です。この提案では、提案されている灌漑プロジェクトの潜在的なプラス効果が「潜在的なマイナス影響を上回る」ことが示されました。影響は主に「局所的で最小限であり、プロジェクトの建設および運用段階における短期的なもの」とされています。重大な環境影響を軽減・防止するために、潜在的なマイナス影響を最小限に抑える技術が採用されます。地域の社会経済的幸福に関しては、「プロジェクト活動の実施中に想定される移転および／または再定住」はありません。灌漑プロジェクトの当初の主要目的は、貧困の削減、食料安全保障の改善、地域雇用の創出、世帯収入の増加、そして土地利用の持続可能性の向上でした。[36]

この慎重な計画のおかげで、このプロジェクトは地域の社会経済的状況の改善と、土地と水の将来にわたる持続可能性の確保の両方において成功しました。

参照

さらに読む

  • TC DoughertyとAW Hall、1995年。「灌漑・排水事業の環境影響評価」FAO灌漑・排水報告書53。ISBN 92-5-103731-0オンライン: http://www.fao.org/docrep/v8350e/v8350e00.htm
  • RE Tillman, 1981. 灌漑のための環境ガイドライン. ニューヨーク植物園キャリー樹木園.
  • セイヤー・スカダーとジョン・グレイによるダムによる移住50事例の比較調査
  • シミュレーションおよび予測モデルSaltModのダウンロードはこちら: [9]
  • シミュレーションおよび予測モデルSahysModのダウンロードはこちら: [10]
  • 「SaltMod：塩分濃度制御のための灌漑と排水の連携ツール」：[11]
  • 「バルチスタンにおける伝統的な灌漑への現代の干渉」[12]

参考文献

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