貯水池
貯水池（/ ˈ r ɛ z ər v w ɑːr / ;フランス語のréservoir [ʁezɛʁvwaʁ]から）は、ダムの背後にある拡大された湖で、通常は淡水を貯めるために建設され、水力発電にも利用されることがよくあります。
貯水池は、既存の水域を排水する水路を制御したり、水路を中断してその中に湾を形成したり、任意の数の擁壁や堤防を掘削または建設して水を貯める領域を囲むことによって作られます。
種類
ダムで堰き止められた谷
ダム湖は、谷を横切って建設されたダムによって造成・管理される人工湖であり、貯水池の流域の大部分は自然地形に依存しています。これらの貯水池は、下流の河川の元の河床に位置し、周囲の森林集水域から流れ出る小川、河川、または雨水で満たされるオンストリーム貯水池と、近くの小川や導水路からの分水、または他のオンストリーム貯水池からのパイプライン水を受け入れるオフストリーム貯水池のいずれかです。
ダムは一般的に自然盆地の下流の狭い部分に設置されます。谷の側面が自然の壁として機能し、ダムは強度を確保し建設コストを最小限に抑えるために、現実的に最も狭い地点に設置されます。多くの貯水池建設プロジェクトでは、人々の移転と再居住、歴史的遺物の移転、または希少な環境の移転が必要になります。例としては、アブ・シンベル神殿[ 1 ] (エジプトのナイル川からナセル湖を作るためにアスワン・ダムを建設する前に移転された)、スリン・セリン建設中のカペル・セリン村の移転[ 2 ]、ラゴ・デル・サルト建設中のペトレッラ・サルトのボルゴ・サン・ピエトロの移転などがあります。
ダム湖の建設では、通常、建設期間中に川の流れを迂回させる必要があり、一時的なトンネルやバイパス水路を作ることが多い。[ 3 ]
丘陵地帯では、既存の湖を拡張して貯水池を建設することがよくあります。このような貯水池では、新たな最高水位が、ウェールズ中部のクライウェドッグ貯水池のように、支流の一つ、あるいは複数の支流の流域高を超えることがあります。[ 4 ]このような場合、貯水池を堰き止めるために追加の側ダムが必要になります。
地形が単一の大きな貯水池を形成するのに適していない場合は、タフ川渓谷のように、いくつかの小さな貯水池を連鎖的に建設することがあります。タフ川渓谷では、ルウィンオン貯水池、カントレフ貯水池、ビーコンズ貯水池が渓谷に沿って連鎖的に形成されています。[ 5 ]
沿岸
沿岸貯水池は、河口付近の海岸に設置され、河川の洪水を貯留する淡水貯水池です。 [ 6 ]陸上貯水池の建設は、土地の大幅な水没を招く可能性があるため、沿岸貯水池は限られた土地を占有しないため、経済的にも技術的にも好ましいと考えられています。[ 7 ]アジアとヨーロッパでは多くの沿岸貯水池が建設されています。韓国のセマングム、シンガポールのマリーナ・バラージ、中国の青草沙、香港のプローバー・コーブなどがその例です。 [ 8 ]
銀行側
水質や水量が変化する川から水を汲み上げたり、吸い上げたりする場合には、川岸に貯水池を建設して水を貯めることができます。このような貯水池は通常、一部は掘削し、一部は周囲が 6 km (4 マイル) を超える完全な堤防や盛土を建設することで形成されます。 [ 9 ]貯水池の底と堤防はどちらも不浸透性のライニングまたはコアを持つ必要があります。最初は、これらはしばしば代かき粘土で作られていましたが、これは一般的に、現代の圧延粘土の使用に取って代わられました。このような貯水池に貯められた水は、数ヶ月間そこにとどまる場合があり、その間に通常の生物学的プロセスによって多くの汚染物質が大幅に削減され、濁度が下がります。川岸に貯水池を使用すると、たとえば川が許容できないほど汚染されている場合や、干ばつにより流量が非常に低い場合などに、しばらく取水を停止することもできます。ロンドンの水道システムは、堤防沿いの貯水池の利用例の一つです。ここでは、テムズ川とリー川から水が取水され、ロンドン・ヒースロー空港への進入路沿いに見えるクイーン・メアリー貯水池など、テムズ川沿いのいくつかの大きな貯水池に貯水されています。[ 9 ]
サービス
配水池は、配水地点の近くに、完全に処理された飲料水を貯蔵する。[ 10 ]多くの配水池は、地形が比較的平坦な場所ではコンクリートの柱の上に高架構造として、給水塔として建設されることが多い。その他の配水池は、貯水プール、貯水タンク、または特に丘陵地帯や山岳地帯では完全に地下に造られた貯水槽となることもある。現代の配水池では、浸透を制限するために底にジオメンブレンライナーを使用したり、特に乾燥気候の場合には蒸発を制限する浮き蓋として使用したりすることが多い。英国では、テムズ ウォーター社が1800 年代に建設した地下配水池を多数所有しており、そのほとんどはレンガで覆われている。良い例は、 1901 年から 1909 年に建設されたロンドンのオナー オーク配水池である。完成当時は世界最大のレンガ造りの地下配水池と言われ[ 11 ]、現在でもヨーロッパ最大級の配水池の 1 つである。[ 12 ]この貯水池は現在、テムズ水道環状本管の南側延長部の一部を形成しています。貯水池の上部は芝生に覆われ、現在はアクエリアス・ゴルフクラブが利用しています。[ 13 ]
配水池は、配水システムにおける十分な水頭を確保すること、消費者のピーク需要を平準化するための水容量を提供することなど、複数の機能を果たします。これにより、浄水場は最適な効率で稼働することができます。また、大規模な配水池は、エネルギーコストが低い時間帯に貯水池に水を補充することで、揚水コストを削減するように管理することも可能です。
灌漑用貯水池
灌漑用貯水池は農業用の貯水池です。揚水された地下水、揚水された河川水、または流水によって貯水され、通常は地域の乾季に使用されます。[ 14 ]
この種のインフラはフランスで反対運動を引き起こし、多くの紛争や、一部のプロジェクトに対する抗議活動が巻き起こっています。特に旧ポワトゥー＝シャラント地域では、2022年と2023年に暴力的なデモが発生しました。スペインでは、受益者であるすべてのユーザーがシステムの実装に関与しているため、受け入れが進んでいます。
代替貯水池に関する具体的な議論は、種類を問わず農業灌漑に利用される貯水池と、ある種の集約農業モデルに関するより広範な議論の一部です。反対派は、これらの貯水池を、少数の人々にのみ利益をもたらす資源の独占であり、時代遅れの生産型農業モデルであると考えています。彼らは、これらの貯水池は生態系のバランスを維持するために必要な水の量と質の両方の喪失につながり、気候変動による干ばつの深刻さと期間の増大のリスクをもたらすと主張しています。つまり、彼らはこれを気候変動への誤った適応と見なしています。
一方、貯水池や代替貯水池の支持者は、真に持続可能な農業モデルの確立を待つ間、それらを持続可能な農業の解決策と捉えています。こうした貯水池がなければ、持続不可能な輸入灌漑が避けられなくなると懸念しています。彼らは、これらの貯水池は、自然環境の保全と向上という目標のもと、すべての水利関係者を結集する地域プロジェクトと一体となるべきだと考えています。
貯水池は供給方法によって主に2つのタイプに分けられます。[ 15 ]
| 貯留層の種類 | 供給元 | 供給期間 |
|---|---|---|
| 灌漑用貯水池 | 河川または沖積帯水層 | 干潮期間外 |
| 帯水層からの汲み上げ | ||
| 河川貯水池 | 水の流出のみ | 一年中 |
歴史
紀元前3000年頃、アラビアの死火山の火口は農民によって灌漑用水のための貯水池として利用されていました。[ 16 ]
インドの乾燥した気候と水不足により、階段井戸やその他の水資源管理技術が早くから開発され、紀元前3000年にはギルナールに貯水池が建設されました。 [ 17 ]紀元前5世紀に遡る人工湖が古代ギリシャで発見されています。[ 18 ]現在のインドのマディヤ・プラデーシュ州にある人工のボジサガル湖は11世紀に建設され、面積は650平方キロメートル（250平方マイル）でした。[ 17 ]
クシュ王国はメロエ朝時代に貯水池の一種であるハフィールを発明した。メロエ朝時代のブタナ市には800基の古代および現代のハフィールが登録されている。 [ 19 ]ハフィール は雨季に水を貯め、乾季の数ヶ月間、飲料水、畑の灌漑、牛の給水に使う水を確保していた。[ 19 ]ムサワラト・エス・スフラのライオン寺院近くの大貯水池はクシュで有名なハフィールである。[ 20 ] [ 19 ]
スリランカでは、古代シンハラ王たちが灌漑用水を貯めるために巨大な貯水池を建設しました。スリランカの有名な王、パラクラマバーフ1世は「人類に恩恵を与えずに海に水を一滴も流してはならない」と語り、パラクラマ・サムドラ（「パラクラマ王の海」）と名付けた貯水池を建設しました。[ 21 ]ベンガル、アッサム、カンボジアの様々な古代王国でも、広大な人工貯水池が建設されました。
イエメンでは、紀元前800年頃にマリブのサバ王国によって最初に建設されたマリブダムは、575年に決壊して修復作業が中止されるまで貯水池となっていました。[ 22 ]
用途
直接給水
多くのダム湖沼や河川沿いの貯水池は、水道本管を通して飲料水を供給する水処理場への原水供給に利用されています。貯水池は、必要な時まで水を貯めておくだけでなく、水処理プロセスの最初の部分を担うこともあります。放出前に水を貯めておく時間は、滞留時間と呼ばれます。これは、粒子やシルトが沈殿するのを可能にするとともに、水中に自然に生息する藻類、バクテリア、動物プランクトンを使った自然の生物学的処理の時間を確保するための設計上の特徴です。しかし、温帯気候の湖沼では、自然の湖沼学的プロセスによって水温の成層が生じ、夏季にはマンガンやリンなどの元素が深く冷たい無酸素水に分離する傾向があります。秋から冬にかけて、湖は再び完全に混合されます。干ばつ時には、冷たい底層水を汲み上げる必要がある場合があり、特にマンガン濃度の上昇は水処理場で問題を引き起こす可能性があります。
水力発電
2005 年には、世界にある 33,105 基の大型ダム（高さ 15 メートル以上）のうち約 25 ％が水力発電に使用されていました。[ 23 ]米国は電力の 3 ％を様々な規模の 80,000 基のダムで生産しています。既存のインフラを有効活用して多くの小規模コミュニティに信頼性の高いエネルギー源を提供する取り組みが進行中です。[ 24 ]貯水池式水力発電には、大口径のパイプで貯水池に連結されたタービンが含まれます。これらの発電機はダムの土台にある場合もあれば、少し離れたところにある場合もあります。平坦な河川の谷では、タービンで水頭を作るのに十分な深さの貯水池が必要です。また、干ばつの期間がある場合には、年間を通じて河川の流量を平均化できるだけの水を貯水池に蓄える必要があります。流量が一定である急峻な谷の 流れ込み式水力発電には、貯水池は必要ありません。
水力発電を行う貯水池の中には、揚水涵養方式を採用しているものがあります。電力需要が低い時期には、高性能電動ポンプを用いて高位貯水池に水を貯め、電力需要が高い時期には、この貯水池に貯めた水を低位貯水池に放出することで発電を行います。このようなシステムは揚水発電方式と呼ばれています。[ 25 ]
水源の管理
貯水池は、下流の水路を通る水の流れを制御するためにさまざまな方法で使用できます。
- 下流の水供給
- 高地の貯水池から水を放出し、システムのより下流、場合によってはさらに数百マイル下流で飲料水として抽出することができます。
- 灌漑
- 灌漑用貯水池の水は、農地や二次給水システムで利用するために、水路網に放流されることがあります。また、河川の流れを維持する貯水池によって灌漑が支えられ、下流域の灌漑用に取水されることもあります。[ 26 ]
- 治水
- 「減衰」貯水池または「調整」貯水池とも呼ばれる洪水調節貯水池は、降雨量が非常に多い時期に水を貯め、その後数週間から数ヶ月かけてゆっくりと放流します。これらの貯水池の中には、河川沿いに建設され、オリフィス板によって流量が制御されるものもあります。河川流量がオリフィス板の容量を超えると、ダムの背後に水が溜まりますが、流量が減少するとすぐにダムの背後の水はゆっくりと放流され、貯水池が再び空になるまで続きます。このような貯水池は10年に数回しか機能しないこともあり、貯水池の背後の土地はコミュニティ用地やレクリエーション用地として開発されることがあります。気候変動の影響に対抗するため、新世代の調整ダムが開発されています。これらは「洪水調節貯水池」と呼ばれています。これらの貯水池は長期間にわたって乾燥した状態が続くため、粘土質のコアが乾燥し、構造安定性が低下するリスクがあります。最近の開発では、粘土質の代替として、リサイクル材料で作られた複合コア充填材を使用しています。
- 運河
- 自然水路の水を運河に流すことができない場合には、運河の水位を確保するために貯水池が建設されることがあります。例えば、運河が水門を通って丘陵地帯を越える場合などです。また、岩盤を掘削して運河を建設しなければならない場合、建設コストや工期を削減するためにも貯水池が利用されます。リドー運河では、ナローズ水門が2つのリドー運河を分割し、上流のリドー運河を2～3フィート（約60～90センチ）ほど拡張した貯水池にしています。[ 27 ]
- レクリエーション
- カヤックやその他のホワイトウォータースポーツのために、ホワイトウォーター条件を作り出したり、それを補ったりするために、貯水池から水が放流されることがある。 [ 28 ]サケ科の魚が生息する川では、魚の自然な回遊行動を促し、釣り人にさまざまな釣り条件を提供するために、特別な放流（イギリスではフレッシュエットと呼ばれる）が行われている。
フローバランス
高度に管理されたシステムでは、貯水池を使用して流量のバランスをとることができます。流量が多いときに水を取り込み、流量が少ないときに水を放出します。これをポンプなしで機能させるには、余水路を使用して水位を注意深く制御する必要があります。大規模な嵐が近づくと、ダムの管理者は嵐で貯水池に追加される水の量を計算します。予測された嵐の水が貯水池を満たしている場合、嵐の前と嵐の最中に貯水池から水をゆっくりと排出します。十分なリードタイムがあれば、大規模な嵐で貯水池が満たされることはなく、下流域は被害をもたらすような水の流れに見舞われることはありません。正確な天気予報は、ダムの管理者が大雨の前に水位を下げる計画を立てるために不可欠です。ダムの管理者は、2010～2011年のクイーンズランド州の洪水の原因を誤った天気予報のせいだと考えています。高度に管理された貯水池の例としては、オーストラリアのバレンドン ダムと北ウェールズのスリン テギッド(バラ湖)があります。スリン・テギッドは、低いダムによって水位が高められた自然湖で、ディー川の調整システムの一部として、流れの状況に応じてディー川が流入または排出します。この動作モードは、河川システムにおける 水力容量の一種です。
レクリエーション
多くの貯水池では、釣りやボート遊びといったレクリエーション利用が許可されています。公衆の安全、水質、周辺地域の生態系の保護のため、特別な規則が適用される場合があります。現在では多くの貯水池で、自然史、バードウォッチング、風景画、ウォーキング、ハイキングといった、形式にとらわれないレクリエーションが支援・奨励されており、責任ある利用を促すための案内板や解説資料が設置されている場合もあります。
手術
貯水池の上流に降った雨水は、湧水として湧き出る地下水と共に貯水池に貯留されます。余剰水は、特別に設計された放水路から放水することができます。貯水された水は、重力によってパイプに送られ、飲料水として利用したり、水力発電に利用したり、下流の用途を支えるために河川流量を維持したりすることができます。また、降雨量が多い場合には、下流の洪水を防止または軽減するために貯水池を管理することもあります。複数の用途をサポートする貯水池もあり、その運用ルールは複雑になる場合があります。
現代の貯水池のほとんどには、特別に設計された取水塔が設置されており、貯水池から様々な水位で水を排出することができます。これは、水位低下時に水源を確保するため、また、特定の水質の水を下流の河川に「補償水」として放出するためです。多くの高地貯水池や河川内貯水池の管理者は、河川の水質維持、漁業支援、下流の産業・レクリエーション利用の維持、その他様々な目的のために、下流の河川に水を放出する義務を負っています。このような放出は補償水として知られています。
用語
貯水池面積と貯水量を測定する単位は国によって異なります。世界のほとんどの国では、貯水池面積は平方キロメートルで表されますが、アメリカ合衆国ではエーカーが一般的に使用されています。容積については、立方メートルまたは立方キロメートルが広く使用され、アメリカ合衆国ではエーカー・フィートが使用されています。
貯水池の容量、容積、または貯水量は、通常、明確に区別できる領域に分けられます。「不活性貯水池」とは、ダムの放水口、放水路、または発電所の取水口から重力で排水できず、ポンプで汲み出すことしかできない貯水池の水を指します。「不活性貯水池」は堆積物を沈殿させ、水質を改善するとともに、水位が低いときに魚類の生息域を確保します。 「活性貯水池」とは、洪水調節、発電、航行、下流への放流に使用できる貯水池の部分です。さらに、貯水池の「洪水調節容量」とは、洪水時に調整できる水量です。「超過容量」とは、放水路の頂上より上の貯水池の容量で、調整できません。[ 29 ]
アメリカ合衆国では、貯水池の通常の最高水位より下の水は「保全プール」と呼ばれています。[ 30 ]
英国では、「最高水位」は貯水池が満水の状態を表し、「完全揚水」は最小貯水量を表します。
貯留層管理のモデリング
貯水池をモデル化するためのソフトウェアは、専門的なダム安全プログラム管理ツール (DSPMT) から比較的シンプルなWAFLEX 、貯水池の運用をシステム全体の需要と供給の文脈に置く水評価および計画システム (WEAP)などの統合モデルまで、多種多様です。
安全性
多くの国では、大規模な貯水池は、封じ込めの失敗を防止または最小限に抑えるために厳しく規制されています。[ 31 ] [ 32 ]
ダムとその関連構造物は全体構造の中で最も脆弱な部分であるため、対策の多くはダムとその関連構造物に向けられていますが、こうした制御の目的は、貯水池からの制御不能な放水を防ぐことです。貯水池の決壊は、川の谷を流れる水量を大幅に増加させ、町や村を流し、甚大な人命損失をもたらす可能性があります。例えば、スリン・エイギアウの貯水池決壊による壊滅的な被害では、17人が死亡しました。[ 33 ]（ダム決壊一覧も参照）
貯水池が戦争の道具として利用された顕著な事例として、第二次世界大戦中のイギリス空軍によるドイツへのダム破壊作戦（コードネーム「チャスタイズ作戦」[ 34 ] ）が挙げられる。この作戦では、ドイツのインフラ、ルール川とエーダー川に由来する製造・発電能力に打撃を与えるために、ドイツの貯水ダム3基が破壊対象に選ばれた。大量の貯水池が谷を流れ落ち、破壊をもたらしたことで、経済的・社会的影響が生じた。この襲撃は後にいくつかの映画の題材となった。
環境への影響
世界の水とエネルギーの需要が増加し、貯水池の数と規模が増加するにつれて、貯水池の環境への影響はますます厳しく精査されるようになっています。
ダムや貯水池は、飲料水の供給、水力発電、灌漑用水量の増加、レクリエーションの機会の提供、そして洪水対策に利用することができます。1960年にスリン・セリンダムの建設とカペル・セリンダムの洪水は、今日まで続く政治的な騒動を引き起こしました。近年では、三峡ダムの建設や、アジア、アフリカ、ラテンアメリカ全域における同様のプロジェクトが、環境面および政治面で大きな議論を巻き起こしています。現在、河川とその水文生態系の48%が貯水池やダムの影響を受けています。[ 35 ]
生涯にわたる環境への影響
すべての貯水池は、建設前に金銭的な費用便益評価が行われ、プロジェクトを進める価値があるかどうかが判断されます。[ 36 ]しかし、このような分析では、ダムやその中に含まれる貯水池の環境への影響が見落とされがちです。コンクリート製造に伴う温室効果ガスの排出など、環境への影響の中には比較的容易に推定できるものもあります。一方、自然環境への影響や社会・文化的な影響については、評価や比較検討がより困難な場合もありますが、これらの問題の特定と定量化は、先進国の大規模建設プロジェクトにおいて現在一般的に求められています。[ 37 ]
気候変動
貯留層からの温室効果ガス排出量
自然湖は有機堆積物を受け取り、嫌気性環境で分解され、メタンと二酸化炭素を放出します。放出されるメタンは、二酸化炭素の約8倍の温室効果ガスです。 [ 38 ]
人工貯水池が満水になると、既存の植物は水没し、この物質が分解されるまでの数年間で、湖よりもはるかに多くの温室効果ガスを排出します。狭い谷や峡谷にある貯水池は、比較的少ない植生しか覆わない可能性がありますが、平野にある貯水池は、多くの植生を水没させる可能性があります。まず、貯水池の植生を伐採するか、単に水没させるかのどちらかです。熱帯地域での洪水は、温帯地域よりもはるかに多くの温室効果ガスを排出する可能性があります。
次の表は、異なる水域における貯水池からの排出量を1平方メートルあたり1日当たりのミリグラム単位で示しています。[ 39 ]
| 位置 | 二酸化炭素 | メタン |
|---|---|---|
| 湖 | 700 | 9 |
| 温帯貯水池 | 1500 | 20 |
| 熱帯貯水池 | 3000 | 100 |
水力発電と気候変動
水力発電用に建設された貯水池は、浸水面積と生産される電力に応じて、他のエネルギー源と比較して温室効果ガスの純生産量を減らすことも増やすこともできます。
アマゾン国立研究所の研究によると、水力発電用の貯水池では、特に洪水後の最初の10年間は、貯水池に残された木の腐敗によって大量の二酸化炭素が放出されることがわかった。[ 40 ]これにより、ダムの地球温暖化への影響は、化石燃料から同じ電力を生成する場合に発生するよりもはるかに高いレベルにまで上昇する。[ 40 ]世界ダム委員会の報告書 (ダムと開発)によると、貯水池が比較的大きく、浸水地域の森林伐採が事前に行われなかった場合、貯水池からの温室効果ガスの排出量は、従来の石油火力発電所よりも高くなる可能性がある。[ 41 ]たとえば、1990年には、ブラジルのバルビナダム(1987年稼働開始)の背後の貯水池は、発電量あたりの浸水面積が広いため、化石燃料から同じ電力を生成する場合よりも20倍以上の地球温暖化への影響があった。[ 40 ] Global Biogeochemical Cyclesに掲載された別の研究でも、新たに洪水になった貯水池は洪水前の景観よりも多くの二酸化炭素とメタンを放出したことが明らかになっており、森林地帯、湿地、既存の水域はすべて洪水前と洪水後で異なる量の二酸化炭素とメタンを放出したと指摘している。[ 42 ]
ブラジルのトゥクルイダム（1984年完成）は、化石燃料で同じ電力を発電した場合に比べて、地球温暖化への影響はわずか0.4倍でした。[ 40 ]
カナダにおける二酸化炭素とメタンの放出に関する2年間の研究では、カナダの水力発電所は確かに温室効果ガスを排出しているものの、同規模の火力発電所に比べると排出量ははるかに少ないという結論が出ています。[ 43 ]水力発電は通常、火力発電所に比べて1TWhあたりの温室効果ガス排出量が35～70倍少ないです。[ 44 ]
水力発電で生産された電気は化石燃料の燃焼による排気ガス（石炭からの二酸化硫黄、一酸化窒素、一酸化炭素を含む）の排出を引き起こさないため、火力発電の代わりにダムを使用すると大気汚染が減少します。
生物学
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ダムは回遊魚にとっての障壁となり、それらを一帯に閉じ込め、様々な水鳥の餌と生息地を生み出す可能性があります。また、陸上の 様々な生態系を水没させ、絶滅を引き起こす可能性もあります。
貯水池の形成は、水銀の自然界における生物地球化学的循環を変化させる可能性があります。貯水池が最初に形成された後、浸水した土壌や泥炭における微生物のメチル化により、有毒なメチル水銀（MeHg）の生成が大幅に増加します。動物プランクトンや魚類においてもMeHg濃度が上昇することが確認されています。 [ 45 ] [ 46 ]
人間の影響
ダムは下流諸国に供給される水の量を大幅に減らし、スーダンとエジプトなどの国の間で水ストレスを引き起こし、下流諸国の農業に損害を与え、飲料水も減少させます。
アショプトンのような農場や村は、ダム建設によって水没し、多くの人々の生活が破壊される可能性があります。まさにこのため、世界中で8,000万人（2009年時点、Edexcel GCSE地理教科書より）がダム建設のために強制的に移住を余儀なくされています。
湖沼学
貯水池の湖沼学は、同規模の湖沼のそれと多くの類似点を持つ。しかしながら、重要な違いもある。[ 47 ]多くの貯水池では水位の大きな変動があり、断続的に水没したり干上がったりする広い範囲が生じる。これは生産性や水域の限界を大きく制限し、こうした条件下で生存できる種の数も制限する。
高地の貯水池は自然湖に比べて滞留時間がはるかに短い傾向があり、水域における栄養塩の循環が速くなり、システムからより速やかに失われる可能性があります。これは、水質化学と水質生物学の不一致と捉えられる可能性があり、水質生物学的成分は化学組成から予想されるよりも貧栄養的である傾向があります。
逆に、栄養分が豊富な河川から水を引き込む低地の貯水池では、貯水池内の滞留時間が河川内よりもはるかに長く、生物系が利用可能な栄養素を利用する機会がはるかに多いため、過剰な富栄養化特性が現れる場合があります。
複数段の取水塔を備えた深層貯水池は、下流の河川に深層の冷水を排出することで、深層水層の大きさを大幅に減少させることができます。これにより、年間の混合時に放出されるリン濃度が低下し、生産性が低下する可能性があります。
貯水池の前にあるダムは、ニックポイントとして機能します。つまり、ダムから落ちる水のエネルギーが減少し、その結果、ダムの下に堆積し ます。
地震活動
過去には大規模ダムの近傍やその貯水池内で地震が発生しているため、貯水池の湛水（貯水池誘起地震活動、RTS）は貯水池誘起地震活動（RTS）に起因するとされることが多い。これらの地震活動は貯水池の湛水または操作によって引き起こされた可能性があり、世界中の貯水池の数と比較すると小規模である。記録されている100件以上の地震活動のうち、初期の例としては、ギリシャの高さ60メートル（197フィート）のマラソンダム（1929年）、米国の高さ221メートル（725フィート）のフーバーダム（1935年）が挙げられる。ほとんどの地震活動は、大規模なダムと小規模な地震活動に関連している。マグニチュード 6.0 (M w )を超える記録のあるイベントは、インドの高さ103 メートル (338 フィート) のコイナダムとギリシャの高さ 120 メートル (394 フィート) のクレマスタダム(ともに M w 6.3)、ザンビアの高さ 122 メートル (400 フィート) のカリバダム(6.25 ) 、中国の高さ105 メートル (344 フィート) の新豊江ダム(6.1 )の 4 つだけです。イベント発生時の水文地質学的知識の不足により、RTS がいつ発生したかについて論争が起きています。ただし、間隙への水の浸透と貯水池の重量が RTS パターンに寄与していることは認められています。RTS が発生するには、ダムまたは貯水池の近くに耐震構造物があり、その耐震構造物がほぼ破壊状態になっている必要があります。さらに、水は深い岩石層に浸透できなければならない。なぜなら、100メートル（328フィート）の深さの貯留層の重量は、10キロメートル（6マイル）以上の深さにある可能性のある地殻応力場における岩石の自重と比較するとほとんど影響を与えないからである。 [ 48 ]
気候
貯水池は地域の気候を変化させ、特に乾燥地域において湿度を高め、極端な気温差を緩和する可能性があります。南オーストラリアの一部のワイナリーは、こうした効果によりワイン生産の品質が向上していると主張しています。
貯水池一覧
2005年には、国際大規模ダム委員会（ICOLD）によって、高さ15メートル以上の大規模ダムが33,105基リストに掲載されました。[ 23 ]
地域別貯水池一覧
| ランク | 名前 | 国 | 表面積 | 注記 | |
|---|---|---|---|---|---|
| km 2 | 平方マイル | ||||
| 1 | ヴォルタ湖 | ガーナ | 8,482 | 3,275 | [ 49 ] |
| 2 | スモールウッド貯水池 | カナダ | 6,527 | 2,520 | [ 50 ] |
| 3 | クイビシェフ貯水池 | ロシア | 6,450 | 2,490 | [ 51 ] |
| 4 | カリバ湖 | ジンバブエ、ザンビア | 5,580 | 2,150 | [ 52 ] |
| 5 | ブフタルマ貯水池 | カザフスタン | 5,490 | 2,120 | |
| 6 | ブラーツク貯水池 | ロシア | 5,426 | 2,095 | [ 53 ] |
| 7 | ナセル湖 | エジプト、スーダン | 5,248 | 2,026 | [ 54 ] |
| 8 | ルイビンスク貯水池 | ロシア | 4,580 | 1,770 | |
| 9 | カニアピスカウ貯水池 | カナダ | 4,318 | 1,667 | [ 55 ] |
| 10 | グリ湖 | ベネズエラ | 4,250 | 1,640 | |
貯水池の容積別一覧
| ランク | 名前 | 国 | 音量 | 注記 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 3キロメートル | cu mi | ||||
| 1 | カリバ湖 | ジンバブエ、ザンビア | 180 | 43 | |
| 2 | ブラーツク貯水池 | ロシア | 169 | 41 | |
| 3 | ナセル湖 | エジプト、スーダン | 157 | 38 | |
| 4 | ヴォルタ湖 | ガーナ | 148 | 36 | |
| 5 | マニクアガン貯水池 | カナダ | 142 | 34 | [ 56 ] |
| 6 | グリ貯水池 | ベネズエラ | 135 | 32 | |
| 7 | ウィリストン湖 | カナダ | 74 | 18 | [ 57 ] |
| 8 | クラスノヤルスク貯水池 | ロシア | 73 | 18 | |
| 9 | ゼヤ貯水池 | ロシア | 68 | 16 | |
参照
参考文献
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外部リンク
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