溶解負荷
溶存負荷とは、河川の総堆積物負荷のうち、溶液中に運ばれるもの、特に化学的風化によるイオンである。これは、懸濁負荷や掃流土砂とともに、河川の流域から除去される物質の総量に大きく寄与している。溶存負荷として運ばれる物質の量は、通常、懸濁負荷よりもはるかに少ないが[1] 、特に利用可能な河川流量が灌漑や工業用途などに主に利用されている場合は、常にそうであるわけではない。溶存負荷は、景観から排出される総物質フラックスのかなりの部分を占め、その組成は河川水の化学的性質と生物学的性質を調節する上で重要である。
溶存負荷量は主に化学的風化の速度によって制御され、化学的風化は湿度や温度などの気候や気象条件に依存します。[2]溶存負荷量は、侵食、削剥、過去の気候の再構築など、地質学の分野で多くの有用な用途があります。
測定技術
溶存負荷量は通常、河川から水を採取し、様々な科学的試験を行うことで測定されます。まず、サンプルのpH、導電率、重炭酸 アルカリ度を測定します。次に、サンプルをろ過して浮遊沈殿物を除去し、微生物の増殖を防ぐためにクロロホルムで保存します。一方、その他のサンプルは、溶解したイオンが溶液から沈殿するのを防ぐために塩酸を加えて酸性化します。その後、様々な化学試験を行って各溶質の濃度を測定します。例えば、ナトリウムイオンとカリウムイオンの濃度は炎光光度法で、カルシウムイオンとマグネシウムイオンの濃度は原子吸光分光法で測定できます。[3]
アプリケーション
気候の再構築
溶存負荷量は、土壌形成速度やその他の化学的侵食過程に関する貴重な情報を提供します。特に、溶存負荷量と固相間の質量収支は、地表の動態を決定するのに役立ちます。さらに、溶存負荷量は過去の地球の気候を再構築するために使用できます。これは、化学的風化が河川の溶存負荷量の主要な要因であるためです。大気中の二酸化炭素は炭酸塩-ケイ酸塩サイクルで炭酸塩岩に変換されるため、ケイ酸塩岩の化学的風化は大気中の二酸化炭素の主な吸収源です。二酸化炭素濃度は、地球の気温を決定する温室効果の主な制御因子です。 [4]
削剥
侵食とは、地球の地形の表層を削り取るプロセスです。侵食率は通常、直接測定するには低すぎるため、対象地域を流れる河川の堆積物負荷を測定することで間接的に決定できます。これは、河川の特定の地点を通過する物質は、その地点より上流の河川の流域のどこかから来たものであることが保証されているためです。地形の起伏が大きくなるにつれて、溶存負荷が河川の総負荷に占める割合は減少します。これは、急勾配の地表では雨が岩石に浸透しにくくなり、化学的風化が抑制され、溶存負荷が減少するためです。[5]
塩の輸出
河川流域から水を介して海や陸地に囲まれた湖へ塩分を運ぶ過程は、塩の輸出と呼ばれます。十分な塩の輸出が行われない場合、特に下流域では、河川流域は徐々に塩性土壌やアルカリ性土壌へと変化していきます。[6]
選定された主要河川の溶存負荷量
| 川 | 排水面積、10 6 km 2 | 流量、10 9 m 3 /年 | 総溶解固形物（TDS）、10 6トン/年 |
|---|---|---|---|
| 西江 | 0.35 | 30 | 10.14 |
| 長江 | 1.95 | 1063 | 226 |
| 黄河 | 0.745 | 48 | 84 |
| ガンジス川-ブラマプトラ川 | 1.48 | 1071 | 129.5 |
| レナ | 2.44 | 532 | 50.6 |
| アマゾン | 4.69 | 6930 | 324.6 |
| オリノコ | 1.00 | 1100 | 51.3 |
| クリシュナ | 0.251 | 30 | 10.4 |
| ゴダヴァリ | 0.31 | 92 | 17 |
| カヴェリ | 0.09 | 21 | 3.5 |
| ガンジス川 | 0.75 | 493 | 84 |
| 世界合計 | 101 | 37000 [9] | 3843.0 |
参照
参考文献
- ^ Alexandrov, Yulia; Cohen, Hai; Laronne, Jonathan B.; Reid, Ian (2009). 「半乾燥地帯の流域における浮遊砂負荷、底質負荷、溶存負荷の産出量：15年間の研究」.水資源研究. 45 (8): W08408. Bibcode :2009WRR....45.8408A. doi :10.1029/2008wr007314. ISSN 0043-1397. S2CID 129669714.
- ^ Grosbois, C.; Négrel, Ph.; Fouillac, C.; Grimaud, D. (2000). 「ロワール川の溶存物質：化学的および同位体的特性評価」.化学地質学. 170 ( 1–4 ): 179– 201. Bibcode :2000ChGeo.170..179G. doi :10.1016/s0009-2541(99)00247-8. ISSN 0009-2541.
- ^ Grove, T. (1972-08-01). 「西アフリカの河川における溶存物質と固形物質の運搬：セネガル、ニジェール、ベヌエ、シャリ」. Journal of Hydrology . 16 (4): 277– 300. Bibcode :1972JHyd...16..277G. doi :10.1016/0022-1694(72)90133-3. ISSN 0022-1694.
- ^ Chetelat, B.; Liu, C.-Q.; Zhao, ZQ; Wang, QL; Li, SL; Li, J.; Wang, BL (2008). 「長江流域の河川における溶存負荷の地球化学：人為的影響と化学的風化」. Geochimica et Cosmochimica Acta . 72 (17): 4254– 4277. Bibcode :2008GeCoA..72.4254C. doi :10.1016/j.gca.2008.06.013. ISSN 0016-7037.
- ^ シェルドン・ジャドソン、デール・F・リッター (1964年8月15日). 「アメリカ合衆国における地域侵食率」.地球物理学研究ジャーナル. 69 (16): 3395– 3401. Bibcode :1964JGR....69.3395J. doi :10.1029/jz069i016p03395. ISSN 0148-0227.
- ^ 「開発途上流域の水資源保全戦略のための水文ゾーン」（PDF）2015年7月12日閲覧。
- ^ Zhang, Shu-Rong; Lu, Xi Xi; Higgitt, David Laurence; Chen, Chen-Tung Arthur; Sun, Hui-Guo; Han, Jing-Tai (2007-03-22). 「珠江（珠江）の水質化学：自然プロセスと人為的影響」. Journal of Geophysical Research . 112 (F1): F01011. Bibcode :2007JGRF..112.1011Z. doi : 10.1029/2006jf000493 . ISSN 0148-0227.
- ^ 「クリシュナ川流域における大量輸送（表5）」（PDF） 。 2015年6月19日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2020年4月25日閲覧。
- ^ 「地下水 - 目に見えないものを可視化する（13ページ）」、国連世界水開発報告書2022年版（PDF） 。 2022年4月5日閲覧。
USGS CMG 情報バンク: 浮遊物と溶解物
