地表流と河川

グレートソルト湖が塩辛いのは、水が出ていく経路が蒸発しかないためです。

地面に降った雨の行方

土砂降りのときに雨どいの下に立つと、地表流の働きがわかります。地面に降った雨には、再び蒸発する、土壌にしみ込む、地表を流れるという三つの行き先があります。NOAAによると、地面が吸収できるより速く雨が降るか、土壌がすでに水で満たされていると、地表流が生じます。水は斜面に沿って細い流れから小川、河川へと集まります。

地表の状態は大きく影響します。落ち葉に覆われた森林の土壌はスポンジのように働きます。駐車場、道路、屋根はトレーのように働き、雨のほとんどがすぐ流れ出します。NOAAによると、水はコンクリートのような不透水面の上を流れます。そのため都市には排水路が必要です。同じ雨でも、舗装された場所では数分で道路が冠水することがある一方、森林では小川の水位がほとんど上がらないこともあります。

川は流域全体の水を集める

どの川も、流域、または集水域と呼ばれる土地から水を集めます。尾根や丘の頂が境界となり、尾根の片側に降った雨は一つの川へ、反対側の雨は別の川へ流れます。モデルの川は、雪解け水や雨が集まる山から始まり、海岸へ向かうにつれて幅が広がります。

どの瞬間でも、川にある水の量は驚くほど少ないものです。USGSの表では、世界の河川をすべて合わせて約2,120 km³で、大気中の6分の1未満です。水が速く通過すること、そしてUSGSが指摘するように、人が毎日使う水の多くを河川や湖から得ることから、川は重要です。川には地下からも水が供給されます。USGSの研究では、コロラド川上流域の河川流量の半分以上は、もともと地下水に由来するとわかりました。

出口のない湖

河川の水の大部分は海へ戻りますが、出口のない流域もあります。NOAAは、ユタ州のグレートソルト湖と死海を例に挙げています。河川は、少量の溶けた塩類をこれらの湖へ運びます。水が出ていく経路は蒸発だけで、蒸発では水だけが失われます。数千年の間に塩類がたまり、海よりはるかに塩辛くなります。

陸上では降水量が蒸発量を上回り、海では蒸発量が上回ります。USGSによると、その差を埋めるのが、海へ戻る河川と地下水の流れです。それがなければ、海は少しずつ空になると説明しています。地表流は、水の循環全体の釣り合いを保つ帰り道です。

雨の量は、多くの人が思うより速く積み上がります。USGSの計算では、1エーカーに1インチの雨が降ると2万7154米ガロンになります。メートル法なら、1平方メートルに降る1 mmの雨が1 Lという、もっと簡単な関係です。したがって、100 m × 70 m、面積7,000 m²の駐車場に25 mmの雨が降ると17万5000 Lになり、舗装面ではそのほとんどを数分で排水しなければなりません。同じ面積の森林では、多くが地面にしみ込み、数時間から数日かけて小川へ届きます。