灌漑の環境への影響

灌漑の環境影響は、灌漑の結果としての土壌と水の量と質の変化、および灌漑計画の下流の河川流域の自然条件と社会条件に対するその後の影響に関係しています。この影響は、灌漑計画の設置と運用によって引き起こされる 水文学的条件の変化から生じます。

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る。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可能性がある。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 塩分の問題につながる可能性があり、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。しかし、土壌の灌漑が不十分だと、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する。これには、これらの塩を取り除くための浸出または塩分を運び去るための排水方法のいずれかが必要である。塩水または高ナトリウム水による灌漑は、アルカリ性土壌の形成により土壌構造を損傷する可能性がある。

灌漑計画では、地下水、河川、 湖沼、または地表流から水を引いて、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よる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]。または、他の場合には、大気循環を変更して、異なる風下の地域に雨を運びます^[3] 。灌漑の増減は、大気への蒸発量の供給を大幅に変更すると風下の降雨量がどのように変化するかを調べる降雨量研究における重要な懸念事項です。 ^[4]

間接的な影響とは、結果が発現するまでに時間がかかり、また長期間続く可能性のある影響のことです。灌漑の間接的な影響には、次のものがあります。

• 水浸し
• 土壌の塩害
• 生態系へのダメージ
• 社会経済的影響

浸水と土壌の塩性化による間接的な影響は、灌漑されている土地に直接発生します。生態学的および社会経済的な影響は発生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。

いくつかの灌漑計画では、灌漑に井戸を使用しています。その結果、全体的な水位が低下します。これにより、水の採掘、土地/土壌の沈下、そして海岸沿いでは塩水の侵入が発生する可能性があります。

世界中の灌漑地面積は全農地面積の約16％を占め、灌漑地の作物収穫量は全収穫量の約40％を占めています。^[5]言い換えれば、灌漑地は非灌漑地の2.5倍の生産量を誇ります。

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。

• 下流の洪水の減少
• 生態学的、経済的に重要な湿地や洪水林の消失^[6]
• 工業用水、都市用水、家庭用水、飲料水の利用可能性の低下
• 船舶航路の減少。取水はガンジス川に深刻な脅威を与えている。インドでは、ガンジス川の支流すべてを堰き止め、川の水量の約60％を灌漑に回している^[6]
• 漁業の機会が減少。パキスタンのインダス川は、農業用の水の過剰取水により水不足に直面している。インダス川には25種の両生類と147種の魚類が生息しており、そのうち22種は他には見られない。絶滅が危惧されているインダス川イルカは世界で最も希少な哺乳類の1つである。多くのコミュニティにとってタンパク質の主な供給源であり、生命維持システム全体である魚類の個体群も脅かされている^[6]
• 海への流出量が減少すると、海岸侵食（ガーナなど^[7]）やデルタや河口への塩水侵入（エジプトなど、アスワンダムを参照）など、さまざまな影響が生じる可能性があります。現在、灌漑用にナイル川から取水されている水量は非常に多いため、その大きさにもかかわらず、乾期には川の水は海に到達しません。^[6]アラル海は、灌漑目的での川水の堰き止めにより「環境大惨事」に見舞われています。

地下水涵養量の増加は、灌漑計画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、損失が大きくなります。スプリンクラー灌漑や点滴灌漑などの高度な技術、または適切に管理された表面灌漑によって、70% 以上のかなり高い灌漑効率 (つまり、損失が 30% 以下) を実現できますが、実際には損失は一般に 40% から 60% 程度です。これにより、次の問題が発生する可能性があります。

• 地下水位の上昇
• 井戸から汲み上げることで灌漑、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を増やす
• 村、農地、道路沿いで浸水や排水の問題が生じ、ほとんどが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の使用量が減少し、その結果、土壌は浸出されなくなり、土壌塩分の問題が発生します。
• 土壌表面の地下水位が停滞すると、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）などの水媒介性疾患の発生率が上昇することが知られています。 ^[9]灌漑プロジェクトでは、医療費、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、土壌塩分濃度制御、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と、硝酸塩などの栄養素（肥料由来または天然のもの）が溶解し、地下水帯水層にそれらの栄養素が蓄積される可能性があります。飲料水中の硝酸塩レベルが高いと、特に生後 6 か月未満の乳児にとって有害で​​あり、「青色乳児症候群」につながる可能性があります（メトヘモグロビン血症を参照）。

プロジェクトエリアの表層水と地下水の排水により、塩分を含んだ水や殺生物剤や肥料などの農薬によって汚染された水が排出されるため、プロジェクトエリア下の河川水質が悪化し、工業、都市、家庭での使用に適さなくなる可能性があります。公衆衛生の低下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れ込むと、海岸沿いの生態系に悪影響を与える可能性があります（アスワンダムを参照）。

ダムの背後に堆積物を貯留すると、地表水の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、次に下流に運ばれた堆積物に依存する植物や動物の生息を決定します。重い堆積物の堆積の利点は、ナイル川のような大きな川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は、多くの鳥類の生息地です。^[11]しかし、重い堆積は下流の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。三門峡貯水池は、三峡ダムプロジェクトと呼ばれる大規模な人工水力発電ダムプロジェクトの一部です。^[12] 1998年、不確実な計算と大量の堆積物により、貯水池が洪水調節機能を適切に果たす能力に大きく影響しました。 ^[13]これにより、下流の川の水質も低下します。より多くの社会経済的需要を満たすために大規模な灌漑設備に移行することは、自然のバランスに反しており、水は実用的に使用する必要があります。水がある場所で使用してください。^[14]

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なく、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、洪水による水不足による農作物の栽培に深刻な影響が出る可能性があります。

• パキスタンのバルチスタンでは、新たな小規模灌漑事業の展開により、毎年バルチスタンとインドのグジャラート州またはラジャスタン州の間を移動する遊牧民の水資源が枯渇した^[15]
• ナイジェリアのカインジダムの閉鎖後、洪水による農作物の生産地の下流域の50～70％が失われた^[16]

灌漑事業により、元々の住民の漁業機会や牛の放牧機会が減少する可能性がある。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いため、残された土地への畜産圧力がかなり高まる可能性があり、過放牧が増加し、深刻な土壌浸食と天然資源の喪失が起こる可能性がある。^[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の過放牧と浸食につながっている。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、ダムの下流の森林に損害を与えている。^{[18] [19]}

井戸から汲み上げられる地下水が補給される量を上回ると、帯水層の貯水量が枯渇し、その水の使用は持続不可能になります。水位が下がると、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え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、農家が灌漑農業を放棄せざるを得なくなる可能性があります。
注目すべき例には次のものがあります。

• インドのウッタル・プラデーシュ州に世界銀行の資金援助で設置された数百の井戸は、稼働時間が1日1.4～4.7時間である。対照的に、これらの井戸は1日16時間稼働するように設計されていた^[20]。
• パキスタンのバルチスタン州では、管井戸灌漑事業の発展は、伝統的なカナートやカレーズの利用者を犠牲にして行われた^[15]
• 地下水採掘による土地の地下水関連沈下^[21]は、米国では地下水位が13メートル低下するごとに1メートルの割合で発生している^[22]。
• テキサス州ヒューストン近郊のグリーンズバイユーでは、5～7フィートの沈下が発生しており、1989年6月の嵐で家屋が浸水した（写真参照）。^[23]

灌漑が地下水位、土壌塩分、排水と地下水の塩分に与える影響、および緩和策の効果は、 SaltModやSahysModなどの農業水塩モデルを使用してシミュレートおよび予測できます^[24]

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を調査したところ、310万ヘクタール（23%）が塩分を多く含む土地であることが明らかになった。このうち23%はシンド州、13%はパンジャブ州であった。^[27] 300万ヘクタール以上の水浸しの土地には、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。それでも、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、地表の14%は塩分が多すぎて使用できないという^。[29]
3. エジプトのナイル川デルタでは、アスワン高ダムの完成後に大規模な多年生灌漑が導入されたことによる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％が塩害に遭い、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、主要灌漑国の灌漑地の約3分の1がすで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。イスラエルの現在の推定では、灌漑地の13％、オーストラリア20％、中国15％、イラク50％、エジプト30％です。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同様に発生します^[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]。

• 下流の排水水質は、塩分、栄養素、除草剤、殺虫剤などの塩分や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。土壌が塩性土壌やアルカリ性土壌に変化する恐れがあります。これは、河川流域の末端や灌漑計画の下流に住む人々の健康、および生態系のバランスに悪影響を及ぼす可能性があります。たとえば、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。

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、さまざまな方法で緩和できます。これには、悪影響を最小限に抑える場所に灌漑プロジェクトを設置することが含まれます。 [ ^34]新しい灌漑プロジェクトを立ち上げるのではなく、既存のプロジェクトの効率を改善し、既存の劣化した耕作地を改善できます。 ^[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します。^[34]スプリンクラー灌漑と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が増えます。 [ ^{34]ダムの下流の}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サポートできます。^[34]

新しい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。これらの予測が可能になるまでに、そのプロジェクトの実施にすでにかなりの時間とリソースが費やされている可能性があります。その場合、プロジェクト管理者は、影響が当初の予想よりも大幅に大きい場合にのみプロジェクトを変更します。^[35]

灌漑計画は、特に発展途上国では、社会経済的幸福のために極めて必要であるとよく考えられています。マラウィの灌漑計画の提案は、その一例です。ここでは、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「潜在的なマイナスの影響を上回る」ことが示されました。影響は主に「局所的で最小限で、プロジェクトの建設および運用段階中に短期間発生する」と述べられています。環境への大きな影響を軽減および防止するために、潜在的なマイナスの影響を最小限に抑える技術が使用されます。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な目的は、貧困の削減、食糧安全保障の改善、地元の雇用の創出、世帯収入の増加、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を収めました。

• 農業における環境問題
• 貯水池の環境への影響
• アルカリ性土壌
• ブドウ栽培における灌漑
• ルーティング（水文学）
• インド林業研究教育評議会

• TC Dougherty および AW Hall、1995 年。灌漑および排水プロジェクトの環境影響評価。FAO 灌漑および排水論文 53。ISBN 92-5-103731-0。オンライン: http://www.fao.org/docrep/v8350e/v8350e00.htm 
• RE Tillman、1981 年。灌漑に関する環境ガイドライン。ニューヨーク植物園、ケアリー樹木園。
• 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件の比較調査

• 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に対する現代の干渉」[12]