地下水

地下水は、地球の表面下の岩石や土壌の空隙、および岩石層の亀裂に存在する水です。世界中で容易に利用できる淡水の約 30 % は地下水です。 ^[1]岩石または未固結の堆積物は、使用可能な量の水を産出できる場合、帯水層と呼ばれます。土壌の空隙または岩石の亀裂や空隙が水で完全に飽和する深さは、地下水位と呼ばれます。地下水は表面から涵養されます。地下水は、湧き水や湧水口で自然に表面から排出され、オアシスや湿地を形成することがあります。また、地下水は、抽出井戸を建設して稼働させることにより、農業、都市、工業用に汲み上げられることもよくあります。地下水の分布と移動を研究する研究は、水文地質学、または地下水水文学と呼ばれます。

通常、地下水は浅い帯水層を流れる水と考えられていますが、技術的な意味では、土壌水分、永久凍土（凍った土）、透水性が非常に低い岩盤内の不動水、深部地熱水または石油層の水も含まれることがあります。地下水は、断層の動きに影響を与える可能性のある潤滑剤を提供すると仮定されています。地球の地下の多くには水が含まれており、場合によっては他の流体と混合されている可能性があります。

地下水は多くの場合、地表水よりも安価で便利であり、汚染されにくい。そのため、公共の水道によく使われている。例えば、地下水は米国で最大の貯水量を占めており、カリフォルニア州は毎年全米で最も多くの地下水を汲み上げている。^{[2]地下貯水池には、}五大湖を含む米国のすべての地表貯水池や湖の容量をはるかに上回る水が貯まっている。多くの自治体の水道は、地下水のみから得られている。^[3]世界中で20億人以上が地下水を主な水源として頼りにしている。^[4]

人間による地下水の使用は環境問題を引き起こします。例えば、汚染された地下水は河川や湖沼の汚染よりも目に見えにくく、浄化も困難です。地下水汚染は、陸上での廃棄物の不適切な処分によって最も頻繁に発生します。主な発生源には、工業用および家庭用の化学物質やゴミ埋立地、農業で使用される過剰な肥料や農薬、産業廃棄物ラグーン、鉱山からの尾鉱や処理廃水、産業用水圧破砕法、油田の塩水ピット、地下の石油貯蔵タンクやパイプラインからの漏出、下水汚泥、浄化槽などがあります。さらに、地下水は沿岸地域では塩水浸入の影響を受けやすく、持続不可能な方法で汲み上げると地盤沈下を引き起こし、都市の沈下（バンコクなど）や標高の低下（カリフォルニア州セントラルバレーでの数メートルの低下など）につながる可能性があります。これらの問題は、海面上昇や気候変動、特に水循環への影響によるその他の影響によってさらに複雑になっています。人間による地下水の汲み上げにより、地球の軸の傾きは31インチ変化した。 ^{[5] [6] [7]}

地下水は、土壌や岩石の地下の空隙に存在する淡水です。また、地下水面下の帯水層を流れる水でもあります。表層水と密接に関係する地下水と、帯水層の深層地下水（数千年前に地中に浸透した場合は「化石水」と呼ばれます^[8]）を区別することが有用な場合があります。

地下水は、表層水と同じように、入力、出力、および貯蔵という観点から考えることができます。地下水への自然な入力は、表層水からの浸透です。地下水からの自然な出力は、湧水と海洋への浸透です。地下水は循環速度が遅いため、一般的に地下水の貯蔵量は、表層水の場合よりも入力量に比べてはるかに多くなります (量で)。この違いにより、人間は深刻な結果を招くことなく、長期間にわたって非持続的に地下水を使用することが容易になります。それでも、長期的には、地下水源からの平均浸透速度が、その水源からの平均消費量の上限となります。

地下水は、降水量、小川、河川からの表層水が地下水面に達すると自然に補給されます。 ^[9]

地下水は、大気や淡水表層水（滞留時間は数分から数年）などの短期的な水貯留層とは対照的に、自然の水循環（滞留時間は数日から数千年）の長期的な「貯留層」となり得る^{[10] [11]}。深層地下水（表面の涵養からかなり離れている）は、自然の循環を完了するのに非常に長い時間がかかる可能性がある。

オーストラリア中央部と東部に広がるグレートアーテジアン盆地は、世界最大の被圧帯水層システムの一つで、その広さはおよそ200万km2に及ぶ^。水文地質学者は、地下深くから採取された水に含まれる微量元素を分析することで、これらの帯水層から採取された水は100万年以上前のものである可能性があると判定した。

グレートアーテジアン盆地のさまざまな場所から採取した地下水の年代を比較することで、水文地質学者は、盆地全体で地下水の年代が上がっていることを発見しました。東部分水嶺に沿って帯水層に水が補給される場所では、年代は若いです。大陸を西に流れる地下水は、西部で最も古い地下水が流れ、年代が上がっていきます。つまり、100万年かけて補給源からほぼ1000kmを移動するために、グレートアーテジアン盆地を流れる地下水は、年間平均約1メートルの速度で移動していることになります。

帯水層は、地下の含水物質の層で、透水性または破砕性の岩石、あるいは固結していない物質（砂利、砂、シルト）で構成されています。帯水層は特性が大きく異なります。帯水層の水の流れと帯水層の特性の研究は、水文地質学と呼ばれます。関連用語には、帯水層に沿った浸透性の低い層である帯水層、帯水層の下または上にある固体で不浸透性の領域で、その圧力によって被圧帯水層が形成される可能性がある難透水性層（または難透水性層）があります。帯水層の分類は、飽和と不飽和、帯水層と難透水性層、被圧と非被圧、等方性と異方性、多孔質、カルスト、または破砕性、国境を越えた帯水層です。

水の比熱容量が高く、土や岩石が持つ断熱効果により、気候の影響が緩和され、地下水の温度が比較的一定に保たれます。この効果により地下水温が約 10 °C (50 °F) に保たれている場所では、地下水を使用して地表の構造物内の温度を調節できます。たとえば、暑い時期には、比較的冷たい地下水を家庭のラジエーターに送り、別の井戸で地中に戻すことができます。寒い季節には、地下水が比較的温かいため、空気を使用するよりもはるかに効率的な ヒートポンプの熱源として同様に使用できます。

地下水は世界の淡水供給量の約30％を占め、これは海洋と永久氷を含む世界の水全体の約0.76％に相当します。^{[14] [15]}世界の液体の淡水の約99％は地下水です。^{[16]地球上の地下水貯蔵量は、北極と南極を含む雪と氷床に貯蔵されている淡水の総量とほぼ同じです。そのため、地下水は}干ばつ時などの地表水の不足を緩和する天然の貯蔵庫として機能する重要な資源となっています。^[17]

帯水層の地下水量は、地元の井戸の水位を測定し、井戸掘削の地質記録を調べて、水を含む堆積物や岩石の範囲、深さ、厚さを判断することで推定できます。生産井への投資を行う前に、テスト井を掘削して水が存在する深さを測定し、実験室での分析用に土壌、岩石、水のサンプルを採取する場合があります。テスト井で揚水テストを実施して、帯水層の流れの特性を判断することができます。^[3]

帯水層の特性は、帯水層が存在する地質と基質の構造、地形によって異なります。一般的に、より生産性の高い帯水層は堆積性地質層に存在します。それに比べて、風化して割れた結晶質岩石は、多くの環境で地下水の量が少なくなります。主要な河川の谷や地質学的に沈下している構造盆地で谷を埋める堆積物として蓄積された、固結していない、または固結が不十分な沖積物質は、最も生産性の高い地下水源に含まれます。

断層帯における岩石の脆性変形により、異なる岩相環境で流体の流れが変化する可能性がある。これが発生するメカニズムは断層帯水文地質学の主題である。^[18]

地下水への依存は、あらゆるセクターの水需要の増加と降雨パターンの変動の増大により、今後ますます高まるばかりである。^[19]

地下水は、飲料水、灌漑、製造業など、世界中で最も多く利用されている淡水源です。地下水は世界の飲料水の約半分、灌漑用水の40％、工業用水の3分の1を占めています。^[16]

別の推定によれば、世界的に地下水は取水量の約3分の1を占め、表層水は残りの3分の2を占めています。^{[20] : 21}地下水は世界人口の少なくとも50％に飲料水を供給しています。^[21]約25億人が、日常の基本的な水需要を満たすために地下水資源のみに依存しています。^[21]

2021年にも同様の推定が発表され、「地下水は、農業、工業、家庭の需要を満たすために、世界の年間淡水取水量の4分の1から3分の1を供給すると推定されている」と述べられています。^{[22] : 1091}

世界の淡水取水量は、1900年にはおそらく年間約600 km ^{3でしたが、2017年には年間3,880 km 3}に増加しました。増加率は1950年から1980年の期間に特に高く（年間約3％）、人口増加率が高かったことと、特に灌漑用の地下水開発が急速に増加したことが一因です。増加率は（2022年時点で）年間約1％で、現在の人口増加率と一致しています。^{[19] : 15}

地球全体の地下水枯渇量は年間100～300 km3と推定されている。この枯渇は主に「乾燥地での灌漑農業の拡大」によって引き起こされている^。 [ 22 ] ^{: 1091}

アジア太平洋地域は世界最大の地下水汲み上げ地域であり、地下水汲み上げ量が最も多い10カ国のうち7カ国（バングラデシュ、中国、インド、インドネシア、イラン、パキスタン、トルコ）がこの地域に存在しています。これらの国々だけで世界の地下水汲み上げ量の約60％を占めています。^{[19] : 6}

地下水は安全な水源かもしれないし、そうでないかもしれない。実際、地下水については、水文地質学的状況によってかなりの不確実性がある。ヒ素、フッ化物、塩分などの汚染物質が広範囲に存在すると、地下水の飲料水源としての適性が低下する可能性がある。ヒ素とフッ化物は世界的に優先汚染物質と考えられているが、優先化学物質は国によって異なる。 ^[21]

水文地質学的特性には多くの不均一性があります。このため、地下水の塩分濃度は場所によって大きく異なります。これは、特定の地域内であっても、地下水の安全性に関するリスクが大きく異なることにつながります。^[21]地下水の塩分濃度によって水は飲用に耐えなくなり、使用できなくなります。これは、バングラデシュや東アフリカ、西アフリカなどの沿岸地域でよく見られます。^[21]

市営および工業用の水は、大きな井戸を通じて供給されます。1 つの給水源に複数の井戸がある場合は「井戸場」と呼ばれ、閉じ込められた帯水層または閉じ込められていない帯水層から水を汲み上げます。深部の閉じ込められた帯水層からの地下水を使用すると、地表水の汚染からより保護されます。「集水井戸」と呼ばれる井戸の中には、特に地表水 (通常は川) の浸透を誘発するように設計されています。

都市部や農業用灌漑に持続可能な淡水地下水を供給する帯水層は、通常、地表近く（数百メートル以内）にあり、淡水によっていくらか補給されます。この補給は通常、上部の不飽和物質を通じて帯水層に浸透する河川または天水（降水）から行われます。

一般的に、農地の20％の灌漑（様々なタイプの水源を使用）は、食料生産の40％を占めています。^{[23] [24]}世界中の灌漑技術には、地表水の方向を変える運河、^{[25] [26]}地下水の汲み上げ、ダムからの水の転用などがあります。帯水層は農業において極めて重要です。乾燥地域の深層帯水層は長い間、灌漑用の水源となってきました。汲み上げられた地下水の大部分、70％は農業目的で使用されています。^[27]

インドでは、灌漑の65％が地下水から供給されており^[28]、汲み上げた地下水の約90％が灌漑に使用されています。^[29]

時には、堆積性または「化石」帯水層が都市部の灌漑や飲料水供給に利用される。例えばリビアでは、ムアンマル・カダフィの グレート・マンメイド・リバー・プロジェクトにより、サハラ砂漠下の帯水層から大量の地下水が汲み上げられ、沿岸部の人口密集地域に供給されている。^[30]このプロジェクトは、海水淡水化よりもリビアの費用を節約しているが、帯水層は60年から100年以内に枯渇する可能性が高い。^[30]

第一に、洪水緩和計画は氾濫原に建設されたインフラを保護することを目的としたものだが、自然洪水に伴う帯水層涵養を減少させるという意図せぬ結果をもたらしている。第二に、広大な帯水層の地下水の枯渇が長期化すると、地盤沈下を引き起こし、それに伴うインフラの損傷、さらに第三に塩水侵入を引き起こす可能性がある。^{[35]第四に、低地の沿岸平野に多く見られる酸性硫酸塩土壌の排水は、かつては}淡水だった河口河川の酸性化と汚染を引き起こす可能性がある。^[36]

地下水は非常に有用で、多くの場合、豊富な資源である。地球上のほとんどの陸地の下には、時にはかなり深いところに、何らかの形の帯水層がある。場合によっては、これらの帯水層が人間の人口によって急速に枯渇している。そのような過剰使用、過剰汲み上げ、または過剰汲み上げは、人間の使用者と環境に重大な問題を引き起こす可能性がある。最も明らかな問題（人間の地下水使用に関する限り）は、既存の井戸が届かないほど地下水位が低下していることである。その結果、地下水に到達するために井戸をより深く掘らなければならない。場所によっては（カリフォルニア、テキサス、インドなど）、大規模な井戸の汲み上げにより、地下水位が数百フィート低下している。^[38] GRACE衛星は、地球上の37の主要な帯水層のうち21が枯渇していることを示すデータを収集した。^{[16]たとえば、}インドのパンジャブ地方では、地下水位は1979年以来10メートル低下しており、枯渇の速度は加速している。^[39]地下水位の低下は、地下水に関連した地盤沈下や塩水浸入などの他の問題を引き起こす可能性がある。^[40]

もう一つの懸念材料は、過剰に割り当てられた帯水層からの地下水の水位低下が陸上生態系と水生生態系の両方に深刻な被害を引き起こす可能性があることです。被害が長期間にわたって発生するため、場合によっては非常に顕著に被害が及ぶこともありますが、他の場合にはほとんど気付かれません。^[35]生態系に対する地下水の重要性は、淡水生物学者や生態学者によってさえも見過ごされがちです。地下水は、河川、湿地、湖沼、およびカルストまたは沖積帯水層内の地下生態系を支えています。

もちろん、すべての生態系が地下水を必要とするわけではありません。一部の陸上生態系、たとえば開けた砂漠や同様の乾燥環境の生態系は、不規則な降雨とそれが土壌にもたらす水分、それに空気中の水分によって成り立っています。地下水が中心的な役割を果たさない、より適した環境にある陸上生態系もありますが、地下水は実際には世界の主要な生態系の多くにとって不可欠なものです。水は地下水と表層水の間を流れています。ほとんどの河川、湖沼、湿地は、程度の差はあれ、地下水から水が供給され、また（場所や時期によっては）地下水に水が供給されています。地下水は浸透によって土壌の水分を供給し、多くの陸上植物群落は、少なくとも毎年の一部は、地下水または帯水層の上の浸透した土壌水分に直接依存しています。河川水と地下水が混ざる帯である河畔帯と河畔帯は、地下水に大きくまたは完全に依存している移行帯の例です。

^{2021年の調査によると、調査} 対象となった約3,900万の地下水井戸のうち、6～20%は、地元の地下水位が数メートル低下した場合、または多くの地域やおそらく主要な帯水層の半分以上と同様に低下し続けた場合に枯渇するリスクが高いことがわかりました^。 [  42 ] ^{[ 43]}

淡水帯水層、特に雪や雨による涵養が限られている帯水層（天水とも呼ばれる）は、過剰に利用される可能性があり、地域の水文地質によっては、水力でつながっている帯水層や地表水域から飲用できない水や塩水の侵入を引き起こす可能性があります。これは、特に沿岸地域や帯水層の汲み上げが過剰なその他の地域では深刻な問題になる可能性があります。

地盤沈下は、地下から汲み上げられた水が多すぎると、地表下の空間が収縮し、地面が崩壊する原因となります。その結果、土地にクレーターができたように見えることがあります。これは、自然の平衡状態では、帯水層と帯水層の間隙空間にある地下水の水圧が、上にある堆積物の重量の一部を支えているために発生します。過剰な汲み上げによって帯水層から地下水が除去されると、帯水層の間隙水圧が低下し、帯水層の圧縮が発生する可能性があります。この圧縮は、圧力が回復すれば部分的に回復できる可能性がありますが、大部分は回復できません。帯水層が圧縮されると、地盤沈下、つまり地表の低下を引き起こす可能性があります。^[44]

固結していない帯水層では、地下水は砂利、砂、シルトの粒子間の隙間から生成されます。帯水層が低透水性の層で囲まれている場合、砂と砂利内の水圧が低下するため、隣接する拘束層からの排水が遅くなります。これらの拘束層が圧縮可能なシルトまたは粘土で構成されている場合、帯水層への水の損失により拘束層内の水圧が低下し、上にある地質学的物質の重さによって圧縮されます。ひどい場合には、この圧縮が地表で沈下として観察されることがあります。残念ながら、地下水抽出による沈下の多くは永久的です（弾性反発は小さい）。したがって、沈下は永久的であるだけでなく、圧縮された帯水層の水を保持する能力が永久的に低下します。

ルイジアナ州ニューオーリンズ市は現在、実際には海面より下にあり、その沈下は、その下にあるさまざまな帯水層/帯水層システムからの地下水の除去によって部分的に引き起こされています。^[45] 20世紀前半、サンホアキンバレーでは、地下水の除去により、場所によっては最大8.5メートル（28フィート）^{[46]の沈下が発生しました。イタリアのベニス[47]}やタイのバンコク^[48]などの河川デルタの都市では、地表沈下が発生しています。かつての湖底に建てられたメキシコシティでは、年間最大40センチメートル（1フィート4インチ）の速度で沈下しています。^[49]

沿岸都市では、地盤沈下により海面上昇など他の環境問題のリスクが高まる可能性がある。^[50]例えば、バンコクではこれらの要因が重なり、2070年までに513万8000人が沿岸洪水の被害を受けると予想されている。^[50]

地表水源もかなりの蒸発にさらされると、地下水源が塩分を帯びることがあります。この状況は、内陸水域では自然に発生することがあり、灌漑農地では人工的に発生することがあります。沿岸地域では、人間が地下水源を使用すると、海への浸透方向が逆転し、土壌の塩性化を引き起こすこともあります。

水が地形を移動すると、主に塩化ナトリウムなどの可溶性塩が集まります。そのような水が蒸発散によって大気中に放出されると、これらの塩は残されます。灌漑地区では、土壌と表​​層帯水層の排水不良により、低地で地下水位が地表に上がることがあります。その結果、土壌の塩分濃度と浸水による大きな土地劣化の問題が発生し、^[51]表層水の塩分のレベルの上昇と相まって、結果として地域経済と環境に多大な損害が発生しています。^[52]

半乾燥地帯の表層灌漑地域の帯水層では、井戸からの補助灌漑によって地下に浸透する避けられない灌漑用水の損失が再利用されるため、塩性化の危険がある。^[53]

表面灌漑用水には通常、0.5 g/L以上で、年間灌漑必要量は10,000 m ³ /ha以上の塩の年間輸入量は5,000kg/ha以上^[54]

継続的な蒸発の影響により、帯水層の塩分濃度が継続的に増加し、最終的には環境問題を引き起こす可能性があります。

このような場合の塩分濃度制御のために、毎年、地下排水システムによって帯水層から一定量の排水を排出し、安全な排水口から廃棄する必要があります。排水システムは水平（パイプ、排水管、溝を使用）または垂直（井戸による排水）です。排水の必要性を推定するには、農業水力塩分成分を含む地下水モデル（例： SahysMod）を使用すると便利です。

海岸近くの帯水層は、表面近くに淡水のレンズがあり、淡水の下にはより密度の高い海水があります。海水は海から拡散して帯水層に浸透し、淡水よりも密度が高くなります。海岸近くの多孔質（つまり砂質）帯水層の場合、海水上の淡水の厚さは、海面上の淡水頭0.3メートル（1フィート）ごとに約12メートル（40フィート）です。この関係は、Ghyben-Herzberg方程式と呼ばれています。海岸近くで地下水を汲み上げすぎると、塩水が淡水帯水層に侵入し、飲料用の淡水供給を汚染する可能性があります。マイアミ近くのビスケーン帯水層やニュージャージー海岸平野帯水層など、多くの沿岸帯水層では、過剰汲み上げと海面上昇の結果として塩水侵入の問題が発生しています。

海水侵入とは、海水が沿岸帯水層に流入したり存在したりすることであり、塩水侵入の一種である。これは自然現象であるが、気候変動による海面上昇などの人為的要因によって引き起こされたり悪化したりすることもある。^[55]均質帯水層の場合、海水侵入は淡水地下水への移行帯の下に塩水楔形を形成し、上部を海に向かって流れる。^{[56] [57]}これらの変化は、地下水より上の土地に他の影響を及ぼす可能性がある。例えば、カリフォルニアの沿岸の地下水は多くの帯水層で上昇し、洪水や流出の問題のリスクが高まるだろう。^[55]

海面上昇により海水が沿岸部の地下水に混ざり、貯水池の2～3％を超えると使用できなくなります。米国の海岸線の推定15％では、地下水位の大部分がすでに海面下にあります。^[58]

地下水汚染（地下水汚染とも呼ばれる）は、汚染物質が地面に放出され、地下水に流れ込むことで発生します。このタイプの水質汚染は、地下水中の微量で望ましくない成分、汚染物質、または不純物の存在により自然に発生することもあり、その場合は汚染ではなく汚染と呼ばれる可能性が高くなります。地下水汚染は、オンサイト衛生システム、埋立地浸出水、廃水処理場からの排水、下水道の漏水、ガソリンスタンド、水圧破砕（フラッキング）、または農業における肥料の過剰使用によって発生する可能性があります。汚染（または汚染）は、ヒ素やフッ化物などの自然発生する汚染物質によっても発生する可能性があります。^{[59]汚染された地下水を使用すると、中毒や病気（}水系感染症） の蔓延により公衆衛生に危険をもたらします。

汚染物質は、帯水層内に汚染プルームを生成することが多い。帯水層内での水の移動と拡散により、汚染物質は広範囲に拡散する。その前進境界はプルームエッジと呼ばれることが多いが、地下水井戸や湧水などの表層水と交差し、水供給が人間や野生生物にとって安全でなくなる可能性がある。プルームフロントと呼ばれるプルームの動きは、水文学的輸送モデルまたは地下水モデルを通じて分析することができる。地下水汚染の分析では、土壌特性と敷地の地質、水文地質学、水文学、および汚染物質の性質に焦点を当てることがある。地下水中の拡散、吸着、沈殿、崩壊など、さまざまなメカニズムが汚染物質の輸送に影響を及ぼします。

気候変動が地下水に与える影響は、蒸発散量の増加による灌漑用水需要への間接的な影響を通じて最も大きくなる可能性がある。^{[19] : 5}世界の多くの地域で地下水貯蔵量の減少が観測されている。これは、特に乾燥地での農業における灌漑活動に地下水がより多く使用されるようになったためである。^{[22] : 1091}この灌漑増加の一部は、気候変動が水循環に与える影響によって悪化した水不足の問題によるものである可能性がある。人間の活動による水の直接的な再分配は年間約24,000 km ³に上り、これは毎年の世界全体の地下水涵養量の約2倍である。^[22]

気候変動は水循環の変化を引き起こし、それが地下水にさまざまな形で影響を及ぼします。地下水貯蔵量の減少、極端な気象現象による地下水涵養量の減少、水質の悪化などが起こる可能性があります。^{[60] : 558}熱帯地方では、激しい降雨と洪水現象により、地下水涵養量が増加するようです。^{[60] : 582}

しかし、気候変動が地下水に及ぼす正確な影響はまだ調査中です。^{[60] : 579}これは、空間と時間の変化、抽出データ、「地下水涵養プロセスの数値表現」など、地下水モニタリングから得られる科学的データがまだ不足しているためです。^{[60] : 579}

気候変動の影響は地下水貯留にさまざまな影響を及ぼす可能性がある。予想されるより激しい（しかしより少ない）大雨は、多くの環境で地下水涵養の増加につながる可能性がある。^{[19] : 104}しかし、より激しい干ばつ期間は土壌の乾燥と圧縮を引き起こし、地下水への浸透を減少させる可能性がある。^[61]

標高の高い地域では、降雪期間と降雪量の減少により、春の地下水涵養量が減少する可能性があります。^{[60] : 582}アルプスの氷河の後退が地下水系に与える影響は十分に理解されていません。^{[19] : 106}

気候変動による世界的海面上昇は、特に低地や小島嶼部で、世界中の沿岸帯水層への海水浸入を引き起こしている。^{[60] : 611}しかし、海水浸入の主な原因は通常、海面上昇ではなく、地下水の汲み上げである（海水浸入のセクションを参照）。^{[19] : 5}海水浸入は沿岸生態系と生計の回復力を脅かしている。バングラデシュはこの問題に対して脆弱な国であり、 スンダルバンスのマングローブ林は脆弱な生態系である。^{[60] : 611}

地下水汚染は気候変動によって間接的に増加する可能性もある。より頻繁で激しい嵐は、肥料、廃水、または便所からの人間の排泄物などの汚染物質を移動させ、地下水を汚染する可能性がある。^{[60] : 611}干ばつは河川の希釈能力と地下水位を低下させ、地下水汚染のリスクを高める。

気候変動に対して脆弱な帯水層システムには、以下の例が含まれる（最初の4つは、人間による汲み上げとはほとんど無関係であるが、例5から8では、人間による地下水汲み上げの激しさが気候変動に対する脆弱性を増幅させる上で重要な役割を果たしている）。^{[19] : 109}

1. 低起伏の沿岸帯およびデルタ帯水層システム、
2. 大陸の北緯または高山および極地の帯水層システム
3. 急速に拡大する低所得都市や大規模な避難民や非公式コミュニティの帯水層
4. 乾燥地帯の季節河川の下にある浅い沖積帯水層、
5. 乾燥地帯における地下水灌漑用の集中揚水帯水層システム
6. 乾燥地帯の都市のための集中的に汲み上げられた帯水層
7. 集中的に汲み上げられた沿岸帯水層
8. 乾燥地帯における低貯水/低涵養帯水層システム

特にサハラ以南のアフリカでは、より多くの地下水を使用することが、気候変動によってより激しい干ばつや頻繁な干ばつが発生した場合の気候変動適応策として考えられている。 ^[62]

気候変動に対する地下水ベースの適応策は、分散型地下水貯蔵と帯水層システムの季節的または一時的な水の余剰を貯蔵する能力を活用する。 ^{[19] : 5}地上ダムなどの従来のインフラに比べて、蒸発による損失が大幅に少なくなる。例えば、熱帯アフリカでは、地下水貯蔵庫から水を汲み上げることで、水と食料供給の気候耐性を向上させることができる。 ^{[19] : 110}

持続可能なエネルギー源である地熱エネルギーの開発は、_{二酸化炭素}排出量を削減し、気候変動を緩和する上で重要な役割を果たしている。^{[19] ：5}地下水は地熱エネルギーの貯蔵、移動、抽出の媒介となっている。^{[19] ：110}

オランダやスウェーデンなどの先進国では、地下水は地域暖房・冷房ネットワークの単なる一構成要素（季節的な熱源、シンク、または熱の「緩衝材」）として見られるようになってきています。^{[19] : 113}

深層帯水層は、大気中の二酸化炭素の蓄積を抑制するために炭素を貯蔵するプロセスである炭素回収・隔離にも使用できます。 ^{[19] : 5}

地下水ガバナンスのプロセスは、地下水の管理、計画、政策の実施を可能にする。これは、地域規模や国境を越えた規模を含む、複数の規模と地理的レベルで行われる。^{[19] : 2}

地下水管理は行動指向型であり、実践的な実施活動と日常業務に重点を置いています。地下水はしばしば私的資源（つまり、土地所有権と密接に関連し、一部の管轄区域では私有地として扱われる）とみなされるため、規制やトップダウンの統治と管理は困難です。政府は、地下水の公益的側面を考慮して、資源管理者としての役割を完全に担う必要があります。^{[19] : 2}

国内法や規制は、地下水へのアクセスだけでなく、地下水の質に影響を与える人間の活動も規制している。法的枠組みには、排出・涵養地域や給水井戸の周辺地域の保護、持続可能な収量基準や取水管理、および結合使用規制も含まれる必要がある。一部の管轄区域では、地下水は河川を含む表層水と併せて規制されている。^{[19] : 2}

地下水は、特に乾燥国において飲料水の供給にとって重要な水資源です。

アラブ地域は世界で最も水不足に陥っている地域の一つであり、22カ国中少なくとも11カ国では地下水が最も頼りにされている水源となっている。この地域の多くの地域で地下水の過剰汲み上げが地下水位の低下を招いており、特に人口密集地域や農業地域で顕著である。[ ^{19] : 7}

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• IAH、国際水文地質学会
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