ピークウォーター

ピークウォーターとは、淡水資源の可用性、品質、使用に対する制約が高まっていることを強調する概念です。ピークウォーターは、2010年にピーター・グレイクとミーナ・パラニアッパンによって定義されました。^{[1]彼らは、地球上には膨大な量の水があるにもかかわらず、}持続的に管理された水が不足しているという事実を示すために、再生可能ピークウォーター、非再生可能ピークウォーター、生態学的ピークウォーターを区別しています。^[2]

アースポリシー研究所所長のレスター・R・ブラウンは2013年に、ピークオイルに関する文献は豊富にあるものの、「私たちの未来に対する本当の脅威」はピークウォーターであると書いている。^{[3] 2011年8月、}ストックホルム国際水研究所のジャーナルに評価が発表された。 ^{[4]地下帯水}層^[5]や湖沼にある世界の水の多くは枯渇する可能性があり、したがって有限資源に似ている。^[6]ピークウォーターという言葉は、ピークオイルに関するものと似た議論を巻き起こしている。2010年、ニューヨークタイムズは「ピークウォーター」を33の「今年の言葉」の1つに選んだ。^[7]

世界中のいくつかの地域では、水位のピークが迫っていることが懸念されています。

• 生態学的・環境的制約が水利用によって得られる経済的利益を圧倒するピーク生態学的水^[1]
• 再生不可能な水のピーク。地下水帯水層が自然による補給よりも速いペースで過剰汲み上げ（または汚染）されている状態（この例は石油ピーク論争に最も似ている）
• 再生可能な水のピーク、つまり再生可能な水の流れ全体が人間の使用のために消費されている状態

^現在の傾向が^続くと、2025年までに18億人が絶対的な水不足に陥り、世界の3分の2が水ストレスにさらされる可能性があります。^{[8]結局のところ}、ピークウォーターとは淡水が枯渇することではなく、人間の水需要を満たすための物理的、経済的、環境的限界に達し、それに続いて水の入手可能性と使用が減少することです。

ハバート曲線は、さまざまな天然資源の枯渇を予測するために科学界で人気を博している。M・キング・ハバートは、 1956年に石炭、石油、天然ガス、ウランなどのさまざまな有限資源を対象にこの測定装置を作成した。^[9]水は再生可能な資源であるため、ハバート曲線はもともと水などの資源には適用されなかった。しかし、化石水などの一部の水は石油に似た特性を示し、過剰揚水（地下水の自然な涵養速度よりも速い）は理論的にはハバート型のピークをもたらす可能性がある。修正ハバート曲線は、補充よりも早く収穫できるあらゆる資源に適用される。^[10]ピークオイルと同様に、特定の水系の抽出速度を考えると、ピークウォーターは避けられない。現在の議論では、人口増加と水需要の増加は、必然的に水資源の非再生的使用につながるとされている。^[11]

淡水は再生可能な資源ですが、人間の活動のために世界中のきれいな淡水の供給に対する需要が高まっています。^[12]世界の水は推定13億4000万立方キロメートルありますが、その96.5%は塩水です。^{[13]淡水の約70%は}南極とグリーンランドの氷床にあります。地球上のこの水のうち、人間が利用できるのは1%未満で、残りは土壌の水分または地下深くに含まれています。利用可能な淡水は、湖、川、貯水池、浅い地下水源にあります。雨水や降雪は、多くの地下水源を補充するのにほとんど役立ちません。^[14]

一部の地域では、利用可能な淡水供給量が減少しており、その理由は、(i)気候変動により氷河が後退し、小川や河川の水量が減り、湖が縮小していること、(ii)人間や産業廃棄物による水質汚染、(iii) 再生不可能な地下水帯水層の過剰使用などがある。多くの帯水層は過剰に汲み上げられており、すぐには補充されない。淡水供給量全体が使い果たされているわけではないが、多くが汚染され、塩分を含んだ状態になり、飲用、産業、農業 に適さなくなったり、その他の理由で利用できなくなったりしている。

世界の多くの地域ではすでに水の需要が供給を上回っており、世界人口が増加し続けるにつれて、近い将来、さらに多くの地域でこの不均衡が経験されると予想されます。

農業は世界中の淡水使用量の70％を占めています。^[16]

農業、工業化、都市化はすべて水の消費量の増加につながります。

水の総使用量が最も多いのは、人口が多く、農業用灌漑が盛んで、食糧需要も高いインド、中国、米国です。次の表をご覧ください。

インドは地球上の人口の20％を占めているが、水資源は世界のわずか4％に過ぎない。インドの主要農業地域の一部では 地下水位が急速に低下している。

インドは世界最大の取水国です。その水の86%は農業に使われています。^[17]この大量の水の使用は、主に人々の食生活によって決まります。インドの人々は大量の米を消費します。インドの米農家は、中国の農家に比べて単位面積当たりの収穫量が半分以下であるのに対し、10倍もの水を使用しています。経済発展により状況が悪化する可能性もあります。人々の生活水準が上がると、肉の消費量が増える傾向があり、肉の生産には大量の水が必要になるからです。1トンの穀物を育てるには1,000トンの水が必要です。1トンの牛肉を生産するには15,000トンの水が必要です。ハンバーガー1個を作るには、約4,940リットル（1,300ガロン）の水が必要です。^[18]オレンジジュース1杯を生産するには、850リットル（225ガロン）の淡水が必要です。^[19]

世界で最も人口の多い国である中国は、取水量が世界で2番目に多い。68%が農業に使用され、成長を続ける工業基盤が26%を消費している。^[17]中国は水資源が過剰に配分され、非効率的に使用され、人間と産業廃棄物によってひどく汚染されるという水危機に直面している。中国の人口の3分の1は安全な飲料水にアクセスできない。川や湖は死につつあり、地下水帯水層は過剰に汲み上げられ、数え切れないほどの水生生物が絶滅に追い込まれ、人間と生態系の健康への直接的な悪影響が広範囲に及び、拡大している。

黄河本流が流れる中国西部の青海省では、過去20年間で2,000以上の湖が消滅した。かつては4,077の湖があった。^[20]過去数十年間の黄河（黄河）の流量減少は、地球規模の気候変動によるものである。黄河の源流は青海省・西蔵チベット高原で、氷河が急速に後退している。^[21]

北京を取り囲む河北省では、状況はさらに悪い。河北省は中国の主要な小麦とトウモロコシの栽培省の一つである。河北省全域で地下水位が急速に低下しており、この地域では1,052の湖のうち969が失われた。 ^[20]約50万人が長引く干ばつのために飲料水不足の影響を受けており、水力発電も影響を受けている。^[22]北京と天津は河北省の揚子江からの水の供給に依存している。北京は新たに建設された南水北調プロジェクトを通じて水を得ている。^[23]川はチベット高原東部の氷河に源を発している。

アメリカ合衆国は世界人口の約5%を占めるが、インド（世界の約5分の1）や中国（世界の約5分の1）とほぼ同量の水を使用している。これは、世界に輸出される食料の栽培に大量の水が使用されているためである。アメリカ合衆国の農業部門は工業部門よりも多くの水を消費しているが、発電所の冷却システムのために大量の水が汲み上げられている（消費されていない）。^[17] 50州の水管理者のうち40州は、今後10年間で州内である程度の水ストレスが発生すると予想している。 ^[24]

南部高原地帯（テキサス州とニューメキシコ州）のオガララ帯水層は、補充量をはるかに超える速度で採掘されており、これはピーク時の非再生可能水の典型的な例です。帯水層の一部は、地表と水層の間に粘土層があるため、また降雨量が灌漑用水の採取速度にまったく追いつかないため、自然に補充されません。^[25]化石水という用語は、数世紀から数千年にわたって蓄えられた帯水層の水を指すために使用されることがあります。補充速度が地下水採取速度よりも遅い場合、この水の使用は持続可能ではありません。

カリフォルニア州では、セントラルバレーの地下水帯水層からも大量の地下水が汲み上げられている。^[26]カリフォルニア州セントラルバレーには米国の灌漑地の6分の1が集中しており、同州は農業生産と輸出で国内トップを走っている。地下水の汲み上げを長期間にわたって維持できなければ、同地域の農業生産性に悪影響が出る可能性がある。

セントラル・アリゾナ・プロジェクト（CAP）は、コロラド川から年間4890億米ガロン（1.85 × 10 ⁹  m ^{3 ）の水を流し、30万エーカー（1,200 km 2} ）以上の農地を灌漑する全長336マイル（541 km）の運河である。CAPプロジェクトは、フェニックスとツーソンに飲料水も供給している。コロラド川をせき止めているミード湖は、2021年までに50％の確率で干上がると推定されている^。[27]

ボストン近郊のイプスウィッチ川は、灌漑用に地下水を大量に汲み上げたため、今では何年かで干上がってしまう。メリーランド州、バージニア州、コロンビア特別区はポトマック川をめぐって争っている。1999年や2003年のような干ばつの年や、暑い夏の日には、この地域は川の水量の85パーセントを消費する。^[28]

一人当たりの水使用量が最も多いのは、トルクメニスタン、オーストラリア、ガイアナです。以下の表をご覧ください。

トルクメニスタンは、そのほとんどの水をアムダリア川から得ています。カラクム運河は、アムダリア川から水を引き、果樹園や綿花の灌漑用に砂漠に水を配給する運河システムです。^[30]トルクメニスタンは、畑に運ばれた水のうち、実際に作物に届くのはわずか55%であるため、一人当たりの水使用量は世界一です。^{[17] [31]}

アラル海に流れ込む2つの川は堰き止められ、綿花を生産するために砂漠の灌漑に水が流された。その結果、アラル海の水は塩分濃度が高まり、海面は60%以上も低下した。飲料水は殺虫剤やその他の農薬で汚染され、細菌やウイルスを含んでいる。周辺地域の気候はより極端になっている。^[32]

サウジアラビア、リビア、イエメン、アラブ首長国連邦では水生産がピークに達し、水供給が枯渇しつつあります。以下の表をご覧ください。

Walid A. Abderrahman (2001) の「サウジアラビアにおける水需要管理」によると、サウジアラビアの水資源は 1990 年代初頭にピークに達し、年間 300 億立方メートルを超え、その後減少した。ピークは、ハバート曲線の予想通り、ほぼ中間点に達した。^{[35]現在、水生産量はピーク時の約半分である。サウジアラビアの食糧生産は「}化石水」、つまり古代の帯水層からの水に依存しており、補充されるとしても非常に遅い。石油と同様に、化石水は再生不可能であり、いつかは枯渇する。サウジアラビアは自給自足の食糧生産を放棄し、現在では事実上すべての食糧を輸入している。^{[34]サウジアラビアは、国内の淡水の約半分を供給するために}淡水化プラントを建設した。残りは、地下水 (40%)、表層水 (9%)、再生廃水(1%) から得られている。

リビアは、水を輸入するための水道管網「グレート・マンメイド・リバー」の構築に取り組んでいる。この水道管網は、サハラ砂漠の化石水を汲み上げた井戸からトリポリ、ベンガジ、シルトなどの都市に水を運んでいる。これらの都市の水は、淡水化プラントからも供給されている。^[36]

イエメンではピークウォーターが起こった。^{[37] [38]}政府の2005年から2009年の5カ年水計画によれば、イエメンでは持続可能性はもはや達成できない。^[39] イエメンの首都サナアに水を供給する帯水層は、早ければ2017年にも枯渇する可能性がある。「サナア、水不足に陥るが救済策なし」。グローバル・アーバニスト。2010年3月23日。 2017年10月3日閲覧。イエメン政府は盆地の水源を探して、通常石油産業で使用される深さ2キロメートル（1.2マイル）のテスト井戸を掘ったが、水は見つからなかった。イエメンはまもなく、都市の移転か沿岸の淡水化プラントへのパイプライン建設のどちらかを選択しなければならない。^[40]パイプラインの選択肢は、サナアの標高が2,250メートル（7,380フィート）であるため複雑である。

2010年時点では、水不足の脅威はアルカイダや不安定化の脅威よりも大きいと考えられていた。イエメン人はサナアを含む山岳都市を放棄し、海岸に移住しなければならないだろうという憶測があった。その原因の一部は、カート栽培と政府による水管理の不備だとされた。^[41]

アラブ首長国連邦は急速に経済成長を遂げていますが、それを支える水がほとんどありません。UAEは自然に利用できる量よりも多くの水を必要としており、水資源のピークに達しています。この問題を解決するために、UAEはルワイス近くに海水淡水化プラントを設置し、パイプラインでアブダビに水を輸送しています。^[42]

パキスタンでは水不足が飢餓を引き起こす可能性がある。^{[43] [44]パキスタンには、主に}インダス川の水を使用して、運河と井戸で灌漑されている耕作地が約3500万エーカー（140,000 km ²）あります。灌漑システムに水を供給するために、チャシュマ、マングラ、タルベラにダムが建設されました。1976年にタルベラダムが完成して以来、人口の天文学的な増加にもかかわらず、新しい容量は追加されていません。3つのダムの総容量は、継続的なプロセスである堆積のために減少しています。灌漑用の一人当たりの地表水の利用可能量は、1951年には年間5,260立方メートルでした。これは、2006年には年間わずか1,100立方メートルに減少しました。

飲料水の質は人間の健康にとって極めて重要です。水資源の枯渇により、人々は基本的な個人衛生のための安全な水にアクセスできなくなります。「下痢、腸チフス、コレラなどの水媒介性感染症は、発展途上国における病気や死亡の80％の原因であり、その多くは子供です。8秒ごとに1人の子供が水媒介性感染症で亡くなっており、年間1,500万人の子供が亡くなっています。」^[45]

あらゆる場所で重要な帯水層が毒素で汚染されつつあります。帯水層が一度汚染されると、回復する可能性はほとんどありません。汚染物質は慢性的な健康被害を引き起こす可能性が高くなります。水は細菌、ウイルス、寄生虫などの病原体によって汚染される可能性があります。また、有毒な有機化学物質も水質汚染の原因となります。無機汚染物質には、ヒ素、バリウム、クロム、鉛、水銀、銀などの有毒金属が含まれます。硝酸塩も無機汚染の別の原因です。最後に、放射性元素が水道に浸出すると、水道が汚染される可能性があります。 ^[46]

将来、水資源の入手可能性、水質、管理をめぐって紛争が起こるかもしれない。水は紛争の道具として、あるいは他の理由で始まった紛争の標的として使われてきた。^[47]水不足は、この貴重な資源をめぐる水紛争につながる可能性が高い。 ^[48]

西アフリカやネパール、バングラデシュ、インド（ガンジス川デルタなど）、ペルーなどの地域では、河川の大きな変化により、今後数年間で暴力的な紛争が発生する大きなリスクが生じています。水の管理と制御は、希少な資源をめぐる将来の資源戦争に影響を与える可能性があります。^[49]

淡水はほぼあらゆる場所で非効率的に使用されているため、よりよい保全と管理を行う大きな可能性を秘めていますが、実際に水不足に陥るまでは、人々は淡水へのアクセスを当然のことと考える傾向があります。

水の使用量を減らす方法はいくつかあります。^[50]たとえば、ほとんどの灌漑システムは水を無駄にしています。通常、灌漑農業のために汲み上げられた水のうち、作物に届くのは35%から50%だけです。ほとんどの水は、裏地のない運河にしみ込んだり、パイプから漏れたり、畑に届く前（または畑に使われた後）に蒸発したりします。側溝や貯水槽は、余分な雨水を捕らえて貯めるために使用できます。

産業界では水をより効率的に使用すべきであり、可能であれば閉鎖型水循環を採用すべきである。また、産業界は汚染水を防止し、水循環に戻すことができるようにすべきである。可能な限り、灰色の廃水は木や芝生の灌漑に使用すべきである。帯水層から汲み上げた水は、廃水を処理して帯水層に戻すことで補給すべきである。^[51]

ゴルフ場などの贅沢品の灌漑に淡水を使用しないようにすることで、水を節約できます。贅沢品は淡水が枯渇した地域で生産されるべきではありません。たとえば、1台のコンピューターとモニターの製造には平均1,500リットルの水が使用されます。^[52]

ヒマラヤ山脈の背後にある高原ラダックでは、村人たちが技術者と学校の生徒たちの助けを借りて、天然の氷河が後退するにつれて春に水を確保するための貯水池として氷の仏塔を建設しました。 ^[53]

持続可能な水管理には、定められた水政策と規制の下で、水資源の科学的な計画、開発、分配、最適化が含まれます。水管理を改善する政策の例としては、効率的な水の監視と使用のための技術の使用、革新的な水の価格と市場、灌漑効率技術などがあります。^[54]

経験から、水道料金の上昇は使用効率の向上につながることが分かっています。これは経済学、価格設定、市場における古典的な議論です。たとえば、ネバダ州クラーク郡は、節水を促進するために 2008 年に水道料金を値上げしました。^[55]経済学者は、節水を促進するために、累進的な価格設定システムを採用することを提案しています。累進的な価格設定システムでは、水の使用量あたりの価格が非常に低く始まり、その後、水の使用量が増えるごとに大幅に上昇します。この段階的な料金体系は、多くの場所で長年使用されており、ますます普及しています。^[56]ニューヨークタイムズのFreakonomicsコラムでも同様に、人々はガソリン価格の上昇に反応して使用量を減らすのと同じように、水道料金の上昇に反応して使用量を減らすだろうと示唆しています。 ^[57]クリスチャンサイエンスモニターも、水道料金の上昇が無駄と消費を抑制するという議論について報じています。^[58]

ジュリアン・サイモンは著書『究極の資源』2で、政府の腐敗と安全で清潔な水の十分な供給不足との間には強い相関関係があると主張した。サイモンは「水経済学者の間では、豊かな国の農業や家庭に十分な供給を確保するには、水法と市場価格の合理的な構造があればよいという点で完全に合意されている。問題は人口が多すぎることではなく、むしろ欠陥のある法律と官僚的介入である。水市場を解放すれば、ほぼすべての水問題を永久に解決できるだろう...貧しい水不足の国では、水供給の問題は、他の多くの問題と同様に、十分に効率的に水を供給するシステムを構築するための富の不足である。これらの国が豊かになるにつれて、水問題はそれほど難しくなくなるだろう」と書いている。^[59]しかし、この理論的な議論は、水市場を開放することへの強い障壁、ある地域から別の地域への水の移動の難しさ、一部の人々が水代金を支払えないこと、水の使用に関する著しく不完全な情報など、現実世界の状況を無視している。裕福だが水不足に悩む一部の国や地域での水資源のピーク制約に関する実際の経験は、水問題の軽減が依然として深刻な困難を伴っていることを示唆している。^[要出典]

広範な研究により、水資源、水循環、気候変動の間には直接的な関連があることがわかっています。気候が変化すると、水需要、降水パターン、嵐の頻度と強度、降雪と雪解けのダイナミクスなどに大きな影響が及ぶでしょう。IPCCから第2作業部会に提出された証拠は、気候変動がすでに動物、植物、水資源とシステムに直接影響を及ぼしていることを示しています。気候変動に関する政府間パネルによる2007年の報告書では、2020年までにアフリカ全土で7,500万～2億5,000万人が水不足に直面する可能性があると数えられています。^[60]東アジアと東南アジアでは作物の収穫量が20％増加する可能性がありますが、中央アジアと南アジアでは最大30％減少する可能性があります。降雨量に依存する農業は、2020年までに一部のアフリカ諸国で50％減少する可能性があります。^[61]他のさまざまな影響がピーク時の水制約に影響を及ぼす可能性があります。

生物多様性の喪失は、主に森林農業のための土地の占有と気候変動の影響に起因する。2008年のIUCNレッドリストは、長期にわたる干ばつと異常気象が主要な生息地にさらなるストレスを与えると警告しており、例えば、絶滅の危機に瀕している鳥類として1,226種を挙げている。これは鳥類全体の8分の1にあたる。^{[62] [63]}

「バックストップ」資源の概念は、再生不可能な資源を置き換えるのに十分なほど豊富で持続可能な資源です。したがって、太陽光やその他の再生可能エネルギー源は、持続不可能な化石燃料の「バックストップ」エネルギーオプションと見なされます。同様に、Gleick と Palaniappan は、「バックストップ水源」を、通常はコストが高くなるものの、持続不可能で再生不可能な水の使用を置き換えることができる資源と定義しました。^[1] 典型的なバックストップ水源は海水の淡水化です。ある地域での造水率が十分でない場合は、別の「バックストップ」として、淡水が豊富な場所から水が必要な場所まで淡水を運ぶパイプラインなど、流域間の移送を増やすことができます。^[50]水は、給水車を使用して地域に輸入できます。^[50]淡水化、水転送など、コミュニティに水を供給する最も高価で最後の手段は、「バックストップ」水源と呼ばれます。^[10]フォグキャッチャーは、バックストップ方法の中で最も極端なものです。

その淡水は、海水から淡水化によって得ることができる。^[50] 2008年1月17日のウォールストリートジャーナルの記事には、「国際淡水化協会によると、世界中で13,080の淡水化プラントが1日あたり120億米ガロン（45,000,000 m ³ ）以上の水を生産している」と書かれている。^[64] 2005年、イスラエルは1立方メートルあたり0.53米ドルのコストで水を淡水化していた。^[65] 2006年、シンガポールは1立方メートルあたり0.49米ドルで水を淡水化していた。^[66] 2008年、サウジアラビアのジュバイルで淡水化された後、水はパイプラインを通って内陸200マイル（320 km）送り出され、首都リヤドに送られた。^[67]

しかし、淡水化が水不足の万能薬となることを妨げる要因がいくつかある。^[68]

• 水を淡水化するために必要なエネルギー
• 生成した塩水の処分に伴う環境問題
• 淡水化プラント建設には多額の資本コストがかかる
• 生産される水のコストが高い
• 水の輸送コストが高い

しかしながら、スペインのような国では、技術コストが下がり続けているため、淡水化への依存度が高まっています。^[69]

最後の手段として、特定の地域では網を使って霧から水を集めることも可能である。網から出た水は管に滴り落ちる。複数の網から出た管は貯水タンクに繋がっている。この方法を使うことで、砂漠の端にある小さなコミュニティは飲料水、ガーデニング、シャワー、洗濯用の水を得ることができる。^[70]批評家は、霧捕集器は理論上は機能するが、実際にはうまくいっていないと言う。これは網とパイプの費用が高く、維持費が高く、水質が低いためである。^[71]

代替アプローチとして、太陽エネルギーによる蒸発と凝縮を利用して温室内で海水を淡水化する海水温室がある。砂漠地帯で作物を栽培する実験が成功している。

その他のリソースピーク

• Google - 公開データ「改善された水源（アクセスできる人口の割合）」
• Google - 公開データ「1人あたりの再生可能な国内淡水資源（立方メートル）」
• インフォグラフィック: 世界的な水危機
• ピークウォーター - myHydros.org | 水について
• ピークウォーター：安価できれいな水の興亡 ブルームバーグニュース「ピークウォーター：安価できれいな水の興亡。2012 年 2 月より。」
• 水「干ばつ」
• 水の節約: 水資源節約ポータル
• 水情報ガイド - ミドルタウン スロール図書館より。主題には、飲料水、政府情報、国際的な課題と取り組み、世界の水問題、海洋学、海面、淡水化、水不足、汚染と汚染物質、保全とリサイクル、ニュースと特別レポート、およびさらなる研究のための図書館カタログの主題見出しが含まれます。

• スティーブン・ソロモン（2010年頃）。『水：富、権力、文明をめぐる壮大な闘い』ハーパー社、608ページ。ISBN 978-0-06-054830-8。
• アレクサンダー・ベル（2009年頃）。『ピークウォーター：文明と世界の水危機』エディンバラ：ルース、208ページ。ISBN 978-1-906817-19-0。
• ピーター・H・グレイク編（2009年頃）。『世界の水2008～2009年：淡水資源に関する2年ごとの報告書』ワシントンDC：アイランド・プレス、p.402。ISBN 978-1-59726-505-8。
• モード・バーロウ（2007年頃）。『ブルー・コヴナント：世界的水危機と水の権利をめぐるこれからの戦い』ニューヨーク：ニュー・プレス：WWノートンが配布。196ページ。ISBN 978-1-59558-186-0。
• リチャード・ハインバーグ（2007年頃）。『ピーク・エブリシング：衰退の世紀への目覚め』ガブリオラ、BC：ニュー・ソサエティ・パブリッシャーズ。213ページ。ISBN 978-0-86571-598-1。

• モード・バーロウ (2008)。『ピークウォーター』。コロラド州ボルダー：オルタナティブ・ラジオ。