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みさきたかにし
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1 水の安全保障戦略機構第 15 回基本戦略委員会持続可能な社会のための地下水研究総合地球環境学研究所副所長公益社団法人日本地下水学会会長国際水文地質学会 (IAH) 副会長谷口真人 1

2 地下水研究の最前線 1) 衛星による地下水研究 2) 地下温暖化 3) 海への地下水流出地下水問題の様々な視点 1) 水の公共性 3) レジリエンス水エネルギー食料ネクサスと安全保障 1) 貿易と安全保障 2) 気候変動の影響 3) ネクサスモデル持続可能な社会のための地下水研究 1) システムとしての知 2) 目標を定める知 (SDGs) 3) 社会との共創知 2

3 地下水研究の最前線 (1): 衛星 GRACE による地下水貯留量変化の検出衛星 GRACE( ) 気候モデル衛星 GRACE 打ち上げ (2002 年 3 月 )( 高度 450km, 距離 :250km) 距離測定の精度 : 250km 離れた 2 点間で髪毛の 10 分の 1 の差がわかる! (Yamamoto et al., 2009) 衛星 GRACE 気候モデル NL PD NB NB BK チャオプラヤ流域の陸水貯留量変化 3

4 地下水研究の最前線 2: 地下温暖化温暖化と都市化による地下温暖化 IHFC of IASPEI (IUGG) 農村 Bangkok 都心郊外郊外農村都心 (Shaopeng Hung, 2000) 都心 > 郊外 > 農村 Taniguchi et al. 2009

地下水研究の最前線 3 海への地下水流出海底湧水 (SGD) = 淡水 (SFGD) + 再循環海水 (RSGD) (Taniguchi et al.

01 10 % of Surface R. 1e+5 Literature COSODII [1987] 0.

of the total water flux Water balance Nace [1970] 1 % of Surface Runoff Hydrogeologic assumptions Zektser et al.

5 地下水研究の最前線 3 海への地下水流出海底湧水 (SGD) = 淡水 (SFGD) + 再循環海水 (RSGD) (Taniguchi et al., 2002) 陸から海への水流出に占める地下水の割合 : 6-10% Authors Role of SGD Berner and Berner [1987] 6 % of the total water flux Literare Church [1996] % of Surface R. 1e+5 Literature COSODII [1987] 0.3 % of Surface Runoff Hydrological assumptions Garrels and MacKenzie 10 % of Surface Runoff Water balance [1971] 1e+4 Lvovich [1974] 31 % of the total water flux Water balance Nace [1970] 1 % of Surface Runoff Hydrogeologic assumptions Zektser et al. [1973] 10 % of Surface Runoff Water balance etc. Zektser and Loaiciga [1993] 6 % of the Total water flux Hydrograph separatio Moles/day 1e+7 1e+6 1e+3 NH4 NO3 PO4 SiO2 SFGD RSGD SriRacha (Jan 04) Hua Hin (July 04) 河川地下水 River flux Seepage Flux NH4 NO3 PO4 SiO2 陸から海への栄養塩流出における海底地下水の重要性タイ湾 Burnett et al. 2007

6 地下水研究の最前線 1) 衛星による地下水研究 2) 地下温暖化 3) 海への地下水流出地下水問題の様々な視点 1) 水の公共性 3) レジリエンス水エネルギー食料ネクサスと安全保障 1) 貿易と安全保障 2) 気候変動の影響 3) ネクサスシナリオモデル持続可能な社会のための地下水研究 1) システムとしての知 2) 目標を定める知 (SDGs) 3) 社会との共創知 6

7 地下水位 (m) 給水人口水道給水量地盤沈下の悲劇を超えてコモンズ論 ( 共有資源 ) ( ハーデイン : 共有地の悲劇 ) 水の公共性をめぐる問題水は誰のものか? 誰が水をどう管理すればよいのか? ( オストロム : 水の公共性 ) 東京での地下水位変化揚水規制地下水位の回復に伴う新たな問題 3 万トンの鋼板京都の水需要と供給給水人口水道給水量上野駅地下水循環の仕組みを正しく理解すれば持続可能性を損なうことなく賢明な地下水利用が可能! 地下水は無料地下水と地表水 ( 河川水 ) は自然界では連続する同じ水だが管理制度が分断 7

1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 社会の強靭力回復力 ( レジリエンス ) としての湧水地下水 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 アジア大都市での地下水依存度都市域での地下水依存度は低下してきたが災害時緊急時における代替水資源安全保障の確保として重要 Tokyo Osaka

8 社会の強靭力回復力 ( レジリエンス ) としての湧水地下水アジア大都市での地下水依存度都市域での地下水依存度は低下してきたが災害時緊急時における代替水資源安全保障の確保として重要 Tokyo Osaka Seoul Taipei 谷口 (2014) Bangkok Jakarta Manila 岩手県大槌町旧図書館前 (2011 年 6 月 11 日 ) 足元の水資源である湧水地下水はエネルギーや食料との連環 ( ネクサス ) において省エネでエコな水供給システムとして環境負荷の小さい自然循環系の水であり地震などの災害時においても社会の回復力 ( レジリエント ) として重要である

9 9 地下水研究の最前線 1) 衛星による地下水研究 2) 地下温暖化 3) 海への地下水流出地下水問題の様々な視点 1) 気候変動への適応 2) 水の公共性 3) レジリエンス水エネルギー食料ネクサスと安全保障 1) 貿易と安全保障 2) 気候変動の影響 3) ネクサスシナリオモデル持続可能な社会のための地下水研究 1) システムとしての知 2) 目標を定める知 (SDGs) 3) 社会との共創知

10 水エネルギー食料ネクサス ( 連環 ) と安全保障 Energy for Water 水の輸送揚水等社会変動水 Water for Food 灌漑養殖等気候変動 Water for Energy 水力発電温泉発電フラッキング連環 (nexus) (ADJ, 2012) エネルギー Food for Energy バイオ燃料等土地食料 Energy for Food 食料生産食料輸送等資源のトレードオフ利用者間のコンフリクト人間環境安全保障 ( 環境社会人 )

11 経済社会環境持続可能性安全保障アジア環太平洋における水エネルギー食料自給率生産性効率性多様性安定性平等性自律性水水 for 食料畜産水産果物穀物野菜生産輸送消費分配技術エネ食料 2010 Taniguchi et al. (2015) J. Hydrol. Reg. Stud. 輸送エネルギー for 水揚水エネルギー for 食料

12 温暖化による水エネルギー連環 ( ネクサス ) の変化風力太陽光潮力波力水力火力 ( 地熱 ) 火力 ( 化石燃料 ) 火力 ( 原子力 ) 火力 ( バイオマス ) 温暖化の影響は降水量変動による水力発電への影響より水温上昇による火力発電の冷却効果減の方が大きい水力発電への影響火力発電への影響 Michelle T. H. et al. 2016

13 貿易と安全保障 / 水エネ食料ネクサス麦牛肉消費生産安全保障 ( 自給率 ) の低さ国内水エネルギー消費の節約豚肉米鶏肉 Lee, S. & Taniguchi, M. (preparation) 13

Scenario ネクサスモデル Consumption Land-use Trade SSR (%) Portfolio Water footprint Land productivity Energy 4 cultivation Energy 4 Irrigation CO₂ footprint Variables (wheat) Business as usual Scenario:

100% 80% Wheat 13% 13% 20% 麦輸入水 for 食料 Trade-off Food security Water saving Energy saving CO₂ emission Lee et al.

14 Scenario ネクサスモデル Consumption Land-use Trade SSR (%) Portfolio Water footprint Land productivity Energy 4 cultivation Energy 4 Irrigation CO₂ footprint Variables (wheat) Business as usual Scenario: 2025 Scenario: 2025 Target SSR Food consumption Food trade User assumption User assumption User assumption Land use Target of food selfsufficiency (%) Wheat Rice 100% 100% 80% Wheat 13% 13% 20% 麦輸入水 for 食料 Trade-off Food security Water saving Energy saving CO₂ emission Lee et al. (2017) in preparation Quantification Assessment Food production and consumption (ton) Environmental & Water use for food production (m³) Socio-Economic impacts Energy use for food production (GJ) CO₂ emission by fuels and electricity (ton) Sustainability 麦生産エネルギー for 食料 14 CO2 排出 for 食料

15 15 地下水研究の最前線 1) 衛星による地下水研究 2) 地下温暖化 3) 海への地下水流出地下水問題の様々な視点 1) 水の公共性 3) レジリエンス水エネルギー食料ネクサスと安全保障 1) 貿易と安全保障 2) 気候変動の影響 3) ネクサスシナリオモデル持続可能な社会のための地下水研究 1) システムとしての知 2) 目標を定める知 (SDGs) 3) 社会との共創知

16 環境負荷 (1) 地球環境の限界 Planetary Boundaries 我々には何が欠けているのか? 1 システムとしての知 (2) 豊かさの追求バラバラの知識ではなくシステムとしての知 2 目標を設定する知共有できる目標を定める知 3 社会との共創より良い社会へ変革するために社会とともに作る知 (3) 意思 ( 政策 ) 決定豊かさ ( 開発 ) The doughnut Kate Raworth, 2012 SGDs: 持続可能な社会のための目標

17 1 システムとしての知観測陸水量減少双子衛生 GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) モニタリング Water footprint モデル

18 2 目標を設定する知 Wada et al., GRL, 2010 Glesson et al., 2013 地下水フットプリント世界における地下水貯留量減少の増大 126 billion ton/y (1960) 283 billion ton/y (2000) GF/Aa = 3.5 持続可能ではない現状理解持続可能性指標 (SDGs, footprint, LCA) 等への換算 ( コンセプト情報 /IT, big data) システム知目標知

19 社会越境水による打ち抜き井戸自噴量低下塩水化への影響 3 社会との共創社会と科学 ( 自然人文社会 ) の共創 ( 例 : 愛媛県西条市 ) 科学河川伏没量評価の科学的知見が不足 ( 自然科学 ) 越境水公共資源に対する法社会制度構築の知見不足 ( 人文社会 ) 瀬切れの写真を市民が毎日取るこれまでの科学知で得られなかった知 ( 自然人文社会 ) が得られる毎秒 3.5 トンの伏没水流を法制度化へ Lang et al., 2012 河川水ー地下水統合モデル ( 伏没水量評価 ) の精度向上 ( 自然科学 ) コモンズに対する新たな知 ( 人文社会 )

資料１：地球温暖化対策基本法案（環境大臣案の概要）

資料１：地球温暖化対策基本法案（環境大臣案の概要）地球温暖化対策基本法案 ( 環境大臣案の概要 ) 平成 22 年 2 月環境省において検討途上の案の概要であり各方面の意見を受け今後変更があり得る 1 目的この法律は気候系に対して危険な人為的干渉を及ぼすこととならない水準において大気中の温室効果ガスの濃度を安定化させ地球温暖化を防止すること及び地球温暖化に適応することが人類共通の課題でありすべての主要国が参加する公平なかつ実効性が確保された地球温暖化の防止のための国際的な枠組みの下に地球温暖化の防止に取り組むことが重要であることにかんがみ