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湧
水 点 （
標 高
）
と
水 質
と
の関連
に
つ いて
の一
考 察
The
Relationship
り
etweenSp
血g
Water
Point
（
Altitude
）
andwatet
Quality
椛 沢
龍
次
郎
要 約
群馬県 を 中 心 とし た関 東地方 及び隣 接 県の主 な湧 水につ い て，
水 質 調 査を実 施し， 湧水 点 （標 高）
と水 質特 性と の 関 係に つ い て 検 討し た．
その 結 果，
湧 水の水 質は地 形・
地 質や滞 留 時間 な ど に影 響 を受け， 電気 伝 導度 やCa
及 びSiO2
な どの溶存成 分 は，
山岳 部，
山麓 部，
平 野 部の湧 水 点 （標 高 ）と閧連の ある ことが明ら か に なっ た．
これ ら の 数 値 は，
高地 か ら低地になる に した がい 大 き くなる傾 向を示し， 他の成分より相 関度の高い こ とが わ かっ た．
キー
ワー
ド 湧 水 点，
標 高，
水 質，
溶存 成 分，
相 関度 は じ め に湧 水や 地下水
・
河 川水の 水 質は， その 地 域の 地質 や地形な どの 自然 的 要 因と大 気 汚 染や生 活排水など の人 為 的 要 因に由 来 する．
また，
水脈 が お な じで も 湧出機 構暢
所 砲 点・
形態）
に よっ て その 水 質も 変化 する．
こ れ までの調査で ， 群 馬県及び関 東地 方の 湧水は
，
溶 存 成 分にCa，
K などを 適 当に 含 むCa −HCO3
タ イ プ の 軟 水が多
い こ とや その 水質が 地質構造 に よっ て異 なる ことが明 らか に なっ た1 〕−
4）．
本 報で は，4
年間 に わ た り調査 して き たこれ らの結 果 を もとに，
山岳部，
山 麓部，
平野部 及び河口流 域 と，
高地 か ら低地 に 至 る湧 水 点 （標 高 ）の違い と主 な水 質特 性との 問係につ い て検 討した．
方 法
1．
調査時 期 及び調 査 点 平成13
年か ら平成17
年にかけて実 施し た，
群 馬 県，
栃 木 県，
埼 玉県，
茨 城県，
東 京 都， 長野県，
新 潟 県の 山岳 部か ら平 野 部及び河口流域に至る17カ所である，
2．
調査方 法 水 源よ り直 接 採 水し た もの を，
溶 存 成 分は イオ ン ク ロマ ト グラ フ法・
ICP 発光分光 分析 法及 び吸 光 光 度 法に よ り測 定し た．
ま た，
電 気 伝 導 度は採 水 した試 料 に端 子を浸 漬さ せ る直 接 法（
伝 導率 計 ）により測 定し た．
7結果
及 び
考 察
表 1に， 各 採 水 点の調査 結果 を示す
．
1．
群 馬 県 及び関 東地方の地形と地 質 構 造群 馬 県は， 関東地方の北 西 部 に位置 し
，
那須火 山 帯の南 端部 と富 士火 山帯 と が接 する付 近 に あ り，多
数の火 山を有 する た め，
火山性の 岩石 や噴出 物 など の堆 積 物が広 範囲に わ た る地質 構造 を もっ て い る．
県 南 東 部に利 根川 と渡 良 瀬川 に挟ま れ る低 平 地 が広 が り， 関東平 野へ 連 な る が， こ の地 域 を 除 く と，
県 内の 約 3分の 2は山地 や 丘陵地で 占め ら れてお り，
県 北 部 か ら 北 西 部 に 三国山 地，
北 東 部に足 尾 山地，
南 西部には関東山 地 が そ れ ぞ れ2000m
級 を含む 山々 を 形成してい る．
表1 湧 水調査 結 果 湧 水 点 標 高 くm） PH ρ CaKM9Sio2SO4z一
谷 川岳 6206．
865．
12．
50．
3O．
56．
Q3．
1 日本水 5808．
4370．
09、
6O．
217．
030．
0140 赤城神社 5506．
4135．
0851．
O203B、
00、
1 尚 仁 沢 5107、
862、
】 5、
7o．
80．
727．
035 安 曇野 5006．
65201000、
5063015．
5 箱 島湧水 3807．
4124、
09．
81．
22．
238．
09．
8 滝 沢 湧 玉 3707．
8145．
D9．
11．
12．
651．
03．
6 皆沢の水 2907．
7109、
96、
30．
22．
01 ア．
03．
4 杜 々 の 森 2806．
889．
74．
31．
82．
227．
04．
2 浅原観 音 2407．
513595．
60．
42．
727．
09．
6 木 曽三社 21074314．
625．
01．
87．
351．
06、
2 雷 電様 2007．
4112．
51200．
22018．
02、
3 出 流 原 607．
4260．
320．
02．
06．
21 ア．
013 矢 大 神 沼 607．
4841955．
02．
616、
031．
075．
0 真 姿 の 池 606．
4192、
512、
5 06 フ、
5290 モ0．
1 加 波 山 滝 206．
2110、
215．
7 0．
5 了．
842．
013．
O 柴 又 57、
6185．
518．
5 2．
14．
725．
013、
8 単 位：
ρ；（μ s／ 〉．
Ca，
K，
Mg．
siO2．
so41一
；〔mg ／I） 桐生短 期 大学紀要．
第17号．
2006 N工 工一
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ま た
，
関 東 山地の北 縁 部にあたる碓 氷川・
鏑川流 域 を含む一
帯， 渡 良 瀬川 が足 尾 山 地西部か ら 関東 平 野 に達 する地 域で は，
丘 陵が分 布 し，
県 央 部の 榛 名・
赤 城 山 麓 部を経て南 東 部へ 連なる地 域で は，
火 山 灰質の 関東ロー
ム層が下位の 扇 状 地域や 泥 流 堆積 地 を厚 く覆い 台 地を形 成してい る，
台地 は ， 砂 礫や泥 流堆 積 物で形 成さ れ た洪積 台 地
・
扇 状 地 などの表 層を 関東ロー
ム層が覆っ てい る．
低地で は， 山地 を水源 とする利根川 や渡 良瀬 川 な ど の 河 川流 域に沿っ て，
谷 底 低地，
河岸 段丘，
低湿 地 帯 などが 分布す る．
上 流 域で は， 粗礫や砂が 浅い深 度か ら分 布 し，
中 下 流域で は基 盤 岩の 上位に砂 質土 や粘 性土，
砂 礫な どが 互層状 に 堆 積 してい る．
水源 となる足 尾 山 地，
三国山 地，
関 東LLI
地 に端を 発 する河 川 は，
そ れ ぞ れ栃 木 県，
茨城県，
埼 玉県，
東 京の 平野部か ら各
河口 に至る．
渡良瀬 川 流 域 は
，
途 中 鬼怒川 や 那 珂 川 と 合 流 し，
丘陵地 を経て，
下 位では低地 と砂 礫 質の河 岸 段丘及 びロー
ム質
の 台地 が 拡 がる．
利 根川 流 域 は，
中 流 か ら 下 流 域 に かけて台地 か ら 低 地 が続 き，
砂礫や泥 流堆 積 物とその 上位をロー
ム 層が 覆い，
低地で は河川に よ り も た ら さ れ る 土砂や 浸 食二 次 堆 積土 を 主体と して い る．
ま た
，
関東山 地 を水 源と す る荒川 流 域で は，
山岳
地の秩 父 山 麓か ら 下位に・
台地 が広が る．
さ らに中 流 か ら 下 流 域 に か けて低地 が 広 が り，
砂 礫 質 及び泥 質の沖 積 層を形 成してい るS）．
この ように，
大小 河川 の水 源 と なる山 岳地，
山麓 地やその流 域 を も含む 群馬 県 及び関 東地方には，
そ の地形や地質を反映 し て不 圧 地下水， 伏 流 水 とし て 地 表に湧 出 する湧水が数 多 く存 在 する．
2．
湧 水の湧 出機 構 湧 水は，
山 岳地2ヶ所，
山 麓地10ヶ所，
台 地 2ヶ所，
低 地1
ヶ所の17ヶ所の湧 水 点を調 査した．
山岳地の湧 水は，
標 高が約 580m 以 上の側 壁や岩 盤 の割れ 目か ら湧 出 する もの で，
水 質は溶 存 成 分が非 常に少なか っ た り ， Mg 成分 を多 く含 有 する特 異 性を 有 する6） ’） S］．
山 麓地湧 水は， 標 高が約 200
〜
500m の溶 岩な どの 火 山性 噴 出 物 及び堆 積 物の地 層か ら湧 出 する ものが 多 く， 適 当 なミネラル成分 を含む清 楚な軟 水が多い．
台 地の 湧 水は，
標 高が約 60m の 河 岸 段丘や丘 陵 地 か らの滞 留 時間の長い伏 流 水が多 く， 溶 存 成 分の高 い もの が多い．
特に，
Ca は他の 成 分とくらべ て多 く なる傾 向が見ら れ る．
また，
低 地の河 口流 域で は， 桐 生 短 期 大 学 紀 要，
第17号，
2006 8 自 噴 井の 地下水で全 溶 存 成 分 量と ともに， 硫 酸イ オ ン （SO4
・一
）
や硝 酸イ ォ ン （NO
，一
）
濃 度 も高い 傾向 にある．
3
．
湧 水 点 （標 高 ）と水 質の特 徴湧水 点
（
標高）
が， 水源上流の 山岳
地（
580m 以 上）
で は，
基 本 的に溶 存 成 分が少ない （谷川岳 ）．
山 頂 付 近へ の 降水が地 下に浸 透し， 地 層 などの 破 砕 帯周 辺 か ら湧出するもの が多 く， 地 下での 滞 留 時間が 短い た めと考
えら れるが， む し ろ 湧 出 部の 地質が水 質に 大 きく影 響さ れる もの もある（
日本水 ）‘）．
山 麓 地
（
200 〜500m ）
に な る と，
湧出 機構は その 地域の 地 形や地質 構 造に大 きく影 響さ れ，
上 流 部の 火 山 性噴出物及 び 堆 積 物 か ら 成 る 火 成 岩 層 か ら 湧 出 するもの （赤城神社，
箱 島 湧 水，
木 曽三社神社，
湧 玉）
や花 崗 岩などか ら 成 る 中 古 生 層（
尚仁沢，
皆 沢，
浅原観 音，
雷電様）
あるい は洞 窟の ある石 灰岩 層か ら湧 出 す る もの な ど，
その形 態 は幅が 広い 1 ｝．
し か し，
山麓地湧 水は，
基本 的に降 水か ら 地 下水，
湧 水へ と滞留
時 間 が 長 く，
ま た，
地質
が多
孔質な た め 透水 性が良 く適度な溶 存成分を含ん だ良 質な水 質 となる2〕．
台地 か ら低地
（
60m
以 下）
にな る と，
滞留
時 間の 非 常に長い 伏 流 水が河川流域の河 岸 段丘（
真 姿の 池，
加波山 瀧）
，
扇 状 地端 （矢大 神沼）
な どで地表に湧出 する者が多い．
伏 流 水 として長 時 間地 中に滞 留 し た 地 下水が，
軽石 や 石 灰岩，
砂 礫な どの 透水性 のよい 地層か ら 地表へ 湧出する が，
これ らの湧 水は，
基本 的に溶 存成分も多
く，Ca ，
Mg な ど特 定の成 分 を多
く 有 する もの な ど，
その地 域の地形や地質が影 響 して い る．
4．
湧 水 点 （標 高 ）と水 質 特 性との関係 図 1・
2・
3・4
に，
湧 水 点 （標 高 ）と電 気 伝 導 度，
Ca 濃 度，
Sio2 濃度 及び硫 酸イ オン （SO42−
） 濃 度の関 係を示 す．
pH は
，
ほ と ん どの湧 水が6．
2〜
7．
8を示し，
中 性か ら弱ア ル カリ性の ものが多 く，
湧 水 点 （標 高 ）に よ る大きな変 化は見られ ない．
し か し， 日本 水だけは，8．
4
とい う高い値を示し，
ア ル カリ性に富んだ特 異 性 を有し てい る．
電 気 伝 導 度 （ρ）は
，
湧水 点 （標 高 ）が低 くなる にしたがい 高 くなる傾 向が見ら れる （負の相 関で，
r ≒0．
33 ）．
平 均 値は100．
2μ s！cm （σ ：206．
0 ）で，
高 い 地 点か ら低い 地 点の 問で は約 50〜
300 （μ s！cm ）に 上昇してい る．
特 異 性を もつ 日本 水や矢 大 神 沼 湧 水 は， こ の値 も非 常に大 き くばらつ きがある．
名 水と N工 工一
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ア
004DO
毳
辱aDO
oe
IDO 200 3
囗
O mu0 5囗
D soe沁
囗
eoe 蜘ρ〔μs 〆cm〕 図1 湧 水 点 （標高 ）と 電 気 伝 導 率
獅
跏 ε姻 齷、、。 脚 ● 万 （平 均 値 ） ：100
．
2 σ （標準偏差 ）：206．
O ●．
一
一
．
● r（相 関係 数） ：−
0．
33 ●・ ● ・．
●一
一
● ● ●一．
● eo dOD轟
鰺300 10囗
● Ca（平均 値） σ（標 準偏差）：
11．
一．
● ●．
．
・驫
劃
詈
’ ●一
一
石 σ一一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
．
●一
．
．
．一
● ● ● ・ i 尸 oe 6囗
e5DO2D
30
如
CACmgtl ｝ 図2 湧水点 （標 高 ）とCa濃 度 60 ■ Sio2（平 均 値 ）：28．
4 σ （標準偏差）；11B ● ● r （相 関係 数）・−
0・
23．
．
．
・
一
一
●一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
一
．．
．
● ● ● ● ●．
．
● ● ● ● ● 10 30 SiO，
（mg〆
1， 図3 湧 水点 （標 高 ）ハむ
o毒
騨30o ● ●．
．
蛎一
『
一
三 ● ● 00 40 とSio2濃 度 50 SO42−
（平 均 値 ）：11」 σ （標 準偏差 ）：16．
7 r （相 関 係 数〉；−
o．
32 一一
● 畠口 10an
30
50
GO so
司
：
−
〔me
／1］ 図4 湧 水 点 （標 高 ） とSQ42一
濃 度 呼ば れる全 国の 湧 水の平 均 値 138．
5
Xi sfcm （σ ：86，
0）
と比 較 すると9） ， や や低い 傾向が 見 ら れ る，
Ca 濃度は
，
湧 水 点 （標 高 〉が低 くなる にしたがい，
so 9 高 くなる傾 向が顕 著に見 られ る （負の相関で，
r≒0．
55）．
平 均 値は13．
5mg ！l （σ ：11，
8）
で ， 湧水点（
標 高 ）が低 くなる に したがい 高く
なる．
この 値は，
全 国の湧 水の平 均 値 12．
9mg ／l （σ ：122 ） P）と似た よう な傾 向を示してい る．
湧 水の水 質で，
そ の旨 味に関係 する とい われてい る2 〕Sio2
含 有量及び硫 酸イ オン （SO42−
） 濃 度につ い て は，
全体 と して大 きな相 関関係は見ら れ ない．
し か し，
台地や低地になる と若 干 高 くなる傾 向が見ら れる．
sio2 含有 量の 平均値 は28
．
4mg ／1（
σ ：12．
6） （
負の 相 関で， r≒0．
23 ）で， 低 地で は，
全国の湧水の 平均 値 26．
2mg ／1 （σ ：17．
6）
D｝を 上 回っ て い る．
この こ と は，
関 東 地 方の湧 水が溶 岩 流などの火山性 堆 積 物 や 利 根川， 渡 良 瀬川 などの 河 川 流域にで きた 河岸 段丘 及び扇 状 地か ら湧 出 する もの が多い こ とに起 因 して い る もの と考 えら れ る．
硫 酸イオン （SO42 ） 濃度につ い て は
，
湧水 点（
標 高 ）が60m
以下の台 地 や低地 に な ると，
濃 度が非 常 に高 くなっ て い る（
負の相 関で，
r≒0．
32）．
ま た，
湧 水 点 （標 高 ）の高い 山麓地 に おい て も，
日本 水や安 曇野湧 水の よ うに数 値の 高い 地点も ある．
硫 酸イ オ ン （SO42−
） 濃 度の 平均 値は，11．
1mg11 （
σ ：16．
7）
で， 全国の 湧水の 平均値9．
6mgA （
σ ：9．
8
＞9 ）よりも 高い．
し か し，
全 体と して湧 水 点（
標 高）との大き な相関は見 ら れ ない．
低 地部 や 山麓地の
一
部 に，
こ の ような 傾 向の み ら れる理 由として，
首 都 圏や 太平 洋 沿 岸地区で発生 し た大気汚 染物 質が 雨 雲中に取 り込ま れ た降 雨の影 響 や 地域 開発 な ど に よ る 生活用水の影 響な ど，
人 為 的 要因 が高 濃 度の硫 酸イ オン （SO42−
） 増 加の原因にな っ てい る と考 えら れ る．
ま とめ
群馬 県 及び関 東 近 県の湧 水につ い て，
湧 水 点 （標 高）
の 違い による水 質 特 性の変 化及 び相関の度 合い を検 討 し た結 果，
次の こと が明ら かになっ た．
1
） 湧 水 点 （標 高 ）は，
山岳 地 （580m 以一
．
ヒ）， 山麓 地 （200〜
500m ），
台地・
低 地 （60m 以 下）の 3 地 点に分 類され，
山 麓 地に属 する湧 水が多い．
2）
標 高 差による水 質の変 化は，
Ca，
電 気 伝 導 度（ρ）
SiO2，
硫 酸イオ ン （so42−
）の順 に多 く見られ る
．
これ ら の値は， 高地か ら低地に な る に した がい 高 くなる傾 向が見られ る．
3）
相 関 度は，Ca
； （r ≒0．
55 ）， 電 気 伝 導 度 ；（
r ≒ 桐生短 期 大 学 紀 要，
第17号．
2006 N工 工一
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O
．
33 ），
Sio2 ； （r ≒ 0．
32 ），
硫 酸 イ オ ン（SO42
−
） ； （r ≒0．
23 ）の順に， 負の相関 が見ら れる．
4 ）特定の湧 水 点におい て， その地 点の地形や 地質構 造及 び 人為的 要 因に よ り， 水 質に特 異性 を有
する もの， 或い は影 響を受 けた と思われ る値を 示すもの もある
．
引用
文 献
1）
糀 沢 龍 次 郎 ：群 馬 県及 び近 県の 湧 水の 特 性につい て
．
桐生短期 大 学 紀 要 ，13
：41−47
，2002．
2）
椛沢龍 次 郎 ：赤城 山周辺の 湧 水の 水 質 解 析．
桐生短 期 大 学 紀要
，14
：1−5，2003．
3）
椛 沢 龍次 郎 ：水 質 評価 に及ぼすSio2濃度の 影 響．
桐生短 期 大 学 紀 要，
15：45−
49，
2004．
4 ）椛 沢 龍 次 郎 ：湧 水の水 質 特 性と地 質 （岩 種 ）の 関 係．
桐生短 期 大 学 紀 要，
16：7−
ll，
2005．
5 ）日本の地 質 「閧 東 地 方 」 編 集 委 員 会 ：日本の地質 3 ：関東地方
．
共立 出版（
東 京）
， 1−
6， 1986．
6
）日本 地下水 学 会 ：名 水 を科 学 する．
技 報 堂 出 版（東 京 ）， 296
−
299， 1994．
7 ）日本 地下水 学 会 ：続 名 水を化 学 する．
技 報 堂 出版 （東 京
）
， 240−
245， 1999．
8
） 山下昇 ：新 版 地 球 科 学 序 説．
築 地 書 館 （東 京 ），78−130
，1967．
9
）日本地 下水 学 会 ：地下水 水 質の 基 礎．
理工図書（
東 京），296−
299，
2000．
The
Relationship
between
Spring
Water
Point
（
Altitude
）
andWater
Quality
Ryujiro
Kabasawa
Abstract
Asurvey of the main spring waters in Gunma
， its adjacent prefectures， and other areas in the Kanto region was conducted ，
and the relationship between the spring water point（altitude ）and the characteristics of water quality was examined
．
Theresults show that the water
quality
of spring water was influenced by both thegeographical
and geological features，
and theresidence time
．
It was also clarified that electric conductivity of the water and the dissolving elements such as Ca and SiO2 inthe water were related to the spring water point（altitude ）in the mountainous regions
，
in the areas at the foot of the mountains，
and in the areas at the
plains
．
The electric conductivity and the volume of Ca and SiO2 showed an increasing tendency in thewaters sampled from the lower altitude
points
．
Keywords
：Spring
waterpoint
，
Altitude
，
Water
quality
，
Dissolving
elements，
Conrelation
level桐 生 短 期 大 学 紀 要
