公害防止管理者の過去問｜令和7年 水質概論 問７ 問題と解説
問題７
湖沼・貯水池の特性に関する記述として、誤っているものはどれか。
- 水温成層が発達すると、垂直混合が抑えられる。
- 春から夏にかけて形成される水温躍層より下の深水層では、表層(混合層)より水の密度が高い。
- 春から夏にかけて形成される水温躍層より下の深水層では、表層(混合層)より水温が低い。
- 夏季部分循環期では、気温の低下に伴って混合層は薄くなる。
- 冬季に表面水温が0℃近くまで低下する寒冷地の湖沼・貯水池では、年2回の全層循環が生じることがある。
問題７の解答
正解は「４」です。
問題７の解説
(1) 「水温成層が発達すると、垂直混合が抑えられる。」＝正しい
湖沼・貯水池では、春〜夏に表層が加熱されると、温かい水（軽い）が上に、冷たい水（重い）が下に位置し、密度成層ができます。成層が強いと、上下の水塊が“密度差の壁”で隔てられ、鉛直方向の混合が起こりにくくなります。琵琶湖の解説でも、水温躍層が形成されると上下方向の混合が起こりにくくなり、躍層下への酸素供給が滞ることが述べられています。
(2) 「躍層より下の深水層では、表層より密度が高い。」＝正しい
淡水の密度は、水温が高いほど小さく（軽く）なり、概ね温度が低いほど密度が大きく（重く）なります（※ただし淡水は約4℃で最大密度という特性がある）。貯水池教材では、温水は冷水より密度が小さいため加熱期に成層が安定すること、さらに水温と密度の対応（0〜30℃）が示されています。
したがって、春〜夏の成層期において、躍層下の深水層（冷たい側）は表層（温かい側）より密度が高い、が基本です。
(3) 「躍層より下の深水層では、表層より水温が低い。」＝正しい
成層期には、表層は日射で高温になり、躍層下の深層は低温のまま保たれます。琵琶湖（北湖）の解説で、真夏に表層が高温でも躍層以深は低温のままであることが具体例として示されています。
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(4) 「夏季部分循環期では、気温低下に伴って混合層は薄くなる。」＝誤り
秋（放熱期）に入ると、夜間〜朝方の冷却で表面水が冷やされ密度が増し、沈み込みが起きて冷却混合が進みます。その結果、水温（密度）が一様な混合層が“下方に拡大する”（＝混合層が厚くなる／深くなる）と説明されています。
よって、「気温低下に伴って混合層は薄くなる」は逆で、“厚くなる（深くなる）”が正しいため、選択肢4が誤りです。
(5) 「寒冷地では年2回の全層循環が生じることがある。」＝正しい
淡水は約4℃で最大密度となるため、寒冷地で表面水温が4℃未満（0〜4℃）まで下がると、表層はかえって軽くなり、冬季に逆成層（冬の成層）ができます。
春に昇温して再び全層が4℃近くになると成層が崩れて全層循環が起き、秋の冷却でも同様に循環が起きうるため、年2回循環（春・秋）が生じる湖があります。
問題を解くポイント
- 成層（躍層）が強いほど鉛直混合は抑制される（密度差が“フタ”になる）。
- 春〜夏の成層期は、深水層＝低温・高密度（淡水の密度の温度依存。4℃最大密度に注意）。
- 秋の放熱期（部分循環へ向かう局面）は、冷却混合により混合層は下方へ拡大する。ここを「薄くなる」と書いてあれば誤りを疑う。
- 寒冷地の湖は、淡水の4℃特性のため年2回循環が起こり得る。
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