灌漑農業と天水農業
農家や牧場主が農作物を育てるために農業用水を利用する主な方法は2つあります。

天水農業
灌漑
天水農業とは、降雨によって土壌に自然に水を供給する農業のことです。降雨に頼ることで食品汚染のリスクは低くなりますが、降雨量が減少すると水不足が発生する可能性があります。一方、人工的に水を供給すると、汚染のリスクが高まります。

スプリンクラーで畑に水をやっている写真
灌漑とは、様々なパイプ、ポンプ、噴霧システムを通して土壌に人工的に水を供給することです。灌漑は、降雨量が不規則な地域や乾燥期、あるいは干ばつが予想される地域でよく用いられます。灌漑システムには様々な種類があり、いずれも圃場全体に水を均等に分配します。灌漑用水は、地下水、湧水や井戸、地表水、河川、湖沼や貯水池、あるいは処理済みの廃水や淡水化水などの他の水源から得ることができます。そのため、農家は汚染の可能性を最小限に抑えるために、農業用水源を保護することが非常に重要です。あらゆる地下水取水と同様に、灌漑用水利用者は、帯水層からの地下水の汲み上げ速度が補充速度を上回らないよう注意する必要があります。

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灌漑システムの種類
農地全体に水をどのように分配するかによって、灌漑システムにはさまざまな種類があります。一般的な灌漑システムの種類には、次のようなものがあります。

表面灌漑
水は重力によって地表に分配され、機械式のポンプは一切使用されない。

地域灌漑
水はパイプ網を通して低圧で各植物に供給される。

点滴灌漑
植物の根元またはその近傍に水滴を供給する局所灌漑の一種。この灌漑方法では、蒸発と流出が最小限に抑えられる。

スプリンクラー
水は、現場の中央設置場所から頭上高圧スプリンクラーまたはランスを通して散水されるか、移動式プラットフォーム上のスプリンクラーを通して散水される。

センターピボット灌漑
水は、車輪付きの塔に取り付けられた散水装置が円を描くように移動することで散水される。このシステムは、アメリカ合衆国の平野部でよく見られる。

側方移動式灌漑
水は一連のパイプを通して分配され、各パイプには車輪とスプリンクラーが取り付けられており、手動または専用の機構で回転させることができます。スプリンクラーは畑の上を一定距離移動すると、次の距離まで移動するために再接続する必要があります。このシステムは他のシステムよりも安価ですが、より多くの労力を必要とします。

二次灌漑
地下水位を上昇させることで、ポンプ場、運河、水門、溝などのシステムを通して水が土地全体に分配されます。このタイプの灌漑は、地下水位が高い地域で最も効果的です。

手動灌漑
水は人力とじょうろを使って土地全体に散布される。このシステムは非常に労働集約的である。