平成12年度理科実験講座 押 切 川 巡 検 〜河川の変化と流水のはたらき〜 2000年7月28日 山形大学教育学部地学研究室 川 辺 孝 幸 |
押切川
押切川は,奥羽山地から山形盆地まで,全て天童市内を流れる全長20kmたらずの小さな河川ですが,上流から下流までの河川の特徴を備えた立派な河川です(第1図). 乱川へ流入する押切川は,下流部の約2kmの区間では,河川の下流部の特徴を備えていて,ゆるく蛇行した河道をもち,流れが穏やかなために,河道部まで草が茂っています(第2図).乱川との合流点から上流約2km〜約8kmの区間では,中流部の特徴を備えていて,礫が堆積してできた中洲や横洲がよく発達し,増水時ごとに州が成長しています.上流部では,大きな石がごろごろと河床に転がっていたり(第3図),場所によっては直接岩盤が河床に露出していたりします. |
川の種類―網状河川と蛇行河川
日本の川の多くは,昔から治水によって,堤防で流れる場所が決められています.ところが,人がこのような治水をおこなえなかった大昔やもっと昔の人がまだいなかった大昔には,川は自然の状態で流れることができました.世界中でみれば,このような自然のすがたで流れている川は,今でもたくさんあります. 川が自然なすがたで流れる時,川の流れるすがたは,大きくわけると2つのかたちにわけることができます.ひとつは,流れがいくつにも網目状にわかれて流れるかたちと,もうひとつはヘビがうねったように流れるかたちです.専門のことばでは,はじめの方を『網状(もうじょう)河川』,後の方を『蛇行(だこう)河川』と呼んでいます. 山形盆地の中では,東側の奥羽山地から流れる馬見ヶ崎川や立谷川,乱川などや西側からの寒河江川などは,きれいな扇状地をつくっていますが(第4図),これらの部分では,昔は"網状河川"として流れていたはずです.でもそれでは,人家が洪水のたびに洪水におそわれますね.それで現在は堤防によって固定されていますから,本来の網状河川をみることはできません. |
蛇行河川のすがた
そうすると,流れはくっついた部分をとおって,まっすぐな流れに戻ってしまいます.まっすぐな部分の外側に残った曲がりくねった部分は,入り口と出口がふさがれるので池になります.この水たまりは三日月のような形なので,三日月湖と呼ばれています. 蛇行河川の場合には,洪水の際,蛇行部では攻撃斜面にぶつかった流れは,川底にそって,内側に這い上がるように流れます.そして,表面に出てきた流れは,下流に流れる流れと一緒になって下流へと流れていきます.このような蛇行部での水の流れは,ら旋流(spiral flow)と呼ばれています(第9図).このような流れの方向は,石ころの配列やベッドフォーム,草や木の倒れている方向などで知ることができます. |
網状河川のすがた
網状河川は,扇状地の上面など,河床勾配のやや急な部分に発達します.しかし,残念ながら,現在の日本では古くからの河川改修によってその姿を見ることは,全くといっていいほど見ることができません.しかし,採石場や工事現場の崖の下にあるちょっとした流れでその勇姿のミニチュア版を見ることができます(第11,12図). |
砂つぶなどが積もる時にできる模様
川底の表面にうろこ状のもようや洗濯板のようなもようをみたことはありませんか?
砂つぶなどが積もる時には,積もるつぶの大きさや,その時の流れの速さや深さによって,さまざまな模様をつくって積もります.川底のもようは,このような砂つぶが積もる時にできる模様なのです. |
【参 考】
地層ってなに? 地層とは...川や波によって運ばれてきた砂や泥,石ころなどのつぶが層になって積もってできたものです.砂・泥・石ころなどのつぶが運ばれてくるのは,ほとんどは大雨の増水した時や嵐の時などです.したがって,地層はいつも積もっているわけではなく,たまにしか積もらないわけです.ですから,間を置いて地層が積もる時があるので,長い間にはしましまの層の積み重なりとして見えるわけです(第17図). |
砂・泥・石ころなどのつぶが積もるのは?
大雨の増水の時などに,上流から砂・泥・石ころなどのつぶが運ばれてきます.それらのつぶのほとんどは,もともと上流にあったものが土砂くずれや川の浸食によって川の水に運ばれるようになったものです. |
地層からわかること
地層から何かを知ろうとしたら,本当はその地層が分布している範囲全体で,3次元的な地層の特徴を知る必要があります.また,化石などの地層中に含まれる情報も必要です.ここでは,ある地点に露出している地層そのものからわかる情報にしぼって見てみます. 1.どのような場所で堆積したか. その地層がどのようなところで堆積したか,その環境を知ることができます. 2.地層をつくる粒子がどこからやってきたか. 地層をつくる石ころや砂粒などの粒子は,地層が堆積した凹みのまわりの高まりから運ばれてきます.あるいはその凹みに流れ込む川によって運ばれてきたものです.つまり,運ばれてきたもともとの山を作っていた岩石が削られて運ばれてきたものなのです. |
流水による粒子の運ばれ方
流れが速いと,より大きなサイズの粒子が躍動または浮流によって運ばれます.速い流れは濁流になりますが,この濁った状態が粒子を浮流や躍動で運んでいる状態です. |
川の流れと堆積物粒子の運搬・堆積の時間的変化
川は,一般的には,通常の流れでは粒子を運搬するだけの流速を持っていません.川で堆積物粒子の運搬・堆積がおこなわれるのは,増水時(洪水時)の時です. そのため,一回の増水から減水までの間に堆積する粒子は,最初は大きい粒子から小さい粒子へと変化していくことになります.増水の最初に堆積した小さい粒子は,増水の過程でだんだん流速が速くなっていくために,後のより速い流れによって侵食されてしまって,残らないこともあるようです.これは,粒子が堆積した場所にどのような流速の変化がおこったかによって違ってきます.つまり第18図のように,堆積する流速の後,その粒子を再移動(侵食)させるだけの流速が起こるかどうかにかかわってくるわけです. |
逆級化構造
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