ヨッシンと地学の散歩 > 散歩道のささやき > 蛇行はどのようにできるのか

ヨッシンと 地学の散歩

散歩道のささやき
蛇行はどのようにできるのか


*蛇行とは*
 川が大きく曲がりながら流れていくことを蛇行といいます。曲がりくねった川の流路を指していうこともあります。 一例を挙げてみます。熊本県阿蘇市内牧を流れる古川のようすです。 こちらにも蛇行の写真があります。
阿蘇内牧温泉古川蛇行
 蛇行 熊本県阿蘇市内牧 古川の蛇行
  マウスを重ねると流路を示します。

 川の流れの中に島のように取り残されたところがあります。この場所は周囲が堀のような水域で取り囲まれていたことから、お城が設けられたこともあるようです。 この時に一部分に人手が入った可能性もあります。


*蛇行はどのようにできるか*(よく聞く説明)
蛇行のできかた
     蛇行のでき方

 蛇行のでき方の説明としてよく聞くのは以下のようなものです。
 川の流れが下図水色で示したようにわずかにまがっている場合を考えてみます。
 曲がっている外側は水の流れがそのまままっすぐ進んできて直接ぶつかるので流れが速くなって岸が浸食されていきます。 浸食されたところを青の点を打って示しています。この部分は水が流れるようになるので新しく川の流路へと替わっていきます。
 内側では流れが岸から離れる方向に進んでいくので、流れが遅くなります。そのため、このあたりではあらたに土砂がたまっていきます。 図中には黄色の点を打って示しています。ここは水が流れなくなり、新たな川岸は青線で書いた位置まで移動していきます。
 流れの外側が削られたり、内側が埋め立てられることによって、川の流れは青線で挟まれた範囲へと移動していきます。 初めの水色の位置から比べてみると、曲がり方がきつくなっています。このようなことが繰り返してと、流れが大きく曲がりくねっていくようになります。 このようにして大きく蛇行した川ができます。以後この考えについても検証していきます。 話の都合上この考えを「蛇行拡大説」と呼ぶことにします。
 川の曲がりの外側の岸を攻撃斜面、内側の岸を滑走斜面ということがあります。

*日本に蛇行が少ないのはどうしてか*
 蛇行のでき方の説明を聞いてみると、簡単にできそうな感じがします。それなら、日本の川にも蛇行はふつうにあってよさそうです。 探してみると、多少曲がりくねっているのがあるものの、蛇行と呼べるほど曲がりくねっているものは少ないようです。 どうして、川は蛇行しないのでしょうか。
 静岡県島田市付近を流れる大井川を例に考えてみることにします。下に周辺の航空写真を示します。
網状河川
静岡県島田市付近の大井川(地理院地図より)

 川の水は曲がりくねって流れているようにみえます。でも蛇行と決定的に違うところがあります。 途中で枝分かれしたり、どこがで合流したりということを繰り返しています。 河川敷の間を網の目のように流れています。このような川を網状河川といいます。
 水が流れていないところを見ても、水の流れによって削られ浅い溝のようになっている所がいくつもみえます。 水が多いときはこのあたりも水没していて、水が引いたときにいくつもの細い流れを作っていたのでしょう。川の水位が変化していることが見て取れます。
 江戸時代には、東海道が通っていましたが、ここには橋が架けられていなくて、徒歩または人足に手伝ってもらって越えていたといわれています。 大雨が降ると川が増水して、渡ることができず、川岸にある宿場町で何日も足止めされるということがあったようです。
 洪水が起こると、濁流となって流れていきます。それまであった流れに関係なくまっすぐ流れていきます。 この流れによってその時までにあった流路は削られてなくなってしまいます。 水が引いてきて川底が露出するようになってくると、新しくできた低い所をつなぐような流路がいくつもできます。 流路によっては行き止まりになって水がたまり、あふれ出して別の流路に合流する流れもできます。このように網の目のような複雑に入り組んだ流れができます。
 日本の川は、それまでに蛇行ができていたとしても洪水によって壊されてしまいます。 日本の川に蛇行が少ないのは洪水によって壊されているというのがその理由の一つに挙げられます。

*流れが速いと侵食、遅いと堆積なら何が起こるか*
 蛇行のでき方の説明の根底には流れが速いと侵食、遅いと堆積が起こるという考えがあります。 蛇行の説明で注意して欲しいのは、攻撃斜面で削られた土砂はすぐ内側の滑走斜面にたまるのではないということです。 内側に運んでくれれば、川の流れが外側に移動していくということは間違いなく起こるでしょう。
 ところで攻撃斜面にぶつかった流れは、そのままの勢いで次の屈曲部まで行くのでしょうか。 それならすぐ内側にたまるのと似たようなものです。
 曲がりが緩くなってくるとそれに従って流れは遅くなるでしょう。とするなら、流速の低下につれて土砂をためていくはずです。 これによって川底は浅くなっていきます。水は流れてきた勢いでここに乗り上げてくでしょう。 そうなると流れはさらに遅くなり、もっと土砂をためることになります。
 土砂がたまってくうとダムのようになっていきます。流れを堰き止められた上流部には水がたまっていくでしょう。 水面が高くなるので、流れは緩くなっていきます。その結果、水深が深いゆったり流れるところができます。 このような場所は一般的には「淵(渕:ふち)」といいます。
 せき止めているところはどうなるでしょうか。土砂が一番高く盛り上がっているところを水が越えると後は下っていくだけです。 流れが速くなるので、土砂はたまらなくなります。場合によっては削られるかも知れません。 全体的に、水深が浅く流れが速いところになります。小石や砂がたまっている上を流れているでしょう。 このような場所は「瀬(せ)」といいます。
 川岸に流れがぶつかるところでは淵ができ、その下流には瀬ができるということを繰り返しながら川は流れて行くでしょう。

※ 淵でも流れが速いところがあるので川遊びには注意が必要です。

 新宮市熊野川町付近の航空写真で確認してみます。
新宮市熊野川町付近の熊野川
新宮市熊野川町付近の熊野川 地理院地図より

 この付近で熊野川(新宮川)は南西(左下)から流れてきて北に大きく迂回するように流れた後。南東方向に流れていきます。 川の屈曲部の外側は急斜面で山がせまってます。内側には広く土砂がたまっているところがみえます。 屈曲の外側が侵食され、内側に土砂が堆積しているようにみえます。 全体的に、蛇行のでき方の説明通りのようです。
 もう少し細かく見ていきます。川の流れでは、深いところは青色がかった色になり、浅いところでは川底の砂がみえることで茶色が混ざった色でみえます。 青っぽい色をしているところが淵、茶色っぽい色をしているところが瀬というように色で区別できます。 瀬のところをよく見ると波頭がたっているところもみえます。流れが特に速くなっていることがわかります(早瀬)。
 川の流れの方向を見ると岸にぶつかるように流れているところがあります。青矢印で示します。 それが岸にぶつかって岸に沿って流れるようになると淵になります。水色線で囲っています。 しばらく流れた後だんだん浅くなって瀬に変わります。橙色線で囲っています。岸にぶつかる流れは瀬の中を通りぬけているようにみえます。 マークはマウスを重ねると表示します。
 川はたくさんの土砂を堆積しています。増水したときに運ばれてきたのではという見方もできます。 北側に迂回して流れが南向きに変わろうとしたころではどうなっているでしょうか。ここではまだ曲がりきっていません。 河床いっぱいに土砂がたまっています。行く手を塞いで仕方なく外側の岸に沿って細々と流れているようにみえます。 説明どおりならここに立派な淵があってもよさそうです。
 川はまっすぐ流れようとします。どうしても曲がらないといけないときにだけ大きく曲がるようにみえます。 どこでも自由に曲がれるというのではないようです。 川で起こっていることはふつうに考えるほど単純ではなさそうです。

*蛇行ができているところ*
 蛇行のでき方を蛇行拡大説にたよるとなにかすっきりしません。そこで、蛇行ができているところに成因についてのヒントがないか探すことにします。 蛇行は少ないとはいえ国内にはいくつかあります。その例を見ていきます。 いろいろなタイプの場所にできているようです。話をわかりやすくするためにできている場所によってタイプ名をつけてみることにします。

石狩川
石狩川河口付近の蛇行跡
 石狩川河口付近の蛇行跡 地理院地図を加工

 石狩川は蛇行河川として有名だったそうです。写真は石狩川河口付近の航空写真です。地理院地図から引用しています。
 ほぼまっすぐ流れる石狩川の横に川のようなものが残っています。 まっすぐ流れているのは、治水のために川の流れをつけ替える工事がおこなわれたからです。この工事は大正4年(1915年)に始まっています。 つけ替えられた川を捷水路(しょうすいろ)といいます。 横に残っている川のようなものは古い石狩川が流れていた跡です。かなり曲がりくねっているのがわかります。 古い航空写真なども使ってわかる範囲で石狩川の流れていた跡を追いかけてみました。図にマウスを重ねると流路跡が表示されます。
 写真であげた河口付近だけではなく石狩平野にでてくる深川付近から蛇行のようすが見られます。 また。本流だけでなく周辺から流れ込む中小河川も、かなり蛇行しています。
 石狩平野は幅の広い谷を石狩川が運んできた土砂によって埋め立てられてできたようにみえます。 河口付近はかなり最近になって平野化したでしょう。 陸地化したころに多少の屈曲があったとして、これだけ大きく曲がるようになる時間的な余裕があったのか非常に疑問です。
 河口付近にできているので、とりあえずこのタイプの蛇行を「河口型蛇行」と呼ぶことにします。 他にも、四国吉野川(旧吉野川)の河口付近でも見られます。
 石狩川中流域に見られる蛇行も、河口が近かったころにできた屈曲がその起源になっているのかも知れません。 天塩川中流域にも同じように捷水路によってショートカットされた蛇行が見られます。

釧路川
釧路川の蛇行
   釧路川の蛇行 地理院地図より

 釧路川も蛇行河川としてとりあげられることがあるようです。 湿原の中を流れているます。航空写真で見る限りでは滑走斜面に土砂が堆積しているようにはみえません。 現地でも川に近づけるところが少なくはっきりしませんが、あまりたまっていないようにみえました。
 石狩川の蛇行に比べて蛇行の直径が小さいように見えます。石狩川では直径が500m程ありましたが、釧路川のものは100m程度の大きさです。 何となく、でき方が違うのではと思えてきます。とりあえずこの形の蛇行を「湿原型蛇行」と呼ぶことにします。
 このタイプの蛇行は尾瀬ヶ原でも見ることができます。 猫又川沿いは見ていませんが、下ノ大堀川沿いでは、両岸ともスゲを中心とする湿地性植物で覆われていて、土砂の堆積は確認できませんでした。

信濃川中流域(長岡市付近)
信濃川の蛇行
  信濃川中流域の蛇行 地理院地図に作図

 信濃川はほとんどのところはまっすぐ流れているようですが、新潟県小千谷市片貝付近から上流部では蛇行するようになります、 図では信濃川は南西(左下)から北東方向に流れ、東から流れてきた魚野川と合流した後、北西方向に向きを変えて流れていきます。 地図の端と魚野川合流点の真ん中あたりから上流側で蛇行が激しくなっているのがわかります。
 蛇行が始まる付近では、川に山が迫っているのがわかります。緑色で塗ったところです。 この南端に山があります。山本山といいます。この山の山頂部は河岸段丘で平らになっています。 山頂の東側にある段丘面は東南東方向へ、西側では西北西方向に傾いています。 このことから山本山山頂部から北北東−南南西方向の線を中心に盛り上がっていることがわかります。 段丘面ができた数十万年前以後隆起を続けていますので、このような構造を活褶曲(活背斜)といいます。
 軸を延ばしていくと緑色に塗った付近に行き当たります。このあたりを中心に隆起が続いていることがわかります。 隆起することで流れがせき止められます。そのために上流側では水はけが悪くなります。
 蛇行する原因かどうかははっきりしませんが、ここを見る限りでは水はけが悪くなると川は蛇行するようにみえます。 このようなタイプの蛇行を「閉塞型蛇行」と呼ぶことにします。

阿蘇カルデラ内部
阿蘇赤水温泉三日月湖
  阿蘇赤水温泉三日月湖

 阿蘇カルデラの内部を流れる川でも蛇行しているようすが見られます。冒頭にあげた阿蘇市内牧古川の蛇行もその一例です。 阿蘇カルデラ内部は、中央を東西に連なる阿蘇五岳で南と北にわけられます。 五岳の南側は谷のようになっているので南郷谷といいます。中心部を東から西に白川が流れています。 北側も同様で阿蘇谷といい、東から西に向かって黒川が流れています。古川はその支流にあたります。
 黒川と白川は立野付近で合流し阿蘇外輪山のすき間を縫うように通りぬけそのまま熊本平野まで流れ下っていきます。 立野付近は元から外輪山が途切れていたのではなく、大きく侵食されたために深い谷ができたのでしょう。 それまでは阿蘇谷・南郷谷とも水没していて、外輪山を突っ切って水が流れ出すようになってから、平野化したと考えられます。
 湖の水がなくなった跡にできているので、このタイプの蛇行を「水抜け型蛇行]と呼ぶことにします。

六角川・筑後川
六角川の蛇行
  六角川の蛇行 佐賀県大町町付近

 いずれも、有明海の北側に広がる筑紫平野を流れる川です。北東側から流れ込んでいるが筑後川、西から流れ込んでいるのが六角川です。 筑後川は蛇行しているようにはみえませんが、 行政区界を見ると、所々で川から離れるようにぐるっと回って再び戻ってくるというところがたくさんあります。 この線は昔の川に沿って引かれたもので、川が蛇行していたことを示しています。 六角川については、現在でもきれいな蛇行が見られます。
 河口型といっていいのですが、有明海の干満の差が大きいいために干潮時には深い谷のようになるので区別したおいた方がよさそうです。 「干潟型蛇行」と呼ぶことにします。

※   有明海の北側に広がる平野を筑紫平野としています。 このうち筑後川よりも東を狭義の筑紫平野、その西側六角川河口付近までを佐賀平野、さらに西側を白石平野とわけていうこともあるようです。

蛇行の大きさ
 蛇行の大きさを円形に迂回している部分の直径で表すことにします。楕円形の場合は長径と短径の平均値です。 このようにしてみると、蛇行は2つのグループに分けることができそうです。 100m程度のものと500mより大きなものです。小さい蛇行と大きい蛇行という事になります。
 小さい蛇行は、湿原型蛇行と水抜け型蛇行に見られます。川幅が1m程度よりも小さな川にできているようです。 大きい蛇行はその他の型の蛇行に見られます。川幅が10m位より大きな川にできているようです。 河口型蛇行や干潟型蛇行のあるところをよく見ると、周辺にある小さな川には小さな蛇行ができているのがわかります。
 蛇行の大きさと川の大きさは関係がありそうです。

*蛇行が大きくなったら*
 川の蛇行が大きくなった場合を考えてみます。大きくなる前となった後では蛇行の開始点と終了点の標高差は変わらないはずです。 蛇行が大きくなることによって流路は長くなりますから、全体的に傾斜は緩くなっていきます。 そうすると流れは遅くなります。
 流れが遅くなるところでは渋滞が起こります。上流から流れてきた水がたまって水位が上昇します。 場合によっては行き場を失って周辺にあふれ出すこともあるでしょう。川が氾濫しやすくなっていきます。 また、流れが遅くなるところでは、土砂の堆積が起こります。河床が盛り上がっていきます。こうなるとより上流部でも氾濫する危険性が強くなります。
 実際には川の傾斜は土砂が運ばれてくる量によって変わってきますが、同じ川なら中下流部での傾斜は一定となります(平衡河川)。 蛇行ができると上流部での河床の高さは上昇していきます。 房総半島では水廻しといって蛇行の流路が狭まったところに水路を作っているところが何ヶ所かあります。 この水路上では段差が大きいことによって濃溝の滝のような滝ができているところもあります。 また石狩川では、捷水路を作ったことによって、中流域で水位が下がって船が陸地に乗り上げたようになったという記述もあります。

 蛇行が大きくなったことによる川へのメリットはなさそうです。 川の水はまっすぐ流れようとします。この原則に逆らうのならその原因がありそうです。 少なくとも、こういうことのために蛇行しないといけないといった必然性は見当たりません。
 逆に、蛇行が大きくなると流れが遅くなるので、攻撃斜面での侵食は弱くなりそうです。 曲率半径が大きくなったことによって岸にぶつかる勢いも弱まります。いずれにしても、攻撃斜面での侵食力は弱まります。 蛇行が大きくなるとしても、ある一定の大きさ以上はなれないと見ていいでしょう。蛇行拡大説には限度がありそうです。
 このようにな蛇行を見ていると、蛇行拡大説で説明できない問題がみつかります。問題点を洗い出した上で状況を確認してみます。

岸の高さについて
 川が曲がって流れている場合を考えてみます。外側では水の流れがぶつかるので水面が上昇します。 逆に内側では水を持って行かれるので水面が下がります。渦潮のような回転する流れがある所では中心側で窪むのと同じです。
 攻撃斜面では平均よりも高い水位のところまで侵食することができます。場合によっては窪みができてその上の土砂が崩れ落ちるかも知れません。 そうなれば岸が水面よりも高い所であっても侵食されていくことになります。逆に滑走斜面では水面よりも高い所まで土砂を堆積することはできません。 その水面も攻撃斜面よりも低くなっています。 必然的に攻撃斜面側の岸に比べて、滑走斜面側の岸の高さが低くなるという結果になります。
 川の中流域では、大きな氾濫があると流路が別のところにつけ変わることがあります。 その場合でも古い流路はなくならず、残されています。これと同じように、流路が横に移動していったのなら 移動前に流れていたところは痕跡が残されていてもいいのではないでしょうか。

細粒堆積物の問題
 閉塞型・水抜け型・干潟型蛇行については、別の問題があります。 このようなところはもともと流れがゆるやかか停止しているところです。 堆積物の粒度は必然的に小さくなります。こうなってくると、少々流れが遅くなったところで土砂はたまっていきません。 土砂の粒度のよっては、削る流速の10分の1まで流速が落ちてもたまることはできません。 さらに、たまっていく速度、言い換えれば静水中を落ちていく砂粒の速度もゆっくりになります。 滑走斜面側に土砂がたまるということは非常に起こりにくいでしょう。 さらに土砂は粒が細かいほど削られ難くなります。攻撃斜面も削られにくくなるでしょう。 単純に速度が速いから侵食、遅いから堆積というように割り切ることはできません。
 流れの速さと侵食や堆積が起こるかどうかの関係についてはこちらで説明しています。
 湿原型蛇行についてはもともと土砂がありませんから、滑走斜面に土砂がたまるということはありません、 攻撃斜面についても。草は根で地面にしっかり固定されていますから、かなりの激流でないと流されないでしょう。 このようにしてみると攻撃斜面が削られて滑走斜面にたまるということはないでしょう。ここでは蛇行が大きくなるということは考えられません。

六角川の蛇行
 状況を六角川で確認してみます。下の写真はJR長崎本線で六角川を渡る時に下流側を見たようすです。 川はこの先で右に曲がりながらほぼ反対方向に流れの向きを変えています。この時間帯は干潮になっているようです。
六角川の蛇行
 六角川の蛇行 JR長崎本線六角川橋梁より
 まず注目したいのは、岸の傾斜角度です。攻撃斜面側の方がきついような感じがします。 滑走斜面は横から攻撃斜面は正面から見ていることを考慮するとそれほど実際の傾斜は変わらないようです。 上から崩れ落ちた土砂が下の方でそのままたまっているようにみえます。 このことからすると、攻撃斜面で侵食されて滑走斜面で土砂が堆積していると単純に言い切れないでしょう。
 実際にはこの場所は満潮時には完全に水没するところになります。川が蛇行してるといったことを判断する場所ではないでしょう。 蛇行の場所としては、周囲の氾濫原よりも一段低くなって川の水が流れるところにできると考えるのがふつうですから、 川の横手に広がる平坦面を考えます。ここが氾濫原にあたりここから少し低くなったところが川の流路になります。 川の左岸側では二軒の大きな家の手前側に堤防がみえます。右岸側は黄緑色の草の横にある濃い緑色の盛り上がったようにみえるところが堤防になります。 堤防に挟まれた平坦面に注目します。
 カーブの始まる右岸側が少し低くなっているようにみえます。全体的に右岸側はここより高いので部分的なものでしょう。 カーブを曲がって右方向に流れているところでは川のある場所がわかりません。 ずっと同じ高さの平坦面が続いているようにみえます。 これからすると、滑走斜面側が低く攻撃斜面側が高くなってはいないようです。 もしそのようになっているとしたら、少し高い所から見ていることもあってはっきりとした段が見えるはずです。
 これからすると川の流路が昔は内側(右)にあって、だんだんと外側(左)へ広がっているとは考えられません。

*蛇行はどのようにできるのか*
 蛇行が大きくならないとすると、川ができたときからそこにあったという事になります。 川は、運んできた土砂によって海が埋め立てられた時にその影響が残されててできると考えられます。 河口付近で川が沖合に広がっていく場所になります。このような場所には三角州がでるといわれています。
三角州と何か関係があるのでしょうか。三角州のある川は中流側にさかのぼっていくと流れが1本になります。もちろん支流は考えていません。 1本で絞られる過程で流れが曲がりくねりそうです。でも実際の川で見ると多少は曲がりくねっているものの蛇行しているものは少ないようです。
 三角州とは関係なさそうです。むしろ石狩川のように三角州が発達していない川もあります。 三角州と蛇行では全くでき方が違うようにみえます。三角州についてはひとまず置いて蛇行のでき方に絞って考えることにします。

小さな蛇行のでき方
 川ができるときにすでに蛇行しているということなので、河口付近に注目してみます。 もう少し土砂がたまれば陸地になるような場所です。そのような場所は干潮時に干上がるような浜になっているでしょう。 そこで気になったのが、五島列島中通島蛤浜で見た干潟です。
中通島蛤浜の干潟
   五島列島中通島蛤浜の干潟
 砂がマウンドのように少し高く盛り上がっているところとその間で海水が残って潮だまりになっている所があります。 マウンドは、満潮時に海水が揺さぶられるように動くことによって土砂が揺り動かされて高く積み上がったのでしょう。 風呂桶の水を揺らしてしばらく放置すると、水垢のようなものが揺れながら集まって塊を作ります。これと似たようなものでしょう。
 このマウンドの間にできた潮だまりを結ぶ水路のようなものができていて、曲がりくねった水の流れがみえます。小さな蛇行そっくりです。 この流路に沿って土砂が干潮時には溝状に削られることによって流路は固定されていくでしょう。 満潮時に全体的に土砂がどんどんたまって陸地化すれば、流路は蛇行となって残りそうです。
 ここで見られる蛇行の大きさは100mくらいですから、小さな蛇行と同じくらいです。 小さな蛇行はこのような干潟の凸凹が元となってできたと考えてよさそうです。
 水抜け型蛇行でも状況は似たようなものでしょう。 潮の満ち引きこそありませんが、水が完全に抜けきる直前のころは洪水時には水がたまり雨がやむと水が引いていくということを繰り返します。 これは潮の干満と同じです。 洪水時にマウンドが作られ、渇水時に曲がりくねった流路が作られるということを繰り返している内に流路は蛇行として固定されていきます。
 湿原型蛇行を考えてみます。このようなものができる場所も洪水時に水浸しになり、渇水時には地面がみえてくるような場所です。 水が引いたときとかあまりひどくない氾濫時にはマウンドのようなちょっとした高まりは草で覆われます。 草が枯れるとそのまま積み上がって泥炭化していくことで陸地化します(低層湿原→高層湿原への変化)。 逆に流路では植物は水に浸かると育ちにくくなりますから、そのまま残されます。 湿原ではマウンドが草地となり、その間を水が蛇行しながら流れるようになるでしょう。

河口型蛇行・干潟型蛇行のでき方
 浜は入江の奥にできます。このような場所には陸地から水が川となって流れてきます。 川が小さいときは水たまりはすぐには満杯にならないので、土手のどこか一番低い所から流れ出していくことになります。 そこは水の流れ込んでいるところとは無関係にできますから、小さな川なら蛇行となっていきそうです。
 ところで川が大きくて流れ込む水が多ければどうなるでしょうか。 あふれ出すところが1ヵ所にとどまらずたくさんできるでしょう。 水たまりに水が流れ込んでくるところの水位が一番高くなりますから、その近くからあふれ出すということが一番起こりそうです。 結果的に、川の水はまっすぐ流れていきそうです。 長崎県松浦市の志佐川河口の干潟で確認してみます。
長崎県松浦市志佐川河口の干潟
   長崎県松浦市志佐川河口の干潟
 干潟にはマウンドと潮だまりができています。潮だまりの間を結ぶ水路ははっきりとしません。 志佐川は橋の下からそのまままっすぐ向こうの方で左側に流れています。蛇行しているようにはみえません。

 大きな川と小さな川では蛇行のでき方が違うようです。大きな川を蛇行させそうなものは何かないか探してみます。
長崎県壱岐市母ヶ浦の砂堆
 長崎県壱岐市母ヶ浦(ほうがうら)の砂堆
 上の写真は長崎県壱岐島母ヶ浦で見た光景です。ここは深い湾になっています。右側が湾奥になります。 湾の真ん中を横断するように砂地の島ができています。 このような状態から海が干上がっていくと川は湾の向こう側かこちら側のどちらかを流れるようになります。 確率は五分五分です。
 この現象は砂堆といわれ、沖合から波浪によって海底の砂が運ばれてきたものが盛り上がってできます。 何度も繰り返しできる事が知られています。これがやってくるたびに、川の流れはあっちに行ったりこっちに来たりと不規則に繰り返しそうです。 結果的に蛇行となるでしょう。

 石狩川で考えてみると、蛇行は河口付近ばかりではなくかなり上流部でも見られます。 この付近が河口だったころは深い湾になっていたようですが、これだけ奧深くとなると波浪が弱まらずに入りこんでくるとは考えらません。 さらに上流部にあったと見られる湾は南に開いていますから、冬の季節風など大きな風に運ばれてくるということもなさそうです。 石狩川については、このような砂堆が蛇行の原因と考えるのは無理がありそうです。
 バリアとなるものがこんなに大きくなくても、ほんの小さなものであってもその後にできる川はまっすぐに流れずに蛇行するでしょう。 海に川が流れ込んだ先でちょっとだけたくさん土砂がたまればじゅうぶんです。そのようなものが他にないか探してみます。
 下の写真は、新潟港から佐渡に渡る途中で見た光景です。
新潟港沖に流れる阿賀野川の洪水
 新潟港沖に流れる阿賀野川の洪水
 この時数日前から降り出した豪雨によって、阿賀野川は濁流となっていました。それが、河口から新潟港沖に流れだし、海は泥色一色になっていました。 ところが船の後方を見ると、船が通ったところだけが泥水がなく青いふつうにみられる海の色となっていました。 船が通ったことによって、少し深いところにあった海水が巻き上げられたようです。
 このことから、泥水は海の表面にだけ広がっていることがわかります。 海水の塩分濃度が濃いために泥水よりも密度が大きく、泥水は海水と混ざることはなく、さらに海水中に沈むこともできなかったのでしょう。 似たような現象が観察されています。 満潮時に海水が河川を遡っていくときに、河川水の下にくさび上に入っていくことが知られています。この現象は塩水くさびと呼ばれています。 川の水が多少濁っていてもくさびはできるようです。

 川の水が海面上を流れていくとしたら、河口沖にバリアを作るのに有利な条件となります。二つあります。
 一点目は、海底地形形成に関係した問題です。ほとんどの河川では河口から沖合に向かって細長い海底谷ができているのが知られています。 海面上を河川水が流れているのなら、裏返せば海底を流れているのではないことになります。 海底谷を侵食していくような流れが存在しないことを示しています。この場所にたまろうとした土砂が運び去られることもありません。 このような海底谷は、氷河時代に海水面が低下して作られたものがそのまま取り残されているだけだと考えられます。 将来的に海が埋め立てられた後も、海底谷が川の流路として残されるとは限らないでしょう。
 二点目は、河川などで使われている流速と堆積・侵食の関係が成り立たないことです。 流速が低下するところで堆積が起こるのではないということです。 表層を流れる泥水ははコップに入った泥水がベルトコンベアで運ばれているのと同じです。 水中に含まれる泥などの粒子はその粒径に従う速度で沈んでいきます。 河川水中を落下しているときは、流れに流されて沖に運ばれていきます。 落下し終わって海水がある深さまで落ちてきたら、そのまま海水中を落下していきます。 海水には動きがないとみなせますから、その場所で海底に降り積もるようにたまっていくことになります。
 どんなことが起こるか考えてみます。洪水で河川から押し出された水はそのままの勢いで沖の方まで運ばれていきます。 その形は上空から見ると舌状に伸びているでしょう。砂泥粒子が同じ大きさだとしたら、この区域に一様な厚さでたまります。 洪水の大きさや粒子の大きさの違いによって舌状部の大きさは変わることを考慮しても、河口の前方を塞ぐように土砂がたまっていくでしょう。 これがある程度浅くまでたまってきたら、干潮時には沖合にまっすぐ流れるのには障害となるでしょう。 さらにちょっとした波浪の影響があると、土砂が海岸に平行に打ち上げられて、完璧なバリアとなります。
 河口型蛇行や干潟型蛇行はこのようにしてできたと考えるのがよさそうです。

閉塞型蛇行のでき方
 いろいろな蛇行のでき方を見てきましたが、まだ一つだけ残っています。閉塞型蛇行です。 水の流れが塞がれてできたダム湖のようなところでにできますから、海の場合と違って泥水は水面上を流れていきません。 むしろ、泥を含んだ分だけ重くなっていますから水底を流れていきそうです。河口型や干潟型のようなでき方とは違っていそうです。
 信濃川の例で考えてみます。幅の広い谷があってその両側はそれほど高くない山に挟まれています。 その一部が隆起して水がせき止められます。上流から流されてきた土砂はダム湖を埋めていきます。 これとは別に、両脇の山から流れ込む土砂もあるでしょう。この土砂は川の流れに対して横方向にたまって水底の高まりを作ります。 増水時は流れに変化はありませんが、減水時にはこの高まりを避けるようにして流れていきます。
 河口型・干潟型とはバリアを作るものが両脇の山から流れてきた土砂であるという点で違っているだけです。
 石狩川中流域で見ると、両岸の地形は信濃川と似ていますから、山から流れてきた土砂も蛇行させるのに一役買っているのかも知れません。

まとめに代えて
 蛇行は、川ができたときにすでにできているのではという考えを進めてきました。 この考えを蛇行拡大説に対して「蛇行初成説」ということにします。 このようになっているところを見つけられれば話は簡単なのですが、ほとんどの河口は埋め立てられていてどうなっているのかわかりません。 さらに急に深くなっているというのもあります。
 何かないかと探していると六角川の河口付近の干潟に行き当たりました。
六角川河口の干潟
 六角川河口の干潟 国土地理院空中写真より
 1997年に撮影された空中写真(白黒)です。川の流路になるとみられるところを強調するためにコントラストを調整しています。 左(西)側から流れ込んでいるのが六角川です。写真より西側では北東方向に流れています。 埋め立て地を抜けると向きが南へと振れているように見えます。 さらに進んだ左岸側の干潟の形から見るとそこから進行左(東)に曲がり始めているようにもみえます。 これをみると海の中にあるときから蛇行が始まっているようです。

*蛇行の変化*
 ここでは蛇行その後ともいえる地形を追っていきます。

三日月湖(河跡湖)
 蛇行の狭まったところが削られてなくなり、川の流路がつながってしまうと、遠回りしていたところが円弧状に取り残されます。 これを三日月湖(河跡湖)といいます。 また、川の流れだけで流路がつけかえられる現象を自然短絡というようです。 はっきりこれとわかるものがあれば蛇行拡大説の証拠ともなります。
 国土地理院によると石狩川中流域にたくさんあるとされています。ここに注目してみます。。
浦臼町付近の石狩川
 浦臼町付近の石狩川 地理院地図を加工
 石狩川のようすについては国土交通省北海道開発局のサイトに詳しく述べられています。 ここには自然短絡によってできたと書かれています。そうだとすると気にある点があります。 一つは自然短絡が一番起こりそうな場所でつながっていないという点です。 実際には川が一番接近しているところではなく、「Ω」の下辺をつなぐように新しい川が流れています。 二つ目は、明治33年から38年の短期間に集中してつながったと書かれている点です。これはどう考えても不自然です。
 開拓の進展や大洪水によるものなのかは明らかではないという記述もあります。 状況から見ると「開拓の進展」によるものと見た方がよさそうです。
 開拓がすすんでくるととれた作物をどう運搬するかという問題が発生してきます。当時の大量運搬の主体は水運になります。 兵庫県の北播磨地域では加古川を利用した水運が発達してきました。それに伴う河川の改修も至る所でおこなわれています。 重要な輸送手段だったようですが、播州鉄道(現JR加古川線:大正元年)の開通によって衰退していきます。 これと同じで、石狩川中流域でも水運に頼るようになったでしょう。しかし蛇行していることによってロスが大きくなります。 そこで、人為的にショートカットする事で利便性をあげたということは考えられないでしょうか。 もっとも、人為的におこなわれたとするならその工事の記録が残っていてもよさそうです。あるかどうかは不明です。 最短路ではなく「Ω」の下辺をつなぐようにカットした点については別途説明します。
※  地図の加工方法について  地理院地図写真(色むらを修正)と淡色地図、 三軒屋沼と茶志内沼で位置合わせをした国土交通省北海道開発局サイト内の開拓史測量地図の計3枚を貼り合わせた後、 沼の名前・現石狩川堤防の位置を記入しています。
 なお、新沼については開拓史地図に比べて半径が大きくなっているように見えます。 測量図の流路に現沼が斜交しているところがあること、他の蛇行では変化がないことを考えると単純に大きくなっているのではなさそうです。 原因については今のところ不明です。

 川が接近しているところで川がつながればどうなるかを考えてみます。 そのような例があります。北海道幌延町付近の天塩川です。
幌延駅近くの三日月湖
 幌延駅近くの三日月湖 地理院地図を加工
 中央北端よりにJR宗谷本線幌延駅があります。この近くまでに達する大きな三日月湖と、その根元の現天塩川近くに小さな三日月湖が見られます。 まるで親子のようです。川はこの付近では全体として東(右)から西に流れています。 小さな蛇行は、大きな蛇行が接近したところから大きな蛇行の下流域側に流れ込んで反対岸を削ってUターンしてさらに下流で合流しています。 Uターン区間の内側には土砂の堆積が見られます。
 何が起こったのかを考えてみます。小さな蛇行が大きな蛇行で川が接近しているところから西側に流れ出していることから、 ここで大きな蛇行がショートカットしたとみられます。 ここで北上していた流れの一部は西に向かって流れだし、大きく迂回してから南下してきた流れと合流します。 近道した水は北上していた勢いで南下してきた流れと激しくぶつかります。これによって北上する勢いは弱まります。 流れは、濃溝の滝にみられるようにできた段差によって西に向かう急流となります。その勢いで対岸にぶつかり侵食していきます。 全体的に川底は南側に低くなっていたこともあって、流れの向きは南へと変わっていきます。 対岸をある程度侵食したところでUターンして戻ってくるでしょう。 カーブの内側(流れの側方)は、熊野川で見られたように土砂が堆積します。ショートカット部では段差ができることによって川底が削られ、 そこからの土砂がたまっていきます。段差は削られながら上流側に移動していきますから、土砂は大量に運ばれてきます。
 ショートカットが起こった原因も色々ありそうです。 一般的にいわれているように上流側と下流側から岸が削られ幅が狭くなってつながってしまったというのもあるかも知れません。 もう一つ考えれるのは、堤防を越えた水が、堤防を侵食して最終的に決壊させるように越えた水があふれた先から削っていくということもあります。 こちらの方が岸を削る勢いは強そうです。もちろん人為的に削られたということもあり得ます。
 これからわかるのは、いわれているような自然短絡が起こって三日月湖ができれば、親子のようなかたちになるということです。 そういうものがほとんど見られないのは、蛇行が拡大して三日月湖ができるのではないということでしょう。 この点でも、蛇行拡大説は不利な立場にあるようです。
 なお、ここの短絡は特に証拠はありませんが、人為的なものではないかと見ています。 このようになるとショートカットさせてみたものの、流れが渦巻いて操船どころではなさそうです。 段差がある程度上流部に移動して流れが安定するまでは使えません。これはいつになるかわかりません。 この失敗を教訓に以後のショートカットは流れがぶつからないように「Ω」の下辺を結ぶように作られたのではないかと見ています。

 日本に見られる三日月湖には明らかに人為的に作られたものがあります。 自然短絡によってできたものだけを三日月湖と限定するなら、三日月湖というものは残らなさそうです。 あまり細かいところにこだわらずに、自然的人為的にかかわらず、 川の流れが変わって三日月型に残されたものを三日月湖というのがいいのではないかと思っています。

嵌入蛇行
 今まで取り上げた以外でも、川が非常に曲がりくねって流れているという例があります。大阪から沖縄に向かう飛行機から見た光景です。 コントラストを強調しています。
四万十川の蛇行
 四万十川の蛇行 高知県四万十市上空から
 川が山の中を曲がりくねって流れているのがわかります。流れているのは四万十川です。 蛇行というのは氾濫原を流れる川に対して定義されていますからこれは蛇行とは呼べません。 元々は蛇行していたものが地盤の一様な隆起がおこり、川の流れているところだけが下方に侵食していって曲がりくねった流れが残されたものです。 このようなものを嵌入蛇行(穿入蛇行)と呼んでいます。 四万十川以外にも、四国仁淀川・那賀川、紀伊半島古座川・日置川、房総半島小櫃川・養老川等に見られます。
 蛇行拡大説に従えば、高い所ほど古い河床位置を示しますから、滑走斜面側では傾斜が緩く攻撃斜面側ではきつくなりそうです。 攻撃斜面側はほとんどのところで急傾斜となっています。 逆に滑走斜面側が蛇行が拡大したのに相当する分緩くなっているというところはあまりなさそうです。

 閉塞型蛇行でとりあげた信濃川中流域は、河岸段丘で挟まれた谷の中を流れています。 沖積地の中を流れていない点で、厳密には蛇行ではなく、嵌入蛇行にした方がいいのかも知れません。

*蛇行初成説の問題点*
 蛇行が河口付近で川ができるときにはできているとしたら、問題が一つ発生します。 一般的には河口付近には三角州が発達します。三角州ができるところ、蛇行ができるところという違いは何にあるのでしょうか。 海が埋め立てられていって陸地化してその間を川が流れるようになる過程についてはよくわかっていないのではないでしょうか。 干潟が埋め立てられることで自然に陸地化していく過程がみられるところはなくなってしまったように見えます。 蛇行拡大説なら三角州とうまく棲み分けられます。でもそれで解決できたのでしょうか。よくわかりません。
 いろいろなところの蛇行をみて、立地条件で分類してそれぞれの場合についてでき方を考えてみました。 これで全ての蛇行が網羅できているという保証はありません。ひょっとすると条件に合わないものがあってそれが全部を否定するかも知れません。 少なくとも後に述べる四万十川の蛇行は最初の最初がどうだったのかさえもわかりません。蛇行している流域自体が蛇行しているようにもみえます。

 いろいろなところの蛇行を見ているときに不思議なものを見つけました。 尾瀬ヶ原の蛇行です。
尾瀬ヶ原下ノ大堀川
 尾瀬ヶ原下ノ大堀川 地理院地図に加筆
 空中写真で東(右)から西に通っている白い線は尾瀬ヶ原を縦断する木道です。途中で南から北に横断している川が下ノ大堀川です。 川の流れが北から南へと変わるあたりから、流れと平行に川跡のようなものがみえます。 これからすると、川の位置がある時期にジャンプしたようにみえます。これはどのようにできたのでしょうか。 蛇行拡大説では徐々に移動していくはずだし、蛇行初成説では一つの流れしか存在できません。
 尾瀬で写した写真の中にここのものがありましたので確認してみます。空中写真上にどこからどの方向を撮ったのかを水色矢印で示しています。
尾瀬ヶ原下ノ大堀川
尾瀬ヶ原下ノ大堀川(水芭蕉群生地) 謎の水路 
 右側にみえる川が下ノ大堀川の流れで、みえなくなってから灌木の向こう側を左に横断しています。 手前側に水に浸かった草地のようなところが見えます。一旦左側にはみ出してから再び写真内に戻ってきて灌木の手前で左に曲がっていきます。 写真より手前側ではしっかりとした流れになって下ノ大堀川に合流しています。 間に水芭蕉がたくさん交ざった草地があります。水芭蕉は完全に水に浸かるところでは育ちません。 二つの流れの間は少し高くなっているのがわかります。 灌木のある所は完全に陸地化しているでしょう。このことから二つの流れは全く別の水路といえます。 これがどのようにできたものか今のところ不明です。
 尾瀬ヶ原にはこれ以外にも川跡のようなものはたくさんあります。池塘の中には川跡のように並んでいるものもあります。 これからすると、尾瀬ヶ原の蛇行は蛇行拡大説はもちろん蛇行初成説でも説明できないようにみえます。



参考にしたサイト
国土交通省北海道開発局 札幌開発建設部 石狩川治水に係わる主な事業 治水100年
https://www.hkd.mlit.go.jp/sp/kasen_keikaku/kluhh40000000oac.html
  主にP.2 生振捷水路 P.57 自然短絡河跡湖 P.58 浦臼沼

国土交通省姫路河川国道事務所 加古川水の新百景
https://www.kkr.mlit.go.jp/himeji/torikumi/river/database/kako_scene/list.html
  加古川水運に関係する史跡などが多数紹介されています

以上 2024年8月28日閲覧
その他国土地理院など多数あります。
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−

2024年10月19日このページ作成




<ヨッシンと地学の散歩>  <散歩道のささやき 目次> 
<<一つ前