河川および斜面プロセス

河川と斜面は、ほとんどの景観を形成する主要な要素であり、水と重力によって風化した物質が斜面から水路へと運ばれ、時間をかけて谷を刻んでいきます。

Definition

河川プロセスとは、流れる水が水路や氾濫原において堆積物を侵食、輸送、堆積させる作用を指し、斜面プロセスとは、風化、クリープ、マスウェイスティングといった作用によって、物質が斜面を下って水路へと移動する現象を指します。

Scope

このトピックでは、斜面と河川システムを形成するプロセスについて扱います。具体的には、斜面における風化とマスウェイスティング、水路における水の流れと堆積物輸送のメカニズム、谷と排水網の形成、および勾配の概念が含まれます。これは、湿潤地域およびほとんどの温帯地域のプロセス地形学の核心をなすものです。

Core questions

• 河川はどのようにして侵食し、堆積物を運び、その水路と谷を形成するのでしょうか？
• どのようなプロセスが物質を斜面を下方に移動させるのでしょうか？
• 斜面と水路はどのようにして平衡状態、すなわち勾配へと調整されるのでしょうか？

Key theories

勾配河川と動的平衡

ギルバートは、河川と斜面は、堆積物の供給と輸送能力が均衡するように形態が調整される勾配状態に向かう傾向があると主張しました。これは、景観における動的平衡の初期の記述です。

河川の水理学的幾何学

レオポルドとその同僚は、水路の幅、深さ、流速が流量に応じて規則的かつ予測可能な形で変化することを示し、現代の河川地形学の基礎となる定量的な関係を確立しました。

Mechanisms

斜面では、風化によって岩石や土壌が緩み、クリープ、表面流、および地滑りや土石流などのマスウェイスティングによって斜面を下方に移動します。この物質は水路に到達し、そこで流れる水によって掃流、浮遊、溶解物質として運搬され、水路を侵食し、氾濫原を形成します。水路は、流量と堆積物供給量に応じてその形状を調整し、動的平衡状態にある勾配プロファイルへと向かう傾向があります。

Clinical relevance

河川および斜面プロセスを理解することは、洪水や地滑りの危険管理、安定した水路やインフラの設計、侵食や貯水池の堆積物制御、河川や流域の再生において中心的な役割を果たします。

History

ギルバートによる19世紀のアメリカ西部での研究は、河川および斜面地形学の力学的基礎を築きました。20世紀半ばには、レオポルド、ウォルマン、ミラーが定量的な水理学的幾何学を確立し、この分野をプロセスベースの測定可能な科学へと決定的に転換させました。

Key figures

• Grove Karl Gilbert
• Luna Leopold
• M. Gordon Wolman

Seminal works

• gilbert1877
• leopold1964

Frequently asked questions

河川が「勾配を持つ」とはどういう意味ですか？

勾配を持つ河川とは、その勾配と水路の形態が調整され、時間をかけて供給される堆積物をちょうど輸送できる状態にある河川のことです。これは、侵食と堆積が均衡している動的平衡状態にあります。