川
川（かわ）は、絶えず水が流れる細長い地形である。雨として落ちたり地下から湧いたりして地表に存在する水は、重力によってより低い場所へとたどって下っていく。それがつながって細い線状になったものが川である。河川（かせん）ともいう。時期により水の流れない場合もあるが、川と呼ばれる。
目次
水の循環と河川
地球上の水の97％は海水で、陸にある水は3％である。陸水の大部分は、北極・南極に集中する雪や氷と、地下水として存在するので、河川水は地球上の水の0.0001％にしかあたらない[1]。絶えず流れ下りながら尽きることがない川の水は、地球規模の水循環の一部である。
川に流入する水の源は、究極的には雨や雪などの降水である。降水が地表で直接河川に流れ込む以外に、地下水から川に入る水もある。雪や雨は一時的な現象なので、川の持続的な水源は地下水である所が多い。地下水は地表で流れ込むとは限らず、直接川底に湧出するものもある。他に、湖沼から流入したり、寒冷気候では万年雪や氷河に由来する水も入る。人間が利用した後の処理済み・未処理の排水も川に入る。
川からの流出でもっとも見えやすいのは、海や湖沼に流れ込む部分である。他に、表面から蒸発して大気中の水蒸気になったり、川底から染み込んで地下水になったりする。特に乾燥地帯では蒸発・浸透が大きく、途中で涸れてしまう川（ワジ）もある。川によっては人間に利用される部分も大きい。
流入量と流出量を推計して全体の流れをみたものを水収支という。川においては川そのものの水収支のほかに、流域の水収支に関心が寄せられる。水収支は一年以上の長期をとればほぼ釣り合うが、短い期間の量の増減と収支のバランスは、日々の天気やそれを通じた季節変動に大きく左右される。
河川と地形
河道は恒久的な構造ではなく、自然の状態では水の各作用、土壌の浸食・削りだした土砂の運搬・流れが緩やかな部分への土砂の堆積によって数年から数十年（100年以上も）単位で位置を変える場合がある。特に老年期に達した準平原では浸食作用が著しい。河道は通常1本ではなく樹状構造を取り、本流と支流からなる。また、多数の支流を併せ持つ川は、時として複数の河口を持つ。
河川と水流
河川の水流は単純なものではなく、川底の地形などによって、二次流、回転流、螺旋状の流れなど様々な流れが発生している[2]。 英語では、個々にそれらの多様な水流を示す単語があリ（たとえば、spiral（螺旋状のながれ）など。）、カヌーの走行などに有用であるという。
種類
内陸河川
- 普通の川は高地を水源とし海洋に注ぎ込むが、内陸河川は海洋に注ぎ込む前に水量が大幅に減って海に注ぐことなく消滅してしまう川である。中華人民共和国内モンゴル自治区の黒河や北アメリカ大陸のグレートベースンが知られている。また、タリム川とロプノールのように海洋ではなく閉鎖された湖沼に注ぎ込むものもある。中華人民共和国の新聞報道では、日本語の意味とは異なり、長江など河川交通が活発な川の事を内陸河川と説明している。
日本の河川法による分類
日本は法律である河川法や地方自治体の一部条例で川を国土交通省や各自治体が管理[3]している。河川は下記に分類される。
- 一級河川 - 一級水系内の河川のうち、国土交通省が管理する河川。河川法が適用される。
- 二級河川 - 二級水系内の河川のうち、都道府県が管理する河川。河川法が適用される。
- 準用河川 - 一級河川や二級河川に指定された区間以外で、市町村が管理する河川。河川法が準用されている。
- 普通河川 - 上記以外の区間のうち、市町村が必要と認めれば条例により管理される河川。河川法の適用を受けない。
これらは治水の難度や整備の重要度から判断され分類される。「一級河川」、「二級河川」で指定した河川の区間より上流域を「準用河川」や「普通河川」としたり、逆に上流の名称の異なる河川も含めて「一級河川」や「二級河川」に同じ河川として含める場合がある。従って、これらの指定範囲は実際に呼称される範囲と一致しない場合が多い。
流量
降水量と流量
河川の流量は、降水量・流域面積・流域の状況によって変化する。河川の流量は次式で表される。
<math>Q_y=kpA\times10^3</math>
<math>Q=\frac{kpA\times10^3}{365\times24\times60\times60}</math>
Qy :河川の年間流出量[m3] Q :河川の年平均流量[m3/s] k :流出係数 p :年間降水量[mm] A :流域面積[km2]
流況曲線
河川の流量を多い順に日数で並べたもので、河川の管理に重要なものである。
| 豊水量 | 平水量 | 低水量 | 渇水量 | |
|---|---|---|---|---|
| 最大流量からの日数 | 95 | 185 | 275 | 355 |
| その流量の日数 | 95 | 90 | 90 | 90 |
温度
河川は流域の熱を吸収し、下流に運搬する作用がある。このため、河川の温度は一般に源流において最も低く、下流に及ぶにつれて上昇する。これは温帯に限らず、熱帯、極地でも成立する。
このため河川流域の樹木を伐採すると、すばやく熱が河川に運搬されるため、一般に気温が下がる。これは地表の日照が増えることから気温が上昇するだろうという直感とは逆の結果である。
開発
治水
台風、集中豪雨などによる水害から、人命や財産を守るための取り組みを治水という。沖積平野のうえに社会を築く日本にとって、治水は古来不可避の課題であった。
堤防などの構築によって自然豊かな山地からの流水が平野部に流入しなくなると、土地固有の生物種の変化が生じたり、窒素や燐といった栄養塩の供給が絶たれる弊害も生まれる[4]。
利水
河川を流れる水は、生活・工業・農業の各用水としての利用や、水力発電も行える貴重な資源である。利水のために、ダム、堰（せき）、用水路、河口堰などの施設を建設する。
戦後の日本では1947年、電源開発促進法が制定され、復興のためのエネルギー供給源として河川が利用された。高度経済成長期には、大都市圏での水需要が急速に高まり、水資源供給の安定の向上が求められた。1961年、「水資源開発水系」ごとの開発計画を決定・実行していくことを目的として、水資源開発促進法および水資源開発公団法が制定された。しかし、急激な水需要にダム建設などの対策は間に合わず、福岡、高松、松江などの各地で水不足が生じた。
砂防
河川の上流部に位置する山地からは土砂が流入し、岩石なども自然の風化等によって砕かれ流れと共に細粒化しながら河口、または途中に堆積する。堆積物も流れに応じて再び川へ流入する。日本では1年間におおよそ2億立方メートルの土砂が山地から河川へ流出していると推定されており、半分程度の約1億立方メートルが川の途中のダムや砂防ダム、堰などに堆積して、残りが河口まで流れ下ると考えられている。土砂は利水用ダムの機能を減殺したり、堤防で仕切られた下流の河床を上げることで決壊のような洪水のリスクを増したりするため、砂防ダムなどで流入量が調整される。河川にこのような人工物が存在しない時代に自然に形成された河口側の砂浜などは、砂防ダムなどによる土砂の流入量の減少によって痩せ細る傾向がある[4]。
採砂
主に建築資材用として大きな河川の河床より大規模に採砂が行われる。日本でもかつては大量の採砂が行われていたが、ダムや堤防による自然流入量の減少に対して過大な採砂が環境に悪影響を及ぼすとして規制され、1976年には全国合計で約4000万立方メートルだった砂利採取量が、2000年には約1100万立方メートルにまで減少した[4]。
水運
水運 も参照 河川は古くから船舶による交通路として用いられてきた。他の交通手段として馬車程度しかなかった時代には、船舶での交通は多くの物資や重量物を運搬するのに最適であり、川を下る場合には高速な手段でもあった。そのため、利水のほか水運も都市の形成にとって重要な要素であり、物資の運搬に有利であることが、河川沿いに多くの都市が発展した理由の1つである。
特に大きな船舶も航行可能な水量の豊かな河川は、内陸部の物資輸送に大きな役割を果たし、大陸を流れる大きな河川は、いずれの国においても重要視されてきた。例えばライン川の水運はドイツの代表的な工業地域であるルール工業地域の発展に貢献している。また、水運の利便性向上の為、河川の浚渫や、河川に繋がる運河の建設も、広く行われている。 特にヨーロッパでは、ドナウ川などのように複数の国家の領土内を流れる河川があり、沿岸の国が条約を締結して、沿岸のどの国の船舶でも自由に航行できることとした国際河川がある。
日本においても、水運は主要な交通手段の1つであり、例えば安曇川などの多くの河川で、上流で伐採した木材を下流に流す、いかだ流しなども行われていた。また利根運河など水運のための運河建設も行われた。しかし、日本では河川が急流であり川幅も狭く、季節による流量の変化も大きく、四方を海に囲まれているため海運が発達したこと、また、日本が近代化を迎えた時には既に鉄道が開発されていたこともあって、ヨーロッパ諸国ほどの水運の発展は見られなかった。
現在では、アメリカ合衆国やヨーロッパ諸国においても、船舶の大型化や鉄道・トラック輸送との競合により水運の重要性は低下している。
環境
日本における場合
日本では1950年代から1960年代の高度経済成長期に、産業排水、生活排水が直接川に流されたため、水質汚染が深刻になった。これはまず公害病と悪臭の問題として取り上げられ、1970年制定、翌年施行の水質汚濁防止法などの対策がとられた。また、河川は人が自然と身近に触れ合うことのできる場であったが、都市化と治水を優先するあまり、河川をコンクリートの壁で隔てたり地下に通したりして、憩いの場とはいえなくなった。治水が一段落し、水質改善のめども立ちはじめた1980年代には、このような状況を改善するために親水空間の創出を意識した河川計画が立てられるようになった。さらに河川・河畔の生態系が重要だと考えられるようになると、1990年の建設省河川局の通達「多自然型川づくりの推進について」を転機にして、多自然型川づくりが今後の河川計画の基本とされるようになった。また、近年は河川の水質環境基準を達成していることが多くなり類型の見直しなどにより、さらに水質の改善が図られている。
生物
川には、様々な特有の生物相がある。
上流域は起伏に富み、流速が激しいので溶存酸素量も多く、水温が低く、貧栄養である。このような区域を渓流という。渓流では水生の大型植物は少なく、岩の表面に多数の珪藻が付着している。動物ではカワネズミなどのほ乳類、ヤマセミやカワガラスなどの鳥類、アマゴやイワナに代表される渓流性の魚類、カワゲラやカゲロウといった幼虫が水生昆虫である昆虫類が非常に豊富である。
中流域では、河原が広く、水流は遅いものの川底は小石が露出している。このような区域では河原にはヤナギのような樹木を含む特有の植物群が発達し、川底には珪藻が付着する。動物ではカワセミなどの鳥類、アユやオイカワなどの魚類、それにカワゲラ、カゲロウなどの水生昆虫が多数生息する。
下流域では流れは遅く、川底は砂泥質となる。川沿いにはヨシやマコモなどの水生植物が茂る。動物ではアオサギやコサギなどが水辺に住み、ヨシ原には小鳥が住み着き、カモやシギなどの渡り鳥が立ち寄る場となる。また、フナやコイなど止水と共通の魚や、河口ではボラなど汽水性の魚が入り込む。シラウオなども下流から河口域の魚である。昆虫では泥質の川底にはユスリカなどが住み、魚の餌として重要な役割を果たす。またサメなど本来海に生息するはずの魚が現れる事もある。
底生動物の中で、昆虫が大きな比重を占めるのは、河川の大きな特徴となっている。これらは採集、同定が比較的簡単である上、富栄養化の状態や汚染によって大きく影響を受け、その種組成がはっきりと変化することが知られているので、環境調査の上でとても重要な役割を果たしている。
脚注
参考文献
関連項目
外部リンク
- 水管理・国土保全 - 国土交通省
- 河川局
- 日本の川
- 統計・調査結果『河川』
- 河川に関する用語
- 河川用語集 - 土技術政策総合研究所
- じゃぶじゃぶ川ねっと! - 子供用
- River - Encyclopedia of Earth
