Meander
その他の用法については「蛇行 」をご覧
蛇行は、川または他の水路の水路にある一連の規則的な曲がりくねった曲線の 1 つです。これは、水路が外側の凹状バンク (カットバンク)の堆積物を侵食し、通常はポイントバーである内側の凸状バンクに堆積物を堆積させるときに生成されます。この浸食と堆積が組み合わさった結果、水路が氾濫原の軸を横切って前後に移動するため、曲がりくねったコースが形成されます。
傾斜した谷に続く川床。最大勾配は、仮想的な直線チャネルで表される谷の軸に沿っています。蛇行が発達し、流れのコースが長くなり、勾配が減少します。
グアモエンバーカデロ、キューバ
のリオ カウトの蛇行
死海近くのヨルダン川、1937年
蛇行する水流が定期的にその流路を移動するゾーンは、蛇行帯として知られています。通常、チャネル幅の 15 ～ 18 倍の範囲です。時間が経つにつれて、蛇行は下流に移動し、安定した道路や橋を維持しようとする地方自治体に土木工学の課題をもたらすほど短い時間である場合が
川、小川、またはその他の水路の蛇行の程度は、その曲がり具合によって測定されます。水路の曲がり具合は、水路の長さと谷を下る直線距離の比率です。単一の水路と 1.5 以上の曲がり角を持つ小川または河川は、蛇行小川または河川として定義されます。
コンテンツ
1 語源
2 物理学の支配
3 蛇行形状
4 形成
4.1 確率論 4.2 均衡理論 4.3 地形学および形態テクトニクス理論
5 関連する地形
5.1 カットバンク 5.2 蛇行カットオフ 5.3 刻まれた蛇行 5.4 オックスボー湖 5.5 ポイントバー 5.6 スクロールバー 5.7 スリップオフスロープ
6 派生数量
7 こちらもご覧ください
8 参考資料と注意事項
9 参考文献
10 外部リンク
語源
この用語は小アジアに位置し、古代ギリシア人には Μαίανδρος マイアンドロス(ラテン語: Maeander )として知られている曲がりくねったメンデレス川に由来し、 下流に沿った非常に入り組んだ道を特徴とする 。その結果、古典ギリシア(およびその後のギリシア思想) でも、川の名前は、複雑で曲がりくねったもの (装飾パターン、言葉やアイデア、地形学的特徴など) を意味する一般的な名詞になりました。 Straboは次のように述べています。
蛇行川はイズミルの南、古代ギリシャの町ミレトス(現在はトルコのミレット) の東にメンデレス山地の一連の 3 つの地溝を流れていますが、その下流には蛇行帯よりもはるかに広い氾濫原がその現代のトルコ語の名前はBüyük Menderes 川です。
物理学の支配
単一の曲がりで最高潮に達するストレート チャネル
蛇行は、湾曲した水路を流れる水とその下の川床との相互作用の結果です。これにより、水が河床に沿って外岸から内岸に移動し、川面近くの外岸に戻るらせん状の流れが生じます。これにより、外側の堤防の堆積物を運ぶ能力が増加し、内側の堤防の能力が低下するため、堆積物は外側の堤防から侵食され、次の下流の蛇行の内側の堤防に再堆積します。
流体が最初は真っ直ぐなチャネルに導入され、その後曲がると、側壁が圧力勾配を誘発し、流体が進路を変更して曲がりに追従するようにします。ここから、（1）非回転流れと（2）二次流れという2つの相反するプロセスが発生します。川が蛇行するためには、二次的な流れが支配的でなければなりません。
非回転流: ベルヌーイの方程式から、圧力が高いと速度が遅くなります。したがって、二次流れが存在しない場合、外側のベンドでは流速が低く、内側のベンドでは流速が高いと予想されます。この古典的な流体力学の結果は、非回転渦流です。曲がりくねった川の文脈では、その影響は二次的な流れの影響によって支配されます。
二次流れ: 川の内側の曲がり角を指す圧力と、川の外側の曲がり角を指す遠心力の間に力のバランスが存在します。蛇行する河川では、河床と相互作用する薄い流体層内に境界層が存在します。その層内では、標準的な境界層理論に従って、流体の速度は事実上ゼロになります。したがって、速度に依存する遠心力も事実上ゼロになります。ただし、圧力は境界層の影響を受けません。したがって、境界層内では、圧力が支配的になり、流体は川の底に沿って外側の屈曲部から内側の屈曲部へと移動します。これにより、らせん状の流れが開始されます。川床に沿って、流体はおおまかに水路の曲線に従いますが、内側の屈曲に向かって強制されます。川床から離れると、流体はおおむね水路のカーブに従いますが、内側から外側に曲がる方向にある程度強制されます。
外側の曲げでの速度が高いほど、せん断応力が高くなり、浸食が発生します。同様に、内側の曲がりで速度が遅いと、せん断応力が低くなり、堆積が発生します。したがって、曲がりくねった曲がり角は外側の曲がり角で侵食され、川はますます曲がりくねっています (カットオフイベントが発生するまで)。内側の屈曲部での堆積は、ほとんどの自然の曲がりくねった川で、川が進化しても川幅がほぼ一定のままになるように発生します。
1926 年のプロイセン科学アカデミーでの演説で、アルバート アインシュタインは、地球のコリオリ力が速度分布に小さな不均衡を引き起こす可能性があるため、一方の岸の速度が他方の岸よりも高くなる可能性があるため、侵食を引き起こす可能性があると示唆しました。 しかし、コリオリの力は、川の蛇行を生み出すために作用する他の力と比較して、おそらく重要ではありません。
蛇行形状
Uvac峡谷の蛇行、セルビア
クライド川、スコットランド
の蛇行
蛇行する水路の技術的な説明は、蛇行ジオメトリまたは蛇行平面形状と呼ばれます。不規則な波形が特徴です。正弦波などの理想的な波形は 1 ラインの太さですが、ストリームの場合は幅を考慮する必要がバンクフル幅は、通常、最も低い植生の線によって推定される、フル ストリーム レベルでの平均断面での河床を横切る距離です。
波形として、曲がりくねったストリームは、谷の下方の軸に従います。これは、曲線から測定されたすべての振幅の合計がゼロになるように、曲線に適合する直線です。この軸は、ストリームの全体的な方向を表します。
どの断面においても、流れはベッドの中心線である曲がりくねった軸に沿っています。曲がりくねった軸と下向きの谷軸の 2 つの連続する交点が蛇行ループを定義します。蛇行は、反対の横方向を指す 2 つの連続したループです。谷の下方軸に沿った 1 つの蛇行の距離は、蛇行の長さまたは波長です。谷を下る軸からループの波状軸までの最大距離は、蛇行幅または振幅です。その時点のコースが頂点です。
正弦波とは対照的に、曲がりくねったストリームのループは、より円形に近くなります。曲率は、頂点での最大値から交点 (直線) でのゼロ (変曲とも呼ばれます) まで変化します。これは、曲率がその付近で方向を変えるためです。ループの半径は、頂点で曲がりくねった軸と交差する下の谷の軸に垂直な直線です。ループは理想的ではないため、それを特徴付けるには追加情報が必要です。方向角は、正弦波軸上の任意の点における、正弦波軸と下谷軸の間の角度です。
凹状バンクと凸状バンク、Great Ouse Relief Channel、イングランド。
頂点のループには、外側または凹状の土手と内側または凸状の土手が蛇行ベルトは、中心線から中心線までではなく、外側の銀行から外側の銀行まで測定された平均蛇行幅によって定義されます。氾濫原があれば、蛇行帯を越えて広がる。蛇行は自由であると言われ、氾濫原のどこにでも見られます。氾濫原がない場合、蛇行は固定されます。
さまざまな数式が、蛇行ジオメトリの変数に関連付けられています。結局のところ、数式に表示されるいくつかの数値パラメーターを確立できます。波形は最終的に流れの特性に依存しますが、パラメーターはそれとは無関係であり、明らかに地質学的要因によって引き起こされます。一般に、蛇行の長さは 10 ～ 14 倍で、航路幅全体の平均で 11 倍、頂点の曲率半径の平均で 3 ～ 5 倍、4.7 倍です。この半径は、チャネル幅の 2 ～ 3 倍です。
イングランド南部
イーストサセックスのクックミア川の蛇行
蛇行にも深さのパターンが交差点は波紋または浅いベッドでマークされ、頂点にはプールがプールの流れの方向は下向きで、床材を精練します。ただし、主要なボリュームは、速度が低下するため、ベンドの内側でよりゆっくりと流れ、堆積物を堆積させます。
最大深度のライン、またはチャネルは、thalwegまたは thalweg ラインです。川が政治的境界として使用される場合、通常、境界線として指定されます。タルウェグは外岸を抱きしめ、浅瀬の上の中央に戻ります。蛇行弧の長さは、1 つの蛇行を超える thalweg に沿った距離です。川の長さは中心線に沿った長さです。
形成
蛇行の生活史
チャネルが正弦波経路をたどり始めると、ループの振幅と凹面が劇的に増加します。これは、侵食された高密度の材料をベンドの内側に向かって一掃し、ベンドの外側を保護せず、侵食を加速させやすいらせん状の流れの影響によるものです。これにより、正のフィードバック ループが確立されます。エリザベス A. ウッドの言葉:
「…蛇行を作るこのプロセスは、自己強化プロセスであるように思われます…大きな曲率はバンクのより多くの浸食をもたらし、それはより大きな曲率をもたらします…」
水路の床に沿った横流は二次流れの一部であり、曲がりくねった内側に向かって高密度の侵食された物質を一掃します。その後、横流は内側近くの表面に上昇し、外側に向かって流れ、らせん状の流れを形成します。ベンドの曲率が大きく、流れが速いほど、横流と掃引が強くなります。
角運動量が保存されるため、曲がりの内側の速度は外側よりも速くなります。
流速が減少するので、遠心圧力も減少します。超高架柱の圧力が優勢になり、不均衡な勾配が発生し、水が底を横切って外側から内側に戻ります。流れは、表面を横切る向流によって内側から外側に供給されます。この全体の状況は、茶葉のパラドックスに非常に似ています。この二次的な流れは、曲がり角の外側から内側に土砂を運び、川をより蛇行させている 。
そもそも、どのようなサイズのストリームでも曲がりくねる理由については、いくつかの理論があり、必ずしも相互に排他的ではありません。
確率論
アルゼンチンのリオ・ネグロの広い氾濫原にある蛇行痕、三日月湖、放棄された蛇行。ISSからの2010年の写真。
確率論は多くの形式をとることができますが、最も一般的な声明の 1 つはシャイデガーの声明です。川の小道。平らで滑らかな傾斜した人工的な表面が与えられた場合、降雨はシート状に流れ落ちますが、その場合でも、表面への水の付着と滴の凝集により、ランダムな小川が発生します。自然の表面は粗く、さまざまな程度で浸食されます。すべての物理的要因がランダムに作用した結果、チャネルがまっすぐではなくなり、次第に曲がりくねっていきます。まっすぐに見えるチャネルでさえ、最終的に曲がりくねったチャネルにつながる曲がりくねったタルウェグを持っています。
均衡理論
平衡理論では、地形の侵食性と流れの輸送能力との間の平衡に達するまで、蛇行は流れの勾配を減少させます。下降する水の塊は位置エネルギーを放棄しなければならず、その位置エネルギーは、落下の終わりと最初の速度が同じであれば、川床の物質との相互作用によって取り除かれる. 最短距離; つまり、直線的な水路は、単位長さあたりのエネルギーが最も高くなり、堤防をより混乱させ、より多くの堆積物を作り、流れを悪化させます。蛇行の存在により、ストリームは長さを単位長さあたりの平衡エネルギーに調整することができ、ストリームはそれが生成するすべての堆積物を運び去ります。
地形学および形態テクトニクス理論
地形とは、地形の表面構造を指します。モルフォテクトニックとは、岩石のより深い、またはテクトニック (プレート) 構造と関係があることを意味します。これらのカテゴリに含まれる機能はランダムではなく、ストリームを非ランダム パスに導きます。それらは、ストリームをそらすことによって蛇行形成を引き起こす予測可能な障害です。たとえば、ストリームは断層線 (形態テクトニック) に導かれる可能性が
関連する地形
カットバンク
カットバンク
カットバンクは、曲がりくねった外側の凹状のバンクが川や小川の氾濫原または谷の壁に切り込む場所に形成される、しばしば垂直なバンクまたは崖です。カットバンクは、リバー カット クリフ、リバー クリフ、ブラフとも呼ばれ、カットバンクと綴られます。切土堤を形成する侵食は、蛇行状の水の流れが緩い砂、シルト、および堆積物を岸から洗い流し、一定の侵食を受けるため、蛇行の外側の岸で発生します。その結果、蛇行は侵食されて外側の曲がりの方向に移動し、カットバンクが形成されます。
切土堤は浸食によって侵食されるため、通常は崩壊して河道に沈み込みます。スランピングによってバラバラになったスランプ土砂は、容易に侵食されて航路の中央に向かって運ばれます。カットバンクから侵食された堆積物は、その反対側のポイントバーではなく、次の下流の蛇行のポイントバーに堆積する傾向が これは川岸に木が生える地域で見られる。蛇行の内側では、ヤナギなどの木が堤防から遠く離れていることが多く、曲がり角の外側では、木の根が露出してアンダーカットされていることが多く、最終的には木が川に落ちます。
蛇行カットオフ
詳細は「蛇行カットオフ
」を参照
ユタ州南部のパウエル湖のリンコン。切り込みを入れた（捨てた）蛇行です。
メアンダー カットオフ(カットオフ メアンダーまたは放棄されたメアンダーとも呼ばれる) は、ネック カットオフの形成後にストリームによって放棄されたメアンダーです。カットオフ蛇行を占める湖は三日月湖として知られています。下部の岩盤に切り込みを入れたカットオフ メアンダーは、一般に、カット カットオフ メアンダーとして知られています。アンダーソン ボトム リンコンの場合のように、側面が急で、多くの場合垂直な壁を持つ切り込みのある蛇行は、米国南西部ではリンコンとして知られていますが、常にではありません。リンコン(Rincon ) は英語で、アメリカ合衆国南西部では、人里離れた小さな谷、崖のアルコーブまたは角度のついたくぼみ、または川の曲がり角のいずれかを表す非専門用語である。
刻まれた蛇行
塹壕川
グレンキャニオン， アメリカ
河床を岩盤に切り込んでいる小川または川の蛇行は、切込み、塹壕、塹壕、内包、または陥入蛇行のいずれかとして知られています。一部の地球科学者は、切開された蛇行のより細かい細分化を認識して使用しています。Thornbury は、切り込みのある蛇行または閉じた蛇行は、岩盤に下向きに切り込まれた蛇行を記述するのに適切な同義語であると主張し、対称的な谷の側面によって特徴付けられる切り込みのある蛇行 (閉じた蛇行) のサブタイプとして、閉じた蛇行または固定された蛇行を定義します。彼は、対称的な谷の側面は、水路が岩盤に急速にダウンカットされた直接の結果であると主張しています. さらに、Rich によって提案されたように、 Thornburyは、断面の顕著な非対称性を伴う切り込まれた谷は、彼が内向きの蛇行と呼んだものであると主張しています。チャネルのダウンカットが遅い期間。とにかく、定着した蛇行と内向きの蛇行の両方の形成には、平均海面の相対的な変化、アイソスタティックまたは地殻変動の隆起、氷または地すべりダムの決壊、または地域的な傾斜のいずれかの結果として、ベースレベルが低下する必要があると考えられています。刻まれた蛇行の古典的な例は、コロラド高原の川、ケンタッキー州中部のケンタッキー川柵、およびオザーク高原の小川に関連しています。
ユタ州南東部、サンファン川のグースネック。右中央にカットオフ蛇行が
上記のように、最初は、切り込まれた蛇行は、その水路を下層の地層に切り込んだ先行する小川または川の特徴であると主張または推定されていました。先行する小川または川は、根底にある岩の地形や岩の種類が変化しても、切開中に元のコースとパターンを維持するものです。 しかし、その後の地質学者は、切開された蛇行の形状は常に「継承」されているとは限らないと主張している。氾濫原。代わりに、彼らは、岩盤の河川の切り込みが進むにつれて、岩石の種類や割れ目、断層、その他の地質構造の変化によって河川コースが大幅に変更され、岩石学的に調整された蛇行または構造的に制御された蛇行のいずれかになると主張しています。
オックスボー湖
詳細は「オックスボー湖
」を参照
河川湖の中で最も一般的なタイプの三日月湖は、独特の湾曲した形からその名前が付けられた三日月形の湖です。オックスボー湖はカットオフ湖としても知られている。このような湖は、河川の蛇行の通常のプロセスの結果として、妨げられていない氾濫原に定期的に形成されます。曲がりくねった外側が侵食され、内側に堆積物が蓄積するにつれて、川または小川は曲がりくねった水路を形成し、曲がりくねった馬蹄形の曲がり角を形成します。最終的に、その蛇行の結果として、河川チャネルは蛇行の狭い首を通り抜け、カットオフ蛇行を形成します。ネック カットオフと呼ばれるネックの最後の突破口は、大規模な洪水の際に発生することがよくこれは、水路が堤防から外れ、ネックを直接横切って流れ、洪水の全力で浸食される可能性があるためです。 .
カットオフ蛇行が形成された後、川から川の水がその端に流れ込み、洪水時にその両端に小さな三角州のような特徴を構築します。これらのデルタのような特徴は、カットオフ蛇行の両端を塞ぎ、河川の流れから分離され、川から独立した停滞した三日月湖を形成します。洪水の間、洪水の水はきめの細かい堆積物を三日月湖に堆積させます。その結果、三日月湖は時間の経過とともにきめの細かい、有機物に富んだ堆積物で満たされる傾向が
ポイントバー
ポイントバー
メアンダーバーとしても知られるポイントバーは、蛇行の内側のバンクに非粘着性堆積物の個々の付着物がゆっくりと、しばしば一時的に追加されることによって形成される河川バーです。外側のバンク。 このプロセスは、側方降着と呼ばれます。横方向の降着は、ポイントバーが水没している高水時または洪水時に主に発生します。通常、堆積物は砂、砂利、または両方の組み合わせで構成されています。いくつかのポイント バーを含む堆積物は、下流でシルト質の堆積物に変化する可能性が堆積物が堆積すると、水路の谷底からポイントバーの上面までの流れの速度と強度が低下するため、ポイントバーを構成する堆積物の垂直方向のシーケンスは、個々のポイントバー内で上向きに細かくなります。たとえば、ポイントバーがベースの砂利から上部の細かい砂まで上向きに細かいのが一般的です。堆積物の発生源は、典型的には上流の切土堤であり、そこから砂、岩石、破片が侵食され、掃引され、川床を横切って転がり、下流では川の曲がり角の内側の堤防に到達します。内側の湾曲部では、この堆積物と破片が最終的にポイントバーの滑り落ち斜面に堆積します。
スクロールバー
スクロールバーは、屈曲部の内側に非対称の尾根と湿地の地形を作成する蛇行ループの継続的な横方向の移動の結果です。地形は一般に蛇行に平行であり、カーブの外側から堆積物を切り分け、ループの内側のより遅い流れの水に堆積物を堆積させる、移動するバーフォームとバックバーシュートに関連しています 。側方付着と呼ばれるプロセス。スクロールバー堆積物は、クロスベッドと上向きの微細化パターンによって特徴付けられます。これらの特徴は、動的な河川系の結果であり、高エネルギーの洪水が発生したときに大きな粒子が運ばれ、その後徐々に消滅し、時間とともに小さな物質が堆積します (Batty 2006)。曲がりくねった川の堆積物は、より不均一な編組河川堆積物とは異なり、一般に均質で横方向に広がっています。スクロールバーの堆積には 2 つの異なるパターンが渦降着スクロール バー パターンとポイント バー スクロール パターン。川の谷を見下ろすと、ポイントバーのスクロールパターンが凸状で、渦降着スクロールバーのパターンが凹状であるため、それらを区別できます。
スクロール バーは、多くの場合、尾根の上部では明るく、湿地では暗く見えます。これは、細かい粒子を追加するか、その地域を無植生に保つことによって、風によって頂部が形成される可能性があるためです。一方、湿地の暗さは、満水時にシルトと粘土が洗い流されることが原因である可能性が湿地に溜まる水に加えて、この追加された堆積物は、湿地に蓄積する植生にとって好ましい環境です。
スリップオフスロープ
スリップオフ スロープ
蛇行が浸水した川の一部であるか、氾濫原内の自由に曲がりくねった川の一部であるかに応じて、スリップオフスロープという用語は、蛇行ループの内側の凸状の堤防を構成する 2 つの異なる河川地形を指すことができます。氾濫原の自由に蛇行する川の場合、滑り落ち斜面は、川が蛇行するにつれて堆積物が一時的に蓄積してポイントバーを形成する蛇行の内側の緩やかに傾斜した土手です。このタイプのスリップオフスロープは、カットバンクの反対側にこの用語は、曲がりくねった潮路の内側の傾斜した堤防にも適用できる。
入り組んだ川の場合、滑り落ち斜面は、非対称に張り付いた川の内側の凹んだ堤防から上昇する緩やかに傾斜した岩盤面です。このタイプの滑り落ち斜面は、多くの場合、沖積層の薄く不連続な層で覆われています。これは、川が岩盤に切り込むときに蛇行が徐々に外側に移動することによって生成されます。 スリップオフ斜面テラスとして知られる蛇行スパーのスリップオフ斜面のテラスは、活発に蛇行する川による不規則な切開の間に短い停止によって形成される.
派生数量
松花江の蛇行、スクロールバー、三日月湖
蛇行率または正弦指数は、川または小川がどの程度蛇行しているか (そのコースが可能な最短経路からどれだけ逸脱しているか) を定量化する手段です。流れの長さを谷の長さで割った値として計算されます。完全にまっすぐな川の蛇行率は 1 (谷と同じ長さ) ですが、この率が 1 を超えるほど、川はより蛇行します。
曲がりくねった指数は、マップまたはリーチと呼ばれる距離で測定された航空写真から計算されます。リーチは、平均フルバンク水路幅の少なくとも 20 倍である必要がストリームの長さは、チャネル、または thalweg、リーチ上の長さによって測定されますが、比率の最小値は、リーチを定義する 2 点間のストリームのダウンバレー長または空気距離です。
曲がりくねった指数は、ストリームの数学的記述において重要な役割を果たします。谷も同様に曲がりくねっている可能性があるため、インデックスには精緻化が必要な場合がその場合、谷指数は谷の蛇行率であり、チャネル指数はチャネルの蛇行率です。チャネルの正弦指数はチャネルの長さを谷の長さで割ったもので、標準の正弦指数はチャネルの指数を谷の指数で割ったものです。区別はさらに微妙になる可能性が
正弦指数には、非数学的ユーティリティもストリームは、それによって整理されたカテゴリに配置できます。たとえば、インデックスが 1 から 1.5 の間の場合、川は曲がりくねっていますが、1.5 から 4 の間の場合は曲がりくねっています。この指数は、河川速度と堆積物負荷の尺度でもあり、これらの量は指数 1 (直線) で最大化されます。
こちらもご覧ください
ベールの法則
ビラボン
クレバススプレー
らせん状の流れ
ジェット気流
Avulsion (川) の蛇行カットオフ
蛇行痕
リッフル プール シーケンス
参考資料と注意事項
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外部リンク
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Movshovitz-Hadar、Nitsa。Alla Shmuklar （2006-01-01)。「川の蛇行とこの現象の数学モデル」 . フィジカルプラス。イスラエル物理学会 (IPS) (7)。”