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地形学では、排水システム（河川システムとも呼ばれる）は、特定の流域内の小川、河川、湖によって形成されるパターンです。これらは、土地の地形、特定の地域が硬い岩石で覆われているか柔らかい岩石で覆われているか、および土地の勾配によって決まります。地形学者と水文学者は、しばしば小川を排水流域（およびサブ流域）の一部と見なします。これは、小川が流出、通過水、およびその飽和相当量である地下水の流れを受け取る地形領域です。排水流域の数、大きさ、形状はさまざまであり、地形図が大きく詳細であるほど、利用できる情報が多くなります。[1]
排水パターン
排水路の形状に応じて、排水システムは排水パターンと呼ばれるいくつかのカテゴリのいずれかに分類されます。これらは土地の地形と地質によって異なります。 [2]
平行パターン、樹状パターン、トレリス パターン間では、あらゆる形式の遷移が発生する可能性があります。
一致する排水パターンと一致しない排水パターン
排水システムは、そのパターンがそれが流れる地形の構造や起伏と相関している場合、調和的であると説明されます。[2]
不一致なシステムまたはパターンは、その地域の地形や地質とは相関しません。不一致な排水パターンは、先行型と重ね合わせ型の2つの主なタイプに分類され、[2]先行位置排水パターンはこれら2つを組み合わせたものです。先行位置排水では、川の垂直侵食能力は、地殻変動による土地の隆起の能力と一致します。重ね合わせ排水は異なる形で発達します。最初は、排水システムが「若い」岩石で構成された表面に発達しますが、削剥活動によりこの若い岩石の表面は除去され、川は一見新しい表面のように見えますが、実際には古い地層の岩石で構成された表面を流れ続けます。
樹枝状排水パターン
樹枝状排水システム（ギリシャ語の δενδρίτης、樹枝状、「木のまたは木のよう」に由来）は直線ではなく、排水システムの最も一般的な形態です。これには、多くの支流（木の小枝に類似）があり、それらは本流の支流（それぞれ木の枝と幹）に合流します。それらは、土地の優勢な勾配と一致し、それに強く従う川の水路に水を供給すると考えられています。真の樹枝状システムはV字型の谷に形成されます。その結果、岩石の種類は不浸透性で非多孔性である必要があります。[3]
平行排水パターン
並行排水システムは、露出した抵抗力のある岩石帯のような細長い地形で発生し、通常は自然の断層や浸食（卓越風の痕跡など）に続きます。水路は速くまっすぐに流れ、支流はほとんどなく、すべて同じ方向に流れます。このシステムは非常に長く均一な斜面で形成され、たとえばケニアのアバーデア山脈から南東に流れる高地の河川やミャンマーの多くの河川がこれにあたります。
これは、急峻に褶曲した岩盤の領域を横切る大きな断層を示している場合があります。
トレリス排水パターン
トレリス排水システムの形状は、一般的な庭のトレリスに似ています。ストライクバレーに沿って、小さな支流が山腹の急斜面に流れ込みます。これらの支流はほぼ垂直に本流に流れ込み、システムのトレリスのような外観を引き起こします。これらは、本流の両岸に硬い地層と柔らかい地層が存在する場所に形成され、侵食によって強調された高さを反映しています。トレリス排水は、北米のアパラチア山脈やトリニダード島北部などの褶曲山脈の特徴です。[2]
長方形の排水パターン
長方形の排水路は、侵食に対してほぼ均一な抵抗力を持つ岩石で発達しますが、2つの接合方向がほぼ直角または90度で接合されています。接合部は通常、岩石全体よりも侵食に対する抵抗力が低いため、侵食によって接合部が優先的に開き、最終的に接合部に沿って川が形成されます。その結果、川は主に直角に曲がった直線部分で構成され、支流はより大きな川に直角に合流する水系が形成されます。[2]このパターンは、ネパールの アルン川で見られます。
放射状排水パターン
放射状の排水システムでは、水流は中央の高点から外側に放射状に広がります。火山には通常、この典型的な特徴があり、一般的には適度なドームまたは硬いドーム が形成されます。このパターンは、水流がさまざまな方向に流れるときに形成されます (つまり、かなり長期にわたって)。
インドでは、アマルカンタク山脈とラムガルクレーターが最も典型的な例であり、エチオピアではドゥグア・テンビエンが典型的である。[4]
求心排水パターン
流れが一点（通常は窪地または盆地）に集まると、求心性または内陸排水パターンが形成されます。
排水パターンの乱れ
乱れた排水システムとは、河川や湖沼に一貫したパターンがない流域の排水システムです。石灰岩の堆積が広範囲に及ぶ地域では、地表の水流が洞窟や地下の排水路を通って地下水に消えてしまうため、乱れた排水システムが形成されることがあります。[ 5]また、地質学的に多くの混乱があった地域でも乱れた排水システムが形成されることがあります。
典型的な例はカナダ楯状地です。最終氷期には表土が削り取られ、ほとんどが岩がむき出しになりました。氷河が溶けて、土地には多くの標高の不規則性が残り、低地に大量の水が集まり、その結果、この地域には多くの湖ができました。流域はまだ新しく、まだ整いつつありますが、最終的にはシステムが安定するでしょう。[1]
環状排水パターン
環状の排水パターンでは、水流は弱い岩石の帯に沿って接線方向またはより同心円状の経路を描き、他のものとともに、大まかに描かれたリングを見ることができます。これは、サウスダコタ州のブラックヒルズのドーム状構造をほぼ取り囲むレッドバレーのように、浸食によって硬度の大きく異なる縁取りの堆積層が露出した、十分に開析された構造ドームまたは盆地を排水する水流で最もよく表れます。
アストロブレムや泥ダイアピルもこの種の排水パターンを引き起こす可能性があると考えられています。[6]
角度排水パターン
角状の排水パターンは、岩盤の節理と断層が長方形の排水パターン以外の角度で交差する場所で形成されます。角度は90度より大きいか小さい場合があります。[7]
統合排水
統合排水路は、乾燥気候に特徴的な成熟した排水システムです。これは、山や尾根などの高地によって以前は分離されていた個々の流域が合体して形成されます。低い流域からの上流侵食によって障壁が破られる可能性があり、また、堆積（流域内の堆積物の蓄積）によって高い流域から溢れ出る可能性もあります。排水システムの統合の効果は、局所的な高いベースレベルを単一の低いベースレベルに置き換えることです。 [8]
統合された排水路の一例は、リオグランデ川が排水する地域である。現代のリオグランデ渓谷を形成する堆積盆地は、比較的最近の地質時代まで、メキシコ湾に流れ込む単一の河川系に統合されていなかった。代わりに、リオグランデリフトの開口部によって形成された盆地は、当初は外部排水がなく中央プラヤを持つボルソンであった。[9]エスパニョーラ盆地にはすでに1300万年前に軸となる川が存在し、690万年前にはサントドミンゴ盆地に達していた。しかし、この時点では、川は南アルバカーキ盆地のプラヤに流れ込み、ポポトサ層を堆積させた。[10]この川の上流域は現代のリオチャマ川に相当していたが、500万年前までには、東サンファン山脈を排水する先祖のリオグランデ川が先祖のリオチャマ川に合流していた。[9]
祖先のリオグランデ川は次第に南の盆地と統合し、450万年前にはパロマス盆地、310万年前にはメシラ盆地、206万年前にはテキサスに達し、最終的に80万年前にペコス川と合流してメキシコ湾に流れ込んだ。タオス高原の火山活動によりサンルイス盆地からの排水量は減少したが、44万年前にアラモサ湖が排水され、サンルイス盆地はリオグランデ川盆地に完全に再統合された。[9]
統合された排水路は、暁新世と始新世の北アメリカ西部に広く存在し、[11]火星の表面にも統合された排水路が存在した証拠がある。[12]
参照
参考文献
- ^ ab Pidwirny, M., (2006). 「流域概念」. 自然地理学の基礎、第 2 版。
- ^ abcde 「Ritter, Michael E., The Physical Environment: an Introduction to Physical Geography. 2006」。2017年9月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年7月18日閲覧。
- ^ ランバート、デイビッド (1998)。地質学フィールドガイド。チェックマークブックス。pp. 130–131。ISBN 0-8160-3823-6。
- ^ Amanuel Zenebe および同僚 (2019)。テケゼ流域の源流にあるギバ川、タンクワ川、ツァリエット川。エチオピアの熱帯山地でのジオトレッキング - ドグア・テンビエン地区。SpringerNature。doi : 10.1007 / 978-3-030-04955-3_14。ISBN 978-3-030-04954-6。
- ^ 「11 水 – 地質学入門」 。 2022年9月28日閲覧。
- ^ Colucci, Sabrina; Fidani, Cristiano (2022). 「マルケ州（イタリア中部）の円形構造の予備的な地形学的および水文学的特徴とその起源の可能性」Géomorphologie . 28 (2): 126–136. doi :10.4000/geomorphologie.17007.
- ^ イースターブルック、ドン J (1969)。第 7 章、渓流の谷と排水パターンの起源。 地形学の原理。McGraw-Hill Book Company。pp. 148-153。ISBN 0-07-018780-0 (この著者は、樹枝状、格子状、長方形、角状、放射状、環状、求心状、平行排水パターンを定義しています)
- ^ ジャクソン、ジュリア A. 編 (1997)。「統合排水」。地質学用語集(第 4 版)。バージニア州アレクサンドリア: アメリカ地質学研究所。ISBN 0922152349。
- ^ abc Repasch, Marisa; Karlstrom, Karl; Heizler, Matt; Pecha, Mark (2017年5月). 「過去800万年間のリオグランデ川流域の誕生と進化：漸進的下方統合とテクトニクス、火山活動、気候の影響」. Earth-Science Reviews . 168 : 113–164. Bibcode :2017ESRv..168..113R. doi :10.1016/j.earscirev.2017.03.003.
- ^ Koning, Daniel J.; Jochems, Andy P.; Heizler, Matthew T. (2018). 「ニューメキシコ州南部におけるリオグランデ川初期進化期の初期鮮新世古谷の侵食」(PDF)。ニューメキシコ地質学会フィールドカンファレンスシリーズ。69 :93–108 。2020年5月20日閲覧。
- ^ Mackey, GN; Horton, BK; Milliken, KL (2012-05-01). 「メキシコ湾西部流域の Paleocene-Eocene Wilcox Group の起源: 南部ララミデ ロッキー山脈とコルディレラ弧の統合排水の証拠」. Geological Society of America Bulletin . 124 (5–6): 1007–1024. Bibcode :2012GSAB..124.1007M. doi :10.1130/B30458.1.
- ^ Hynek, Brian M.; Phillips, Roger J. (2003). 「新たなデータは火星の成熟した統合排水システムを明らかにし、過去の降水量を示している」地質学31 ( 9): 757. Bibcode :2003Geo....31..757H. doi :10.1130/G19607.1.
外部リンク
- StarHydro – 河川地形学と流域水文学の概念をカバーするソフトウェアツール