[H-GM03] 地形

[HGM03-02] 隆起速度の増加に伴う流路幅・斜面勾配の変化とその時間スケール：流域スケールの平衡状態についての考察

*高橋 直也¹、Shyu J. Bruce²、松四 雄騎³、太田 凌嘉⁴、遠田 晋次⁵ (1.東北大学理学研究科地学専攻、2.国立台湾大学地質科学系、3.京都大学防災研究所、4.京都大学理学研究科、5.東北大学災害科学国際研究所)

キーワード：岩床河川、侵食、ストリームパワーモデル、宇宙線生成核種

河川形状は地質や気候などに依存しており，境界条件に変化が生じると，それに応じて河川形状も変化する．中でも，隆起速度の変化に対する河川の変化は顕著であり，長期間継続して隆起している地域においては，未だ河川形状が変化しきっておらず，平衡状態に達していない河川が多く存在する．そのような遷移状態にある河川を調べることは，隆起速度の変化に伴う河川形状の変化様式や，形状変化に要する時間（以下，適応時間）を明らかにする上で重要である．流路勾配，流路幅，斜面勾配は，河川の侵食速度をつかさどる重要な要素であり，隆起速度の増加に伴う変化様式を明らかにするために，多くの研究が行われてきた．適応時間については，遷急点の移動速度から流路勾配の適応時間が推定可能である．流路幅と斜面勾配については，数値シミュレーションによって議論されているのみであり，ほとんど分かっていない．そこで本研究では，流路幅と斜面勾配の適応時間を遷急点の遡上速度から推定する手法を考案し，福島県の湯ノ岳断層沿いの河川について，流路幅と斜面勾配の適応時間を推定した．

湯ノ岳断層は正断層であり，断層周辺の6つの流域の本流について，上〜下流までの流路勾配（k_sn: Normalized channel steepness），流路幅，斜面勾配の変化を調べた．断層と交差する河川はいずれも明瞭な遷急点を含んでおり，遷急点より下流側のk_snは上流側のk_snよりも明らかに大きい．流路幅は，レーザー距離計を用いて満水位時の川幅（bankfull width）を計測した．平衡河川では，流域面積の増加に伴って流路が広がるが，調査対象のうち３つの河川では，流域面積の増加に伴って流路幅が狭まる区間があった．斜面勾配は，本流沿いの斜面を国土地理院の5mDEM（国土地理院）を用いてマッピングし，最上流〜最下流までの斜面勾配の変化を調べた．いずれの河川についても，下流側の斜面勾配が上流側よりも大きくなっており，両者の間には，勾配が下流側に向かって増加していく区間が存在していた．以上の結果から，湯ノ岳断層と交差している河川の流路勾配，流路幅，斜面勾配は，湯ノ岳断層の相対的隆起速度の増加に伴って変化しつつあると考えられる．また，各河川の渓流堆砂中の¹⁰Be濃度を分析して流域平均削剥速度を求め，各流域に存在する遷急点の移動速度を求めた．本発表では，流路・斜面形状の観察結果と遷急点の移動時間から流路幅，斜面勾配の適応時間を求める手法を紹介し，その結果を用いて河川流域全体が平衡状態に達するまでに要する時間について議論する．