中学受験 理科 流れる水のはたらき—川の曲がり方と粒の動きから地形の変化を考える｜武蔵野個別指導塾

曲がった川の内外や粒の運ばれ方を、観察記録と例題から読み解き、地形を変える流れる水に迫ります。

流れる水は土地を削り、削ったものを運び、流れが弱まる場所などに積もらせます。川の曲がり角では、一般に外側の岸が削られ、内側に砂などが積もりやすくなります。

よくあるのは、川が曲がった内側ほど岸が削られると答える小5の場面です。図の内側と外側を見分けないまま「曲がっている所」と覚えると、どちらの岸の変化かを取り違えます。水の流れる向き、岸の位置、観察された変化を順に確かめましょう。

問題で注目する場所

出方の1つは、曲がった川の平面図に、削られやすい岸と砂が積もりやすい岸を書き入れる型です。川を上から見た図では、流れに沿って指を動かし、曲がりの中心に近い岸を内側、遠い岸を外側として分けます。左右という言葉だけで覚えると、曲がる向きが逆になったときに間違えます。

別の型では、模型の川に水を流した前後の記録を比べ、どこで何が起きたかを答えます。岸が後退した場所は削られたことを示し、水が運んだ砂がたまった場所は積もったことを示します。水が砂を動かしている途中と、砂が止まった後も区別します。

さらに、上流から下流に向けて石の様子や川幅を比べる問題もあります。上流には大きく角ばった石が、下流には小さく丸みを帯びた石が見られる傾向があります。ただし、どの川でも同じになる決まりではありません。問題の観察結果を先に読み、一般的な傾向は考える手がかりとして使います。

削る・運ぶ・積もるをつなぐ

流れる水が川底や岸の土や岩を削ることを侵食（しんしょく）といいます。削られた土や石を水が下流へ運ぶことが運搬（うんぱん）、運ばれたものが積もることが堆積（たいせき）です。3つは別々の水の動きではなく、川の異なる場所で続いて起こり得るはたらきです。

図1の矢印は水の流れです。外側では流れが岸に当たって岸が削られやすく、内側では流れが比較的ゆるやかになって砂などが積もりやすくなります。内側にも水は流れますし、外側に粒が全くないという意味でもありません。実際の川では川底の形や水の量によって、流れ方が変わります。

山地の上流では傾きが大きく、流れが速い所が多いため、川底を削るはたらきが目立ちます。下流では傾きがゆるやかになり、運ばれた砂や泥が積もりやすい所が見られます。上流と下流のどちらでも3つのはたらきは起こり得るので、「上流は侵食だけ」「下流は堆積だけ」と決めません。

石は運ばれる間にぶつかったり、こすれたりして、角が取れることがあります。大きい石は運ばれにくく、小さい粒は運ばれやすい傾向がありますが、流れの速さだけから粒の大きさを断定することはできません。そこにどんな粒があるか、水の量や川底の形も影響します。

雨などで川の水が増える増水（ぞうすい）のときは、水の流れが強くなり、ふだんは動きにくい石や土も運ばれることがあります。岸が大きく削られたり、運ばれたものが別の場所に積もったりします。実際の川の近くで増水の様子を確かめに行かず、問題の図や記録で考えます。

川の水が流れ出る先で、傾きが急にゆるやかになる場所にも注目します。山から平地に出たところでは、水が運んだ土砂が積もって広がることがあります。河口付近でも、水の流れが弱まるなどして細かい土砂が積もる場合があります。ただし、地形の名前を覚えただけでは、どこで何が起きたかは説明できません。流れの変化と運ばれた粒の行方をつなげて考えます。

観察記録を読む際は、まず水を流す前の岸の線と、流した後の岸の線を比べます。後の線が水路から遠ざかっていれば、その部分の岸が削られたと読めます。反対に、水路の中に新しく粒が集まっていれば、そこに積もったことを示します。水面の見た目だけでは川底がどう変わったか決められないので、問題に示された断面や前後の記録も使いましょう。

川底に残った粒の大きさと、流れてきた粒の大きさを混同しないことも必要です。どちらを記録した表なのか、見出しを確かめてから比べます。

基本例題：曲がり角の記録を読む

模型の川に水を流しました。図2は上から見た様子で、水は上から下へ流れています。曲がり角の外側をA、内側をBとします。流す前後を比べると、Aの岸は後退し、Bには砂がたまりました。AとBで目立つ水のはたらきを、それぞれ名前で答え、記録を根拠に説明してください。

図2のAとBは、それぞれ外側と内側の岸を示します。まず記録を表に移すと、岸の変化と砂の変化を別々に読めます。

Aで目立つはたらきは侵食です。岸が後退したことから、流れる水が土を削ったと考えられます。Bで目立つはたらきは堆積です。水が運んだ砂がその場所に積もったことが根拠です。

ここで運搬はどこへ消えたのでしょうか。Bの砂がそこへ届くまでには、水によって粒が運ばれる過程があります。ただし、表の「砂がたまった」という記録が直接示すのは、Bで粒が積もったことです。問われた場所と観察した事実を結び付けて答えると、3つの言葉を混ぜずにすみます。

もし図の流れる向きが下から上でも、同じ曲がりの内側と外側は入れ替わりません。一方、図そのものが左右反転すれば、紙の左と右は入れ替わります。川の形を見て内外を決める手順を使えば、図の向きが変わっても考えられます。

少し難しい例題：粒と流れの条件を分ける

同じ形の2本の水路に、同じ量の水を流します。水路Pの上流には大きな粒と小さな粒があり、水路Qの上流には小さな粒しかありません。水を流した後、どちらの下流にも小さな粒が積もり、Pでは大きな粒が途中に残りました。次のアとイのうち、記録から言えるものを選び、理由を答えてください。

ア：Qに大きな粒が積もらなかったのは、必ずQの流れが弱いからです。
イ：Qには初めから大きな粒がないので、下流の粒だけでは流れの強さを決められません。

答えはイです。Qには運ばれる大きな粒が初めからありません。下流にその粒が見られない理由として、粒が供給されていないことが考えられます。アは流れの強さだけを原因と決めているため、与えられた条件からは言えません。

Pで大きな粒が途中に残ったという記録からは、その粒が下流まで届かなかったことがわかります。しかし、大きな粒が動かなかったのか、途中まで動いて止まったのかは、この記録だけでは決められません。水を流している間の観察があれば、運搬の途中も調べられます。

比べるときの分かれ目は、流れ以外の条件がそろっているかです。流れの強さの影響を調べたいなら、水路の形や用意する粒などをそろえ、水の流れの条件を変えた結果を比べます。条件が複数違うときは、どれが結果に影響したかを一つに決められません。

まちがいから岸の見方を直す

「曲がり角の内側は水が曲がる先なので、外側より強く削られる」という答えを考えます。原因は、水の流れる向きをたどらず、図の内側という名前だけから岸の変化を想像したことです。図3で、まず曲がりの内側と外側を指し、それぞれに起こりやすい変化を確認します。

図3では、内側に積もる砂と、削られやすい外側の岸を示しています。水の矢印を上から下へたどり、曲がりの中心に近い岸を内側と呼ぶことからやり直します。外側を示す位置に侵食、内側の砂の位置に堆積と書けば、場所と用語がつながります。

もう1つの誤りは「下流に小さな粒があるから、その場所の流れは必ず遅い」と答えることです。小さな粒は流れが弱まって積もることがありますが、そこに供給された粒の種類なども必要な情報です。記録にない流れの速さを作らず、「小さな粒が積もっている」と観察事実に戻します。

また、岸から削られた土が水中を動く場面を堆積と呼ぶ誤りもあります。土が岸から離れるときは侵食、動いているときは運搬、止まって積もるときは堆積です。粒が今どの状態にあるかを短い動詞で言い換えると、用語を選びやすくなります。

練習：記録から考える

次の4問はそれぞれ独立した問題です。記録に書かれた条件の範囲で答えましょう。

問題

1. 曲がった水路の外側の岸Cが水を流した後に削れていました。Cで目立ったはたらきの名前を答え、岸の変化を使って理由を書いてください。

2. 水に流された砂が、ゆるやかな流れの場所Dで水路の底にたまりました。砂が動いている間と、Dにたまった後のはたらきを順に答えてください。

3. 同じ水路で、ふだんの水量では動かなかった石が、水量を増やした後に下流へ動きました。この記録から言えることをア、イから選び、理由を書いてください。ア：水が増えると石はどんな場合も動く。イ：この水路では水量を増やした後に石が動いた。

4. 山に近い地点Eの石は大きく角ばり、海に近い地点Fの石は小さく丸みを帯びていました。石が運ばれる間の変化を使い、観察結果に合う説明を書いてください。また、この記録だけでFの流速を決められるか答えてください。

答えと考え方

1. 侵食です。Cの岸が削れたという記録が、流れる水によって土が取り去られたことを示しています。外側にあるという位置の知識に加え、実際に記録された変化を根拠にします。

2. 運搬、堆積の順です。水とともに砂が動いている間は運搬です。Dで動きが止まり、底にたまった後は堆積です。砂がどこから削られたかは問題に書かれていないので、その場所を決める必要はありません。

3. イです。記録は、この水路で水量を増やした後に石が動いたことを示しています。アは、石の大きさや水路の条件が異なる場合まで結論を広げています。この実験の結果だけから、どんな場合にも石が動くとは言えません。

4. 石が水に運ばれる間に、ほかの石や川底とぶつかったりこすれたりして、角が取れたと考えられます。小さな粒が下流へ運ばれたことも、観察結果を考える手がかりです。ただし、Fの粒の様子だけから流速は決められません。もとの粒の種類や運ばれ方なども関係するためです。

記録を使う問題では、結論と根拠を別に言えるようにしましょう。例えば岸が後退したという事実は侵食の根拠ですが、それだけで削られた土が最後にどこへ積もったかまではわかりません。粒が通った場所や積もった場所の記録があれば、運搬や堆積についても考えられます。観察されていない途中の道筋を、図に勝手に書き足さないことが大切です。

同じ水路を比べるときも、流す前の土の量や粒の種類が違えば、結果の差を水量だけで説明できません。条件を表に書き出し、同じところと違うところを分けます。違う条件が複数ある場合には、どの条件が影響したかを一つに決めず、さらに何をそろえれば比べられるか考えます。こうした読み方は、曲がり角の岸の変化を調べる模型にも使えます。

覚えておくこと

侵食は削る、運搬は運ぶ、堆積は積もるはたらきです。
曲がり角では一般に外側が削られ、内側に砂が積もりやすくなります。
粒の大きさだけで流速を決めず、与えられた条件と記録を読みます。
増水によって、運ばれる土や石や岸の形が変わることがあります。

家で見守るときの戻り方

お子さまが答えを迷ったら、まず図の水がどちらへ流れるかを指してもらいます。次に曲がり角を指でたどり、内側と外側の岸をそれぞれ示せるか見ます。岸の位置を正しく示せるのに用語を間違える場合は、「削れる」「運ばれる」「積もる」と記録の動きを言葉に戻します。

粒の問題でつまずいたときは、用意した粒、水の量、観察された場所を問題文で指してもらいます。条件が書かれていない部分を想像で補っていないか確かめ、記録から言えることと言えないことを分けます。答えを先に伝えず、一つ前の手順へ戻すと、お子さま自身が間違えた場所を見つけられます。

川の形と粒の記録を結び付ければ、水が土地を変える道筋をたどれます。