人間登場以前の水の行方これから、河川から取水された水の行方を追って行くことになりますが、その前に、人為の現れる前の水の行方について考えてみます。それが、水の循環における人の行動の基盤と人の関わりの意味をより明らかにするのにも役立つと思うからです。大局的(最大のマクロ)な見方、地球規模の水の循環では、教科書でお馴染みの図の如く、地表に降り立った雨は、河川を下り海に出て海面から蒸発し大気圏に戻ります。マクロの程度をずっと下げて集中過程の部分に的を絞ると、水が渓流へと流れ込んでいる森の中で、木々からの蒸発散で大気圏へと戻る水も見えることでしょう。(地下を経由する水の場合はここでは考えないことにし地上の水に限りましょう。)さらにマクロの程度を下げると、一本のブナの木が見えてきて、ブナの樹幹流が頭に浮んできます。ブナの樹幹流といわれるもの、それは、一帯に降り注ぐ雨滴の一部がブナの葉に受け止められて、葉の形と重力の作用で、葉の表面を葉柄の方向へと流れ下り、小枝から大枝そして幹へと集まって、幹に沿って流れ下っている雨滴の集団だと考えられ、人がそれを樹幹流と名付けたものでしょう。ところで、この樹幹流になるのは、ブナの木の周囲に降り注ぐ雨滴群のうち、葉に受け止められた雨滴です。雨滴群の雨滴の数の増加(降雨強度の増加)と共に、重力の作用で枝や葉から森の地表へと直接落下する雨滴が増加し樹幹流になる割合は低下していくだろうと考えられます。一本の樹木をめぐることとは言いながら、水利を頭に描くと印象的なことです。それに周囲には、葉に触ることもなく直接地表へ落下する雨滴ももちろんあるでしょう。樹幹流の水は幹周りの土中に広がって土中に一時貯留されることになります。幹から伸びている大根、小根、毛根の表面と根の周囲の状態が、水が土中へ広がっていく、その広がり方に関係していることには留意がいるのでしょう。土中に広がった樹幹流の水と地表から移動してきた水は、一時(0時間の場合もあるでしょうが)そこに貯留され、毛根からブナに取り込まれ、小根、大根、そして幹の中を上昇して行き、幹から大枝、小枝、葉柄へと広がって、さらに一枚の葉の中に広がる葉脈で、葉全体に広がり、気孔から大気へと放たれ、気流によって大気の大循環に加わることになるのでしょう。この過程で、この木と外部の関係で、3つのことに注意をはらっておきたいと思います。一つは樹幹流になる過程で、この木の流れの過程から外れる雨滴があることと、その雨滴は葉に捉えられなかった雨滴と共に地表に落ちて、この木の樹冠の下の地下に広がる毛根の周囲に達するものがあることです。周囲で、この木の水の流れの過程から外れるものがあることです。三つ目は、根と周囲の土の関係です。土が過程に加わることによって、この水の流れの過程に貯留機能が加わることです。樹木の生理的機能にも貯留機能があるでしょうが、樹木の利用している土の貯留能力はそれに比してはるかに大きなものだと思われます。水利からのアナロジーの強い見方ですが、一本のブナをめぐってそのような循環を考えてみることができます。このように、水の循環についてマクロの程度をずっと下げてみて、水の行方を考えて行くと、河川での流れや、取水後の流れについても、マクロの程度を下げて考えてみたくなります。河川での流れ(集中過程)についてまず、先回述べた水の集中過程について、水の流れへの、地形と位置のエネルギーの影響について、マクロの程度を下げた見方が出来る場合を考えてみましょう。水の流れは、取水された後は、広がる(広げる)ために分かれる(分水する)ことが主になりますが、それまでの水の流れは集まること(集中)が主です。集まることをマクロの程度を下げて考えてみます。マクロ、ミクロのスケールを問わず、ブナの葉から渓谷まで、水が集まる基本には、凹形の形状が連続している単位体(凹形単位体と表記、もっとも単純化して平面の組み合わせにした場合は逆三角形の樋形:以下、幅×深さ×長さを持つこのようなブロックを“三角チャンネル”とも表記する)が必要です。突き詰めて考えれば、水の流れはどの部分をとっても、この凹形単位体(単純モデルは三角チャンネル)の規則だった集合体として表わされると考えられましょう。ところで、この凹形をどのように形としてモデル化するかは、河川に適用するとすれば興味深いことでありましょう。三角か、ハーフパイプのような半円か、矩形か、台形か、河川の現実の形、取り扱う変数の数など、専門家が話題にすれば、面白い知見があることでありましょう。ここでは、現実を離れて考えていますので、一番単純な二平面の組み合わせの三角チャンネルといたします。ところで、ここに至って(そしてこれからも)、記述が無用と思えるまでに抽象に陥っていますが、それは、考えるための手段でして、抽象的・客観的に考え(モデル的に述べ)たほうが、話の本質が見えやすくなるだろうと考えてのことで、物理や数学の話でもないのに申し訳ないことだと思っております。