流れる水の働きシミュレーター（しん食・運ぱん・たい積）

このシミュレーションでわかること

曲がって流れている所では、外側は流れが速く、川岸がけずられてがけになり、川底も深くなります。内側は流れがおそく、石やすなが積もって川原ができます。また、上流には大きくて角ばった石が多く、下流には小さくて丸い石やすなが多く見られます。

小学校5年の理科「流れる水の働きと土地の変化」（学習指導要領 第5学年 B（3））で学ぶ内容です。学習指導要領の解説では、野外での観察のほか、人工の流れをつくったモデル実験で水の速さや量を変えて調べることや、大雨で増水した川のようすを映像などで調べることが例にあげられています。

授業での使い方

• 導入：大雨のあとの川のようす（水がにごって茶色い、水の量が多い、流れが速い）を思い出させ、「流れる水には、どんなはたらきがあるのだろう」と問いかけます。シミュレーションを動かして、土がけずられ、運ばれ、積もっていくようすを見せます。
• 展開：校庭の土の山や、土を入れたといなどに水を流すモデル実験の前に、予想を立てるときに使えます。「土地のかたむき」と「水の量」は、変える条件を1つだけにしてくらべます。「観察する場所」で曲がった所の外側と内側を切りかえて、流れの速さをくらべます。実験のあとは、実験の結果と見くらべて、実際の川のようすにつなげます。
• まとめ：場所を「上流」「下流」に切りかえて、川原の石の大きさや形のちがいを確かめます。「☔ 大雨をふらせる」で、増水すると土地のようすが大きく変わることや、川の水があふれるきけんがあることを話し合い、川の災害にそなえるくふうにつなげます。

児童への問いの例：

1. 曲がって流れている所で、外側と内側では、流れの速さや川の深さはどうちがうでしょうか。
2. 水の量を多くすると、けずられる土や運ばれる土の量はどう変わるでしょうか。
3. 上流と下流で、川原の石の大きさや形がちがうのはなぜでしょうか。

しくみ・解説

流れる水の3つのはたらき

流れが速いほど、けずるはたらきと運ぶはたらきは大きくなります。流れがおそくなると、運ばれていた石や土が、大きい（重い）ものから先に積もります。

シミュレーションの上に出る「けずられた土 ＝ 運ばれている土 ＋ 積もった土」は、けずられた土が運ばれて、やがてどこかに積もることを表しています（数は、シミュレーションの中の土のつぶの数です）。水の量を「多い」や「大雨」にしたり、「早送り」にしたりすると、数のふえ方が速くなります。

曲がって流れている所（外側と内側）

川が曲がっている所では、水が外側におしつけられるように流れるので、外側の流れが速くなります。そのため外側では、川岸や川底がけずられて、がけになったり深くなったりします。内側は流れがおそいので、運ばれてきた石やすなが積もって、川原ができます。シミュレーションでも、外側の岸が少しずつけずられてこい茶色の「がけ」の線がのび、内側に土のつぶが積もっていきます。長い年月のあいだに、これがくり返されて、川の曲がり方は少しずつ大きくなっていきます。

上流・中流・下流のちがい

上流の石が大きくて角ばっているのは、山の岩がくずれてできたばかりの石だからです。石は、流れる水に運ばれるあいだに、ほかの石や川底とぶつかったりこすれたりして、角がとれて丸くなり、小さくなっていきます。また、大きくて重い石は、流れが速くないと運ばれないので、上流に多く残ります。

このシミュレーションの初期設定（土地のかたむき「ふつう」・水の量「ふつう」）では、それぞれの場所は次のようになります。

大雨と増水

雨が短い時間にたくさん降ったり、長い時間降り続いたりすると、川の水の量がふえ（増水）、流れも速くなります。すると、しん食や運ぱんのはたらきが大きくなり、川岸が大きくけずられたり、たくさんの土や石が運ばれたりして、短い時間で土地のようすが大きく変わることがあります。水が川からあふれると、こう水になります。

シミュレーションで「☔ 大雨をふらせる」をおすと、約20秒のあいだ水の量がふえます。水が茶色くにごるのは、けずられた土をたくさん運んでいるからです。水の量を「あふれるほど多い」にして大雨をふらせると、下流で川の水があふれ、家のまわりまで水が来ることがあります。

川の災害にそなえる

• 大雨のときや大雨のあとは、川に近づかない（上流で降った雨で、急に水がふえることもあります）。
• 住んでいる地いきのハザードマップで、水につかるおそれのある場所や、ひなんする場所を、家の人といっしょに確かめておく。
• 気象庁の「キキクル（危険度分布）」や、市町村から出されるひなんの情報に気をつける。
• 川には、水があふれないようにする「てい防」、水の量を調節する「ダム」、土や石が一度に流れ出るのを防ぐ「砂防（さぼう）ダム」、川岸がけずられないように守る「護岸（ごがん）ブロック」など、災害を防ぐくふうがあります。

川原の石を観察するとき

• 石の大きさ（ものさしで長さをはかる）、形（角ばっているか、丸いか）、色をくらべ、記録します。
• 上流・中流・下流の石の写真や標本と見くらべます。
• 川原での観察は、天気や川の水の量に気をつけて、かならず大人といっしょに行います。

参考

• 文部科学省「小学校学習指導要領（平成29年告示）解説 理科編」第5学年 B（3）流れる水の働きと土地の変化（文部科学省 学習指導要領解説のページ）
• 小学校理科の教科書（東京書籍「新しい理科」、啓林館「わくわく理科」、大日本図書「たのしい理科」など）5年の「流れる水のはたらき」の単元
• 国土交通省・国土地理院「ハザードマップポータルサイト」（ハザードマップポータルサイト）
• 気象庁「キキクル（危険度分布）」（気象庁 キキクル）

引用・転載について

本ページのシミュレーション結果・数値は、出典を明記いただければブログ・ニュース記事・SNS・授業や社内資料への引用を歓迎します。事前連絡は不要です。

よくある質問

流れる水のはたらきには、どんなものがありますか？

地面をけずる「しん食」、けずった土や石を運ぶ「運ぱん」、運んだ土や石を積もらせる「たい積」の3つがあります。流れが速い所ではけずるはたらきと運ぶはたらきが大きく、流れがおそい所では積もらせるはたらきが大きくなります。

川が曲がって流れている所では、外側と内側で何がちがいますか？

外側は流れが速く、川岸や川底がけずられて、がけになったり深くなったりします。内側は流れがおそく、石やすなが積もって川原になります。

上流と下流で、川原の石の大きさや形がちがうのはなぜですか？

上流の石は、山の岩がくずれてできたばかりなので、大きくて角ばっています。流れる水に運ばれるあいだに、石どうしや川底とぶつかったりこすれたりして、角がとれて丸く、小さくなっていきます。また、大きくて重い石は流れが速くないと運ばれないので、上流に残りやすくなります。

大雨で川の水がふえると、どうなりますか？

流れが速くなり、けずるはたらきと運ぶはたらきが大きくなります。川岸が大きくけずられたり、ふだんは動かない大きな石まで運ばれたりして、短い時間で土地のようすが大きく変わることがあります。水が川からあふれると、こう水になります。大雨のときは、川に近づかないようにしましょう。

土地のかたむきが大きいと、流れはどうなりますか？

かたむきが大きい（急な）所ほど、水の流れは速くなります。山の中の上流はかたむきが大きいので流れが速く、平地の下流はかたむきが小さいので流れがおそくなります。

川の災害を防ぐために、どんなくふうがありますか？

川の水があふれないようにする「てい防」、水の量を調節する「ダム」、土や石が一度に流れ出るのを防ぐ「砂防（さぼう）ダム」、川岸がけずられないように守る「護岸（ごがん）ブロック」などがあります。住んでいる地いきのハザードマップで、ひなんする場所を確かめておくことも大切です。