流れる水には力があります。急流救助者は流れる水を理解する必要があります。この投稿では、川読みの基礎となる川の力学について説明します。ここで取り上げる川の力学には、川の流れ、川の障害物、川の危険が含まれます。
川の流れ
川の右岸と左岸
川の右岸と左岸は、川の利用者が使用する方向の基準です。この方向は多くの図に示されています。下流を向いているとき、右岸は右の岸であり、左岸は左の岸です。上流を向いているとき、右岸は下流を向いているときの左の岸であり、左岸は下流を向いているときの右の岸です。上流を向いているとき、右側にあるものは実際には左側にあり、左側にあるものは実際には右側にあります。
主要な流れ
主要な流れは、川が流れている一般的な方向を指します。これは、障害物のない主な流路に見られる流れです。下図では、主要な流れは層流として表されています。最も遅い流れは底の近くにあり、表面に向かう各層の水はその下の層よりも速く流れます。最も速い流れは表面のすぐ下にあります。これは、表面のすぐ上の空気が摩擦を生み、表面の水をわずかに遅くするためです。
この原理を概念化する方法として、床に積み重ねられたベニヤ板と、それぞれのベニヤ板の間に置かれた木製の棒を想像してください。ベニヤ板の山を押すと、次の上のベニヤ板は下の板の速度に自身の速度を加えた速度で移動します。したがって、ベニヤ板の山が高くなるほど、ベニヤ板の速度が大きくなります。水の表面を表す最後のベニヤ板は、その上の空気との摩擦のために、その下の板よりもわずかに遅く移動します。
この原理が救助スイマーにとって重要な意味を持つのは、デフェンシブスイムをしている時です。しばしば、表面の水に足を保つのが難しいのは、表面下の遅い流れが足を下向きに引っ張る傾向があるためです。
層流は川の深さの関数です。川の流路は通常、中央が深く、岸に向かって深さが減少するため、流路の中央または最も深い部分の流れは、岸に近い流れよりも速くなります。障害物のない流路の表面での流れの速さの違いは、下図に示されています。これも、岸に向かって浅くなる通常の川の流路を表しています。補足として、運河、橋脚、同様の壁に囲まれた流路は、流路の中央を壁、橋脚、または同様の壁に囲まれた流路まで延長したものと同じです。このような状況では、川の中央から流路の壁までの流れの差はほとんどありません。岩やその他の障害物はこの流れに影響を与えることがあります。深い流路に沈んでいる岩は、表面に沸き上がるボイルとして現れる垂直の流れを引き起こすことがあります。
下流および上流の「V」
2つの岩や他の物体が水の流れを制限し、小さなチュート（急流）を形成することがあります。岩は上流のV字型を形成し、岩の間のチュートは下流のV字型を形成します。上流と下流のV字型の間には高さの違いがあります。水は岩に対して積み重なり、水の高さが増加します。また、岩に対して水のクッションを作ります。逆に、2つの岩の間では水が急激に落ち、チュートと下流のV字型を形成します。また、この部分は標高が低くなります。ボート乗りや泳ぐ人は、この高さの違いを見つけ、下流のV字型を探し、上流のV字型を避けます。下図は典型的な川の一部とその上流および下流のV字型を示しています。
下図は、泳ぐ人の視点から見た高さの変化と上流および下流のV字型を示しています。強調のために高さの差は若干誇張されているかもしれません。これは、泳ぐ人が上図の川の一部を進むときの視点です。
曲がり
川は蛇行する傾向があります。川が曲がると、慣性により主要な流れは曲がりの外側に向かいます。深くて速く、強力な流れが曲がりの外側に達すると、川底から渦巻きの効果を生み出し、曲がりの外側により多くの表面水のスペースを作ります。水の力は曲がりの外側を侵食する傾向があり、そこに木や他のデブリ（漂流物）が川に落ち込み、ストレーナー（障害物）を形成することがあります。対照的に、遅くて浅く、弱い流れは通常、曲がりの内側にあります。
曲がりを泳ぐとき、泳ぐ人は通常、流れが遅い曲がりの内側を抱えます。曲がりの外側に移動すると、泳ぐ人は速い流れに遭遇し、その流れにより泳ぐ人は曲がりの外側の岸に押し込まれ、そこでストレーナーや他の障害物に遭遇する可能性があります。第二に、曲がりを泳ぐとき、泳ぐ人は頭を曲がりの内側に向けてわずかにフェリー角を設定します。曲がりの外側の流れが速いため、泳ぐ人が流れに平行のままでいると、流れにより向きが変わってしまいます。これは、頭と肩が足よりも速く動くためです。
チュートと波
水の狭い制約部分では、水が制約部分を通る速度を増加させます。この水は通常、滑らかな水の舌を形成します。水が制約部分を通過すると、深くて遅い水への減速により、一連の均一に間隔を空けたホタテ貝形の立波が生じます。制約の幅は数フィートから川全体の幅まで様々です。前者は小さな波のある単純な落下を作り出し、後者の川全体の制約は、波の底から波の頂上まで数フィートの高さの大きな立波を作り出すことがあります。泳ぐ人にとって重要なのは、波の間で呼吸を調整し、波を通過する際に呼吸をしないようにすることです。
川の特徴
川で見られる主な障害物は岩です。岩の水中での深さとその大きさは、川の力学に対する岩の影響を決定する重要な要素です。ピロー、ホール、エディは密接に関連しています。完全に沈んでいる岩は、表面の流れにほとんど影響を与えないか、全く影響を与えないことがあります。岩が表面に近づくと、それにより水が表面に向かって押し上げられ、岩の下流に小さな波やピローを作り出します。岩や障害物が広がると、横からの水が岩の後ろを埋めることができなくなります。これにより、岩の後ろにくぼみや空洞が生じます。水が岩を越えて流れることができなくなると、横からのみ岩の後ろの空洞を埋めることができます。エディは、露出した岩の後ろの空洞を横から埋める水によって作られます。
エディ
エディは川の岩や他の障害物の後ろに形成されます。水は障害物を通過し、その物体の後ろに空洞を作り、それを水が埋めようとします。エディには、空洞を埋めようとする水によって作られる3つの異なる部分があります。
エディの最初の部分は、主流の水が岩のそばを非常に速く流れるため、空洞を埋めるために水が上流に戻らなければならない部分です（図#1を参照）。これにより、主流とエディの流れとの間に非常に強い流れの差が生じます。下流の流れと上流の流れとの間のインターフェースは、エディラインやエディウォールを形成します。流れが急激に増加すると、エディラインはエディウォールになります。エディウォールは、岩の後ろの空洞を埋めようとするエディの流れと下流の流れとの間の垂直な高さの差です。エディウォールがある場合、エディ内にも顕著な下り流れが存在します。救助スイマーにとって、このような強力なエディは問題を引き起こし、エディが敵対的に感じられることがあります。しかし、ほとんどのエディは、主流とエディ内の上流の流れとの間にほとんど垂直な違いのないエディラインを持っています。
エディの第三部分
エディの第三部分は、主流の水が岩の後ろの空洞に入り、下流にかなり進んだ後も下流に向かって流れ続けるが、主流よりも遅い速度で流れる部分です（図#3参照）。このエディの部分は、救助スイマーにとって問題となることがあります。救助スイマーは、エディの上流の流れにいると思い込んでいるが、実際には下流に向かって移動し、エディから急速に出てしまうことがあるためです。さらに、この部分のエディでは下流に向かって流れているため、実際のエディラインは存在しません。多くの初心者の救助スイマーは、このエリアにエディに入ることを好みます。なぜなら、流れの差がなく、エディラインを越えるリスクが少ないからです。これは問題ありませんが、エディに入ったら上流に向かって泳ぐことを忘れないでください。
エディの第二部分
エディの第二部分は、エディ内の上流に向かう流れと下流に向かう流れのインターフェースです。ここでは流れは中立です。強いエディの場合、ここは救助スイマーが停滞するのに理想的な場所です。彼らは上流の流れによって岩の裏側に押し付けられることなく、エディから出るのが難しくなり、また下流に流されることもありません。
概念的には、エディの三つの部分はホールやハイドロリックと多くの同じ特徴を持っています。どちらも川が空洞を埋めようとすることによって引き起こされます。ある意味で、エディは横に回転したホールです。ほとんどのエディは友好的であり、救助スイマーは川を下る際にエディを多用します。しかし、一部のエディは暴力的で非常に敵対的であることも覚えておいてください。
ハイドロリックとホール
ホールは、川で岩や他の障害物が水が横から障害物を埋めるのを防ぐのに十分な幅を持っている場合に発生します。水は岩の上を流れ、その後ろの空洞やくぼみを埋めるために流れ込みます。水が岩を越えて流れると、川底に向かって急降下し、下流に向かって急流します。下流に向かって急流するにつれて、水は表面に戻り、3つの方向のいずれかに移動します。水の一部は再循環して上流に戻り、岩の後ろの空洞を埋めます（1）。さらに下流では、水の一部が表面に戻り、下流に向かって流れ続けます（3）。この水は、川の一般的な流れよりも遅い速度で移動し、下流に向かって進むにつれてすぐに速度を上げます。上流と下流の流れの間またはインターフェースにある流れは、中立的であり、実際には下流にも上流にも流れていません（2）。この中立領域を「ボイル」と呼びます。
ホールの形状
ホールの形状は、その友好度に影響を与えます。スマイリングホールでは、ホールの中心が両側よりも上流にあります。これは、上流側から見るとホールが笑っているように見えることから名付けられました。スマイリングホールは、泳いでいる人やパドラーにとってより友好的であり、ホールの側面に簡単に移動してホールから脱出しやすくなります。
対照的に、フラウニングホールでは、ホールの中央が両側よりも下流にあります。上流側から見るとホールがしかめっ面をしているように見えることから名付けられました。フラウニングホールの中心は下流に位置しているため、ホールの力は泳いでいる人やパドラーをホールの中心に引き寄せ、最も強力な部分に留まらせる傾向があります。これらのホールは、しばしば「キーパー」と呼ばれ、人をホールの中に閉じ込めることがあります。ホールから脱出するのは難しく、泳いでいる人やパドラーはホールの側面に到達するために文字通り上り坂を漕がなければなりません。
カヌーやカヤックに乗っている場合、ホールのどこにいるかを簡単に感じ取ることができます。ボイルの上流側にいる場合、カヌーが上流に引き込まれてホールに入るのを感じることができます。逆に、ボイルの下流側にいる場合、ボートが下流に滑り落ちてホールから出るのを感じることができます。岸に座ってパドラーを観察している場合、カヌーの態勢をよく見て、ホールのどこにいるかを判断することができます。ボートのトリムを見てください。船尾が船首よりも低い場合、カヌーは下流部分にいます。強く漕がない限り、ホールから出ているので、岸に渡って再挑戦するのが賢明です。船首が船尾よりも低い場合、カヌーは上流に移動してホールに入ります。
これらの流れを経験的に理解することは、急流救助者にとって有益です。救助者は、低頭ダムやキーパーホールの背後にある下流の流れで被害者に接近し、ホールに閉じ込められた被害者にロープを投げることができます。このエリアは救助者にとって完全に安全ですが、救助者はこれらの三つの流れの位置を正確に把握する必要があります。救助者がボイルを越えると、全てが下り坂であり、彼らもまた被害者になる可能性があります。これは珍しい状況ではありません。筆者は、救助者がボイルを越えて死亡したケースを複数確認しています。上図に示されている流れの位置を把握することが重要です。
ピロー
岩が水面に近づくと、その上を流れる水を上向きに押し上げて、水面に小さな丸い波、つまりピローを作ります。岩が水中にある深さが深いほど、ピローは下流に移動します。そして、岩が水面に近づくにつれて、ピローも岩に近づき、最終的には岩の真上に移動します。急流救助者がどのピローが水面に近くて避ける必要があり、どのピローが十分に深くて問題を引き起こさないかを見分けるには経験が必要です。
岩が最終的に水面に出ると、ピローは岩に流れ込む水のクッションになります。十分に発達したクッションに浮かぶボートは、クッションを使って岩への衝突を避けることができます。いずれにせよ、迅速な思考と素早い反応が求められます。
さらに、流れが十分に強力であれば、岩は障害物の上流に一連の圧縮波を形成することがあります（下図）。
川の危険
ストレーナー
ストレーナーは、水が障害物を通り抜けるときに形成されます。パスタがコランダー（ざる）に入っている状態に似ていて、水はストレーナーを通り抜ける一方で、被害者は無力に閉じ込められてしまいます。ストレーナーは非常に危険で、川の利用者は常にこれを避けるべきです。
木や岩が川で見られる最も一般的なストレーナーです。川が蛇行するにつれて、川の曲がり角に沿った木が川の流れによって根元が削られ、川の中に倒れ込むことがあります。また、川の曲がり角にあるストレーナーは特に危険です。なぜなら、流れが速く、流れに乗った救助者がストレーナーに流されやすくなるからです。岩もストレーナーを引き起こすことがあります。通常、岩は水がそれを通り抜けてストレーナーを形成するように配置されています。これらのストレーナーは「アンダーカットロック」と呼ばれることがあります。エディ（渦）から底から湧き上がる水や、エディライン（渦の境界線）がないエディは、アンダーカットロックの良い兆候です。
ストレーナードリルは、ストレーナーに対処するための訓練として役立ちます。しかし、基本的な戦略は回避です。ストレーナーを避けられない場合は、積極的にストレーナーに向かって泳ぎ、溺れないようにできるだけ高く乗り上げるようにします。
アンダーカットロック
多くのアンダーカットロックはストレーナーの一種です。アンダーカットロックの主な特徴は、水が岩の周りではなく、岩の下を流れることです。そのサイズによっては、流れが被害者を岩の下に引き込み、アンダーカットロックの穴（ストレーナー）に被害者を閉じ込めてしまうことがあります。
多くのボート乗りにとって、アンダーカットロックの良い兆候は、通常の川の特徴（例えばエディ）が通常とは異なる挙動を示すことです。それらは奇妙に見えたり、異常に振る舞ったりします。アンダーカットロックを見分けるためのいくつかの症状や特徴があります。
まず、岩の上流側にあるピローやクッションが欠けています。これは、水が岩に積もるのではなく、岩を通り抜けるためです。次に、開口部を通る流れが沸き立ち、その流出が川の特徴を大きく変えます。描かれたエディは通常のエディのようには振る舞いません。さらに、岩の周りを流れる流れが少なくなります。エディラインが弱くなったり、消えたりすることがあります。流出流は流れの差とエディラインを減少させます。このエディに入るボート乗りは、すぐに渡るべきエディラインがないことと流出流の力を感じるでしょう。最後に、流出と沸き立ちのために、エディ内の流れが通常とは異なります。
ローヘッドダム
ローヘッドダムとハイドロリックは本質的に同じですが、いくつかの重要な違いがあります。図を比較すると、基本的には同じ図であることが分かります。しかし、重要な違いがあります。ローヘッドダムの背後にあるハイドロリックは「完璧な」ハイドロリックです。それは川の両岸から両岸まで延びており、唯一の脱出口は下流に移動する水を捕まえて潜ることです。対照的に、自然に形成されたハイドロリックは不完全であり、通常は脱出可能です。ローヘッドダムは、落ちる水の運動エネルギーを上方に分散させて無害にするように設計されていますが、ハイドロリックは完全に形成され、岸から岸まで延びています。これが「溺れる機械」と呼ばれる理由です。
ホライズンラインは、滝やローヘッドダムのような川全体の障害物の通常の指標です。これは、上流と下流のV字型によって作られる高さの差の変種ですが、高さの差はありません。したがって、ホライズンラインです。下流を見ると、通常は穏やかなまたは滑らかな見た目の水のセクションの後に、視界から水が落ちる線が見えます。ホライズンラインのこちら側の木は通常のように見えます。しかし、ホライズンラインのすぐ下流の木は、幹の一部が切り取られたように見えることがよくあります。ホライズンラインがローヘッドダムによって形成されている場合、ダムの両側にある橋脚が明確な指標となります。
ローヘッドダムのハイドロリックに捕らわれた被害者の救助方法
いくつかの救助方法は、救助隊とその専門機材の管轄内にあります。最初の救助の原則は、ローヘッドダムの背後にあるハイドロリックが「溺れる機械」であることを理解することです。これは救助者にも適用されます。ハイドロリックに捕らわれた無拘束の救助者は、もう一人の被害者になります。ローヘッドダムの危険を完全に理解している傍観者が救助を試みて溺死した事例もあります。以下はいくつかの救助方法です。
- 消防ホースに特別なキャップを付けて空気で膨らませます。ホースをハイドロリックに閉じ込められた被害者に延ばします。これは効果がありますが、特別なキャップが必要です。
- テフラー降下を使用することもできます。これはかなりの準備時間が必要です。
- 動力ボートを使用して、ハイドロリックの背後の緩やかな下流の流れに入り、被害者にスローバックを投げます。グラップリングフックをスローバックの代わりに使用することもできます。
- 拘束された被害者がハイドロリックに入り、救助を行うこともできます。しかし、これは救助者を危険にさらす可能性があり、最後の手段として使用するべきです。
ハイドロリックの背後のスラックウォーターでの救助者の操作は、ハイドロリックの部分を経験的に理解することが必要です。この点は強調してもしすぎることはありません。
古い人工構造物
ほとんどの川には、古いダムや使用されなくなった橋脚などの人工構造物が含まれています。これらの構造物はカヌーやカヤックで遊ぶのに楽しい場所になることがありますが、常に注意が必要です。リップラップには大きなスパイクが含まれていることがあります。古いダムや橋脚には補強棒や鋭い岩があり、ひどい怪我を引き起こす可能性があります。低水位の際にサイトをチェックして危険がないか確認し、疑わしい場合は他の場所を見つけて遊びましょう。
溺死トラップフロー
川の水位はどのレベルでも危険です。川が危険な時期について人々に尋ねてください。ほとんどの人は洪水のような状況（泥水、堤防を越える水、木々の中の水、浮遊するデブリ、大きな波）を危険と関連付けます。洪水や高水位は危険であり、ほとんどの人はその危険を認識し、川に入らないようにします
多くの川では、川の水位が中程度の時にレクリエーショナルな死亡事故が発生する傾向があります。この時、川は堤防内に収まり、見た目は完全に正常です。川の通常の流れのサイクルでは、夏に多くの人が川を訪れる際に水位が低くなり、流れる水が死亡事故の要因ではなくなります。しかし、水位が上がると、川は非常に危険になることがあります。
深さ、速度、および欺瞞性が溺死トラップを定義する
中程度の流れでは、川は溺れるのに十分な力（深さと速度）を持っていますが、これは人々が洪水状態を危険とみなす一方で、中程度の流れを危険と見なさないため、欺瞞的です。典型的な東部の川の断面図は、中程度の溺死トラップの流れ、夏の低水位、および人々が通常危険と認識する洪水水位の関係を示しています。
水の深さはその速度と力の主要な決定要因です。腰の深さくらいの移動する水の中に立っていることを想像してください。少し注意すれば、流れに逆らって立つことができます。しかし、さらに1フィートの水を加えて水が腰以上になると、川の流れが簡単にあなたを動かすことができます。場合によっては、足元をすくわれて下流に流されてしまうかもしれません。川の速度が速歩きと同じくらいになると、あなたを動かし、倒し、状況によっては溺れさせる力を持ち始めます。
溺死トラップの水位を示す良い指標は、夏の間に砂利バーの年次植生が浸水しているかどうかです。春の雪解け水が流れる間に水中にあったエリアを探してください。この植生が部分的または完全に水中にある場合、川は通常よりも高く、溺死トラップの流れにある可能性があります。
溺死トラップの第三の要素は欺瞞性です。ほとんどの人は、洪水のような状態を危険と正しく認識しています。そして、それは危険です。しかし、溺死トラップの流れでは、川は堤防内に収まり、一般の訪問者にとっては完全に普通に見えます。川での調査によると、川の訪問者の4分の3は川を2回以下しか訪れたことがないことがわかりました。したがって、ほとんどの訪問者は川の通常の夏の流れがどの程度かを判断する基準がありません。川は洪水しておらず、堤防内に収まっているため普通に見えます。しかし、実際には深さと速度が事故を引き起こす可能性があります。このようにして、人々は実際の危険を容易に認識できないため、欺瞞的です。
まとめ
川の力学を理解することは、救助スイマーにとって重要です。まず、救助スイマーが第二の被害者にならないようにするためです。これはローヘッドダムの背後での救助活動で明らかです。第二に、川の力学を理解することは、救助者が川で動く際に重要です。これにより、救助が容易になり、再び救助中に第二の被害者になるのを防ぎます。最後に、急流を歩いたり泳いだりすることで、救助者は彼らが働く媒体に慣れ親しむことができます。
参考文献
- Bennett, J., (1996). The Complete Whitewater Rafter. Camden, Maine: Ragged Mountain Press.
- Dillon, P. and Oyen, J., (eds) (2009). Building Your Canoe Basics (Chapter 6) in Outdoor Adventures: Canoeing. Champaign, Illinois: Human Kinetics, March.
- Dillon, P. and Oyen, J., (eds) (2009). Water Safety and Survival Skills (Chapter 5) in Outdoor Adventures: Kayaking. Champaign, Illinois: Human Kinetics, March.
- Kauffman, R., Taylor, S., and Price, R., (1991). A Recreational Gauging and Information System to Alert Potomac River Users of Dangerous Water Levels. Annapolis, Maryland: Department of Natural Resources, Boating Administration, Planning and Policy Program. 305 pp.
- Kauffman, R. (2015). Swiftwater Rescue Packet. McHenry, Maryland: Garrett College. Unpublished packet.
コメント