はじめに
　本HPに掲載した「水平傾斜の成層砂岩にかかる高落差の直瀑群」のページを書くときに、直瀑になる条件をいろいろ考えたが、代表的直瀑である祇園滝の場合に戸惑った。結局、成層砂岩が整然として乱れが少ないことをその成因としてあげた。確かに「積み木を隙間なく積む時と隙間がある時には、どちらが壊れやすい」と言えば小学生にも答えられる問題である。でも、果たしてそんなに決定的意味を持つのだろうか。
　そんな時、久しぶりに行った熊本城の石垣の技術進歩の解説を見ると、ポイントの一つとして石を同じくらいの大きさに加工して横並びに積み上げたと書いてあった。やっぱり大事なことなんだと考えるようになった。

武者返し

　熊本城の石垣は下の方は傾斜が緩くても、登るにつれて傾斜が急になり「武者返し」と呼ばれている（図１A）。石垣にとりついた兵士が傾斜が急になってもたつくところを攻撃するのだとか。築城の名手加藤清正が築いたものだとか言われている。
 　私が初めて熊本城を訪れたのは中学校の修学旅行だった。その時この話を聞き、「最初から急傾斜に作れば良かったのに」と考えたことを覚えている。今思えば全くの浅知恵だった。
　垂直の石垣は高くなればなるほど不安定で極めて壊れやすい。それを避けるために傾斜をつけないといけない。石垣が低ければ急傾斜で良いが、高くなると次第に緩傾斜にしないといけない。なるべく高く急傾斜という矛盾した要求を満たすためには、下部は緩傾斜、上部に行くに従って急傾斜というのが力学的に最も安定する訳である。武者返しの本質は実はそこにあるのではないかと思う。

滝の河川縦断図
　そういう観点で見ると下部は緩傾斜、上部に行くほど急傾斜という滝はあちこちにありそうだ。まず、最初に思いついたのが走水の滝である（図２A）。滝口辺りは急傾斜、滝足近くではやや傾斜を緩めている。この滝は近年も崩落を繰り返し、滝壺を埋め下流では緩傾斜になっている。「急傾斜過ぎるのを崩落によりより安定した姿に近づけようとしている」と解釈して良いだろう。そのため武者返しに近いカーブを描くであろう。
　図２Ｂは西都市にある地蔵滝の周辺の河床縦断図である。地蔵滝自体は落差４０〜５０ｍ程度の直瀑と言っても良いぐらいの急斜瀑であるが、広い範囲で見ると下流が緩傾斜、上流に行くほど急傾斜で、地蔵滝はその頂点に存在する。武者返し様のカーブを描いている。
 　一般に河川は浸食が進むとその河床縦断図は指数関数に近づくことが知られている。浸食は河川全体に一様に起こるのでなく、遷急点（傾斜が急になるところ、しばしば滝になる）が最も浸食力が強くなる。図２Ｂはその様子を表している。このように河床縦断図を書いていると、滝に限らずあちこちに「武者返し」様の曲線が出てくることになる。

石垣の種類と技術の進歩
 石垣の種類には、次の三種類がある。
�@野面はぎ・・・天然石をそのまま積む。
�A打込みはぎ・・・天然石を削って整形してから積み上げ、隙間に小石を詰める。
�B切込みはぎ・・・石を加工して隙間なく積みあげる。

　この紹介した順に石垣を高く傾斜を急にすることができるが、手間も工賃も工期もかかることは容易に想像できる。
 　熊本城の石垣は全面打込みはぎが採用されている。切込みはぎの例は江戸城（皇居二重橋あたり）が有名だが、地元にもある。日南市飫肥城の石垣である（図３）。

 　図１Aをもう一度見ていただきたい。この石垣は二様の石垣といって手前の傾斜の緩い石垣が築城当時（加藤氏の時代）に築かれたもの。向こうの傾斜の急な石垣が新しく築かれたものである（細川氏）。この間の技術的進歩が同時に見られる。
　現地の案内板によるとその間の技術的進歩は石垣の�@隅の積み方と�A平部の積み方の違いに見られる。�@は滝を見る上で余り関係ないので興味ある人は脚注を見て下さい。
　�Aは古い時代が「乱れ積み」で、粗割（あまり加工していない）した石をそのまま積み上げている（図１Ｂ）。新しい時代のものは「布積み」で、方形に近く加工した石を横に並べて積みあげている（図１Ｃ）。
　詰まるところ石をバラバラに積み重ねるより、規則正しく積み重ねた方が強度が増すということである。そして、その効果は以外と大きいということである。

層理や節理の整然さと滝傾斜
　層理や節理^注２を伴った滝の場合にはそれが整然としているか、乱れているかで強度に違いがある可能性が考えられる。
　宮崎県木城町にある祇園の滝と鍵掛の滝はともに水平傾斜の厚い成層砂岩にかかる滝である。祇園滝下部の成層砂岩は整然と並んでいるが（図４A）、鍵掛の滝は乱れている（図４B）。祇園滝が見事な直瀑で落差も約７０ｍであるのに、鍵掛の滝は落差約５０ｍの急斜瀑に留まっているのはこの成層砂岩の整然さに関係していると思われる。 
　最近、訪れた熊山周辺（日向市東郷町）では尾鈴山溶結凝灰岩の板状節理が発達している。この地域の小滝の写真（立石川、猪木谷、黒仁田谷）をみると多くは整然とした節理にかかる滝である。ところが周囲を見渡すと節理の走行はバラバラである。
　節理の走行がバラバラのところは浸食に弱く、走行が揃っているところは浸食に抵抗し滝として残っているのではと考え始めている。

 最後に
　 この項の前半で述べたことは河川の浸食が進むと河川縦断図が指数関数に近づくという指摘の意味を武者返しを引き合いに出して説明した。
　後半に述べたことは、特に節理や層理がある時には、岩石の整然性を観察し、滝本体と周囲を比較することが滝を見る目の一つであるということである。私自身は他の方がこの指摘をしているのを見かけたことはない。また、この着想はまだ得たばかりであるので、これから多くの滝を見るなかで確かめていきたい。

---

注１：古い時代の積み方は「重ね積み」で石垣の隅は同じような大きさに加工した石を積み上げている。新しい時代の積み方は「算木積み」で、長方形に近く加工した石を使用し、長い方と短い方を交互に重ねていく積み方である。図１Aをよくみると分かる。

注２：岩石ができるときから存在する岩石の切れ目や境界、層構図が層理、一度岩石ができた後に割れてできるのが節理である。祇園滝などの成層砂岩は層理、溶結凝灰岩の板状節理は節理になる。