유출수 및 하천 흐름

유출수라는 용어는 저류되거나 대기 중으로 증발된 물과는 대조적으로 흐르는 물 또는 흐르는 상태에 있는 물에 사용됩니다. 이러한 흐름 조건은 수문 순환의 여러 단계에서 발생하기 때문에 다양한 유형의 유출수가 있습니다. 지표 유출수는 지표면을 통해 하천 수로에 도달하고 수로를 통해 유역 배출구로 이동하는 유출수의 일부입니다. 정확히 표현하면 지표유출수에는 수로 도달 지점 위로 직접 떨어지는 강수량도 포함되지만 일반적으로 지표 유출수에는 수로상 강수는 포함하지 않습니다. 지표 유출은 하천의 흐름으로 비교적 빠르게 나타납니다.

수문 순환에서 유출의 형태

 

지표하 유출수는 유출수의 일부가 땅속으로 이동하여 하천 수로와 최종적으로 유역 배출구에 도달하는 것을 말합니다. 이는 두 부분으로 구성됩니다. 한 부분은 불포화 지대 내의 상부 토양 지평선 또는 얕게 자리잡은 포화 지대를 통해 하천 수로를 향해 측면으로 이동합니다. 이를 지표하 강우 흐름, 상호 흐름 또는 관통 흐름이라고 합니다. 또 다른 부분은 포화 지대까지 더 깊숙하게 침투하여 지하수 흐름을 형성합니다. 이 흐름은 기본 유출수 또는 기본 흐름으로 하천을 통해 배출됩니다. 

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하천으로의 지하수 흐름은 과거에 침투한 강수량 때문입니다. 따라서 이를 지연 유출이라고 합니다. 지표하 우수는 지표유량과 기저유량 사이에 하천까지의 중간 이동 시간이 있습니다. 반응 시간이 짧은 경우, 지표하 우수는 지표 흐름에 기여하는 것으로 간주되기도 합니다. 하천의 하류 끝에 있는 지표 유출수와 지표 하부 유출수로 구성된 총 유출수가 하천 흐름을 형성합니다. 따라서 유출수는 결국 하천 흐름으로 나타나는 강수량의 일부입니다. 기저유량 기여도를 제외한 나머지의 흐름은 직접 하천흐름 또는 직접 유출수 입니다. 지표 유출수는 수심을 기준으로 측정됩니다. 반면에 하천 흐름은 초당 세제곱미터 단위의 유량으로 측정됩니다. 즉, 유출 수심에 기여 면적을 곱하면 직접 유출 흐름에 있어 유출에 기여한 시간을 곱한 것과 동일한 체적이 됩니다. 기저 흐름은 그 성격과 기여 면적이 다르기 때문에 별도로 계산됩니다.

 

하천 수로의 어느 구간에서든 하천 흐름에 대한 그래프를 수문곡선이라고 합니다. 유출량은 배수지역에 대한 초과강우량과 같으며, 수문곡선 아래 영역의 면적이 증가하는 총량이 됩니다. 유출수 데이터로부터 수문곡선을 작성하는 일반적인 접근 방법에는 두 가지가 있습니다. 단위유량도 접근 방식은 실제 하천 유량 및 유출량 측정값을 기반으로 데이터를 적용하는 것으로, 현장 기반의 하천 유량-유출량 상관관계 입니다. 반면 추적 절차는 물 흐름의 수리학 이론을 적용하여 구간 간 흐름 조건을 확인합니다.