유출수 생성 메커니즘

하천의 기저류는 지하수 배출에 기여합니다. 그러나 직접적인 하천 흐름으로 이어지는 유출과정은 그렇게 간단하지 않습니다. 이 분야에 대한 많은 연구에도 불구하고 유출의 메커니즘은 완전히 해결되지 않았습니다.

 

유출경로

 

Horton(1933)의 고전적인 개념에 따르면 모든 토양 표면에는 침투 용량으로 알려진 특정 최대 수분 흡수율이 있습니다. 이 용량은 강우가 시작될 때 높았다가 금격히 감소하여 일정한 비율을 달성합니다. 강우 중 언제든지 강우강도가 토양의 침투 용량을 초과하면 물이 표면에 축적되어 작은 함몰을 채우고 지표 흐름으로 경사면을 따라 흘러내립니다.

 

이 이론에 따르면, 직접 하천 흐름에 대한 주요 기여는 지표유출에서 발생합니다. 실질적으로 전체 유역 면적이 이 지표유출에 기여합니다. 호튼의 유출 개념은 단위수문도 기법과 침투곡선 기법의 기반이 됩니다. 호튼의 이론은 건조 및 반건조 지형과 경작지, 포장된 지역, 건설 현장, 습한 지역의 시골 도로 등 식생이 빽빽하고 표토가 잘 응집되어 있지 않은 곳에 적용할 수 있습니다.

 

산림과 식생이 빽빽한 습한 지역의 경우 휴렛과 히버트(1967), 커비와 콜리(1967) 등이 지표하 우수 흐름 이론을 제안했습니다. 이에 따르면 식생이 빽빽하게 자란 습한 지역은 수원함양 기능이 뛰어납니다. 이렇게 흡수된 물의 대부분은 통기 구역의 얕은 토양 지평선을 통해 측면으로 이동합니다. 이 전달 과정은 하천 흐름에 효과적으로 기여합니다. 흐름은 잎의 기공, 뿌리의 공극, 구조적 개구부에 국한됩니다. 이 흐름은 호튼 지표 흐름보다 느리게 이동하지만 일부는 홍수를 일으킬만큼 빠르게 도착합니다.

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습한 지역에 대한 세 번째 유형의 강우 유출은 포화 육로 흐름의 개념을 기반으로 합니다(Musgrave and Holton, 1964). 강우로 인해 유역의 일부지역, 특히 얕고 습하거나 투수성이 낮은 토양이 있는 지역에서는 일부 제한 경계에서 지표면까지 얇은 토양층이 위로 포화됩니다. 강우량은 포화 토양에 더 이상 침투하지 못하고 포화 지표흐름으로 흘러넘칩니다. 표토를 통해 이동하는 일부 물고 환류로 나타납니다. 따라서 역류가 있든 없든 포화 토양에 직접 강수하면 하천 흐름에 기여합니다. 이 과정은 언덕의 산기슭, 계곡 바닥, 늪, 얕은 토양에서 자주 발생합니다.

 

수원 면적의 확장

 

수원 면적은 하도 흐름에서 바깥쪽으로 확장됩니다. 전체 면적이 유출에 기여한다는 호튼의 개념과 달리, 어느 순간에든 유량은 전체 유역 면적의 작은 비율에 불과한 포화 면적에 기여합니다. 이 수원 면적은 확정 및 축소됩니다. 수원 면적은 강우가 시작될 때 증가하고 강우가 끝날 때 감사홉니다. 따라서 이 과정을 가변 수원 면적 개념 또는 동적 유역 개념이라고 부릅니다. 산림사면에 대한 수문학 연구는 이러한 이론을 기반으로 합니다.

 

유출 메커니즘을 제어하는 조건

 

식생이 밀집된 습한 지역에서 하천 흐름은 대부분 지표하 강우 흐름과 포화 범람의 조합에 의해 생성된다는 것입니다. 각 메커니즘의 상대적인 기여도는 토양 및 지형 조건에 따라 달라집니다.