사방공학에서 사방사업, 물의 순환, 산지 침식과 형태 구분에 대해 알아보겠습니다.
[제1장. 토양과 침식]
● 사방사업
황폐지를 복구하거나 산지 기타 토지의 붕괴, 토사의 유출 또는 모래 날림 등을 방지 또는 예방하기 위하여
공작물을 설치하거나 식물을 파종·심는 사업 또는 이에 부수되는 경관의 조성, 경남의 함양을 위한 사업
※ 산림청장 : 5년마다, 사방사업 기본계획 수립·시행
● 사방사업의 구분
▶ 산지사방사업
: 산지에 대하여 시행하는 사방사업(산사태예방/산사태 복구/산지 보전.복원 사업)
▶ 해안사방사업
: 해안 모래언덕에 대하여 시행하는 사방사업(해안 방제 림 조성/해안침식 방지 사업)
▶ 야계사방사업
: 산지의 계곡, 산지에 접속된 시내 또는 하천에 대하여 시행하는 사방사업
(계류보전.복원/사방댐설치사업)
● 사방사업의 효과
※ 정책상의 효과는 공익적 효과로 분류하기도 함
● 물의 순환
▶ 수양버들
: 수면에 경사가 있을 때 중력에 의해 물의 입자가 연속적으로 움직이는 상태
수양버들은 시간과 장소를 기준으로 정류와 부정류, 정류는 다시 동류와 부동로로 나눈다
- 정류 : 유적, 유속, 흐름의 방향이 시간에 따라 변화하지 않음 (일반 하천)
※ 동류 : 수양버들의 어느 단면이나 ‘유적, 유속, 흐름의 방향’이 같은 하천(자연 하천은 엄밀한 의미의 동류 구간 없음)
※ 부등류 : 수양버들의 단면에 따라 ‘유적, 유속, 흐름의 방향’이 변화하는 하천
- 부정류 : 유적, 유속, 흐름의 방향이 시간에 따라 변화함 (홍수 하천)
※ 수양버들은 물 분자의 운동 상황에 따라 층류(層流)와 난류(亂流)로 구분한다.
▶ 침투
: 물이 지면으로부터 땅속으로 스며드는 것(관 수형/살수 형/유수형 침투 계로 측정)
▶ 투수
: 땅속에서의 물의 이동
▶ 침윤
: 투수 된 물이 중력의 영향으로 지하수면에 도달하는 현상
▶ 저류
: 어떤 공간에 물이 존재하는 현상 또는 그 물의 양
※ 유출 : 강우의 일부분이 지표상의 각종 수로에 도달하여 하천의 물을 형성하는 현상
● 강우의 특성
▶ 홍수 발생의 우려
: 1일 강우량이 80mm 이상, 시우량이 30mm 이상일 경우
▶ 산사태 및 홍수의 재해
: 연속 강우량이 200mm 이상일 경우
● 강우강도
: 단위시간에 내리는 강우량(mm/hr)의 척도. 지속시간은 강우가 계속되는 시간의 길이
※ 토양침식 면에서의 위험 강우 : 10분간에 2mm를 초과하는 때
● 강수량
: 어느 유역에 공급되는 물의 양 : 강수량(P) = 증발량(RO) +증산량(E) +유출량(T)
P: 강수량 RO: 증발량 E: 증산량 T: 유출량
※ 유역의 평균강수량 : 평균강수량(Pm) = 관측 지점별 강수량 합계(P₁+P₂+P₃...+PN) / 관측지점 수(N)
Pm: 평균강수량 P₁+P₂...+PN: 관측 지점별 강수량 합계 N: 관측지점의 수
※ 각 관측지점의 면적은 서로 다른 경우에도 고려하지 않음
※ 강우량 산정법 : 산술평균법(강우분포 균일)/등우선 법(강우량에 산악의 영향 고려)
Thiessen법(강우량에 산악효과 무시. 강우량 불균일. 우량계 분포 상태 불균등)
⇒ 산술평균법보다 정확하여 가장 널리 이용
※ 소실 수량(증발산량과 같음) = 강수량 - 유출량
※ 임내 강우량 구성요소 : 수관 적하우량 + 수관통과우량 + 수간유하우량
직접적 효과 간접적 효과 공익적 효과
산지 침식 및 토사유출 방지 하천 공작물의 보호 재해방지 - 국토 보전
산허리 붕괴 방지 각종 용수의 보전 경남 함양
홍수조절 및 경남 함양 자연환경의 보전 생활환경 보전
- 대기 정화/기상 완화
- 방음·방풍·방조(防潮)
하상 물매 완화 및 계류 보전 경지 및 택지의 조성
비사의 고정 정책상의 효과
경지 매몰 방지
● 유속(m/s)
: 물 흐름의 속도, 평균속도 V로 표시 ※ 유속(V) = 유량(Q) / 단면적(A)
※ 유속이 두 배가 되면, 토양 운반력은 2
5인 32배, 토양침식력은 4배가 된다.
● 유적(㎡)
: 물 흐름을 직각으로 자른 횡단 면적
유로 단면적. 폭 X 깊이, A로 표시
● 유량(㎥/s)
: 단위시간에 유적을 통과하는 물의 용량, Q로 표시 ※ 유량(Q) = 단면적(A) x 평균유속(V)
● 평균유속
※ Manning 공식에서 R이 무엇인지 출제하기도!! ※ Basin, Utter 공식도 있다.
※ Chez 공식 : V=c√RI ※ Manning 공식 : V = (1 / n) × R2/3 × I1/2
V : 평균유속(m/s) c : 유속계수 R : 경심(A/P) A : 수로의 횡단 면적(유적, ㎡) P : 윤변=균주(m)
I : 수로의 기울기=배수관 물매(%) n : 유로 조도계수(1.130 보통 하천~0.055 황폐 계천)
※ 경심(유수의 평균깊이. 동수반지름) = 유적 / 윤변
※ 윤변 = 균주 : 배수로의 횡단면에서 물과 접촉하는 배수로 주변 길이
● 임계유속
: 층류에서 난류로 변화할 때의 유속. 계상에서 침식을 일으키지 않는 경우의 최대 유속
※ 평균유속과 임계유속이 같을 경우 : 유수가 사력으로 포화한 상태임
● 시우량(hourly rainfall, 時雨量 : 1시간 동안 내린 강우량)
※ 최대 시우량이란 최고 수위 때의 최대홍수유량을 말한다
▶ 유역면적에 의한 최대 시우량(시우량 법. Lautterburg공식)
a × m Q : 1초 동안의 유량(유출 수량, ㎥/s)
1 : 유거계수 또는 유출계수
Q = K ※ 60 × 60 a : 유역면적(㎡) // m : 최대 시우량(mm/h)
※ 축약 공식 : Q = KAM / 360만(3,600×1,000)
▶ 유역면적의 단위가 ㎢일 때(합리 신법)
: Q = 0.2778 CIA C:유거계수 I:강우강도(mm/h) A:유역면적(ha)1
※ 0.2778 CI : 비우량
▶ 유역면적의 단위가 ha일 때(합리 신법)
: Q = 360 × CIA = 0.002778 CIA
[ K : 유거계수 0.35~0.45 임상이 좋은 산지 유역 // 0.55~0.60 임상이 좋지 않은 산지 유역
0.75~0.85 황폐가 심한 유역 // 1.0 황폐가 심한 민둥산 유역 ]
● 산지 침식과 형태 구분
▶ 산지 침식의 구분
- 정상침식 : 토양 형성 작용으로 인한 자연침식을 말하며, 지질학적 침식이라 한다
- 가속침식=이상침식 : 정상침식보다 더 빠른 침식으로, 주로 사람에 의한 지피식생의 파괴와
물이나 바람 등의 작용에 의하여 이루어진다.
※ 수식(물에 의한 침식) : 우수(빗물) 침식, 하천침식, 지중 침식, 바다 침식
※ 풍식(바람에 의한 침식) : 내륙사구 침식, 해안사구 침식
※ 중력침식 : 붕괴형 침식, 재활형 침식, 유동 형 침식, 사태형 침식
▶ 수식(물에 의한 침식)의 유형
- 빗물침식 : 빗물에 의한 침식은 빗방울침식, 면상침식, 누구침식, 구곡침식의 순으로 이루어진다
※ 유격 침식(빗방울침식, 타격 침식)
흐르는 물에 의한 침식 X
: 빗방울이 땅 표면의 토양입자를 타격하여 분산 및 비산시키는 것
※ 면상침식(평면침식, 층상침식) : 침식의 초기유형으로 토양 표면 전면이 엷게 유실됨
※ 누구침식(우열 침식) : 침식의 중기 유형으로 토양 표면에 잔 도랑이 불규칙하게 생기면서 깎이는 현상
※ 구곡침식(세류침식) : 침식이 가장 심할 때 생기는 유형으로 도랑이 커지면서 표토와 심토까지 심하게 깎이는 현상
※ 야계 침식(늦봄 침식, 계간 침식) : 자연계 천이나 하천에 의한 침식 ※ 계간(溪澗) : 시내 溪, 계곡의 시내 澗
- 하천침식 : 하천제방으로부터 토사의 제거 또는 하천 내 흙의 이동 ※ 야계(野溪) : 산지에 접속된 시내 또는 하천
- 지중 침식 : 지표면 밑에서 물이 땅속을 통과할 경우, 그 통로에 있는 흙을 침식하고 운반
- 바다 침식 : 바닷물에 의해 바다 바닥이나 연안에서 일어나는 침식
※ 침식의 종류별 특성 : 교재 395~396 ※ 경사도 15% 이하 : 등고선재배, 등고선․대상재배
15~25% : 풀 되재 배, 배수로 설치재배
25% 이상 : 계단식재배
※ 토양 침식에 관여하는 인자 : 강우량, 경사도, 토양의 성질, 지형, 기상 조건, 식생, 지표면의 피복 상태 등
※ 토양의 내식성 : 점토 및 교질 함량, 수분함량, 팽윤도, 가소성이 적을수록 내식성이 크다.
