배출(수문학)

Discharge (hydrology)

수문학에서 방류하천체적 유량(시간당 부피, m3/h 또는 ft3/h 단위)입니다. 이는 평균 유속(시간당 길이의 치수, m/h 또는 ft/h)과 단면적2(m2 또는 ft)의 곱과 같습니다.[1] 여기에는 물 자체 외에 부유물질(예: 침전물), 용해된 화학물질(예3(aq): CaCO) 또는 생물학적 물질(예: 규조류)이 포함됩니다. 용어는 분야마다 다를 수 있습니다. 예를 들어, 자연 하천 시스템을 연구하는 충적수문학자는 방류량을 하천의 흐름으로 정의할 수 있는 반면, 저수지 시스템을 운영하는 엔지니어는 유입량과 대조적으로 유출량과 동일시할 수 있습니다.

공식화

방전은 단위 시간 동안 유체 흐름의 양을 측정하는 것입니다. 수량은 부피 또는 질량일 수 있습니다. 따라서 측정기와 스톱워치를 사용하여 수도꼭지(포켓)의 물 방출량을 측정할 수 있습니다. 여기서 방전량은 15초당 1리터로 67ml/초 또는 4리터/분에 해당합니다. 이것은 평균적인 측정입니다. 강의 방류량을 측정하기 위해서는 다른 방법이 필요하며 가장 일반적인 방법은 '면적-속도' 방법입니다. 면적은 강의 횡단면 면적이며 해당 구간의 평균 속도는 단위 시간(일반적으로 1분) 동안 측정해야 합니다. 단면적과 평균 속도의 측정은 개념적으로는 단순하지만 종종 측정하기가 사소하지 않습니다.

일반적으로 하천이나 하천에서 방류량을 표현하는 데 사용되는 단위는 m/s(초당3 입방 미터3), ft/s(초당 입방 피트 또는 cfs) 및/또는 1에이커 피트입니다.[2]

하천의 방류량을 측정하고 추정하는 일반적으로 적용되는 방법론은 단순화된 형태의 연속성 방정식을 기반으로 합니다. 이 방정식은 액체 물과 같은 비압축성 유체의 경우 방출량(Q)이 스트림의 단면적(A)과 평균 속도의 곱(¯ {\bar {u}})과 같음을 의미하며, 다음과 같이 표기됩니다.

어디에

  • 방전([LT3−1]; m3/s 또는 ft3/s)입니다.
  • 흐름([L2]; m 또는 ft)이 차지하는 채널 부분의22 단면적입니다.
  • bar {u}}은(는) 평균 유속([LT]; m/s 또는 ft/s)입니다.

예를 들어, 유럽에서 라인강의 평균 방류량은 초당 2,200 입방 미터(78,000 cut/s) 또는 하루에 190,000,000 입방 미터(150,000 에이커 ⋅ft)입니다.

계측의 어려움 때문에 하천이나 하천의 고정된 위치에서 하천 게이지를 사용하는 경우가 많습니다.

하이드로그래프

하천 수로도. 하천 흐름의 증가는 강우 녹은 후에 발생합니다. 피크 이후의 흐름의 점진적인 감소는 지하수의 공급 감소를 반영합니다.

하이드로그래프는 흐름을 운반하는 강, 수로 또는 도관의 특정 지점을 지난 시간에 대한 흐름(배출)의 속도를 보여주는 그래프입니다. 유량은 일반적으로 세제곱미터 또는 초당 세제곱피트(cms 또는 cfs)로 표시됩니다.

하이드로그래프는 종종 강수량의 변화를 시간에 따른 방류량의 변화와 연관시킵니다.[3] 또한 특정 출수에 도달하는 물의 양이나 하수도 네트워크의 위치를 보여주는 그래프를 참조할 수 있습니다. 그래프는 하수도 설계, 더 구체적으로 지표수 하수도 복합 하수도 설계에 일반적으로 사용됩니다.

집하배출량

오르타 호수(이탈리아)의 유입지 중 하나인 토렌트 페스코네.

특정 위치 위의 강을 잡는 것은 그 지점 위에서 강 쪽으로 배수되는 모든 땅의 표면적에 의해 결정됩니다. 해당 지점에서 하천의 방류량은 집수구 또는 배수구에 대한 강우량과 해당 지역에 대한 지하수의 유입 또는 유출, 댐 및 관개전환 등 하천의 변화, 해당 지역의 토지 및 식물 표면에서의 증발 및 증발산 등에 따라 결정됩니다. 폭풍 수문학에서 중요한 고려 사항은 강수 현상 후 시간에 따라 어떻게 변화하는지에 대한 기록인 하천의 방류 수문도입니다. 강수 현상이 발생할 때마다 하천은 최대 흐름으로 상승한 다음 느린 불경기에 빠집니다. 피크 플로우는 또한 사건 동안 도달된 최대 수위에 해당하기 때문에 홍수 연구에 관심이 있습니다. 강수 강도와 지속 시간 사이의 관계와 하천 방류의 반응을 분석하는 것은 단위 수로그래프의 개념에 의해 도움을 받는데, 단위 수로그래프는 시간에 따른 하천 방류의 반응을 가상적인 "단위" 양과 강우 지속 시간(예: 1시간에 걸쳐 0.5인치)의 적용을 나타냅니다. 강수량은 (집수구 면적에 따라) 이후에 강 밖으로 흘러 나가는 물의 양과 관련이 있습니다. 단위 수로법을 이용하면 실제 역사적 강우량을 수학적으로 모델링하여 역사적 홍수의 특성을 확인할 수 있고, 관측된 하천 반응과 비교하기 위해 가상의 "설계 폭풍"을 생성할 수 있습니다.

주어진 단면에서 하천의 방류량과 하천의 수위 사이의 관계는 정격 곡선으로 설명됩니다. 주어진 하천 수위에 대해 하천의 평균 속도와 횡단면적을 측정합니다. 속도와 면적은 해당 수준의 방전을 제공합니다. 여러 수준에 대해 측정한 후 등급표 또는 등급 곡선을 개발할 수 있습니다. 등급이 지정되면, 등급을 측정하고 등급 곡선으로부터 해당 등급을 결정함으로써 스트림 내의 방전량을 결정할 수 있습니다. 연속 레벨 기록 장치가 정격 단면에 위치하는 경우, 스트림의 방전량은 연속적으로 결정될 수 있습니다.

더 큰 흐름(더 높은 방출)은 더 큰 힘으로 인해 더 작은 흐름보다 더 많은 퇴적물과 더 큰 입자를 하류로 운반할 수 있습니다. 더 큰 흐름은 또한 하천 둑을 침식시키고 공공 기반 시설을 손상시킬 수 있습니다.

배출 및 형태에 대한 집수효과

G. H. Dury와 M. J. Bradshaw는 강의 방류량과 다른 변수들 사이의 관계를 보여주는 모델을 고안한 두 지리학자입니다. Bradshaw 모델은 자갈 크기와 다른 변수들이 근원에서 입으로 어떻게 변하는지를 설명한 반면, Dury는 방류량과 하천 경사 및 마찰과 같은 변수들 사이의 관계를 고려했습니다. 이것들은 지질학의 유동과정에서 레오폴드, 월만, 밀러가 제시한 아이디어에서 나온 것입니다.[4] 그리고 하천 방류 및 하상 공급에 영향을 미치는 토지 용도에 대해서도.[5]

유입량

수문순환에 대한 시각적 설명

유입은[6] 모든 수역 내에서 수위를 유지하는 데 도움이 되는 수문 순환 내의 과정입니다.

수문 순환,[7] 즉 물 순환은 진정한 출발점이 없습니다. 그러나 바다가 지구 물의 대부분을 구성하기 때문에 바다에서 시작하는 것이 가장 쉽습니다. 태양은 물을 따뜻하게 하고 증발을 일으키는 역할을 하기 때문에 수문 순환의 주요 측면입니다. 물이 공기 중으로 증발하고 상승하는 기류가 증발된 물을 대기 중으로 가져갑니다. 일단 증발된 물이 대기 중에서 충분히 높은 온도에 도달하면, 그것은 더 차가운 온도에 도달하고, 이것은 증기를 구름으로 응축시킵니다.

기류는 전 세계에 구름을 이동시킬 수 있지만, 일반적으로 구름 입자가 충돌하여 강수로 하늘에서 떨어집니다. 강수량이 여러 형태로 그리고 많은 장소에서 떨어질 수 있지만, 대부분의 강수량은 지표 유출로 인해 다시 수역이나 육지로 귀결됩니다.[8] 유출수의 일부는 하천과 강으로 다시 유입되고, 시간이 지남에 따라 바다로 다시 이어집니다. 유출수의 또 다른 부분은 지하수가 스며들면서 땅으로 스며들어 담수호에 저장됩니다.[9] 유출수의 다른 부분은 침투로 땅에 스며들고, 이 물의 일부는 땅 속 깊이 침투하여 대수층을 보충할 것입니다.[7]

그렇다면 유입은 수문 순환에 어떤 역할을 할까요? 유입은 수문 시스템의 다양한 측면에 물을 추가하는 것입니다. 결과적으로 유출은 수문학적 순환에서 물을 제거하는 것입니다. 유입은 물 저장을 균일한 수준으로 되돌리는 수문 순환의 다양한 측면에 물을 추가합니다. 물 저장은 물 순환의 다양한 측면에 걸쳐 물을 유지하는 것입니다. 물의 이동은 순환적이기 때문에 유입, 유출, 저장은 모두 수문 순환의 요소입니다.[10]

유입량 = 유출량 +/- 저장량 변화[10]

참고 항목

참고문헌

  1. ^ 뷰캐넌, T.J. and Somers, W.P., 1969, 게이징 스테이션에서의 방류량 측정: 미국 수자원 조사 지질조사 기법, 제3권, A8장, p. 1.
  2. ^ T. DunneL.B. Leopold, 1978, 환경 계획에서의 물: 샌프란시스코, 캘리포니아, W.H. Freeman, 257–258쪽.
  3. ^ Sherman, LeRoy K. (1932). "The relation of hydrographs of runoff to size and character of drainage-basins". Transactions, American Geophysical Union. 13 (1): 332. doi:10.1029/TR013i001p00332. ISSN 0002-8606.
  4. ^ L. B. Leopold, M. G. Wolman J. P. and Miller, 지리학의 유동적 과정, W. H. Freeman, San Francisco, 1964.
  5. ^ G. M. Kondolf, H. Piégay and N. Landon, "토지 이용 변화로 인한 베드로드 공급 증가 및 감소에 대한 채널 반응: 두 개의 유역 간의 대조", 지형학, 45/1–2, pp. 35–51.
  6. ^ "The Hydrologic Cycle Freshwater Inflows". freshwaterinflow.org. Retrieved 2020-12-09.
  7. ^ a b "Precipitation and the Water Cycle". usgs.gov. Retrieved 2020-12-09.
  8. ^ DOC, NOAA. "Description of the Hydrologic Cycle". www.nwrfc.noaa.gov. Retrieved 2020-12-09.
  9. ^ "Groundwater Flows Underground". usgs.gov. Retrieved 2020-12-09.
  10. ^ a b "Water Research Center – Watershed and Water Resource Budgets". water-research.net. Retrieved 2020-12-09.

외부 링크