배수 밀도

배수 밀도는 배수 유역의 물리적 매개변수를 설명하는 데 사용되는 양입니다.로버트 E에 의해 처음 설명되었습니다. Horton 배수 밀도는 배수 유역 내 수로의 총 길이를 총 면적으로 나눈 값으로 정의되며, 다음과 같은 공식으로 나타납니다.

({displaystyle D_{d}={L}}{A_{basin}})

^[1]

수량은 유역 단위 면적당 평균 채널 길이를 나타내며 단위 ${\frac {\left[L\right]}{\left[L^{2}\right]}}$ [ ${\frac {\left[L\right]}{\left[L^{2}\right]}}$ [ ${\frac {\left[L\right]}{\left[L^{2}\right]}}$ 2 $]$ \ $display$ { $frac$ \ left $[ L$ \ $right$ ]{ \ left ${\frac {\left[L\right]}{\left[L^{2}\right]}}$ ] $\left[L^{-1}\right]$ $^{2}\right$ : [ $\left[L^{-1}\right]$ L - $]{$ $displaystyle \left$ [ $L^$ { - $1$ }\ $right$ 로 축소되는 경우가 많습니다.

배수 밀도는 배수 유역의 기후 및 물리적 특성에 따라 달라집니다.토양 투과성(침입 난이도)과 기초 암석 유형은 유역의 유출에 영향을 미친다. 불투과성 지반 또는 노출된 암석은 지표수 유출의 증가로 이어져 더 빈번한 하천으로 이어진다.울퉁불퉁한 지역이나 릴리프가 높은 지역도 분지의 다른 특성이 동일할 경우 다른 배수 분지에 비해 배수 밀도가 높아진다.

분지 내 스트림의 총 길이를 결정할 때는 영구 스트림과 일시적 스트림을 ^[2]모두 고려해야 합니다.배수 유역에 일시적인 하천만 포함된 경우 위의 식에 따라 배수 밀도는 다년생 하천만을 사용하여 총 길이만 계산하면 0으로 계산된다.계산에서 일시적인 흐름을 무시하면 홍수 이벤트 중 유역의 동작이 고려되지 않으므로 유역의 배수 특성을 완전히 나타내지 못한다.

배수 밀도는 배수 유역의 침투와 투과성을 나타내며, 수로계의 형태와도 관련이 있습니다.배수 밀도는 배수 유역의 기후 및 물리적 특성에 따라 달라집니다.

높은 배수 밀도는 높은 분기율을 의미한다.

배수 밀도의 역수량

배수 밀도를 사용하여 집수지의 육로류 평균 길이를 근사할 수 있습니다.Horton(1945)은 배수 ^[2]밀도의 함수로서 육로 흐름의 평균 길이를 설명하기 위해 다음과 같은 방정식을 사용했다.

({displaystyle l_{O}=black {1}{2D_{d}}})

$l_{0}$ 서 l 0 $({$ 은 $l_0$ 육지 흐름의 길이이며 $D_{d}$ 단위는 D $(\$ 입니다 $D_{d}$ .

언덕길에서 채널의 기하학적 구조를 고려하여 Horton은 다음과 같은 방정식을 제안했습니다.

l_{O}=flac {1}{2D_{d}{\sqrt {1-\leftflac {s_{c}}{{g}}}{{2}}}}}

^[2]

$s_{c}$ 서 s c $s_{c}$ {\ $displaystyle s_{c}$ 는 $s_{c}$ 채널 기울기, $s_{g}$ s $s_{g}$ {\ $displaystyle s_{g}}$ 는 $s_{g}$ 영역 내 지반의 평균 기울기입니다.

배수분지의 기본구성요소

배수 유역은 채널, 해당 채널과 관련된 언덕 경사 영역 및 소스 ^[3]영역의 세 가지 기본 양으로 정의할 수 있습니다.수로는 집수지를 통해 물을 효율적으로 운반하는 잘 정의된 세그먼트입니다.이러한 특징을 "스트림"이 아닌 "채널"로 라벨링하는 것은 물의 통로로서 이 지역의 행동을 포착하기 위해 지속적인 물의 흐름이 필요하지 않음을 의미한다.Arthur Strahler의 스트림 순서 ^[4]시스템에 따르면 채널은 단일 순서 또는 순서 범위로 정의되지 않습니다.낮은 차수의 채널이 결합되어 높은 차수의 채널이 형성됩니다.연관된 언덕 경사 영역은 ^[3]채널로 직접 기울어지는 언덕 경사 영역입니다.구릉지대에서 시스템에 유입되어 침윤이나 증발 증발로 손실되지 않는 강수량은 채널로 유입됩니다.소스 영역은 단일 ^[4]채널과 관련된 언덕 경사면의 오목한 영역입니다.침윤 또는 증발 증발로 손실되지 않는 소스 영역으로 들어가는 강수는 소스 영역을 통과하여 채널 헤드에서 채널로 들어갑니다.채널과 관련된 소스 영역과 힐 슬로프 영역은 채널 헤드를 통해 배출되는 소스 영역으로 구분되며, 관련된 힐 슬로프 영역은 ^[3]스트림의 나머지 부분으로 배출됩니다.Strahler의 스트림 오더 시스템에 따르면 모든 소스 영역은 프라이머리 ^[4]채널의 정의에 따라 프라이머리 채널로 드레인됩니다.

Bras 등(1991)^[5]은 채널 형성에 필요한 조건을 설명한다.수로 형성은 배수 시스템의 형성 및 진화와 밀접하게 연계되어 유역의 배수 밀도에 영향을 미치는 개념이다.그들이 제안하는 관계는 작은 섭동에 대한 반응으로 주어진 언덕 경사의 동작을 결정합니다.선원 면적, 선원 기울기 및 이 선원 영역을 통과하는 침전물 플럭스의 관계로 다음 방정식을 제안한다.

a-frac {\partial S}{\frac {dS}{da}}=F-a{\frac F}{\partial a}

^[5]

여기서 F는 침전물 플럭스, S는 소스 영역의 기울기, a는 소스 영역입니다.이 관계의 오른쪽에 따라 채널의 안정성 또는 불안정성이 결정됩니다.방정식의 오른쪽이 0보다 크면 언덕이 안정되고 작은 미란 이벤트와 같은 작은 섭동은 채널로 발전하지 않습니다.반대로 방정식의 오른쪽이 0보다 작을 경우 브라스 ^[5]등은 언덕 경사가 불안정하다고 판단하고, 릴과 같은 작은 침식 구조물은 성장하여 수로를 형성하고 유역의 배수 밀도를 증가시키는 경향이 있다.이러한 의미에서 "불안정"은 경사면의 구배가 정지각보다 커서 질량 낭비를 일으키기 쉽다는 의미에서 사용되지 않지만, 시트류나 채널류 등의 유동적인 침식 과정은 절개되어 단일 ^[5]채널을 형성하기 쉽다.따라서 수원지역 또는 잠재적 수원지역의 특성은 배수밀도와 배수유역의 ^[5]진화에 영향을 미친다.

물 균형과의 관계

배수 밀도는 물 균형 방정식과 관련이 있다.

{frac {dV} {dt}}=R+G_{i}-G_{o}-G_{s}-ET-Q_{w}

^[6]

${\frac {dV}{dt}}$ 서 d V ${\frac {dV}{dt}}$ ${\frac {dV}{dt}}$ ({ $displaystyle {dV}$ { $dt}})$ 는 ${\frac {dV}{dt}}$ 저장소의 변화, R은 침전, ET는 증발_i, G와_o G는 유역에 출입하는 각각의 지하수 플럭스, G는_s_w 유정을 통해 유역에서 배출되는 지하수이다.배수 밀도는 저장 및 유출 조건과 관련이 있습니다.배수 밀도는 물을 지상으로 운반하는 효율과 관련이 있다.물은 산비탈보다 훨씬 더 빨리 수로를 통과하는데, 이는 포화 육지의 흐름이 얇아지고 ^[7]지상의 식물이나 기공에 의해 방해되기 때문에 더 느리기 때문입니다.이것에 의해,^[7] 고밀도보다 상대적으로 높은 배수 밀도를 가지는 배수 유역을 효율적으로 배수할 수 있다.고밀도 유역의 광범위한 배수 시스템 때문에 지하로 유입되는 강수량은 평균적으로 느린 언덕길을 통해 더 짧은 거리를 이동한 후 더 빠르게 흐르는 수로에 도달하고 더 짧은 시간 내에 유역을 빠져나간다.반대로, 낮은 배수 밀도 분지에 유입되는 강수량은 느린 언덕 경사면을 ^[7]더 오래 이동하기 때문에 분지를 빠져나오는 데 더 오래 걸릴 것이다.

Charles Carlston은 1963년 배수 밀도와 하천 흐름에 관한 논문에서 하천으로 흘러드는 베이스플로우가 배수 유역의 배수 밀도와 반비례한다는 것을 발견했습니다.

Q_{baseflow}\propto {D_{d}}^{-2}

^[8]

이 방정식은 배수밀도가 침투에 미치는 영향을 나타낸다.배수 밀도가 높아짐에 따라 특정 유역에 대한 기저류 유량이 감소합니다. 기저류에 ^[8]기여하는 침윤이 적기 때문입니다.강우이벤트 직후의 강수시에 드레인 유역에 유입되는 물의 대부분은 하천을 통해 빠르게 빠져나가 침윤되지 않고 기저류 방류에 기여한다.Gregory와 Walling(1968)은 배수 유역을 통한 평균 유량이 배수 밀도의 제곱에 비례한다는 것을 발견했습니다.

Q_{runoff}\propto D_{d}^2

^[9]

이러한 관계는 높은 배수 밀도 환경이 ^[7]유역을 통해 물을 더 효율적으로 운반한다는 것을 보여준다.비교적 낮은 배수 밀도 환경에서 이 관계에 의해 예측되는 낮은 평균 배출 결과는 지표면 유출이 언덕을 통과하는 데 더 많은 시간을 소비하고 침윤이 발생하는 데 더 많은 시간을 소비하기 때문이다.침윤이 증가하면 물의 균형 ^[6]방정식에 따라 표면 유출이 감소한다.

이 두 방정식은 서로 일치하고 물의 균형 방정식을 따릅니다.배수 밀도가 높은 유역인 방정식에 따르면 유량 방류에 대한 표면 유출의 기여도는 높은 반면 기저류로부터의 기여도는 낮은 것으로 나타났다.반대로, 낮은 배수 밀도 시스템의 흐름은 베이스 흐름에서 더 큰 기여를 하고 육로 ^[8]^[9]흐름에서 더 작은 기여를 한다.

하이드로그래프와의 관계

집수를 배수하는 중앙 하천을 통한 방류는 배수 밀도를 반영하므로,^[7] 수로계와 밀접하게 연계되어 있기 때문에 폭풍 발생 후 집수의 침수 거동을 예측하는 데 유용한 진단이 된다.육로의 흐름이 이동하는 물질은 물이 집수지에서 흘러나오는 속도에 영향을 미치는 요인 중 하나입니다.물과 다른 흐르는 ^[7]물질을 효율적으로 운반하기 위해 형성되는 수로에 비해 언덕길에서는 물이 훨씬 느리게 흐릅니다.Horton의 해석에 따르면 배수 밀도의 절반을 육로^[2] 흐름의 평균 길이로 해석하면 고배수 환경에서의 육로 흐름이 더 짧은 범위에 걸쳐 빠르게 흐르는 수로에 도달할 수 있습니다.하이드로그래프에서 피크는 더 높고 더 짧은 범위에 걸쳐 발생합니다.이 보다 콤팩트하고 높은 피크는 종종 "flashy"^[7]라고 하는 경우가 많습니다.

히에토그래프의 피크와 관련된 하이드로그래프의 타이밍은 배수 ^[7]밀도의 영향을 받는다.폭풍우 동안 높은 배수량 유역에 진입한 물은 비교적 빠르게 수로에 도달하여 비교적 짧은 시간 내에 고속 수로를 통해 유역 출구로 이동합니다.반대로, 낮은 배수 밀도 유역에 유입되는 물은 평균적으로 수로에 도달하기 위해 저속 구릉을 통해 더 먼 거리를 이동해야 한다.그 결과 물이 집수구 출구에 도달하는 데 더 많은 시간이 걸릴 것이다.히에토그래프의 피크와 하이드로그래프 사이의 지연 시간은 배수 밀도와 반대로 관련된다. 배수 밀도가 증가하면 유역에서 물이 더 효율적으로 배출되고 지연 시간이 ^[7]감소한다.

배수 밀도가 갖는 또 다른 수력계에 미치는 영향은 육로와 기저류 ^[7]^[10]모두에 영향을 미치기 때문에 폭풍우 사건 이후 더 가파른 추락 사지다.낙하 사지는 수로 곡선의 피크 이후에 발생하며 육로 흐름이 주변 수준으로 다시 감소하는 경우입니다.높은 배수 시스템에서는 육로의 흐름이 수로에 더 빨리 도달하여 낙하하는 사지의 폭이 더 좁아집니다.베이스플로우는 하이드로그래프의 또 다른 요인이다.지하수 흐름이 빠른 흐름보다 훨씬 느리기 때문에 채널에 대한 베이스 흐름의 피크는 빠른 흐름 피크 이후에 발생합니다.베이스플로우 피크는 퀵플로우 피크 후에 발생하기 때문에 베이스플로우 피크는 하강하는 ^[10]사지 형상에 영향을 줍니다.그레고리, ^[9]월링이 제시한 비율에 따라 배수 밀도가 높아짐에 따라 하이드로그래프의 하강 사지에 대한 베이스 플로우의 기여도가 감소합니다.배수밀도가 높은 유역에서 폭풍우 발생 시 중앙수로를 통해 유출되기 전에 집수지의 지표면을 흐르는 시간이 적기 때문에 침투로 유입되는 물이 거의 없다.침윤으로 물에 들어가는 물이 적기 때문에 기저류는 떨어지는 사지에 극히 일부만 기여하게 된다.그래서 넘어지는 사지가 상당히 가파르다.반대로, 낮은 배수 시스템은 더 얕은 낙하 사지를 가집니다.Gregory와 Walling의 ^[9]관계에 따르면, 배수 밀도의 감소는 수로로의 베이스플로우를 증가시키고 하이드로그래프를 더욱 점진적으로 감소시킵니다.

배수 밀도 공식

몽고메리와 디트리히(1989)

Montgomery and Dietrich(1989)^[3]는 캘리포니아 테네시 밸리의 배수 유역을 관찰하여 배수 밀도에 대한 다음 방정식을 결정했다.

D=flac {w_{s}\rho _{w}R_{0}}{W^{\ast}\rho _{s}K_{z}\sin\theta cos\\theta }}\left[1-\left({\frac {tan\theta}}}\right]{-1

^[3]

여기서_s w는 평균원폭, θ는_w₀ 물의 밀도, R은 평균강수율, W*는 채널헤드의 폭, θ는_s 토양의 포화부피 밀도, K는_z 수직포화유압전도율, θ는 채널헤드의 경사도, θ는 내부마찰의 토양 각도이다.

평균₀ 강수량 용어인 R은 기후에 대한 배수 밀도의 의존도를 나타냅니다.다른 모든 요인이 일정하므로 배수 유역의 강수량이 증가하면 배수 ^[3]밀도가 증가합니다.건조한 환경에서와 같이 강수량이 감소하면 배수 밀도가 낮아집니다.이 방정식은 또한 배수 유역의 물리적 특성과 암석학에 대한 의존성을 보여준다.점토나 단단한 ^[6]암석과 같이 유압 전도율이 낮은 물질은 배수 밀도 시스템이 더 높아집니다.유압 전도율이 낮기 때문에 침윤으로 손실되는 물이 거의 없고 물이 유출되어 시스템에서 유출되어 침식의 원인이 될 수 있습니다.수직 유압 전도율이 높은 유역에서는 물이 더 효과적으로 지상으로 침투하여 포화 육로 침식에 기여하지 않으므로 수로 시스템이 덜 발달되어 배수 ^[3]밀도가 낮아집니다.

연평균 홍수와의 관계

찰스 칼스턴(1963)^[8]은 배수 밀도의 함수로 주어진 배수 유역에 대한 연간 평균 홍수 유출 Q2.33을 나타내는 방정식을 결정했다.Carlston은 15개의 배수 분지에서 데이터를 플롯할 때 두 양 사이의 상관관계를 찾아 다음 방정식을 구했다.

Q_{2.33)=1.3D^{2}

^[8]

여기서 Q는 평방마일당 입방피트/초 단위이고_d D는 역마일 단위입니다.이 방정식을 통해 배수 유역은 침식을 통해 스스로 조정되어 이 방정식이 충족된다는 결론을 얻을 수 있다.

식생이 배수밀도에 미치는 영향

배수 분지에 식물이 있으면 배수 밀도에 여러 가지 영향을 미칩니다.식생은 유역의 근원지에서의 산사태를^[11] 방지하여 ^[11]수로를 형성하고 토양 조성에 관계없이 배수 밀도 값의 범위를 감소시킨다.

식생은 유역의 불안정한 소스 영역을 안정시키고 채널 ^[11]개시를 막습니다.식물은 그들이 자라는 언덕 경사면을 안정화시켜 빗방울, 마른 산허리, 동결 및 해빙 ^[11]과정과 같은 물리적 침식 과정을 일으킨다.종마다 상당한 차이가 있는 반면, 식물의 뿌리는 토양을 제자리에 고정시키는 지하 네트워크에서 자란다.토양이 제자리에 유지되기 때문에 이러한 물리적 ^[11]방법에 의한 침식 가능성이 낮아집니다.식생 ^[11]커버와 함께 언덕길 확산이 기하급수적으로 감소하는 것으로 확인되었다.분지의 소스 영역에서 힐 슬로프를 안정화함으로써 채널 개시, 채널 개시 가능성이 낮아집니다.채널 개시의 원인이 될 수 있는 에로션프로세스가 방지됩니다.토양 강도가 높아지면 지표면 유출 침식으로부터도 보호되며,^[11] 이는 일단 수로의 진화를 방해한다.

유역 규모에서는 유역 내 수로가 적고 배수 밀도는 공개된 시스템보다 낮다.하지만 배수 밀도를 감소시키는 식생의 효과는 무한하지 않다.식물성 커버리지가 높으면 커버리지가 증가하는 효과가 감소합니다.이 효과는 식생으로 인해 발생할 ^[11]수 있는 총 배수 밀도의 감소에 상한을 부과합니다.

식생은 또한 다양한 토양 ^[11]조성의 분지에 대한 배수 밀도 값의 범위를 좁힌다.공개된 분지는 낮은 것부터 높은 것까지 배수 밀도의 범위가 넓을 수 있다.배수 밀도는 수로를 형성할 수 있는 용이성과 관련이 있습니다.몽고메리와 디트리히의 방정식에 따르면 배수 밀도는 수직 유압 전도율의 함수입니다.모래와 같은 거친 입자의 침전물은 높은 유압 전도율을 가지며, 방정식에 의해 낮은 유압 전도율을 ^[6]가진 미세한 침전물로 형성된 시스템보다 상대적으로 높은 배수 밀도 시스템을 형성할 것으로 예측됩니다.

산불은 분지의 배수 밀도에 간접적인 역할을 한다.자연적이든 부자연적이든 산불은 식물과 뿌리가 제공하는 안정성을 없애주는 현존하는 식물들의 일부 또는 전부를 파괴한다.그러면 분지의 새로 불안정한 언덕 경사지는 수로를 형성하기 쉽고, 식물이 이전 상태로 다시 자랄 때까지 분지의 배수 밀도가 증가할 수 있다.식물의 종류, 식물의 뿌리와 관련된 깊이와 밀도는 초목을 죽이고 제거할 때 산불의 강도뿐만 아니라 토양이 얼마나 강하게 제자리에 유지되는지를 결정한다.컴퓨터 시뮬레이션 실험에서 산불이 ^[11]더 자주 발생하는 지역에서 배수 밀도가 더 높을 것이라는 것이 입증되었습니다.

홍수 하이드로그래프와의 관계

집수를 배수하는 중앙 하천을 통한 방류는 배수 밀도를 반영하므로,^[7] 수로계와 밀접하게 연계되어 있기 때문에 폭풍 발생 후 집수의 침수 거동을 예측하는 데 유용한 진단이 된다.육로의 흐름이 이동하는 물질은 물이 집수지에서 흘러나오는 속도에 영향을 미치는 요인 중 하나입니다.물과 다른 흐르는 물질을 효율적으로 운반하기 위해 형성되는 수로에 비해 언덕길에서는 물이 훨씬 느리게 흐릅니다.Horton의 해석에 따르면 배수 밀도의 절반을 육로^[2] 흐름의 평균 길이로 해석하면 고배수 환경에서의 육로 흐름이 더 짧은 범위에 걸쳐 빠르게 흐르는 수로에 도달할 수 있습니다.하이드로그래프에서 피크는 더 높고 더 짧은 범위에 걸쳐 발생합니다.이 보다 콤팩트하고 높은 피크는 종종 "flashy"^[7]라고 하는 경우가 많습니다.

히에토그래프의 피크와 관련된 하이드로그래프의 타이밍은 배수 ^[7]밀도의 영향을 받는다.폭풍우 동안 높은 배수량 유역에 진입한 물은 비교적 빠르게 수로에 도달하여 비교적 짧은 시간 내에 고속 수로를 통해 유역 출구로 이동합니다.반대로, 낮은 배수 밀도 유역에 유입되는 물은 평균적으로 수로에 도달하기 위해 저속 구릉을 통해 더 먼 거리를 이동해야 한다.그 결과 물이 집수구 출구에 도달하는 데 더 많은 시간이 걸릴 것이다.히에토그래프의 피크와 하이드로그래프 사이의 지연 시간은 배수 밀도와 반대로 관련된다. 배수 밀도가 증가하면 유역에서 물이 더 효율적으로 배출되고 지연 시간이 ^[7]감소한다.

배수 밀도가 갖는 또 다른 수력계에 미치는 영향은 육로와 기저류 ^[7]^[10]모두에 영향을 미치기 때문에 폭풍우 사건 이후 더 가파른 추락 사지다.낙하 사지는 수로 곡선의 피크 이후에 발생하며 육로 흐름이 주변 수준으로 다시 감소하는 경우입니다.높은 배수 시스템에서는 육로의 흐름이 수로에 더 빨리 도달하여 낙하하는 사지의 폭이 더 좁아집니다.베이스플로우는 하이드로그래프의 또 다른 요인이다.지하수 흐름이 빠른 ^[10]흐름보다 훨씬 느리기 때문에 채널에 대한 베이스 흐름의 피크는 빠른 흐름 피크 이후에 발생합니다.베이스플로우 피크는 빠른 흐름 피크 이후에 발생하기 때문에 베이스플로우 피크는 하강하는 사지 모양에 영향을 미칩니다.4그레고리, ^[9]월링이 제시한 비율에 따라 배수 밀도가 높아짐에 따라 하이드로그래프의 하강 사지에 대한 베이스 플로우의 기여도가 감소합니다.배수밀도가 높은 유역에서 폭풍우 발생 시 중앙수로를 통해 유출되기 전에 집수지의 지표면을 흐르는 시간이 적기 때문에 침투로 유입되는 물이 거의 없다.침윤으로 물에 들어가는 물이 적기 때문에 기저류는 떨어지는 사지에 극히 일부만 기여하게 된다.그래서 넘어지는 사지가 상당히 가파르다.반대로, 낮은 배수 시스템은 더 얕은 낙하 사지를 가집니다.Gregory와 Walling의 ^[9]관계에 따르면, 배수 밀도의 감소는 수로로의 베이스플로우를 증가시키고 하이드로그래프를 더욱 점진적으로 감소시킵니다.

기후 변화가 배수 밀도에 미치는 영향

배수 밀도는 기후 변화의 영향을 받을 수도 있습니다.Langbein과 Schumm(1958)9는 강수율의 함수로서 집수를 통한 침전물 배출 속도에 대한 방정식을 제안한다.

({displaystyle P=sublicfrac {aR^{\alpha}}}{1+bR^{\gamma}}}})

^[12]

여기서 P는 퇴적물 산출량이고, R은 평균 유효 강우량이고, α~2.3, θ~3.33이며, a와 b는 단위에 따라 다르다.이 방정식의 그래프는 최대 10~14인치이며 피크 양쪽에 급격한 감소가 있습니다.낮은 유효 강우량에서는 언덕 경사면을 잠식하는 비가 적기 때문에 침전물 방출이 감소합니다.10-14인치 이상의 유효 강우량에서 침전물 산출량의 감소는 식생 ^[12]피복의 증가로 해석됩니다.강수량 증가는 식생 면적의 밀도를 높이고 육로 흐름 및 기타 물리적 침식을 방지합니다.이 발견은 Istanbulluoglu와 Bras가 식생의 침식과 수로 ^[11]형성에 미치는 영향에 대해 발견한 것과 일치합니다.

카이네빌 불모지

유타 주 블루 게이트의 배드랜즈

유타주 케인빌의 황무지는 배수 밀도가 매우 높은 지역으로 자주 언급된다.그 지역은 가파른 경사면, 높은 부조, 건조한 기후, 그리고 식물이 ^[13]^[7]전혀 없는 것이 특징이다.언덕 경사면의 경사가 정지각보다 더 큰 경우가 많기 때문에 카이네빌 황무지에서 지배적인 침식 과정은 대량 ^[13]낭비입니다.경사면에 안정감을 주고 휴식각도를 높여 대량 방류를 방지할 수 있는 식생은 없다.그러나 정지각 아래의 영역은 일반적으로 여전히 유의한 각도에 있으며, 다음과 같은 관계에 따라 언덕 확산은 여전히 유의한 침식의 원천이다.

${\frac {\partial z}{\partial t}}=K_{s}{\frac {\partial ^{2}z}{\partial x^{2}}}$ z ${\frac {\partial z}{\partial t}}=K_{s}{\frac {\partial ^{2}z}{\partial x^{2}}}$ ∂ ${\frac {\partial z}{\partial t}}=K_{s}{\frac {\partial ^{2}z}{\partial x^{2}}}$ = ${\frac {\partial z}{\partial t}}=K_{s}{\frac {\partial ^{2}z}{\partial x^{2}}}$ ${\frac {\partial z}{\partial t}}=K_{s}{\frac {\partial ^{2}z}{\partial x^{2}}}$ 2 z ${\frac {\partial z}{\partial t}}=K_{s}{\frac {\partial ^{2}z}{\partial x^{2}}}$ 2 x 2 ${\frac {\partial z}{\partial t}}=K_{s}{\frac {\partial ^{2}z}{\partial x^{2}}}$ ( $displaystyle$ { $frac } =$ K _ { $s$ } { \ $frac$ ^ { 2 $z$ } （ \ frac ^ { $}$ z ） ${\frac {\partial z}{\partial t}}=K_{s}{\frac {\partial ^{2}z}{\partial x^{2}}}$ 여기서_s K는 언덕길이의 확산도 계수이고, z는 언덕길이의 높이입니다.

카인빌 배드랜드의 배수 밀도 범위는 저침투 ^[11]환경에서의 배수 밀도의 복잡한 특성을 보여준다.이 지역에 대한 연구에서 앨런 하워드(1996)는 여러 분지의 완화각 증가 효과가 배수 ^[13]밀도에 일정한 영향을 미치지 않는다는 것을 발견했다.상대적으로 릴리프가 낮은 지역의 경우 배수 밀도와 릴리프가 양의 상관관계를 갖는다.이는 경사비가 증가하면 배수 ^[13]밀도의 감소가 수반될 때 더 높은 완화비로 임계값에 도달할 때까지 발생합니다.이는 Howard에 의해 채널 증가를 지원하기 위해 필요한 중요한 소스 영역의 결과로 해석됩니다.높은 경사면에서는 침식이 더 빠르고 효율적으로 더 적은 ^[13]수로로 흘러갑니다.수로 수가 적을수록 유역의 배수 밀도가 낮아집니다.

USGS에서 얻은 SRTM 높이 지도 데이터 세트를 사용하여 QGIS 및 GRASS GIS를 사용하여 생성된 유타주 케인빌의 지형도

이 케인빌 배드랜즈 구역의 질적 지형도는 건조한 환경의 광범위한 배수망을 보여준다.배수 유역의 기초 부분에 대한 몽고메리와 디트리히의 정의에 따르면,^[3] 각 채널의 소스 면적이 상대적으로 매우 작기 때문에 다수의 수로가 형성된다.케인빌 배드랜즈의 이미지는 식생과 수많은 수로가 부족함을 보여준다.카이네빌 배드랜즈는 건조한 환경에 위치해 있으며 ^[13]연평균 125mm의 강수량을 기록하고 있다.이 낮은 강수량은 강수량이 ^[3]적은 곳에서는 배수 밀도가 낮아야 한다고 예측한 몽고메리와 디트리히의 배수 밀도 방정식과 대조됩니다.이러한 행동은 ^[12]랑베인과 슈름이 강우량 함수로 침식률을 표현한 것과 더 일치합니다.식에 따르면 침식은 강수량과 함께 식생 안정화를 지원할 수 있는 수준까지 증가한다.케인빌 배드랜즈의 이미지에는 식생이 부족하다는 것은 이 지역의 강수량이 임계 강우량보다 낮다는 것을 의미한다.

레퍼런스

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외부 링크

배수로의 배수구

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