유속과 침식 운반 퇴적

유속이 증가하면 큰 자갈도 움직이지만, 유속이 감소하면 움직이던 모래도 멈추어버린다.

 

그림 4-10에는 입자의 크기별 침식 운반 퇴적과 유속사이에 어떠한 관계가 있는지 나타나 있다. 이 그림에서 침식유속의 곡선은 하상의 토사가 유속의 증가와 더불어 움직이기 시작하는 유속을 보여준다. 토사가 움직이기 시작한다는 것은 곧 침식을 뜻한다. 이 그림에 의하면, 유속이 증가할 때 최초로 움직이기 시작하는 것은 입경 0.2~0.5mm의 중사이고, 이 때의 유속은 10~18mm/sec이다. 이보다 크거나 작은 입자가 움직이려면 유속이 더 빨라야 한다. 중사가 실트나 점토보다 느린 유속에서 움직이는 까닭은 개별 모래알이 물살을 잘 받기 때문이다. 실트나 점토와 같은 미립물질이 쌓여 이루어진 면은 매끈하여 유수의 교란운동을 적게 일으키며, 이러한 물질은 응집력 또한 크다. 점토가 움직이기 시작하는 데 요구되는 유속은 입경 3mm 내외의 작은 자갈의 경우와 같이 50cm/sec이거나 그 이상이다.

 

 

 그러나 점토는 일단 유수에 흡취되면 유수가 정체상태에 이를 때까지 무한정 떠 있는다. 운반 중에 있는 토사는 유속이 감소할 때 입자가 큰 것부터 차례로 움직임을 멈추거나 가라앉는다. 퇴적유속은 그림 4-10에서 보는 바와 같이 입자의 크기에 비례하며, 이로 인해 자갈은 자갈끼리, 모래는 모래끼리 나뉘에 쌓이는 퇴적물의 분급 현상이 일어나게 된다.

 한편 유속은 유량이 증가함에 따라 급격히 빨라진다. 홍수시의 유속은 평수시보다 10배 이상이나 빠른 것으로 측정되기도 한다. 그래서 홍수시에는 하천의 침식력과 운반력이 막대하게 증가하여 하상이 깊게 파인다. 그리고 수위가 다시 낮아지면 하천의 침식력과 운반력이 감소하여 하상에 토사가 다시 쌓이며, 결국 하상단면이 홍수 이전의 상태로 돌아가게 된다.

 

그림 4-11은 홍수를 전후하여 하상단면이 어떻게 변화하는지 보여준다. 콜로라도강의 지류인 산후안강에서 관측된 것으로 이 강은 건조지역을 흐른다. 수위가 상승할 때 처음에 하상이 약간 높아지는 것은 평소에 이완되어 있던 지표의 암설이 강수의 초기에 많이 씻겨내리기 때문이다.

 

 그림 4-12는 실제 하천에서 측정된 유량과 부유하중의 관계를 보여준다. 유량이 10배 불어나면 하루에 운반되는 부유하중의 양이 약 100배 증가하며, 최소유량과 최대유량간의 그 차이는 약 10만배에 이른다. 이로써 하천의 침식력과 운반력이 홍수시에 얼마나 엄청나게 증대되는지 짐작할 수 있다.

 우리나라와 같은 습윤기후지역의 하천에서는 일년을 통해서 유출되는 하중의 90%이상을 부유하중이 차지하는 것으로 알려졌다. 우리나라의 하천은 크건 작건 물이 홍수시에만 누렇고, 평수시에는 맑다. 물고기가 놀고 하상의 모래가 움직이는 것이 보이는 평수시에는 토사유출량이 극히 적다. 토사는 홍수시에 집중적으로 유출된다. 그리고 홍수시에는 큰 강의 하류에서도 유속이 빨라 토사가 쌓이지 않고, 쌓였던 토사가 깎여나간다.

 아마존강, 미시시피강, 양쯔강 등 세계적인 대하천의 물은 항상 누렇다. 이들 하천과 비교하면 우리나라의 하천들은 강이라고 불리워도 유량이 아주 적다. 세계적인 대하천에서도 유량이 적은 상류나 지류로 올라가면 토사운반의 내용이 우리나라의 하천들과 다르지 않다.

 

-출처 지형학