지구과학 · 해양·기후·물 순환 / 원리와 탐구
물 순환과 도시화 실험 해설
같은 비가 내려도 흙과 포장면의 비율에 따라 물이 머무르거나 흘러가는 경로가 달라집니다. 강수 강도·불투수 면적·증발 조건·침투능을 바꾸며 지표 유출과 토양·지하수 저장을 비교합니다. 비가 그친 뒤에도 저장된 물이 계속 이동하는 과정을 관찰해 보세요.
어떤 원리인가요?
불투수 면적이 늘면 토양으로 스며들 틈이 줄고 하천으로 가는 물이 늘어요. 비가 그쳐도 저장소에서 물이 이동해요.
핵심 관계
P = R + I + E + ΔS
이렇게 관찰해 보세요
- 4시간 동안 비가 온 뒤 20시간 배수를 관찰해요. 불투수율 0.5 미만은 숲, 이상은 도시 장면으로 표시해요. 파란 저장소와 흐름을 살펴봐요.
- 강수·증발·토양은 같게 두고 숲과 도시의 누적 유출·토양 침투·심부 침투를 기록해요.
- 숲 기준에서 토양 침투능과 증발 조건을 하나씩 바꿔요. 매 계산 단계의 물수지 잔차가 0에 가까운지 확인해요.
결과를 읽는 기준
물수지의 I와 지표→토양 침투의 차이는?
토양·지하수도 저장소에 포함되므로 내부 침투를 외부 유출로 더하면 두 번 계산해요. R은 하천 출구 유출, I는 모형 아래 경계를 통과한 물이에요.
모형의 범위와 한계
균일한 유역 면적당 깊이 mm로 계산하는 지표·토양·지하수·하천의 집중형 저장소 모형이에요. 토양 용량은 70 mm이고 가상 이동 계수를 써요. R은 유역 밖 하천 유출, I는 모형 밖 심부 침투, E는 증발산, ΔS는 네 저장소의 합이에요. 지표→토양 침투는 내부 이동으로 따로 기록해요. 실제 홍수·침수는 예측하지 않아요.