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모의 강우와 유입수에 의해 급경사면에서 발달한 세류의 미세지형 변화
신승숙,심영주,손상진,박상덕 대한토목학회 2023 대한토목학회논문집 Vol.43 No.1
Interrill erosion dominates in forest areas, and the erosion rate in surface-disturbed areas is significantly increased by thedevelopment and expansion of rill. In this study, soil erosion experiments using simulated rainfall and inflow were performed tounderstand the development and the micromorphological changes of rill on steep slopes. The characteristic factors of themicromorphology, such as the rill cross section, rill volume, rill density, rill order, and rill sharpness, were analyzed according tosteepness and location (upper or lower) of slope. The head-cut of the simultaneous incised rills by rainfall simulation moved rapidlyupslope, and the randomly developed rills expanded deeply and widely with their connection. The rill cross section evolved todownslope gradually increased. The rill volume occupied about 78 % of the sediment volume, confirming that the contribution ofthe sediment from the rill erosion is greater than that of the interrill erosion. Although the rate of increase in rill order slowed as theslope increased, the total length and density of the rill generally increased. As the slope increased from 15° to 20°, the bed incisionof rills became larger than the sidewall expansion, and the rill sharpness increased by 1.6 times. The runoff coefficient on the lowerslope decreased by 12.3 % than that on the upper slope. It was evaluated that the subsoil exposures and formation changes by therill expansion increased the infiltration rate. Although the sediment accompanying the rills generally increased with slope increase,it was directly influenced by the hydraulic velocity of enhanced rill with the local convergence and expansion in the process of therill evolution. 산림지역은 세류간침식이 지배적인 반면, 지표 교란지역은 세류의 발달과 확장에 의한 침식이 두드러지게 증가한다. 본 연구는 급경사에서 세류발달과 미세지형 변화의 특성을 파악하고자 강우와 유입수 모의에 따른 토양침식 실험을 수행한 것이다. 세류의 단면과 체적, 세류밀도, 세류차수, 세류예도와 같은 미세지형의 특성인자들은 사면의 경사와 위치(상부 또는 하부)에 따른 분석이 이루어졌다. 강우모의에 의해 동시다발적으로 절개된 세류들의 두부침식은 빠른 속도로 상류로 이동하였고, 무작위으로 발달한 세류들은 서로 연결되면서 깊고 넓게 확장하였다. 세류가 하류방향으로 진화함에 따라 횡단면적은 점차적으로 증가하였다. 세류 체적은 유출토사 체적의 약 78 %를 차지하여, 세류침식이 세류간침식보다토사유출량 기여도가 큼을 확인하였다. 경사가 증가함에 따라 세류차수의 증가는 둔화되지만, 세류의 총길이와 밀도는 전반적으로 증가하였다. 경사 15°에서 20°로 증가하면서 세류의 측벽확장보다 하상절개가 상대적으로 커지면서 세류예도가 1.6배로 증가하였다. 하사면의 유출계수는 상사면보다 12.3 % 적었으며, 이는 세류 확장에 의한 형상 변화와 심토의 노출이 침투를 증가시켰던 것으로 평가된다. 세류가 수반된 토사유출은 경사가 급할수록 전반적으로 증가하지만, 세류진화 과정에서 국부적인 합류와 확장으로 강화된 세류의 수리학적 유속에 직접적인 영향을 받았다.
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