유역

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1. 개요

유역은 수문학에서 물의 이동을 연구하기 위한 논리적인 단위로, 분수계로 둘러싸인 지역을 의미한다. 강수, 지하수, 지형의 영향을 받으며, 유출량 측정, 지형 변화, 유역 면적 산출 등에 활용된다. 유역의 형태는 수지형, 평행형, 부채형 등 다양하며, 유역의 지형학적 특성은 유출 특성에 큰 영향을 미친다. 유역은 수자원 관리의 중요한 단위이며, 유역 관리 및 생태에 중요한 역할을 한다.

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유역 - 분수계
분수계는 빗물이나 눈이 강이나 호수로 흘러가는 경계를 의미하며, 지형, 정치, 사회, 환경 등 다양한 분야에 영향을 미치는 중요한 요소이다.
유역 - 내륙유역
내륙유역은 바다로 유출되지 않고 육지 내부에 갇힌 수역을 의미하며, 지형적 요인으로 물이 증발과 침투만을 통해 배출되어 강수량이 적은 사막 지역에서 주로 발견된다.
강 - 급류
급류는 얕은 수심과 암석 노출로 특징지어지는 지형으로, 물이 바위를 넘으며 흰색 물보라를 일으키고 수질을 개선하며, 경사, 유량, 수축 등 물리적 요인에 따라 난이도 등급이 나뉘어 래프팅과 같은 스포츠 활동에 이용된다.
강 - 지류
지류는 본류로 합류하는 하천을 지칭하며, 본류 흐름 방향 기준으로 우안과 좌안 지류로 나뉘고, 하천 생태계에서 중요한 역할과 인간에게 다양한 편익을 제공하지만, 수질 오염 등의 문제로 효과적인 관리 방안이 요구된다.
지형학 - 영구동토
영구동토는 북반구 고위도와 고산지대에 주로 분포하며 2년 이상 0℃ 이하의 온도를 유지하는 토양으로, 지구온난화로 인해 해빙될 경우 온실가스 배출 증가 및 지반 불안정 등의 심각한 문제를 야기한다.
지형학 - 해안 침식
해안 침식은 파도, 해수면 상승, 인위적 요인 등으로 해안선이 깎여나가는 현상이며, 국토 유실을 발생시켜 방파제 건설, 해빈 복원 등의 대책이 시행되지만, 또 다른 문제점을 야기하기도 한다.

유역
지도 정보
유역
설명	물이 공통의 출구로 모이는 육지 면적이다.
다른 이름	집수역 배수분지 하천 유역 수계 물 분지
정의	강, 하천, 또는 다른 수역으로 흘러 들어가는 모든 토지의 영역을 의미한다. 빗물, 눈 녹은 물, 지하수가 모두 단일 배수 시스템으로 흘러가는 지표면의 영역이다. 물이 모여서 하나의 출구로 빠져나가는 땅의 영역이다.
주요 특징	지형의 능선을 따라 나뉘어 있다. 다양한 크기를 가질 수 있다. 주변 환경에 영향을 미친다.
기능	물 순환에 필수적인 역할 담당한다.
분류
크기에 따른 분류	소규모 유역 (하천 유역, 소규모 지류) 대규모 유역 (주요 강 유역)
지형적 특징에 따른 분류	산지 유역 평야 유역 해안 유역
유역 관리
중요성	물 자원 관리 수질 관리 홍수 관리 생태계 관리
관리 방법	토지 이용 규제 오염원 관리 댐 및 저수지 건설 하천 정비
관련 개념	분수계 하천망 지하수 토양
관련 학문	수문학 지리학 토목공학 환경공학
추가 정보
지하수 유역	지하수가 모이는 지역으로, 지표면 유역과 일치하지 않을 수 있다.
카르스트 유역	석회암 지형에서 지하수 흐름에 의해 형성된 특수한 유역이다. 물의 흐름이 복잡하며 지표면과 지하를 모두 포함한다. 급수원 보호에 중요하며 "impluvium"이라는 용어로도 불린다.

2. 유역의 정의 및 기본 개념

유역은 분수계로 둘러싸인 지역으로, 강우가 지표면과 지하를 통해 특정 지점으로 모여드는 범위를 의미한다. 분수계에 내린 빗물은 지형에 따라 특정 유역으로 흘러들어 하천이 되고, 결국 이름 있는 강으로 모인다.drainage divide^영어

강은 최종적으로 바다나 내해로 흘러들지만, 건조 지역에서는 증발하는 경우도 있다. 이러한 담수의 지표면 순환이 수렴하는 범위가 바로 "유역"이다. 보통 분수계 안쪽을 모두 유역으로 보지만, 강이나 호소 등 물이 직접 영향을 미치는 주변 지역만을 "유역"이라고 칭하기도 한다.

유역의 형태는 원형, 타원형, 길쭉한 모양 등 다양하며, 긴 강일수록 넓어지는 경향이 있다. 유역 면적은 홍수 발생 시 범람 지역과 양을 예측하는 데 중요한 요소이다. 강 상류에서는 분수계가 명확하지만, 강 하류에서는 범람 등으로 수로가 바뀌어 인접 유역과 겹치는 등 모호해지기도 한다.

세계 최대의 유역은 약 705만 km²의 아마존강 유역이며, 일본 최대는 약 1만 6840km²의 도네강 유역이다.

폐쇄 수역 (호소, 만, 내해)으로 흘러드는 하천들을 묶어 '○○유역(유역권)'이라고 부르기도 한다. 이는 수질오염 지표 작성에 사용된다. (예: 도쿄 만 유역 (에도가와, 다마가와, 사가미가와 등))^[20]

2. 1. 분수계

분수계는 서로 다른 유역을 나누는 경계이다. 분수계에 내린 빗물은 지형에 따라 어느 한 유역으로 흘러들어 하천을 이루고 강으로 수렴된다.^[20] 강이나 호소 등의 물이 직접 영향을 미치는 주변 지역만을 “유역”이라고 부르기도 하지만, 기본적으로 분수계 안쪽은 모두 그 유역에 속하는 것으로 여겨진다.

2. 2. 유출

수문학에서 유역 배출구로 배출되는 물의 대부분은 유역에 내리는 강수에서 유래한다.^[11] 유역 아래의 지하수계로 유입되는 물의 일부는 지하수 흐름 방향이 상부 배수망의 방향과 항상 일치하지 않기 때문에 다른 유역의 배출구를 향해 흐를 수 있다. 유역에서 물의 배출량 측정은 유역 배출구에 위치한 수위계를 통해 이루어질 수 있다. 유역의 조건에 따라 강우가 발생하면 그 일부는 지면으로 직접 스며들어 지하에 남아서 천천히 경사면을 따라 내려가 결국 유역에 도달하거나, 토양 속으로 더 깊이 스며들어 지하수 대수층으로 통합될 수 있다.^[12]

물이 유역을 통해 흐르면서 지형의 구조를 바꾸는 지류를 형성할 수 있는데, 침식이 빠른 암석은 수지상 패턴을 형성하며 이는 가장 흔하게 볼 수 있다.

강우량계 자료는 유역 전체의 총 강수량을 측정하는 데 사용된다. 티센 다각형 방법에서는 유역이 다각형으로 나뉘며, 각 다각형 중앙에 있는 강우량계는 해당 다각형에 포함된 토지 면적의 강수량을 대표하는 것으로 가정한다. 등우량선 방법에는 지도상의 강우량계 위에 등강수량의 등고선을 그린다.

등시선 지도는 일정하고 균일한 유효 강수량을 가정하여 유역 내의 유출수가 호수, 저수지 또는 배출구에 도달하는 데 걸리는 시간을 보여주는 데 사용될 수 있다.^[14]^[15]^[16]^[17]

3. 유역의 지형학적 특성

유역의 지형학적 특성은 유출 특성에 큰 영향을 미친다. 유역은 홍수의 양이나 발생 가능성을 결정하는 가장 중요한 요소 중 하나이다. 유역 요소에는 지형, 형태, 크기, 토양 유형 및 토지 이용(포장 또는 지붕이 있는 지역)이 포함된다. 유역의 지형과 형태는 비가 강에 도달하는 데 걸리는 시간을 결정하는 반면, 유역의 크기, 토양 유형 및 개발은 강에 도달하는 물의 양을 결정한다.

여러 유역이 맞닿는 경계를 분수계라고 부르는데, 분수계에 내린 빗물은 지형의 상황에 따라 어느 한 유역으로 들어가 결국 하천이 되어 이름 있는 강으로 수렴된다. 최종적으로 강이 되어 바다나 내해로 흘러들게 되지만(건조 지역에서는 증발하는 등 예외도 있다), 이 담수의 지표면 순환이 수렴하는 범위가 바로 “유역”이라고 할 수 있다.

강이나 호소 등의 물이 직접 영향을 미치는 주변 지역만을 “유역”이라고 부르기도 하지만, 기본적으로는 분수계 안쪽은 모두 그 유역에 속하는 것으로 여겨진다. 유역의 형태는 원형, 타원형, 길쭉한 모양 등이 있으며, 긴 강일수록 넓어진다. 강 상류에서는 하천의 분수계로 둘러싸인 지역이 명확하지만, 강 하류에서는 범람 등으로 시대에 따라 수로가 바뀌기 때문에 인접한 유역과 중복되는 등 모호하다.

3. 1. 유역 면적

유역 면적(A)은 분수계로 둘러싸인 부분의 수평면 상의 면적(km²)을 말한다. 유역 면적은 강우-유출 관계식에서 유출량(Q, m³/sec)을 계산하는 데 중요한 인자로 사용된다. 일반적으로 유출량은 유역 면적과 유량 자료를 회귀 분석하여 얻는 변수 k, n을 사용하여

Q = kA^n

형태로 계산된다.^[1] 유역은 홍수의 양이나 발생 가능성을 결정하는 가장 중요한 요소 중 하나이다.

유역의 크기는 하천에 도달하는 수량을 결정하는 데 중요한 역할을 하며, 유역이 클수록 홍수 발생 가능성이 커진다. 유역 면적은 유역의 길이와 너비를 기준으로 결정된다.

세계 최대 유역은 약 7050000km² 면적의 아마존강 유역이다. 일본 최대 유역은 약 16840km² 면적의 리네강 유역이다.

아마존강(アマゾン川) 유역. 셀바(セルバ)의 대부분을 차지하고, 오스트레일리아 대륙(オーストラリア大陸)에 필적하는 세계 최대의 유역 면적을 자랑한다.

미시시피강(ミシシッピ川) 유역. 로키 산맥(ロッキー山脈)과 애팔래치아 산맥(アパラチア山脈)에 끼인 중앙 평원의 대부분을 유역으로 한다.

타림강(タリム川) 유역. 하구가 없는 내륙하천(内陸河川)으로 타림 분지(タリム盆地)·타클라마칸 사막(タクラマカン砂漠) 전토를 유역으로 한다.

황하(黄河) 유역. 황사의 퇴적에 의해 하류는 천정천(天井川)이 되고, 황하 유역은 수로의 주변에 한정된다.

3. 2. 유역 길이 및 하천 연장

유역 길이(basin length, L^영어)는 유역 출구부터 본류를 따라 유역 경계까지의 곡선 거리를 의미한다. 하천 연장(본류 길이, main stream length, L_c^영어)은 유역 출구부터 본류 시작점까지의 곡선 거리를 나타낸다.^[1] 유역 중심 거리(length to center of area, L_ca^영어)는 유역 출구부터 본류를 따라 유역 중심에 가장 가까운 지점까지의 곡선 거리이며, 여기서 유역 중심은 유역을 수평면에 투영했을 때의 무게중심을 말한다. 조정 거리(L_10-85)는 유역 출구부터 본류를 따라 하천 길이 10 ~ 85% 구간의 곡선 거리를 의미한다.^[1]

3. 3. 유역 형상

유역의 형상은 긴 형태부터 둥근 형태까지 다양하며, 이에 따라 유출 특성이 달라진다. 폭이 좁고 분기율이 높은 경우에는 첨두 홍수량이 지체되는 반면, 둥근 형태이면서 분기율이 낮은 경우에는 첨두 홍수량이 크고 발생 시간이 짧아진다. 유역은 홍수의 양 또는 발생 가능성을 결정하는 가장 중요한 요소이다. 유역의 형태는 유출수가 강에 도달하는 속도에 영향을 미치는데, 길고 좁은 유역은 원형 유역보다 물이 빠지는 데 더 오랜 시간이 걸린다.

3. 3. 1. 형상계수 (R_f)

Horton의 형상계수 R_f는 유역의 형상을 나타내는 지표이다. 형상계수 R_f는 유역 면적 A를 하천 연장 L_c의 제곱으로 나눈 값이다.^[1] R_f < 1이며, 정사각형의 경우 1, 원형은 0.79이다.^[1] 유역 평균 폭은 A를 L_c로 나눈 값이다.

형상계수 R_f와 밀집도 R_c에 따른 첨두홍수량과 발생시간의 변화는 다음과 같다.^[1]

R_f	R_c	첨두홍수량	발생시간
크다	≈ 1	크다	짧다
작다	> 1	작다	길다

3. 3. 2. 밀집도 (R_c)

밀집도(R_c)는 유역 면적과 동일한 크기의 원에 대해, 원주 길이와 유역 경계 길이 P(km)의 비를 나타낸 것이다. (R_c > 1)^[1]

:

R_c = \frac{0.282P}{A^{1/2}}

3. 4. 유역 고저 및 기복

유역고저 또는 기복(relief)은 유역에서 유출되는 물의 잠재적인 에너지를 나타내는 지표다. '''최대유역고저'''(maximum basin relief)는 유역출구지점과 유역경계 중 최고점 간의 높이차이다.^[1] 유역경계 중 최고점 대신 유역의 평균 높이를 사용하기도 하는데, 이는 국지적인 또는 대표성이 없는 봉우리 높이로 인한 영향을 줄이기 위해서이다.^[1] '''고저비'''(relief ratio)는 유역고저를 두 지점 간 수평거리로 나눈 값이다.^[1]

3. 5. 유역 평균 경사 및 고도

유역의 평균 경사는 강우의 침투량, 유출량, 지표면 유출 속도에 영향을 미치는 요소이다. 지표류의 유속, 유역의 침식능, 지역적인 바람 등도 유역 경사의 영향을 받는다. 유역 경사를 산정하는 방법에는 교점법, 등고선연장법, 등고선 면적법이 있다.^[1]

유역 평균 고도는 유역 강수량, 증발산량에 영향을 미치는 요소이다. 교점법, 등고선 연장법, 등고선 면적법, 면적-고도 곡선방법으로 구한다.^[2]

4. 유역의 형태 분류

유역은 그 형태에 따라 수지형, 평행형, 부채형, 격자형, 직사각형, 방사형, 환상형, 복합형 등으로 분류할 수 있다.^[1]

환상형 유역: 하천이 원형 또는 고리 모양으로 배열된 유역이다.

4. 1. 수지형 유역

수지형 유역(dendritic form basin)은 가늘고 긴 직사각형 유역으로, 나뭇가지 형상으로 되어 있는 유역이다. 첨두홍수량이 작고 홍수 지속시간이 긴 특징이 있다. 한반도에서 예성강, 압록강이 수지형 유역이다.^[1]

4. 2. 평행형 유역

독립된 두 유역을 가진 하천이 평행하게 흐르다가 만나는 형태의 유역이다. 하류에서 지류가 합류되므로 하류 부분에서 큰 홍수가 일어나기 쉽다는 특징이 있다. 한반도에서는 대동강, 삽교천, 청천강 등이 평행형 유역이다.^[5]

4. 3. 부채형 유역

부채형 유역은 원형이나 부채꼴 모양을 가진 유역이다. 상류에서 여러 지천이 흘러오다가 한 지점에서 합류하는 형태이며, 일반적으로 분지를 형성한다. 이러한 지형적 특성으로 인해 합류점에서 큰 홍수가 발생할 가능성이 높다. 한반도에서는 압록강, 예성강이 부채형 유역에 속한다.^[1]

4. 4. 격자형 유역

격자형 유역은 산맥을 횡단하는 지천을 갖고 있는 유역으로, 제1 지류는 서로 평행하게 흐르고 제2 지류는 제1 지류에 직각으로 합류하는 모습을 보인다.^[1]

4. 5. 직사각형 유역

하천이 직교하는 단층 등의 지질 구조선의 영향을 받다가 지류가 본류에 직각으로 합류하면서 본류도 직각으로 변하는 형태를 가지는 유역이다.^[1] 격자형 유역에 비해 공간적 배열성과 규칙성이 덜하다.^[1]

4. 6. 방사형 유역

중심 고지에서 하천이 방사형으로 뻗어 나가는 형태의 유역이다. 화산과 같은 모습을 떠올리면 된다. 하천 유로장에 비해 유역 면적이 작아 홍수 지속 시간이 짧다. 한반도에서는 영산강, 안성천, 두만강이 그 예이다.

4. 7. 복합형 유역

두 가지 이상의 유역 형태가 복합적으로 나타나는 유역이다. 실제 하천은 대부분 복합형 유역이다. 한반도에서는 금강, 낙동강이 복합형 유역에 해당한다.^[1]

5. 한국의 주요 유역

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6. 하천쟁탈

하천쟁탈은 인접한 두 하천 사이에서 유역 면적의 변화가 발생하는 현상이다.

7. 세계의 주요 유역

세계 주요 해양의 유역은 위 그림과 같이 나타낼 수 있다. 그림에서 회색 지역은 내륙호의 유역(내륙유역)이며, 해양으로 흘러가지 않는 지역(외양유역이 아님)이다.

면적 순으로 가장 큰 다섯 개의 강 유역은 아마존강(700만 km²), 콩고강(400만 km²), 나일강(340만 km²), 미시시피강(322만 km²), 라플라타강(317만 km²)이다.

7. 1. 해양별 유역

전 세계 육지의 약 48.71%는 대서양으로 물이 흘러 들어간다. 북아메리카에서는 세인트로렌스 강과 그레이트 레이크스 유역, 미국의 동부 해안, 캐나다 해양 주, 그리고 뉴펀들랜드 래브라도주의 대부분 지역에서 표면수가 대서양으로 배수된다. 안데스 산맥 동쪽의 남아메리카 대부분과 서유럽 및 중부 유럽의 대부분, 서부 사하라 사막 이남 아프리카의 가장 큰 부분, 그리고 서사하라와 모로코의 일부도 대서양으로 물이 흘러간다.

세계의 두 주요 지중해도 대서양으로 흘러든다. 카리브해와 멕시코만 유역은 애팔래치아 산맥과 로키 산맥 사이의 미국 내륙 대부분, 캐나다의 앨버타주와 서스캐처원주의 일부, 동부 중앙아메리카, 카리브해와 멕시코만의 섬들, 그리고 남아메리카 북부의 일부를 포함한다. 지중해 유역은 흑해와 함께 북아프리카의 대부분, 중동부 아프리카( 나일 강을 통해), 남유럽, 중부 및 동유럽, 튀르키예, 그리고 이스라엘, 레바논, 시리아의 해안 지역을 포함한다.

북극해는 캐나다 서부와 캐나다 북부의 대륙 분수령 동쪽 대부분, 북부 알래스카 그리고 미국의 노스다코타주, 사우스다코타주, 미네소타주, 몬태나주의 일부, 유럽의 스칸디나비아 반도 북쪽 해안, 러시아 중부와 북부, 그리고 아시아의 카자흐스탄과 몽골의 일부를 배수하며, 이는 전 세계 육지의 약 17%에 해당한다.^[9]

전 세계 육지의 13%가 조금 넘는 부분이 태평양으로 배수된다.^[9] 그 유역은 중국 대부분, 러시아 동부와 남동부, 일본, 한반도, 인도차이나 대부분, 인도네시아와 말레이시아, 필리핀, 모든 태평양 제도, 오스트레일리아 북동부 해안, 그리고 대륙 분수령 서쪽의 캐나다와 미국(알래스카 대부분 포함), 그리고 안데스 산맥 서쪽의 중앙아메리카와 남아메리카 서부를 포함한다.

인도양의 배수 유역도 지구 육지의 약 13%를 차지한다. 아프리카 동부 해안, 홍해와 페르시아만 해안, 인도 아대륙, 버마, 그리고 오스트레일리아의 대부분을 배수한다.^[10]

7. 2. 대륙별 유역

전 세계 육지의 약 48.71%는 대서양으로 배수된다.^[9] 북아메리카에서는 세인트로렌스 강과 그레이트 레이크스 유역, 미국의 동부 해안, 캐나다 해양 주, 그리고 뉴펀들랜드 래브라도주의 대부분 지역에서 표면수가 대서양으로 배수된다. 안데스 산맥 동쪽의 남아메리카 대부분과 서유럽 및 중부 유럽의 대부분, 서부 사하라 사막 이남 아프리카의 가장 큰 부분, 그리고 서사하라와 모로코의 일부도 대서양으로 배수된다.

세계의 두 주요 지중해도 대서양으로 흘러든다. 카리브해와 멕시코만 유역은 애팔래치아 산맥과 로키 산맥 사이의 미국 내륙 대부분, 캐나다의 앨버타주와 서스캐처원주의 일부, 동부 중앙아메리카, 카리브해와 멕시코만의 섬들, 그리고 남아메리카 북부의 일부를 포함한다. 지중해 유역은 흑해와 함께 북아프리카의 대부분, 중동부 아프리카( 나일 강을 통해), 남유럽, 중부 및 동유럽, 튀르키예, 그리고 이스라엘, 레바논, 시리아의 해안 지역을 포함한다.

북극해는 캐나다 서부와 캐나다 북부의 대륙 분수령 동쪽 대부분, 북부 알래스카 그리고 미국의 노스다코타주, 사우스다코타주, 미네소타주, 몬태나주의 일부, 유럽의 스칸디나비아 반도 북쪽 해안, 러시아 중부와 북부, 그리고 아시아의 카자흐스탄과 몽골의 일부를 배수하며, 이는 전 세계 육지의 약 17%에 해당한다.^[9]

전 세계 육지의 13%가 조금 넘는 부분이 태평양으로 배수된다.^[9] 그 유역은 중국 대부분, 러시아 동부와 남동부, 일본, 한반도, 인도차이나 대부분, 인도네시아와 말레이시아, 필리핀, 모든 태평양 제도, 오스트레일리아 북동부 해안, 그리고 대륙 분수령 서쪽의 캐나다와 미국(알래스카 대부분 포함), 그리고 안데스 산맥 서쪽의 중앙아메리카와 남아메리카 서부를 포함한다.

인도양의 배수 유역도 지구 육지의 약 13%를 차지한다. 아프리카 동부 해안, 홍해와 페르시아만 해안, 인도 아대륙, 버마, 그리고 오스트레일리아의 대부분을 배수한다.^[10]

내륙 배수 분지는 바다로 배수되지 않는 내륙 분지이다. 내륙 배수 분지는 지구 육지의 약 18%를 차지한다.

7. 3. 세계 최대 강 유역

면적 순으로 가장 큰 다섯 개의 주요 강 유역은 아마존강(700만 km²), 콩고강(400만 km²), 나일강(340만 km²), 미시시피강(322만 km²), 라플라타강(317만 km²)이다. 유량 순으로 많은 물을 배출하는 세 개의 강은 아마존강, 갠지스강, 콩고강이다.

8. 유역에서의 물 순환

수문학에서 유역은 수문 순환 내에서 물의 이동을 연구하기 위한 논리적인 단위이다. 유역 배출구에서 배출되는 물의 대부분은 유역에 내리는 강수에서 유래한다.^[11] 유역 아래의 지하수계로 유입되는 물의 일부는 지하수 흐름 방향이 상부 배수망의 방향과 항상 일치하지 않기 때문에 다른 유역의 배출구를 향해 흐를 수도 있다. 유역에서 물의 배출량 측정은 유역 배출구에 위치한 수위계를 통해 이루어진다. 강우가 발생하면 그 일부는 지면으로 직접 스며들고, 이 물은 지하에 남아서 천천히 경사면을 따라 내려가거나, 토양 속으로 더 깊이 스며들어 지하수 대수층으로 통합될 수 있다.^[12]

물이 유역을 통해 흐르면서 지형의 구조를 바꾸는 지류를 형성할 수 있는데, 침식이 빠른 암석은 수지상 패턴을 형성하며, 이는 가장 흔하게 볼 수 있다. 그 외에 트렐리스 패턴과 직사각형 패턴이 형성될 수 있다.^[13]

유역 전체의 총 강수량은 강우량계 자료를 통해 측정되며, 산술 평균 방법, 티센 다각형 방법, 등우량선 방법 등을 통해 해석될 수 있다. 등시선 지도는 일정하고 균일한 유효 강수량을 가정하여 유역 내의 유출수가 특정 지점에 도달하는 데 걸리는 시간을 보여주는 데 사용될 수 있다.^[14]^[15]^[16]^[17]

유역에서의 물 순환은 기후, 지형, 식생, 토양, 토지 이용 등 자연적 요인뿐만 아니라 인간의 활동까지 복합적으로 작용하기 때문에, 그 메커니즘을 완전히 이해하기 위한 연구는 1970년대 이후 동위원소 분석의 발전을 통해 본격화되었다.^[11]^[12]

8. 1. 수분 수지

유역에서의 물 순환 문제는 수문학(물 순환을 다루는 자연지리학의 한 분야)의 중요한 관심사이다^[11]。수문학에서는 유역수문학(watershed hydrology^영어)이라는 하나의 학문 분야가 존재한다^[11]^[12]。유역수문학은 수자원 확보와 재해 예측 등의 측면에서 사회적 요구도 높다^[12]。

유역은 3차원 구조를 가지며, 강수에 의한 물의 유입과 증발산・하천 흐름에 의한 물의 유출, 그리고 지하수와 토양수로서의 저류, 이 세 가지 물의 움직임이 고려된다^[11]。이 관계를 수분 수지식으로 기술하면 다음과 같다^[19]。

:

P-E_t-R=\frac{dS}{dt}

여기서 P는 강수량,

E_t

는 증발산량, R은 유출량,

\frac{dS}{dt}

는 저류량 변화를 나타낸다^[19]。유역은 시간 성분 t를 가지므로, 4차원으로 검토할 필요가 있다^[11]。일반적으로 단위에는 수주고(water height^영어), 즉 강수량 등의 값을 유역 면적으로 나눈 것을 사용한다^[11]^[12]。

검토하는 수분 수지 기간 t를 1년으로 했을 경우, 저류량 변화

\frac{dS}{dt}

는 일반적으로 0으로 생각해도 좋다^[19]。

9. 유역 관리

유역은 수자원 관리의 기본 단위로 활용되며, 지속 가능한 수자원 이용과 수질 개선을 목표로 한다. 유역은 수문학적으로 일관된 단위이기 때문에, 개별 유역을 기준으로 수자원을 관리하는 것이 일반적이다. 미국 미네소타주에서는 이러한 기능을 수행하는 정부 기관을 "유역 관리구"라고 한다.^[18] 뉴질랜드에서는 이를 집수위원회(catchment boards)라고 하며, 캐나다 온타리오주에 있는 이와 유사한 지역 단체는 자연보존 당국이라고 한다.

폐쇄 수역(호소, 만, 내해)으로 흘러드는 하천을 한데 묶어 '〇〇 유역(유역권)'이라고 부르는 경우도 있으며, 수질오염 지표 작성에 사용되고 있다(예: 도쿄 만 유역［에도가와, 다마가와, 사가미가와］ 등).^[20]

9. 1. 한국의 유역 관리

유역은 수문학적으로 일관된 단위이기 때문에, 개별 유역을 기준으로 수자원을 관리하는 것이 일반적이다. 북미에서는 이러한 기능을 "유역 관리(watershed management)"이라고 한다.

브라질에서는 1997년 제9433호 법률에 의해 규정된 국가 수자원 정책에서 유역을 브라질 수자원 관리의 지역 단위로 규정하고 있다.

하천 유역이 국가 내 경계 또는 국제 경계를 하나 이상 넘을 경우 국경을 넘는 하천(transboundary river)으로 분류된다. 이러한 유역의 관리는 해당 유역을 공유하는 국가들의 책임이 된다. 나일 유역 이니셔티브(Nile Basin Initiative), 세네갈 강(Senegal River)을 위한 OMVS(OMVS), 메콩강위원회(Mekong River Commission)는 공유 하천 유역 관리에 관한 몇 가지 사례이다.

공유 유역의 관리는 국가 간 지속적인 평화로운 관계 구축의 수단으로도 여겨진다.^[19]

9. 2. 국제 하천 유역 관리

국경을 넘는 하천 유역의 경우, 해당 유역을 공유하는 국가들이 관리 책임을 진다. 나일 유역의 나일 유역 이니셔티브(Nile Basin Initiative), 세네갈 강(Senegal River)을 위한 OMVS(OMVS), 메콩 강 유역의 메콩강위원회(Mekong River Commission) 등이 그 예이다.^[19]

이러한 공유 유역 관리는 국가 간 지속적이고 평화로운 관계를 구축하는 수단으로도 여겨진다.^[19]

10. 유역과 생태

수계(수문) 분지의 위에서 내려다본 그림. 점선은 수계 분지의 주요 분수령이다.

유역은 생태학에서 중요한 역할을 한다. 물이 지표면과 강을 따라 흐르면서 영양소, 퇴적물, 수질 오염물질을 흡수하기 때문이다. 물과 함께 이러한 물질들은 유역의 배출구 쪽으로 이동하며, 그 과정뿐만 아니라 유입되는 수역에서도 생태 과정에 영향을 미칠 수 있다.

인공 비료 사용은 질소(질산염 형태), 인, 칼륨을 포함하며, 유역의 하구에 영향을 미친다. 이러한 광물질은 유역에 의해 하구로 운반되며, 그곳에 축적되어 자연적인 광물질 균형을 교란할 수 있다. 이는 식물 성장이 가속화되는 부영양화를 유발할 수 있다.

참조

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_[2] 웹사이트 What is a watershed and why should I care? http://www.wr.udel.e[...] University of Delaware 2008-02-11
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_[5] 학술지 Intrinsic vulnerability mapping for small mountainous karst aquifers, implementation of the new PaPRIKa method to Western Pyrenees (France) Elsevier 2013-07-18
_[6] 웹사이트 Natural mineral waters https://www.encyclop[...] Encyclopédie de l'environnement 2019-02-07
_[7] 학술지 Rainfall–runoff relations for karstic springs. Part I: convolution and spectral analyses 2000-12-05
_[8] 웹사이트 Hydrologic Unit Geography http://www.dcr.virgi[...] Virginia Department of Conservation & Recreation
_[9] 학술지 Global system of rivers: Its role in organizing continental land mass and defining land-to-ocean linkages 2000
_[10] 뉴스 Largest Drainage Basins in the World https://www.worldatl[...] 2018-05-17
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_[12] 웹사이트 Watersheds and Drainage Basins https://www.usgs.gov[...] 2019-06-08
_[13] 웹사이트 13.2 Drainage Basins https://opentextbc.c[...] BCcampus Open Publishing 2015-09-01
_[14] 학술지 A grid-based distributed flood forecasting model for use with weather radar data: Part 1. Formulation https://hal.archives[...] Copernicus Publications
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_[16] 웹사이트 EN 0705 isochrone map http://webworld.unes[...] UNESCO
_[17] 웹사이트 Isochron Map https://www.petroped[...]
_[18] 웹사이트 Twin Cities Metropolitan Area (TCMA) Watersheds https://www.pca.stat[...] 2010-09-07
_[19] 웹사이트 Water Cooperation for a Secure World http://www.strategic[...] 2013-11-25
_[20] 간행물 환경공학 방송대학 2020-10

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