개념 한 쪽
수역 복원에서 수원의 양과 질을 유지하려면 수위 조절 구조, 수질 지표의 이해, 유출 및 투수 계산, 그리고 식생 표면의 저류 특성을 모두 고려해야 한다고 본다.
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출제기준 단원 「수원 확보」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 평균깊이 계산 | 1 | 단면적과 윤주로 수로 평균 깊이를 계산하기 |
| 수중 용존산소 특성 | 1 | 수층별 용존산소 분포와 수온약층 특성 가려내기 |
| 수관저류 결정요인 | 1 | 수관저류 능력에 영향을 주는 요인들 구분하기 |
퇴수구(넘침구)는 연못 등의 수원에서 수위를 일정하게 유지하기 위한 시설로, 그 설치 높이는 목표 기준 수면과 동일하게 해야 한다고 본다. 퇴수구 높이가 목표 수면보다 낮으면 목표 수위에 도달하기도 전에 물이 배출되어 연못의 기능을 상실하게 된다고 설명한다. 급수구와 퇴수구는 외부에 노출되지 않게 설치하는 것이 바람직하고, 어류가 서식하는 연못에 수돗물 급수는 염소 성분으로 인해 지양하는 것이 원칙이라고 본다.
수질 지표로는 BOD(생물학적 산소요구량)가 중요한 평가 항목이라고 본다. BOD는 20℃에서 5일간 호기성 미생물이 유기물을 분해하는 데 소비한 산소량을 의미하므로, '20℃ 5일간의 산소 소비량'이라는 조건을 기억해야 한다고 본다. 용존산소(DO)는 표층에서 높고 심층으로 갈수록 낮아지는 경향이 있으므로, 수층별 분포 특성을 고려해 수중 생태 상태를 판단해야 한다고 본다.
수문·유출 계산에서는 기본적인 관계식을 숙지해야 한다고 본다. 투수능은 실제로 땅으로 스며드는 강우량으로, 강우강도에서 지표유출량을 뺀 값으로 계산한다고 본다. 합리식은 최대유량을 추정할 때 사용하는 공식으로 Q = (1/360) C I A 형태이며, 여기서 C는 유출계수, I는 강우강도(mm/hr), A는 유역면적(ha)이라고 본다. 이때 1/360 계수와 단위(ha→m², mm→m, hr→s)를 정확히 적용해야 올바른 유량을 얻는다고 본다.
수관저류는 수목의 잎사귀와 가지에 머무는 물의 양을 뜻하며, 저류 능력은 수종과 엽면적지수 같은 표면 특성 및 강우강도에 의해 결정된다고 본다. 강우강도가 세면 잎의 표면이 빨리 포화되어 저류량이 줄어들 수 있으므로, 저류량을 판단할 때는 표면의 구조적 특성과 강도의 상호작용을 고려해야 한다고 본다.
부영양화 대응으로는 영양염류의 유입 차단과 내부 부하 제거 방식이 직접적인 저감책이라고 본다. 예컨대 심층수 폭기, 수초 제거, 영양염류 불활성화 등의 방법은 영양염류를 제거하거나 이용 불가능하게 만들어 조류 증식을 억제하는 수단이라고 본다. 반대로 체류시간을 증가시키는 조치는 조류 증식을 촉진하므로 부영양화 저감책으로 적절하지 않다고 본다.
1) 단면적 12m², 윤주 8m인 수로의 평균 깊이는 단면적을 윤주로 나누어 구하므로 12 ÷ 8 = 1.5m가 된다. 이 계산에서 평균 깊이 = 단면적 ÷ 윤주 공식을 적용한다고 본다.
2) 강우강도 90mm/hr, 지표유출량 30mm/hr인 상황에서 투수능은 강우강도에서 지표유출량을 빼므로 90 - 30 = 60mm/hr가 된다. 최대 침투능과 비교할 때 실제 투수량은 강우강도 한도 내에서 결정된다고 본다.
3) 합리식 예시로 유역면적 10ha, 유출계수 0.8, 강우강도 100mm/hr를 넣으면 Q = (1/360) × 0.8 × 100 × 10 = 800/360 ≈ 2.22m³/s이므로 약 2.2m³/s가 된다고 본다. 이 계산에서는 단위 변환 계수 1/360을 잊지 않아야 한다고 본다.
단면적이 12m²이고, 윤주가 8m인 수로의 평균 깊이(m)는?
정답 ① · 수리학에서 단면적은 수로의 폭에 평균 깊이를 곱해서 구하며, 윤주는 수로 단면의 물과 접하는 둘레의 길이를 의미합니다. 문제에서 제시된 윤주 8m가 곧 수로의 폭이라고 가정할 때, 단면적 12m²를 폭 8m로 나누면 평균 깊이는 1.5m가 됩니다.
수로의 평균 깊이는 단면적을 윤주로 나눈 값으로, 12m² ÷ 8m = 1.5m이다.
수중 용존산소량(dissolved oxygen)에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?
정답 ① · 문항은 수중 용존산소 분포 특성에 대한 옳지 않은 설명을 찾는 문제이다. 용존산소는 주로 표수층에서 공기와의 접촉과 광합성에 의해 높아지고 심층으로 갈수록 감소하는 경향을 보인다.
수온약층은 수온이 급변하는 층으로 용존산소량이 급격히 증가하지 않으며, 오히려 하층으로 갈수록 감소하는 경향이 있다.
수관저류는 수관표면이 포화되는데 필요한 최소의 강우량이다. 다음 중 수관저류 능력에 가장 큰 영향을 미치는 요인으로만 짝지어진 것은?
정답 ① · 문제는 수관저류 능력에 가장 큰 영향을 미치는 요인들의 조합을 묻고 있다. 수관저류는 잎표면적(엽면적지수), 수종에 따른 표면 성상, 그리고 강우의 단위시간당 강도(강우강도)에 의해 좌우되므로 이 세 요소가 핵심적이다.
수관저류는 강우강도와 수종, 엽면적지수 등 표면 특성 및 강우 조건에 의해 결정되므로 이 세 요소가 핵심이다.
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