이정 사질 퇴적물의 층면구조 형성 속도에 대한 수조 실험 예비 연구

김현우; 최수지; 최지수; 권유진; 이상철; 곽창환; 권이균

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김현우 (공주대학교 지질환경과학과) 최수지 (공주대학교 지질환경과학과) 최지수 (공주대학교 지질환경과학과) 권유진 (공주대학교 지질환경과학과) 이상철 (공주대학교 지질환경과학과) 곽창환 (서울국제학교) 권이균 (공주대학교 지질환경과학과)

저널정보: 한국지구과학회 한국지구과학회지 한국지구과학회지 제37권 제4호

발행연도: 2016.1

수록면: 218 - 229 (12page)

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층면구조 안정성 다이어그램은 층면구조가 주어진 입도와 유속에서 나타나는 층면구조의 모양과 크기를 지시한다. 이 다이어그램은 대부분 수조실험에 의해 획득한 실험 데이터를 기반으로 작성되었다. 일반적으로, 수조실험은 입자의 크기와 유속사이의 관계를 이해하기 위해 분급이 좋고 단일입도의 분포를 보이는 퇴적물을 이용하여 수행되었다. 이 다이어그램에 의하면, 세립사와 중립사 퇴적물 표면에서 유속이 빨라지면서, 평행층 에서 연흔이 형성되기 시작한다. 이 연구의 목적은 층면구조 안정성 다이어그램의 결과가 실험을 통하여 잘 재현되는지를 확인하고, 분급이 좋은 퇴적물과 달리 분급이 불량한 경우인 이정 입도 분포를 보이는 사질 퇴적물에서도 잘 재현되는지 확인하는 것이다. 본 연구 실험 결과는 2D 연흔이나 3D 연흔 층면구조가 형성되기 위해서, 분급이 불량한 퇴적물의 경우에, 분급이 좋은 퇴적물보다 더 높은 유체의 유속과 전단응력이 필요하다는 것을 보여주고 있다. 탄산염 퇴적물은 수력학적 분급작용이 활발하지 않으며, 퇴적물의 구성이 알로켐과 기질로 이루어지는 이정 입도 분포를 보이는 퇴적물로서 일반적으로 분급이 불량한 특징을 가지고 있다. 따라서, 실험의 결과는 탄산염 퇴적물에서 층면구조 형성을 위해 쇄설성 퇴적환경의 퇴적물 보다 더 높은 유속이 필요할 수 있음을 제안하고 있다. 분급이 불량한 퇴적물 입자가 침식되어 이동기 위해 더 높은 에너지와 유속이 필요하다는 것은 분급 효과, 마찰 효과, 안정성 효과, 갑옷 효과 등이 복합적으로 작용한 결과로 설명될 수 있을 것이다. 본 연구는 예비적 고찰로서, 이어지는 연구를 통해 이러한 현상을 과학적으로 설명하고 입도와 층면구조 형성의 상관성을 보다 정교하게 규명하고자 한다.

#수조실험 #층면구조 #이정 혼합 퇴적물 #유속

참고문헌 (23)

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Allen, P. A. / 1997 / Earth surface processes / Blackwell Science :403

Ashely, G.M / 1990 / Classification of large-scale subaqueous bedform: a new look at an old problem / Journal of Sedimentary Research 60:160~172

Buffington, J.M / 1997 / A systematic analysis of eight decades of incipient motion studies, with special reference to gravel-bedded rivers / Water Resources Research 33(8):1993~2029

Cheng, N. S. / 2002 / Exponential formula for bedload transport / Journal of Hydraulic Engineering 128(10):942~946

Coco, G. / 2007 / Sorted bedforms as self-organized patterns : 2. complex forcing scenarios / Journal of Geophysical Research : Earth Surface 112:F03016

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