레거시 침전물

Legacy sediment

유산 침전물(LS)은 신석기 시대부터 인간의 활동이 증가하면서 물려받은 퇴적물을 퇴적물로 침전하는 것이다.[1][2] 이러한 네이티브 vegetation,[8][9][10]mining,[11][12][13]도로 building,[14][15][16][17]의 농업 clearance,[3][4][5][6][7]lumbering과 간극 urbanization,[18][19][20]뿐만 아니라 변경 강 시스템에 댐과 다른 공학 구조의 형태 의미에 데려 왔다 같은 토지 사용, 땅 커버 변화의 넓은 범위를 포함한다.고 조절하는지 자연 하천의 프로세스 제어를에 침식, 출발.osition, 측면 이동, mandering).[21][22][23] LS의 개념은 수질학, 독성학 연구뿐만 아니라 지질학, 생태학에서도 사용된다.

LS는 지형에 걸쳐 공간적으로 이질적인 방식으로 분포하고 축적되어 다양한 지형을 형성한다. 그것은 산등성이 콜루비움에서 홍수와 습지 알루비움으로, 미세한 결로인 라쿠스린과 에스타린 슬랙워터 퇴적물로 변화하면서 홍적 시스템을 통해 진행될 수 있다.[1] LS의 시간적 특성은 시간 경과성이며, 즉 증착의 시작과 최고 속도는 지역 간 다른 시간뿐만 아니라 충적 시스템 내에서 서로 다른 시간에 발생할 수 있다. LS의 간헐적 수송은 인공 침전물과 비인류 침전물이 혼합되도록 Hilllope에서 채널로 LS 침전물을 수로로 재조립하는 계단식 시스템으로 생각할 수 있다.[24]

하천 시스템은 인류학적으로 강제된 환경 변화의 과거 및 현재 흔적을 기록한다. LS는 충적계를 통해 에너지와 물질(연결성)의 플럭스를 구동하고, 하천 반응의 미래 궤적을 알릴 수 있는 과거 토지 이용과 하천 역학의 지표를 제공하기 때문에 이러한 맥락에서 변화의 요소다. 그런 의미에서 LS의 개념을 인정하면 하천복구,[1] 수질 및 침전물[26] 예산관리, 수생태계 보호,[27] 홍수위험 등에 대한 정보에 입각한 정책개발에 유리할 수 있다. 더욱이 인류학적으로 변형된 침전물 역학과 관련된 레거시 효과의 영향은 생태계 서비스의 맥락에서 매우 중요하다.[28]

정의들

사후정착알루비움

정의는 주로 농업 통관 결과로 생성된 북미의 결정 후 전류를 나타낸다.

"레거시 세디멘트 (n.) (1) 몇 세기 동안의 집중적인 토지 개간, 농업 및 제분 기간 동안 고지대 경사지에서 침식된 침전물 (미국 동부에서는 17세기 후반에서 19세기 후반까지 이러한 현상이 발생), (2) 하천 복도와 계곡 바닥을 따라 수집되어 사전 정착 하천, 범람원, 습지, 건조한 계곡 등을 매장하고, 그 변형이 일어난다.수문, 생물학적, 수문학적, 수문학적, 수문학적, 수문학적, 화학적 기능, (3) 느슨한 물 환경에서 유비쿼터스 로우헤드밀 댐 뒤에 축적되어 미세한 결로 침전물이 두껍게 축적되어 "수문 침전물"과 흐르는 하천과 관련된 충적 침전물을 구별한다.; (4) 또한 응고자가 갈아서 더 잘 분류되지 않은 충적물(하천 수송과 관련되지 않음) 퇴적물로 축적될 수 있다. (5)는 은행 침식 과정에서 발생하는 하류 수로에서 영양소 부하에 기여하는 총 인과 질소의 양을 다양하게 포함할 수 있다.'

인체유발성 침전물 퇴적물

이 정의의 제한된 범위와 적용가능성과 관련된 비판의 결과, (1) 인간 활동의 더 넓은 범위를 포함하며, (2) 결정 후 앨루비움과는 별도로 더 많은 침전물 유형을 고려하고, (3) 공간(비균일)과 시간(시간 경과)을 존중한다는 보다 유연하고 일반적인 정의가 제안되었다.) LS의 변동성:

"레거시 침전물: 주로 앨루비움[혹은 콜루비움]인 지구 물질은 삼림 벌채, 농경지 사용 또는 광업과 같은 인간의 소란 이후에 퇴적된다. 이 구절은 종종 사후 정착 앨루비움이라고도 알려진 유럽 홍수 발생 후 퇴적물을 묘사하는 데 사용된다. 유산 침전물에 대한 인식은 침전물 예산, 수질, 하천 복원, 독성, 횡방향 채널 연결성, 지형 이론에서 중요한 역할을 하는 것에 대응하여 성장했다.'

"레거시 침전물은 주로 유역에서의 인간의 소란 이후에 침전된 알루비움이다. 그 소동은 삼림파괴, 농경지 쟁기, 광업, 기타 토지 이용 변화 등의 형태였을 것이다. 북미와 호주에서는 유산의 퇴적물이 어디에나 존재하며, 구세계 육상거치 기술(예: 징용동물이 끄는 강철공구와 쟁기)을 도입한 유럽 정착민들에 의한 토지 식민지화와 수출 경제에 대응하여 성공적 침식을 나타낸다. 이러한 환경에서는 레거시 퇴적물을 흔히 '정착 후 알루비움(PSA)'으로 설명하는데, 이는 홍수로 전체를 덮고 비교적 젊은 층성 침전물의 두꺼운 맨틀로 정착 전 토양을 매립할 수 있다.[31][32][33][5]

유형 및 관련 지형

종류들

LS는 다른 구조와 질감의 침전물을 포함한다. 그것들은 충적할 수 있고, 질량 낭비나 시트 에로스 공정에 의해 퇴적된 각진 암석 파편들을 포함하고,[35] 충적물은 잘 정리된 둥근 쇄석들과 충적 공정에 의해 퇴적된 매우 미세한 찌그러진 부유 퇴적물을 포함한다.[36]

관련 지형식

대부분의 LS는 질량 와스팅, 시트 플로우, 릴 및 갈매기와 관련된 에로스적 공정에 의해 고원에서 생성된다. 퇴적된 콜루비움은 이동거리가 적고 침식 장소 근처의 중풍 휘장, 경사 밑면의 앞치마나 침전물 쐐기 또는 갈매기 입구의 부채, 잔해 흐름, 지류 등에 축적된다.[1]

홍수판은 횡방향과 수직방향 억제를 통해 알루비를 저장한다. 즉, 침상하중 침전물이 홍수레인에 통합되고 있다. 퇴적 에피소드는 사용 가능한 퇴적물의 양과 운반할 수 있는 용량의 균형을 반영한다. 이에 따라 LS의 부분은 범람원에 자연 다른 성격의:한정되어 땅이 지속적인 예금들,(2)cascading의 침전물의 과잉과 수송력 있어서 결손을 표하부분은 범람원[1](1)등급이 매겨질 때지만 헤어졌다 잦은 주머니의 일련의 풍부한 침전물과 제한된 수송력 결과,(3), 간간이 중단될 수 있다.출신의.공급은 하지만 효율적인 수송은 지역적으로 고립된 주머니에만 축적되게 한다.

호수, 습지, 하구 등 저에너지 환경에서 LS는 실트, 클라이 등 매우 미세한 자재가 지배하며, 해변과 해수욕장 단지를 형성한다.[1]

소스- 싱크 관계

분수령 전체에 걸쳐 LS의 공간 패턴을 개념화하는 또 다른 방법은 소스와 저장 구역 또는 싱크 존의 개념을 통해서이다.[37] 가게들은 그 풍경에서의 일시적 지속성을 통해 싱크대와 차별화되는데, 첫째는 임시적인 반면, 둘째는 더 오래 지속된다.[38] 고원은 침전물 생산지역 부근에 국지적 저장지점이 있는 것이 특징이며, 하류에는 구배율이 낮은 넓은 계곡에 더 넓은 저장공간이 있다. 유역의 이 지역에 있는 상점들은 일반적으로 거주 시간이 짧다. 왜냐하면 그들은 충적 시스템에 의해 임시로 재작업되기 때문이다. 선원은 일반적으로 하류로 침전물을 전달하는 데 매우 효과적인 가파른 협곡과 같이 침전물이 축적될 수 있는 높은 운반 용량 또는 거의 수용 공간이 없는 것으로 특징지어진다. 싱크대는 흐름 에너지가 큰 표면에 분산되어 축적되는 저층, 저경사 영역에서 가장 흔하다. 여기서, 유역의 상류 부분에 비해 퇴적물의 보관 공간과 거주 시간이 상당히 증가한다.

레거시 효과

인간에 의한 침전물 동역학(침전물 공급, 침전물 유입, 운송, 침식, 침전, 침전, 저장)의 광범위한 변화를 문서화하는 과학적 연구는 인간의 활동이 생태계의 에로스적, 퇴적적적, 지질학적 과정을 지배하게 되었다는 증거로 이어진다.[39][28] 강물이 어떤 풍경에서 가장 낮은 지형지물이고 결과적으로 그 풍경에서 물, 용수, 광물 침전물 및 특정 유기 물질을 수집하고, 또한 강수, 용수, 입자 등을 대기에서 수집한다는 점에서 이것은 특히 강 시스템에서 두드러진다. 게다가, 강에 대한 침전물 공급은 증가했지만 충적 네트워크 내의 침전물 수송은 감소하여 전 세계의 거의 모든 강을 따라 유산 효과가 창출되었다. 예를 들어, 인공 토양 침식이 가속화되어 전 세계 강의 퇴적물 수송량이 연간 23억톤(±06억톤) 증가했음에도 불구하고, 세계 해안과 해양으로의 퇴적물 전달은 저수지 내 보존으로 인해 연간 14억톤(± 0.3톤)이 감소했다.[23] 전 세계 주요 분수령의 50% 이상이 댐에 의해 영향을 받는다.[23][22] 미국에서만 강 킬로미터의 2%만이 댐의 영향을 받지 않는 것으로 추정된다.[40][41]

인간의 활동은 강 퇴적물에 대한 유산의 영향을 초래하는데, 이것은 퇴적물의 위치, 양, 구성의 변화로 나타난다. 레거시 효과는 일시적이고 공간적으로 가변적이며, 그 결과 침전물은 하천 시스템 내에서 공간 범위, 축적률 및 거주 시간이 다양하다. 예를 들어 비버 댐의 제거는 처음에는 단지 몇 헥타르를 구성하는 분지의 일부 내에서 국부 침전물을 유발할 수 있다.[42] 이와 유사하게, 강 내에 건설된 1밀담은 몇 헥타르에 걸쳐 침전물의 침적을 증가시킨다.[7] 반대로, 제방과 같은 수백 킬로미터의 은행 경내 구조물의 건설은 은행 상공의 침전물을 거의 제거하는 분지에 걸쳐 훨씬 더 광범위한 영향을 미친다.[43] 마찬가지로, 분지의 상류 지역 내에서 자생 식물을 제거하면 하천망의 거의 전체 코스를 따라 계곡 바닥이 크게 경작될 수 있다.[44] 폐수처리는 1년 이내에 오염된 침전물을 제거할 수 있지만 중금속과 합성화학물질은 수십 년에서 수 세기 동안 독성 기준의 강 퇴적물 내에 남아 있을 수 있다.[45][46]

인공적인 생태계 조작의 세 가지 주요 효과는 침전물을 강화하거나 침전물을 감소 또는 제거하거나 다양한 오염물질로 퇴적물을 오염시키는 것이다.[28]

침전 강화

침전물은 상류(예: 농업 개간, 채굴, 방목) 또는 유역의 다른 부분으로부터 강에 대한 침전물 공급을 증가시키거나 강의 수송 능력을 감소시키는 활동(예: 흐름 규제)에 의해 강화된다.[28]

그 영향은 하천 변형을 유발할 수 있다. 즉, 하천 형태학의 전 교대 변화를 유발할 수 있다.[47] 예를 들어, 19세기 말 폴란드에서 곡물에서 감자로 농작물을 변화시킨 결과 침전수량이 증가하여 굽이쳐 흐르는 강이 땋은 강으로 변하게 되었다.[48] 파푸아 뉴기니의 옥 테디 강 유역의 구리 채굴은 하루에 약 8만 톤의 폐기물 꼬리를 발생시켰고, 하루에 12만 1천 톤의 채굴된 폐암을 발생시켰는데, 이는 강에 버려져 강 네트워크의 전체 경로와 근해 환경에도 영향을 미쳤다.[49] 그 하천 체계는 10년 후 분지의 일부에서 6미터가 넘는 농수로 대응했다.[50] 캘리포니아의 베어 강은 광업활동이 멈춘 지 1세기 이상 지난 지금도 계속 재작업하고 침전물을 아래로 이동시키고 있다.[51]

간접적으로 기후 변화는 또한 강수량과 배출 패턴의 변화를 통해 침전물을 강화시킬 수 있는데, 이는 질량 이동 증가,[52] 산불 체제의 변화, 빙하 용해 증가를 초래하는 것으로 나타났다.[54]

침전 감소

인간의 활동이 상류로부터의 퇴적물 수확량을 감소시키거나(예: 상류 지역 내의 댐과 저수지, 침전물 수용용 분지) 강 채널의 물리적 복잡성을 감소시키거나(예: 채널화, 배수) 인접한 홍수 수원과 습지로부터 강 채널을 분리할 때(예: 제방, 제거) 침전물은 모두 감소 또는 제거된다.비버 댐 및 통나무/대형 목재 파편).[28]

메콩강 시스템에서 급속 댐 건설로 38개의 댐(2014년 기준)이 발생했으며, 본류와 그 지류에 대해 133개의 댐이 추가로 제안되었다. 만약 이 모든 댐이 건설된다면, 전체 침전물 포획능력은 [55]96%가 될 것이다. 추정치는 약 1,000억 미터톤의 침전물이 지난 50년 동안 건설된 저수지에 현재 저장되어 있다는 것을 보여준다.[23] 미시시피 강 하류의 제방 건설은 은행 유량을 90%까지 감소시켰다. 이 프로젝트와 관련된 은행 안정화 조치는 은행 침식과 횡방향 이동을 감소시켰고, 둑은 유속 증가로 인한 저유동 시 침대 찌꺼기를 유발했다. 전반적으로, 이 프로젝트는 1882년에서 2000년 사이에 홍수 평면의 침전물 저장량이 89,600에서 7,000 평방 킬로미터로 감소하는 결과를 가져왔다.[56] 호주의 Cann River에서, 수로의 목재 제거는 강 네트워크의 하류 부분을 침전물 싱크대에서 침전물 공급원으로 변형시켰다.[57]

오염된 침전물

인간의 활동은 자연적으로 발생하는 (질소, 인 등) 또는 합성 오염물과 오염물질을 도입하거나 집중시킨다. 이러한 오염물질은 퇴적물에 흡수되어 독성 수준에서 모든 유기체에서 생리학적 메커니즘의 만성 또는 심각한 붕괴로 이어질 수 있다.[28] 미세한 침전물을 흡수할 수 있는 가장 흔한 오염물질은 미량 금속, 영양소(질소, 인), 다핵 방향족 탄화수소(PAH), 병원균, 폴리염소화 비페닐(PCB), 농약, 휘발성 유기화합물(VOCs)이다.[28]

예를 들어, 다뉴브강 루마니아 지류에 위치한 금광의 미행 댐 2개가 실패하여, 하류 수십 킬로미터에 달하는 막대한 양의 청산가리 오염수와 침전물을 방출하여 강가 생물체가 죽고 인간의 식수 공급에 몇 주 동안 영향을 주었다.[58] 페루의 리오 산후안 유역에서는 산성 광산 배수가 자연호수로 전환되어 호수 퇴적물에 극히 고농도의 구리, 아연, 납이 발생하였다.[59] 1993-2003년 USGS가 채취한 샘플은 농업 하천 내 질소 및 인의 중간 농도가 배경 수준보다 6배 이상 높으며, 미국 전역에서는 하천 내 농도가 수생생물 보호를 위해 미국 환경보호청이 권장하는 수준보다 높은 것으로 나타났다.[60]

참고 항목

추가 읽기

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외부 링크

참조

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