성층현상

개념 정의

성층현상은 호소·저수지 수층이 수온 차로 상하로 나뉘어 섞이지 않는 현상이다.

담수는 약 4℃에서 밀도가 최대이고, 따뜻한 물이 위에 떠 있을 때 성층이 뚜렷해진다.

여름 호수 위쪽 물은 가볍고 아래쪽 물은 무거워서 층이 유지된다.

세 층 구조

호소의 수층은 위에서부터 표수층, 수온약층, 심수층의 세 층으로 나뉜다.

표수층은 햇빛을 받아 수온이 높고 산소가 많은 상층이다.

수온약층은 수온이 5~10℃ 급강하는 중간층이라 상하 물 교환을 가장 강하게 막는다.

심수층은 햇빛이 닿지 않아 수온이 낮고, 여름에는 산소가 고갈되기 쉽다.

연간 순환

성층과 전도는 계절에 따라 번갈아 나타나는 한 해의 순환이다.

봄에는 표층이 데워져 4℃ 부근의 물이 전층에서 고르게 되고, 전도가 일어난다.

여름에는 표층이 가열되어 수온약층이 생기고, 심수층 산소가 소비된다.

가을에는 표층이 식고 바람이 강해져 수온약층이 무너지며 다시 전도된다.

수온 분포 계산

수온 분포로 수온약층 위치를 찾아 보자. 수온 변화율이 가장 큰 구간이 수온약층이다.

수심 6~10m 구간의 변화율은 -2.5℃/m로 가장 크다. 10~15m 구간은 -0.8℃/m이다.

따라서 수온약층은 수심 6~10m이고, 그 위 수심 3~5m에서 취수하면 양질의 물을 얻는다.

수심 15m 이하는 용존산소가 낮아 취수를 피한다.

흔한 실수

흔한 실수부터 짚어 보자. 성층과 전도를 혼동하면 안 된다.

겨울 전도는 4℃에서 밀도가 최대라는 점을 알아야 설명된다.

저층 빈산소는 결과만 쓰지 말고 유기물 분해에 따른 산소 소비라는 원인까지 써야 한다.

정리

정답은 가을이다. 표층이 식고 바람이 강해지면 수온약층이 무너지며 전도가 일어난다.

성층은 수온차로 상하 혼합을 막고, 전도는 밀도 차가 사라져 상하가 섞이는 현상이다.

시험에서는 층별 특징과 취수·정수 문제점, 그리고 선택취수 같은 대책을 함께 쓴다.