경사(傾斜)는 지리학 또는 토목공학 등에서 지층면과 수평면의 서로 기울어진 정도를 가리키는 용어이다. 경사는 비스듬히 기울어짐, 또는 그런 상태나 정도를 말한다. 순우리말로 비탈이라고도 한다. 기울기, 구배(勾配)라고도 한다. 언덕을 뜻하는 단어인 고바위가 바로 구배의 일본어 발음 코-바이(こうばい)에서 유래한 것이다. 영어로는 그레이디언트(Gradient)라고 하는데, 수학에서는 기울기, 건축분야에서는 구배라는 표현을 사용하기도 한다.
경사를 나타내는 단위로는 경사도(%) 및 경사 각도(또는 경사각 °)가 있다. 90도 이상의 각도의 구배를 따진다면 절벽인 90도 경사는 구배를 정의할 수 없으며 90~180도 사이인 것은 구배가 음수가 되며 암벽등반에서 종종 있다. 180도는 구배가 0이지만 위에 매달려서 달리는 것이다. 내리막도 180~270도 사이에 있는 것은 구배가 양수이지만 매달려서 다니며 270~360도 사이에 있는 구간이 우리가 보통 내려가는 구간인데(이중에서도 340~360도 사이가 많다) 똑같은 길을 달리더라도 엄밀히 말해 내리막 자체는 구배가 음수이다.
개요
경사는 수평면을 기준으로 구조면이 기울어진 정도를 각도로 나타낸다. 수평면일 경우 경사는 0°이고 수직면일 경우 경사는 90°이다. 경사방향은 주향과 수직이다. 직선 형태인 주향선과 수직인 방향은 2가지가 있다. 그러므로 하나의 주향선에 두 방향의 경사방향이 나올 수 있으므로 이를 구분해야한다. 경사방향이 동서선을 기준으로 북쪽에 있으면 N으로 표시하며 경사방향이 동서선 기준으로 남쪽에 있으면 S로 표현한다. 예를 들어 경사가 30°이고 동서선을 기준으로 북쪽에 있으면 30°N으로 경사를 표시한다.
주향과 경사는 지질답사에서 관찰되는 다양한 구조면을 간단한 기호로 표현하기 위해 고안된 약속이다. 주향방향과 경사방향의 기록은 공간상의 면구조를 평면상의 기록물에 표현할 수 있는 방법으로 야외지질답사에서 지도, 종이, 사진과 같은 2차원적인 기록도구로 층리, 습곡, 단층, 벽개면, 암맥 등 3차원의 공간구조를 표현하기 위해 사용된다.
불연속면의 방향성은 일반적으로 주향/경사, 경사방향/경사(3자리 숫자/2자리 숫자) 방법으로 표현한다. 일반적으로 불연속면의 주향/경사는 클리노미터에 의해 측정이 되며, 경사방향/경사는 실바콤파스에 의해 측정된다. 주향/경사는 지질조사시에 측정, 사용되며, 경사방향/경사는 공학적 목적으로 측정되며, 통계처리에 유용하다.
경사도
경사도는 분율(백분율, 천분율)로 경사를 표현하는 방식이다.
도로에 적혀있는 경사의 경우 퍼센트로 표시되어있는데 이걸 각도로 착각하는 사람들이 있다. 사실은 수직거리/수평거리, 즉 탄젠트값을 백분율로 나타낸 것이다. 즉 경사도 100%의 기준은 45도가 된다(tan45°=1이므로). 경사각을 직접 측량하기는 까다롭기 때문에 거리와 높이를 측정하는 방법을 쓰는 것이다.
가장 많이 보이는 값인 10%는 대략 5.7° 정도의 다소 가파른 구배이며 20%는 약 11°로 매우 가파른 구배, 30%는 약 16°를 나타낸다. 반대로 30°는 58%로 마찰이 적으면 서있기도 힘든 수준으로 아파트 계단이 33도 정도다. 한국에서 자동차가 통행 가능한 가장 높은 급구배는 경기도 군포시 수리산에 있으며 40%(21.8도)의 경사를 자랑한다. 스키장 등지에서는 50% 이상의 경사도인 곳도 있다.
사실 거의 모든 경사도에서 정확한 값의 각도가 나오지 않는다.
- 계산식
경사도(%) = 높 이/ 밑 변 × 100 (단, ∠C는 90°)
직각삼각형을 이루는 밑변인 수평면(b)과 높이 (a) 와의 관계에서 빗변(c)인 경사면이 밑변과 빗변의 벌어진 정도(∠A)인 경사도(%)로 계산된다.
토양 경사도 구분
경사는 수평면을 기준으로 한 지각 표면의 기울기 정도를 나타내는 것이며 각도, 등급 또는 퍼센트로 표현되고 관측된 페돈에 적용된다. 경사는 솔럼(solum)의 깊이, A층 위의 두께와 유기물 함량, 토양 층위의 상대 수분함량 및 색, 토양반응, 가용성 염함량, 온도 등에 영향을 미친다. 경사도와 경사장은 토양침식 정도에 영향을 준다. 우리나라 토양조사에 사용되는 경사도 구분은 표와 같다. 또 토양조사에서는 해발보다는 오히려 지세와 사면(斜面)의 경사도에 따라 표와 같이 토양을 구분하고 있다.
토양 경사도 구분
| 경사도(%)
|
경사면
|
| 0~2
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평탄지
|
| 2~7
|
매우 약한 경사지
|
| 7~15
|
약한 경사지
|
| 15~30
|
경사지
|
| 30~60
|
심한 경사지
|
| 60 이상
|
매우 심한 경사지
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경사(도)에 따른 토양구분
| 명칭
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경사도(%)
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| 한국
|
미국
|
한국
|
미국
|
| 평탄(지), 준평탄(지)
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flat, almost flat
|
＜2
|
＜2
|
| 기복지, 파상지
|
undulating
|
2~7
|
2~8
|
| 저구릉지
|
rolling
|
7~15
|
8~16
|
| 구릉지
|
hilly
|
15~30
|
16~30
|
| 산악지
|
mountainous
|
＞30
|
＞30]
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참고자료
같이 보기
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