홀튼 침투 모델(Holton Model)

홀튼 침투 모델(Holton Model)

농업 유역의 경우 1960년대 중반과 1970년대에 미국 농무부 농업 연구청의 홀튼과 연구원들이 침투 모델을 개발했습니다. USDHAL-70 유역 모델에서 사용된 수정 방정식의 공식은 다음과 같습니다.

fp : 침투 용량(in/hr)

GI : 작물의 성장 지수, 성숙도 백분율

a : 표면 연결 다공성 지수

S : 표층에서 사용 가능한 저쟝랑(in)

fc : 장시간 습윤 후 일정한 침투 속도(in/hr)

 

미국 농무성에서는 여러 작물에 대한 실험적 GI곡선을 개발 했습니다. 아래는 홀튼 방정식에서 지수 a의 추정치 입니다. 지수 a는 표면 조건과 식물 뿌리의 밀도 함수입니다.

토지이용	열악한 상태	양호한 상태
휴경	0.10	0.30
줄 작물	0.10	0.20
작은 곡물	0.20	0.30
건초(콩과 식물)	0.20	0.40
건초(잔디)	0.40	0.60
목초지	0.20	0.40
임시 목초지(잔디)	0.20	0.60
영구 목초지(잔디)	0.80	1.00
숲과 산림	0.80	1.00

 

최종 침투율 추정치

수문학적 토양 등급	장시간 습윤 후 일정 침투 속도 fc (in/kr)
A	0.45 - 0.30
-B	0.30 - 0.15
C	0.15 - 0.05
D	0.05 - 0

 

fc 값은 수문학적 토양 그룹을 기반으로 합니다. 가용 저장량 S는 S = (θs- θ)d로 계산되며, 여기서 θs는 다공성과 동일한 포화 시 수분 함량(실제로는 잔류 공기 포화 시 수분 함량), θ는 모든 순간의 수분 함량, d는 지표층 깊이입니다. 제어 깊이의 경우, 홀튼과 크리츠는 쟁기 층의 깊이 또는 첫 번째 방해 층까지의 깊이를 사용할 것을 제안했습니다. 그러나 Huggins와 Monke(1966)는 묘상 준비의 표면 상태와 관행에 크게 의존하기 때문에 깊이를 결정하는 것은 불확실하다고 생각합니다. 홀튼 모델을 적용하는 절차는 다음과 같습니다

 

1. 먼저 초기 수분 함량 θi를 측정하거나 추정합니다.
2. 초기 가용 저장량을 S0 = (θs - θi)d로 계산합니다.
3. 위의 방정식 에서 초기 침투 용량 fp를 결정합니다.
4. 시간 Δt 후 S를 S = S0 - F + fcΔt + ETΔt로 구합니다. 여기서 F는 fpΔt와 iΔt의 최소값입니다(침투수에 의해 가용 저장량이 감소하지만 표층에서 fc의 속도로 배수되고 식물을 통한 증발산(ET)으로 인해 부분적으로 회복됩니다).
5. 방정식을 사용하여 기간 Δt 이후의 fp를 결정합니다.
6. 이 과정을 반복합니다.