솔트모드

솔트모드

개발자	토지개량개선연구소(ILRI)
기록 위치	델파이
운영 체제	마이크로소프트 윈도
다음에서 사용 가능	영어
유형	통계 소프트웨어
면허증	독점 프리웨어
웹사이트	솔트모드

솔트모드는 관개용 농업용지의 토양수분, 지하수 및 배수수의 염도, 수돗물의 깊이, 배수(수력학)의 염도를 예측하기 위한 컴퓨터 프로그램으로서, 다른 (지오)수력학적 조건, 관개를 위한 지하수 사용 등 다양한 물 관리 옵션, 여러 가지를 사용한다. 회전 시간표 수도 관리 옵션에는 관개, 배수 및 관개용 배수로, 도랑 또는 우물에서 나오는 지표면 아래 배수수의 사용이 포함된다.

토양 염분 모형

토양에서 물과 용액 수송에 이용 가능한 컴퓨터 모델(예: 스와트르, ^[1]배수모드 )의 대부분은 불포화 토양에서 물의 이동을 위한 리차드의 미분 방정식과 미분 염분 분산 방정식을 결합한 것이다. 모델은 불포화 토양 수분 함량, 수력, 유압 전도도 및 분산도 사이의 관계와 같은 토양 특성 입력을 요구한다.

이러한 관계는 장소마다 크게 달라서 측정이 쉽지 않다. 모델은 짧은 시간 단계를 사용하며 적어도 수문학적 현상의 일일 데이터 베이스가 필요하다. 전체적으로 이것은 꽤 큰 프로젝트에 모델 적용을 충분한 시설을 갖춘 전문가 팀의 업무로 만든다.

단순화된 염도 모델: SaltMod

문헌은 2000년 이후의 사례 연구를 참조한다(^{[3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20][21]}만성학).

적용의 오래된 예는 다음에서 찾을 수 있다.

1. 나일강 삼각주의 염분
2. 관개 및 배수 관리 통합

이론적 근거

작동하기 쉽고 현재 이용 가능한 대부분의 모델보다 더 간단한 데이터 구조를 필요로 하는 컴퓨터 프로그램이 필요하다. 따라서, 솔트모도 프로그램은 전문 지리수학자가 아닌 현장 기술자, 엔지니어, 프로젝트 기획자가 쉽게 사용할 수 있도록 상대적인 운영 단순성을 염두에 두고 설계되었다.

일반적으로 이용할 수 있거나, 합리적인 정확도로 추정할 수 있거나, 비교적 쉽게 측정할 수 있는 입력 데이터를 사용하는 것을 목표로 한다. 계산은 숫자로 이루어지며 여러 번 반복해야 하지만, 최종 결과는 매뉴얼의 공식을 사용하여 손으로 확인할 수 있다.

솔트모드의 목표는 일반적인 경향의 관점에서 장기적인 수력-염분을 예측하는 것이지, 예를 들어, 지금으로부터 10년 후 4월 1일에 상황이 어떻게 될 것인지에 대한 정확한 예측에 도달하는 것은 아니다.

또한, 솔트모드는 배수 및 우물물의 재이용(예: 관개용) 옵션을 제공하며, 수채화, 토양 염도, 물 부족 및 대수층으로부터의 과밀에 대한 농민들의 반응을 설명할 수 있다. 또한 다양한 깊이와 다양한 용량으로 표면 아래 배수 시스템을 도입하여 최적화할 수 있도록 할 수 있다. 솔트모드의 다른 특징들은 다음 섹션에서 찾을 수 있다.

원칙

계절적 접근법

Saltmod의 연산 방법은 농경지의 계절별 물 균형에 기초한다. 1년 중 4계절을 구분할 수 있다. 예를 들어 건기, 습기, 냉기, 온기, 관개 또는 단풍기. 계절 수(Ns)는 최소 1개에서 최대 4개 사이에서 선택할 수 있다. 계절 수가 많아질수록 필요한 입력 데이터의 수가 커진다. 각 시즌(Ts)의 지속시간은 월(0 < Ts < 12)) 단위로 주어진다. 일일 물 균형은 여러 가지 이유로 고려되지 않는다.

1. 일일 입력에는 많은 정보가 필요하며, 이는 쉽게 구할 수 없을 수 있다.
2. 이 방법은 특히 단기 데이터의 변동성이 높기 때문에 일별(단기)보다 계절(장기)에 따라 더 신뢰성 있게 만들어지는 것이 아니라 장기(장기) 예측을 위해 개발되었다.
3. 미래에 대한 예측의 정밀도는 여전히 높지 않을 수 있지만, 추세가 충분히 명확할 때 많은 것을 얻는다. 예를 들어 솔트모드가 예측한 특정 염도 수준이 15년 후에 실제로 발생할 때 적절한 토양 염도 조절 대책을 설계하는 데 큰 제약조건이 될 필요는 없다. 또는 25년.

수문학적 자료

이 방법은 계절별 물 균형 성분을 입력 데이터로 사용한다. 이것들은 표면 수문학(강우, 증발, 관개, 관개, 관개를 위한 배수 및 우물물의 사용), 그리고 대수학(상향 침출, 자연 배수, 우물에서 펌핑)과 관련이 있다. 다른 물 밸런스 구성 요소(하향 퍼콜레이션, 위쪽 모세관 상승, 표면 아래 배수 등)는 출력으로 제공된다.
배출물로서의 배수량(배수량)은 배수량 위와 아래 배수에 대한 두 개의 배수 강도 계수(입력 데이터로 제공), 배수 감소 계수(배수 시스템의 제한된 작동을 시뮬레이션하기 위해 제공됨), 그리고 수표의 높이에 의해 결정되며, 계산된 물의 균형에 기인한다. 배수 강도 인자와 배수 감소 인자의 변화는 다양한 배수 옵션의 효과를 시뮬레이션할 수 있는 기회를 제공한다.

농업자료

관개, 증발, 표면 유출수에 대한 입력 데이터는 3가지 종류의 농업 관행에 대해 계절별로 명시되어야 하며, 이는 사용자의 재량에 따라 선택할 수 있다.

1. A: A군 작물이 있는 관개지
2. B: B군 작물이 있는 관개지
3. U: 비에 젖은 농작물 또는 낙후된 땅이 있는 비경지

전체 면적의 분수로 표현되는 그룹은 작물의 조합 또는 단일한 종류의 작물로 구성될 수 있다. 예를 들어, A형 작물로서 가볍게 관개된 문화를 명시할 수 있고, B형일수록 사탕수수나 쌀과 같은 관개도가 높은 문화를 명시할 수 있다. 그러나 사람들은 또한 A를 쌀로, B를 사탕수수 또는 아마도 나무와 과수원으로 먹을 수 있다. A, B 및/또는 U 농작물은 계절에 따라 다르게 수확될 수 있다. A=밀+바리는 겨울에, A=maize는 여름에, B=채소는 겨울에, B=코튼은 여름에 각각 먹는다.
미개척 토지는 (1) U=1-A-B로, (2) 관개가 0인 A 및/또는 B로 두 가지 방법으로 지정할 수 있다. 조합도 만들 수 있다.
또한 전체 면적에서 다양한 토지 이용의 계절적 회전에 대한 명세를 제시해야 한다. 예를 들어, 완전 회전이 전혀 없거나 불완전한 회전이 그것이다. 이는 회전 지수와 함께 발생한다. 회전은 1년 내 계절에 걸쳐 이루어진다. 연도에 걸쳐 회전을 얻으려면 연간 입력 변경을 도입하는 것이 바람직하다.
첫 번째 시즌의 분수 A1, B1 및/또는 U1이 두 번째 시즌의 분수들과 다를 때, 이 프로그램은 계절의 관개 체계가 다르기 때문에 특정 회전이 발생하는 것을 감지할 것이다. 이를 피하려면 사계절(A2=A1, B2=B1, U2=U1)에 동일한 분수를 명시할 수 있지만, 작물과 관개량은 비례하여 조정해야 할 수도 있다.
자르기 회전 일정은 세계 각지에서 매우 다양하다. 면적분수, 회전지수, 관개수량 및 연간 투입변수의 창의적인 조합은 많은 유형의 농업 관행을 수용할 수 있다. 면적 분율 및/또는 회전 일람표의 변화는 물과 소금 균형에 대한 다양한 농업 관행이 미치는 영향을 시뮬레이션할 수 있는 기회를 제공한다.

토양층

솔트모드는 4개의 다른 저수지를 수용하는데, 그 중 3개는 토양에 있다.

1. 노면 저수지
2. 상부(상부) 토양 저장고 또는 뿌리 구역
3. 중간토양저수지 또는 전환지대
4. 깊은 저수지나 대수층

상층토양 저수지는 물이 증발하거나 식물 뿌리에 의해 흡수될 수 있는 토양 깊이로 정의된다. 그것은 루트존과 같을 수 있다.
뿌리 구역은 물의 균형에 따라 포화, 불포화 또는 부분적으로 포화될 수 있다. 이 구역의 모든 물 이동은 물 균형에 따라 위아래로 수직이다. (향후 솔트모드 버전에서는 수직 염도 분포의 추세를 감지하기 위해 상부 토양 저장소를 두 개의 동일한 부분으로 나눌 수 있다.)
또한 전환 구역은 포화, 불포화 또는 부분적으로 포화될 수 있다. 이 구역의 모든 흐름은 지표면 아래 배수구로 흐르는 흐름을 제외하고 수직이다.
수평 지표면 아래 배수 시스템이 있는 경우 전환 구역에 배치해야 하며, 전환 구역은 상부 전환 구역(배수 레벨 위)과 하부 전환 구역(배수 레벨 아래)의 두 부분으로 나뉜다.
지표면 아래 배수 시스템이 없을 때 전환 구역의 상부와 하부를 구별하고자 하는 경우 입력 데이터에 강도가 0인 배수 시스템을 명시할 수 있다.
대수층은 주로 수평 흐름을 가지고 있다. 펌핑된 우물은 있는 경우 대수층으로부터만 물을 받는다.

물 균형

수력학(농업) 조항과 같이 각 저수지에 대해 수량을 별도로 계산한다. 한 저수지에서 나오는 여분의 물은 다음 저수지로 유입수로 전환된다.
3개의 토양 저장고는 입력 데이터로 제공될 다른 두께와 저장 계수를 할당할 수 있다.
특정한 상황에서는 전환 지역이나 대수층이 존재할 필요가 없다. 그런 다음 0.1m 이상의 최소 두께를 제공해야 한다.
물 균형으로부터 계산된 물 테이블의 깊이는 전체 면적에 대해 동일하다고 가정한다. 이 가정이 받아들여질 수 없는 경우, 그 지역을 별도의 단위로 나누어야 한다.
특정 조건에서 물 테이블의 높이는 물 밸런스 구성 요소에 영향을 미친다. 예를 들어 토양 표면을 향해 물 테이블이 상승하면 증발, 표면 유출 및 지표면 아래 배수가 증가하거나 운하에서의 과대포화 손실이 감소할 수 있다. 이는 차례로 물 밸런스의 변화로 이어져 다시 물 테이블의 높이 등에 영향을 미친다.
이 일련의 반응은 솔트모드가 컴퓨터 프로그램으로 발전한 이유 중 하나이다. 물 밸런스의 정확한 평형을 찾으려면 여러 번의 반복적인 계산(반복)이 필요하기 때문에 수작업으로 하면 지루한 일이 될 것이다. 다른 이유는 컴퓨터 프로그램이 다양한 매개변수를 가진 시험 주행과 (장기 효과를 시뮬레이션하는 것을 목적으로) 장기간에 걸쳐 다양한 물 관리 옵션에 대한 계산을 용이하게 하기 때문이다.

배수구, 우물 및 재사용

지표면 아래 배수는 배수구나 펌핑된 우물을 통해 이루어질 수 있다.
지표면 아래 배수로는 배수 깊이와 배수 용량 인자가 특징이다. 배수구는 전환 구역에 위치한다. 지표면 아래 배수설비는 자연배수 또는 인공배수시스템에 적용할 수 있다. 인공 배수 시스템의 기능은 배수 제어 계수를 통해 조절할 수 있다.
배수 시스템이 없을 때, 제로 용량의 배수로를 설치하면 전환 구역의 상·하부에 대해 별도의 물과 염분 균형을 얻을 수 있는 기회를 제공한다.
펌핑된 우물은 대수층에 있다. 그들의 기능은 잘 배출되는 것이 특징이다.
배수구와 우물물은 재이용 인자를 통한 관개용으로 사용될 수 있다. 이것은 소금 균형과 관개 효율 또는 자급률에 영향을 미칠 수 있다.

염분균형

염분 균형은 각 저장소에 대해 별도로 계산한다. 그들은 들어오고 나가는 물의 염분 농도를 이용하여 그들의 물 균형에 기초한다. 다른 토양 저장소의 물의 초기 염분 농도, 관개수 및 대수층 유입 지하수의 염분 농도와 같은 일부 농도는 입력 데이터로 제공되어야 한다.

농도는 전기 전도성(EC in ds/m) 단위로 표시된다. g염수/l수 단위로 농도를 알 수 있는 경우, 엄지손가락 규칙 : 1 g/l -> 1.7 dS/m을 사용할 수 있다. 보통 토양의 염분 농도는 포화 토양 페이스트(포화 추출물) 추출물의 전기 전도도인 ECe로 표현된다. 솔트모드에서 염분 농도는 현장 조건에서 포화되었을 때 토양 습기의 EC로 표현된다. 일반적으로 환산율 EC : ECe = 2 : 1을 사용할 수 있다.
나가는 물의 염분 농도(한 저장소에서 다른 저장소로 또는 표면 아래 배수로)는 소금 균형에 기초하여 계산되며, 입력 데이터와 함께 제공되는 다른 침출 또는 소금 혼합 효율을 사용한다. 다른 접근 효율성의 효과는 입력 값을 변경하여 시뮬레이션할 수 있다.

관개를 위해 배수구나 우물물을 사용할 경우, 이 방법은 시간 경과에 따른 혼합 관개수의 염분 농도와 그에 따른 토양과 지하수 염분에 대한 영향을 계산하여 다시 배수구와 우물물의 염분 농도에 영향을 준다. 사용된 배수구 또는 우물물의 비율을 변경함으로써(입력 데이터에 제공될), 다양한 분수의 장기 효과를 시뮬레이션할 수 있다.

고체 토양 광물의 용해나 용해성이 낮은 염류의 화학적 강수는 계산법에 포함되지 않지만, 예를 들어 관개수나 대수층 유입수의 염분 농도를 증가시키거나 감소시킴으로써 입력 데이터를 통해 어느 정도 설명할 수 있다.

농민반응

필요한 경우, 수질 벌목과 토양 염도에 대한 농민들의 반응을 자동으로 설명할 수 있다. 이 방법은 점진적으로 감소할 수 있다.

1. 물 테이블이 얕아질 때 적용되는 관개수의 양
2. 이용 가능한 관개수가 부족한 경우 관개용지의 비율
3. 토양 염도가 증가할 때 관개된 토지의 분율. 이를 위해 염도는 확률적으로 해석된다.

응답(1)은 연못(침입) 쌀(패디)과 "건식발" 작물의 경우 다르다.

그 반응은 물과 염분 균형에 영향을 미치며, 차례로 물 벌목과 염분화 과정을 늦춘다. 궁극적으로 균형상황이 도래할 것이다.

사용자는 또한 관련 입력 데이터를 수동으로 변경하여 농가의 반응을 소개할 수 있다. 아마도 자동농가의 반응과 그 효과를 먼저 연구한 후에 농업인의 반응이 사용자의 시각에서 어떤 것이 될 것인지를 결정하는 것이 유용할 것이다.

그 반응은 물과 염분 균형에 영향을 미치며, 차례로 물 벌목과 염분화 과정을 늦춘다. 궁극적으로 균형상황이 도래할 것이다.

사용자는 또한 관련 입력 데이터를 수동으로 변경하여 농가의 반응을 소개할 수 있다. 아마도 자동농가의 반응과 그 효과를 먼저 연구한 후에 농업인의 반응이 사용자의 시각에서 어떤 것이 될 것인지를 결정하는 것이 유용할 것이다.

연간 투입변수

프로그램은 사용자가 결정한 년 수 동안 고정 입력 데이터를 사용하여 실행할 수 있다. 이 옵션은 입력 데이터의 미래 가치를 연도별로 평가하기 어렵기 때문에 장기 평균 입력 값(예: 강우량)에 기초한 미래 개발을 예측하는 데 사용할 수 있다. 또한 이 프로그램은 매년 입력 값이 변경되는 역사적 기록(예: 강우, 관개, 농업 관행)을 따를 수 있는 가능성을 제공하며, 매년 계산해야 한다. 이 가능성이 선택되면 프로그램은 전년도 최종 조건(예: 물 테이블 및 염도)을 후속 기간의 초기 조건으로 자동 사용하는 전송 파일을 생성한다. 이 설비는 알려진 강우 확률 분포에서 무작위로 추출한 다양한 생성 강우 시퀀스를 사용할 수 있고 결과 출력 파라미터의 확률적 예측을 얻을 수 있다.

연차변경으로 연산을 할 경우 모든 입력 매개변수를 변경할 수 있는 것은 아니며, 특히 토양 저장소의 두께와 전체 다공성은 물과 염분 균형에 비논리적 변화를 일으킬 수 있다.

출력 데이터

Saltmod의 출력은 입력 데이터와 함께 지정된 년 수 중 임의의 년도의 각 계절에 대해 주어진다. 출력 데이터는 수문학적 측면과 염분 측면으로 구성된다.

데이터는 스프레드시트 프로그램으로 직접 검사하거나 추가 분석할 수 있는 테이블 형태로 파일화된다.

토양 염도는 장소마다 매우 다양하므로(왼쪽 그림) SaltMod는 출력물에 주파수 분포를 포함한다. 이 수치는 CumFreq 프로그램[13]으로 만들어졌다.

이 프로그램은 다양한 입력 데이터, 결과 출력 및 시간 사이의 다양한 관계를 개발할 수 있는 가능성을 제공한다.
그러나, 모든 다른 사용을 예측할 수 없기 때문에, 이 프로그램은 제한된 수의 표준 그래픽만 제공한다.

프로그램은 사용자가 개발한 시나리오에 따라 다양한 입력과 출력 변수의 관계를 설정할 수 있는 상세한 출력분석에 스프레드시트 프로그램을 활용하도록 설계됐다.

계산에는 많은 반복이 필요하지만, 모든 최종 결과는 설명서에 제시된 방정식을 사용하여 손으로 확인할 수 있다.

참고 항목

• 스프래그 가방

참조

외부 링크

• 모델은 : [14] 에서 자유롭게 다운로드 받을 수 있다.
• 매뉴얼은 : [15]부터 또는 직접 PDF 파일 : [16] 에서 자유롭게 이용할 수 있다.