점적관개(點滴灌漑)에서 토양수분 이동 현상에 대한 2차원 모델 개발 연구

2-Dimensional Moisture Migration Modeling in Drip-Irrigated Root Zone

점적 관개시 근권에서의 토양 수분 이동 현상을 2차원 원통 좌표를 이용하여 모델링 하였다. 엽면 증산, 다양한 형태의 지면 증발, 관개율의 증가로 인한 지면에서의 물 고임 현상등을 고려하였다. 모델은 유한 차분법을 이용한 수치해로 풀었다. 여러가지 비교의 결과로부터 본 연구에서 개발된 모델은 근권에서의 토양 수분 이동 현상을 잘 묘사한다고 볼 수 있었다. 모델의 민감도 분석을 통해서 몇가지 유익한 사실을 발견하였다. 토양 수분이 연직 방향으로 이동하는 속도가 더 큰 것으로 보아 자동 관개용 토양 수분 측정 센서를 설치할 경우, 관개점의 연직하방이 좋은 측점임을 알 수 있었다. 습윤대의 형태가 단지(pot) 모양으로 되는 것은 지면 증발로 인한것임을 알 수 있었다. 또한, 토양의 포화 수리 전도도가 습윤대의 확산에 큰 영향을 주는 것을 알 수 있었고, 관개 중단 후에도 연직 방향의 확산은 계속됨을 알 수 있었다.

A 2-dimensional soil water flow model was developed to describe the migration of soil moisture in drip-irrigated root zone employing cylindrical coordinate system. Several natural phenomena were incorporated into the model such as transpiration, various types of evaporation, and ponding due to the increase in irrigation rate. Model was solved numerically by finite difference method. The model was verified in several ways leading to the conclusion that it can describe the soil moisture migration in drip-irrigated root zone fairly well. From sensitivity analysis, vertical migration of soil moisture was found to move faster than the horizontal one, which indicates the vertical location just under the dripping point are adequate for measuring points of soil moisture. The pot shape of soil moisture in irrigated zone was proved to be caused by evaporation at the soil surface. Also, it was found that the hydraulic conductivity has greatly influential to the soil moisture migration, and that the soil moisture continues to migrate vertically after irrigation stops.