유출곡선번호

Runoff curve number

유출 곡선 번호(곡선 번호 또는 단순 CN이라고도 함)는 수문학에서 강우량 [1]초과로 인한 직접적인 유출 또는 침투를 예측하기 위해 사용되는 경험적 매개변수이다.곡면수법은 USDA 자연자원보존서비스에 의해 개발되었으며, 이전에는 토양보존서비스(SCS)로 불렸다.이 숫자는 문헌에서 여전히 "SCS 유출 곡선수"로 널리 알려져 있다.유출 곡선 수치는 USDA가 모니터링한 소규모 유역 및 언덕 경사 플롯의 유출을 경험적으로 분석한 결과 개발되었다.이 방법은 널리 사용되며 특정 지역의 강우 이벤트로 인한 직접 유출의 대략적인 양을 결정하는 데 효과적인 방법이다.

정의.

유출 곡선 번호는 해당 지역의 수문 토양군, 토지 이용, 처리 및 수문 조건에 기초한다.USDA와[1] 같은 참고문헌은 특징적인 토지 피복 기술 및 수문 토양 그룹에 대한 유출 곡선 번호를 나타낸다.

결선 방정식은 다음과 같습니다.

어디에

Q 결선([L]; in)
P 강우량([L]; in)입니다.
S)는 유출 시작 후 토양 수분 보유 가능 최대치([L]; in)이다.
I_ 초기 추상화([L]; in) 또는 침윤 또는 식생에 의한 빗물 차단과 같은 유출 전 물의 양이다. 역사적으로 I(\으로 Idisplaystyle I_{a})로 가정되어 왔다. 그러나 최근 연구에서 발전된 [2]조건을 반영하기 위해 CN이 업데이트되는 도시화된 에서는 I 0. 0. 더 적절한 관계가 될 수 있다는 사실이 .

그러면 유출 곡선 CN이 관련됩니다.

CN 범위는 30 ~100입니다.숫자가 작을수록 유출 가능성이 낮은 반면 수치가 클수록 유출 가능성이 높아집니다.곡선 수치가 낮을수록 토양 투과성이 높아집니다.곡선 번호 방정식에서 볼 수 있듯이, 초기 추상화가 충족될 때까지 유출을 시작할 수 없습니다.곡선 수 방법론은 사건 기반 계산이며, 단일 연간 강우 값에 사용해서는 안 된다. 이는 선행 습기의 영향과 초기 추상화 임계값의 필요성을 잘못 놓치기 때문이다.

선택.

NRCS 곡선 번호는 토양 유형, 토양 침투 능력, 토지 사용 및 계절적 고수 표의 깊이와 관련이 있다.다양한 토양의 침투 능력을 설명하기 위해 NRCS는 토양을 네 개의 수문 토양 그룹(HSG)으로 분류했다.이러한 값은 다음과 같이 정의됩니다.[1]

  • HSG 그룹 A(낮은 유출 가능성):완전히 젖어도 침투율이 높은 토양이것들은 주로 깊고 배수가 잘 되는 모래와 자갈로 이루어져 있다.이러한 토양은 수분 투과율이 높다(최종 침투율이 시간당 0.30인치(7.6mm) 이상).
  • HSG 그룹 B 토양은 완전히 젖었을 때 침투율이 중간이다.이것들은 주로 적당히 깊고 깊고, 적당히 배수가 잘 되고, 적당히 미세하고 거친 질감의 토양으로 구성되어 있다.이러한 토양은 수분 전달 속도가 중간이다(최종 침투율은 시간당 0.15–0.30인치(3.8–7.6mm)).
  • HSG 그룹 C: 완전히 젖었을 때 침투 속도가 느린 토양.이들은 주로 물의 하향 이동을 방해하는 층이 있는 토양 또는 중간 정도 미세에서 미세 질감의 토양으로 구성됩니다.이러한 토양은 수분 전달 속도가 느리다(최종 침투율 시간당 0.05–0.15인치 (1.3–3.8mm)).
  • HSG 그룹 D(높은 유출 가능성):완전히 젖었을 때 침투 속도가 매우 느린 토양.이러한 토양은 주로 팽창 가능성이 높은 점토 토양, 항상 높은 수면을 가진 토양, 표면 또는 그 근처에 점토판 또는 점토층이 있는 토양, 그리고 거의 불침투성 물질 위에 있는 얕은 토양으로 구성됩니다.이러한 토양은 수분 전달 속도가 매우 느립니다(최종 침투 속도는 시간당 0.05인치(1.3mm) 미만).

수문 토양 그룹의 선택은 측정된 침투율, 토양 조사(NRCS Web Toom Survey 등) 또는 자격을 갖춘 토양 과학자나 지질 기술 전문가의 판단에 기초하여 수행해야 한다.아래 표는 선행 토양 수분 조건 II(평균 수분 조건)에 대한 곡선 수치를 나타낸다.수분 상태 또는 기타 모수에 따라 곡선 수를 변경하려면 조정을 참조하십시오.

가치

도시 개발 완료(식물 조성)
커버 설명 수문 토양군의 곡선 수
A B C D
공터(대여장, 공원, 골프장, 묘지 등) 불량 상태(풀 커버 <50%) 68 79 86 89
양호한 상태(풀 커버 50~75%) 49 69 79 84
양호한 상태(잔디 커버 > 75 %) 39 61 74 80
불침투 영역 포장주차장, 지붕, 차도 등(진로권 제외) 98 98 98 98
거리와 도로 포장, 저지대 및 빗물 하수구(선로권 제외) 98 98 98 98
포장, 개수로(선로권 포함) 83 89 92 93
자갈(진로권 포함) 76 85 89 91
오염(선로권 포함) 72 82 87 89
서부 사막 도시 지역 자연사막 조경(투과지역만 해당) 63 77 85 88
인공 사막 조경(불투과성 잡초 장벽, 1~2인치 모래 또는 자갈 멀치 및 분지 테두리를 가진 사막 관목) 96 96 96 96
시가지 상업 및 비즈니스 (85% 영향) 89 92 94 95
공업용(72% imp. 81 88 91 93
평균 필지 규모별 택지지구 1.8에이커 이하(타운하우스) (65% 임팩트) 77 85 90 92
14에이커(38%) 61 75 83 87
13에이커(30% 임팩트) 57 72 81 86
12에이커(25% imp). 54 70 80 85
1에이커(20% 임팩트) 51 68 79 84
2에이커(12% 임팩트) 46 65 77 82
도시 개발
커버 설명 수문 토양군의 곡선 수
A B C D
신규 등급 지정 지역(투과 지역만, 식생 없음) 77 86 91 94
경작지
커버 설명 수문 토양군의 곡선 수
커버 타입 치료[A] 수문학적 조건 A B C D
휴면 맨땅 77 86 91 94
크롭 잔여물 커버(CR) 불쌍한. 76 85 90 93
좋아요. 74 83 88 90
노작물 직선열(SR) 불쌍한. 72 81 88 91
좋아요. 67 78 85 89
SR + CR 불쌍한. 71 80 87 90
좋아요. 64 75 82 85
Contained (C) 불쌍한. 70 79 84 88
좋아요. 65 75 82 86
C + CR 불쌍한. 69 78 83 87
좋아요. 64 74 81 85
Contained & Terased (C&T) 불쌍한. 66 74 80 82
좋아요. 62 71 78 81
C&T + R 불쌍한. 65 73 79 81
좋아요. 61 70 77 80
작은 알갱이 SR 불쌍한. 65 76 84 88
좋아요. 63 75 83 87
SR + CR 불쌍한. 64 75 83 86
좋아요. 60 72 80 84
C 불쌍한. 63 74 82 85
좋아요. 61 73 81 84
C + CR 불쌍한. 62 73 81 84
좋아요. 60 72 80 83
C&T 불쌍한. 61 72 79 82
좋아요. 59 70 78 81
C&T + R 불쌍한. 60 71 78 81
좋아요. 58 69 77 80
종자 또는 브로드캐스트 콩류 또는 회전 목초지 SR 불쌍한. 66 77 85 89
좋아요. 58 72 81 85
C 불쌍한. 64 75 83 85
좋아요. 55 69 78 83
C&T 불쌍한. 63 73 80 83
좋아요. 51 67 76 80
A 농작물 잔여물 커버는 일년 내내 표면의 최소 5%에 잔여물이 있는 경우에만 적용됩니다.
기타 농경지
커버 설명 수문 토양군의 곡선 수
커버 타입 수문학적 조건 A B C D
목초지, 초원 또는 범위—A방목을 위한 지속적인 사료. 불쌍한. 68 79 86 89
공정한 49 69 79 84
좋아요. 39 61 74 80
목초지—방목으로부터 보호되고 일반적으로 건초를 위해 깎는 연속적인 풀. 30 58 71 78
[Brush] : 브러시와 풀과 주요 B요소를 혼합한 브러시. 불쌍한. 48 67 77 83
공정한 35 56 70 77
좋아요. 30개C 48 65 73
Woods: 풀 조합(오카드 또는 트리 팜).D 불쌍한. 57 73 82 86
공정한 43 65 76 82
좋아요. 32 58 72 79
우즈.E 불쌍한. 45 66 77 83
공정한 36 60 73 79
좋아요. 30 55 70 77
팜스테드—건물, 차선, 드라이브웨이 및 주변 부지. 59 74 82 86
A 불량: 50 % 미만의 접지 커버 또는 멀티치 미포함, 50 ~75%의 접지 커버와 광택이 없는 상태, 양호: 75 % 이상의 접지 커버와 광택이 있는 상태 또는 간혹만 광택이 있는 상태.
B 불량: 접지 커버 50 % 미만, 공정: 50 ~75% 접지 커버, 양호: 75% 이상 접지 커버.
C 실제 곡선 번호가 30보다 작습니다. 유출 계산을 위해 CN = 30을 사용합니다.
D 표시된 CN은 목재 50%와 풀(목초지) 커버 50%가 있는 지역을 대상으로 계산되었다.다른 조건 조합은 CN의 삼림 및 목초지에서 계산할 수 있다.
E 빈곤: 숲의 쓰레기, 작은 나무, 덤불은 심한 방목이나 정기적인 불에 의해 파괴됩니다.공정: 숲은 풀을 뜯고 있지만 타지 않으며, 일부 숲의 쓰레기는 흙을 덮고 있습니다.좋습니다.숲은 방목으로부터 보호되며, 쓰레기와 덤불이 흙을 충분히 덮는다.
건조 및 반건조 방랑지
커버 설명 수문 토양군의 곡선 수
커버 타입 수문학적 조건A AB. B C D
초본류—잔디, 잡초, 저성장 브러시를 혼합하여 작은 요소를 브러시로 처리 불쌍한. 80 87 93
공정한 71 81 89
좋아요. 62 74 85
오크 아스펜 - 오크 브러시, 아스펜, 마운틴 마호가니, 쓴 붓, 단풍나무 및 기타 브러시를 혼합한 산악용 브러시 불쌍한. 66 74 79
공정한 48 57 63
좋아요. 30 41 48
피니언 주니퍼: 피니언, 주니퍼 또는 둘 다.밑층 잔디 불쌍한. 75 85 89
공정한 58 73 80
좋아요. 41 61 71
잔디가 깔린 세이지브러쉬 불쌍한. 67 80 85
공정한 51 63 70
좋아요. 35 47 55
사막 관목—주요 식물에는 소금 덤불, 지아세우드, 크레오소테부시, 검은 붓, 부리, 팔로베르데, 메스콰이트, 선인장이 포함됩니다. 불쌍한. 63 77 85 88
공정한 55 72 81 86
좋아요. 49 68 79 84
A 불량: 30% 미만의 접지 커버(리터, 잔디 및 브러시 오버스토어)공정: 30~70%의 접지 커버, 양호: 70% 이상의 접지 커버.
B 그룹 A의 곡선 수치는 사막 관목만을 대상으로 개발되었습니다.

조정

유출은 강수 이벤트 전 토양 수분인 선행 수분 조건(AMC)의 영향을 받는다.위에서 계산한 바와 같이 곡선 번호는 AMC 또는 CN_라고도 할 수 있습니다. 또는 평균 토양 수분.기타 습기는 건조하고 AMC I C (\ 및 습한 AMC III C (\I})입니다. 곡선수는 CN_ 조정할 수 있습니다. CN_ 계수는 1 미만( CN 잠재적 유출 ), 계수가 1보다 큽니다( CN 증가 및 잠재적 유출).AMC 인자는 아래 참조 표에서 찾을 수 있습니다.AMC II에 대한 CN 값을 구하여 실제 AMC를 바탕으로 조정 계수를 곱하여 조정 곡선 수를 구한다.

토양 수분 [3]조건에 대한 곡선 번호를 선택하기 위한 조정.
곡선 번호(AMC II) AMC II의 곡선 번호를 AMC I 또는 III로 변환하는 요인
AMC I(건조) AMC III(습기)
10 0.40 2.22
20 0.45 1.85
30 0.50 1.67
40 0.55 1.50
50 0.62 1.40
60 0.67 1.30
70 0.73 1.21
80 0.79 1.14
90 0.87 1.07
100 1.00 1.00

초기추상비율조정

I .}=많은 작고 실험적인 유역의 연구에서 도출되었다. 이러한 관계의 역사와 문서는 상대적으로 불명확하기 때문에, 보다 최근의 분석에서는 모델 적합 방법을 사용하여 수많은 강우량 유출 데이터를 사용하여 I(\ I_ S S 비율을 결정했다.미국의 분수령.Hawkins et al.에 의해 수행된 모델 피팅.(2002년)[2]에 따르면 폭풍 및 유역마다 I S 이 다르며 은 일반적으로 높은 것으로 나타났다. 스타일 I_{ 비율의 90% 이상이 0.2 미만이었다.이 연구에 따르면 일반적으로 사용되는 값인 0.20이 0.05의 I(\S) 을 사용하는 것이 더 적절해 보입니다.따라서 CN 유출 방정식은 다음과 같습니다.

방정식에서 S 0.({05 값은 I 0.20의 직접 유출 추정에 사용된 값과 동일하지 않습니다. 저장소의 5%가 초기 추상화로 간주되기 때문입니다.0.05 S ({ 사이의 는 모델 피팅 결과에서 구하여 다음과 같은 관계를 제공합니다.

조정된 0.05 초기 추상비를 사용하려면 다음 작업을 수행해야 합니다.

  1. 기존의 원곡선 번호 표를 사용하여 유역에 적합한 값을 선택합니다.
  2. 기존 방정식을 사용하여 S 0 합니다.
  3. 위의 관계를 사용하여 이 S 값을 0.05 변환합니다.
  4. 위의 CN 유출 방정식을 사용하여 유출 깊이를 계산합니다(초기 추상화 비율 0.05로 대체).

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c United States Department of Agriculture (1986). Urban hydrology for small watersheds (PDF). Technical Release 55 (TR-55) (Second ed.). Natural Resources Conservation Service, Conservation Engineering Division.
  2. ^ a b Hawkins, R.H.; Jiang, R.; Woodward, D.E.; Hjelmfelt, A.T.; Van Mullem, J.A. (2002). "Runoff Curve Number Method: Examination of the Initial Abstraction Ratio". Proceedings of the Second Federal Interagency Hydrologic Modeling Conference, Las Vegas, Nevada. 42 (3): 629–643. doi:10.1111/j.1752-1688.2006.tb04481.x.
  3. ^ Ward, Andy D.; Trimble, Stanley W. (2004). Environmental Hydrology. Boca Raton, Florida 33431: CRC Press LLC. ISBN 9781566706162.{{cite book}}: CS1 유지보수: 위치(링크)

외부 링크