증발산

상위 문서 : 수문학

물수지 방법

증발량

$E=(S_{1}-S_{2})+I+P-O-O_{g}$

S : 저수지 저류량

I : 저수지로의 지표면 유입량

P : 강수량

O : 저수지로의 지표면 유출량

O_g : 지하로의 침투량

에너지 수지 방법

$Q_{0}=(Q_{s}-Q_{r})+(Q_{a}-Q_{ar})+Q_{v}{\color {Red}-Q_{bg}-Q_{e}-Q_{h}-Q_{w}}$

Q₀ : 증발표면에 저장된 에너지 변화량

Q_s : 증발표면에 도달하는 태양복사에너지

Q_r : 증발표면으로부터 반사되는 태양복사에너지

Q_a : 증발표면으로 입사하는 장파복사에너지

Q_ar : 증발표면으로부터 반사되는 장파복사에너지

Q_v : 저수지로 유입 혹은 유출되는 물로 인한 순 에너지 변화량

Q_bg : 증발표면의 물이 방사하는 장파복사에너지

Q_e : 증발에 사용된 에너지

Q_h : 증발표면으로부터 대기로 전도된 에너지

Q_w : 증발된 물로 인해 손실된 에너지

모든 항의 단위는 cal/cm²/day

Q_bg, Q_w는 크기가 미소하여 생략할 수 있다.

${\begin{aligned}Q_{0}&=(Q_{s}-Q_{r})+(Q_{a}-Q_{ar})+Q_{v}-Q_{e}-Q_{h}\\&=(Q_{s}-Q_{r})-Q_{b}+Q_{v}-Q_{e}-Q_{h}\\\end{aligned}}$

Q_b = Q_ar - Q_a = 증발표면에서 장파복사에너지 교환량

증발량(mm) $E={\frac {Q_{e}}{H_{v}}}$

H_v = 597.3 - 0.564t [cal/g]

t : 수면 온도(°C)

태양복사에너지 Q_s

$Q_{s}=Q_{A}\left(a+b{\frac {n}{D}}\right)$

a, b : 지역 상수

Q_A : 대기권 내 도달하는 단위면적당 일평균 태양방사열량 또는 특정월의 일평균 태양상수(cal/cm²/day)라고 표시한 책도 있다.

D : 월별 최대가능일조시간

n : 월별 일조시간

${\frac {n}{D}}$ : 일조율

반사복사에너지 Q_r

Q_r = r Q_s

r : 반사계수

장파복사에너지 교환량 Q_b

$Q_{b}=\sigma \cdot {T_{a}}^{4}(\epsilon -1)\left(0.1+0.9{\frac {n}{D}}\right)$

σ : Stefan-Boltzman 상수. $1.17\times 10^{-7}cal/cm^{2}/{\color {red}K^{4}}/day$

T_a : 대기의 절대온도 $(t^{\circ }C+273)$

ε : 방사율$(\epsilon =c+d{\sqrt {e_{a}}})$

c, d : 지역 상수

e_a : 증발표면상 2m 위치에서 실제증기압(mmHg). 지상 2m라고 한 책도 있음.

전도에너지 Q_h

Bowen 비

$B={\color {Red}{\frac {Q_{h}}{Q_{e}}}}=\gamma {\frac {t_{0}-t_{a}}{e_{0}-e_{a}}}{\frac {p}{1000}}$

γ : 습도계 계수

e₀ : 수면온도 t₀°C에서 포화증기압(mb)

e_a : 대기온도 t_a°C에서 실제증기압(mb)

p : 대기압(mb)

1mb = 0.75mmHg = 100Pa

저수지 유입 및 유출수로 인한 순에너지 변화량 Q_v

유입 또는 유출되는 물의 온도변화가 별로 없다면 순에너지 변화량은 거의 무시 가능.

Q_v = 0

저수지 저장에너지 변화량 Q₀

증발량 산정기간이 짧아 수온 변화를 무시할 수 있다면

Q₀ = 0

최종 증발량 산정

$Q_{e}={\frac {1}{1+B}}[(1-r)Q_{s}-Q_{b}+Q_{v}-Q_{0}]$

$E={\frac {1}{H_{v}(1+B)}}[(1-r)Q_{s}-Q_{b}+Q_{v}-Q_{0}]$

증발 영향 인자

1. 온도
2. 상대 습도
3. 수질
4. 증발면 성질, 형상
5. 바람
6. 대기압
7. 증기압, 포화증기압

증산 영향 인자

1. 식물 생리학적 인자 : 다공 밀도, 특성, 엽면 구조 등. 광범위한 지역을 다룰 때 중요도는 낮다.
2. 환경학적 인자 : 온도, 태양복사열, 바람, 토양 함유 수분

참고 문헌

• 윤용남, <<기초수문학>>(2010), 138-146쪽. 청문각