• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.541-541
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• 2015

댐 물수지 분석에 있어 매우 중요한 요소는 강수량, 유입 방류량, 토양수분량, 증발산량 등이 있다. 현재 육지에서의 증발산량은 대부분 에디공분산시스템에 의해 관측되고 있으며, 많은 전문가들이 양질의 자료를 산출하고 있다. 하지만 수면에서의 증발량관측은 아직 부족한 상황이다. 우리나라는 기후특성상 여름철에 강우가 집중됨에 따라 효율적인 댐 관리가 매우 중요하다. 댐관리의 주요 인자인 수면증발량은 현재 용담댐에서만 이루어지고 있다. 용담댐의 수면증발량 관측은 2013년부터 수행되고 있고, 수면위에 플랫폼을 설치하고 팬 내부에 수심이 1 m인 대형증발팬을 고정하는 방식을 취하고 있으며, 관측된 수위자료는 호내 수온을 고려하여 수면증발량으로 환산된다. 관측항목으로는 팬 내 외부 및 저수지 표층 수온, 팬 내부 정밀 수위뿐만 아니라 다양한 기상요소들이 있다. 2013년에 생산한 수면증발량은 풍향풍속, 수온, 상대습도, 복사량, 강수량 자료를 통해 정확도를 검증하였으며, Penman(1984)공식을 활용하여 실측 수면증발량과 추정 수면증발량을 비교 분석하였다. 본 연구는 용담호에서 자동 관측되고 있는 수위변동 자료를 활용해 수면에서의 증발량을 분석하였다. 2014년 3월부터 2015년 2월까지의 자료를 활용하였으며, 관측기간 중 최대 일증발량은 9.7 mm/day, 월 최대 일평균증발량은 3.5 mm/month(10월)로 나타났다. 수면에서 가장 많은 증발량이 나타난 시기는 10월 (증발량 : 107.6 mm, 강수량 : 122.9 mm)로 강수량의 약 88 %가 증발되었음을 알 수 있었다. 그 다음으로는 9월과 5월 순이었다. 증발량이 가장 많다고 예상되었던 7월과 8월의 경우는 각각 18일과 21일간 강수가 발생하였으므로 대기 중의 높은 습도로 인해 증발량이 크지 않았다. 결론적으로 수면에서의 증발량이 기상환경에 의존하고 있다는 사실은 명백하다. 그러므로 효율적인 수자원관리를 위해서는 다양한 지점에서의 수면증발 관측 및 기상요소와의 상관 성분석이 시급하다고 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.397-397
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• 2017

수면증발량은 수자원 계획 및 활용에 있어 매우 중요한 요소이다. 하지만, 현재 수면증발량관측 지점은 용담댐, 안동댐뿐이다. 이중 장기간 관측 자료가 축적된 용담댐 지점을 대상으로 연도별 수면증발량 관측 자료를 비교 검토 하고자한다. 용담댐에 부착되어 있는 수면증발량계는 0.03 mm 분해능을 가지는 부력식 수위계(BYL-EV250, 대한민국)를 사용하고 있으며, 2014 년도 2 월부터 17 년 현재까지 관측을 하고 있다. 관측 자료로 보았을 때, '14년도 가장 많은 증발량이 발생된 달은 9월(102.63 mm/month), 적은 달은 2월(22.99 mm/month) 이였으며, '15, '16년는 각각 100.91 mm/month, 114.38 mm/month로 8월이 높고, 29.11 mm/month, 25.83 mm/month로 2월이 가장 적었다. 아래 표는 14~16년도 월평균 일 증발량 및 총 수면증발량을 나타낸 것이다. 월별 일평균 증발량을 비교한 결과 0.92~3.08 mm/day로 나타났으며, 5월부터 10월까지 많은 량(약 2.9 mm/day)이 증발되는 것으로 나타났다. 연도별 월평균 일 증발량은 9 월이 3.08 mm/day 로 증발량이 많고, 2 월이 0.92 mm/day로 적은 증발량의 관측이 되었다. 총 수면증발량은 8 월이 92.73 mm/month 으로 증발량이 가장 높았으며, 2 월이 25.97 mm/month 로 가장 적은 증발량이 관측되었다. 저수지 수면에서의 증발은 풍속, 수온, 대기온도, 일사량 등에 영향을 많이 받음에 따라 수온이 가장 낮은 2월에 증발량이 가장 적게 나타난 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.291-291
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• 2023

증발량을 산정하는 방법 중 증발접시를 활용한 방법은 하천의 증발량을 직접적으로 측정할 수 있는 장점이 있는 반면, 장기간의 증발접시를 활용한 증발량 추정은 현실적으로 쉽지 않다. 대표적인 증발량 산정식으로는 에너지 수지 및 공기동역학적 원리의 혼합적용 방법(PCE, Penman combination equation)과 경험적 바람공식(PWF, Penman wind function)이 있다. PCE로 산정된 증발량의 경우 하천 내 바닥열(bed heat flux)과 물기둥의 열저장 변화율이 장기간 규모의 순 복사량에 비해 작은 값을 가져 식에서 제외되므로 전반적으로 증발량이 과대 추정되는 문제가 발생한다. 반면, PWF로 산정한 증발량에서는 광범위한 매개변수 범위와 기상자료의 부족으로 모형의 불확실성을 증대시키는 요인으로 작용한다. 본 연구의 최종적인 목표는 하천 수로의 수면증발량을 추정하는 것이지만, 실제 하천 중심에서 증발량을 추정하기 위한 수문학적 자료는 매우 부족한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 유역단위에서의 증발량을 전이하는 방안을 모색하고자 하며, 구체적인 연구과정은 다음과 같다. 첫째, 유역단위 수문학적 자료를 수집하여(flux tower 자료 활용) 유역단위의 증발량을 산정한다. 둘째, PCE와 PWF으로 산정한 증발량과 관측된 증발량을 이용하여 각 식의 매개변수를 최적화한다. 마지막으로 최적화된 매개변수를 적용한 증발량과 관측값의 유사성을 분석한다. 본 연구에서는 하천단위의 증발량을 산정하기 위해 PWF을 적용하였으며 용담댐 내의 기상자료를 활용하여 산정한 증발량과 실제 용담댐 내의 수면증발량의 상관성을 분석한 결과 높은 상관성 확인할 수 있었다. 따라서 하천 주변에 증발량 추정을 위한 최소한의 기상정보가 존재하는 지역에서, 하천단위의 증발량을 산정할 수 있으며 장기간의 증발량도 산정할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국농공학회지
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• 제11권2호
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• pp.1651-1660
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• 1969

벼의 생육기간(生育期間)의 엽면증발량(葉面蒸發量) 및 주간수면증발량(株間水面蒸發量)의 합리적(合理的)인 산출방법(算出方法)이 무엇인가를 발견(發見)하기 위하여 필자(筆者)의 이에대한 결과(結果)를 토태(土台)로 엽수면증발계수(葉水面蒸發係數) 주간수면계수(株間水面係數), 엽면증발율(葉面蒸發率), 주간수면증발율(株間水面蒸發率), 엽면증발율(葉面蒸發率)과 풍건생산량(風乾生産量) 관계(關係), 주간수면증발량(株間水面蒸發量)과 풍건생산량(風乾生産量)의 관계(關係), 증산비(蒸散比)에 관(關)하여 비교연구(比較硏究)한바 결과(結果)는 다음과 같다. 1) 엽면적지수(葉面積指數)에 있어서 밀식구(密植區)의것은 일반적(一般的)으로 생육전반기(生育前半期)동안은 보통식구(普通植區)의 것보다 큰경향(傾向)을 갖기 때문에 엽면증발계수((葉面蒸發係數)는 밀식구(密植區)쪽이 주간수면증발계수(株間水面蒸發係數)는 보통식구(普通植區)쪽이 보다 큰 경향(傾向)을 보였다. 특(特)히 생육초기(生育初期)에는 그 도(度)가 현저(顯著)하다. 2) 엽수면증발계수(葉水面蒸發係數) 및 주간수면증발계수(株間水面蒸發係數)는 기상조건(氣象條件)이 어느정도(程度) 소거(消去)되기는 하지만 증발계기(蒸發計器)의 형식(型式)의 차이(差異) 및 벼의 번무도(繁茂度)의 차이(差異)가 상존(常存)함으로 이들 계수(係數)를 사용(使用)하여 생육기별(生育期別) 엽수면증발량(葉水面蒸發量) 및 주간수면증발량(株間水面蒸發量)을 산출(算出)한다는 것은 불합리(不合理)하다. 3) 엽면증발율(葉面蒸發率) 및 주간수면증발율(株間水面蒸發率)은 기상조건(氣象條件)이 어떻든 품종(品種)이 같고, 재식밀도(栽植密度) 및 시비관리(施肥管理)가 일정(一定)하고 병충해발생이 없는 이상(以上) 생육기별지수(生育期別指數)가 거의 일정(一定)하여 생육기별엽면증발량(生育期別葉面蒸發量) 및 주간수면증발량(株間水面蒸發量)을 산출(算出)하는데 있어서 엽수면증발계수(葉水面蒸發係數) 및 주간수면증발계수(株間水面蒸發係數)에 의(依)하는 것보다 훨신 합리적(合理的)이다. 4) 증산비(蒸散比)는 풍건물(風乾物)무게의 증대(增大)에 따라 약간감소(若干減少)하는 경향(傾向)이있고 증발(蒸發)에 관(關)한 기상요소(氣象要素)에는 거의 변동(變動)이없는 것으로 추정(推定)되며, 풍건물(風乾物)무게에 근부(根部)를 포함(包含)시킬 때 그 값은 210내외(內外)에 있을것으로 생각된다. 5) 생육기간(生育期間)의 전엽면증발량(全葉面蒸發量)은 증산비(蒸散比)에 의(依)하여 산출(算出)될 수도 있지만 그림 7 및 표(表)-10에서 보는바와같이 총풍건물(總風乾物)무게, 짚무게, 또는 조곡(粗穀)무게로부터 직접(直接) 산출(算出)함이 더욱 합리적(合理的)이고 전주간수면증발량(全株間水面蒸發量)은 그림 8 및 표(表)-12에서 보는바와 같이 짚무게로부터 산출(算出)하는 것이 가장 합리적(合理的)인 것으로 되어있다. 본(本) 시험(試驗)을 함에 있어 끊임없이 조언(助言)하여 주시고 심신양면(心身兩面)으로 협력(協力)하여주신 충북대학(忠北大學) 농공학과(農工學科) 제교수(諸敎授)에게 심심(深甚)한 감사(感謝)를 표(表)하는 바이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권2호
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• pp.139-150
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• 2024

본 연구에서는 물리 기반 증발량 경험식인 Penman 혼합식(Penman combination equation, PCE)과 경험적인 바람 함수(Penman wind function, PWF)를 이용한 저수지 증발량 추정 방법을 제시하였다. 용담댐 시험유역에서 2016-2018년 기간의 실측 증발량 자료를 이용하여 두 가지 경험식에 매개변수를 추정하고 적용성을 검토하였다. 용담댐 시험유역 중 덕유산 플럭스 타워에서 PWF와 PCE에 대해 증발량을 평가한 결과, PWF 방법이 상관성 측면에서 더욱 개선된 결과를 보여주었지만, 두 가지 방법 모두 과대 추정 현상을 나타내었다. 용담호 수면 위에서 관측된 기상자료를 활용하여 PWF 방법을 통한 증발량을 평가하였으며, 관측 수면증발량과 통계적 지표 및 시각적 평가에서 우수한 성능을 확인하였다. 향후 본 연구를 통해 산정된 매개변수를 이용하여 저수지 수면 증발량을 간접적으로 추정할 수 있을 것으로 판단되나, 정확한 저수지 수면증발량 추정을 위해서는 타 댐들에 수면 증발량을 종합적으로 연계한 지역화 연구도 필요할 것으로 판단된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제7권1호
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• pp.91-97
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• 2005

BYL-EV250 증발기록계를 이용하여 해남 농경지역의 자유 수면 증발량을 관측하였고, 그 자료를 분석하여, 기상 요소와 증발량과의 관계를 분석하였다. 자연상태에서 증발량을 결정하는 기상요소의 관계를 살펴보고, 그 결과를 바람과 포차의 경험식으로 나타내었다. 이 식을 이용하여 자유 수면으로부터의 시간당 증발량을 구할 수 있었으며 수온, 기온, 습도, 풍속 같은 기상요소만으로 증발량 추정이 가능했다. 증발량 산출에 대한 신뢰성을 높이기 위해 지속적으로 수면에서의 물수지에 대한 연구가 수행되어야 할 것으로 사료된다. 증발량 관측도 다른 기상요소와 같이 매시간 관측 자료 생산 가능성을 시사했다. 부력을 이용한 측정방법은 미소 수위 변화(0.1mm 이하)를 측정 할 수 있어 대형증발계를 활용한 자동관측에 대한 신뢰성을 확보할 수 있었다. 이 결과를 바탕으로 장기간 관측된 자유수면 증발자료와 플럭스 타워에서 동시에 관측된 실제 증발산 자료의 비교분석이 현재진행 중에 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.264-264
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• 2023

물순환 과정에서의 증발산은 장기적인 관점에서의 수자원 계획 수립 시 중요한 요소이다. 증발산은 기온, 상대습도, 일사량 등 기상학적 인자뿐만 아니라 증발표면, 식생분포 등 다양한 인자의 복합작용에 의해 일어나므로, 유역 단위에서 발생한 실제증발산(Actual evapotranspiration, AET)을 측정하기에는 기술적인 한계가 존재한다. 그러나 증발산 보완관계(Complementary relationship of evapotranspiration, CRE) 가설을 활용하면, 수문요소의 상호작용을 고려한 모델링을 거치지 않고도, 비교적 간단하게 AET를 추정할 수 있다. 본 연구는 증발산 관측자료를 기반으로 유역 단위에서의 CRE를 검증하고자 하며, 플럭스 타워 등 다양한 관측장비가 설치되어 있는 용담댐 시험유역을 대상유역으로 선정하였다. 용담댐 유역 내 산지에 위치한 덕유산 플럭스 타워에서 측정된 증발산을 AET로 보았으며, 유역 인근에 위치한 전주 기상관측소에서 측정되는 팬 증발량(E_pan)을 잠재증발산량(Potential evapotranspiration, PET)으로 보았다. E_pan 계측시, 증발팬의 가열 등 주변환경 변화로 인해 과다하게 추정되는 값을 보완하기 위해 FAO Penman-Monteith 식을 활용해 팬 증발량 보정계수(Coefficient of pan evaporation, k_p)를 산정하여 적용하였다. 습윤증발산량(Wet evapotranspiration, WET)은 대기가 완전히 포화되었을 때 발생하는 증발산량으로, 댐 수표면에서 계측되는 수면증발량을 WET로 보았다. CRE 검증을 위해 AET와 PET를 각각 WET로 나누어 AET+와 PET+로 무차원화하였으며, 습윤지수(Moisture Index, MI)는 AET를 PET로 나누어 산정하였다. CRE 가설은 MI에 따른 AET+와 PET+가 서로 보완관계를 갖는다는 것인데, 용담댐 유역의 관측자료를 활용하여 CRE를 검증한 결과 AET+와 PET+ 간의 비대칭계수(b)가 1.23인 것으로 나타났다. 이 때의 평균제곱오차(MSE)는 0.599, 결정계수(R₂)는 0.631로 나타나 CRE의 b가 적합하게 추정된 것으로 판단된다. 본 연구결과와 같이 검증된 CRE를 통해 증발산 관측지점이 없거나, 조밀하지 않은 유역의 AET를 간접추정할 수 있으며, 이를 활용해 보다 정확한 댐의 장기유출 모의와 용수공급계획 수립에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국농공학회지
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• 제11권1호
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• pp.1561-1579
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• 1969

우리나라에서 답용수량(畓用水量)을 측정(測定)한 것은 이미 60년전(年前)이 였으며 그동안 몇군데서 시험(試驗)한 것이 있으나 모두 엽수면증발량(葉水面蒸發量)이 중심(中心)이었다. 그런데 품종개량(品種改良), 재배관리(栽培管理)의 향상(向上), 계기(計器)의 발달(發達)과 학술(學術)의 진전(進展)으로 과거(過去)에 측정(測定)한 값을 지금까지 준용(準用)하기는 어느정도 반성(反省)이 필요(必要)하며 더욱이 품종별(品種別) Data는 있으나 토성별(土性別) 시험치(試驗値)가 없어서 토성별(土性別) 용수량(用水量)은 전연(全然) 모르고 있었으며 강하침투량(降下浸透量)이 적은 습답(濕畓)에서는 엽수면증발량(葉水面蒸發量)이 답용수량(畓用水量)을 좌우(左右)하므로 엽수면증발량(葉水面蒸發量)의 측정(測定)만으로 좋으나 그렇지 못한 보통답(普通畓)은 엽수면증발량(葉水面蒸發量)보다 오히려 강하침투량(降下浸透量)이 지배적(支配的)인 역할(役割)을 하고 있다. 따라서 앞으로 엽수면증발량(葉水面蒸發量) 중요(重要)하지만 강하침투량(降下浸透量)도 직접측정(直接測定)하여 현실적(現實的)이고 경제적(經濟的)인 용수량(用水量)을 측정(測定)하여야 할것으로 생각한다. 이 강하침투량(降下浸透量)은 다시 지하수위(地下水位)의 고저(高低)와 관계(關係)가 깊으므로 아울러서 지하수(地下水)의 변동(變動)도 측정(測定)할 것이다. 이와같은 취지(趣旨)에서 본연구(本硏究)를 추진(推進)한 즉 다음과 같은 사항(事項)을 지적(指摘)하게 되었다. (1) 토성별(土性別) 경제적(經濟的) 용수량(用水量)을 결정(決定)하자면 몽이구역내(蒙利區域內)의 토성조사(土性調査)를 명백(明白)히 할것이며 토성(土性)에 따른 엽수면증발량(葉水面蒸發量)과 증발계증발량(蒸發計蒸發量)의 비(比)는 식양토(埴壤土) ET/V=1.11, 양토(壤土) ET/V=1.64 사양토(砂壤土) ET/V=1.63이었다. (2) 감수심(減水深)은 엽수면증발량(葉水面蒸發量), 강하침투량(降下浸,透量) 논두렁 침투량(浸透量)으로 구성(構成)되는데 이중 논두렁침투(浸透)는 재차(再次) 이용(利用)이 가능(可能)하나 엽수면증발량(葉水面蒸發量)과 강하침투량(降下浸透量)도 측정(測定)할 것이다. (3) 토성별감수심(土性別減水深)은 식양토(埴壤土) 9.3mm/day, 양토(壤土) 13.5mm/day, 사양토(砂壤土) 13.5mm/day이었다. (4) 강하침투량(降下浸透量)은 토성(土性)과 지하수(地下水)이 고저(高低)에 따라 다르다. (5) 토성별(土性別) 강하침투량(降下浸透量)의 변화(變化) 식양토(埴壤土) $1{\sim}2mm/day$ 양토(壤土) $2{\sim}3mm/day$, 식양토(埴壤土) $3{\sim}4mm/day$이다. (6) 지하수위(地下水位)의 변동(變動)은 식양토(埴壤土)보다 양토(壤土), 사양토(砂壤土) 순(順)으로 민감(敏感)하여 강수(降水)가 있으면 급(急)히 지하수위(地下水位)가 상승(上昇)하였다가 서서히 하강(下降)한다. (7) 지하(地下) 수위(水位)의 변동범위(變動範圍)는 25cm정도이었다. (8) 증발비(蒸發比)는 식양토구(埴壤土區) 168.8, 양토구(壤土區) 255.6 사양토구(砂壤土區) 272.5이었다.

• 물과 미래
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• 제37권3호
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• pp.44-49
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• 2004

지표 수문학(surface hydrology)은 강수에 의한 수자원의 발생, 육지나 하천, 그리고 해양에서 발생하는 증발이나 유출 등에 의한 수자원의 손실과 저수지나 댐에서 수위 상승, 토양수분이나 적설의 증가, 그리고 지하수면의 상승 등에 의한 저류량의 증가 등을 종합적으로 설명하는 과학이다. 수자원의 발생이나 손실, 그리고 저류량의 증가를 설명하기 위해서는 질량보존의 법칙과 같은 단순한 물수지 방정식을 이용한다. 그러나, 지표면에서 발생되는 증발이나 식물에 의해서 발생되는 증산 등과 같은 증발산 작용은 에너지를 수반하기 때문에 수문학적인 수지를 규명하기 위해서는 물수지와 에너지수지를 동시에 이용해야 한다.(중략)

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.106-106
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• 2022

댐 유역의 수문자료는 댐의 효율적인 운영, 중장기 댐 운영 계획, 수자원 관리, 댐 저수량 예보 등을 위해 사용되며, 최근 기후변화로 인해 정밀한 댐 운영에 필요한 유량자료의 필요성은 더욱 커지고 있다. 일반적으로 댐의 주요 수문자료에는 유입량의 요소, 저수량 요소, 유출량의 요소로 구분된다. 현재까지 강수량, 저수위, 방류량 자료는 지속적인 계측 및 품질관리 기술의 발전으로 인해 신뢰도가 점차 향상되고 있으나, 반면 증발량과 침투량 자료는 여전히 정확한 계측에 많은 어려움이 있다. 따라서 우리나라의 댐 유입량은 직접측정의 현실적 제약사항으로 인해, 방류량과 저수위 변화에 따른 저류량의 차를 이용하여 간접적으로 측정하고 있어, 증발량 및 지하수 유출량 등과 같은 복잡한 자연현상을 고려하지 못한 채 저수지 수위의 변화에 따른 민감도가 크게 발생하는 문제로 이어지게 된다. 본 연구에서는 소양강댐 유역의 증발을 고려하는 개선된 물수지 방정식을 제안하였다. 그 결과, 기존의 댐 유입량 자료에서 발생하는 문제점은 증발을 고려한 물수지법 적용을 통해 어느 정도 개선이 가능하다. 즉, 기존의 댐 유입량 산정 시 고려하지 않는 다양한 유출 요인에 대한 과도한 누락은 음유입량 발생문제를 야기하며, 실제 복잡한 자연현상을 설명하기 위해서는 추가적인 유출 요소(증발량)를 물수지 방정식에 포함할 필요가 있다. 이처럼 개선된 물수지법을 적용할 경우, 직접적인 가용수자원을 구성하는 직접 유출량과 간접 유출량이 전체 유입량에 기여하는 정도를 파악할 수 있다. 다만, 여기에서의 증발량은 유역 내 실측자료가 아님과 동시에 수면 증발량을 고려하지 못한 한계가 있으며, 향후 연구에서는 보다 정확도 높은 수문자료의 생산 및 확보를 위한 지속적인 노력이 필요하다.