• 제목/요약/키워드: evapotranspiration coefficient

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춘천지역의 장려수도품종의 용수량 측정시험 (The Measuring Experiment of Irrigation Water for Spreading Varieties of Rice Plant in Chuncheon Area)

  • 고희완
    • 한국농공학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.93-105
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    • 1987
  • This Study was carried out at the experimental Plot of Kang-Weon Province, Institute of Agriculture experiment, to find out Irrigation Water requirement and suitable calculating formula of evapotranspiration on Spreading Varieties of rice plant such as Seul Oak, Bokkwang and Teaback in Chuncheon Area. The evapotranspiration, infiltration, and consumptive use of water were measured by Micro Lysimeter for four years from '86yr. Also, yield of rice was investigated during same period. With the Kc Value taken from experimental value, evapotranspiration was calculated by methods of Blaney & criddle, Penman, Hargreaves and Thornthwaite by Computer using meteorological data in Chuncheon Area for twenty one yrs from '66yr to '86yr. All analyses were conducted based on average value of experiment for four years and the results are summarized as follows : 1) The yield by varieties through this experiment showed 1.06 times in Seul Oak, 1.94 times in Bokkwang and 1.89 times in Teaback more than Standard Yield. 2) The consumptive use of water including infiltration were 1.068.4mm in Seul Oak, 1,102. 6mm in Bokkwang and 1,195.6mm in Teaback 3) The evapotranspiration by Actual measurement presented 520.lmm in Seul Oak, 540.lmm in Bokkwang and 598.4mm in Teaback 4)The ratio of evapotranspiration and infiltration over Panevaporation showed 1.2 to 1.4. 5) The irrigation water reguirement by water balance were shown to be irrigated more than 584 mm / yr in average during 21 years from '66yr to '86yr for all Varieties and those for loyr frequency 693 mm in Seul Oak, 712 mm in Bokkwang and 728 mm in Teaback respectively. 6) Crop Coefficient (Ke Value) of the tested rice plant during the period were shown as Table 10. 7) Penman Method was the formula the most close to experiment Value among four different methods of Blaney & Griddle Penman, Hargreaves, and Thornthwaite.

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관측자료 기반의 용담댐 유역 증발산 보완관계 가설 검증 (Validation of the Complementary Relationship of Evapotranspiration Hypothesis Using In-situ Measurements)

  • 김은지;강부식
    • 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(Epan)을 잠재증발산량(Potential evapotranspiration, PET)으로 보았다. Epan 계측시, 증발팬의 가열 등 주변환경 변화로 인해 과다하게 추정되는 값을 보완하기 위해 FAO Penman-Monteith 식을 활용해 팬 증발량 보정계수(Coefficient of pan evaporation, kp)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.

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다목적댐유역에서의 증발산 보완관계가설 검증 (Validation of Complementary Relationship Hypothesis for Evapotranspiration in Multipurpose Dam Basins)

  • 김지훈;강부식;김진겸
    • 대한토목학회논문집
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    • 제37권3호
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    • pp.549-559
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    • 2017
  • 잠재증발산($ET_P$)과 실제증발산($ET_A$) 사이의 보완관계 가설을 국내 다목적댐 유역에 적용하여, 각 유역의 기상 수문 관측자료를 기반으로 잠재 및 실제 증발산사이의 보완관계 성립을 검증하고자 하였다. 연단위 실제증발량($ET_A$)은 총강수량과 총유출량의 차이로서 간접추정하였으며, 가용수분량은 연강수량으로 대체하여 사용하였다. 이때, 팬증발량 보정에 사용된 팬계수(kp)는 홍수기 및 비홍수기로 구분하여 $ET_{pan}$과 FAO Penman-Monteith 식으로 계산된 증발량($ET_{PM}$)의 비를 통해 산정하였다. 각 다목적댐 유역에서 관측자료 기반의 독립적으로 계산된 $ET_P$$ET_A$를 통해 보완관계를 산정한 결과, 대부분의 유역에서 가용수분량이 증가할수록 $ET_P$는 감소함과 동시에 $ET_A$는 증가하는 일반적인 보완관계의 패턴을 잘 보였고, 강수량의 증가에 따라 평형증발산량($ET_W$)의 수렴을 확인할 수 있었다. 하지만, 주암댐의 경우 $ET_A$가 다른 댐 유역에 비해 크게 산정되어 가용수분량이 큰 구간에서 $ET_P$를 초과하는 경우도 발생하였다. 이는 주암댐 유역의 강수량의 과다산정 혹은 유입량의 과소산정의 가능성을 보여주는 결과로 해석될 수 있다. 증발산 보완관계를 수문학적 물수지검증을 위한 기준으로 활용한다면 홍수기 다목적댐 유입량 산정의 불확실성을 제어하는데 도움이 될 것으로 기대한다.

Reference Evapotranspiration Calculator Software를 이용한 기상관측소 기준증발산 추정 (Estimation on Trends of Reference Evapotranspiration of Weather Station Using Reference Evapotranspiration Calculator Software)

  • 최원호;최민하;오현제;박주양
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권2B호
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    • pp.219-231
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    • 2010
  • Reference Evapotranspiration Calculator Software (REF-ET)는 ASCE 및 FAO 기준증발산량을 포함한 총 17개의 FAO Penman-Monteith (PM) 방정식의 연산을 동시에 수행할 수 있는 프로그램으로서, 본 연구에서는 REF-ET에 대한 상세한 소개와 함께 기상관측소의 관측자료를 이용하여 REF-ET의 효용성을 논하였다. REF-ET는 각종 PM 방정식들에 대한 시일 월 단위 모의와 지역적 특성의 반영 및 결측자료에 대한 보정 등이 가능하다. REF-ET를 이용하여 서울 기상관측소의 29년간 증발산량을 모의한 결과, 일복사량에 주로 좌우되는 FAO24-Rd 식과 1957-Makk 식의 상관계수가 각각 0.89와 0.88로 높게 나타났으며, 이는 소형증발접시를 이용한 기준증발산량 관측값이 공기 동력학적 증발량만을 주로 반영하기 때문인 것으로 사료된다. 또한 RMSE/bias 분석을 통해 기준증발산 방정식들에 의한 계산값이 증발접시로부터의 기준증발산량에 비해 다소 과대평가되는 현상을 나타내었으나, 이 경우에도 1957-Makk 식이 가장 정확한 것으로 나타났다. 일단위 시계열 분석시 1957-Makk 식은 여름철의 증발산량을 저평가하는 경향을 나타내었으나, 전체적으로 1.06 mm/day의 오차로 증발산량을 모의 가능하였다. 차후 기상관측자료의 정확도를 높이는 연구들과 REF-ET를 병행한다면, 해당 지역 및 기간에 대한 증발산량 모의 및 관련 특성인자를 파악하는 연구에 활용도가 높을 것으로 기대된다.

논용수 수요량 산정을 중심으로 한 농업용수 수요량 산정방법의 개선 (Improvement of agricultural water demand estimation focusing on paddy water demand)

  • 박창근;황준식;서용원
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제53권11호
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    • pp.939-949
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    • 2020
  • 현재 농업환경 및 식생활 변화 등으로 인하여 농지 수요는 꾸준히 감소하고 있다. 이러한 현상과 맞물려 정부에서는 2019년 6월에 물관리기본법을 제정함으로써 지속가능한 통합 물 관리시대를 본격화 하고 있다. 따라서 효율적인 통합 물 관리를 실현하기 위해서는 61%라는 가장 많은 용수를 사용하고 있는 농업용수에 대한 면밀한 검토가 이루어져야 할 시점이다. 금회 연구에서는 현재 농업용수 사용량 현황을 분석함과 동시에 농업용수 중 67% ~ 87%의 비율을 차지하고 있는 논 용수 산정법을 검토한 후 문제점을 분석하였다. 논 용수 산정방법의 가장 큰 문제점은 잠재증발산량 산정식 선정에 있다. 현재 사용하고 있는 잠재증발산량 방법은 식량농업기구(Food and Agriculture Organization of the United Nationns: FAO)에서 권장하고 있는 Penman-Monteith 식이 아닌 과거부터 사용되고 있는 수정 Penman 식이다. 또한 실제 증발산량 산정의 주요 인자인 작물계수는 23년 전의 작물계수를 이용함으로써 현재 기후 및 작물품종 변화를 반영할 수 없다는 문제점을 가지고 있다. 전주기상청의 자료를 이용하여 Penman 및 Penman-Monteith 식을 비교한 결과 수정 Penman 식이 Penma-Monteith 식에 비하여 2배 이상의 큰 값을 보였다. 작물계수를 적용할 경우 증발산량이 높게 발생되는 5월 하순에서 8월 하순까지 두 산정방식에 의한 결과 차이가 크게 나타났다. 또한 전북 김제지역 4개 농업용 저수지 용수공급량 자료를 이용하여 실제 사용량과 산정된 농업용수 수요량을 비교 검토하였다. 잠재증발산량 뿐 아니라 담수심법에 따라 최적 수요량 산정방법에는 차이를 보였다.

경기만 유역의 기준 증발산량 산정을 위한 Hargreaves 공식의 보정 및 검정 (Calibration and Validation of the Hargreaves Equation for the Reference Evapotranspiration Estimation in Gyeonggi Bay Watershed)

  • 이길하;조홍연;오남선
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제41권4호
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    • pp.413-422
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    • 2008
  • 기상자료가 부족하거나 결측 지역의 기준 증발산량 산정을 위하여 Penman-Monteith (PM) 공식을 이용한 Hargreaves 공식의 매개변수 추정을 수행할 필요가 있다. 본 연구에서는 경기만 유역에 위치한 강화, 인천, 수원, 서산, 천안의 1997년$\sim$2004년 기상자료를 바탕으로 PM 공식을 이용하여 계산한 기준 증발산량(이하 ETo)을 이용하여 Hargreaves 공식의 매개변수를 추정하였으며, 추정된 매개변수를 이용하여 2005년$\sim$2006년의 PM 공식을 이용한 ETo 결과와 비교하여 검정을 수행하였다. 그 결과, 매개변수 조정 전 RMS 오차는 $14.63{\sim}23.30$ 정도로 파악되었으며, 모형의 검정에서도 $14.43{\sim}26.81$ 정도로 유사한 범위를 보이고 있다. 한편, Nash-Sutcliffe 일치계수는 $0.68{\sim}0.77$이며, 검정과정에서는 $0.43{\sim}0.85$로 대부분의 지역이 추정효율이 아주 떨어지는 것으로 나타났다. 반면, Hargreaves 계수를 조정한 경우, RMS 오차는 $5.23{\sim}11.75$ 정도로 파악되었으며, 모형의 검정에서도 $6.48{\sim}9.09$정도로 매개변수 조정전에 비하여 크게 감소하고 있음을 알 수 있으며, 한편, NSC는 $0.92{\sim}0.98$이며, 검정과정에서는 $0.93{\sim}0.97$로 대부분의 지역에서 추정효율이 크게 향상되는 것으로 나타났다.

토양수분함량 예측 및 계획관개 모의 모형 개발에 관한 연구(I) (A Study on the Development of a Simulation Model for Predicting Soil Moisture Content and Scheduling Irrigation)

  • 김철회;고재군
    • 한국농공학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.4279-4295
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    • 1977
  • Two types of model were established in order to product the soil moisture content by which information on irrigation could be obtained. Model-I was to represent the soil moisture depletion and was established based on the concept of water balance in a given soil profile. Model-II was a mathematical model derived from the analysis of soil moisture variation curves which were drawn from the observed data. In establishing the Model-I, the method and procedure to estimate parameters for the determination of the variables such as evapotranspirations, effective rainfalls, and drainage amounts were discussed. Empirical equations representing soil moisture variation curves were derived from the observed data as the Model-II. The procedure for forecasting timing and amounts of irrigation under the given soil moisture content was discussed. The established models were checked by comparing the observed data with those predicted by the model. Obtained results are summarized as follows: 1. As a water balance model of a given soil profile, the soil moisture depletion D, could be represented as the equation(2). 2. Among the various empirical formulae for potential evapotranspiration (Etp), Penman's formula was best fit to the data observed with the evaporation pans and tanks in Suweon area. High degree of positive correlation between Penman's predicted data and observed data with a large evaporation pan was confirmed. and the regression enquation was Y=0.7436X+17.2918, where Y represents evaporation rate from large evaporation pan, in mm/10days, and X represents potential evapotranspiration rate estimated by use of Penman's formula. 3. Evapotranspiration, Et, could be estimated from the potential evapotranspiration, Etp, by introducing the consumptive use coefficient, Kc, which was repre sensed by the following relationship: Kc=Kco$.$Ka+Ks‥‥‥(Eq. 6) where Kco : crop coefficient Ka : coefficient depending on the soil moisture content Ks : correction coefficient a. Crop coefficient. Kco. Crop coefficients of barley, bean, and wheat for each growth stage were found to be dependent on the crop. b. Coefficient depending on the soil moisture content, Ka. The values of Ka for clay loam, sandy loam, and loamy sand revealed a similar tendency to those of Pierce type. c. Correction coefficent, Ks. Following relationships were established to estimate Ks values: Ks=Kc-Kco$.$Ka, where Ks=0 if Kc,=Kco$.$K0$\geq$1.0, otherwise Ks=1-Kco$.$Ka 4. Effective rainfall, Re, was estimated by using following relationships : Re=D, if R-D$\geq$0, otherwise, Re=R 5. The difference between rainfall, R, and the soil moisture depletion D, was taken as drainage amount, Wd. {{{{D= SUM from { {i }=1} to n (Et-Re-I+Wd)}}}} if Wd=0, otherwise, {{{{D= SUM from { {i }=tf} to n (Et-Re-I+Wd)}}}} where tf=2∼3 days. 6. The curves and their corresponding empirical equations for the variation of soil moisture depending on the soil types, soil depths are shown on Fig. 8 (a,b.c,d). The general mathematical model on soil moisture variation depending on seasons, weather, and soil types were as follow: {{{{SMC= SUM ( { C}_{i }Exp( { - lambda }_{i } { t}_{i } )+ { Re}_{i } - { Excess}_{i } )}}}} where SMC : soil moisture content C : constant depending on an initial soil moisture content $\lambda$ : constant depending on season t : time Re : effective rainfall Excess : drainage and excess soil moisture other than drainage. The values of $\lambda$ are shown on Table 1. 7. The timing and amount of irrigation could be predicted by the equation (9-a) and (9-b,c), respectively. 8. Under the given conditions, the model for scheduling irrigation was completed. Fig. 9 show computer flow charts of the model. a. To estimate a potential evapotranspiration, Penman's equation was used if a complete observed meteorological data were available, and Jensen-Haise's equation was used if a forecasted meteorological data were available, However none of the observed or forecasted data were available, the equation (15) was used. b. As an input time data, a crop carlender was used, which was made based on the time when the growth stage of the crop shows it's maximum effective leaf coverage. 9. For the purpose of validation of the models, observed data of soil moiture content under various conditions from May, 1975 to July, 1975 were compared to the data predicted by Model-I and Model-II. Model-I shows the relative error of 4.6 to 14.3 percent which is an acceptable range of error in view of engineering purpose. Model-II shows 3 to 16.7 percent of relative error which is a little larger than the one from the Model-I. 10. Comparing two models, the followings are concluded: Model-I established on the theoretical background can predict with a satisfiable reliability far practical use provided that forecasted meteorological data are available. On the other hand, Model-II was superior to Model-I in it's simplicity, but it needs long period and wide scope of observed data to predict acceptable soil moisture content. Further studies are needed on the Model-II to make it acceptable in practical use.

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실제증발산 자료의 불확실성 파악에 관한 연구: flux tower, 인공위성 및 재분석자료 (A study on the analyzing of uncertainty for actual evapotranspiration: flux tower, satellite-based and reanalysis based dataset)

  • 백종진;정재환;박종민;최민하
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제52권1호
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    • pp.11-19
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    • 2019
  • 본 연구에서는 인공위성 및 재분석 자료인 Global Land Data Assimilation System (GLDAS), Global Land Evaporation Amsterdam Model (GLEAM), MOD16의 실제증발산량 산출물을 활용하여 한국수자원조사기술원(Korea Institute of Hydrological Survey, KIHS)에서 관리하고 있는 청미천(cheongmicheon farmland site, CFK)과 설마천(seolmacheon site, SMK) flux tower에서 검증하였고, Triple collocation (TC) 방법을 활용하여 자료간의 불확실성 및 상관성분석을 수행하였다. 플럭스타워와의 검증 결과에서는 전반적으로 GLEAM>GLDAS>MOD16순으로 좋은 결과를 나타내었으며, 세가지 산출물의 조합(S1: flux tower vs. GLDAS vs. MOD16, S2: flux tower vs. GLDAS vs. GLEAM, S3: flux tower vs. GLEAM vs. MOD16)을 통한 TC 결과에서는 청미천(설마천)에서 GLEAM>GLDAS>MOD16>flux tower (GLDAS>GLEAM>MOD16>flux tower)순으로 좋은 결과를 나타내었다. TC 분석 결과에서 Flux tower의 error variance와 correlation coefficient가 상대적으로 좋은 결과를 나타내지 못하였으므로, 한반도 지역에서 인공위성과 재분석 자료(GLDAS vs. GLEAM vs. MOD16)만을 활용하여 TC를 적용하였다. 그 결과, GLDAS와 GLEAM이 한반도 영역에서 낮은 error variance 와 높은 correlation coefficient를 나타낸 반면, MOD16의 경우, 농지에서 낮은 correlation coefficient과 높은 error variance를 나타내었다.

밭농사의 여름철 기후순화기능에 대한 경제적 가치 평가 (Estimation of Economic Value of Cooling by Upland Farming during Hot Summer)

  • 현병근;김무성;엄기철;강기경;윤홍배;서명철
    • 한국토양비료학회지
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    • 제36권6호
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    • pp.423-428
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    • 2003
  • 밭농사의 다원적 기능 중 여름철 고온기의 기후순화 기능을 일증발산량으로 평가하였는데, 일증발산량은 우리나라 주요 밭작물의 평균작물계수와 밭토양의 평균 토양수분계수를 이용하여 추정하였다. 7월부터 8월 사이의 고온기간 중 밭농사에 의해 날아간 수분증발산량은 ha당 1,676 Mg으로 추정되었으며, 밭 면적 전체로는 $1.224{\times}10^6Mg$에 해당되었다. 이러한 수분의 증발산을 통한 기후순화기능의 경제적인 가치를 기화열로 환산하면 $7.1{\times}10^{14}kcal$에 해당하였으며, 이 열량을 냉방용 석유 값으로 평가하면 12조 3,412억원에 해당되었다.

수도 품종간의 필요수량 차이에 관한 연구 (Studies on the Consumptive Use of Irrigated Water in Paddy Rice)

  • 김시원;오완석;김선주
    • 한국농공학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.35-44
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    • 1981
  • This experiment was conducted to find out the consumptive use of irrigated water for calculation of duty water in paddy rice. Tall statured Japonica rice varieties, Nongbaek (early), Jinheung (medium) and Akibare (late), and short statured Tongil typed varieties, Josaeng Tongil(early), Suweon 264 (medium) and Suweon 258(late) were planted on the experimental farm of Kon-Kuk University in 1979. The results obtained in this study were as follows: 1. During the experimental period, the daily mean temperature was almost similar, the relative humidity was higher as much as 2.8%, the amount of rain fall was 100mm less and the pan evaporation was 70mm less compared with those of 30 years average, respectively. 2. The paddy soil was silty loam, which was suitable for the rice cultivation. 3. Varietal differences were find out for plant height, culm length, number of tillers, number of panicles, heading date, matured grain ratio, 1000-grain weight and rough rice yield. This difference might he the cause of varietal difference of the consumptive use of irrigated water during the rice growing period. 4. The evapotranspiration was gradually increased after transplanting and showed the peak from booting to heading stage of rice varieties. The average evapotranspiration through the whole growing period was 5.67-5. 80mm/day for tall statured Japonica varieties, and 5.99-6. 39mm/day for short statured Tongil typed varieties. 5. The ratio of evapotranspiration to pan-evaporation through the whole growing period was 1.49-1.50 for Japonica varieties, and 1.60-1.66 for Tongil typed varies. 6. Average amount of percolation in paddy field was 3. 62mm/day through the whole growing period of rice plant. 7. K-value in Blaney & Criddle formula was 0.94-0.98 for Japonica varieties and 1.02-1.08 for Tongil typed varieties, and coefficient consumptive water use (Kc-value) was 0.95-1.02 for Japonica varieties and 1.04-1.12 for Tongil typed varieties in this study. The modified coefficient for consumptive water use, which was calculated from data collected through the country including this study, was as follows;

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