One Dimensional Heat Flow Equation Incorporated with the Vertical Water Flow in Paddy Soils I. An Analytical Solution and It's Application to Tow Different Paddy Soils with Different Percolation Rates

답토양(沓土壤)에 있어서 물 이동(移動)이 복합(複合)된 일차원(一次元) 열이동방정식(熱移動方程式)에 관(關)하여 I. 분석해(分析解)와 투수속도(透水速度)가 다른 두 답토양(沓土壤)에 대(對)한 적용(適用)

To describe a mathematical heat transfer model in saturated paddy soils, an analytical solution of the heat flow equation incorporated with the heat transfer by mass flow of water was obtained under the assumptions: 1) the diurnal (or annual) changes in temperature at a depth follow harmonic curves, 2) the temperature at the infinite depth be constant and 3) the temperatures of soil and water at the one depth be identical. The calculation of thermal diffusivities of the soil is possible with the known values of the physical parameters of each component in the soil matrix (heat capacity, density and porosity), percolation rate and the minimum and maximum temperatures at two different depths. The calculated thermal diffusivities using the solution were $9.5cm^2/hr$ for the loam soil with the percolation rate of 0.88cm/day and $13.9cm^2/hr$ for the sandy loam soil with the percolation rate of 2.64 cm/day.

담수(湛水)된 논 토양(土壤)에서 열전달(熱傳達)은 전도(傳導)에 의(依)한 과정(過程)과 물 이동(移動)에 의(依)한 과정(過程)이 복합(複合)되어 있다. 이 열전달(熱傳達) 과정(過程)을 방정식(方程式)으로 나타내고 그 분석해(分析解)를 구(求)하였다. 분석해(分析解)는 1) 온도(溫度)의 일교차(日較差)(또는 연교차(年較差))는 Sine 함수식(含數式)에 따르며 2) 무한(無限)한 깊이에서의 온도(溫度)는 변(變)하지 않고 3) 일정(一定) 깊이에서의 수온(水溫)과 지온(地溫)은 동일(同一)하다는 가정하(假定下)에서 이루어졌다. 토양(土壤)의 열보유능(熱保有能), 용적밀도(容積密度), 공극율(孔隙率)과 투수속도(透水速度) 및 두지점(地點)에서의 최고(最高) 최저온도(最低溫度)를 알면 본해(本解)를 이용(利用)하여 토양(土壤)의 열광산계수 D; Thermal Diffusity, $cm^2/hr$)를 계산(計算)할 수 있다. 본(本) 연구(硏究)에서 얻어진 열광산 계수(係數)는 투수계수(透水係數)가 0.88cm/day인 양토(壤土)에서 $9.5cm^2/hr$, 투수계수(透水係數)가 2.64cm/day인 사양토(砂壤土)에서 $13.9cm^2/hr$이었다.