• 한국습지학회지
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• 제21권1호
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• pp.43-56
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• 2019

관개 및 담수 논은 온실가스 배출에 기여를 하고 있으며 이는 기후에도 영향을 미친다. 관개 및 담수는 벼 생산을 위해 필요로 하는 수분의 공급과 안전성에도 영향을 미친다. 현재 벼 생산 방법(담수재배)은 여러 측면에서 부정적인 영향을 미치면서 시간이 지날수록 지속 가능성이 낮아 질 것이다. 이에 담수 논의 지역적 특성에 따라 지구온난화를 29% ~ 90%까지 줄이기 위해 SRI(system of rice intensification)와 AWD(alternate wetting and drying) 방법을 적용한 간단관개 방식이 검토되고 있으며, 점차 제한된 자원인 물을 절약하기 위한 방법으로 알려지고 있다. SRI/AWD 적용에 따른 긍정적인 측면으로는 논에서의 유출로 인한 수질악화를 줄이고 곡물에 비소를 줄일 수 있다는 것이다. SRI/AWD와 같이 간단관개 방법의 적용 및 확장을 위해서는 정밀 관개 조절을 할 수 있는 관개 인프라 구축에 대한 공공 및 민간에서의 비용적인 투자가 필요하며, 관리 능력 향상을 위해 물 관리 기관 및 농민의 노력이 요구된다. 산업분야에서 SRI/AWD와 함께 청정개발체제(CDM, clean-development mechanism) 하에서 탄소 배출권을 얻는 수단으로서의 민간 공공 협력은 간단관개 방식의 적용과 농촌지역 투자 및 발전에 기여할 수 있을 것이다. 또한, 청정개발체제 하에서 설계된 프로그램 또는 ODA(official development assistance) 프로젝트에 SRI/AWD가 포함된다면 기후변화 완화에 기여할 수 있을 것이고, UN의 지속 가능한 발전 목표(SDGs)를 달성하는 데 도움이 될 수 있을 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제36권1호
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• pp.50-56
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• 2003

논에 볏짚과 볏짚퇴비를 시용하고 상시담수와 간단관개로 관리하면서 벼가 심긴 chamber와 벼가 심겨지지 않은 chamber에서 메탄으로 전환되는 정도를 조사하였다. 벼가 심긴 chamber에서는 상시담수에서 메탄 전환율은 시용한 유기물의 신선도에 따라서 증가하였다. 볏짚을 5월에 시용한 처리 (RS5), 볏짚을 2월에 시용한 처리 (RS2), 볏짚퇴비를 5월에 시용한 처리 (RSC)에서 전환율이 각기 14.9%, 9.5%, 4.0%였었다. 범위는 4.0% ~ 14,9 %, 평균은 9.5%였었다. 간단관개에서 전환율도 유사한 경향이었다. 간단관개한 RS5 처리, RS2 처리, RSC 처리에서 메탄으로 전환율을 각기 9.8%, 5.5%, 2.1%였었다. 범위는 2.1% ~ 9.8%, 평균은 5.8%였었다. 벼를 심은 chamber에서 상시담수에서 메탄으로 전환율은 간단관개에서 보다 1.64배 높았다. 벼를 심지 않은 chamber에서 상시담수에서 메탄 전환율은 시용한 유기물의 신선도에 따라서 증가하였다. RS5 처리 RS2 처리 RSC 처리에서 전환율이 각기 8.7%, 3.3%, 3.0%였었다. 범위는 3.0% ~ 8.7%, 평균은 5.0%였었다. 간단관개에서 전환율도 유사한 경향이었다. 간단관개한 RS5 처리, RS2 처리. RSC 처리에서 메탄 전환율을 각기 5.4%, 3.0%, 1.4 %였었다. 범위는 1.4% ~ 5.4%, 평균은 3.3%였었다. 벼를 심은 chamber에서 상시담수에서 메탄 전환율은 간단관개에서 보다 1.52배 높았다.

• 한국관개배수논문집
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• 제8권1호
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• pp.150-159
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• 2001

• 한국환경농학회지
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• 제21권2호
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• pp.136-143
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• 2002

물관리방법을 달리한 상시담수와 간단관개에서 메탄과 아산화질소의 배출 양상과 서로 다른 종류의 유기물원 및 질소비료 시용에 따른 메탄과 아산화질소 배출을 비교하고 저감할 수 있는 방법을 찾기 위해 본 시험을 실시하였다. 물관리 방법으로는 상시담수 (이앙$\sim$출수 35일까지 담수)와 이앙 35일 이후 중간낙수한 간단관개 (중간낙수기간 20일), 그리고 시비방법으로는 토양을 검정한 시비량인 토양검정, 토양 검정시비량+볏짚, 돈분액비, LCU 완효성비료, 그리고 N을 시용하지 않은 대조구 등을 처리하여 메탄 및 아산화질소 배출량을 측정하였다. 메탄 배출량은 간단관개보다 상시담수께서 높았고, 아산화질소 배출량은 이와 반대로 나타났다. 유기물과 비료시용 종류에 따른 메탄과 아산화질소 배출량은 액비와 검정시비+볏짚시용구에서 가장 높았으며, LCU 완효성비료구에서 가장 낮았다. 지구온난화잠재력으로 환산한 온실가스 배출은 물관리 조건에서 상시담수가 간단관개보다 170$\sim$208% 높았으며, 요소를 시용하고 상시담수를 기준 한 것과 간단관개로 물관리하여 각 처리에 따라 온실가스 배출을 비교하면, 요소는 41.4%, LCU 완효성비료 55.8%로 온실가스 배출을 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 그리고 비료이용효율은 LCU 완효성비료, 액비>검정시비+볏짚>검정시비 순이었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제28권3호
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• pp.261-265
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• 1995

논토양에서 물관리 및 볏짚시용이 메탄배출에 미치는 영향을 알기 위하여 물관리로는 상시담수와 간단관개의 2처리로 하고 각각에 삼요소를 대조로 하여 볏짚의 시용효과를 조사하였다. 메탄배출량은 $0.066g\;CH_4m^{-2}d^{-1}{\sim}0.455g\;CH_4 m^{-2}d^{-1}$의 범위였다. 상시담수보다 간단관개의 NPK구에서는 70%, NPK+볏짚시용구에서는 47%의 메탄 배출저감효과가 인정되었다. 간단관개조건에서 볏짚을 전량 작토에 환원한다고 가정할 때 우리나라 메탄 총배출량은 399,590톤/년으로 추정된다. 이 양은 OECD의 참고값 대비 56%, Neue와는 51%, Matthew와는 62%로 낮고 Taylor와는 118%로 높다.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권6호
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• pp.1173-1178
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• 2012

논에서 온실가스 배출에 영향을 주는 가장 큰 요인인 물관리를 통하여 온실가스 감축효과를 파악하고자, 춘천시 신북읍 천전리에 위치한 강원대학교 벼 시험포장에서 메탄과 아산화질소 배출 시험을 수행하였다. 벼 재배에서 상시담수, 간단관개 (중간낙수 1회 처리, 6월 11일~6월 20일) 그리고 SRI 물 관리 농법 처리 등을 조성하여 수량, 쌀의 품질, 온실가스 배출량 비교 및 온실가스 감축효과를 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 물 관리별 벼 수량은 SRI 처리에서 $6,341kg\;ha^{-1}$로 가장 수량이 높았으며, 상시담수 (CF)에 비해 간단관개(ID)와 SRI 처리에서 각각 13.8%와 11.3% 증수되었다. 2. 재배기간 중 시기별 용수 사용량은 상시담수 처리가 $46.6m^3$, 간단관개 $39.5m^3$, SRI 물 관리 $24.5m^3$로 나타나, 상시담수 대비 각각 15.2% (간단관개), 47.4% (SRI)의 농업용수를 절감한 것으로 나타났다. 3. 벼 재배기간 온실가스 총 배출량을 지구온난화잠재력(GWP)으로 환산한 결과, 상시담수에 비해 간단관개가 65.5%, 그리고 SRI 물 관리 농법은 71.8%의 온실가스 감축효과가 있는 것으로 나타났다.

• 한국농공학회지
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• 제13권3호
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• pp.2322-2341
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• 1971

관개용수(灌漑用水)의 부족(不足)과 한해(旱害)의 적응책(適應策)로서 절수(節水)를 피함과 동시(同時)에 수도수야(水稻收野) 증가(增加)시킬 수 있는 관개조절방법(灌漑調節方法)을 구명(究明)하기 위하여 $1968{\sim}1969$ 의 양년도(兩年度)에 걸처서 만생종(晩生種)인 농림(農林) 6호(號)를 공시(供試)하여 서울대학교(大學校) 농과대학(農科大學) 실험포장(實驗圃場)의 누수형답(漏水形畓)에서 밑다짐 간단관수(間斷灌水) 및 작토(作土)밑에 비닐깔기 등의 세가지 3방향(方向)으로 19처리(處理)를 하여 3반복(反覆)의 완전임의배치법(完全任意配置法)으로 시험(試驗)하였던 바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 경토(耕土) 15cm 밑에 점토(粘土)를 $3{\sim}9cm$ 두께로 밑다짐한 것은 양년도(兩年度)에 각각(各各) $36{\sim}45%$ 및 $78{\sim}88%$ 의 관개용수(灌漑用水)가 절약(節約)되었다. 특히 밑다짐 9cm 구(區)는 양년도(兩年度)에 45% 및 88% 의 관개용수절약(灌漑用水節約)과 20% 및 12%의 수도증수(水稻增收)를 보였다. 2. 분얼기(分蘖期)와 등숙기(登熟期)에 $5{\sim}8$ 일(日) 간격(間隔)으로 40mm 식 간단관수(間斷灌水)한 것은 양년도(兩年度)에 각각(各各) $52{\sim}65%$ 및 $41{\sim}55%$ 의 관개용수절약(灌漑用水節約)과 $10{\sim}16%$ 의 수도증수(水稻增收)를 보였다. 3. 경토(耕土) 15cm 밑에 비닐을 깐 것은 비닐의 공극량(孔隙量)에 따라서 $75{\sim}88%$의 관개용수절약(灌漑用水節約)을 보였다. 비닐의 공극량(孔隙量) $3cm/m^2$의 경우에는 수도수량(水稻收量)이 표준구(標準區)와 비등(比等)하였으나 그 보다 공극(孔隙) 작으면 수도수량(水稻收量)은 저하(低下)하였다. 4. 처리구(處理區) 주위(周圍)에 깊이 57cm, 높이 6cm로 비닐을 삽입(揷入)하여 지수벽(止水壁)을 만들면 수분침투량(水分浸透量) $25{\sim}33%$ 정도 감소(減少)되었다. 5. 경토(耕土) 15cm 밑에 밑짚을 6cm 두께로 다저 넣은 것은 표준구(標準區)에 비(比)하여 1963, 년도(年度)에는 약(約) 30% 의 증수(增收)를 보였으나 1969년도(年度)에는 약(約) 7%의 감수(減收)를 보여 양년도(兩年度)의 성적(成績)이 극(極)히 대조적(對照的)이었다. 6. 전체적(全體的)으로 1969년도(年度)에는 전년도(前年度)보다 수량(收量)이나 주당수수(株當穗數) 및 수립수(穗粒數)가 적은데 이것은 1969도(度)의 기상(氣象)이 분얼성기(分蘖盛期)에 저온다우(低溫多雨)이고 등숙기(登熟期)에 일조(日照)가 적었기 때문일 것이다. 7. 생육상태(生育狀態)의 처리간(處理間) 변이(變異)는 다음과 같다. (1) 밑다짐과 간단관수(間斷灌水)에 의하여 초장신장(草長伸長)이 조장(助長)되었다. (2) 밑다짐 9cm 구(區)와 일간격(日間隔)의 간단관수구(間斷灌水區)는 고(高) 수량(收量)이며 간장(稈長)도 컸다. (3) 간단관수(間斷灌水)의 경우에 고수량(高收量)이며 주당수수(株當穗數)가 많은 경향(傾向)이 있었다. (4) 밑다짐 9cm 구(區)나 $5{\sim}8$ 일(日)의 간단관수구(間斷灌水區)에서 수립수(穗粒數)가 많었고 수량(數量)도 많었다. (5) 1000립중(粒重)에서도 1수립수(穗粒數)와 비슷한 경향(傾向)이 인정(認定)되었다. (6) 실임율(實稔率)은 밑다짐과 간단관수(間斷灌水)의 경우에 증대(增大)되었다.

• 생태와환경
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• 제38권1호통권110호
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• pp.118-127
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• 2005

관개방법이 논에서의 수문 및 수질특성에 미치는 영향을 파악하기 위하여 관개용수가 풍부한 지표수 관개지역과 관개용수가 부족한 지하수관개지역에서의 물수지 및 영양물질수지 분석을 실시하였다. 지표수 관개논은 영농 기간동안 지속적으로 관개가 이루어졌으나, 지하수 관개논은 영농초기에만 이루어졌으며, 그 이후에는 강우에 의해 담수심이 유지되어 지표유출은 지표수 관개논에 비해 상대적으로 낮은 빈도를 나타내었다. 지표수의 영양물질 농도는 시비에 의해 크게 영향을 받는 것으로 나타났으며, 특히 다량의 시비가 이루어지는 영농초기 (5 ${\sim}$ 6월 중순)에는 높은 영양물질 농도를 나타내어 이 시기에 논에서 유출이 이루어진다면 하류 수계에 영향을 줄 것으로 판단되었다. 물수지 분석결과 지하수 관개논의 관개량, 지표유출량 등이 상대적으로 지표수 관개논에 비해 낮은 값을 나타내었다. 영양물질수지분석 결과 대부분의 유입은 시비에 의해 이루어졌으며, 유출은 지표유출이 많은 비중을 차지하였으나 지표유출과 침투유출사이의 비율은 토양의 특성에 좌우되는 것으로 판단된다. 외부에서의 유입을 제외하고 시스템내에서의 유출입만 고려한다면, 물관리가 효율적으로 이루어진 지하수 관개논에서 낮은 부하량을 나타내었다. 그러나 기비가 이루어지고 인위적인 낙수나 강우에 의한 유출이 발생할 경우, 높은 부하량 뿐만 아니라 고농도의 영양물질질이 수계로 유입되는 것으로 나타났다. 논에서의 비점오염관리를 대안으로 현재 시행되고 있는 시비량 감소 뿐 아니라, 효율적인 물관리기법 개발이 포함되어야 할 것으로 판단된다. 특히 영농초기의 강우특성과 논에서의 담수기능을 고려해 볼 때 시비에 의한 높은 영양물질 농도를 나타내는 논 표면수의 유출을 효율적으로 억제할 수 있을 것으로 판단된다. 물꼬높이의 증가와 천수간단관개 영농초기의 강우에 의한 유출을 억제시킴으로써 부족한 관개용수의 절약 뿐만 아니라 하류수계의 수질보호에 기여를 할 것으로 판단되며, 다양한 조건에 따른 환경적인 측면 뿐 아니라 벼의 생리적인 측면은 장기적인 모니터링을 통해 반드시 고려되어야 할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.32-32
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• 2018

최근 여러 가지 요인으로 가뭄이 빈발하고 있으며, 가뭄을 대비한 과학적 저수지 운영이 절실하다. 유입량, 관개용수량, 저수량, 하천유지유량 등 저수지 물수지를 반영하여 실제 가뭄 상황에 적용할 수 있는 시스템으로 개발하였다. 여기서, 하류 하천의 수량을 양수하여 저수량을 확보하는 양수저류를 고려하였고, 시기별 관개용수량을 간단관개, 절수관개 등의 실제 상황을 반영하도록 하였다. 또한 저수량의 장기간 변화를 관찰하여 저수지 운영의 가이드라인을 설정할 수 있도록 하였고, 하류 하천의 유량 변화도 평가할 수 있도록 하였다. 최근 수차례 가뭄을 겪은 충남 홍성에 위치한 대사저수지에 개발된 시스템을 적용하였다. 대사 저수지는 유역면적 $2.9km^2$, 유효저수량 137만$m^3$, 수혜면적 163ha에 이르며, 유역면적 $72.2km^2$인 하류하천의 와룡천으로부터 $0.057m^3/s$씩 양수하여 저수량을 확보하고 있다. 일별 저수율 자료가 있는 1991년부터 2016년까지 분석한 결과는 다음과 같다. 양수는 1월 15일부터 5월 31일까지 실시하는 것으로 하고 결과를 정리하였다. 첫째, 일 저수위를 모의하여 검증한 결과 일평균하여 관측 저수위는 EL.84.58m, 모의 저수위는 EL.85.87m이었다. 이 때 강우량은 연평균 1,275.2mm, 유입량은 718.0mm, 유출률 56.3%, 수면증발량 11.5만$m^3$, 관개용수 공급량 117.5만$m^3$, 월류량 148.9만$m^3$이었다. 둘째, 양수로 인한 유입량의 변화는 양수 전에는 연평균 209만$m^3$(유출률 56.3%)에서 양수 후 276만$m^3$(74.7%)로 증가하였고, 양수량은 67.5만$m^3$(연유입량의 32.3%)이었다. 셋째, 하류 와룡천의 유량은 양수 전에는 연평균 연유출량 5,200만$m^3$(유출률 56.5%)에서 양수 후 5,120만$m^3$(55.6%)으로 나타났다. 넷째, 양수 전에는 일평균 저수량이 47만$m^3$에서 양수 후 76만㎥으로 증가하였고, 양수저류로 인해 이수안전도는 15.4%에서 92.3%로 개선되었다. 또한 양수로 인해 저수지 유입량은 연평균 32.3% 증가하였고, 하류하천의 유량은 1.55% 감소하였다. 이상의 분석 결과로 양수저류는 가뭄대응에 상당한 효과가 있다고 평가할 수 있다. 또한 다양한 여건을 고려한 저수지 운영 가이드라인의 합리적 설정으로 보다 적극적인 가뭄대응이 필요하다고 본다. 물관리 현황은 지구별, 저수지별로 다양하다. 향후 현장 상황에 적합한 물관리 방법을 적극 모색해야 하며, 자연과 인간의 평등한 물 이용 환경조성에, 여기 개발한 도구가 일정 부분 유용할 것이라 판단한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.462-462
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• 2011

1994년에 발효된 기후변화협약에서 우리나라는 선발 개도국으로 분류되어 온실가스 의무감축 대상국에서 제외되었으나 제2차 공약기간 (2013~2017년)부터는 온실가스 감축 의무이행이 불가피할 것으로 예상되어 그 대응책 마련이 시급한 실정이다. 현재 국내에서는 국제기준에 부합하는 온실가스 배출량 통계자료 구축을 위한 기초연구가 다양하게 수행되고 있으나 온실가스 감축을 위한 시나리오 설정이나 모의실험 연구는 계획 중이거나 시작 단계에 있다. 이 중 농경지에서의 온실가스 배출은 환경조건에 따라 온실가스를 배출하거나 흡수할 수 있는 양면성을 갖기 때문에 미래의 온실가스 배출을 예측하고 국내 실정에 맞는 저감방안을 수립하기 위해서는 다양한 조건을 적용하여 온실가스 배출량을 모의할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 작물생육과 토양환경의 상호작용을 고려하여 농업생태계 내에서의 온실가스 배출을 모의하는 DNDC (Denitrification-Decomposition)를 이용하여 다양한 물관리 방식을 적용하여 벼 재배시 논에서의 온실가스 배출량을 산정하고 그 결과를 비교하고자 하였다. 물관리 방식에 따른 온실가스 배출 모의를 위해 관개시기를 조정하여 상시담수와 간단관개시의 시나리오를 적용하고, 담수심의 깊이에 따라 심수관개시와 최소 담수심 시나리오를 적용하여 온실가스 배출량을 산정하였다. 이는 향후 농경지를 대상으로 관개 방식 개선을 통해 온실가스 배출량을 감축하고 지속가능한 토지이용방안을 모색하는데 기초자료로 활용할 수 있을 것이라 판단된다.