• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.56-56
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• 2019

우리나라는 최근 기후변화로 인하여 가뭄의 빈도와 강도가 점점 증가하고 있는 추세이며, 이에 따른 농업가뭄 현상은 매년 발생하고 있는 실정이다. 2000년 이후부터 무상으로 공급되고 있는 농업용수에 대해 농민 물이용 손실을 저감하고, 물부족에 대비한 선제적인 가뭄대응의 일환으로 물절약 교육 및 홍보를 통한 농민 물절약의 중요성 인식으로 2015년에 "농업농촌부문 가뭄대응 종합대책"에 농민 절수교육 및 홍보를 통한 물절약 추진 과제가 포함되었다. 농민 물절약 교육을 통한 농민의 가뭄에 대한 경각심과 물절약 실천의 중요성을 인식시키고, 농업인의 자발적인 물절약 실천을 통한 효율적 수자원 이용을 도모하는데 그 의의가 있다. 이에 따라 2016년 농민 물절약교육 모델이 개발되었으며, 2017년에는 물절약 교육 모델의 현장적용을 위한 시범교육이 실시되었다. 또한 "2018년 정부 가뭄종합대책" 중 가뭄대책 실천의 일환으로 물절약 교육 및 홍보실시 확대 추진을 위해 2018년도에는 2016년과 2017년에 실시한 농민 물절약 시범교육을 바탕으로 물절약 교육 모델의 실용화를 위한 농민 물절약 교육 전문인력 양성을 실시하였다. 본 연구에서 진행한 물절약 교육 전문인력 양성 프로그램은 농업용수의 물공급 및 관리기관인 한국농어촌공사 지사단위 유지관리 직원을 대상으로 하였으며, 전국적으로 경기 강원권, 충청권, 호남권, 경상 제주권의 4개 권역으로 나누어 상 하반기 교육을 실시하여 총 322명의 교육인력을 양성하였다. 전문인력양성 교육은 물절약 교육에 대한 전반적인 이해와 현장적용을 위해 농민 물절약 교육 이수단계별교육 내용 및 교육 방법을 이해하고, 각 단계별 교육을 직접 실습해 보는 시간으로 구성하였다. 교육 이수 후에는 교육생의 학습에 대한 이해도 및 교육 만족도를 조사하고 기타 교육에 대한 의견수렴을 위해 설문조사를 실시하였다. 그 결과, 교육생의 대부분이 농민 대상 물절약 교육의 필요성을 매우 공감하는 것으로 나타났으며, 물절약 교육의 지속적인 실천 및 전국적인 확대를 위해 별도의 예산 및 인력지원의 필요성을 강조하였다. 교육과정을 완료 후에는 수료증을 수여하였으며, 본 연구에서 개발한 물절약 교육의 현장적용을 위한 물절약 교육 강사용 교재를 배포함으로 본 교육을 이수한 전문인력의 농민 물절약 교육에 활용하도록 하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권7호
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• pp.505-514
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• 2019

우리나라는 효율적인 수자원 관리를 위해 노력하고 있으며, 향후 지역의 문제와 물이용 현황, 특성, 지형, 기후 등을 고려한 유역을 세분화한 후 계획을 수립하는 것이 필요하다. 이에 본 연구에서는 한강 권역을 대상으로 MODSIM 모형을 활용하여 중권역과 표준유역단위 물 수급 체계를 구축하고 분석 결과를 비교하였다. 분석 결과, 49개년(1967-2015)간 발생하는 평균 물 부족량은 중권역 단위 129.98 백만$m^3$, 표준유역단위 2,229.24 백만 $m^3$으로 약 21 억$m^3$ 가량의 차이가 나타났으나 물 부족이 발생하는 시기와 물 부족 발생 공간 분포에 대한 경향은 매우 유사하게 나타났다. 이러한 원인은 중권역 단위 분석의 경우, 모든 수량을 이용할 수 있다는 가정으로 대표 자연유량 값에 대한 생활, 공업, 농업용수 수요량에 대한 물 부족량이 산정된다. 그러나, 표준유역단위 분석에서는 분할된 공급량과 수요량의 차이로 인해 본류와 이격되어 있는 지류는 가용할 수 있는 수자원량이 상대적으로 작아져 물 부족이 크게 발생하는 것으로 나타났고, 본류는 오히려 회귀수량의 파급효과로 인해 물 부족이 나타나지 않는 것으로 분석되었다. 향후, 분석 단위의 세분화 뿐만 아니라 실제 물이용체계가 모형 내 고려된다면 지역적 특성이 반영된 물수급 평가가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권12호
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• pp.1143-1157
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• 2020

본 연구에서는 SWAT-CUP을 이용한 SWAT 모형의 검·보정 과정에서 다중 관측 지점 및 변수를 고려한 분석의 기준을 제시하였으며, 이의 적용을 위해 용담시험유역에서 장기 관측된 유량, 토양수분량, 그리고 증발산량을 활용한 모의수행 및 유역의 수문 유출특성과 물순환 관점의 물수지를 검토하였다. 모형은 유역 내 다중 관측 자료의 특성을 반영할 수 있도록 순차적 보정 방법과 SWAT-CUP에서의 최적 매개변수 값 산정을 위한 모의 실행 및 반복 횟수 설정(초기 1,000회 모의 실행, 이후 500회 모의 반복), 그리고 전체 및 부분 수행 등을 통해 소유역별 각기 다른 매개변수 값으로 보정하였으며(유역출구 유량 ENS 0.85, R2 0.87, 그리고 PBIAS -7.6%), 이를 유역출구 지점에 대해 순차적이 아닌 일괄 적용한 분석결과(ENS 0.52, R2 0.54, 그리고 PBIAS -22.4%)와 비교하여 그 방법상의 우위를 확인하였다. 총 15개년의 모의 결과로부터 용담댐 유역의 직접유출은 35%, 기저 및 중간유출과 회귀유량을 합한 값은 65%로 전체 유출률은 53%이며, 증발산량은 전체 강우의 39%에 상당하는 양이 발생하는 것을 파악할 수 있었으며, 아울러 소유역별 연간 총 유출량(일평균 21.8 m3/sec) 등을 포함한 물이용 가능 수량은 연간 총 6.96억 m3으로 소유역별로는 약 540 ~ 900 mm로 분석되었다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2023년도 춘계학술대회
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• pp.7-7
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• 2023

현재 다양한 4차산업의 주요기술로는 빅데이터, 사물인터넷, 인공지능, 블록체인, 혼합현실(MR), 드론 등이 대표적인 기술들이다. 특히 최근에 세계적인 기술적 트랜드로 자리 잡고 있는 "디지털 트윈(digital twin)은 물리적인 사물과 컴퓨터에 동일하게 표현되는 가상 모델의 개념으로서. 실제 물리적인 자산 대신 소프트웨어로 가상화한 자산의 Digital twin을 만들어 모의실험함으로써 실제 농작업의 특성(현재 상태, 농업생산성, 농작업 시나리오, 등)에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 노지노업 주산지에 대한 디지털 트윈 데이터를 구축하고 스마트팜 단지를 설계 및 구축하여, 통합관제시스템 운영을 통해 자동 물관리, 원격생육예찰, 드론방제, 병충해 예찰작업 등으로 농작업을 효율화하고자 한다. 또한, 빅데이터 분석을 통한 적정량의 비료·농약사용으로 환경적 부하를 최소화하여, 노동력절감, 농작물 생산성을 향상할 수 있는 디지털 환경제어농업을 국내에 보급하고자 한다. 이러한 노지농업 기술은 디지털 농작업 및 재배관리 등 으로 노동력이 절감되고, 기후변화에 대비한 물이용 최적화와 토양오염예방 효과를 기대할 수 있으며, 전국 재배환경 디지털 데이터 확보를 통한 노지작물의 정량적인 생육관리가 가능하게 된다. 또한 농업생산성 향상을 통한 탄소중립 RED++ 활동을 직접적으로 실천을 할 수 있는 방안이다. 취득된 고정밀·고화질 영상기반 농작물 생육데이터취득을 통한 생육현황 분석과 예측은 디지털 영농작업관리에 매우 효과적이다. 실제 국립식량과학원 남부작물부에서는 지중점적, 땅속배수 등 다양한 종류의 노지스마트팜 연구개발을 진행하였다. 특히, 올해부터는 전국농업기술원 단지를 대상으로 노지스마트팜 시설 구축 및 기술 보급을 통한 사업화를 본격적으로 진행하고 있다. 본 연구에서는 디지털 트윈 기술과 노지스마트팜 기술을 융합한 농업분야 구축사례와 향후 활용방안에 대하여 서술하고자 한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권7호
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• pp.503-511
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• 2017

수자원 계획 및 운영을 위한 수요량을 추정하는데 있어, 실제 이용 추세를 반영한 생활용수나 공업용수와 달리 농업용수는 용수공급시설의 규모를 결정하기 위한 방법론이 주로 적용되어 왔다. 이는 불가피하게 농업용수의 과다추정으로 이어질 수 있으며, 전체 수자원 계획의 관점에서 각 용도별 용수 수급계획의 불균형을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 기존 방법론과 비교하여 순물소모량 개념의 접근방법의 차이에 대해 고찰하였으며, 이를 제주도 전역에 적용하여 농업용수 수요량 특성을 분석하였다. 수요량 산정에 핵심적인 인자인 증발산량의 정확한 추정을 위하여 SWAT 모형을 적용하고, 제주도 지역의 지형 및 기상, 유출, 물이용 특성을 반영한 유역 모델링을 수행하였으며, 기존 물수지 결과와 비교하여 모델링 자료의 신뢰성을 평가하였다. 과거기간(1992~2013년)에 대해 제주도 전체의 수요량은 연간 427 mm로 분석되었으며, 동부와 서부 해안지역을 중심으로 상대적으로 높은 수요량을 나타내었다. 유역면적 $30km^2$ 이상인 10개 하천유역에 대해서도 연평균 수요량 및 계절별 변화 특성을 분석하였다. 또한, 장래 2020년 지역별 작물재배면적을 적용하여 10년 빈도 가뭄에 대응한 수요량을 산정한 결과 기존 제시된 수요량 대비 54% 수준으로 나타났다. 이는 수요량 산정목적에 따른 접근방법의 차이로 인해서 나타난 결과로서, 수자원 관리 및 운영의 관점에서 보면 순물소모량만큼의 추가적인 수요가 예상되지만, 실제 공급의 관점에서는 기존 수요량만큼의 시설계획이 필요하다고 판단할 수 있다. 본 연구에서 적용된 방법론 및 결과의 실무 활용을 위해서는 공학적인 검증은 물론이고 정책적 제도적인 측면에서의 합리적인 논의가 필요할 것이다.

• 한국환경농학회지
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• 제24권3호
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• pp.270-279
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• 2005

벼농사에 의한 질소가 하천수질에 미치는 영향을 종합적으로 평가하기 위해 공급 질소의 유입량과 유출 및 이용되는 양은 동일하다는 질소 balance 개념 평가기법을 개발하였다. 유입량과 유출량 결정에 영향을 주는 시비량, 관개수 수질, 관개량과 물이용 수지, 토양유기물 함량, 토양질소공급량, 유기물 시용여부, 이앙방법, 물관리 방법, 수확량, 암모니아 휘산 및 탈질량, 토양잔류량 등 관련요인들과 요인상호간의 관계를 자료 분석, 현지포장 및 실내실험을 통해 지수화하였으며 사용된 지수들을 종합하여 벼농사의 수질영향평가법으로 제시하였다. 질소의 총 공급량에서 대기유출, 작물이용, 토양 잔류 부분을 제외한 차이를 벼농사에서 질소의 잠재유출량으로 산정하여 벼농사가 수질에 미치는 영향으로 평가하였으며, 개발된 방법으로 평가한 우리나라의 평균적인 환경 및 재배 조건에서 벼농사는 수계를 통한 질소의 유입량과 유출량이 거의 균형을 이루어 주변수질에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 평가되었다. 하지만 관개수중의 질소농도가 1.0 mg $L^{-1}$ 이하로 깨끗한 지역에서의 벼농사는 수질의 오염원으로 작용하였으며, 관개수중의 질소농도가 2.0 mg $L^{-1}$이고 시비량이 110 kg $ha^{-1}$인 조건에서는 간단관개를 할 경우는 벼농사는 수질을 정화하는 기능이 있었으나 반대로 상시담수를 할 경우는 오염원으로 작용하였다. 질소농도가 3.0 mg $L^{-1}$인 경우는 시비량 110 kg $ha^{-1}$의 조건에서는 벼농사는 수질정화의 기능이 있었지만 시비량이 120 kg $ha^{-1}$로 증가하면 오염원으로 작용하였으며, 관개수중의 질소농도가 6.0 mg $L^{-1}$ 이상으로 비교적 오염된 지역에서는 시비량 120 kg $ha^{-1}$ 까지도 벼농사는 수질을 정화하는 기능을 가지고 있는 것으로 평가되었다. 하지만 이 같은 평가 방법은 앞으로도 지속적인 자료보완과, 요인분석의 세분화를 통해 더욱 정밀한 평가가 가능하도록 추가적인 연구가 추진되어야 할 것으로 사료된다.