• 지질공학
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• 제22권2호
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• pp.195-205
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• 2012

겨울철 수막재배를 하고 있는 논산시 왕전리지역의 지하수 취수량감소 원인을 파악하기 위하여 양수시험을 실시하였고, 수막재배에 이용되고 있는 지하수 사용량과 월별 지하수위를 측정하였다. 8개 지하수공에서 양수시험 결과 투수량계수는 $119.9{\sim}388.1m^2/d$, 저류계수는 $1.5{\times}10^{-4}{\sim}5.5{\times}10^{-4}$의 범위이고 주 대수층은 충적층으로 나타났다. 수막재배용 지하수의 양수는 겨울철 약 3개월에 걸쳐서 일어나며 일평균 양수량은 $8,100m^3/d$ 정도였으며 연간 최대 지하수위 변동은 10 m까지 일어나고 있다. 연구지역의 지하수위는 수막재배용 양수가 중단된 지 5개월이 지난 8월에야 완전한 수위회복을 보인다. 이는 연구지역 대수층의 지하수 산출능력에 비해서 겨울철 수막재배시기의 과도한 양수에 의한 것으로 해석된다. 연구지역 중심부 일대의 지하수위는 -3.0~4.38 m로서 연간 8, 9, 10월을 제외한 나머지 9개월은 노성천 하천수위보다 낮아서 하천수가 연구지역으로 유입되는 손실하천의 양상을 띤다. 연구지역에서 겨울철 수막재배에 따른 취수량 감소문제를 해결하기 위해서는 지금보다 규모가 적은 수막재배시설을 운영하여 양수량을 줄이거나 수막재배에 이용된 지하수를 재활용하는 인공함양 수막재배시스템 개발 등이 필요하다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.1259-1267
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• 2015

우리나라에서는 기존에 경험하지 못한 농촌의 지하수 개발문제가 새로운 도전으로 대두되고 있다. 이른바 수막재배(Water Curtain Cultivation : WCC)라 불리우는 동절기 농업활동이 주된 이슈이다. 본 연구에서는 대상지역인 충북 청원군 수막재배지역내 충적대수층의 물수지를 검증하기 위해 3차원 유한차분모형인 MODFLOW를 구축하였다. 세계적인 추세인 학제간 융합방식을 현장규모에 맞게 도입한 지하수 모델링을 수행하였고, 특히 정밀한 지하수 함양량의 입력을 위해 SWAT모형을 이용한 소유역 지하수 함양량을 계산하였으며 양질의 현장자료를 기반으로 모형의 신뢰성을 확보하기 위한 검보정이 진행되었다. 본 연구의 목표는 하천의 보와 배수 시스템과 같은 인위적인 경계조건하에서 지하수 양수가 진행될 때 하천과 대수층의 다양한 상호작용을 모의하는 것이다. 또한 부지내의 누적 물수지의 계절변화를 분석함으로써 지하수 고갈과 회복량을 정량화할 수 있었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제24권2호
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• pp.93-99
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• 2015

순환식 수막시스템의 적정 수온을 결정하는데 필요한 기초자료를 제공하기 위하여 딸기를 토경재배하고 있는 실험온실에서 외부온도, 수막용수의 수온 및 야간시간대에 따른 처리방식별 온실 내부 환경변화를 비교 분석하였다. 대조구는 무수막 온실이고, 처리구는 수온이 $10^{\circ}C$, $15^{\circ}C$로 각각 설정된 순환식 수막온실로서 모두 무가온 및 추가적인 보온자재의 투입이 없는 상태를 말한다. 수막이 직접 살수되는 2중 비닐하우스는 폭 5.5m, 길이 55m이고, 분당 살수되는 평균 수막유량은 38.5~44.5L로 나타났다. 3가지 처리조건 모두에서 외부온도와 내부온도는 양의 선형관련성이 매우 높게 나타났으며 처리구(10, $15^{\circ}C$)의 외부온도에 대한 상관성은 유사한 수준으로 분석되었다. 보온효과는 수온 $15^{\circ}C$ 처리구가 수온 $10^{\circ}C$ 처리구보다 $1.3^{\circ}C$ 정도 우수한 것으로 나타났다. 외부온도가 약 $-8.1{\sim}8.6^{\circ}C$ 범위에서 변화할 때, 처리조건 별 최저온도는 무처리구, 수온 $10^{\circ}C$ 처리구, 수온 $15^{\circ}C$ 처리구가 외부에 비해 각각 6.4, 11.0, $12.3^{\circ}C$ 정도 높게 유지되는 것으로 나타났다. 평균 온도는 무처리구, 수온 $10^{\circ}C$ 처리구, 수온 $15^{\circ}C$ 처리구의 순으로 높아지고 온도변화폭은 오히려 작아지는 경향을 보였다. 외부 최저온도가 $-1.3^{\circ}C$, 평균온도가 $1.5^{\circ}C$인 날은 수막시스템의 수온을 $10^{\circ}C$로, 외부 최저온도가 $-4.7^{\circ}C$, 평균온도가 $-0.2^{\circ}C$ 인 날은 수온을 $15^{\circ}C$로 설정해도 온실의 목표온도($5^{\circ}C$) 유지가 가능한 것으로 나타났다. 처리조건별 야간시간대(일몰 후, 자정, 일출 전, 일출 후)에 따른 온실 내부와 외부의 온도는 전반적으로 일몰직후가 가장 높고, 이후 서서히 감소하여 일출직전이 가장 낮아지는 경향을 보였다. 따라서 온실의 목표온도 유지를 위해서는 일출직전 시간대에 특히 집중적인 관리가 필요하며, 순환식 수막시스템의 수온을 획일적으로 $15^{\circ}C$ 이상으로 결정하기 보다는 외부온도 변화, 야간시간대, 재배작물에 따라 다르게 결정하는 것이 타당한 것으로 판단된다.

• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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• 한국생물환경조절학회 1998년도 정기총회 및 학술논문 발표요지
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• pp.16-21
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• 1998

우리나라는 시설재배 난방용 에너지로 경유를 90%이상 사용하고 있는데 최근 급격한 유가의 상승으로 생산비중 난방비가 차지하는 비중이 20∼25%에서 30∼40%로 높아져 시설원예 농가의 경제성이 크게 악화되고 있다. 이를 극복하고 안정적인 생산을 계속하기 위하여 보온력 향상이나 자연에너지 이용 기술에 관한 지속적인 기술개발과 보급이 필요할 것으로 생각된다. (중략)

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 춘계학술대회
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• pp.603-604
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• 2017

본 논문은 농작물의 생육환경에 있어 날씨와 기온 등 농작물 재배에 최적의 환경에 적합한 비닐하우스 자동 제어 시스템을 제안한다. 제안 시스템은 일광, 개폐, 온습도, 차폐와 비닐하우스 내 외부의 기온차를 이용한 계절별(동절기, 하절기) 수막 가동 및 개폐 자동제어 기능 및 원격 모니터링 기능을 구현한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.200.2-200.2
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• 2010

This study was carried out in order to reduce the amount of underground water which is used in the water curtain system for retaining heat. To proceed to the research, two plastic green houses of water curtain system were installed. One was equipped of internal small tunnel for keeping warm air in the interior of the house. Then the internal small tunnel for keeping warm air was fitted with PVC duct of 50cm in diameter filled with subsurface water. Storing surplus solar energy in the water filled in PVC duct was the method used to this house. Another was installed with FCU in the middle of the house, and was fitted a circulation motor in water tank for heat storage which was operated from 10 a.m. to 4 p.m. in order to interchange heat with FCU. The latter was installed with four FCUs which has a capacity of 8000kcal per hour. Consequently about 5 degrees celsius could be maintained in the interior of the internal small tunnel for keeping warm air with the external temperature of more than minus 5 degrees celsius. It appeared that the alteration of an internal temperature of the house was flexible depending on the sunlight during daytime. It happened that to prevent the water from freezing, mixing antifreezing liquid in the flowing water of FCU or changing the operating method of FCU was a suitable measure. Also, in order to use the surplus solar thermal energy on plastic green house of water curtain system efficiently, storing the surplus heat during daytime simultaneously finding a method of using water curtain systematic underground water happened to be important. As a result of this research, when the house's interior temperature is below zero the operation of FCU appeared to be impossible. Therefore when supposed that the amount of water used in the house is 150~200ton for stable operation of FCU, using the system mentioned in the above research happened to be appropriate of reducing the amount of subsurface water from 80% to 100% when maintaining the interior of internal small tunnel's temperature for keeping warm air of 5 degrees celsius at the extreme temperature of minus 5 degrees celsius.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.9-15
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• 2013

본 논문은 온실하우스 시설내의 지하수 오염방지를 위한 유비쿼터스를 이용한 펌핑 시스템의 원격제어기 개발에 있다. 본 연구에서는 수막재배에서 펌프 살수에 대한 온도와 습도를 자동으로 제어한다. 이는 지하수의 무분별한 개발을 방지하고, 또한, 물 부족인 폐공의 경우 보완조치를 못하여 환경오염의 피해가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 연구 결과, 최적의 농작물 관리와 펌프 제어를 통해 무분별한 지하수 사용과 고갈을 막고 전기료 절감 등의 장점을 확인하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제27권3호
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• pp.253-259
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• 2018

본 연구에서는 딸기의 생육 및 환경관련 데이터를 활용하여 딸기 재배 온실의 최적 환경 구현을 위한 시스템을 선정하고 생산성 향상에 대한 연구를 위한 기초자료로 활용할 목적으로 서부 경남 지역 중 딸기 재배로 유명한 지역의 온실을 대상으로 현장조사를 실시하였다. 이 결과를 바탕으로 경상대학교 내에 딸기 재배용 테스트 베드 온실을 설치하여 연구를 실시하고자 본 연구를 수행하였다. 그 결과 재배농가의 연령대를 보면, 상대적으로 50대 및 60대가 가장 많았지만, 50대 이하가 27개 농가로서 전체의 약 67.5%정도이었고, 60대 이상은 32.5%정도인 것으로 나타났다. 재배경력의 경우, 10년 이하가 주류를 이루고 있지만 30년 이상인 경우도 있었다. 대상농가 모두가 단동온실로서 대부분이 아치 형태인 것으로 나타났으며, 양액재배 농가가 약 75%정도로 토경재배보다 많은 것으로 나타났다. 양액재배의 경우, 전체 농가가 고설재배를 하고 있었다. 단동온실의 폭, 측고 및 동고는 조사지역에 관계없이 각각 7.5~8.5m, 1.3~1.8m 및 2.5~3.5m정도 이었다. 서까래 간격도 0.7~0.8m정도인 것으로 나타났다. 고설재배의 경우, 고설재배 베드의 폭, 높이 및 간격은 각각 0.25m전후, 1.2m전후 및 1.0m전후인 것으로 조사되었다. 딸기 품종의 경우, 국산이 약 97.5%를 차지하고 있었고, 이 중 설향이 약 65.0%로서 가장 선호하고 있는 것으로 나타났다. 온실 내부 환경요인으로 38개 농가가 온도와 상대습도만 계측하였다. 2개 농가는 최근에 국산 제품인 스마트 팜 시스템을 도입한 농가도 있었다. 양액재배의 경우는 양액제어 시스템을 이용하고 있었다. 이 외에도 관비기를 사용하거나 환기 및 유동 팬을 사용하고 있는 농가도 있었다. 온습도 조절은 스마트 팜 시스템을 도입한 농가를 제외하고 약 85%인 34개 농가에서 측창이나 환기팬을 작동시키는 제어패널만을 이용하여 조절하였고, 수동으로 측창을 개폐하고 있는 농가도 10%정도인 4개 농가가 있었다. 보온 및 난방의 경우, 전체 대상 농가가 수막을 이용하고 있었다. 이 외에 필요에 따라 기름 및 전기보일러, 방열 램프 및 부직포 등을 병행하여 이용하는 농가도 다수 있었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제22권4호
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• pp.355-360
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• 2013

2개의 단동 수막 비닐하우스에 보조난방으로 경유 온풍기와 적외선 난방등을 설치하고 야간최저온도를 $6^{\circ}C$로 설정하여 '설향' 딸기를 재배하였다. 하우스 내부의 평균 야간온도는 적외선난방이 $6.6^{\circ}C$로 온풍난방의 $7.1^{\circ}C$와 비슷하였지만 외기의 최저온도가 $-10^{\circ}C$ 이하로 내려갈 경우 온풍난방은 내부온도의 변화가 적은 반면 적외선난방은 설정한 온도 이하로 내려가는 경우도 있었다. 상대습도는 보조난방 종류와 관계없이 수막시스템의 영향으로 98% 이상으로 높았다. 엽온의 변화를 열화상 카메라로 촬영했을 때 적외선 난방등이 켜졌을 때와 꺼졌을 때 사이에 $5^{\circ}C$ 정도의 차이를 보였으며 적외선 복사선이 식물체에 직접적으로 미치는 범위는 제한적이었다. 딸기의 화경장과 초장은 적외선등 난방을 한 하우스가 온풍난방을 한 하우스보다 증가하는 경향을 보였고 잎의 크기, 엽수, 1화방 화수, 분지수에서는 통계적인 차이를 보이지 않았다. 수확과수와 당도, 경도, 평균과중 및 수량은 차이를 보이지 않았고 경유 온풍기는 면세유 543L를 사용하여 622,662원이 소요된 반면 적외선 난방등은 농업용(병) 5,685kW를 사용하여 235,284원이 소요되어 약 62.2%의 난방비를 절감할 수 있었다.

• 지질공학
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• 제27권3호
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• pp.293-304
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• 2017

본 연구는 복합지열시스템의 효율성 평가를 위하여 필요한 부분인 대수층의 수리지질학적 분석을 위하여 수행되었다. 복합지열시스템은 개방형 지열시스템과 밀폐형 지열시스템을 결합하여 지열의 효과적 이용을 목적으로 제안되었으며, 연구지역인 충주시 금가면의 수막재배 지역에 소구경 복합지열시스템과 대구경 복합지열시스템이 설치되었다. 연구 지역 대수층의 수리지질학적 특성 분석을 위하여 양수시험과 단계양수시험을 포함하는 현장수리시험 결과, 대수층의 투수량계수는 $13.49{\sim}58.99cm^2/sec$의 범위를 가지며, 저유계수는 $1.13{\times}10^{-5}{\sim}5.20{\times}10^{-3}$의 범위로 분석되었다. 또한, 지구화학적 분석에서 지하수 성분 중 $Ca^{2+}$이온과 ${HCO_3}^-$ 이온이 우세한 것으로 나타났고, 랑겔리어 지수 및 리즈나 지수 분석에서 지하수 내의 탄산염 광물의 침전 가능성이 낮게 평가되었다. 수직적 수온 변화 분석에서는 평균 증온률이 $2.1^{\circ}C/100m$로 평가되어 지열 특성이 충분한 것으로 나타났다. 따라서, 연구지역에서는 지하수의 양이 풍부하고 지중열을 안정하게 사용할 수 있으며 탄산염 광물의 침전에 의한 열에너지 효율 저하가 발생할 가능성이 낮으므로 복합지열시스템 설치가 적합한 것으로 판단된다.