• 한국태양광발전학회지
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• 제6권2호
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• pp.15-24
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• 2020

영농형 태양광 발전은 농업과 태양광 발전 시스템의 동시 상생이 가능한 기술로 현재와 같은 농업 환경 및 생태계 개선 그리고 에너지 전환의 시대에 대처해야 하는 훌륭한 대안이다. 한국형 영농형 태양광 발전 시스템 개발 및 보급을 위한 국내 첫 연구개발 사업인 농림축산식품부(농림식품기술기획평가원 첨단생산기술개발사업)의 "한국형 태양광 이모작(농업&태양광 발전 병행) 스마트 영농 시스템 개발(과제번호: 1545015977)"과제를 통해 총 60kW급 규모의 5개소 실증단지(10kW급 3개소 신규 개발 및 구축)를 활용한 최적 시스템 개발, 6품종(벼 2품종, 감자, 배추, 마늘, 양파 및 배) 표준재배기술 도출 등을 수행하였다. 기존 태양광 발전용 모듈(72cell) 대비 half-size(36cell) 모듈 개발, 작물 별 최적 구조물(차광률 30% 미만 적용) 도출, 대상 작물 감수율 20% 미만 달성 및 표준재배기술개발을 수행하였다. 추후 장기간 동안 영농형 태양광 구조물의 경제성 확보, 시공성 개선 그리고 다양한 작물 대상 표준재배기술 최적화 등의 실증연구가 필요하다. 마지막으로 영농형 태양광 발전 시스템의 확산 및 보급을 위해 국가적 지원과 농민들의 적극적인 참여 없이는 불가능 하다. 그리고 본 개발 기술은 농업인을 위한 기술로 범국민적인 수용성 개선 또한 수반되어야 한다. 특히, 정부는 영농형 태양광 발전 시스템이 대한민국의 식량안보와 에너지안보를 확보를 위해 농업진흥지역에 대한 최대 20년까지 타용도 일시전용이 가능하도록 농지법 개정으로 화답 할 때이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.262-262
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• 2017

새만금 유역의 농업비점오염원은 총수질오염원의 68%로 많은 비중을 차지하고 있다. 이는 새만금 유역의 농업비점오염원을 제어하지 못하면 새만금 담수호의 수질에 악영향을 미친다는 의미이다. 또한, 국내 논 용수 이용량은 국가수자원 총 이용량의 40.5%으로 많은 비중을 차지하고 있다. 이에 따라서 논 배출수의 수량 및 수질관리가 농촌 비점오염 물질 관리에 매우 중요하다. 현재 많은 연구자들이 농촌 비점오염 물질을 저감하기 위하여 다양한 최적관리기법에 대한 실험을 실시하였다. 그러나 대부분 시험포를 조성하고 제한된 실험조건에서 효과를 검증한 연구 결과로 실제 농민에게 최적관리기법을 보급하여 그 효과를 검증한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 새만금유역 내 논에서 실제 영농활동을 실시하고 있는 농민들에게 최적관리기법 중 하나인 물꼬장치를 보급하고 물꼬 높이를 조절하게 함으로써 농민 스스로 비점오염물질을 저감 할 수 있도록 장려하였다. 연구 대상지점은 전라북도 부안군 백산면 용계리 일대 논이며, 연구 기간은 5월부터 9월까지로 영농 활동기를 대상으로 모니터링을 실시하였다. 물꼬 높이 조절은 중간낙수기 이전은 7 cm, 중간낙수 이후와 비영농기에는 물꼬 높이를 12 cm로 높여서 유지하도록 하였다. 농민 스스로 물꼬 높이를 조절하여 비점오염물질을 저감할 수 있도록 물꼬 보급 이후 정기적으로 교육을 실시하였다. 이후 영농 활동기별 유출량을 비교한 결과 관행 대비 평시 14%, 써레질 및 이앙기 3%, 강우시 15%, 중간낙수 기간에는 11%, 완전 물떼기 기간에는 10%의 저감효과가 있는 것으로 나타났다. 그러나 각 필지별 농도 및 오염부하 비교 결과 배수물꼬 적용에 따라 통계적으로 유의한 결과를 나타내지는 않았다. 배수물꼬 장치를 설치할 경우 유출량을 저감에는 큰 효과가 있었으나 농도를 줄이는데 에는 한계가 있는 것으로 나타났다. 하지만 본 연구 결과는 2016년 1년간의 짧은 연구기간동안의 자료이므로 추가적인 장기모니터링 연구를 통해 더 많은 자료구축이 필요하다.

• 농촌지도와개발
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• 제23권2호
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• pp.123-133
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• 2016

According to increasing the number of rice farm households, it is important to find optimal farm scale, farm crops, and labour constraints depending on growth time. The study aims to analyze the optimal farming system using the linear programming in Seosan county, Chungnam. The survey was conducted in-depth interview to collect data from one farm household. Results show that farmers change their some crops in dry filed into ginger and hire farm labours in April. The findings should be of interest to rice farmers and policy makers to manage their farm effectively and to support them.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.200-200
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• 2020

본 연구에서는 SWAT 모형과 APEX-Paddy 모형의 연계 모델링을 통한 대표 BMP(Best management practice) 적용, 정식시기 및 벼 생육기간을 고려한 시나리오 적용을 통해 농업용수의 관리 및 수질환경 개선 등에 활용할 수 있는 저영향 영농활동을 분석하고자 하였다. 만경강 유역을 대상으로 SWAT 모형을 구축하고 유역 내에 위치한 논 시험포장을 대상으로 강우-유출 및 비점오염원 모니터링 자료를 활용하여 APEX-Paddy 모형을 구축하였다. SWAT 모형과 APEX 모형을 연계하여 유역의 수문, 수질에 대한 정밀한 모델링을 수행하였으며, 이는 저영향 영농활동을 분석하기 위한 필드단위의 정확한 결과를 유역차원에 반영하기 위함이다. 특히, 본 연구에 사용된 APEX-Paddy 모형은 농촌진흥청과 Texas A&M의 공동연구를 통해 개발된 새로운 모형으로서 한국의 논 영농활동 및 담수환경을 반영하여 논에서의 유출 및 비점오염원을 모의할 수 있다. 연계 모형의 적합성 평가를 위해 R² (Determine of Coefficient), RMSE (Root mean square error), NSE (Nash-sutcliffe efficiency)를 사용하였다. 적합성 평가 지표를 분석한 결과, 유출량은 R² 평균 0.91, RMSE 평균 2.87 mm/day, NSE 평균 0.78로 나타났다. T-N 부하량은 R² 평균 0.74, RMSE 평균 59.3 kg/ha/day, NSE 평균 0.50으로 나타났다. 저영향 영농활동 관리방안을 위한 시나리오로 1) 논의 물꼬높이(BMP) 관리 적용, 2) 벼 생육기간 조절을 고려하여 기온변화에 따른 정식시기, 벼 생육기간 등을 조정하여 적용하였다. 기후변화 시나리오는 10개 GCM 모델의 RCP 8.5 시나리오를 통해 분석하였으며, 유역차원의 미래 영향을 분석한 결과, 물꼬관리 BMP에 따라 담수심이 증가되며, 관개량이 감소하고 유출량 10.7%, T-N 11.2% 저감되는 것을 나타냈으며, 벼 생육기간 조절은 BMP보다 상대적으로 효과가 높진 않았지만, 유출량 1.4%, T-N 3.1%의 저감효과를 나타냈다. 따라서 두 가지의 저영향 영농활동 관리방안은 미래기간의 기후변화에 대응하여 농업용수 및 물관리에 도움이 될 것으로 사료된다. 하지만 본 연구결과는 모델링 결과에 의존한 것이며, 추후 지속적인 연구와 보완이 필요하다.

• 농촌계획
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• 제9권1호
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• pp.85-93
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• 2003

National Agricultural Pesticide Risk Analysis (NAPRA) World Wide Web (WWW) 시스템 (http://danpatch.ecn.purdue.edu/${\sim}napra$)은 다양한 영농방법에 따른 농약과 영양물질의 지표수/지하수 유실량을 웹에서 모의하고자 개발되었다. 단일 토양에 대해서 모의할 수 있는 Single Field 버전의 많은 기능이 개선되었고, 행정구역/수계 경계에 대해서 모의할 수 있는 County/Watershed 버전을 확장시켜, Web Geographic Information Systems (GIS) 버전의 NAPRA 시스템을 개발하였다. Web GIS 툴을 이용하면, 모의하고자 하는 지역을 마우스로 디지타이징 한 후, 그 지역에 대해서 영농방법에 따른 영향을 모의할 수 있다. 모의결과를 웹브라우저를 통해서 지도로 보여줄 뿐만 아니라, 그 결과를 데스크탑용 GIS에서 사용할 수 있는 포맷으로 제공한다. 모델을 운영하기 위하여 방대한 양의 입력자료가 필요하고, 일반 사용자가 준비하기 힘든, 데이터들이 있는데, NAPRA WWW 시스템은 이러한 입력자료를 서버측 GIS 데이터 베이스, NAPRA 데이터 베이스, 강우 및 온도 모델 예측치 에서 추출하여 모델을 운영한다. 또한, 모의결과를 방대한 양의 텍스트 파일이 아닌, 차트나, 테이블, 또는 지도형태로 보여주기 때문에, 농부와 같이 전문지식이 없는 사람이 이 시스템을 이용하여 여러 가지 영농 방법 중에서 환경 친화적이면서 경제성을 유지 할 수 있는 최적관리기법을 찾아낼 수 있다.

• 농촌계획
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• 제10권4호
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• pp.55-64
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• 2004

National Agricultural Pesticide Risk Analysis (NAPRA) WWW 시스템 (http://pasture.ecn.purdue.edu/${\sim}napra$)은 각기 다른 영농방법이 지표수질, 유사, 그리고 지하수질에 미치는 영향을 평가하기 위하여 개발되었다. 이 NAPRA WWW 시스템은 Total Maximum Daily Loads와 같은 수질 요건을 만족시킬 수 있는 최적영농 방법이 무엇인지 찾는데, 그리고 수질측면에서 취약한 지역을 찾아내는데 매우 효율적인 시스템이다. 이 NAPRA WWW 시스템을 이용하여 미국 인디애나주의 수계에 대해서, NAPRA 모의 Nitrogen과 Atrazine 결과를 실측치와 비교하였다. 18개 수계에 대해서 NAPRA 예측 질소값과 실측 질소값을 비교한 결과 $R^2$ 값은 0.51이고, 6개 수계에 대해서 NAPRA 예측 Atrazine값과 실측값을 비교한 결과 $R^2$ 값은 0.87이었다. 이 연구에서 보여지는 바와 같이 NAPRA WWW 시스템은 수계내에서 질소와 Atrazine에 따른 오염지역을 찾아내는데 효율적으로 사용될 수 있는 시스템이다.

• 한국유기농업학회지
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• 제9권1호
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• pp.91-108
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• 2001

농업영농활동으로 인한 지하수와 지표수오염이 증가함에 따라 유럽연합(EU)과 각국 정부는 상수원보호를 위한 규제를 마련해 나가고 있다. 농민들의 영농활동을 제한하는 이러한 각종 규제에도 불구하고, 농지로부터 유입되는 상수원의 질산염 함량과 농약농도는 계속적으로 증가하고 있다. 지하수 용탈(질산염)과 지표수 유거(인산염, 농약)는 상수원오염은 주범으로 인식되고 있으며, 어느 지역 상수원의 질산염 오염 위험성은 1) 년간 양분균형 계산, 2) 규칙적 토양질산염 분석 등에 의해 파악이 가능하다. 질산염 용탈 이전에 토양질산염 분석을 통한 토양진단은 질산염 용탈 위험성과 작부체계의 지속성에 대한 필수적인 정보들을 제공하게 된다. 유기질비료를 다량 투입하는 유기농업의 지속성은 1) 양분균형의 과다 계산(질소, 인산, 칼리), 2) 토양질산염진단법, 3) 경운층의 토양인산진단법 등에 평가될 수 있다. 상수원을 가장 효과적으로 보호하기 위해서는 토양진단 최적시비전략과 작부체계가 함에 개발되어져야 한다.

• 한국환경농학회지
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• 제26권3호
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• pp.233-238
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• 2007

낙동강 상류에 위치한 고랭지 농업 지대의 수질 특성을 조사하고 토지 이용 형태에 따른 부하 원단위를 산정하였다. 낙동강 고령지 농업지대에서 나오는 유출수가 하천 수질에 미치는 영향을 조사하기 위하여 낙동강 권역 중 고령지 농업 활동이 주로 이루어지는 상류권역인 강원도 태백, 경상북도 봉화, 영주 주변의 지점을 선정하여 물 시료를 채취하여 모니터링 하였다. 낙동강 상류권인 강원도 태백과 경상북도 봉화 및 영주 지역의 시기별 BOD 농도는 $6\sim7$월에 석천계곡, 삼계삼 거리, 도촌교 밑, 내성천에서는 $10.71{\sim}18.25$ mg/L로 BOD의 농업용수질기준인 8 mg/L를 초과하였다. 이는 초기 강우 영농활동으로 인해 토양에 시비된 비료 성분들이 유출되었기 때문으로 판단된다. COD 농도는 BOD 값과 비교할 때 대체적으로 모두 높았으며, 특히 $6\sim7$월에 석천계곡, 삼계삼거리, 도촌교 밑, 내성천에서는 $18.11{\sim}21.26$ mg/L로 COD의 호소수질환경기준 중 농업용수질기준인 8 mg/L를 초과하였다. 이는 BOD와 마찬가지로 초기 강우 영농활동으로 인해 토양에 시비된 비료 성분들이 유출되었기 때문으로 판단된다. T-N 농도는 $0.1{\sim}14$ mg/L의 범위로 측정되었고 대부분의 경우 상류지역 몇 군데를 제외하고는 거의 전 지역에서 호소수질환경 농업용수기준인 1 mg/L을 초과하였다. 종합해보면 상류에서 하류로 갈수록, 비영농기보다 영농기에서 대체적으로 총 질소의 농도가 높아지는 것을 알 수 있다. 이는 상류에서 하류로 갈수록 자정작용에 의해 희석되어야 하지만 계속해서 질소를 함유한 영양물질(영농활동)이 유입되기 때문이며, 또한 영농기에는 비료의 사용과 집중 강우로 주변 하천으로 유입되기 때문인 것으로 판단된다. 총 인(T-P)은 영농활동이 집중적으로 이루어지는 7월의 경우 하류 지역의 총인의 함량이 약 0.4 mg/L로 조류발생가능수준(0.05 mg/L)보다 8배 정도 높았으며, 이는 영농활동을 위하여 시용된 인산질 비료가 토양에 흡착되어 강우 시 토양유실과 함께 하천으로 이동되었기 때문으로 판단된다. 낙동강 조사 고랭지 밭 유역의 밭의 BOD 부하 원단위는 12.25 $kg/km^2{\cdot}day$이었으며, T-P의 부하 원단위는 0.55 $kg/km^2{\cdot}day$, T-N의 부하 원단위는 32.35 $kg/km^2{\cdot}day$이었다. 밭에서 나오는 오염부하량이 산림지에 비해 BOD에서 약 14배, 총 인(T-P)에서 약 9배, 총질소(T-N)에서 약 19배 이상 정도 높다. 현재도 계속해서 임야가 개간되어 영농 활동이 이루어지고 있기 때문에 밭에 대한 오염 부하량은 관리 대책이 없을 경우 계속 높아질 것으로 판단되므로 최적영농관리기법이 도입되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.174-174
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• 2020

현재 4차 산업혁명은 산업 전 분야에 걸쳐 일어나고 있다. 농업용수 분야에서도 데이터를 활용한 수요자 중심의 지능형 물 관리사업 뿐만 아니라 일정규모 이상의 저수지 및 양수장에 대하여 농업용수 공급량 측정을 위한 계측기 설치사업이 추진 중에 있다. 그러나 현재까지 설치된 계측장치들의 활용방안에 대해서는 뚜렷한 성과가 도출된 바 없기에 농업용수 계측장치들의 활용방안에 대한 깊이 있는 연구가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 충북 진천군 소재 무수저수지 유역을 대상으로 농업용수 계측정보를 활용하여 관개용수의 최적 관리방안을 모색하고자 하였다. 농업용 저수지의 공급량, 용수간선의 수문개도율에 따른 각각의 시나리오를 설정하고 시나리오별 목적함수를 계산하여 농업용수의 최적 관리를 위한 시설물조작 알고리즘을 도출하였다. 뿐만 아니라 관개구역 내 수리시설물, 영농방식, 용수공급현황 등의 조사를 통해 농업용수 관개수로망을 구성하고 수리해석을 실시하여 농업용수 최적관리 알고리즘의 적용성을 검토하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제38권3호
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• pp.119-126
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• 2005

강원도 홍천군에 위치한 내린천 상류의 자운리는 석비레 성토지에서 대다수 영농활동을 하고 있어 강우에 의한 토양유실이 심각하게 발생하고 있다. 자운 2리와 4리의 농경지에 대해 필지별로 지료를 구축한 후 토양유실량을 RUSLE를 기준으로 평가하였으며, 허용토양유실량을 $11MT\;ha^{-1}\;yr^{-1}$로 보고, 그 이하로 낮추기 위한 최적영농관리방안을 살펴보았다. 조사결과, 토양관리가 불량하여 40% 이상의 경작지에 토양보전을 위한 적정관리가 필요한 것으로 나타났다. 관리방안의 적용이 없을 경우 발생하는 토양유실량은 자운 2리에서 평균 $15.6MT\;ha^{-1}\;yr^{-1}$, 자운 4리에서 평균 $9.0MT\;ha^{-1}\;yr^{-1}$ 이었으며, 석비레 성토지는 대부분 토양유실허용 수준을 초과하였다. 이 지역에 필요한 적정관리방안은 완충식생대, 등고선 및 부초, 승수로 및 배수로, 초생수로, 승수로, 우회수로, 사면정비, 그러고 피복작물 등이 제시되었으며, 이 지역에서 토양유실량을 허용수준 이하로 낮추기 위해 필지별로 필요한 영농관리방안의 필요량은 완충식생대 7,680 m, 등고선 및 부초 123 ha (35%), 승수로 및 배수로 201 ha (58%), 초생수로 13,880 m, 우회수로 3,860 m, 사변정비 8,365 m, 그리고 피복작물 3,492 ha (100%)인 것으로 평가되었다. 경사지 농경지의 적정관리방안의 도입은 우리나라와 같이 수계에 직접 연결된 밭이 많고 상류권에 위치하여 상수원에 영향이 우려되는 지역에서 특히 시급한 과제로 최적영농관리방안에 대한 깊은 연구와 작용이 이루어져야 하며 이러한 프로그램을 교육하고 지속적으로 감시하며 더 나은 관리방안을 찾아서 보완해 나가는 연구가 요구된다.