• 한국농공학회논문집
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• 제65권6호
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• pp.93-103
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• 2023

This study aimed to analyze the impact of water curtain cultivation in the greenhouse complexes on groundwater's electric conductivity and water temperature. The greenhouse complexes are mainly situated along rivers to secure water resources for water curtain cultivation. We classified the groundwater monitoring well into the greenhouse (riverside) and field cultivation areas (plain) to compare the groundwater impact of water curtain cultivation in the greenhouse complex. The groundwater observation network in Miryang, Gyeongsangnam-do, located downstream of the Nakdong River, was selected for the study area. As a result of analyzing the electric conductivity and water temperature, the following differences were found in the observed characteristics by region. 1) The electric conductivity and water temperature of the riverside area, where the permeability is high and close to rivers, showed a constant pattern of annual changes due to the influence of river flow and precipitation. 2) The flat land in general agricultural areas showed general characteristics of bedrock observation in the case of water temperature. Still, it seemed more affected by the surrounding well's water use and water quality. The electric conductivity did not show any particular trend and was influenced by the surrounding environment according to the location of each point.

• 한국농공학회논문집
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• 제65권2호
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• pp.1-11
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• 2023

This study analyzed the impact of greenhouse cultivation area and groundwater level changes due to the water curtain cultivation in the greenhouse complexes. The groundwater observation data in the Miryang study area were used and classified into greenhouse and field cultivation areas to compare the groundwater impact of water curtain cultivation in the greenhouse complex. We identified the characteristics of the groundwater time series data by the terrain of the study area and selected the optimal model through time series analysis. We analyzed the time series data for each terrain's two representative groundwater observation wells. The Seasonal ARIMA model was chosen as the optimal model for riverside well, and for plain and mountain well, the ARIMA model and Seasonal ARIMA model were selected as the optimal model. A suitable prediction model is not limited to one model due to a change in a groundwater level fluctuation pattern caused by a surrounding environment change but may change over time. Therefore, it is necessary to periodically check and revise the optimal model rather than continuously applying one selected ARIMA model. Groundwater forecasting results through time series analysis can be used for sustainable groundwater resource management.

• 한국농공학회논문집
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• 제64권6호
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• pp.13-23
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• 2022

The purpose of this study was to analyze the impact of greenhouse cultivation area and groundwater level changes due to the water curtain cultivation in the greenhouse complexes, which are mainly situated along rivers where water resources are easy to secure. The groundwater observation network in Miryang, Gyeongsangnam-do, located downstream of the Nakdong River, was selected for the study area. We classified the groundwater monitoring well into the greenhouse (riverside) and field cultivation areas (plain and mountain) to compare the groundwater impact of water curtain cultivation in the greenhouse complex. The characteristics of groundwater level changes classified by terrain type were analyzed using the observed data. Riverside wells have significant permeability coefficients and are close to rivers, so they are greatly affected by river flow and precipitation changes so that water level shows a specific pattern of annual changes. Most plain wells do not show a constant annual change, but observation wells near small rivers and small-scale greenhouse cultivation areas sometimes show annual and daily changes in which the water level drops during winter. Compared to other observation wells, mountain wells do not show significant yearly changes in water level and show general characteristics of bedrock aquifer well with a low permeability coefficient.

• 한국농공학회논문집
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• 제64권2호
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• pp.27-35
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• 2022

Based on the current status of groundwater usage in the dry season through field surveys, this study tried to suggest countermeasures to reduce groundwater usage and to improve the water quality of baseflow from agricultural fields. For this purposes, basins with water curtain cultivation preceded were targeted where decreases of groundwater due to continuous use of groundwater in spring and winter annually observed. From monitoring groudwater usage of the study watershed, 130,058, 130,105 m³/day of water was pumped in during the water curtain cultivation period (October-February) in the Shindun, Seokwon watershed respectively. And the pilot application of the smart automated sensor-based water curtain cultivation system (smart WC system) developed in this study to reduce groundwater consumption has been conducted. As a result, the efficiency of the smart WC system when threshold temperature is set as 6.3 ℃ was 21.1% compared to conventional cultivation and efficiency increased as threshold temperature gets lower. Lastly, in this study, culvert drainage and Bio-filters were installed and rainfall monitoring was performed 15 times in order to analyze the baseflow securement and pollutant loads behavior. As a result, the test-bed with culvert drainage and Bio-filter installed together generated 61.4% more baseflow (4.974 m³) than the test-bed with only culvert drainage was installed (3.056 m³). However, the total pollutant load of all water quality contents (BOD, COD, T-N, TOC) except for the SS and T-P was found to be greater in the culvert drain and Bio-filter installed than in the culvert drain test-bed.

• 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.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권9호
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• pp.731-740
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• 2016

본 연구에서는 청주시 청원군에 위치한 수막재배 소유역을 대상으로 2010년부터 2015년까지의 수문성분 분석을 수행하고 강수에 따른 자연 지하수 함양량의 월별 변화를 살펴보았다. 그 결과 강수량의 크기에 따라 증발산량, 지표유출량, 지하수 함양량의 비율이 다르게 나타나며 강수에 대한 각 요소의 상관성이 해마다 다르게 나타남을 알 수 있었다. 강수량 대비 연 함양률은 최소 8.3~19%까지 나타났으며 강수에 대한 함양량의 결정계수도 0.39~0.94로 변화폭이 큰 것으로 나타났다. 특히 2015년과 같은 갈수년의 경우 저조한 강수량으로 인해 자연 지하수 함양이 제대로 이뤄지지 않아 지하수위는 지속적으로 하강하는 것으로 나타났다. 따라서 수막재배지역을 대상으로 하는 특별한 지하수 개발가능량 산정방법이 도입되어야 할 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제51권6호
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• pp.567-577
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• 2018

우리나라에서 수막재배가 주로 이루어지는 수변지역에서는 수막재배 성수기 말기에 지하수위 하강이 심하게 나타나는 문제점이 있으며, 이러한 지하수위 하강과 지하수 자원 고갈의 문제는 인근 하천수와의 연계 특성을 고려할 때 효율적으로 해결할 수 있을 것이다. 이 연구에서는 수막재배지에서의 지하수와 하천수와의 연계성 및 지하수 대수층에 미치는 하천수의 영향 범위를 논의하기 위해, 지하수의 토출온도, 지하수와 하천수의 산소 수소 안정동위원소 조성 변화 특성을 검토하였다. 연구지역은 딸기 수막재배지로 잘 알려진 논산시 광석면 왕전리 지역이며, 지하수와 하천수의 시료 채취는 2010년 2월부터 2011년 6월까지 실시되었다. 지하수의 수온 분포 패턴에 의하면, 하천수의 영향은 주로 수막재배지의 우측 부분에서 넓은 범위에 걸쳐 나타났으며, 좌측 부분은 하천 인근에서만 좁은 범위의 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 이러한 현상은 수막재배지 내에서 산출되는 지하수의 산소 수소 안정동위원소 조성에서도 유사한 양상으로 나타났다.

• 한국생물환경조절학회:학술대회논문집
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• 한국생물환경조절학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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• pp.183-186
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• 2003

• 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.

• 지질공학
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• 제24권2호
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• pp.217-225
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• 2014

대규모 수막재배 시설은 동절기 수막재배 기간 동안 군집 취수정의 영향으로 지하수위가 하강하고 이로 인해 지하수 취수량 확보에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 동절기 수막재배지역에서의 집중취수에 따른 정밀한 지하수위 변화 분석을 수행하고자 한다. 대상지역인 청원군의 수막재배지역을 포함한 소유역의 지하수 유동을 모의하기 위해 3차원 유한차분모형인 MODFLOW를 구축하였으며, 중요한 입력자료인 지하수 함양량 시계열 자료는 유역수문모형 SWAT모형을 이용하여 구하였다. 여기에 수막재배지의 일최저기온과 취수가동시간과의 관계를 통해 지하수 이용량을 추정한 선행 연구(Moon et al., 2012)를 참고하여 취수계획을 수립, 지하수 모델링에 반영하였다. 부정류 모델링의 적합도를 평가하기 위해 동절기의 모의된 지하수위 강하 패턴을 관측지하수위 자료와 비교하였다. 모델링 기간은 수막재배가 본격적으로 이루어지는 2012년 11월부터 2013년 3월까지의 107일간으로 정하였다. 모의결과 동절기 지하수위 관측값과 비교적 유사한 지하수 하강을 재현할 수 있었고, 일최저기온을 이용한 취수계획방식이 다른 수막재배지역의 지하수 유동해석에도 적용가능할 것으로 판단되었다.