[논문]이수관리곡선에 의한 논 관개지구의 윤환관개모형

김태철; 이재면; 이덕주

[국내논문] 이수관리곡선에 의한 논 관개지구의 윤환관개모형
A Rotational Irrigation Scheduling for an Irrigated Paddy Blocks with Operation Rule Curve 원문보기

The principal operation rule of irrigation reservoir is to accelerate the water use and supply water actively when water is sufficient, and to restrict water use and supply water deficiently in order not to stop the irrigation activity when water is scarce. In drought seasons. water should be saved in order to keep the reservoir not to be dried up during the irrigation season. It is important to know how much water should be saved, depending on the rice-growing season and water storage volume. For the drought control of irrigation reservoirs. the rotational irrigation scheduling in paddy with the operation rule curve developed in this study could be utilized as a software program to install TM/TC system for irrigation water supply by automation facilities.

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문제 정의

이 연구에서는 예당저수지를 대상으로 관개저수지의 이수관리곡선에 의한 윤환관개모형을 개발하여 가뭄시 효율적인 물 관리와 자동화 시설의 소프트웨어로 활용할 수 있게 하였다.
따라서, 저수위변화를 예측하여 객관적으로 제한 급수 할 수 있는 기준을 설정할 필요가 있다. 한발수지의 한발과 저수위변화를 예측하고 윤환관개 지 침을 제시하므로써 가뭄피해를 최소화하는데 연구의 배경이 있다. 또한, 관개저수지에서 급수량을 원격측정 및 조정하는 TM/TC 자동화시설이 설치되고 있으나 언제 얼마의 물을 급수해야 하는지를 알 수 없어 단지 수문개폐를 자동으로 조작하는 hardware 개선에 그치고 있다.

제안 방법

1. 과거 수문, 기상자료와 저수지 운영기록으로 작성한 기준 저수 량곡선과 제한급수율곡 선으로 이루 어진 관개 저수지의 이수관리곡선을 작성하였다.
2. 이수관리곡선에 생육시기별, 저수위별로 저수지의 가뭄특보(준비, 주의보, 경보, 위험, 특별위험) 를 제시하고, 이에 해당되는 제한급수율에 의한 급수량과 윤환관개 구역을 제시하였다.
3. 기상청 주간예보상의 강우량과 현재의 저수위 와 유역토양수분상태로 구한 해갈강수량을 비교하여 윤환관개의 실시여부를 판단하게 하였다.
과거 30년간(1966년~ 1995년)의 기상자료 중에서 1978년~1987년 자료로부터 관개 저수지의 일별 물수지 분석을 추정 저수위 모의 발생 과정에서 결정된 침투량 3 mm/day, 평균 관리손실률 은 20%를 적용하여 10년 빈도에 해당되는 예당저수지 기준저수량 곡선을 작성하는 프로그램을 구성 하였으며 결과는 Fig. 1과 같다.
관개기간중 용수공급 중단을 방지를 위하여 이수 관리곡선과 현재 저수위로부터 기상청 주간강수예 보를 참고하여 제한급수시기, 제한급수율과 윤환관 개구역을 설정하여 6일간의 급수계획 시나리오를 제시한다. 오늘의 저수율에 해당되는 제한급수율을 적용하여 급수량과 가능일수를 결정하고 그 양에 따라 미리 설정해 둔 윤환관개구역과 제한급수량을 제시한다.
기준저수량곡선과 제한급수량곡선으로 구성된 이 수관리곡선으로부터 현재의 저수위로부터 기상청 주간강수예보를 참고하여 제한급수시기 , 제한급수율과 윤환관개구역을 설정하여 6일간의 급수계획을 제시하였다.
기준저수량곡선과 제한급수량곡선으로 이루어진 이수관리곡선을 작성하고, 저수율에 따른 제한급수율을 적용하여 저수지의 가뭄특보를 설정한다. 예를 들면, 제한급수율이 0%이면 준비, 제한급수율이 10% 이하이면 저수지 가뭄주의보, 10~30%이면 가뭄경보, 30~50%이면 가뭄위험, 50% 이상이면 가뭄특별위험 단계로 구별할 수 있다.
7% 이고, 이에 해당되는 제한급수율이 60%이므로, 가 뭄특별위험 단계이다. 따라서 급수량을 5.15 m3/s로 제한하고, Fig. 10 과 같이 관개구역을 3개 구역으로 나누어 2일 급수, 4일 단수하는 윤환관개를 실시한다.
예당저수지 제원은 Table 1과 같다. 수문자료는 과거 30년간의 강우량, 저수위, 기온, 계기증발, 상대습도, 평균풍속, 일조시간 등의 자료로, 이를 분석하여 작성한 기준저수량곡선과 기준저수량 곡선에 제한급수율을 고려한 제한급수량 곡선을 만들었다.
관개기간중 용수공급 중단을 방지를 위하여 이수 관리곡선과 현재 저수위로부터 기상청 주간강수예 보를 참고하여 제한급수시기, 제한급수율과 윤환관 개구역을 설정하여 6일간의 급수계획 시나리오를 제시한다. 오늘의 저수율에 해당되는 제한급수율을 적용하여 급수량과 가능일수를 결정하고 그 양에 따라 미리 설정해 둔 윤환관개구역과 제한급수량을 제시한다.(MAF, 1997-1999 and Senga, 1989)
0 m라면 저수율은 49%이고, 이에 해당되는 제한급수율이 20%이므로 가뭄 경보 단계이다. 이에 따라 급수량을 10.3 m%로 제한하고, Fig. 8과 같이 관개구역을 3개 구역으로 나누어 4일 급수, 2일 단수하는 윤환관개를 실시한다.

성능/효과

4. 자동 물 관리시스템은 현재 시작단계로서 많은 부분이 미흡하다. 앞으로 포장에서의 시기별 물 소요량과 담수심에 관련된 분석이 필요하다.
둘째, 제한급수율곡선이 30~50%의 가뭄위험 단계일 때에는 40%의 제한급수율을 적용하여 용수간선과 관개면적을 고려하여 관개구역을 2개 구역으로 구분하여 각 구역별로 3일 급수, 3일 단수 체계의 급수량과 급수구역을 지정해줄 수 있다.
셋째, 제한급수율곡선이 50% 이상의 특별위험 단계일 때에는 60%의 제한급수율을 적용하여 용수간선과 관개면적을 고려하여 관개구역을 3개 구역으로 구분하여 각 구역별로 2일 급수, 4일 단수체계의 급수량과 급수구역을 지정해줄 수 있다.
첫째, 제한급수율곡선이 10~30%의 가뭄경보 단계일 때에는 20%의 제한급수율을 적용하여 용수간선과 관개면적을 고려하여 관개구역을 3개 구역으로 구분하여 각 구역별로 4일 급수, 2일 단수 체계의 급수량과 급수구역을 지정해줄 수 있다.

후속연구

자동 물 관리시스템은 현재 시작단계로서 많은 부분이 미흡하다. 앞으로 포장에서의 시기별 물 소요량과 담수심에 관련된 분석이 필요하다. 특히 물 관리에 필요한 운영소프트웨어가 없는 실정이므 로 이 모형의 개념을 활용한다면 운영자에게 도움을 줄 수 있다고 여겨진다.

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