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문제 정의
- 농업용수 중에서 가장 많은 비중을 차지하고 있는 논에서의 물관리에 대하여 관개용수를 절약하기 위한 절수관개기법의 개발은 효율적으로 수자원을 이용하는데 그 목적이 있다. 본 연구에서는 물 수지모형을 이용하여 배수물꼬의 높이와 담수심을 조절하므로써 관개량을 모의하였다.
- 그 목적이 있다. 본 연구에서는 물 수지모형을 이용하여 배수물꼬의 높이와 담수심을 조절하므로써 관개량을 모의하였다.
- 본 연구는 논 담수심 관리를 통한 절수 관개 기법을 개발하기 위하여 대구시 북구 동호동 소재 경북농업기술원 답작포 실험포장에서 25 m X 80 m 크기의 포장을 3구역으로 나누어 극천수관개, 천수 관개, 심수관개의 3가지 담수심 처리를 하여 2001년, 2002년, 그리고 2003년 벼의 생육기간동안 논 담수심 관리 방법별 물수지 분석 결과를 이용하여 물 수지 모형을 이용하여 관개량을 모의하고 절수 관개 기법을 모색하였다.
가설 설정
- D : 최저 담수심 (mm).
제안 방법
- 이들은 33 m2 크기의 시험 구에서 세 가지 담수심 처리를 3반복하여 실험하였다. 담수심처리는 (1) 보통구- 5 cm에서 8 cm (1966) 또는 3 cm에서 4 cm (1968) 상시 담수; (2) 절수구- 3일 간단관개로 1일째는 담수, 2일째는 표면포화 무담수, 3일째는 완전배수건조 (3) 극 절 수구- 5일 간단관개로 1일째는 담수, 다음 3일간은 무담수, 5일째는 표면균열 상태로 하였다. 담수심 처리에 따른 수확량은 절수구와 극절수구 모두 보통구에서 보다 높은 값을 보여주었으며 절수 구가 가장 높은 수확량을 나타내었다.
- 본 연구는 대구광역시 북구 동호동 소재 경북농업기술원 답작포 실험포장에서 2001년부터 2003 년까지 3개년에 걸쳐서 벼의 생육기간동안 담수 심 관리 방법별 물수지 및 관개수량의 변화를 관측한 결과를 이용하여 물수지 모형을 이용한 담수심 별관개량을 모의발생하여 관측치와 비교 , 분석하였으며 절수관개를 위한 방안을 모색하였다.
- 실험포장이다. 25 mX80 m 크기의 포장을 8 mx80 m의 3구역으로 나누어 극천수관개, 천수관개, 심수관개의 3가지 담수심 처리를 하였으며 관개량, 배수량, 중 발산량, 침투랴 강우량 둥을 2001년부터 2003년까지 관개기간동안 측정하였다.
- 논지대의 물수지 식을 이용하여 모형을 통한 관개량, 배수량 및 유효우량을 모의발생하였다. 모형은 Microsoft Visual C++ ver, 6.
- 물수지 모형의 입력자료는 강우량, 침투량, 중 발산량으로 데이터 파일로 구성되어 있으며, 침투량과 강우량은 현장에서 관측된 값을 사용하였다.
- 배수물꼬와 담수심의 범위는 본 연구에 적용된 담수심 2 cm에서 10 cm를 5가지로 세분화하여 검증된 물수지 모형을 통해 절수관개를 위한 관개량 및 유효우량을 모의하였다.
- 배수물꼬의 높이를 각각 2 cm, 4 cm, 6 cm, 8 cm 그리고 10 cm로 적용하여 담수심을 배수 물꼬의 높이만큼 유지하는 경우와 배수물꼬의 높이를 10 cm로 고정한 후에 담수심을 각각 2 cm, 4 cm, 6 cm, 8 cm 그리고 10 cm로 관개량울 모의하였다. 배수물꼬의 높이를 변화시키는 경우에는 담수심이 0이 되었을 때 배수물꼬의 높이만큼 관개하였다.
- 배수물꼬의 높이를 변화시키는 경우에는 담수심이 0이 되었을 때 배수물꼬의 높이만큼 관개하였다. 배수물꼬의 높이를 고정하고 담수심을 변화시키는 경우에는 담수심이 0이 되었을 때 각각 2 cm, 4 cm, 6 cm, 8 cm 그리고 10 cm로 지정된 담수심 깊이만큼 관개하였다. 담수심이 0이 되면 관개하는 이유는 관개효율과 유효우량의 유효율을 중대시키기 위한 것이다.
- 물꼬높이 조절에 따른 관개량의 변화를 알아보기 위하여 배수물꼬의 높이를 각각 2 cm, 4 cm, 6 cm, 8 cm 그리고 10 cm로 하여 관개량과 유효 우량을 모의하였으며 담수심이 0이 되었을 때 각각의 배수 물꼬의 높이까지 관개하였다.
- 담수심 조절에 따른 관개량과 유효우량의 변화를 알아보기 위하여 배수물꼬의 높이를 10 cm로 고정한 후에 담수심을 각각 2 cm, 4 cm, 6 cm, 8 cm 그리고 10 cm로 모의하였고 담수심이 0이 되었을 때 각 배수물꼬의 높이까지 관개하였다.
- 관개량의 모의를 위하여 배수물꼬 높이와 담수심은 실험 포장에서 적용한 2 cm에서 10 cm의 범위 안에서 2 cm 간격으로 5가지로 세분화하였다.
- 본 연구에서 개발한 물수지 모형을 이용하여 배수 물꼬와 담수심 조절에 따른 관개량을 모의하였다. 배수물꼬와 담수심의 범위는 본 연구에 적용된 담수심 2 cm에서 10 cm를 5가지로 세분화하여 검증된 물수지 모형을 통해 절수관개를 위한 관개량 및 유효우량을 모의하였다.
대상 데이터
- 본 연구를 위해 선정한 시험포장은 대구시 북구 동호동 소재 경북농업기술원 답작포 실험포장이다. 25 mX80 m 크기의 포장을 8 mx80 m의 3구역으로 나누어 극천수관개, 천수관개, 심수관개의 3가지 담수심 처리를 하였으며 관개량, 배수량, 중 발산량, 침투랴 강우량 둥을 2001년부터 2003년까지 관개기간동안 측정하였다.
- 관개량의 검중을 위하여 2003년도 강우량, 침투량 및 검중된 증발산량을 물수지 모형의 입력자료로 이용하였다. 물수지 모형을 이용하여 관개량을 모의한 결과는 Table 2와 Fig.
이론/모형
- 증발산량은 REF-ET 모형을 이용하여 계산하였고 모형 내의 FAO-24 Blaney - Criddle 공식으로 추정한 증발산량에 작물계수를 곱해서 구한 실제 증발산량을 물수지 모형의 증발산량 입력자료로 이용하였다. 물수지 모형은 배수물꼬의 높이, 초기 관개량, 및 최저 담수심의 값을 입력한 후에 중 발산량, 침투량, 및 강우량 데이터 파일을 입력한다.
성능/효과
- 담수심처리는 (1) 보통구- 5 cm에서 8 cm (1966) 또는 3 cm에서 4 cm (1968) 상시 담수; (2) 절수구- 3일 간단관개로 1일째는 담수, 2일째는 표면포화 무담수, 3일째는 완전배수건조 (3) 극 절 수구- 5일 간단관개로 1일째는 담수, 다음 3일간은 무담수, 5일째는 표면균열 상태로 하였다. 담수심 처리에 따른 수확량은 절수구와 극절수구 모두 보통구에서 보다 높은 값을 보여주었으며 절수 구가 가장 높은 수확량을 나타내었다. 1966년에는 보통 구에 비해 절수구가 8.
- 이상과 같이 절수관개와 관련된 문헌 조사 결과 주로 관행적인 심수관개보다 극천수 또는 천수 관개를 행하는 것이 관개량을 줄일 수 있으며, 상시 담수를 흐}는 것보다 간단관개를 하는 것이 벼의 생육에 좋으며 수확량도 늘릴 수 있다고 하였다.
- 담수심 처리별 시험구에서 관측된 관개량과 모의 발생 관개량의 상관성을 분석한 결과, 극 천수 관개와 천수관개의 상관계수가 0.87로 높게 나타났고 RMSE는 극천수관개가 23.9 mm로 가장 낮게 나타났다.
- 담수심 처리별 시험구에서 관측한 관개량과 모의 발생한 관개량의 상관성을 분석한 결과 상관계수의 범위가 0.70~0.87로 상관성이 높은 것으로 나타났으며 물수지 모형을 이용한 관개량의 모의발생적용이 적합한 것으로 판단되었다.
- 유효우량은 물꼬높이 2 cm가 229.6 mm로 가장 적었고, 물꼬높이 10 cm의 유효우량은 392.3 mm 로 가장 많았다. 유입량의 측면에서 살펴보면 3개년 평균 유입량이 물꼬높이 2 cm가 704.
- 3 mm 로 가장 많았다. 유입량의 측면에서 살펴보면 3개년 평균 유입량이 물꼬높이 2 cm가 704.0 mm로유입량이 가장 적었고, 물꼬높이 10 cm의 유입량은 843.8 mm로 가장 많았으며, 물꼬높이가 높을수록 유입량은 많아지는 것으로 나타났다.
- 물꼬높이 2 cm와 10 cm의 관개량의 차이가 거의 나지 않는 것은 물꼬높이 2 cm는관개횟수가 많고 물꼬높이 10 cm는 관개 횟수는 적으나 1회 관개량이 많기 때문에 비슷하게 나타난 것으로 사료된다. 물꼬높이를 2 cm부터 10 cm까지 조절하여 모의한 결과, 관개량은 물꼬높이 8 cm가 관개량이 가장 적은 것으로 나타났으며 유효 우량은 물꼬높이가 가장 높은 10 cm일 경우에 가장 많은 것으로 나타났다.
- 3(b) 는 배수물꼬의 높이를 10 cm로 고정한 후에 담수심을 2 cm, 4 cm, 6 cm, 8 cm, 및 10 cm로 조절하여 3개년간 모의한 결과를 평균 관개량과 유효우량으로 비교한 것이다. 담수심을 2 cm로 하였을 때 관개량이 326.9 mm로 가장 적었고, 담수심을 10 cm로 하였을 때 451.5 mm로 가장 많았으며 담수심이 높을수록 관개량이 증가하는 경향이 나타났다. 유효우량은 담수심을 2 cm로하였을 때 477.
- 3 mm로 유효우량이 가장 적었다. 배수물꼬의 높이를 10 cm로 고정한 후에 담수심을 조절하였을 때 유효우량은 담수심이 낮을수록 많아지는 경향이 나타났다. 배수물꼬의 높이가 높고 담수심이 낮으면 강우량을 담수할 수 있는 공간이 많아지므로 배수물꼬의 높이를 최대로 높이 고담 수심을 최소로 낮춘다면 관개량은 감소시키고 유효 우량은 증대시킬 수 있다는 결과를 도출할 수 있었다.
- 배수물꼬의 높이를 10 cm로 고정한 후에 담수심을 조절하였을 때 유효우량은 담수심이 낮을수록 많아지는 경향이 나타났다. 배수물꼬의 높이가 높고 담수심이 낮으면 강우량을 담수할 수 있는 공간이 많아지므로 배수물꼬의 높이를 최대로 높이 고담 수심을 최소로 낮춘다면 관개량은 감소시키고 유효 우량은 증대시킬 수 있다는 결과를 도출할 수 있었다.
- 관개량과 유효우량을 각각 모의한 결과 배수 물꼬의 높이를 조절한 경우에는 배수물꼬의 높이가 높을수록 유효우량이 증가하는 것으로 나타났으나 관개량은 2002년도에 배수물꼬 높이 2 cm일 때 가장 적었고 2001년도와 2003년도에는 배수 물꼬의 높이가 높을수록 관개량이 감소하는 경향이 나타났다. 이는 배수물꼬의 높이가 낮은 경우에 유효 우량을 많이 얻지 못하여 관개횟수가 늘어나기 때문에 결과적으로 많은 관개량이 공급된 것으로 분석되었다
- 배수 물꼬의 높이를 10 cm로 고정한 후에 담수심을 2 cm부터 10 cm의 범위 안에서 2 cm 간격으로 담수심을 세분화하여 관개량과 유효우량을 모의한 결과, 담수심이 낮을수록 유효우량이 중가하고 관개량은 감소하는 것으로 분석되었다. 배수 물꼬의 높이가 높고 담수심이 낮으면 강우 발생 시에 많은 유효우량을 얻을 수 있고 관개량은 감소하게 된다.
- 위와 같은 결과에 의하여 배수물꼬의 높이는 10 cm로 하고 담수심은 2 cm로 유지하는 방법이 관개량을 감소시키고 유효우량을 중가시킬 수 있는 절수 관개기 법으로 적합하다고 판단된다.
- 배수물꼬의 높이를 서로 다르게 고정하여 관개를하눈 경우와 배수물꼬의 높이를 고정하고 담수심을 변화시키는 경우로 구분하여 관개량을 모의 발생한 결과, 배수물꼬의 높이는 10 cm로 하고 담수심은 2 cm로 유지하는 방법이 관개량이 가장 적고 유효 우량이 가장 많은 절수관개기법으로 적합하였다.
후속연구
- 본 연구의 최적 담수심을 실용화하기 위하여는레이져 도저를 이용한 지균작업과 자동 관개 물꼬의 실용화가 선행되어야 할 것이다. 그러면 담수심 관리별로 노동력의 추가 투입이 불필요하게 될 것이다.
- 본 연구는 한 개 지역에서 3년간의 짧은 연구 결과이므로 용수절약형 담수심 관리기법을 실용화하기에는 충분한 자료의 축적이 되지 못하였다. 따라서, 본 연구와 비슷한 내용의 연구가 전국적으로보다 장기간에 걸쳐서 수행될 필요가 있다고 하겠다.
- 따라서, 본 연구와 비슷한 내용의 연구가 전국적으로보다 장기간에 걸쳐서 수행될 필요가 있다고 하겠다.
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