[논문]대평 양수장 지구의 농업용수회귀율 추정

김태철; 이호천; 문종필

doi:10.5389/ksae.2010.52.1.041

대평 양수장 지구의 농업용수회귀율 추정
Estimation of Return Flow Rate of Irrigation Water in Daepyeong Pumping District 원문보기

한국농공학회논문집 = Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, v.52 no.1, 2010년, pp.41 - 49

김태철 (충남대학교 농업생명과학대학) , 이호천 ((주)수성엔지니어링) , 문종필 (농촌진흥청 국립농업과학원)

Abstract ▼ AI-Helper

Return flow rate of irrigation water was estimated by water balance method. Daepyeong pumping district to irrigate 75.8 ha of rice paddy in the Geum river basin was selected to install gauging instruments to collect data such as weather, water levels, infiltration rate and evapotranspiration during irrigation season (May 27 to Sept. 20) in 2003 and 2004. Irrigation and drainage discharge were calculated from the rating curve and evapotranspiration was estimated both by the modified Penman formula and by the lysimeter. The results were as followed : 1. Total amounts of pumping water during irrigation season were $1,076,000\;m^3$ in 2003 and $1,848,000\;m^3$ in 2004. Total amounts of rainfall were 1336.0mm and 1003.0mm respectively during the irrigation season in 2003 and 2004. 2. It was surveyed that the amount of infiltration was 196.5 mm (2.2 mm/day). The gauged evapotranspiration was 311.0 mm (3.5 mm/day) and the calculated evapotranspiration was 346.0 mm (3.9 mm/day) during irrigation period in 2003. It was surveyed that the amount of infiltration was 169.9 mm (2.4 mm/day). The amount of gauged evapotranspiration was 377.3 mm (5.3 mm/day) and the calculated evapotranspiration was 454.5 mm (6.6 mm/day) during irrigation period in 2004. 3. The rates of quick and delayed return flow were 52.4 % and 17.7 % respectively, and so return flow rate was 70.1 % in 2003. The rates of quick and delayed return flow were 45.4 % and 16.1 % respectively, and so return flow rate was 61.5 % in 2004. It means that average return flow rate in the Daepyeong pumping district was assumed to be 65 %.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서, 본 연구에서는 정상적으로 논으로 공급되는 관개용수 가운데 논에서 순수하게 소비되는 양을 알아내기 위하여 강우 등의 영향이 없이 안정된 날씨에서의 회귀수량을 구하는 것을 원칙으로 하였다. 강우의 영향을 받지 않는 날의 물수지로서 R=0이 되는 평상시의 물 수지를 고려하여 식 (2)를 이용하여 계산하였다 (Lee, 2007; Kim et al.
본 연구의 목적은 현장실험조사를 통하여 농업용수 회귀율을 지표배출인 신속회귀와 심층침투배출인 지연회귀로 나누어 분석, 추정함으로서 효율적인 수자원관리와 개발정책수립에 도움을 주고자 한다.

가설 설정

표본지구는 양수장에서 농업용수를 공급받고 있다. 침투량은 4 mm/day 로 가정하여 적용하여 산정한 회귀율은 개동 40.8 %, 금풍 51.2 %이었다. 낙동강수계 하천수 사용실태조사 및 하천유지유량 산정보고서 (MOCT, 1997)에는 양수장지구인 진주 마성지구 (Cheong et al.

제안 방법

N형 감수심계와 원통형 침투계를 3개씩 설치하여 관측하였다. 관측기간은 5월 말부터 9월 중순까지 하였다.
증발산량은 감수심에서 침투량을 감하여 산정하였다. 감수심은 N형 감수심계를 이용하였고 침투량은 강하 침투량 측정원통을 이용하여 측정하였다. Table 3은 조사기간 (5/27∼9/20) 순별 실측치로 무강수기간의 2003년 심층침투량은 196.
, 1997; Chung and Seung, 2001)에서 농업용수 회귀율을 조사하였다. 관개량 및 배수량은 자기수위계와 유속계로 측정되었으며 증발산량은 감수심계와 침투심계로 측정하였다. 마성지구는 평균 70.
관개량은 용수로지점에서 측정된 수심 자료로부터 유량으로 환산하였다. 무강우시 회귀율을 산정하므로 강우 발생 시에는 제외하였다.
농업용수 회귀율 산정을 위해 금강유역 양수장 지구인 대평 지구를 실험지구로 선정하여 수문계측망을 구성하고 관측하여 2003년∼2004년 (기간 : 5월27일∼9월20일) 2년간 물 수지 분석을 실시하였다.
396 m로 조사되었다. 생활하수 배수량은 수심이 너무 작아서 표면유속으로 유량을 측정하였고, 외부유입의 영향을 받지 않는 날, 즉 무강우시에 대하여 각 지점별 3회 측정하여 평균한 값을 평상시 유입되는 유량으로 간주하였다.
수위는 압력식 수위계 (WL-140)와 공기방울 압력식 전자수 위계를 용수로 시점에 1개소, 아파트유입지점 1개소, 외부유입 지점 1개소, 배수로에 1개소에 설치하여 수심을 30분에 1회씩 측정하였고, 일별 수심을 도시하기 위하여 관개기간 평균 일수심을 산정하였다.
유량은 수위계 설치지점에서 전자식 유속계 (BMP-002)를 이용하여 2003년 5월 17일부터 9월 20일까지, 2004년 5월 20일부터 9월 20일까지 각 지점에서 매년 5～8회 측정을 실시하였고 중간단면적법으로 계산하였다. 측정된 유량과 수심자료로부터 각 지점별 수위-유량곡선식을 도출하였다.
자동기상관측계 (AWS 2700)를 설치하여 강우량, 풍향풍속, 상대습도, 기온, 일조시간을 30분 간격으로 실측하였으며, 증발량 등 기타 필요한 기상자료는 인근 대전기상관측소 자료를 이용하였다. 대전기상관측소는 대평 양수장지구에서 약 16 km 정도 떨어져 있다.
조사지점은 용수로 시점 1개소, 배수로 부근 1개소, 외부유입 1개소, 아파트유입 1개소를 선정하여 수심과 유속, 침투량 및 감수심을 측정하였다. 침투량 및 감수심의 조사지점은 용수로 시점 논 2개소와 배수로 부근 논 1개소를 선정하여 침투량 및 감수심 월 10～13회 측정하였으며 조사지구의 주요 재배 벼 품종은 추청벼와 일품벼였다.
유량은 수위계 설치지점에서 전자식 유속계 (BMP-002)를 이용하여 2003년 5월 17일부터 9월 20일까지, 2004년 5월 20일부터 9월 20일까지 각 지점에서 매년 5～8회 측정을 실시하였고 중간단면적법으로 계산하였다. 측정된 유량과 수심자료로부터 각 지점별 수위-유량곡선식을 도출하였다.

대상 데이터

N형 감수심계와 원통형 침투계를 3개씩 설치하여 관측하였다. 관측기간은 5월 말부터 9월 중순까지 하였다. 관개기간동안 실측된 증발산량은 물수지 분석에 이용하였다.
논에서의 물 수지는 무강우시에만 수행되었으며, 관개량, 배 수량, 심층침투량 및 증발산량을 이용하였다. 무강우시라 함은 일강우량 5 mm 이하인 경우를 의미한다.
ETc는 작물 증발산량으로 잠재증발산량 (ETo)에 작물계수(K)를 곱하여 산정한다. 수정 Penman공식의 작물계수 (K)는 농촌용수 수요량조사 종합보고서 (MAF, 1999) 의 자료를 이용하였다.
유량을 측정하기 위한 조사지구의 수로단면은 수심과 유속을 측정하기에 가장 적합한 곳을 선정하였으며, 수심의 경우 용수로와 배수로의 경사가 심하지 않아 흐름측정이 쉬운 지점을 선정하였다.
충청남도 연기군 금남면 대평리에 위치한 대평 양수장지구를 선정하였다 (Fig. 2). 시험지구의 관개면적은 75.
조사지점은 용수로 시점 1개소, 배수로 부근 1개소, 외부유입 1개소, 아파트유입 1개소를 선정하여 수심과 유속, 침투량 및 감수심을 측정하였다. 침투량 및 감수심의 조사지점은 용수로 시점 논 2개소와 배수로 부근 논 1개소를 선정하여 침투량 및 감수심 월 10～13회 측정하였으며 조사지구의 주요 재배 벼 품종은 추청벼와 일품벼였다.
토양의 물리적 성질을 파악하기 위한 시료채취는 지표면 23 cm 표토와 벼 뿌리 부분에 부착된 불순물을 제거하고 직경 30 cm, 깊이 15 cm 범위의 시료를 채취, 자연함수비 상태에서 시험하였다. 입도분석은 국립농업과학기술원의 토양분석법으로 실시하였으며 침투량은 토양의 물리적 성질에 의해 영향이 크므로 화학적 성질은 조사하지 않았다.

이론/모형

벼 작물에 대한 증발산량 추정방법으로 널리 적용되는 수정 Penman 공식 (Doorenbos and Pruitt, 1997)을 이용하여 추정하였다. 수정 Penman 공식은 복사에너지 관련항과 공기역학 관련항으로 구성되었으며 식(3)과 같다.
용수로와 배수로 2개소에서 측정된 수위는 수위-유량곡선식 (Fig. 3, 4; Table 1)을 이용하여 관개량과 배수량으로 환산하였다. 산정된 유량은 용수로지점을 제외한 나머지 측점에서 크게 발생하는 것으로 종종 나타나는데, 이는 강우에 의하여 발생된 외부유역 (아파트, 외부구역)에서 유입량으로 판단되며, 이러한 때에는 거의 관개량이 나타나지 않는다.
토양의 물리적 성질을 파악하기 위한 시료채취는 지표면 23 cm 표토와 벼 뿌리 부분에 부착된 불순물을 제거하고 직경 30 cm, 깊이 15 cm 범위의 시료를 채취, 자연함수비 상태에서 시험하였다. 입도분석은 국립농업과학기술원의 토양분석법으로 실시하였으며 침투량은 토양의 물리적 성질에 의해 영향이 크므로 화학적 성질은 조사하지 않았다. 토양시료의 입도분포는 모래와 실트 각각 57 %, 23 %, 점토 20 %로 사질롬(Sandy loam)에 해당되었다.
회귀율 산정에는 실측 증발산량을 사용하면 되지만 향후 이 지역 물 수지 분석에 참고할 수 있도록 수정 Penman방법으로 논 증발산량을 추정하였다. 실측한 증발산량과 추정한 증발산량을 비교한 결과는 Table 4와 같다.

성능/효과

1. 논 75.8ha에 관개하기 위한 총양수량은 2003년 1,076,000 m³, 2004년 1,848,000 m³이었다.
2. 무강수기간의 2003년 심층침투량은 196.5 mm (일평균 2.2 mm), 실측 증발산량은 311.0 mm (일평균 3.5 mm), 추정 증발산량은 346.0 mm (일평균 3.9mm/day)이었고, 2004년 심층침투량은 169.9 mm (일평균 2.4 mm), 실측 증발산량은 377.3 mm (일평균 5.3mm), 추정 증발산량은 454.5mm(일평균 6.6 mm)이었다. 관개기간 강우량은 2003년 1336.
3. 2003년에는 관개기간 중 신속회귀율은 52.4 %, 지연회귀 율은 17.7 %로 전체회귀율은 70.1 %로 산정되었다. 2004년에는 관개기간 중 신속회귀율은 45.
대평지구의 농업용수회귀율은 2003년도는 신속회귀율 41.9%, 지연회귀율은 35.6 %로 전체회귀율은 77.9 %로 조사되었고, 2004년도는 신속회귀율 45.4 %, 지연회귀율은 16.1 %로 전체회귀율은 61.5 %로 조사되었다. 평균 신속회귀율 43.
이와 같이 영산강-섬진강, 낙동강, 한강, 금강유역의 회귀율은 Table 9와 같이 측정방법이나 회귀율 개념이 다르지만 회귀율은 33.8~70.5 %로 유역에 상관없이 다양하게 추정되었으며 저수지 지구보다 양수장지구 회귀율이 크게 나타났다. 따라서 앞으로 광역지구 별, 수원공 별로 농업용수 회귀율에 대한보다 종합적이고 조직적인 연구가 필요하다.

후속연구

5 %로 유역에 상관없이 다양하게 추정되었으며 저수지 지구보다 양수장지구 회귀율이 크게 나타났다. 따라서 앞으로 광역지구 별, 수원공 별로 농업용수 회귀율에 대한보다 종합적이고 조직적인 연구가 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	본 연구에서는 정상적으로 논으로 공급되는 관개용수 가운데 논에서 순수하게 소비되는 양을 알아내기 위하여 강우 등의 영향이 없이 안정된 날씨에서의 회귀수량을 구하는 것을 원칙으로 한 이유는?	이 중 강우시의 회귀율은 어떤 유역에서 일정 강우강도가 시작되면 농업용수로 공급되는 수원공 (저수지, 양수장, 보)으로부터 공급되는 용수는 차단된다. 지속적으로 강우가 계속되면 강우량은 농업용수로 사용되기 위해 논에 저류되지 못하고 하천으로 유출되므로 농업용수 회귀량 조사에서는 이 값을 고려할 필요가 없다. 농지에 유입되어 농지에서 사용되고 소비되는 수량은 무강우시의 값이 중요함으로 이에 관련된 농업용수 회귀율 현장조사 자료의 축적이 필요하다.
	2008년 농업용수 사용량은?	농업용수 사용량은 2008년 현재 우리나라 전체 용수공급량 331억 m3 중 48%인 158억 m3로 조사되고 있어 수자원 이용과 수자원관리에 매우 중요한 역할을 하고 있다. 농업용수는 4월말부터 9월 중순까지 논벼 재배기간에 집중적으로 사용되지만 전량 작물이 소비하는 것은 아니다.
	농업용수회귀율은 무엇으로 구분하여 조사했는가?	농업용수회귀율은 일반적으로 관개시와 강우시로 구분하여 조사할 수 있다. 이 중 강우시의 회귀율은 어떤 유역에서 일정 강우강도가 시작되면 농업용수로 공급되는 수원공 (저수지, 양수장, 보)으로부터 공급되는 용수는 차단된다.

참고문헌 (15)

Cheong, U. T., K. H. Lee, and I. Y. Lee, 1998. Water balance in a Paddy Field with Pumping irrigation System. Proceedings of the 1998 Korean Society of Agricultural Engineers Annual Conference: 1-7 (in Korean).
Chung, S. O and H. S. Seung, 2001. Return flow analysis of Paddy field by water balance method. Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers 43(2): 59-68 (in Korean).
Chung S. O., C. J. Oh, and H. S. Nam, 1997. A study on the Return Flow Ratio of the Irrigation Water from a Reservoir. Proceedings of the 1997 Korean Society of Agricultural Engineers Annual Conference:46-51 (in Korean).
Doorenbos, J. and W. O. Pruitt, 1997. Guidelines for predicting crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage Paper 24. Rome, Italy. ISBN: 92-5-100279-7
Im, S. J., S. W. Park, and C. E. Park, 1998. Estimating the return flow of irrigation water for paddies. Proceedings of the 1998 Korean Society of Agricultural Engineers's Annual Conference: 87-91 (in Korean).
Im, S. J., 2000. Modeling irrigation return flow from paddy fields on agricultural watersheds. Ph.D. thesis, Seoul National University (in Korean).
Kim, Y. S., J. N. Park, B. K. An, and T. C. Kim, 1999. Estimation of the Irrigation Return Flow of Pumped Water in the Keum River Watershed. Proceedings of the 1999 Korean Society of Agricultural Engineers Annual Conference: 105-110 (in Korean).
Lee, H. C., 2007. Computation of Irrigation Return Flow Rate in Geum River basin using Water Balance. ME thesis, Chungnam National University (in Korean).
MAF (Ministry of Agricultural and Forestry), Rural Development Corporation, 1999. A Comprehensive Report on Survey of Agricultural Water Demand (in Korean).
MOCT (Ministry of Construction and Transportation), Daejeon Regional Construction Management Administration, 1998. A Survey on Status of River Water Use and A Report on Estimation of River Maintenance Flow Discharge in Geum River System (in Korean).
MOCT (Ministry of Construction and Transportation), Iksan Regional Construction Management Administration, 1999. A Survey on Status of River Water Use and A Report on Estimation of River Maintenance Flow
MOCT (Ministry of Construction and Transportation), Busan Regional Construction Management Administration, 1997. A Survey on Status of River Water Use and A Report on Estimation of River Maintenance Flow Discharge in Nakdong River System (in Korean).
MOCT (Ministry of Construction and Transportation), Seoul Regional Construction Management Administration, 1998. A Survey on Status of River Water Use and A Report on Estimation of River Maintenance Flow Discharge in Han River System (in Korean).
Satoh M. and A. Goto, 1999. Water reuse systems in Advanced Paddy Field Engineering, published in Shinzan-Sha Sci.&Tech.
Satoh M. and M. Okamoto, 1985. Theoretical study of block type classification in the Critical Block Method, Trans. JSIDRE 43(12): 783-788 (in Japanese).

저자의 다른 논문 :

LOADING...

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증