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농업용수 정량화를 위한 경제적 수위계측망 설계
Economical Design of Water Level Monitoring Network for Agricultural Water Quantification 원문보기

한국농공학회논문집 = Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, v.58 no.5, 2016년, pp.19 - 28  

김선주 (Department of Civil, Environmental and Plant Engineering, Konkuk University) ,  권형중 (Research Center, Yooil Engineering Co., Ltd.) ,  김일정 (Large-scale Land Reclamation Office, Korea Rural Community Corporation) ,  김필식 (Department of Civil, Environmental and Plant Engineering, Konkuk University)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study was to design the optimal locations of the water level monitoring to quantify the agricultural water use in irrigation area supplied from an agricultural reservoir. In most of agricultural areas without TM/TC (Tele-Monitoring and Tele-Control) or monitoring network, irrigation water have ...

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문제 정의

  • 본 연구는 기존 농업용 저수지 관개지구의 물이용 불확실성을 해소하고 농업용수량의 정량화를 위한 것으로 대상지구의 기존 수위 계측망으로는 정확한 농업용수량의 산정이 불가능 하다. 따라서, 대상지역의 물관리 현황의 단점을 보완하며 물이용 불확실성을 해소하고자 유역부, 저수부 및 평야부에 걸쳐 수위계측 지점을 신설 및 운영하였다.
  • 본 연구는 경제성 분석을 통하여 농업용 저수지의 관개지역의 최적 수위계측 지점의 규모를 결정하기 위하여, 무수저수지 관개 지구를 대상으로 수위계측 지점을 구축하고 농업용수량을 정량화 하여 관개지역에서의 필요수량보다 공급량이 과잉 공급되고 있음을 확인하였다. 손실수량 및 회귀수량의 정량화를 통하여 용수절감효과를 분석하였고, 절감된 용수량에 대한 경제적 가치를 평가하였다.
  • 무수저수지 유역의 기존 계측망은 저수지 취수탑 (R-1), 취수탑 방수문에 위치한 회죽간선 방수문 (H-1)과 금곡간선 방수문 (K-1), 금곡간선 금곡방수문 (K-3) 및 회죽간선 만듸방수문 (H-2)에 설치되어 있다. 본 연구는 기존 농업용 저수지 관개지구의 물이용 불확실성을 해소하고 농업용수량의 정량화를 위한 것으로 대상지구의 기존 수위 계측망으로는 정확한 농업용수량의 산정이 불가능 하다. 따라서, 대상지역의 물관리 현황의 단점을 보완하며 물이용 불확실성을 해소하고자 유역부, 저수부 및 평야부에 걸쳐 수위계측 지점을 신설 및 운영하였다.
  • 시나리오별 용수절감효과의 경제적 가치를 고려하여 수위계측지점의 규모를 결정하고자 한다. 즉, 각 시나리오별 용수절감량을 생활용수와 공업용수로 전환할 경우에 발생하는 경제적 가치를 편익으로 산정하였고, 수위계설치 비용과 용수 공급을 위한 관로 매설 비용을 비용으로 산정하여 비용편익비 (B/C, BenefitCost Ratio) 방법으로 경제성 분석을 수행하였다.
  • 이에 본 연구에서는 기존 농업용 저수지 관개지구의 물이용 불확실성을 줄이고 수요/공급량의 정량화를 위하여 경제적 가치를 고려한 최적 수문계측망 구축기법을 개발하고자, ① 농업용 저수지를 수원으로 하는 관개지구의 물관리 및 수문계측 현황과 문제점을 파악하고, ② 유역부, 저수부, 평야부에 걸쳐 수위계측 지점을 구축․ 운영하고, ③ 신뢰성있는 계측자료를 수집하고, ④ 물이용 정량화 및 용수절감 효과를 분석하여, ⑤ 경제성 분석에 의한 최적 수위계측 지점의 규모결정 기법을 개발하고자 한다.
  • 이와 같이 설정된 수위계측 지점 규모별 시나리오에 대한 용수 절감효과를 분석하고, 각 시나리오별 용수절감효과 분석 결과를 토대로 경제성 분석을 실시하여 수위계측 지점 규모를 결정하고자 한다. Table 5는 각 시나리오별로 4월부터 9월까지의 총 합을 표시하여 시나리오별 용수절감효과를 나타낸 것이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
농업용수 이용량은 어떠하며, 전체 물 이용량에서 차지하는 비율은 어떠한가? 농업용수는 현재 대부분이 소규모 저수지에 의존하고 있는데, 농업용수 이용량은 150억 m3/yr로 이는 하천유지수량을 제외한 전체 물이용량 237억 m3/yr의 약 63 %에 해당된다 (Kim et al., 2013).
농업용수의 용수수급 특성을 조사, 분석하고 개선방안을 제시하기 위하여 해야 하는 것은 무엇인가? 최근까지 농업용수의 이용은 노후화된 농업수리시설과 관리 기술부족 등의 원인으로 그 이용효율이 낮은 것으로 조사됨에 따라 농업용수의 이용효율을 개선하기 위해서는 농업용수의 용수수급 특성을 조사, 분석하고 이에 대한 개선방안의 제시가 필요하다.이를 위해서는 농업용수의 공급원인 농촌유역에서 강우에 의한 유출로 나타나는 강우-유출특성, 농업저수지와 같은 주요 수원공에서의 유입, 저류특성, 평야부 관개지역에 대한 작물경종에따른 시기별 지역별 관개특성으로 구분할 필요가 있다. 또한, 이들의 상호 연계되어 있는 시스템에 대한 전반적인 분석과 평가를 지속적으로 수행해야 한다. 물 관리를 위한 계측자료의 부족함과 이론식의 비현실성 파악, 무효방류량의 계측 필요성을 파악하고 수리시설에 대해 합리적인 방법으로 용수 수요량을 추정하고 공급량을 산정하여, 그 결과를 수자원 개발과 수리시설물의 운영 등에 이용하여야 한다. Lee (2005)는 논 관개용수량 산정을 위한 실험적 연구에서 논 관개용수 공급 현황 조사와 공급량 추정을 통하여 얻은 실제공급량과 기존의 설계시 적용되고 있는 기준에 의한 필요수량 산정결과를 비교․ 분석하고 물관리 현황을 잘 반영할 수 있도록 제반 필요수량 산정요소를 재정립함으로서 논 관개용수량 산정 방법을 제시하였다.
현재 농업용수의 공급은 무엇에 의존하고 있는가? 농업용수는 현재 대부분이 소규모 저수지에 의존하고 있는데, 농업용수 이용량은 150억 m3/yr로 이는 하천유지수량을 제외한 전체 물이용량 237억 m3/yr의 약 63 %에 해당된다 (Kim et al., 2013).
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참고문헌 (12)

  1. Ahn, T. J., D. H. Cho, S. H. Lee, G. W. Choi, and Y. N. Yoon, 2004, Evaluation of the effective storage of existing agricultural reservoir, Journal of the Korea Water Resources Association, 37(5): 353-361. 

  2. Cho, J. H., 2003, Analysis of hydrologic characteristics and water resources use pattern of agriculture reservoir, Master's thesis, Graduate School, Chonnam National University. 

  3. Jang, M. W, H. J. Lee, Y. H. Kim, and S. Y. Hong, 2011, Applicability of satellite SAR imagery for estimating reservoir storage, Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, 53(6): 7-16. 

  4. Jang, S. H., 2006, Establishment of operation and management system for a reservoir with flood control purpose, Doctorate thesis, Graduate School, Korea University. 

  5. Kim, I. J., 2014, Design of water level monitoring network for economic water conservation from agricultural reservoir. Doctorate thesis, Graduate School, Konkuk University. 

  6. Kim, P. S., S. J. Kim, H. J. Kwon, and G. H. Choi., 2013, A study on enhancement of water balance analysis with operating of agricultural water monitoring network, Journal of the KCID, 20(2): 32-41. 

  7. Lee, Y. J., 2005, An Investigation study for the estimation of irrigation water requirement in paddy land. Doctorate thesis, Graduate School, Konkuk University. 

  8. Maeng, S. J., J. H. Hwang, and Q. Shi., 2009, Estimation of reservoir inflow using frequency analysis, Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers, 51(3): 53-62. 

  9. Ministry of Agriculture Food and Rural Affairs, 2002, Agricultural Design Standards. 

  10. Nam, W. H., T. G. Kim, J. Y. Choi, and J. J. Lee., 2012, Vulnerability assessment of water supply in agricultural reservoir utilizing probability distribution and reliability analysis methods, Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers, 54(2): 37-46. 

  11. Nam, W. H., T. G. Kim, J. Y. Choi, and H. J. Kim, 2012, Evaluation of irrigation vulnerability characteristic curves in agricultural reservoir, Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers, 54(6): 39-44. 

  12. Shim, J. H., P. S. Kim, S. J. Kim, H. J. Kwon, and H. J. Park, 2012, Study on water management systems on agricultural water demand and supply by measuring, Korea Water Resources Association Conference, 628-632. 

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