[논문]농업가뭄인자 미계측 지역의 농업가뭄 추정을 위한 기상학적 가뭄지수의 활용성 평가

박민우; 김선주; 권형중; 김필식; 강승묵; 이재혁

doi:10.5389/ksae.2017.59.5.127

[국내논문] 농업가뭄인자 미계측 지역의 농업가뭄 추정을 위한 기상학적 가뭄지수의 활용성 평가
Availability Assessment of Meteorological Drought Index for Agricultural Drought Estimation in Ungauged Area of Agricultural Drought Parameter 원문보기

한국농공학회논문집 = Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, v.59 no.5, 2017년, pp.127 - 136

박민우 (Department of Civil, Environmental and Plant Engineering, Konkuk University) , 김선주 (Department of Civil, Environmental and Plant Engineering, Konkuk University) , 권형중 (Technical Research Center, Yooil Engineering) , 김필식 (Department of Civil, Environmental and Plant Engineering, Konkuk University) , 강승묵 (Department of Civil, Environmental and Plant Engineering, Konkuk University) , 이재혁 (Technical Research Center, Yooil Engineering)

Abstract ▼ AI-Helper

The object of this study was to assess availability of meteorological drought index for agricultural dorught estimation in ungauged area of agricultural drought parameters which are reservoir water level and soil moisture. The IADI (Integrated Agricultural Drought Index) and the SPI (Standard Precipitation Index), which are the criteria for determining agricultural drought and meteorological drought, were calculated and compared. For this purpose, the droughts that occurred in the Baeksan reservoir in Gimje and the Edong reservoir in Suwon were evaluated by using the IADI and SPI drought indecies. In addition, we compared and analyzed the depth of drought based on the two drought indices. Evaluations derived form the IADI and SPI showed that the standard precipitation index tended to indicate the occurrence of drought earlier than the integrated agricultural drought index. However, the integrated agricultural drought index was better than the standard precipitation index at evaluating the severity of drought during the period of irrigation. The relationship between these two drought indices seems to be useful for decision making in the case of drought, and it is considered that more studies are needed to examine the applicability of these drought indexes.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

따라서, 본 연구에서는 기상학적 가뭄과 농업가뭄의 특성을 분석하고 그 결과를 바탕으로 농업가뭄 추정을 위한 기상학적 가뭄지수의 활용성을 평가하였다. 기상학적 가뭄은 전국적으로 계측되고 있는 강우자료를 바탕으로 산정되므로,기상학적 가뭄과 농업가뭄의 발생시기, 심도, 시간 등의 차이를 정량적으로 분석하여 저수율 및 토양수분과 같은 농업가뭄인자 미계측 지역에 대해서도 기상학적 가뭄지수를 이용하여 농업가뭄의 추정이 가능할 것으로 판단된다.

제안 방법

본 연구는 기상학적 가뭄과 농업가뭄의 특성을 분석하고 그 결과를 바탕으로 농업가뭄 추정을 위한 기상학적 가뭄지수의 활용성을 평가하였다. 전국적으로 계측되고 있는 양질의 강우자료를 바탕으로 산정된 기상학적 가뭄과 농업가뭄의 발생시기, 심도, 시간 등의 차이를 정량적으로 분석하여, 저수량이나 토양수분과 같은 농업가뭄인자 미계측 지역에서 농업가뭄을 추정하기 위한 기상학적 가뭄지수의 활용성을 평가하였다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.

대상 데이터

기상학적 가뭄과 농업적 가뭄의 특성을 비교하기 위하여 경기도 화성시에 위치한 이동저수지 농업지구와 전라북도 김제시에 위치한 백산저수지 농업지구를 선정하였다. 이동저수지와 백산저수지 농업지구를 선정한 이유는 농업가뭄지수를 산정하기 위한 저수지 저수위와 토양수분 시계열 자료가 충분히 확보된 지구이며, 우리나라의 중부지방과 남부지방에 대하여 기상학적 가뭄과 농업가뭄의 특성을 반영하기 위하여 선정하였다.

데이터처리

저수지 가뭄지수인 RDI는 동일한 기간으로 대상 저수지의 일별 저수량 자료를 수집하고 이를 순별 최소치 시계열 자료로 작성하였다. 작성된 36개 순별 시계열 자료에 대하여 평균,표준편차, 분산도, 왜곡도 등의 확률매개변수를 산정하여 표준정규분포에 대한 K-S 검정을 실시하였다. 그 결과, 백산저수지 농업지구의 최대편차는 0.

이론/모형

기상학적 가뭄지수를 산정하기 위하여 표준강수지수 (SPI) 를 사용하였고, 이는 가뭄이 물의 수요에 비해 물의 부족을 유발하는 강우량의 감소에 의해 시작된다는 것에 착안하여 개발되었다. 표준강수지수는 특정한 시간에 대한 강우량의 평균치와 강우량의 차를 표준편차로 나눈 것이며, 여기서 평균치와 표준편차는 과거의 강우량 자료로부터 결정된다.

성능/효과

(2) 가뭄에 영향을 미치는 인자 즉, 강우량, 저수량, 토양수분 자료의 변화를 분석한 결과, 최대 강우량 및 무강우가 발행한 시기에 대하여 약 10일에서 20일 후에 저수량이 최대치 및 최저치를 기록하였고, 토양수분 역시 강우량과동일한 추세로 증가 및 감소 추세를 나타내었다.
(3) 기상학적 가뭄지수와 통합농업가뭄지수의 거동을 분석한 결과, 농업가뭄의 발생시기는 기상학적 가뭄보다 약 10일에서 20일 이후에 발생되었고, 그 심도는 약 1.5배에서 2.5배의 크기로 표현되었다.

후속연구

본 연구에서는 토양수분자료 수집의 한계로 인하여 2개의 대상지구에 대하여 2015년과 2016년도에 국한하여 기상학적 가뭄과 농업가뭄의 상관관계를 분석하였으나 향후, 농업가뭄지수를 산정하기 위한 시계열 자료가 확보되고 다양한 농업지구에 대한 상관성이 검증된다면 농업가뭄인자 미계측지역에 대하여 농업가뭄의 추정을 위한 기상학적 가뭄지수의 활용성이 제고될 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	저수지가뭄지수는 산정결과에 대해 어떻게 분류하고 있는가?	K-S검정 (Kolmogorov-SmirnovTest)으로 순별 가용저수량에 대한 최적 확률분포함수를 찾고 순별 가용저수량의 최소값의 비초과확률 P (X ≤x)를 산정한다. 저수지 가뭄지수의 산정결과에 대하여 -1.5부터 -4.0까지를 약한가뭄으로, -4.0 이하를 심한가뭄으로 분류하고 있다.
	기상학적 가뭄을 평가하기 위한 가뭄지표로 무엇을 사용하는가?	기상학적 가뭄은 일반적으로 정상 상태 또는 평균적인 개념과 비교하여 건조한 정도와 건조된 상태의 지속기간을 바탕으로 정의되며, 이러한 기상학적 가뭄을 평가하기 위한 가뭄지표로는 표준강수지수 (SPI, Standard Precipitation Index)가 대표적으로 사용되고 있다. 농업적 가뭄은 강우부족, 실제 증발산량과 잠재증발산량 간의 차이, 토양수분 부족, 저수지 또는 지하수위의 저하 등 농작물 생육 및 수확량에 직접적인 영향을 미치는 특성들을 고려하여 평가되어야 하며, 이에 저수지가뭄지수 (RDI, Reservoir Drought Index), 토양수분지수(SMI, Soil Moisture Index)가 개발되었고, 두 가지 가뭄지수를 통합한 통합농업가 뭄지수(IADI, Integrated Agricultural Drought Index)가 개발되었다 (Nam et al.
	기상학적 가뭄은 무엇을 바탕으로 정의되는가?	기상학적 가뭄은 일반적으로 정상 상태 또는 평균적인 개념과 비교하여 건조한 정도와 건조된 상태의 지속기간을 바탕으로 정의되며, 이러한 기상학적 가뭄을 평가하기 위한 가뭄지표로는 표준강수지수 (SPI, Standard Precipitation Index)가 대표적으로 사용되고 있다. 농업적 가뭄은 강우부족, 실제 증발산량과 잠재증발산량 간의 차이, 토양수분 부족, 저수지 또는 지하수위의 저하 등 농작물 생육 및 수확량에 직접적인 영향을 미치는 특성들을 고려하여 평가되어야 하며, 이에 저수지가뭄지수 (RDI, Reservoir Drought Index), 토양수분지수(SMI, Soil Moisture Index)가 개발되었고, 두 가지 가뭄지수를 통합한 통합농업가 뭄지수(IADI, Integrated Agricultural Drought Index)가 개발되었다 (Nam et al.

참고문헌 (10)

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