The purpose of study was analyze the pumping characteristics, Irrigation Efficiency(IE), and irrigation pattern by period of rice growing stage with based on the performance of design irrigation water requirement and operational Galshin Pumping(GP) station in GP irrigation district constructed under...
The purpose of study was analyze the pumping characteristics, Irrigation Efficiency(IE), and irrigation pattern by period of rice growing stage with based on the performance of design irrigation water requirement and operational Galshin Pumping(GP) station in GP irrigation district constructed under rural water development project master plan. GP station was located in Yedang reservoir, Yesan-gun, Chungcheongnam-do and has been supplying irrigation water since 2006. The research data are the Irrigation Water Requirement(IWR) and the Pumping Water Amount(PWA) from 2006 to 2015 at the GP station, which is the supplied amount. The IWR were calculated using the Blaney-Criddle formula of the HOMWRS program, Hydrological Operation Model for Water Resource System, developed by Korea Rural Community Corporation. The Blaney-Criddle formula was used to calculate design irrigation water requirement of Galshin rural water development project master plan. During 2006-2015, the study period, the annual average IWR is 763.2(±149.1)mm, the annual PWA of the GP station is 397.4mm to 1,056.9mm, and those average annual PWA is 643.4(±208.4)mm. The annual IE of GP station 96.5% to 169.0%, and the average annual IE is 124.3%, which is higher than the research results conducted in other pumping stations. Analyzing the irrigation patterns of the GP irrigation district, the IWR Ratio per 10days(IWRR) and the PWA Ratio per 10days(PWAR) of the G P station were obtained. The IWRR is the percentage of IWR for each 10 days of a month to total IWR per year, and the PWAR is the percentage of PWA for each 10 days of a month to total PWA per year. The Kolmogorov- Smirnov(K-S) test results of IWRR and PWAR showed the characteristics classification by rice growing stage and stable normal distribution characteristics. Average IWRR(AIWRR) and Average PWAR(APWAR) are presented as irrigation patterns. Irrigation pattern analysis will be able to standardize comparison, analysis and probability calculation of the pumping station characteristics of different pumping stations and apply to objective evaluation of the pumping station district.
The purpose of study was analyze the pumping characteristics, Irrigation Efficiency(IE), and irrigation pattern by period of rice growing stage with based on the performance of design irrigation water requirement and operational Galshin Pumping(GP) station in GP irrigation district constructed under rural water development project master plan. GP station was located in Yedang reservoir, Yesan-gun, Chungcheongnam-do and has been supplying irrigation water since 2006. The research data are the Irrigation Water Requirement(IWR) and the Pumping Water Amount(PWA) from 2006 to 2015 at the GP station, which is the supplied amount. The IWR were calculated using the Blaney-Criddle formula of the HOMWRS program, Hydrological Operation Model for Water Resource System, developed by Korea Rural Community Corporation. The Blaney-Criddle formula was used to calculate design irrigation water requirement of Galshin rural water development project master plan. During 2006-2015, the study period, the annual average IWR is 763.2(±149.1)mm, the annual PWA of the GP station is 397.4mm to 1,056.9mm, and those average annual PWA is 643.4(±208.4)mm. The annual IE of GP station 96.5% to 169.0%, and the average annual IE is 124.3%, which is higher than the research results conducted in other pumping stations. Analyzing the irrigation patterns of the GP irrigation district, the IWR Ratio per 10days(IWRR) and the PWA Ratio per 10days(PWAR) of the G P station were obtained. The IWRR is the percentage of IWR for each 10 days of a month to total IWR per year, and the PWAR is the percentage of PWA for each 10 days of a month to total PWA per year. The Kolmogorov- Smirnov(K-S) test results of IWRR and PWAR showed the characteristics classification by rice growing stage and stable normal distribution characteristics. Average IWRR(AIWRR) and Average PWAR(APWAR) are presented as irrigation patterns. Irrigation pattern analysis will be able to standardize comparison, analysis and probability calculation of the pumping station characteristics of different pumping stations and apply to objective evaluation of the pumping station district.
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문제 정의
기왕의 양수장에 대한 연구는 하천수가 수원인 양수장을 대상으로 회귀율 결정, 농업기반조성사업에 따른 관개량 변화, 생육 시기별 농업용수 공급량 특성 등을 파악하기 위하여 수행되었다. 하천수가 수원인 양수장의 회귀율 결정에 대한 연구로 Lee et al.
따라서 본 연구는 양수장의 효율적 운영과 농촌용수개발사업 효과 분석을 위한 목적으로 갈신양수장지구를 대상으로 설계량으로 제시한 관개필요수량과 실제 공급한 양수량을 바탕으로 관개기간 동안 관개효율을 분석하고 순별값에 대한 기술통계분석 및 정규성검정을 실시하여 관개패턴을 구하고 그 적용성을 검토하였다.
본 연구는 농촌용수개발사업 계획에 따라 건설된 양수장의 설계량과 실제 운영실적을 기반으로 영농시기별 양수특성, 관개효율 및 관개패턴을 분석하기 위하여 수행하였다.
(2000)이 귀석양수장을 대상으로 농업용수 공급량을 조사하고 단위면적당 관개심과 생육시기별 농업용수 공급량을 제시하였다. 이러한 연구결과들은 관개기간 중 산정된 필요수량과 실제용수공급량을 비교하여 묘대기 및 이앙기에 과도한 용수공급의 문제점 등을 지적하였다. 양수장의 공급과잉의 원인으로 Choo(2004)는 적정한 용수관리원칙 보다는 농민들의 요구에 의한 부적절한 용수관리에 기인하는 것으로 판단하였고, Nam et al.
제안 방법
갈신양수장의 양수량(Pumping Water Amount, PWA)은 양수장 가동시간에 설치된 양수기의 단위양수량(0.213m3/sec, 766.8m3/hr)을 곱하여 구하였고 관개필요수량과 비교하기 위해 양수심(mm)으로 변환하였으며 관개필요수량 산정과 동일한 방법으로 정규성검정을 실시한다.
갈신양수장지구 관개필요수량은 갈신양수장지구 농촌용수개발사업 계획에서 적용한 Blaney-Criddle 식과 기상자료, 포장인자, 영농계획, 작물계수 등의 제반 인자를 적용하여 산정하였다. 적용한 프로그램은 HOMWRS이고, 분석기간인 2006년부터 2015년까지의 연도별 관개필요수량 산정결과는 Table 2, Fig.
갈신양수장지구의 관개패턴을 분석하기 위하여 갈신양수장지구의 순별 관개필요수량비(IWRR)와 갈신양수장의 순별 양수량비(PWAR)를 구하였다. 순별 관개필요수량비는 년별 총관개필요수량(mm)에 대한 순별 관개필요수량(mm)의 비(%)이고, 순별 양수량비는 년별 총양수량(mm)에 대한 순별 양수량(mm)의 비(%)이다.
충청남도 농업기술원는 소비자들의 신뢰와 선택을 위한 쌀 생산을 지원하기 위하여 삼광벼 재배 매뉴얼을 발간하였다(CNARES, 2012). 갈신지구 농촌용수개발사업계획서(KARICO, 2000)의 영농작업일정과 삼광벼 재배 매뉴얼의 영농작업일정을 고려하여 Table 10과 같이 생육시기별 순별관개필요수량의 합과 순별양수량의 합을 구하였다.
평균 순별관개필요수량비(AIWRR)의 누가 값인 누가 순별 관개필요수량비백분율(AICP)과 평균 순별 양수량비(APWAR)의 누가 값인 누가 순별 양수량비백분율(APCP)를 구하였다. AICP의 특성으로 누가 백분율이 50%를 나타내는 시점은 6월 하순이고 70%를 나타내는 시점은 8월 상순이며 APCP의 특성으로 누가 백분율이 50%를 나타내는 시점은 6월 상순이고 70%를 나타내는 시점은 6월 중순으로 순별관개필요수량과 순별양수량 간에 뚜렷한 차이를 확인할 수 있다.
대상 데이터
매년 갈신양수장의 급수개시는 한국농어촌공사 예산지사의 급수기본계획에 따라 묘대정지작업일정을 고려하여 매년 4월 10일부터 갈신양수장 가동을 대기하며 영농 및 기상상황 등을 고려하여 급수를 실시한다. 갈신양수장 운영 분석에 필요한 자료는 한국농어촌공사 예산지사의 갈신양수장 가동일지를 사용하였다.
갈신양수장지구 농촌용수개발사업(KARICO, 2000)의 관개필요수량(Irrigation Water Requirements, IWR) 산정은 Blaney-Criddle식을 적용하였고 필요한 기상자료는 수원기상대의 48개년(1948년∼1998년) 기상자료를 사용하였다.
연구 대상 양수장은 2006년부터 관개용수를 공급하고 있는 충남 예산군에 위치한 갈신양수장이다. 갈신양수장지구에서 연구기간(2006년∼2015년)동안 HOMWRS로 구한 년 평균관개필요수량은 763.
우리나라 양수장은 2018년 현재 7,485개이다. 이 중 주수원공으로 2,247개, 보조 및 부속 수원공으로 5,238개가 사용 중이다. 시군관할 양수장은 3,789개이고 한국농어촌공사 관할 양수장은 3,696개이다.
데이터처리
갈신양수장지구의 순별 관개필요수량비와 순별 양수량비에 각각의 년 평균값을 적용하여 순별값을 산정하였고 각각의 누가 순별 백분율(Cumulative Percentile, CP)를 산정하여 관개기간의 시기별 특성이나 빈도 등 관개패턴분석에 적용하였다.
갈신양수장지구의 관개필요수량은 갈신양수장지구 농촌용수개발사업 준공후 정상적으로 농업용수 급수가 실시된 2006년부터 2015까지 갈신양수장지구 농촌용수개발사업 계획에서 적용하였던 영농작업일정 및 관개필요수량 산정인자를 사용하여 KRC(2010)의 수리시설물 모의조작시스템(Hydrological Operation Model for Water Resource System, HOMWRS)로 산정하였다. 산정된 관개필요수량은 SPSS(Ver.24) 통계패키지를 이용하여 Kolmogorov-Smirnov(K-S)정규성검정을 실시하였다.
이론/모형
갈신양수장지구의 관개필요수량은 갈신양수장지구 농촌용수개발사업 준공후 정상적으로 농업용수 급수가 실시된 2006년부터 2015까지 갈신양수장지구 농촌용수개발사업 계획에서 적용하였던 영농작업일정 및 관개필요수량 산정인자를 사용하여 KRC(2010)의 수리시설물 모의조작시스템(Hydrological Operation Model for Water Resource System, HOMWRS)로 산정하였다. 산정된 관개필요수량은 SPSS(Ver.
관개패턴분석은 영농작업일정에 따른 생육기를 기준으로 실시한다. 영농작업일정은 KARICO(2000)가 갈신양수장지구 농촌용수개발사업에서 적용한 영농작업일정을 기준으로 하였고 CNARES(2012)가 삼광벼 재배 매뉴얼에서 제시한 영농작업일정을 반영하여 일부 생육기를 조정하였다.
성능/효과
평균 순별관개필요수량비(AIWRR)의 누가 값인 누가 순별 관개필요수량비백분율(AICP)과 평균 순별 양수량비(APWAR)의 누가 값인 누가 순별 양수량비백분율(APCP)를 구하였다. AICP의 특성으로 누가 백분율이 50%를 나타내는 시점은 6월 하순이고 70%를 나타내는 시점은 8월 상순이며 APCP의 특성으로 누가 백분율이 50%를 나타내는 시점은 6월 상순이고 70%를 나타내는 시점은 6월 중순으로 순별관개필요수량과 순별양수량 간에 뚜렷한 차이를 확인할 수 있다.
는 순별 관개필요수량(mm), TIWR은 년별 총 관개필요수량(mm)이다. PWARi는 순별 양수량비(%), PWAi는 순별 양수량(mm), TPWA는 년별 총양수량(mm)이다.
갈신양수장지구의 관개패턴분석에 의한 순별 관개효율은 묘대기 및 정지기(써레질 용수량)의 9.2%를 제외하고 나머지 전기간 114.1%∼2,053.9%로 매우 높은 값을 보였다.
갈신양수장지구의 순별 관개효율은 Table 10과 같이 묘대기 및 정지기(써레질 용수량)의 9.2%를 제외하고 나머지 전기간 114.1%∼2,053.9%로 매우 높은 값을 보였다.
묘대기 및 정지기(써레질 용수량)의 평균 순별관개필요수량비의 합은 2.3%이고 평균 순별관개필요수량합은 17.6mm이며 평균 순별양수량비의 합은 29.8%이고 평균 순별양수량 합은 191.7mm로 관개필요수량의 10.9배이다.
분석기간중 갈신양수장 가동일은 66일∼114일이고 평균 가동일은 92.6일이다.
출수기이후 완전낙수기까지 평균 순별관개필요수량비의 합은 22.5%이고 평균 순별관개필요수량합은 171.7mm이고 평균 순별양수량비의 합은 15.3%이고 평균 순별양수량 합은 98.4mm이다.
(2003)은 한강유역과 낙동강유역의 개별양수장을 대상으로 관개효율을 제시하였다. 한강유역 개별양수장의 관개효율은 최소값이 19%, 최대값이 135%, 평균값이 61%이고, 낙동강유역 개별양수장의 관개효율은 최소값이 17%, 최대값이 190%, 평균값이 72%로 제시하였다. 갈신양수장지구의 평균년관개효율은 Kim et al.
후속연구
양수장 지구의 평균 관개필요수량비와 평균 양수량비에 대한 정규성 검정 결과와 누가 백분율산정은 다양한 양수장지구의 관개특성을 표준화하여 서로 다른 양수장의 양수특성의 비교⋅분석 및 확률 계산을 통하여 양수장지구의 객관적인 평가에 적용할 수 있을 것이다.
이러한 관개패턴분석은 서로 다른 양수장의 양수특성의 비교⋅분석 및 확률 계산 등을 표준화하여 양수장지구의 객관적인 평가에 적용할 수 있을 것이고, 양수장 지구의 수원, 관리주체, 기능 등에 따른 관개효율 등을 구할 수 있을 것으로 판단되며 영농환경변화, 장단기 기상변화 등을 반영한 양수장지구의 관개계획수립, 농업용수의 농촌지역 하천의 수질 및 수생태 환경에 대한 영향평가 등의 중요한 평가지표자료로 활용이 기대된다.
특히 양수장 지구의 관계 효율은 수원(하천수, 저수지, 용수간선 등), 관리주체(기초자치단체, 한국농어촌공사), 기능(주수원공, 보조수원공) 등에 따라 크게 큰 차이가 예상되며 관개패턴분석을 적용하여 객관적인 값을 구할 수 있을 것으로 판단된다. 이와 같은 관개효율 값은 영농환경변화, 장단기 기상변화 등을 반영한 양수장지구의 관개계획 수립, 농업용수의 농촌지역 하천의 수질 및 수생태 환경에 대한 영향평가 등의 중요한 평가지표자료로 활용이 기대된다.
특히 양수장 지구의 관계 효율은 수원(하천수, 저수지, 용수간선 등), 관리주체(기초자치단체, 한국농어촌공사), 기능(주수원공, 보조수원공) 등에 따라 크게 큰 차이가 예상되며 관개패턴분석을 적용하여 객관적인 값을 구할 수 있을 것으로 판단된다. 이와 같은 관개효율 값은 영농환경변화, 장단기 기상변화 등을 반영한 양수장지구의 관개계획 수립, 농업용수의 농촌지역 하천의 수질 및 수생태 환경에 대한 영향평가 등의 중요한 평가지표자료로 활용이 기대된다.
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