초록 ▼

Ⅴ. 연구개발결과
1. 농업용 수로의 수초 특성 조사 및 분석
국내 농업용 수로의 유형에 따른 수초의 특성을 조사 분석한 결과 용수로는 대부분 구조화된 콘크리트 수로이고 수초는 토공수로인 배수로에서 식생하며 물의 흐름을 방해하고 있었다. 대표적 주요 수초로는 수로바닥과 수로변의 줄풀, 부들, 고마리, 갈대등이고 수로사면에는 환삼덩굴, 쇠뜨기, 개밀 등의 수초가 혼생하면서 식생하고 있었다. 유형별로 전국 8도 9개지역을 선정하여 조사한 결과 수초의 초종은 지역간에 차이가 없었으나 수초의 초장이나 생초수량, 건물률등의 특성은

Ⅴ. 연구개발결과
1. 농업용 수로의 수초 특성 조사 및 분석
국내 농업용 수로의 유형에 따른 수초의 특성을 조사 분석한 결과 용수로는 대부분 구조화된 콘크리트 수로이고 수초는 토공수로인 배수로에서 식생하며 물의 흐름을 방해하고 있었다. 대표적 주요 수초로는 수로바닥과 수로변의 줄풀, 부들, 고마리, 갈대등이고 수로사면에는 환삼덩굴, 쇠뜨기, 개밀 등의 수초가 혼생하면서 식생하고 있었다. 유형별로 전국 8도 9개지역을 선정하여 조사한 결과 수초의 초종은 지역간에 차이가 없었으나 수초의 초장이나 생초수량, 건물률등의 특성은 상이한 차이가 있었다.

2. 농업용 수로의 효율적인 수초관리기술 개발
효율적인 수초관리를 하기 위하여 적절한 예취시기 및 예취횟수를 제시하였다. 간척지와 평지의 2개 지역의 수로에 시험구를 설치하여 2년동안 실시한 결과 국내 농업수로의 수초를 효율적으로 관리하기 위하여 적절한 예취시기는 장마이전인 6월이나 7월 이전으로 예취하고, 적절한 예취 횟수는 6월에 예취 후 8월에 1회 더 예취하는 것이 가장 효율적인 것으로 사료된다.

3. 농업용 수로의 유형별 수초의 제초영향 분석
농업용 수로에 주요 수초의 예취높이가 수초의 재생에 미치는 영향을 조사하였다. 수로의 바닥이나 수로변에 식생하면서 통수능력을 가장 많이 저해시키는 줄풀, 부들, 갈대, 고마리의 예취 후 재생한 정도를 측정한 결과 예취 시 높이가 수면으로부터 가장 낮을 때 재생이 가장 낮았다. 따라서 예취 시 수면 아래로 예취하는 것이 가장 효율적으로 나타났다. 그러나 이러한 가장 문제되는 수초들은 땅속 근경으로 번식하기 때문에 예취보다는 근경을 제거하는 것이 가장 효과적이다. 현장의 담당자들 또한 예취를 하는 제거기가 아닌 근경까지 제거할 수 있는 굴삭기를 선호하였다. 주요 수초들의 초장과 생초수량 및 건물수량의 상관관계를 도출하기 위하여 시험한 결과 초종에 관계없이 초장이 증가할수록 생초수량 및 건물수량이 증가하였고 이러한 상관관계식에 따라 초종별 초자에 따른 생초수량과 건물수량을 산출할 수 있을 것으로 사료된다.

4. 국내 농업용 수로의 토사퇴적 특성 조사 및 분석
농업용ㆍ배수로의 지형별, 지역별, 위치별로 선정된 9개 지구의 퇴적토사를 채취하여 퇴적토사의 재료구성 및 성분분석을 실시하였으며, 수로의 구간별, 수리특성별 퇴적특성을 조사 분석하였다. 퇴적토사는 지형별로 산지, 평지, 간척지로 구분되었으며, 흙의 종류는 대부분 통일분류상 SM인 실트질 모래인 것으로 파악되었다. 용수로 보다는 배수로에서 세립분이 많이 퇴적되는 것으로 파악되었으며, 유기물함량의 경우 지형에 따라 큰 차이를 보이지 않는 것으로 나타났다. 지형별로 용수로에서는 구간별로 유사한 입도분포를 보이고 있지만, 배수로의 경우 산지, 평지, 간척지 순으로 입도분포가 작아지는 것으로 파악되었다.

5. 농업용 수로의 토사퇴적 저감을 위한 구조적, 비구조적 기술 개발
토사의 퇴적을 저감시키기 위한 수로를 조사한 결과, 수로 자체 변형보다는 논의 배수구에서 담수위 조절을 통한 토사유출을 방지하는 것으로 파악되었다. 또한, 퇴적토사 방지 혹은 저감을 위한 구조물은 수로를 직접 개선하는 방법은 많이 제시되어 있지 않고, 수로로 유실되는 토사를 방지하기 위한 구조물이나 방법이 주로 제시되며 사용되고 있다. 용수지거 등 말단부의 수로 단면이 작고 퇴적과 침식 등에 대하여 조도 계수가 증가하여 통수 능력이 감소되며 용수지거의 수위가 필지의 표고보다 낮은 부분이 발생하여 경지 내에 급수가 원활하지 않은 등 문제가 발생하고 있는 것으로 파악되었다. 퇴적 토사 저감을 위한 운영시스템 분석 결과, 물 관리 기술은 다른 산업기술에 비해 낙후된 수준에 머물고 있었으며 현대적인 농업용수 관리 시스템을 도입하여 우리나라의 농업여건에 적합한 개발이 필요한 것으로 파악되었다. 또한, 분수공, 제수문 등 수리 구조물이 노후 되거나 파손되어 제 기능을 발휘하지 못하여 효과적인 제수가 어려우며, 지속적인 유지보수 및 관리가 이루어지지 않아, 그 기능이 크게 낙후된 것 등 문제를 안고 있는 것으로 파악되었다.

6. 퇴적토사 저감을 위한 구조적형상에 따른 현장시험
농업용 수로의 퇴적토사 저감을 위한 방안으로 수로의 구조적 형상을 변화시켜 현장에서 지선수로의 규격에 준하여 수로를 제작하여 현장시험을 실시하였다. 수로는 직선형 콘크리트 수로와 흙수로 이외로 각각 2개의 저감수로를 제안하여 제작 후 유속, 입도분포, 퇴적 분포비율, 부유사 농도를 측정하였다. 유속의 경우 콘크리트 수로에서는 제안수로에서 하류측에서 감소하였으며, 흙수로에서는 모두 감소하는 것으로 파악되었다. 입도분포와 퇴적 분포비율은 하류측으로 갈수록 감소하는 것으로 모두 나타났으며, 부유사 농도의 경우 직선형 수로보다는 제안수로에서 50%이상 부유사 농도가 높은 것으로 나타났다. 이번 연구에서 시험한 수로의 구조적형상 변화시킨 제안수로에서는 뚜렷한 퇴적토사 저감효과를 파악할 수 없는 것으로 나타났다. 수로사면과 논의 배수구에서 유출되는 토사를 저감시킨 위해 수로의 단면높이 조정, 식생블럭, 침강지를 설치한 비구조적인 기술을 제시하였다.

7. 수로 수초제거용 붐대 및 예취부 개발
한국형 수초제거 장비를 개발하기 위하여 수로의 수초를 제거용 붐대 및 예취부를 소형트랙터에 적합하도록 개발하였다. 수초제거용 커팅시스템, 붐대 설계 및 개발은 국제표준규격에 적합하도록 3점링크 장착 메커니즘을 해석하여 50마력급 소형트랙터에 적합한 링크 메커니즘 설계를 완료하였다. 4절 링크 붐대 방향 및 길이 예취부의 방향 제어를 축의 중심으로부터 정확하게 산정하였다. 100마력급 대형트랙터 수초제거 붐을 14미터로 설계하였다. 예취부에서 중요한 예취날은 고강도 스프링강(SU9)을 이용하여 장시간 수중 및 경사면 제초 작업시 부식방지를 위해 내식재료, 자갈 등의 충돌에 견딜 수 있도록 개발하였다. 50마력급 트랙터형 수초제거장치는 전복 안전성 확보에 주력하여 개발 및 시제품을 제작하였다.

8. 수로 수초제거용 동력제어기술 개발
수로 수초제거용 동력제어기술 개발을 위하여 유압밸브 조립체, 존자장치 및 컬트롤러 조작부와 수초제거 높이를 3단계 이상 제어할 수 있는 기능과 비상정지 등의 기능이 적용되도록 개발하였다. 또한, 트랙터와 수초제거기간의 무선통신 모듈을 이용한 유무선 제어장치를 개발하였으나, 안전성 측면에서 유선장치를 선호함을 확인하였다.

9. 수로 수초제거용 집초부 및 토사제거부 개발
자주형 수초파쇄 및 집초시스템은 1인이 제초와 수거작업을 동시에 커팅된 풀을 흡입하여 수거할 수 있는 적재부 및 배출작업이 매우 간편하도록 개발하였으며 원천기술력을 확보하였다. 토사제거 기기는 수초제거기의 붐대 및 3점릴크 작업기를 공용으로 사용할 수 있도록 개발하였다.

10. 한국형 수로 수초ㆍ토사제거 상용화 기기 개발
한국형 수로 토사제거장치는 엔진 및 모터로 구동되는 트랙터 이동 견인식으로 개발하였다. 트랙터의 동력장치와 별도의 동력원으로 작동하도록 하여 장착이 용이하고, 연료의 소비가 절감될 수 있고 친환경적인 엔진 및 모터로 구동하는 특징을 갖도록 수초 제거와 토사를 준설이 가능한 기기로 개발하였다.

11. 실용화를 위한 유형별 시험지구 선정 및 시험시설 설치ㆍ운영
한국형 50마력급 소형 트랙터용 수초 제거장치의 실용성을 파악하기 위하여 전남 나주, 광주광역시 외곽지역에서 5회 이상 실시한 결과, 제초 성능을 확인하였다. 제초 성능은 칼날의 회전수는 2,750rpm, 제초폭은 900㎜, 작업거리는 4.1m, 시간당 제초면적 680～2,000m²을 하였다. 100마력급 트랙터용 수초 제거장치의 현장 적용시험결과 PTO 속도 840, 750, 1,000rpm에서 저속인 경우 수초제거상태가 불량하고 견인형 수 초제거장치의 편심 무게로 전복의 위험성이 확인되어 평형추를 반대방향에 추가 장착하여 안전성을 확보한 후 PTO 속도 1,000rpm에서 수초제거가 원활하게 수행되도록 개발하였다. 한국형 수초ㆍ토사제거장치를 이용한 농업용수로의 수초 및 토사 제거방법으로 농촌수자원의 물손실량을 절감하고 작업인력 및 비용의 절감이 가능하도록 하였다.

12. 시험지구 토사 및 수초제거 시험 및 효과분석
트랙터용 제초기의 현장시험을 위해 한국농어촌공사 경산지사 관할지구내 배수로인 금구배수로 및 전남 영암군 일대의 배수로 등을 선택하여 트랙터 부착 제초기의 시험ㆍ작동성을 평가하고, 기존 굴삭기용 제초기보다 경량ㆍ소형화한 제초부의 시험ㆍ작동성을 평가하였다. 붐 및 암의 길이가 8m급의 트랙터용 제초기는 붐 및 암을 8m까지 뻗었을 때 하중이 붐 및 암의 방향으로 치우치므로 소형 트랙터에 부착할 경우 트랙터가 전복될 위험이 있다. 따라서 웨이트 밸런스를 맞춰주기 위해 100마력급 이상의 트랙터에 부착하여 시험하였다. 현장시험 결과, 배수로 수로변에 자생하는 갈풀, 고마리, 환삼덩굴 등의 수초가 95%이상 제거되었다.

13. 농업용 수로의 제초영향 조사ㆍ분석 및 현장시험결과
국내 수로에 적합한 수초제거 방법과 기술을 분석하기 위하여 전국 9개 도를 조사한 결과 제초작업은 장비에 의한 제초방법은 43.5%, 인력에 의한 제초 방법은 56.5%로 나타났으며, 수초제거 비율과 비용이 비례하지 않는다고 조사되었다. 수초제거 기술로는 예방적, 생태적, 물리적, 생물적, 화학적 방제법 중에서 물리적 방제법에 초점을 맞추어 연구를 진행하였다. 수초제거는 작업환경의 여건에 따라 인력과 장비의 방법이 구분되며, 비용도 달라지는 것으로 파악되었다. 수초의 종류와 특성을 조사하여 현장시험을 실시한 결과 약 50m의 수로변을 제초하는데 소요시간 40분으로 자생 수초의 95% 이상이 제거되는 것으로 파악되었다.

14. 수로 수초ㆍ토사 관리정보시스템(WPSMIS) 개발
수로 수초ㆍ토사 자료 관리 단위모듈 개발을 통해 수리시설물의 파손ㆍ붕괴ㆍ농경지매몰의 위험성 방지 및 토사물 퇴적에 의한 통수능력 저하 등의 피해 예방 및 유지관리 비용을 절감하고, 수리시설물 유지관리 업무 효율성 증대 및 비용을 절감하기 위한 정보 구축 및 제공이 가능한 시스템 개발을 실시하였다. 한국농어촌공사 ‘농업기반시설관리시스템’의 수리시설 DB와 시설 GIS를 연계하여 작업대상지 선정과 수초, 토사 현장 제거 작업 및 내역을 관리할 수 있도록 구축하였다. 농업수로의 효율적인 관리를 위하여 용ㆍ배수로의 단위 구간 선형시설정보 구축을 위하여 선형정보와 단위 구간 정보를 연계하여 보다 쉽게 공간 데이터를 구축할 수 있도록 개발하였다.

15. 토사ㆍ수초제거 기술 매뉴얼(사용자 지침서) 작성 및 실용화 방안제시
기술 매뉴얼은 수리시설물의 피해 예방과 유지관리 및 비용 절감을 위하여 수초ㆍ토사 관리 모듈을 개발하였으며, 수리시설물 유지관리 업무의 효율성 증대와 사용 편의성을 향상시키기 위하여 기술 매뉴얼 및 실용성 측면에서 수로 수초ㆍ토사 관리정보시스템 환경은 사용자가 시기별, 지역별, 관리 기관별로 조회가 가능하도록 하였으며, GIS를 기반으로 관리현황의 파악과 작업대상을 우선적으로 선정하여 파악 및 작업 대상에 대한 조회, 입출력이 가능하도록 하였다. 검색기능은 시설명, 지번, 도로명 검색이 가능하며, 작업대장지 조회, 작업내역 관리, 모바일 웹을 이용한 스마트 기능 제공, 작업내역의 일괄 관리가 가능하도록 제작하였다. 또한, 수초도감을 연계와 유지보수 작업내역 관리 및 결과보고서를 출력이 가능하도록 하였으며, 모바일 웹을 기반으로 수초도감의 수초별 정보와 사진을 제공하도록 하였다.

Abstract ▼

Ⅴ. Results of the Project
1. Research and Analysis of the Water plant Characteristics for Agriculture Canal
Research and analysis result of water plant characteristics according to agriculture canal type, water plant vegetation in soil canal was water flow disturbed. Types research result for

Ⅴ. Results of the Project
1. Research and Analysis of the Water plant Characteristics for Agriculture Canal
Research and analysis result of water plant characteristics according to agriculture canal type, water plant vegetation in soil canal was water flow disturbed. Types research result for nine regions across the country was no difference between species of water plants in area, somewhat different among plant length and green yield and percentage of dry matter in water plant.

2. Development of Efficient Water plant Management Technic for Agriculture Canal
It was suggestion weeding period and times of efficient water plant management. Two canals of reclaimed land and flatland performed tests during 2 years in test fit. Weeding period of efficient management for water plant of agriculture was considered cutting to the monsoon season before June and July, and we efficient believe that it will be cutting times activity August to 1 times after June.

3. Research and Analysis for Weeding Influence of Agriculture Canal
According to cutting height of water plant in agriculture canal examined the effect of recycling of water plant. Recycling height of water plant was the lowest recycling in cutting below from the water surface. We efficiently believe that it will be cutting below from the water surface. However, because spread roots of water plant in soil, is effected root removal than cutting.

4. Research and Analysis of Soil Sediment Characteristic for Agriculture Canal
Agriculture irrigation and drainage canal collected sample in soil sediment from 9 major areas according to topography, regional, location. We analyzed the material composition, component analysis and zone, hydraulic characteristic of canal for agriculture canal sample. Soil sediment has divided topographically into the mountain and land and reclaimed land. Soil classification turns out that was SM in terms of USCS. Fine soil was more soil in a drainage canal than irrigation canal. Organic content was no significant changes to the topography. Irrigation canal of topography has seen a similar resulted in particle size distributions. Drainage canal of topography has seen mountain, land, reclaimed land order in particle size distributions.

5. Structural and Nonstructural Technology Development of Soil Sediment Reduction for Agriculture Canal
In a study of soil sediment reduction canal, soil sediment was prevented through ponding depth control of paddy drainage hole. Also, soil sediment prevention or reduction structure is used to prevent soil loss into canal. End of agriculture irrigation canal is little a cross section, and coefficient of roughness decreases by sediment and erosion. If water level of canal lower than altitude, cultivation acreage was bad feedwater. Analysis result of soil sediment reduction operating system, water management technology was need developing fit for agriculture condition in Korea through launched modern agricultural water management system.

6. Field test for Soil Sediment Reduction from Structure Change
Field test for soil sediment reduction of agriculture canal were carried out by changed structure shape of canal. The standard shape of canal was made according to the standard of branch canal. Test canal was made straight concrete and soil canal, reduction canal was made on each of two canal. Test item measured velocity of flow, particle size distribution, sediment distribution ratio, suspended sediment concentration. Velocity of flow of the concrete canal decreased downstream of suggestion canal, soil canal were all coming down. Particle size distribution and sediment distribution ratio decreased downstream of canal, and suspended sediment concentration of suggestion canal was 50% higher than straight canal. This field test result, reduction effect of sediment was little difference between test canals. Also, reduction technology of leakage soil from canal slope and drainage hole of paddy offered to nonstructure technology by using the cross section height adjusts, vegetation block, sedimentation basin.

7. Development of Boom and Cutting Part
The boom and mower for water plant removal of canal was developed of Korea type water plant removal device suited for baby tractor. Design and development of the cutting system for water plant removal, the boom has designed for the boom and three point linkage mechanism analysis. The water-plant removal boom of 100 HP heavy tractors has designed length of 14m. The knife of cutting part was developed to withstand in underwater and slope work.

8. Development of Engine Control Technology
The engine control technology of weeding device developed hydraulic valve assembly, electronic device, control element, three level controlling device and emergency shutdown function.

9. Development of Collection Type Grass Mower and Sand Dredging
Device The self-propelled type water plant breaking and collection system developed weed, pick up, load and discharge work alone. Development system has managed to secure original technology. The Soil removal device developed boom and three point linkage working machinery of water plant device for official use.

10. Korea Type Commercializing Technology Development of Water plant and Soil Removal Device for Agriculture Canal
Korea type soil removal device was developed tractor drawbar type by driving engine and motor. The newly developed device was easy to use a separate power unit of tractor, and it has good fuel efficiency. Also, the engine and motor operated to water plant removal and soil dredging device with eco-friendly.

11. Operation of Establishment Selection of the Test Site and Test Installation for Commercialization실
The water plant removal device of 50 HP and 100 HP tractors was understand performance five time tests in Jeonnam Naju, Gwangju. The newly developed device would have enabled water loss, manpower and cost reduction for water plant and soil removal method of agriculture canal.

12. Soil and Water Plant Removal Test and Analysis of Effect
The newly developed device was evaluated light weight and miniaturization than existing excavator weeder. Field test results, drainage waterway removed over 95% of water plant, kinds of native plants grew up Reed grass, Ditch persicaria, Humulus japonicus, etc.

13. Research and analysis of weeding influence for agriculture canal and Field Test Result
The optimal water plant removal method and technology studied nine regions across the country investigation. Research result, weeding method was a heavy equipment weeding 43.5%, manpower weeding 56.5% and removal efficiency was not proportioned costs. Before the field test, figure out characteristic and kind of water plant. Field test result, waterway weeding time was 40 minutes and removed over 95% of native plants.

14. Developement of WPSMIS
WPSMIS was developed to information construction and offer system for business efficiency improvement and cost saving for water utilization facilities maintenance control. Water utilization facilities DB of KRCC was constructed to work area, water plant and soil removal report in relation to the facilities GIS.

15. Soil and Water Plant Removal Technology Manual(User's Guide) and Commercialization
The technology manual was developed to manage module for water facilities damage prevention, and maintenance and cost saving. The WPSMIS can check the time, and the region, and the management agency in the technology manual and practicality aspects for encouraging maintenance and usability efficiency of water facilities. Also, The WPSMIS have chosen first management state and work area, it makes inquiry and input-output of work area. The smart function and work management of WPSMIS make work area, work management, mobile web possible.