ICT/IoT 기반 자율학습 기술의 농업용수 물관리 적용방안 분석

김해도 ( Haedo Kim ),이재주 ( Jaeju Lee ),강석만 ( Seokman Kang ),장규상 ( Kyusang Jang ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-

가뭄은 이미 국가적 차원의 극복과제로 농업용수 부족은 자연재해 차원을 넘어 사회적인 갈등요인이고, 가뭄시 용수 배분은 환경, 경제를 뛰어넘는 생존의 문제로 발전하고 있는데 가뭄의 근본적인 해소방법으로 물 절약기술이 우선적으로 필요한 기술이다. 그리고 최근의 농촌지역은 농민의 영농방식이 논에서 밭으로 변화하고 있어 이에 맞추어 농업용수 공급시설 및 운영기술도 논 용도에서 다목적 용도로의 효율적 물관리 운영기술이 필요한 상황이다. 더욱이 물관리 종사자 연령이 매우 높은 상황으로 물관리 부담이 가중되고 있는 상황에서 농업생산기반시설의 효율적 운영기술은 데이터를 기반으로 하는 지능형 물관리 방식으로의 전환이다. 본 연구에서는 ICT/IoT기반의 계측(Sensing)과 모델링(Simulation) 및 자율학습(Unsupervised learning)기술을 물 관리 분야 적용하여 어떠한 환경에서도 최적이고 최선의 관개 스케줄을 제공할 수 있는 데이터 기반의 자율학습 물관리기술을 개발하여 물 절약 및 효율적 물 이용을 도출하고자 한다. ICT/IoT 및 자율학습기술은 현재 물관리방법에서 부족한 물자원 절약과 효율적 물관리분야를 획기적으로 개선시킬 수 있을 것으로 판단되지만 아직 현장 적용사례가 없기 때문에 요소기술의 개발뿐만 아니라 도입기술의 도출 및 적용성 검토 등 테스트와 실증화과정의 추진이 필요하다. 특히 현재 농업생산기반시설 운영사항의 개선과 자율학습 물관리라는 목표점을 분명히 하기 위해서 현장상황을 기반으로 하는 도입기술의 도출과 함께 공정기술을 시험제작하여 충분한 성능의 검토가 요구된다. 자율학습 기술의 물관리 적용방법 분석결과 농업용수의 손실은 대부분 배분관리용수와 일최대필요수량 단면적용 및 도수와 급수과정에서 발생하고 있으며, 자율학습 물관리 기술에 필요한 제어지점을 도출하였다. 또한 물관리자의 관개방식과 수요자인 농민의 영농방식을 다양한 시나리오 데이터로 작성하여 기계학습(Machine Learning)하는 자율학습기술을 물관리에 적용하는 방안을 도출하였다. 본 연구에서 기대하는 효과는 물 절약 기술의 확보와 함께 유지관리 노력을 가장 중요한 시설에 집중 투입함으로써 발생하는 노동력의 감소이다. 또한 4차 산업기술을 전통적인 물 관리에 적용함으로써 필요한 “전문 물 관리자”라는 신규일자리 창출도 기대하고 있다.

농업용수 관리 목적의 지능형 관개시스템 개발

김해도 ( Haedo Kim ),이용직 ( Yong-jig Lee ),김경탁 ( Kung-tak Kim ),정석제 ( Suk Jae Jung ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

농업용수 공급량 산정의 이론적 방법은 먼저 용수공급 대상 면적에 대해 수요량(증발산량, 침투량, 재배관리용수량)을 산정을 통해 필지용수량을 결정한다. 그리고 강우에 의한 공급량을 제외하고 공급수로의 효율에 따른 관리손실량을 추정하여 수원공으로 부터의 공급량(조용수량)을 산정한다(관개배수공학, 2011). 하지만 실제 물관리 방법은 이론적 물관리 방법과는 차이가 발생하고 있다. 이러한 이유는 우선 사회적 측면으로서 물 관리자와 수요자 모두 농업용수의 공급을 일종의 공공서비스 차원으로 인식하기 때문에 수요자가 만족할 때까지 용수를 공급하고 있고, 심지어 논에 용수가 공급되고 있어도 배수물꼬의 개방으로 인해 손실량이 과다하여 이론적 방법의 공급량과 실제공급량이 차이가 발생한다. 또한 기술적 측면으로서 실제 공급방식은 관개 시작일 부터 각용수로가 공급해야할 수량과는 관계없이 수로 수위를 기준으로 공급한다. 왜냐하면 경험적으로 공급자는 특정 수위로 연속해서 공급해야 관개구역의 말단(유말공)까지 수량이 이동할 수 있다는 것을 알고 있기 때문인데, 이로 인해 상류구역은 필요이상의 과도한 용수공급이 될 수밖에 없는 구조적 특성을 갖고 있다. 본 연구의 목적은 물관리의 이론적 방법과 실제 방법의 간격을 최대한 줄이고자 관개스케줄 정보를 제공하는 관리기반의 지능형 관개시스템(Irrigation advisory system)을 개발하는데 있다. 연구방법은 기존의 수요량산정을 통한 공급량추정방식이 아니라 공급되는 수량을 수원공과 수로 및 논 간의 물 공급 상황을 네트워크로 구성하여 현 물공급상황을 실제에 가깝게 모형으로 재현하는 방식이다. 그리고 의사결정지원 시스템의 정보제공방법은 평수기와 가뭄기로 구분하여 관개스케줄을 제공하는 방식인데, 평수기와 가뭄기의 구분 기준은 관개시작일 이전에 수원공의 수위가 만수위에 도달 했는지의 여부이다. 평수기의 경우 관개스케줄은 기존 경험물관리(수위기준) 방식을 그대로 이용하는 것으로 하여 실제 물관리 방식을 최대한 적용하였다. 다만 시스템을 통한 정보 제공을 위해 전체 관개기간을 연속으로 모의하여 각 수로별로 얼마만큼의 물이 공급되는지를 물 관리자에게 제공한다. 수원공의 저수위에 따라 가뭄기로 판단되는 경우는 평수기 사용량정보, 기상정보 및 저수위 정보를 바탕으로 시스템 모의를 통해 최적의 공급 계획 정보를 제공할 수 있도록 지능형 관개시스템을 구성하였다.

기후변화에 따른 농업용수 취약성 평가 방안

김해도 ( Haedo Kim ),신형진 ( Hyungjin Shin ),이재남 ( Jaenam Lee ),강석만 ( Seokman Kang ),장규상 ( Kyusang Jang ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

「농업·농촌 및 식품산업기본법」 제47조의 2 신설로 기후변화가 농업·농촌에 미치는 영향, 취약성을 5년마다 조사·평가 공표하고 실태조사를 실시하기 위한 법적 근거가 2014년 5월 마련되었다. 지구 온난화 등 기후변화가 농업·농촌에 미치는 영향을 심층적으로 조사 및 분석하여 기후변화에 선제적으로 대응해야 한다. 농업시설의 재해 대응력 강화를 위해 기후변화에 민감도가 높은 가뭄 및 홍수의 추이를 관찰할 수 있는 항목으로 조사해야 한다. 가뭄은 이수 상황 등을 조사하여 필요수량 및 공급능력을 분석하고 홍수는 배수 및 침수 현황을 조사하여 설계 홍수량 및 홍수추적을 분석하여야 한다. 본 연구에서는 농업용수의 이수 및 치수 측면에서의 기후변화에 따른 취약성 평가 방안을 연구하고자 한다. 이에 따라 국가 및 지방자치단체를 아우를 수 있는 전 방위적 기후변화 대응 방안 마련을 위해서는 지속적인 기후변화의 영향과 취약성을 조사하고 평가를 수행해야 한다. 기본법에 따른 영향 및 취약성 평가 관련 조사 방법의 일관성을 유지하기 위해 평가 방안을 정립하였다. 농업용수 분야의 경우에 이수 및 치수 측면이 반영된 평가방안을 수립하고자 기후변화에 따른 농업용수 분야별 영향 및 취약성 평가를 위한 대상, 범위 등 자료 수집을 위한 기초항목을 결정하였다. 또한 국내 전문가들과의 자문회의를 통해 평가지표 선정을 위한 기초자료를 확보하였다. 농업용수 분야뿐만 아니라 기후변화 관련 통계 자료, 국가 대책 분야의 전문가들의 자료를 활용하였다. 영향 및 취약성 평가의 내용은 지표명, 평가분야, 평가대상, 기준년도, 기준 값, 평가공간범위, 평가기관 등 평가의 개요와 영향평가 및 취약성평가 방법, 평가결과, 종합으로 구성할 수 있다.

농업용수 비상급수를 위한 담수화시스템 실증화 연구

김해도 ( Haedo Kim ),강석만 ( Seokman Kang ),박종환 ( Jonghwan Park ),이용직 ( Yongjig Lee ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

최근 물 부족이 발생하고 가뭄이 장기화되어 농작물 피해가 빈번히 발생함에 따라 기후변화에 대응한 농업용수의 안정적인 공급 대책에 대한 요구가 증가하고 있다. 2015년도에 발생한 농업적 가뭄의 특성은 산악지형이 잘 발달되어 있는 계곡형 저수지가 위치한 지역보다는 산지로부터의 유입수가 적어 인접한 하천 또는 배수로에서 양수기로 저수지에 물을 공급해야 하는 양수저류형 저수지가 위치한 지역에서 가뭄의 피해가 컸다는 점이다. 대표적인 지역이 충남 등 서남해안 지역과 강화도 같은 도서지역이다. 물론 과거부터 지금까지의 농업기반시설에 대한 투자로 평야부, 도서지역에 장대수로 혹은 양수저수지 등 대규모 기반시설을 설치하여 용수 수요에 잘 대처 하여왔다. 하지만 문제는 작년과 같이 물리적으로 강우가 적게 내린 년도가 몇 년에 걸쳐 발생한다면 지금의 기반시설로서는 용수수요에 대처할 수 있는 방법이 없다는 점이다. 특히 하천과 바다가 접해 있는 하구역에는 농경지가 매우 발달되어 있는데 강우부족으로 바다로 유출되는 수량 자체가 모자라게 되면 지하수위도 저하되어 지하관정이 염해로 사용 못하게 된다. 특히 도서 및 간척지 염분농도는 내륙에 비해 비교적 높은 편이며, 작물생육 및 수확량에 영향을 미치는데 콩 및 당근, 상추, 양파와 같은 채소류는 염해에 취약한 작물로서 전기전도도가 700us/cm을 초과하면 작물생육에 피해가 발생할 수 있다. 이에 대해 농업용수 분야에서도 도서지역 및 해안간척지를 대상으로 담수화기술의 적용을 지속적으로 고려하고 있다. 본 연구에서는 가뭄지속시 비상급수용도로 활용하기 위한 담수화기술을 확보하기 위해 농업용수에 적합한 기존 담수화설비 공정을 분석하고, 100㎥/일 규모의 파일럿 담수화설비를 제작, 운영하여 발생하는 문제점을 보완하였다. 담수화설비는 경제성과 원수의 위치를 고려하여 해수가 아닌 기수(EC 10,000us/cm 이하)수준의 염분 농도가 함유되어 있는 지하수를 대상으로 하였고, 가뭄 상황시 용수공급방법을 고려하여 이동이 가능하도록 담수화 설비에 필요한 전기를 생산하는 발전시설도 구비하였다. 현장적용은 김해시에 위치한 밭지역(시설재배)을 대상으로 운영중이며 운영과정에서 발생한 문제점을 지속적으로 수정, 보완 중에 있다. 본 연구는 농촌수자원의 효율적인 이용을 도모하고 담수자원이 절대적으로 부족시 사용가능한 대체수자원의 확보 측면에서 의의가 있다.

지능형 관개분석 시스템 구축 및 효과 분석

김해도 ( Haedo Kim ),고보성 ( Bosung Koh ),안현욱 ( Hyunuk An ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-

최근 10년 중부지역 강수량이 크게 감소하는 등 지역적 편차가 확대되고, 농업용수 수요가 급증하는 봄철 강수량도 감소 추세를 나타내었으며, 2013년은 중남부지역, 2014년과 2016년은 중부지역, 2015년은 전국적으로 강수량 부족으로 영농에 어려움을 겪었고 경기 남부, 충남 서부, 전남 서해안 등은 최근 몇 년간 가뭄을 겪고 있으나, 상습 가뭄지역에 대한 항구적 대책 추진은 미흡한 상황이다. 한정된 농업용수의 효율적 관리를 위한 체계적인 관개계획 수립 및 객관적 의사결정지원 정보 제공이 가능하도록 용수손실을 최소화하고 물이용 효율 극대화를 위한 과학적 물관리 시스템 구축이 필요하다. 본 연구에서는 농업용수 물관리 자동화사업 추진에 따른 수자원의 효율적 이용과 배분을 위한 지능형 관개분석 시스템을 구축하고 이의 효과를 분석하였다. 지능형 관개분석 시스템은 현장계측자료(수위, 유량, 영상 등), 내·외부자료(시설정보, 기상자료) 연계 및 물관리자동화 시스템 표준운영프로그램과의 연동 운영을 위한 모니터링 모듈과 저수율 예측, 「수원공-수로-농경지」간의 지리정보(GIS) 네트워크 시뮬레이션을 통해 관개계획을 작성하는 의사결정지원 모듈 및 관개계획과 관개실적 등 필요정보 등을 제공하는 물관리 정보 모듈 등으로 구성된다. 현장계측장치를 통하여 수집된 자료, 기상청 등의 연계 정보를 GIS 기반으로 모니터링 모듈에서 위치, 시계열 자료, 통계 분석자료로 표출이 가능하고, 의사결정지원모듈에서는 현재 저수율, 양수장 가동 조건, 저수지 공급 유량, 목표담수심 등을 사용자가 설정하여 저수지에서 각 수로 및 포장까지의 공급된 용수와 도달시간 등을 분석하여 가뭄진단을 위한 의사결정을 지원할 수 있다. 또한 최적의 농업용수 관개 방법을 저수지 공급 유량, 수문 조작 등의 조건에 따라 시스템이 사전 분석하여 간편하게 사용자가 확인할 수 있도록 표출하며, 사용자가 설정된 조건에 따라 농업용수를 공급하였을 경우 농업용수 공급량, 저수율 변화 등을 분석하여 관개계획을 수립할 수 있도록 구성되어 있다. 본 시스템을 이용하여 기존 관개방법, 수문조절에 의한 연속관개, 수문조절에 의한 윤번관개 방법에 대해 시나리오별 농업용수 공급 분석을 수행하여 관개기간, 저수지 공급량, 저수지 저수율변화, 논에 공급된 용수량, 무효방류량, 수문조작 횟수 등에 대한 효과를 분석하였다. 기존 방법보다 수문조절에 의한 관개방식이 무효방류량과 수문조작 횟수가 감소하였고 이에 따라 저수지 저수율의 감소도 줄어든 것으로 분석되었다. 지능형 관개분석 시스템을 통해 GIS 기반의 현장계측 및 모니터링을 통한 용수공급 현황을 용이하게 파악할 수 있으며, 농업용수 효율적 관리를 위한 의사결정지원으로 적기·적량의 용수 배분을 통한 물자원 절약 및 수리시설 기능 활용 증대를 통한 과학적 물관리로 물이용 효율화 제고가 가능할 것이다. 향후 다양한 조건에 대해 이 시스템의 기능들을 이용하여 물관리 상황을 모의하여 자율학습 방식의 물관리 구현에도 활용이 가능할 것이다.

기후변화 대비 농업용저수지 저수위 예측 시스템 개발

김해도 ( Haedo Kim ),이재남 ( Jaenam Lee ),신형진 ( Hyungjin Shin ),강석만 ( Seokman Kang ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

우리나라 농업용저수지 유효저수량은 31억㎥(17,401개소) 규모로 전체 농업용수량의 75% 이상을 기여하고 있는 등 최근 기후변화에 따른 가뭄에 대응하기 위한 저수량 관리는 농업용수의 효율적인 관리측면에서 가장 중요한 요소이다. 특히 봄철 영농기 저수율은 가뭄대책 수립을 위한 지표가 되므로, 차질 없는 농업용수 공급에 대비하기 위해 가을철 수확기부터 이듬해 영농기 이전의 기간에 대한 강수량 및 저수율 예측이 필요하다. 본 연구의 목적은 계절예측 기상정보를 이용하여 강우시 저수지 유역에서 유출되는 수량과 저수지에서 공급하는 수량을 모의하여 저수위를 예측하는 농업용수 통합영향평가 시스템을 개발하는데 있다. 계절예측 기상정보는 3개월, 6개월 단위로 생성되는데 본 연구에서는 APEC 기후센터(www.apcc21.org)에서 작성하는 계정예측정보를 이용하였으며, 저수위 산정은 한국농어촌공사(www.ekr.or.kr)에서 저수지설계에 이용하고 있는 HOMWRS (Hydrology Operation Model for Water Resources System) 프로그램을 이용하였다. 농업용수 통합영향평가 시스템 개발의 주안점은 계절예측정보의 업데이트 모듈과 저수율 예측의 정확성 향상을 위해 기존의 프로그램에서 제공하고 있는 농업용수 공급량계산방법을 실제 물수요 산정방식으로 개선하는데 있다. 그리고 저수위 예측의 구체적인 활용은 저수지 관리자인 한국농어촌공사의 물관리 조직(지사)별로 현재의 시점을 기준으로 3개월 또는 6개월 이후에 저수위의 변화량을 전망함으로서 조기 가뭄대책 수립여부에 대한 의사결정시 활용하기 위함이다. 이를 위해 다양한 관리단위별로 저수율을 일괄적으로 모의 분석 할 수 있도록 시스템의 인터페이스를 구성하여 각 저수지별로 물수지 분석을 수행해야하는 번거로움을 줄임으로써 실무자의 사용 편의성을 향상시켰다. 또한 APEC 기후센터의 계절예측자료를 업데이트할 수 있는 모듈을 탑재하여 저수지 기후변화 영향평가를 수행할 수 있도록 하였다. 본 연구를 통해 개발된 시스템은 한국농어촌공사 관리의 전체 저수지를 대상으로 단기 계절예측 자료를 적용하여 6개월 이내의 저수지 저수율을 전망할 수 있을 것으로 예상되며, 지역별 기후변화 적응대책 수립에도 활용할 수 있는 분석 도구가 될 것으로 판단된다.

기후변화가 농업용수, 농업생산기반시설에 미치는 영향분석

김해도 ( Haedo Kim ),신형진 ( Hyungjin Shin ),이재남 ( Jaenam Lee ),강석만 ( Seokman Kang ),장규상 ( Kyusang Jang ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-

기후변화는 영농환경의 변화를 가져와 안전한 영농을 위협하고 있으며, 농업용수와 농업생산기반시설의 적정규모 및 이용방법에 영향을 미치고 있다. 최근 기후변화로 인한 물 부족이 발생하고 가뭄이 장기화되어 농작물 피해가 빈번히 발생함에 따라 기후변화에 대응한 농업용수의 안정적인 공급 대책에 대한 요구가 증가하고 있다. 그리고 농업생산기반시설은 작물의 필요수량을 강우만으로는 보충할 수 없기 때문에 추가수량을 인위적으로 공급하기 위한 시설로서 강우의 정도가 시설규모 결정의 기준이기 때문에 기후변화에 매우 민감한 시설이다. 기후변화가 농업용수와 농업기반시설에 미치는 영향 중 가장 큰 요인 강우패턴의 변화로 인한 영향이다. 강우패턴변화는 강우의 공간적 이동(shift)뿐만 아니라 강우강도 및 강우기간의 이동을 의미한다. 또한 일조시간, 기후조건에 의해 증발산량이 변화하는데 이는 농업용수 공급의 기준인 작물 수요 의 규모에 영향을 미친다. 본 연구에서는 강우이동이 기존에 설치된 농업생산기반시설을 통해 공급하는 농업용수의 효율적인 운영과 이용에 어떻게 영향을 미치는지 구체적인 사례를 분석하였다. 분석사례는 농업용수를 이용측면인 이수분야와 재해측면의 치수분야 및 수질분야로 구분하였다. 연구결과 기후변화에 의한 강우의 공간적 이용에 따라 용수부족지역이 발생하였고, 강우의 시간적 이동에 따라 농업용저수지의 수질에 영향을 미치고 있으며, 강우강도의 이동에 따른 집중호우로 인한 재해지역이 발생하는 경우와 증발산량 증가에 따른 농업용수 수요량이 증가하는 사례를 분석할 수 있었다. 기후변화 영향·취약성 평가와 관련한 법적, 제도적 근거를 최근에 마련하여 농촌진흥청과 산림청에서는 소관 분야를 위임하고 농어촌용수 및 농업생산기반시설 분야는 한국농어촌공사가 위탁 방식으로 제도화가 됨에 따라 기후변화가 농업·농촌·산림에 미치는 영향을 심층적으로 실태조사 하여 선제적 대응을 위해 5년 주기로 기후변화 영향·취약성평가를 추진할 예정이다. 본 기후변화에 의한 영향분석 결과는 농업용수, 농업생산기반시설의 영향·취약성 평가분석에 이용할 예정이다.

융·복합 분리막 물 처리기술을 이용한 하수재이용 공정개발

김해도 ( Haedo Kim ),이용직 ( Yongjig Lee ),송도선 ( Doseon Song ),손종화 ( Jonghwa Son ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

고성능의 분리막 제조기술과 분리막의 성능을 극대화 할 수 있는 전·후 처리 시스템을 융·복합하여 유입수 성상에 관계없이 분리막을 적용하여 일정한 수준의 재이용수를 생산할 수 있는 공정 기술을 개발하였다. 본 연구에서의 적용한 기술은 분리막 전처리 기술로서 원심력 발생기술인 사이클론을 다중 멀티사이클론방식으로 개발하여 부유물제거 범위를 확대하고, 전기촉매 기술을 적용하여 필터 없이 실시간으로 질소, 인 등 유기물을 부상시켜 제거할 수 있는 물처리 기술을 개발하였고, 또한 분리막 후처리 기술로 분리막 적용의 한계점인 분리막 세정에 극미세 버블에 의한 막세정 기술을 개발하여 분리막이 다양한 유입수 성상에서도 적용할 수 있는 기반기술을 개발하였다. 본 연구에 적용한 분리막은 내오염성 향상 및 사용기간 연장을 위해 8인치 형태의 가압식 블레이드 보강 PVDF(불소고분자) 재질의 UF 분리막(0.05㎛) 을 개발하였으며, 연결프레임 및 배관 없이 분리막 모듈간을 직접 연결하는 방식으로 개발함에 따라 설치부지를 50% 이상 감소시키고 설치비용 및 유지관리비용도 절감함으로서 기존 하수처리공정에 연결의 편리성을 강화하였다. 전처리기술은 기존의 응집부상처리기술과 처리방법은 매우 유사하지만 기존기술의 경우 응집제 반응시간에 따라 최소 1시간~1일 이상 소요되기 때문에 실시간 처리기술 보다는 호소수질개선 같은 총량처리에 의미가 있는 기술로 활용되고 있는데, 본 연구에서는 유기물의 응집시간을 최대 10초~2분 이내로 줄이는 기술을 바탕으로 분리막 모듈형태와 같이 타워형 모듈로 제작하여 필터를 사용하지 않지만 필터와 같은 형태로 분리막 전처리기술을 개발하였다. 전처리기술은 개별기술로도 필터를 사용하지 않고서도 제거에 비용과 시간이 많이 소요되는 유기물을 실시간으로 제거할 수 있는 기술을 구현함으로써 기존 하수처리장에서 문제가 되는 질소 와 인 등 유기물 제거에 기존 처리공정과 별도로 적용 가능함에 따라 활용도가 매우 높다. 실제 두부폐수처리공정에 독립공정으로 적용되어 유기물제거용도로 사용되고 있으며, 하수처리장 활성오니 제거는 물론 정수장 유입구의 녹조류 등 제거 및 고농도의 음식물 폐수처리 용도로도 확장가능성이 매우 클 것으로 판단된다. 개발기술의 성능 실증을 위해 제주도 하수처리장에 일3,000m³규모의 테스트베드를 조성하였으며, 본 공정을 거처 생산한 재이용수를 실제 농가에 공급 중에 있다.

저수지 여수토 증고를 위한 최적방안 연구

김필식 ( Philshik Kim ),김선주 ( Sunjoo Kim ),김해도 ( Haedo Kim ),심재훈 ( Jaehoon Shim ),이재혁 ( Jaehyeok Lee ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

우리나라 농업용수의 주수원공인 저수지는 2004년 말 현재 총 17,732개소에 달하지만 1972년 이후 설치된 저수지는 11%인 2,051개소 정도로서 나머지 89%의 저수지는 노후화 되거나 기능이 저하되어 현재의 설계기준을 충족시키기 못하고 있다. 총 3,328개소의 저수지 중에서 홍수조절용 게이트가 설치된 저수지는 28개소에 불과하여 거의 모든 농업용 저수지는 자연유하식 물넘이를 통하여 홍수량을 배제할 수밖에 없으므로 최근 발생하고 있는 집중호우나 폭우를 감당하기에는 구조적으로 취약한 실정이다. 또한 우리나라 저수지 유역의 특성상 많은 토사가 퇴적되어 저류량이 감소하고 있으며 새로운 수원공의 설치는 어려운 실정으로 한발과 홍수에 대처하기 위한 유지보수 방안들이 연구 중이다. 본 연구에서는 농업용 저수지의 자연유하식 물넘이에 가동보를 설치하므로 자연재해를 최소화 할 수 있는 방안을 구조적·경제적 측면에서 연구하였다.

농업가뭄 피해의 정량적 평가 기법 개발을 위한 DB 구축 방안

김진환 ( Jinhwan Kim ),박지성 ( Jisung Park ),김해도 ( Haedo Kim ),강석만 ( Seokman Kang ),장규상 ( Kyusang Jang ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

최근 기후변화 및 이상기후로 인해 자연재해가 증가하고 있으며, 특히 근래 가뭄으로 인한 농업피해가 크게 증가 하였다. 가뭄피해를 최소화하기 위해 정부 및 지자체에서는 가뭄대책을 추진하고 가뭄대비 용수개발 사업을 실시하는 등의 노력을 하고 있다. 하지만 가뭄 피해 평가 기준과 시군별 피해평가 사례가 부족하고 정량적인 피해이력 데이터가 부족하여 피해지원 효과나 적정한 지원규모를 파악하기 어려운 상황이다. 이와 같은 문제를 해결하고자 농업가뭄 피해의 정량적 평가기법을 연구하여 한해대책비 등 지원예산 산정 및 가뭄 대책 효과분석 단계에서 활용할 수 있는 정보를 제공하고자 한다. 이를 위하여 우선 현재 수집 가능한 최근 논 마름면적, 밭 시들음 면적, 농업재해보험가뭄신고내역 등 정량적 피해 자료와 가뭄대책 예산 투입내역, 농업생산량자료, 농업기반시설자료 등을 수집하고 분석하였다. 최근 2~3년 데이터의 경우 정량적이고 어느 정도 일관성이 있지만 세부 조사항목에 차이가 있어 통일된 항목 및 합계 데이터를 중심으로 DB로 정리하였다. 이렇게 만들어진 농업 가뭄피해 DB는 공간DB로서 가뭄대응능력 시스템과 연계되어 정량적 가뭄 피해평가 기법을 GIS상에서 적용할 수 있도록 개발할 계획이다. 또한 과거 가뭄피해 공간DB를 통한 민감성 분석을 통해 가뭄상황을 재현하고 피해가 파악되지 않은 지역도 추정할 수 있도록 개발할 예정이다. 해외 선진사례의 경우 토지이용, 작물가격, 생산비용, 물 사용료 등으로 구성된 DB를 활용하고 있는데 이를 분석하여 향후 우리나라 실정에 맞는 개선된 가뭄피해 평가 기법을 제시할 것이다. 이를 고려하여 지금은 수집되고 있지 않으나 수집이 필요한 요소들을 선정하여 지자체 및 관련 기관에서 지속적으로 조사 및 수집 할 수 있도록 DB를 구축할 것이다. 축적된 농업가뭄 자료와 정량적 가뭄피해 평가 결과는 농업·농촌 가뭄의 종합적인 대응 체계 수립과 용수확충의 우선순위 결정에 활용될 수 있을 것이다. 또한 본 연구결과를 기반으로 농업가뭄발생이 지역적이라는 사실을 고려하여 한 지역에 가뭄이 발생했을 경우 지역 농업생산시장, 고용시장 등 지역 경제·사회적인 파급효과도 파악할 수 있을 것이다.