우리나라 농업용수 PSE 산정에 대한 개선방안

김해도 ( Hae-do Kim ),나민철 ( Min-chul La ),조진훈 ( Jin-hoon Jo ),임종성 ( Jong-sung Lim ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

OECD 농업위원회에서는 농업정책과 관련된 지지액(support)을 계측하는데 핵심지표로서 PSE(producer support estimate)를 사용하며, 이를 통해 국가별 생산왜곡, 생산비(非)연계, 시장목표 등의 평가에 이용하고 있다. 농업분야 전체에 대한 PSE의 경우, 우리나라와 사정이 비슷한 일본은 1988년 이전 64(%PSE)에서 2007년도는 45로 많이 낮아지고 있고, 우리나라는 70에서 60으로 낮아지긴 했으나 OECD 평균(23)보다는 아직은 높게 평가되고 있기 때문에 지속적으로 개선하기 위한 노력을 진행 중에 있다. 현재 농업용수의 경우, 기반시설과 관련된 정부보조는 일반지지추정치(GSSE)에 포함되어 있으나 호주, 뉴질랜드 같은 농산물 수출국은 정부가 농산물 생산의 왜곡을 줄여야 한다고 강력하게 주장하면서 이 부분을 PSE에 포함하는 방안을 제기하면서 용수 사용에 따른 완전비용회수(Full Cost Recovery)를 정책대안으로 제시하고 있다. 이와 같이 OECD가 농업용수 PSE산정방식을 변경하게 되면 기존의 GSSE에 해당되는 건설비용, 유지관리비용 등을 PSE에 포함되어 우리나라와 일본의 경우 농업용수에 대한 PSE가 크게 증가 하게 된다. OECD 회원국들 중 미국, 멕시코, EU, 호주, 일본 및 한국의 농업용수 PSE 각 국별 농업용수 PSE수준을 비교한 결과(2008년도 까지) 한국과 호주가 가장 낮은 수준인 것으로 나타났으며, 미국과 EU가 비슷한 수준으로 분석된 반면, 일본과 멕시코가 가장 높은 군에 속하였다. 또한 전체 PSE 중 농업용수PSE비중의 변화추이를 보면, 한국과 EU가 가장 낮고, 다음이 일본과 미국이며, 호주와 멕시코의 순서로 높게 파악되었다. 현재 각 회원국이 자국의 정치, 자연환경(기후), 영농방식, 역사 등 여러 가지 여건에 따라 다양한 정부기관 또는 물 관리기관에 의해 시행되는 지지정책의 내용 또한 다양하다. 따라서 본 연구에서는 농업용수PSE산정 주관기관, 수자원의 다목적 이용(농업용 수자원의 점유율), 정책분류의 일관성, 회원국별 농업환경과 영농활동의 차이, 농업으로 인한 외부재와 공공재의 비용/편익의 처리, PSE와 GSSE 간의 차이점, 농업용수기반시설의 잔존가치 등으로 관련된 문제점을 고찰하고, 이 가운데 일부의 문제점에 대해서는 개선 방향을 제시하였다.

농업용수관리를 위한 RFID 기반 무선 센서 네트워크 개발

남원호,김태곤,최진용,김진택,나민철,Nam, Won-Ho,Kim, Tae-Gon,Choi, Jin-Yong,Kim, Jin-Taek,La, Min-Chul 한국농공학회 2011 한국농공학회논문집 Vol.53 No.5

Irrigation facilities are spread over demand area in a low density and exposed in the field requiring efficient operation and maintenance. Thus, it could be more efficient to manage an irrigation system when it is with wireless sensor network (WSN) using RFID (Radio Frequency Identification) application. A WSN, a kind of ubiquitous sensor network composed of wireless network, RFID and database management system was developed for agricultural water management in terms of operational status and maintenance requirements. Identification code for RFID tag was designed and an application for RFID reader was developed for field data collection, and a database management system was constructed for managing irrigation facility attributes. The system was installed in I-dong irrigation districts in Gyounggi-province, Korea and the operated results showed the applicability of the WSN for agricultural water management.

서해안지역 간척농지의 다각적 활용을 위한 침수안전지역 설정 연구

박명수,윤동균,한국헌,오승태,나민철,Park, Myeong Soo,Yun, Dong Koun,Han, Guk Heon,Oh, Sung Tae,La, Min Chul 한국관개배수위원회 2012 한국관개배수논문집 Vol.19 No.1

Many reclaimed tideland projects in Korea have been conducted to secure the food self-sufficiency. In fact, the domestic food self-sufficiency has been greatly improved and reclaimed tideland projects contribute to Korea's economic and social development directly or indirectly replacing agricultural lands from urbanization, industrialization. As result, current self-sufficiency of rice reach the demand(104.6%) while rate of upland crops has less than 30% of self-sufficiency rate and corn, wheat, soybeans, etc. are virtually dependent on imports. Domestic price of crop is expected to be unstable by trend of international grain prices. Therefore, developing reclaimed tidelands as upland which is originally constructed for paddy fields could be a good option to become steady in domestic crop market and dedicate to ensure a stable food security. The study to prepare measures for dealing with disasters in reclaimed tidelands of west coast district is required in order to utilize those sites for infra construction of multi-utilization in those sites and The result of flooding analysis in this study can suggest policy direction for practical utilization of reclaimed tidelands in yellow sea area.

농업용저수지 효율적인 준설을 위한 자율항법 음향측심기술 개발

김진택 ( Jin-taek Kim ),윤동균 ( Dong-koun Yu ),나민철 ( Min-chul La ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

국내 농업저수지는 전체 농업용수 공급의 약 60%에 달하는 많은 양을 담당하고 있으며 전국에 약 18,000개소가 과거 수 백년전부터 축조되어 농업용수의 이수, 가뭄 및 홍수에 대한 치수 기능을 하는 등 주요 농업기반시설로써 그 역할을 하고 있다. 저수지 관리에 있어서 저수지들의 정확한 용적과 저수량 등을 파악하여 과학적이고 효율적으로 운영하는 것은 안정적인 농업용수 공급과 더불어 최근 자주 발생하는 가뭄과 홍수에 신속하고 적절하게 대처 할 수 있을 뿐 아니라 향후 물 부족 국가로 예견되고 있는 우리나라의 저수지 수자원의 효율적인 관리에 중요하다. 저수지 내용적 결정에 있어서의 기준은 GPS 장비와 음향측심기(Echo-sounding)를 이용하여 측량한 자료와 광파기를 이용한 만수면 주변 지형측량 자료로 결정하며 내용적 측정 시 저수지의 만수위는 여수토 언정을 기준으로, 사수위는 최저 취수공 표고를 기준으로 한다. 그러나 이러한 국내 농업용저수지의 내용적측정은 각 부분의 장비를 외국에서 수입하여 사용하고 있어 고가의 비용이 소요되며 또한 유인탐사선을 이용하여 측정함으로써 깊이가 얕은 곳의 측량제한과 환경오염, 전복 등으로 인한 인명피해를 유발하는 등 많은 문제점을 가지고 있다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 측정 장비의 가격을 저가로 하고 유지관리가 용이하며 수질 및 환경오염을 피할 수 있는 보급형 농업용 저수지 내용적 측정관리 시스템 개발이 절실하다. 이를 위해서는 저수지의 수심 측정을 위한 국산 음향측심센서(Echo Sounder) 및 좌표 연산을 위한 GPS 시스템 탑재하고 저수지 수심을 정밀하게 측량하는 무인 탐사선, 수면 장애물 회피를 포함한 농업용 저수지의 적정 자동항법알고리즘 기술, DGPS와 음향측심센서 및 현장 측정 RF통신 기술 등의 개발이 필요하며 이를 실현하는 방법으로 전체 시스템의 안정적인 통합을 고려하여, 개별 모듈을 개발하고 적정 통합시스템으로 결합함으로써 시스템의 안정성을 제고하며 관측된 농업용저수지 내용적 자료의 유지관리를 위한 측정자료 자동분석 및 내용적관리시스템을 개발하여 저수지 기초자료 확보와 체계적인 유지관리를 실현하며 측량에 소요되는 인원의 절감과 시간의 절약을 통하여 측량 소요 예산의 절감을 도모하도록 하였다.

농업용 저수지 및 관개지구를 고려한 내한능력 평가

양미혜 ( Mi-hye Yang ),남원호 ( Won-ho Nam ),박종훈 ( Jong-hoon Park ),나민철 ( Min-chul La ),김경찬 ( Kyoung-chan Kim ),김상우 ( Sang-woo Kim ),박진현 ( Jin-hyeon Park ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0

일반적으로 이수를 위한 농업용 저수지의 필요수량은 10년에 1회 갈수를 기준으로 하는 10년 빈도 한발 시의 공급량을 기준을 사용한다. 국내 농업용 저수지는 약 17,000개소가 존재하며 그 중 한국농어촌공사는 3,400개소를 관리하고 있으며, 약 13,000개소는 지자체에서 관리 중에 있다. 공사관리 저수지의 약 78%는 농업용수를 안정적으로 공급할 수 있도록 10년 한발빈도로 설계되어 있으나 시군관리 저수지의 약 63%가 평년(약 2.33년) 한발빈도로 설계되어 있어 약한 가뭄에도 용수공급에 차질이 발생할 수 있다. 2022년 전남 및 전북 지역의 지속된 기상 가뭄으로 인한 댐과 저수지의 용수 부족은 2023년 봄가뭄으로 이어져 농업용수 확보에 어려움을 겪었다. 2023년 3월 기준 전남 및 전북을 제외한 지역의 저수율은 평년 대비 104∼115%로 나타났으나 전북 및 전남의 경우 각각 평년 대비 75.6%, 77.1%로 나타났으며, 50%대의 저수율을 보인 저수지도 존재하였다. 최근 기후변화로 인한 강수의 지역 편중 등 극한 강우사상의 증가로 가뭄에 대한 재해 위험이 증가되고 있는 상황에서 농업용 저수지 내한능력 및 설계 한발빈도의 변화, 용수관리와 수요의 변화로 현시점의 이수안전도 평가의 필요성이 증대되고 있다. 현재 농업용 저수지의 이수안전도 기준의 부재로 설계 빈도인 10년 한발빈도 또는 내한능력을 대신하여 사용 중에 있다. 본 연구에서는 농업용 저수지의 수원공에 대한 내한능력 및 이수안전도 뿐만 아니라 수원공에서 평야부까지 변화된 농업용수공급능력 평가를 위해 용배수계통을 고려한 이수안전도 산정을 수행하였다. 수리수문설계시스템(K-HAS; KRC Hydraulics & hydrology Analysis System)과 EPA-SWMM (United States Environmental Protection Agency Storm Water Management Model)를 활용하여 물수지 분석을 수행하였다. 저수지 내용적 측량을 위해 LiDAR를 활용한 육상 측량, 멀티빔을 활용한 수심측량을 수행하여 내용적을 산출하였다. 물수지 분석 시, 수원공과 보조수원공를 포함하고 각 필지마다 용수 공급량을 산출함으로써 필요수량, 용수 부족량 및 용수공급 부족 기간을 산정하여 농업용 저수지의 내한능력을 조사하고 관개지구의 이수안전도 산정 방법을 제시하고자 한다.

수리시설 및 물 관리를 위한 영상 유속·유량측정 기술 개발

김진택 ( Jintaek Kim ),윤동균 ( Dong Koun Yun ),김동주 ( Dong Joo Kim ),나민철 ( Min Chul La ) 한국농공학회 2012 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2012 No.-

표면영상유속계(SIV)는 영상 분석 기법을 이용하여 하천의 표면유속을 측정하고, 이를 토대로 유량을 산정하는 시스템이다. 현재 시험적으로 수전교에 고정식표면영상유속계(FSIV)를 이용하여 실시간 하천유량 산정하고 있다. 하지만, 농촌지역의 농업용수로에서는 그 범위가 넓어 고정직표면영상유속계를 설치·운영하는 것이 힘든 현실이다. 따라서 넓은 농촌지역의 농업용수를 효율적으로 관리하기 위한 모바일표면영상유속계측 방법을 적용하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 모바일표면영상유속계(MSIV) 시스템을 농업용수로에 적용하여 실시간으로 연속적인 유량측정을 실시하였다. 농업용수로에 기준점 4곳을 표시하여 스마트폰으로 5~10초 촬영한 후, 서버에 보내면 표면영상유속분석을 통하여 유량을 산정하였다. 모바일표면영상유속계측 방법은 농촌용수 현장관리를 스마트폰 등을 이용하여 실시간으로 유량을 관측할 수 있어 농촌수자원의 효율적인 관리와 안정적인 영농을 위한 물공급 기대된다.

농촌수자원 관리 현장검측 장비기술 고찰

김진택 ( Jin-taek Kim ),윤동균 ( Dong-koun Yun ),나민철 ( Min-chul La ),강민구 ( Min-goo Kang ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

농업수로는 수원공과 연결된 용수간선과 용수간선에서 분기하는 용수지선 그리고 농경지에 연결되는 말단의 용수지거로 구분되며, 국내의 경우 용수간선이 25,878㎞(23.1%), 지선 35,694㎞(31.8%) 그리고 지거가 50,595㎞(45.1%)로 구성되어 있다. 우리나라 농수로연장은 지구둘레의 2.8배에 해당하는 거리로써 그 소요시설비는 약 15조원에 달하는 농업뿐만 아니라 국가의 주요시설이다. 그러나 전국 용수로의 노후화는 심한 상태이며, 누수 및 관리 손실양이 크다. 용수로의 누수는 시설물의 노후와, 시공상 결함, 관리소홀, 자연적인 붕괴 및 파손 등에 의해서 발생하기 때문에 이를 저감하기 위해서는 용수로의 현대화를 통한 효율적인 유지관리가 필요한 상황이다. 최근 무선센서네트워크(Wireless Sensor Networks, WSN) 기술과 마이크로 센서기술이 정밀농업(Precision Agriculture, PA)에 도입되고 있다. WSN 기술은 안전하고 유연한 접속성, 자원공유 향상, 설치용이, 저전력 소모, 이동성을 갖추고 있는 것이 장점이다. 뉴질랜드에서는 포도원 환경을 실시간으로 모니터링할 수 있는 WSN 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 농작물 관리 의사결정을 위하여 기후, 대기, 작물, 토양 자료를 센서를 통하여 실시간으로 수집하고 이를 분석하는 것으로 농장관리자가 서리피해를 방지하기 위한 적절한 대책(스모그 발생, 방상선 운영, 스프링쿨링, 난방)과 시기를 결정하는 의사결정에 활용하고 있다. 오스트레일리아에서는 STI(Science Technology and Innovation) Project인 "Regional and Economic Benefits through Smarter Irrigation"을 수행하여 스마트 관개가 용수절약에 효과가 있음을 밝힌 바가 있음. 따라서, 농촌용수 현장관리를 PDA, GPS, RFID/USN 등의 정보통신기술과 웹기반, 전산화 물관리기술 등의 시스템통합기술의 자동검측 관리방식으로 과학화함으로써 물관리기관의 관리업무 효율성 향상과 물이용자·지역주민의 농촌용수 정보를 제공하여 농촌수자원의 효율적인 관리와 안정적인 영농을 위한 물공급 기반을 확보할 필요가 있다.

서남해안지역 간척농지의 다각적 활용을 위한 침수안전지역 설정 연구

박명수 ( Myeong Soo Park ),윤동균 ( Dong-koun Yun ),김동주 ( Dong-joo Kim ),오승태 ( Sung-tae Oh ),나민철 ( Min-chul La ) 한국농공학회 2012 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2012 No.-

본 연구는 기존 서남해안지역 간척농지를 다각적으로 활용하기 위해 수리·수문학적 특성을 분석하고, 사전 침수분석대책 결과를 토대로 간척지 밭 및 다각적 활용을 위한 개발가능면적과 기술·정책적 지원방향을 모색하는 것을 기본으로 하였다. 이를 위해 대상 간척농지의 설계당시 침수에 대한 빈도별 계획홍수량, 계획홍수위 등을 간척농지 개발사업 이후부터 현재까지의 수문기상자료로 재검토하여 간척농지의 수문학적 침수안전지역을 재검토함으로서 첨단 수출농업, 친환경 축산 특히 밭작물 재배를 위한 수문학적 안전성을 파악하고 체계적인 관리계획을 수립함으로써 간척지 활용정책사업 지원을 위한 기반조성 기술검토 자료로 활용될 것으로 판단된다. Many reclaimed tideland projects in Korea have been conducted to secure the food self-sufficiency. In fact, the domestic food self-sufficiency has been greatly improved and reclaimed tideland projects contribute to Korea's economic and social development directly or indirectly replacing agricultural lands from urbanization, industrialization. As result, current self-sufficiency of rice reach the demand(104.6%) while rate of upland crops has less than 30% of self-sufficiency rate and corn, wheat, soybeans, etc. are virtually dependent on imports. Domestic price of crop is expected to be unstable by trend of international grain prices. Therefore, developing reclaimed tidelands as upland which is originally constructed for paddy fields could be a good option to become steady in domestic crop market and dedicate to ensure a stable food security. The study to prepare measures for dealing with disasters in reclaimed tidelands of southwestern coast district is required in order to utilize those sites for infra construction of multi-utilization in those sites and The result of flooding analysis in this study can suggest policy direction for practical utilization of reclaimed tidelands in the southwestern coast district.

기후변화에 대응한 배수개선설계기준 개정에 관한 연구

박명수 ( Myeong Soo Park ),윤동균 ( Dong-koun Yun ),김동주 ( Dong-joo Kim ),오승태 ( Sung-tae Oh ),나민철 ( Min-chul La ) 한국농공학회 2012 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2012 No.-

최근 우리나라는 아열대성 기후로 변함에 따라 예측 불가능한 강우 형태가 자주 발생하고 있으며, 강우량의 경우과거에는 발생하지 않았던 고강도의 강우가 빈번하게 발생하고 있는 실정이다. 그러나 기존 농경지 배수시설의 경우고강도의 강우에 부족한 기준을 가지고 있어 침수에 불리한 구조를 가지고 있다. 그에 따라 본 연구는 2011년 9월부터 한국농어촌공사에서 운영된 TF팀의 기후변화 대응 농업기반시설 설계기준개정 내용을 기초로 최근 강우의 지역별, 시기별 강우패턴 변화 분석과 농업기반시설 피해 등 사례분석을 통하여 농업기반시설 재해대비 능력을 조사하고 침수·수문분석을 시행하여 시설물 보강 등을 위한 배수개선사업의 추진 방향을 모색하고, 재해취약시설의 재해사전 예방계획을 수립할 수 있는 기본 방향을 제시하였다. Recently, Korea faces many unexpected extraordinary rain. As there is the feature of the local characteristic heavy rain and subtropical climate in ozone layer destructive, global warming and unusual change of weather of elnino actual condition in Korea. The phenomenon presents a stronger trend of rainfall intensity reducing rain days and this trend is expected to continue for a while, according to the analysis of the meteorological agency. On the other hand, the case of agricultural drainage systems still has insufficient capability to control the recent heavy rain damaged many agricultural facilities and farm lands. Cropping system also has been changed from rice farming that cultivates the most common grain(rice) in rural areas to upland farming that grows horticultural crops(vegetables). There are approximately 21,000 hectare(ha) of flooded rural areas in July, 2011 including 930 hectare(ha) of horticultural crops, mainly due to the torrential rains. As part of effort to minimize rain damage with this trend, central government prepared for drawing up the revision of agricultural drainage systems so that they can limit damages in the event of the torrential rains. For that reason, the study to prepare measures for dealing with disasters in drainage systems is required in order to reduce damage of cropland and drainage systems. The result of flooding analysis in the study can suggest policy direction for revision of practical utilization of agricultural drainage systems.

자율항법 자동수질측정 무인선박장치 운영시스템 개발

김진택 ( Jin Taek Kim ),윤동균 ( Dong Koun Yun ),박명수 ( Myeong Soo Park ),오승태 ( Seoung Tae Oh ),나민철 ( Min Chul La ) 한국농공학회 2012 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2012 No.-

농업용저수지 수질측정 현황은 17,600여 개소 농업용저수지 중 농업용수 수질측정망 조사시설은 저수지 800개소이며, 농업용 호소로서 환경부 조사·시행 호소수질측정망시설 26개소(저수지 16개소, 담수호 10개소)를 포함한 826개소를 대상으로 농업용수 수질을 분석·평가하고 있다. 저수지 자율항법 자동수질측정을 위하여 개발한 운영시스템은 내용적측정 무인탐사선과의 연계운항·제어모듈 개발 및 저수지 수질측정을 위한 최적항로 운항모듈을 개발하였다. 자율항법 무인탐사선의 자동수질 측정을 위한 운항·제어 알고리즘 설계를 위하여 기존의 자율항법 탐사선의 운항 알고리즘과 수질자동 측정장치 제어 알고리즘을 분석하여 연계·제어모듈을 설계하고 프로그래밍 하였다. 운영과정은 선박운영 프로그램에서 수질모니터링 프로그램으로 Operation Start 명령을 전송하면 수질모니터링 프로그램에서 이 명령을 수신한 이후에 윈치제어 및 수질측정, 각 해당수심에서 시료채수를 수행한 이후에 Opeartion End 신호를 선박운영 프로그램에 전송하면 다음 지점으로 이동할 수 있도록 하였다. 이를 통하여 효율적인 농업용저수지의 무인자동 수질측정 및 채수기술을 개발·제공하도록 하겠다.