Performance evaluation of a subsurface drainage culvert system in converted paddy fields

도종원,박종석,김현태,이광야,신형진 충남대학교 농업과학연구소 2020 Korean Journal of Agricultural Science Vol.47 No.2

With the change of the agricultural environment (increased rice production, decreased rice consumption, and rice production policies), converting paddy fields into upland fields is an increasing trend. In terms of conversion into upland fields, subsurface drainage is one of the most important factors for good field crop growth. This study evaluates the performance of a subsurface drainage culvert system in paddy fields and reclaimed lands. The obtained results are briefly summarized as follows: 1) After a comparative evaluation of several subsurface drainage culvert systems, including excavated subsurface drainage and non-excavated subsurface drainage types, type 3 (non-excavated, perforated drain pipe 50 mm, filter mat B50 cm, subsoiling 70 cm and culvert spacing 5 m) shows relatively high values among four types in terms of effectiveness (subsurface discharge capability) and economic efficiency (construction cost). 2) Type 3 has proven that it is suitable for design standards of discharge capacity through field tests performed in paddy fields (three sites: Gong-geom, Gae-san, Juksan) and reclaimed lands (two sites: Gum-ho, Mi-am). 3) In the experiment of Sesamum indicum growth according to the existence of a drainage system, Sesamum indicum growth with a subsurface drainage culvert system had good value in terms of plant shoot and root length, shoot fresh and dry weight, and root fresh and dry weight).

농업가뭄 특성 분석 및 대응 전략 연구

도종원,신형진,진영규,이슬기,임희성,임혁진,황선아,남원호,박찬기 강원대학교 농업생명과학연구원 2023 강원 농업생명환경연구 Vol.35 No.4

The increased frequency of natural disasters has been attributed to abnormal climate conditions, with droughts notably causing significant damage. In particular, droughts directly impact the agricultural sector. In recent years, the scale and frequency of damages caused by droughts in South Korea have increased. In 2018, a drought occurred during the crucial panicle formation stage of rice (July-August) due to below-average rainfall and heat waves. This led to a decrease in both the reservoir storage rate and soil moisture. The reservoir storage rate exhibited a decline from July to August, with approximately 300 reservoirs representing less than 50% of the average annual storage rate. This manifested in a two-phase curve which showed increases and decreases in June and August. Based on the rainfall in July, 107 regions experienced drought frequencies typically occurring once every 200 years or more. This resulted in damages such as dry rice paddies (2,153 ha) and withering field crops (20,254 ha). The Korea Rural Community Corporation minimized drought damage by promoting the smooth management of agricultural water supply through the installation of pumped storage reservoirs and direct input of maintenance costs. A comprehensive analysis of the 2018 drought reveals that agricultural water management is not standardized based on factors such as crop type, cultivation timing, and cultivation scale. Consequently, there is a demand for ongoing water management and the formulation of region-specific drought management measures.

배초향의 생장과 기능성 물질 함량을 고려한 실내재배 적합 최적 품종 선정

도종원(Jong Won Do),노승원(Seung Won Noh),복권정(Gwon Jeong Bok),이현주(Hyun Joo Lee),이종원(Jong Won Lee),박종석(Jong Seok Park) (사)한국생물환경조절학회 2020 생물환경조절학회지 Vol.29 No.2

본 연구는 Agastache 속 여러 종에서 국내 자생지 환경요건에 적합하면서 생육 및 기능성 물질 함량면에서 가장 최적의 종을 선정하고자 하였다. 첫째, 11종의 배초향(Agastache)속 종자를 구입하여 미국 농무성(USDA) 식물 내한성 지도(plant hardiness zone map) 및 국내 식물 내한성 지도를 참고하여 11종에서 생육 및 기능성 분석을 할 5종을 선정하였다. 둘째, 배초향(Agastache) 속 5개 품종인 A. cana, A. foeniculum, A. rugosa ‘Spike Blue’, A. rugosa ‘Spike Snow’, A. rupestris에 대해 초장, 엽장, 엽폭, 엽면적, 엽수, SPAD, 지상부 생체중 및 건물중, 지하부 생체중 및 건물중 등의 생육 분석을 실시하였다. 생육 분석 결과, A. rugosa SB 및 A. rugosa SS 종에서 전체적으로 균형 있게 높은 수치를 나타냄을 알 수 있어, 생육 부문에서는 A. rugosa 계통의 품종이 다른 품종에 비해서 유리하다고 볼 수 있다. 셋째, rosmarinic acid, tilianin, acacetin 성분에 대해 단위 중량당 함량 및 식물체 1중당 함량 등의 기능성물질 함량 분석을 실시하였다. 기능성 물질 분석 결과, A. rugosa 계통 종에서 기능성 물질 및 항산화물질 함량이 유의적으로 높았으며, 이는 생육 결과값과 정비례적인 연계성이 크다고 보여진다. 따라서, 배초향(Agastache)속 종에 대한 생육과 기능성 부분을 종합적으로 고려할 때, A. rugosa SS 및 A. rugosa SB 등 A. rugosa 계통이 가장 최적의 고부가가치 작물로 적합할 것이라고 판단된다. The objective of this study was to select the right species among Agastache in the family Lamiaceae as the result of growth analysis and functional substance analysis. Among 22 species of Agastache, five species (Agastache cana, Agastache foeniculum, Agastache rugosa ‘Spike Blue’, Agastache rugosa ‘Spike Snow’, Agastache rupestris) were selected by referring to United States Department of Agriculture (USDA)’s plant hardiness zone area and Korea’s one based on USDAs. These plants were cultured at 24 ± 1°C and 18 ± 1°C (day and night temperatures, respectively) and 65 ~ 75% relative humidity in a hydroponic culture system for 4 weeks. In terms of growth analysis experiment, stem length, root length, leaf width, leaf area, leaf number, SPAD value, and fresh and dry weights of shoots and roots were measured. The results showed that A. rugosa SS and A. rugosa SB have a higher overall balance value than other species. When compared functional substance value (rosmarinic acid, tilianin, and acacetin) of five species, A. rugosa SS and A. rugosa SB are significantly higher than other species in Agastache. It seems to be directly proportional to the growth analysis results. When considering the growth and functional substance part comprehensively, A. rugosa SS and A. rugosa SB are the most optimal high-value species among Agastache.

통합물관리 정책에 따른 설계기준 개정 고려 사항

오창조,허건,도종원 한국농공학회 2021 韓國農工學會誌 : 전원과 자원 Vol.63 No.4

농업·농촌부문 가뭄대응 및 농업가뭄 예·경보

이광야,이상일,도종원,하태현,Lee, Gwang-Ya,Lee, Sang-Il,Do, Jong-Won,Ha, Tae-Hyeon 한국방재협회 2016 방재저널 Vol.18 No.2

기후변화에 대비한 선제적 농업가뭄 대응 방향

강원대,이광야,도종원,Gang, Won-Dae,Lee, Gwang-Ya,Do, Jong-Won 한국수자원학회 2020 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.53 No.12

농업가뭄 대응을 위한 농업용 저수지의 이수안전도 분석

신형진(Shin, Hyungjin),도종원(Do, Jongwon),이재남(Lee, Jaenam),이광야(Lee, Gwangya),강문성(Kang, Munsung) 대한토목학회 2020 대한토목학회 학술대회 Vol.2020 No.10

2018년 폭염에 따른 농업가뭄 분석

신형진 ( Hyungjin Shin ),도종원 ( Jongwon Do ),이광야 ( Gwangya Lee ),이승용 ( Seungyong Lee ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-

기상청에 따르면 2018년 우리나라는 전국 평균기온과 최고기온이 기상관측(1907.10.1.) 이래 111년 만에 가장 높은 값이며, 전국 평균 통계시작(1973년) 이래 가장 높은 온도로 지역별 일 최고기온으로 8월 1일 홍천 41℃ 및 서울 39.6℃로 관측 이래 최고값을 나타냈다. 폭염은 일 최고기온이 33℃ 이상인 날의 수를 나타내며 ‘18년 폭염 일수는 총 31.5일로 특히 7월 15.5일과 8일 14.3일 등 기록적인 폭염일수를 나타냈다. 폭염은 특히 밭작물의 생육저하 및 고사에 큰 영향을 미치는데 실제로’18년 밭작물 시듦 면적은 전국적으로 20,254ha 발생했다. 2018년 강수량은 평년보다 높으나 시기 및 지역에 따른 편차로 인해 강수 부족 지역이 발생하였고 7월 중순부터 8월말까지 최저 강수로 인한 국지적 가뭄이 발생하였다. 특히 전국적으로 영농기 시점(3∼5월) 및 영농기 종점(10월)에 평년보다 많은 비가 왔으나 7∼8월말 평년보다 적은 강수로 인한 여름철 농업가뭄이 발생하였다. ‘73년 이후 두 번째로 짧은 장마기간(평년대비 절반)을 기록하였고 장마기간 강수량은 평년대비 72% 수준으로 일부 지역 저수지 저수율은 지속적인 심각 단계를 초래했다. 농업가뭄 지표인 무강우일수는 장마 이후(‘18.7.10)부터 태풍 솔릭 북상이전(’18.8.21) 기간에 최대 무강우 일수를 기록했다. 전국적으로 7.10∼8.5일 기간동안 27일 최대 무강우일수를 기록 했으며 지역별로는 충남 43일, 인천 40일, 제주 33일을 기록했다. 이는 전국 최대 무강우일수 기간이 벼 생육에 있어 용수공급량이 가장 많이 필요한 유수형성기(수잉기) 단계와 겹쳐 가뭄발생에 영향을 준 것으로 판단된다. 밭작물의 경우 관개시설이 논보다 열악한 사항이므로 밭작물 생육은 무강우일수와 직접적인 연관이 크며, 최대 무강우일수 기간에 전국적으로 밭작물 생육저하 등 가뭄 발생이 기록되었다. 장마 종료(7.11) 이후 태풍 솔릭의 영향(8.21) 전까지 전국적으로 극심한 강수 부족과 폭염 지속에 따른 일소 피해 등으로 논 물마름 2,513ha, 밭작물 시듦 20,254ha 등 총 22,767ha 가뭄 상황이 발생하였다.

농민 물절약 실천 의식 조사

이슬기 ( Seulgi Lee ),최경숙 ( Kyung-sook Choi ),도종원 ( Jongwon Do ),이광야 ( Gwangya Lee ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-

최근 기후변화로 인해 가뭄의 빈도와 강도가 점점 증가하는 추세이며, 이로 인한 물 부족과 식량안보가 중요한 문제로 대두되고 있다. 이러한 여건 속에서 농업용수는 공급자 위주의 수리시설 설계 및 물관리가 이루어지며, 농민의 참여는 배제되고 있다. 또한, 농업용수의 무상공급으로 농민의 농업용수 절약에 대한 인식이 매우 낮아 필지단위의 물낭비가 심각하므로 미래 가뭄에 대한 대비가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 정부에서 수립한 「농업·농촌부문 가뭄대응 종합대책(2015)」의 일환으로 개발된 농민대상 물절약 교육모델의 현장적용에 따른 농민의 물절약 실천 의식을 조사해 보았다. 전국 8개도별 가뭄취약지역을 대상으로 농어촌공사 관할지구내 마을을 선정하여 3회에 결처 이해단계, 적용단계, 실천단계의 물절약 교육을 각각 실시하고 교육을 받은 농민을 대상으로 설문조사를 통해 물절약 실천 의식을 조사하였다. 총 231명이 설문에 응답하였으며, 설문응답자의 대부분이 60세 이상으로 고령자로서 남성비율 현저히 높았으며, 농사경험은 20년 이상인 경우가 대부분이었지만 농사규모는 2만평미만의 소규모 농사를 짓는 농민이 대부분이었다. 물부족 및 물 손실에 대한 설문에서는 물부족을 경험한 경우가 많은 것으로 나타났으며, 물부족 경험자 중 절반이상은 물이 많이 필요한 모내기철에 물부족을 경험하였으며, 물부족에 따른 이웃주민간의 물다툼을 경험한 경우도 높게 나타났다. 농민의 물과다 사용에 대해서는 절반 정도가 인정을 하였으며, 농민들의 물꼬관리 부실에 대해서는 어느 정도 인정하고 있었다. 또한 농업용수의 손실원인으로는 수로노후화를 가장 큰 원인으로 여겼으며, 부실한 물꼬관리 및 무단취수가 그 뒤를 따랐다. 물절약 필요성에 대해서는 높은 공감대를 나타내었으며, 농민의 물절약 참여 방법으로는 물꼬관리를 가장 중요하다고는 경우와 물꼬관리, 수로관리, 수리계조직 부활 모두 중요하다고 생각하는 경우가 동등하게 높게 나타났다. 향후 수리계가 부활한다면 절반정도 가입의향이 있음을 나타내었으나, 물이용에 따른 비용 부담에 대해서는 물사용 권리주장을 위해 비용을 지불하여야 한다는 일부 의견을 제외하고는 대부분 부정적인 의견이었다. 현재 물관리 기관인 농어촌공사의 물관리 서비스에 대해서는 대부분 만족하고 있었다. 농민의 물절약 실천의식 조사를 통해 물절약 교육의 효과가 긍정적이었으며, 농민의 물절약 실천을 실현하기 위해서는 전국적인 물절약 교육 체계 구축을 통한 지속적이고 체계적인 물절약 교육 실시와 물절약 효과 홍보, 현장 물절약 실천을 유도하기 위한 제도적 장치가 필요하다.

농민 물절약 교육 모델 개발

최경숙 ( Kyung Sook Choi ),리팅 ( Ting Li ),도종원 ( Jong Won Do ),이광야 ( Kwang Ya Lee ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-

최근 기후변화에 의해 과거에 비해 가뭄의 빈도가 점점 증가하는 추세이며, 가뭄 패턴 또한 지속적이고 국지적으로 강하게 나타나는 경향이 뚜렷해지고 있다. 이로 인해 농업 및 농촌지역의 가뭄피해가 빈번해짐에 따라 농림축산식품부에서도 기존의 사후복구대응체계에서 벗어나 선제적인 가뭄대응체계를 통한 가뭄피해 최소화와 농업 및 농촌의 효율적인 물이용을 도모하고 영농여건 변화에 중장기적으로 대응하기 위해 「농업·농촌부문 가뭄대응 종합대책(2015)」을 수립하였다. 4대전략 16대 과제로 구성된 농업가뭄대응 종합대책에는 가뭄대책의 일환으로 농업인 절수 교육 및 홍보를 통한 물절약 추진을 도모하는 과제가 포함되었다. 이를 계기로 본 연구에서는 농민을 대상으로한 물절약 교육 모델을 국내 처음으로 개발하게 되었다. 본 연구 통해 개발된 물절약 교육 모델은 현재 농업용수를 가장 많이 사용하고 있는 논농사 농민을 대상으로 개발되었으며, 이수단계별 교육 모델을 구축함으로 농민이 물절약 교육 내용을 쉽게 파악하고 공감할 수 있도록 구성하였다. 또한 기존의 단순한 주입식 교육을 지양하고 가뭄시나리오에 기반한 체험식 교육 콘텐츠를 개발함으로 농민의 직접적인 참여 교육을 통해 교육 효과를 극대화 하고자 하였다. 이수체계는 1단계 이해단계, 2단계 적용단계, 3단계 평가단계로 구성하였고, 교육 모델 적용시간은 총 1시간정도 소요되도록 구성하였다. 이해단계에서는 물의 가치, 농업용수 공급체계의 이해, 물손실 원인, 물절약을 통한 경제적 효과 등을 이해하도록 구성하였으며, 비주얼 매체를 활용하여 대부분 평균 연령이 높은 농민들의 이해력을 높이기 위해 플래쉬 동영상을 개발하였다. 적용단계에서는 그룹별 액션러닝을 통해 농민이 직접 물손실 및 물절약에 대한 개념을 모의해 보는 방법을 채택하였으며, 평상시 농민의 물이용 관행에 따른 물손실 야기에 대한 이해와 가뭄시나리오에 따른 물공급량 감소시 농민 피해 및 가뭄 극복을 위한 효율적 물이용에 대한 효과를 이해시키고자 하였다. 마지막 평가단계에서는 그룹토의를 통해 물절약 실천의 필요성을 공감하고 물절약 실천 방안을 도출하도록 하여 발표하게 함으로 물절약 실천의식 함양 및 물절약 실천을 위한 행동강령을 도출하도록 구성하였다. 교육모델의 현장시범교육을 진행하여 시범교육의 효과도 파악해 보았다. 농민의 물절약 교육 효과 확대를 위해 교육 모델 개발 외에도 홍보 및 물절약 실천을 유도하기 위한 물절약 슬로건 및 포스터도 제작하였다. 물절약 홍보 포스터는 여러 가지 유형으로 제작하여 물절약 시범교육에 활용하였으며, 전국 한국농어촌공사 도본부 및 지사단위 가뭄극복을 위한 물절약 홍보에도 활용하였다. 본 연구에서 개발한 물절약 교육모델은 농민을 대상으로한 물절약 홍보 및 교육 자료로의 활용과 절수를 통한 가뭄대응에 활용가능 하리라 기대된다.