액비시용 논에서의 비점오염 부하량 평가

장태일 ( Taeil Jang ),소현철 ( Hyunchul So ),손재권 ( Wooju Cheon ),최진규 ( Jae-kwon Son ),( Jin-kyu Choi ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

최근 가축분뇨의 액비자원화에 따른 농경지 환원 정책에 따라 향후 액비의 수요가 증가할 것으로 보이며, 액비의 장기시용에 따른 농경지 생산성 저가 및 수계 환경오염을 관리하기 위한 방안의 모색이 필요하다. 본 연구에서는 시험포장을 조성하고 질소 및 인과 같은 영양물질과 중금속 등에 대한 위해성을 토양과 침출수에 대하여 잔류 특성을 분석하였다. 시험구는 대조구(무기비료 표준시비구, A)와 양돈분뇨액비 표준시비처리구(B)로 구성하였으며, 각 처리구별로 관개량 및 담수심 기록을 위하여 압력식 수위계를 설치하였다. 유출부하량 산정을 위하여 각 이벤트별 10분 간격의 유량 측정과 15분 또는 30분 및 1시간 간격으로 수질 모니터링을 실시하였다(첨두값 이후 각 이벤트에 맞게 샘플링 시간간격 조정). 조사기간 중 총 강우사상은 14회로 나타났으며, 2014년도의 동일 관개기간 동안 강우량은 719.2mm이고, 2015년도의 강우량은 327.8mm로 전년도 대비 46% 수준으로 나타났다. 강우횟수는 가뭄으로 인하여 전년도 14회 대비 6회로 절반 수준으로 감소하였다. 유출수의 화학성분 분석결과는 6월 25-26일 강우에 따른 유출수의 경우, B 처리구는 액비의 영향으로 SS 및 BOD의 경우 상대적으로 높은 농도 분포를 보여주고 있으며, T-N 및 T-P의 경우 초기 강우시 상대적으로 높게 나타났다. SS의 경우는 시비 후에도 높은 분포를 보인 반면 영양물질의 경우는 SS에 비하여 낮은 분포를 보여주었다. 7월 21-22일 강우에 따른 유출 분석 결과는 SS, TOC, T-N, T-P가 상대적으로 높은 분포를 보여주었고, 특히 T-P의 경우 약 50배 이상으로 나타남. 액비시비의 경우 그 특성상 각 수질항목의 농도가 화학비료 처리구에 비하여 상대적으로 높게 나타났다. 각 수질항목별 액비처리구에서 부하량이 전체적으로 높게 나타났으며, SS의 경우 1.1배, TOC의 경우 1.4배, T-N의 경우 2.2배, 그리고 T-P의 경우 6.6배 높게 나타났다. 본 연구의 경우 일부 강우사상에 따른 결과의 분석으로 장기적인 모니터링을 통한 정량적인 분석이 필요하다. 본 연구결과를 바탕으로 시비방법 및 시비시기를 고려한 효과적인 액비시비 관리방안의 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

액비시용 논에서의 토양 및 침출수 영향 분석

장태일 ( Taeil Jang ),소현철 ( Hyunchul So ),전우주 ( Wooju Cheon ),손재권 ( Jae-kwon Son ),최진규 ( Jin-kyu Choi ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

농경지에서의 액비 수요는 최근 증가하고 있으나 적정 액비시비량에 대한 기준과 관리에 대한 명확한 기준이 없어 환경문제에 대한 고찰이 필요하다. 특히 액비 특성상 토양에서의 중금속 등에 대한 우려가 있는 상황이다. 본 연구에서는 시험포장을 조성하고 질소 및 인과 같은 영양물질과 중금속 등에 대한 위해성을 토양과 침출수에 대하여 잔류특성을 분석하였다. 시험구는 대조구(무기비료 표준시비구, A)와 양돈분뇨액비 표준시비처리구(B)로 구성하였으며, 각 처리구별로 관개량 및 담수심 기록을 위하여 압력식 수위계를 설치하였다. 침투에 의한 영양물질의 유출부하를 평가하기 위하여 침투계 각 2조 및 중금속 포집이 가능한 ceramic porus cup 각 4조를 설치하였다. 2014년 6월 9일 써래질 후 6월 19일 15×30 cm, 1주 당 3본씩 “동진벼”를 기계이앙 실시하였고, 대조구 A는 농촌진흥청의 추천시비량, 처리구 B는 지상분무방식(액시시비 후 경운을 하는 방식 및 관개수 공급 후 액비를 시비하는 희석식)으로 시비하였다. 유입수 및 강우의 중금속 분석 결과 검출되지 않거나 미량인 것으로 나타났으며, 액비의 경우 Zn과 Cu가 비교적 높게 나타났다. 담수에서는 액비에 비교적 높았던 Zn(A: 평균 0.022mg/l, B: 평균 0.021mg/l)과 Cu(A: 평균 0.009mg/l, B: 평균 0.008mg/l)가 상대적으로 낮게 나타났다. 토양 중 중금속 분석 결과는 Zn은 두 처리구에서 감소, Cu 및 Cr은 낮은 수준에서 일부 증가하는 것으로 나타났으나 토양우려 수준에는 못 미치는 것으로 나타났다. 침투수의 경우 중금속이 검출되지 않거나 미량인 것으로 나타났다. 다만, 축산농가의 사료 관리 및 공동자원화시설에서 부숙이 잘 된 액비의 경우 안전성이 있는 것으로 판단된다. 반면 액비유통센터의 경우 민원발생 등으로 충분한 폭기조를 가동하지 못하고 있어 농지로의 액비유통시 사전에 충분한 검토가 요구된다. 2015년 현재 지속적으로 토양 및 침출수에서의 영양물질 및 중금속 위해도 평가를 위하여 샘플링 및 시료 분석 중에 있다.

농업생산기반시설 설계기준 개정에 관한 연구: 농지관개 밭관개계획 편을 대상으로

장태일 ( Taeil Jang ),신용철 ( Yong-chul Shin ),유승환 ( Seung-hwan Yoo ),박찬기 ( Chan-gi Park ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-

농림축산식품부는 국가건설기준센터를 통해서 농업용댐, 용배수로, 양배수장, 농지관개, 농지배수, 경지보전, 농업수질 및 환경 등 농업생산기반시설에 대한 설계기준을 개정하고 있다. 이러한 설계기준은 2018년 국토교통부 고시(제2013-640호) 중 “건설공사기준 코드체계” 전환에 따른 건설기준을 코드로 정비함에 따른 후속 초치로 기존 농업생산기반정비사업의 계획설계기준을 바탕으로 제정되었다. 본 설계기준은 코드체계 개편에 따른 기존 설계기준 간의 중복 및 상충되는 내용을 비교·검토하여 정비하여야 하나 일반 토목 분야의 교량, 터널, 도로, 하천, 댐 등의 설계기준과 상이한 농업토목 고유의 특성이 제대로 반영되지 못하였고, 일부 항목이 누락이 된 상태로 설계기준으로 제·개정이 이루어졌다. 국가건설기준 내 농업생산기반시설 설계기준 중 밭관개는 1969년에 농지개량사업 계획설계기준의 관개편으로 제정되었으며, 이후 1998년에 농업생산기반정비사업의 계획설계기준 관개편으로 개정되었다. 그리고 최근 국가건설기준의 KDS 67 40 30으로 2018년에 다시 제정되어, 국가건설기준센터를 통해 배포되고 있다. 본 기준은 밭관개에 대한 사업계획을 수립하는데 필요한 개발, 이용 및 관리 등 기본적인 사항과 관련 기준을 제시하는 것을 목적으로 하며, 내용상 계획을 중심으로 기준을 제시하고 있어 기존 ‘밭관개’에서 ‘밭관개계획’으로 중분류 코드명을 수정하여 재정작업을 진행하였다. 기존 설계기준은 적용범위 및 참고 관련 기준(법규 등) 등에 대한 구체적인 내용이 부족하여 이를 보완하였다. 또한 국가설계기준에 따른 타 분야에서의 이해를 돕기 위하여 용어의 정의 부분을 이번 개정작업에 포함하였다. 조사 및 계획 부분에서는 기존 내용과 ‘관개편 논관개계획’ 등과의 관계를 고려하여 통일성과 밭 특성에 따른 차별성을 고려하여 설계기준을 보완하였다. 기존 밭관개 설계기준은 가장 주요한 내용 중 하나인 설계 분야가 기술되어 있지 않아 실제 사업계획을 수립하는데 일부 한계가 있을 수 있어 ‘밭기반 계획 설계요령’ 등을 참고하여 본 내용을 추가하여 개정작업을 수행하였다.

국가건설기준의 농업용 댐 조사 지침 개정 방안 연구

장태일 ( Taeil Jang ),신용철 ( Yong-shul Shin ),유승환 ( Seung-hwan Yoo ),박찬기 ( Chan-gi Park ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

농림축산식품부는 국가건설기준센터를 통해서 단계별 조사계획과 조사내용을 포함한 농업용 댐 조사 설계기준을 제시하고 있다. 이러한 지침들은 최근의 기후생태변화 및 실무에 적용할 수 있는 정책적·기술적인 부분이 고려되어야 한다. 1968년 농업생산기반정비사업 계획설계기준 필댐편이 제정되면서 농업용댐의 조사계획 관련 기준이 마련되었으며, 본 기준은 2018년에 KDS 67 10 15로 다시 제정되어 국가건설기준센터를 통해 배포되고 있다. 기존 농업용 댐조사 기준은 농어촌정비법에 근거한 농업생산기반정비사업으로 개발 또는 개보수되는 농업용 댐 계획 및 설계에 필요한 조사계획의 수립 및 현장조사를 위한 것이다. 현재 본 기준의 경우, 목적, 적용범위, 참고기준 등 일반사항 및 재료와 설계에 해당하는 내용이 누락되어 있으며, 조사계획의 세부 내용 등은 설계기준이 아닌 실무요령에 준하는 수중의 기술과 일부 항목의 중복 등이 확인되었다. 따라서 본 연구에서는 이러한 내용을 종합적으로 검토하고 일관성 있는 기준의 개정방안을 제시하고자 하였다. 본 기준의 조사 및 계획은 예정지 조사계획, 기본 조사계획, 세부설계조사계획의 3단계 조사계획과 각 조사 단계별 조사 방법, 조사 목적, 세부적인 조사 내용을 포함하고 있다. 기존의 기준에서 제시되어 있지 않은 관련 법규 및 관련 기준 등을 기술함으로써 실무자가 대상지구에서 농업용 댐 조사계획과 관련하여 지침으로써 활용될 수 있도록 본 기준에 대한 개정 방안을 제시하고자 하였다. 또한 일부 상세한 조사내용 관련 부분은 해설편으로 이동하는 등 농업용 댐 설계에 필요한 최소한의 조사계획의 설계기준이 될 수 있도록 구성하고자 하였다.

국가건설기준의 농지배수 지하배수 지침 개정 방안 연구

장태일 ( Taeil Jang ),신용철 ( Yong-shul Shin ),유승환 ( Seung-hwan Yoo ),박찬기 ( Chan-gi Park ) 한국농공학회 2021 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2021 No.-

수문영향 평가를 위한 포장 및 유역 연계 모형의 적용성 검토

장태일 ( Taeil Jang ),소현철 ( Hyunchul So ),김동현 ( Donghyun Kim ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-

최근 기후 및 토지이용 변화 등은 농업생태계에 많은 영향을 주고 있다. 이러한 변화에 대응하기 위해서는 다양한 농업영농 여건을 고려한 물의 이동, 수질변화 및 생육환경의 변화를 고려해야 하며, 이를 모의할 수 있는 모델링 기법이 필요하다. 대부분의 모형은 국외에서 개발되어 국내에 바로 적용하기에는 어려움이 있으며, 국내 여건에 적합한 포장 및 유역 차원의 수문·수질 모형의 선정 및 구축이 필요한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 실제 농업현장에서 나타나는 다양한 환경에 능동적으로 대응하기 위하여 다양한 영농활동이 반영 가능한 포장모형과 복합 토지이용 형태에서 수문·수질 현상이 정략적으로 분석 가능한 유역 모형을 연계한 시스템을 구축하고자 한다. 이를 위하여 포장모형은 APEX 및 APEX-paddy 모형으로, 유역 모형은 SWAT 모형으로 선정하고 두 모형의 연계를 통한 수환경 영향평가 시스템을 구축하였다. 연계 모형의 적용성 평가를 위하여 각각의 모형에 대한 유출 부분의 검·보정을 실시하였다. APEX-paddy 모형의 경우 유출 검·보정 결과 평균 0.76의 EI 값을 보여주었고, SWAT 모형의 경우 유출 검·보정 결과 평균 0.52의 EI 값으로 상대적으로 낮게 나타났다. 이는 현재 농업용수의 외부유입량을 적절히 고려하지 못한 결과를 추가적인 연구기간 동안 검·보정 수준의 향상과 수질 부분의 검·보정을 수행하고자 한다. 본 연구를 통하여 농경지에서 나타날 수 있는 다양한 영농활동(써래질, 유기질비료 시비, 작부체계 등) 기작의 반영과 유역 차원에서의 수질영향 이해, 그리고 농경지에서의 영농활동에 따른 양분유출수 예측 및 관리기술의 효율 평가가 가능할 것으로 기대된다.

국가건설기준의 농업용 댐 조사 지침 개정 방안 연구

장태일 ( Taeil Jang ),신용철 ( Yong-shul Shin ),유승환 ( Seung-hwan Yoo ),박찬기 ( Chan-gi Park ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

농림축산식품부는 국가건설기준센터를 통해서 단계별 조사계획과 조사내용을 포함한 농업용 댐 조사 설계기준을 제시하고 있다. 이러한 지침들은 최근의 기후생태변화 및 실무에 적용할 수 있는 정책적·기술적인 부분이 고려되어야 한다. 1968년 농업생산기반정비사업 계획설계기준 필댐편이 제정되면서 농업용댐의 조사계획 관련 기준이 마련되었으며, 본 기준은 2018년에 KDS 67 10 15로 다시 제정되어 국가건설기준센터를 통해 배포되고 있다. 기존 농업용 댐조사 기준은 농어촌정비법에 근거한 농업생산기반정비사업으로 개발 또는 개보수되는 농업용 댐 계획 및 설계에 필요한 조사계획의 수립 및 현장조사를 위한 것이다. 현재 본 기준의 경우, 목적, 적용범위, 참고기준 등 일반사항 및 재료와 설계에 해당하는 내용이 누락되어 있으며, 조사계획의 세부 내용 등은 설계기준이 아닌 실무요령에 준하는 수중의 기술과 일부 항목의 중복 등이 확인되었다. 따라서 본 연구에서는 이러한 내용을 종합적으로 검토하고 일관성 있는 기준의 개정방안을 제시하고자 하였다. 본 기준의 조사 및 계획은 예정지 조사계획, 기본 조사계획, 세부설계조사계획의 3단계 조사계획과 각 조사 단계별 조사 방법, 조사 목적, 세부적인 조사 내용을 포함하고 있다. 기존의 기준에서 제시되어 있지 않은 관련 법규 및 관련 기준 등을 기술함으로써 실무자가 대상지구에서 농업용 댐 조사계획과 관련하여 지침으로써 활용될 수 있도록 본 기준에 대한 개정 방안을 제시하고자 하였다. 또한 일부 상세한 조사내용 관련 부분은 해설편으로 이동하는 등 농업용 댐 설계에 필요한 최소한의 조사계획의 설계기준이 될 수 있도록 구성하고자 하였다.

액비시용 논에서의 담수, 침출수, 토양에서의 환경영향 평가

장태일 ( Taeil Jang ),소현철 ( Hyunchul So ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

최근 가축분뇨의 액비자원화에 따른 농경지 환원 정책에 따라 향후 액비의 수요가 증가할 것으로 보이며, 액비의 장기시용에 따른 농경지 생산성 저하 및 유역 환경오염을 관리하기 위한 방안의 모색이 필요하다. 본 연구에서는 시험포장을 조성하고 2013년부터 현재까지 논에서의 질소 및 인의 동태를 모니터링 하였으며, 토양, 담수 및 침출수 중 영양물질의 부하량 및 중금속 위해성을 평가하였다. 시험구는 대조구(화학비료 표준시비구, A)와 양돈분뇨액비 표준시비처리구(B)로 구성하였으며, 자동기상관측기, 유입량, 유출량 측정을 위한 계측장비를 각 처리구별로 설치하였다. 담수의 수질 부하량은 정기 및 각 이벤트별로 유량 측정과 수질 모니터링을 실시하였다. B 처리구에서 부하량이 전체적으로 높게 나타났으며, T-N의 경우 2.2배, 그리고 T-P의 경우 6.6배 높게 나타났다. 2015년까지의 데이터는 평년대비 강수량의 부족으로 추가적인 데이터 축적이 필요하며, 현재 2016년 데이터는 분석 중에 있다. 침출수의 T-N은 A 처리구에서 상대적으로 높은 값을 보여주고 있으며, TH₃-N의 휘발에 영향을 받는 것으로 보인다. NO₃-N은 B 처리구에서 상대적으로 높게 나타나 토양중으로 침출되는 양이 많은 것으로 나타났다. 침출수의 타 수질항목별 처리구 차이는 유효하지 않는 것으로 보인다. 담수 중 중금속 분석 결과는 액비에 비교적 높았던 Cu과 Cd 또한 담수상태에서의 희석 또는 토양으로 침투 및 흡착되어 그 농도가 매우 낮게 나타났다. Cd은 두 처리구에서 농업용수 수질기준을 상회하는 것으로 나타났으며, B 처리구에서 상대적으로 높게 나타났다. 토양 중 중금속 분석 결과는 전체적으로 유의하지 않은 수준에서 변화가 있는 것으로 보이며, 토양오염기준상 우려할 수준은 아닌 것으로 나타났다. 다만, 액비유통센터의 경우 민원발생 등으로 충분한 폭기조를 가동하지 못하고 있어 농지로의 액비유통시 불완전 부숙으로 사전에 충분한 검토가 요구된다. 수도체 현미 중 중금속 함량은 Cu(A: 1.24, B: 1.96mg/kg), Cd(A: ND B: ND), Zn(A: 14.15, B: 16.54mg/kg), 그리고 Pb(A: ND, B: ND)로 농업과학기술원(1981)의 전국조사 결과값 이하로 나타났다. 본 연구는 수계 오염 최소화를 위한 합리적인 최적관리방안 및 관리정책 제시에의 기초자료로 활용될 수 있다.

제주도 농업용수 재이용 타당성 검토

장태일(Taeil Jang),박승우(Seungwoo Park),조영경(Youngkyoung Cho),이광야(Kwangya Lee) 대한토목학회 2007 대한토목학회 학술대회 Vol.2007 No.10

액비 및 유기농법 적용에 따른 농경지에서의 오염부하 원단위 평가

소현철,장태일,홍승길,So, Hyunchul,Jang, Taeil,Hong, Seung-Gil 한국농촌계획학회 2017 농촌계획 Vol.23 No.4

National Institute of Environmental Research (NIER) has proposed new methodology for estimating unit load in order to overcome the limitations of past unit load based on short-term and local area based data. In the case of agricultural land, however, the results presented by NIER are still limited because of various agricultural activities and farmland characteristics. In this study, liquid manure treated paddy field and organic farming upland were selected for considering agricultural diversity. Four different methods for evaluating unit load were used for comparing previous research results. The results of different methods presented various trends compared with those of existing studies. Paddy field treated liquid manure was 1.3 times higher for T-N load and 3.1 times for T-P load than conventional paddy field. Conventional upland was 4.4 times higher for T-N load and 1.8 times higher for T-P load than organic farming upland. In the case of non-conventional farmland, this study showed different values with the unit loads presented by NIER. This implies that it is necessary to review and apply the unit loads considering various agricultural conditions when establishing environmental policy and rural planning.