기후변화가 논 필요수량에 미치는 영향

윤동균,정상옥,김성준,Yun, Dong-Koun,Chung, Sang-Ok,Kim, Seong-Joon 한국농공학회 2011 한국농공학회논문집 Vol.53 No.4

The aim of the study is to predict potential evapotranspiration and crop water requirement using meteorological data from MIROC3.2 with A1B scenario. Increase of evapotranspiration due to temperature rise can be observed out of the analysis, while effective rainfall decreased. The evapotranspiration elevation results in large amount of crop water requirement in the paddy farming. It can be seen that rainfall intensification at non-irrigation period brings effective rainfall decrease, while contributes to higher demand of crop water at irrigation period. It is necessary to secure additional water resources to adapt the climate change. It is expected that estimation on potentialevapotranspiration in this study can be used for formulation of master plan of water resources.

저수지 취수시설 공기통 내 공기량 산정식에 관한 고찰

윤동균 ( Dong-koun Yun ),조진훈 ( Jin-hoon Jo ),김진택 ( Jin-taek Kim ),한국헌 ( Kuk-heon Han ),나민철 ( Min-chul La ),정상옥 ( Sang-ok Chung ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-

국내 약 18,000개의 댐 중 대부분이 1970년 이전에 건설된 필댐형식으로 최근 발생하고 있는 국지성 집중호우에 저수용량 100만톤 이상의 댐들에 대해서 비상대처계획(EAP)수립을 의무화하고 있으나 홍수예방을 위한 적극적인 대책 수립 및 예산지원은 미미한 수준이다. 기존의 설치되어 있는 취수시설을 이용한 홍수배제능력 증대방안으로 취수시설을 이용하여 홍수량을 배제할 시 공기통에서 공동현상이 발생하는 것으로 나타났다. 따라서 공동현상을 방지하고 홍수량을 적절하게 배제하기 위해서 유입되는 공기량산정식이 필요하다. 공기통 단면결정은 농업생산기반정비사업 설계기준(필댐)의 구조설계 부분에 정리되어 있지만 이는 이수측면에서 설계 및 시공이 진행됨에 따라서 취수에 대한 목적을 달성하기에는 어려움이 있다. 따라서 취수시설의 기능을 향상시키고자 취수탑 및 공기통에 대한 수치해석을 실시하였다. 취수탑의 형상변수와 수위에 대한 수치해석을 수행하여 변수가 소요공기량에 미치는 영향을 검토한 결과 조절게이트 개폐율을 증가시킬수록 소요공기량이 증가하며, 약 80%의 개폐율에서 소요공기량이 최대가 되었다. 방수로 직경이 증가하면, 공기관 입구와 끝단의 압력차가 감소하여 소요공기량이 감소하고, 수위가 증가하면 소요공기량이 증가한다. 공기관의 직경이 증가해도 공기관 내 풍속은 큰 변화가 없으며, 공기관의 단면적 증가에 따라 소요공기량이 비례하여 증가하였다. 공기량 산정식은 취수터널에 연직수문이 설치되어 있는 6가지 흐름의 형태에 따라서 Q_a/Q_w=0.04(F-1)^0.85, Q_a/Q_w=K(F-1), Q_a/Q_w=0.014(F-1)^1.4, Q_a/Q_w=0.015(F-1)^1.4의 관계식 중 적정한 것을 사용하여야 한다. 또한 공기관에 유입부의 허용부압은 수두로부터 1.0m이하로 하고, 공기관 내 풍속은 45㎧를 기준으로 최대 90㎧로 한다. 따라서, 저수지에 설치되어 있는 취수시설을 이용한 홍수량을 배제할 시 적정한 개폐율에 따라 시설의 피해를 방지하고, 추가 시설 건설로 인한 막대한 예산투입을 감소시킴으로써 경제성 및 안정성을 동시에 확보할 수 있을 것으로 사료된다.

저수지 취수시설 공동현상 방지를 위한 공법 개발

윤동균 ( Dong-koun Yun ),조진훈 ( Jin-hoon Jo ),김진택 ( Jin-taek Kim ),한국헌 ( Kuk-heon Han ),박명수 ( Myeong-soo Park ),김해도 ( Hae-do Kim ) 한국농공학회 2012 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2012 No.-

국내 약 18,000개의 댐 중 대부분이 1970년 이전에 건설된 필댐형식으로 최근 발생하고 있는 국지성 집중호우에 저수용량 100만톤 이상의 댐들에 대해서 비상대처계획(EAP)수립을 의무화하고 있으나 홍수예방을 위한 적극적인 대책수립 및 예산지원은 미미한 수준이다. 기존의 설치되어 있는 취수시설을 이용한 홍수배제능력 증대방안으로 취수시설을 이용하여 홍수량을 배제할 시 공기통에서 공동현상이 발생하는 것으로 나타났다. 따라서 공동현상을 방지하고 홍수량을 적절하게 배제하기 위해서 유입되는 공기량산정식이 필요하다. 공기통 단면결정은 농업생산기반정비사업 설계기준(필댐)의 구조설계 부분에 정리되어 있지만 이는 이수측면에서 설계 및 시공이 진행됨에 따라서 취수에 대한 목적을 달성하기에는 어려움이 있다. 따라서 취수시설의 기능을 향상시키고자 취수탑 및 공기통에 대한 수치해석을 실시하였다. 취수탑의 형상변수와 수위에 대한 수치해석을 수행하여 변수가 소요공기량에 미치는 영향을 검토한 결과 조절게이트 개폐율을 증가시킬수록 소요공기량이 증가하며, 약 80%의 개폐율에서 소요공기량이 최대가 되었다. 방수로 직경이 증가하면, 공기관 입구와 끝단의 압력차가 감소하여 소요공기량이 감소하고, 수위가 증가하면 소요공기량이 증가한다. 공기관의 직경이 증가해도 공기관 내 풍속은 큰 변화가 없으며, 공기관의 단면적 증가에 따라 소요공기량이 비례하여 증가하였다. 공기량 산정식은 취수터널에 연직수문이 설치되어 있는 6가지 흐름의 형태에 따라서의 관계식 중 적정한 것을 사용하여야 한다. 또한 공기관에 유입부의 허용부압은 수두로부터 1.0m이하로 하고, 공기관 내 풍속은 45㎧를 기준으로 최대 90㎧로 한다. 따라서, 저수지에 설치되어 있는 취수시설을 이용한 홍수량을 배제할 시 적정한 개폐율에 따라 시설의 피해를 방지하고, 추가 시설 건설로 인한 막대한 예산투입을 감소시킴으로써 경제성 및 안정성을 동시에 확보할 수 있을 것으로 사료된다.

농촌용수의 공익적기능 사례분석

윤동균 ( Dong-koun Yun ),김진택 ( Jin-taek Kim ),김진수 ( Jin-soo Kim ),김영화 ( Young-hwa Kim ) 한국농공학회 2013 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2013 No.-

농촌용수는 생산자원으로서의 기본적인 기능 외에 어메니티, 생태계보전 등 다양한 생산외적 기능이 광범하게 존재하고 있다. 그러나, 이러한 농촌용수의 다양한 생산외적 기능은 아직 명확하게 규명되어 있지 않아 이의 규명이 필요하다. 농촌용수의 기본적인 기능인 생산자원 기능은 지속적으로 공급되어져야 함은 물론이고 양질의 서비스가 지속적으로 공급되어져야하고, 어메니티 등 다양한 생산외적 기능도 공공 서비스재로 효과적으로 공급되어야한다. 이를 위해서는 농촌용수가 가지고 있는 어메니티, 환경 등 지역사회에 산재하고 있는 다양한 공익적 기능을 수요자에게 효과적으로 제공할 수 있는 정책수단 개발이 필요하다. 따라서, 농촌용수의 생산자원 기능의 지속적인 공급과 수요가 증대되고 있는 생산외적 기능 서비스의 효과적 공급을 위해서는 농촌용수가 가지고 있는 다양한 생산외적 공익적 기능의 명확한 규명 및 평가가 선행되어져야 한다. 농촌용수의 공익적 기능이란 식량생산기능 이외에 일반 국민에게 이로움을 주는 식량안보, 수자원함양, 하천수위유지, 생ㆍ공용수공급, 방화, 홍수조절, 경관, 휴양/관광(레저/스포츠), 생태계보전, 수질정화, 기후완화, 소수력발전 등 농촌용수가 가지고 있는 공공재적 특성을 가진 편익기능을 말한다. OECD는 다원적 기능에 대하여 “농산물생산 공급을 통한 식량안보의 확보, 식품의 안전성유지 등에 추가하여 환경측면과 농업ㆍ농촌의 활력유지 등 사회문화적 차원에서 보존하고 유지할 가치가 있는 기능”이라고 정의 하고 있으며, 본 고에서 제시한 농촌용수의 공익적 기능은 농업, 농촌, 수리시설분야의 기능을 종합하여 생산자원, 수자원, 방재, 어메니티, 환경보전, 사회문화, 에너지자원 등 7 종의 자원개념을 도입하여 재분류하여 제시하였다. 본 고에서 제시한 농촌용수의 지속적 개발ㆍ관리 및 양질의 서비스를 제공하기 위한 농촌용수의 공익적 기능의 평가와 공익적 기능 활용 정책수단 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

기상변화에 따른 농업용저수지의 시기별 물수지 변화 분석

윤동균 ( Dong-koun Yun ),이용직 ( Yong-jig Lee ),김진택 ( Jin-taek Kim ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

21세기에 전개된 우리나라 기온변화와 강수량변화는 정도의 차이는 있지만 증가하는 경향이 뚜렷하게 나타나고 있으며, 이러한 기후변화는 유역의 유출량과 유출률에 영향을 미쳐 수자원관리에 큰 어려움이 예상되고 있다. 수자원은 기후변화에 대해 매우 취약하며, 적절한 평가시스템 구축과 대응책이 마련되지 않으면 막대한 피해를 초래 할 수도 있다. 따라서 기후변화에 따른 농업수자원 변화에도 빠른 시일 내에 연구가 진행되어 기후변화에 따른 농업용수 이용 및 관리계획이 수립되어야 할 것이다. 농업수자원의 변화를 알기위해 과거와 현재의 기상자료를 이용하여 물수지 변화를 분석하여 보았다. 현재 기상자료는 관측소에서 관측된 기상자료 중 물수지에 필요한 기온, 강우, 습도, 일사, 증발, 풍속을 이용하였으며, 물지수분석 및 저수지모의조작에 필요한 모형은 한국농어촌공사에서 사용하는 HOMWRS 을 이용하였다. HOMWRS모형은 Penman식, Blaney-Criddle식에 의한 증발산량 및 관개 필요수량 산정, DIROM 및 가지야 마식을 이용한 소유역에서의 일별 장기유출량 산정, 이앙, 직파(담수, 건답)재배 물관리방식, 작부시기, 작물계수 등의 시험결과에 따른 영농방식별 수혜구역의 단위용수량 산정, 일별 및 순별 모의조작방식에 의한 물수지 분석으로 시설물 최적규모 결정을 하는데 사용되는 모형이다. 관측치의 과거와 현재의 기상자료를 분석한 결과 기온과 강우량이 조금씩 증가하는 것으로 나타났으며, 물수지분석 결과 필요수량이 과거 20년에 비하여 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 저수지모의조작의 경우 저수지의 유효저수량이 증가하는 것으로 나타났으며, 이는 관개기에 적정한 강우가 내리지 않았고 홍수시 저수지에서 유출되는 양이 많은 것으로 분석되었다. 향후 미래 기상자료를 이용하여 온실가스배출 시나리오와 한반도지역에 적합한 RCM모형을 구축하여 신뢰성있는 기상자료 생성에 따른 농업용수 변화분석이 시행되어야 할 것으로 판단된다.

수치해석을 통한 수문이 설치된 도관 내 소요공기량 고찰

윤동균 ( Dong-koun Yun ),이용갑 ( Yong-kab Lee ),장춘만 ( Choon-man Jang ),정상옥 ( Sang-ok Chung ),이승오 ( Seung-oh Lee ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-

저수지의 취수시설은 취수문이 있는 취수부분과 터널이나 통관 등 도수 부분으로 구성되며, 취수부분은 취수탑, 사통 및 댐 전면 취수시설 등이 있다. 일반적으로 터널이나 통관 등의 도수부분의 상류에는 수문이 설치되며, 수문을 통과한 물은 속도가 빠른 유속으로 흐르게 된다. 이때 수문 하류의 수축부에서 물속의 절대압력이 물의 증기압까지 내려가게 되면 공동현상이 발생하게 되고, 소음 및 진동에 의하여 수문 작동에 방해를 줄 수 있으며, 도관은 침식 등으로 구조물 파손에 이를 수도 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 물 및 공기의 유동현상을 고찰하는 방법으로 활발하게 적용되고 있는 CFD(Computational Fluid Dynamics) 기법의 적용을 검토하였다. 본 연구에서는 저수지의 안전한 유지관리에 꼭 필요한 공기관을 통한 소요공기량을 수치해석적인 방법으로 규명하고, 이를 실험결과 및 기존의 상관식과 비교하였다. 해석결과와 비교하기 위한 실험 case는 수문의 개도 30%, 50%, 70%, 90%이고, 유량에 따라 소요되는 공기량이 계측되어 있다. 상용 CFD(Computational Fluid Dynamics)코드인 CFX를 이용하여 실험장치와 같은 모델을 구성한 후 물의 유량과 소요공기량을 유동해석을 수행하여 평가하였으며, 이과 같은 연구를 통해 수치해석을 통한 소요공기량 예측의 타당성을 검토하였다.

기후변화 시나리오에 따른 논벼 재배지역 변화 예측

오윤경 ( Yun-gyeong Oh ),최진용 ( Jin-yong Choi ),유승환 ( Seung-hwan Yoo ),이상현 ( Sang-hyun Lee ),박나영 ( Nayoung Park ),윤동균 ( Dong-koun Yun ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

기후변화의 영향이 점차 가시화되고 한국이 이산화탄소 배출 의무감축 국가에 포함될 것으로 예상되는 포스트-교토체제의 협상 시한이 다가옴에 따라 이에 대한 대응책 마련이 시급한 실정이다. 특히, 농업의 토지이용은 기후변화에 민감하여 작물재배지역 분포 및 생산량 변화에 직접적인 영향을 줄 뿐만 아니라 온실가스 배출 및 흡수와도 밀접한 관련이 있으므로 이를 분석하는 것은 향후 기후변화의 대응책을 논의하는 데 있어서 매우 중요한 요소라 판단된다. 따라서 본 연구에서는 국내외의 많은 연구에서 활용되고 있는 SRES(Special Report on Emissions Scenarios)의 A1B 시나리오를 바탕으로 각 시·도별로 선정된 대표 저수지 유역의 논 분포를 모의하고 그 변화를 살펴보고자 하였다. 토지이용 및 토지피복 상태는 지역의 자연환경뿐만 아니라 인간 활동인 정책 및 사회·경제적인 여건에도 영향을 받기 때문에 매우 복잡하고 다양한 요인을 고려하여 변화를 모의하여야 한다. 이에 본 연구에서는 환경부의 토지피복도를 바탕으로 토지이용과 관련 있는 고도, 경사도, 토양특성 등 7가지 구동요인과 온실가스 배출 시나리오(A1B)에 따른 미래의 사회·경제 시나리오에서의 토지피복변화 패턴을 반영하여 CLUE(Conversion of Land Use Change and its Effects) 모델을 통해 2000년부터 2100년까지의 논 분포의 변화를 모의하였다. 농업진흥구역을 변화 제한지역으로 규정하고, A1B 시나리오의 조건과 토지피복별 위치 적합성을 적용하여 토지이용변화를 모의한 결과, 경기도의 마둔 저수지 포함 지역에서는 논이 약 14.5% 감소하며 대부분 시가화 지역으로 변화되는 것으로 나타났다. 또한, 인구가 감소할 것으로 예상되는 충청북도의 원남 저수지 포함 지역에서는 논지역이 대부분 밭으로 변화되는 것으로 모의되었다.

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.

논문 - GIS/RS를 이용한 비닐하우스 폭설 피해지역 추출 기법 연구

김샛별,신형진,윤동균,홍성욱,김성준,Kim, Saet-Byul,Shin, Hyung-Jin,Yun, Dong-Koun,Hong, Sung-Wook,Kim, Seong-Joon 한국관개배수위원회 2011 한국관개배수논문집 Vol.18 No.2

This study is to estimate the possible damage area of greenhouse by heavy snowfall event using terra MODIS snow cover area (SCA) and the ground measured snowfall data (GMSD). For the 4 heavy snowfall events of January 2001, March 2004, December 2005 and January 2010, the areas exceeding the design criteria of snowfall depth for greenhouse breaking were extracted by coupling the MODIS SCA and GMSD. The main damaged regions were estimated as Gangwon province in 2001, Chungbuk and part of Gyeongbuk province in 2004, Jeonbuk and Jeonnam province in 2005, and Gangwon and part of Gyeonggi province in 2010 respectively. Comparing with the investigated number of greenhouse damaged data, the estimated areas reflected the statistical data except 2001. The 2001 greenhouse damages were caused by the high wind speed (35.7m/sec) together with snowfall. The results of this study can be improved if the design criteria of wind speed is added.

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.