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하천관개지역 광역논에서의 영양물질의 물질수지

이정범,이재용,이사굉,장정렬,장익근,김진수,Lee, Jeong Beom,Lee, Jae Yong,Li, Si Hong,Jang, Jeong Ryeol,Jang, Ik Geun,Kim, Jin Soo 한국농공학회 2014 한국농공학회논문집 Vol.56 No.5
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The objective of this research was to investigate concentration and load of nutrients such as total nitrogen (TN), nitrate nitrogen ($NO_3$-N) total phosphorous (TP), and phosphate phosphorous ($PO_4$-P) in a 23.4-ha paddy fields watershed with river water source. Water samples for irrigation water, drainage water, ponded water and groundwater were collected, and irrigation and drainage water were measured at 5~10 day intervals during normal days and at 2~6 hours intervals during three storm events. The amount of irrigation water in the study area was over 2,000 mm, which is almost identical to that in the area irrigated from a large reservoir but much more than that in the area irrigated from a pumping station. Mean flow-weighted concentrations of TN and TP in irrigation water were 2.8 and 0.15 mg/L, respectively, higher than those in the area irrigated from a large reservoir or a pumping station. The ratios of irrigation load to total inflow load for TN and TP were 88 %, and the ratios of surface outflow load to total outflow load for TN and TP were over 90 %, indicating that total nutrient load may be greatly affected by water management. The nutrient loads per area in the study area were estimated as TN 21.1 kg/ha and TP 1.1 kg/ha. Especially, the TP load per area in the study area was smaller than that in the area irrigated from a large reservoir or a pumping station. This may be because outflow load is not high likely due to sedimentation of particulate P and irrigation water load is high due to high TP concentration in irrigation water and high amount of irrigation water.
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강우시 하천관개지역 논에서의 관개기와 비관개기의 COD와 SS 농도의 비교

이정범 ( Jung Bum Lee ),김진수 ( Jin Soo Kim ),이사굉 ( Si Hong Li ) 한국농공학회 2012 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2012 No.-
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산업체나 도시에서 유출된 점원오염이 오수처리기술의 진전과 함께 상당량 제거됨에 따라 호소와 같은 폐쇄성 수역에서 농업 등에 의한 비점원오염이 차지하는 비율은 점점 증대되고 있다. 특히 논에서 발생하는 비점원오염 경우에는 수원에 따라 물관리 형태가 달라지게 되어 오염물질의 배출부하의 형태도 다르게 된다. 본 연구의 목적은 하천관개의 논을 대상으로 강우시 관개기와 비관개기에서의 COD (화학적산소요구량)과 SS (부유물질)의 농도를 비교함으로써, 논에서의 비점오염배출 특성을 파악하고자 한다. 본 연구는 충청북도 청원군 옥산면 소로리에 있는 용배수로가 분리된 23.4 ha의 대구획 광역논 지구를 대상으로 수행되었다. 본 연구에서는 4개의 강우사상에 대하여 배수로 말단에서의 COD와 SS 농도변화 특성을 파악하였다. 수질샘플링은 비관개기(2011년 11월 하순~2012년 4월 초순)와 관개기 (2012년 6월 하순~7월 초순)에 각각 2회씩 수행되었다. COD의 유량가중 평균농도는 비관개기에 각각 28.8, 30.0 mg/L, 관개기에는 각각 13.6, 8.4 mg/L로 관개기보다 비관개기에 2.7배 높게 나타났다. 이는 비관개기에서 수확 후 논 표면에 남아 있던 벼의 일부 잔재가 유출되면서 COD농도를 증가시켰기 때문으로 판단된다. 한편, SS의 유량가중평균농도는 비관개기에 각각 59.0, 69.7 mg/L, 관개기에 각각 59.5 mg/L, 44.6 mg/L로 두 시기에 큰 차이를 보이지 않았고, 밭 유출수에서 SS 농도보다 훨씬 작게 나타났다. 이는 비관개기에 논토양이 비담수로 노출되어 있으나, 토양에 있는 벼의 뿌리가 토양 침식을 억제하고 있기 때문으로 판단된다. 향후, 지속적인 오염물질 농도변화를 파악하여 논에서의 영양염류의 유출 메커니즘을 구명된다면 더 효율적인 비점오염관리의 기초자료로 가치가 있을 것으로 생각된다.
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농업용 저수지의 홍수조절용량 평가

이재용 ( Jae Yong Lee ),김진수 ( Jin Soo Kim ),장익근 ( Ik Geun Jang ),이정범 ( Jung Bum Lee ),이사굉 ( Li Si Hong ) 한국농공학회 2013 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2013 No.-
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농업용수의 안정적 공급을 주목적으로 건설된 농업용 저수지는 홍수기(6월 21일~9월 20일)에 제한수위가 설정되어 있어 저수지의 빈 공간에 의한 홍수조절 기능이 생길 것으로 추정되나, 이에 대한 평가는 전반적으로 이루어지지 않은 실정이다. 본 연구에서는 저수용량 100만 m3 이상의 농업용 저수지 459개를 대상으로 홍수조절용량을 평가하고 홍수조절용량의 증대를 위한 구조적 개선방안을 제시한다. 459개의 농업용저수지 중 소규모저수지(100~500만 m3)는 405개, 중규모저수지(500만 m3 이상)는 54개이다. 또한 수문이 없는 저수지는 355개로 측면여수로 되어 있으며, 수문이 있는 저수지는 104개로 수문은 레디알 게이트, 슬라이드 게이트, 전도게이트, 비상 수문 등으로 되어있다. 대상 저수지의 총 저수용량은 18.3억 m3이며, 총 저수용량 크기를 기준으로 구분하면 소규모저수지(100~500만 m3)가 8억 m3, 중규모 저수지(500만 m3 이상)가 10.3억 m3이다. 수문 유무를 기준으로 구분하면 수문이 없는 저수지는 9억 m3, 수문이 있는 저수지는 9.3억 m3이다. 홍수조절용량은 크게 3개로 평상시 안정 홍수조절용량, 홍수기 안정 홍수조절용량, 불안정 홍수조절용량으로 구분된다. 평상시 안정 홍수조절용량은 홍수위와 만수위 사이의 체적으로 모든 저수지에서 시기에 관계없이 확보가 가능한 홍수조절용량이다. 홍수기 안정홍수조절용량은 홍수 시 홍수기 제한수위를 3일 이내에 확보할 수 있는 수량으로 만수위와 홍수기 제한수위 사이의 체적이다. 불안정 홍수조절용량은 홍수 시 홍수기 제한수위를 3일 이내에 확보할 수 없는 수량으로 총 저수용량의 약 20%를 차지하며 측면 여수로만 있는 저수지의 경우에 해당된다. 해당 저수지의 총 저수용량에 대한 홍수조절용량은 총 6.7억 m3으로 이 중 소규모 저수지가 3.3억 m3, 중규모 저수지가 3.4억 m3으로 비슷하게 나타났다. 그러나 안정 홍수조절용량은 총 4.9억 m3으로 이 중 소규모 저수지 1.9억 m3, 중규모 저수지가 3.0억 m3으로 중규모 저수지가 더 큰 것으로 나타났다. 또한 해당 저수지의 수문 유무에 따른 홍수조절용량은 총 6.7억m3으로 이 중 수문이 없는 경우가 3.4억m3, 수문이 있는 경우가 3.3억m3로 비슷하게 나타났다. 그러나 안정 홍수조절용량 총 4.9억m3으로 이 중 수문이 없는 경우 1.6억m3, 수문이 있는 경우가 3.3억m3으로 수문이 있는 경우가 2 배 이상 큰 것으로 나타났다. 따라서 농업용 저수지의 홍수조절용량을 증대시키기 위해서는 총 저수용량의 증대와 함께 안정 홍수조절용량의 증대가 필요하다. 안정 홍수조절용량을 증가시키기 위해서는 저수지에 수문의 설치가 필수적으로 나타났다.

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