풍동실험에 의한 붐식 살포 농약의 노즐형태와 분사압력에 따른 비산 특성 분석

박진선 ( Park¸ Jinseon ),이세연 ( Lee¸ Se-yeon ),최락영 ( Choi¸ Lak-yeong ),정한나 ( Jeong¸ Hanna ),노현호 ( Noh¸ Hyun Ho ),유승화 ( Yu¸ Seung-hwa ),송호성 ( Song¸ Hosung ),홍세운 ( Hong¸ Se-woon ) 한국농공학회 2021 한국농공학회논문집 Vol.63 No.5

With rising concerns about pesticide spray drifts, this study analyzed the drift patterns of two typically-used nozzles, XR nozzle and AI nozzle, concerning their working pressures and wind speeds by wind tunnel experiments. AI nozzle showed low drift potential with larger droplet sizes compared to XR nozzle. Airborne and deposition drifts of XR nozzle were two times higher than those of AI nozzle under high wind speeds (≥2 m s^-1). In all cases, higher working pressures decreased the droplet sizes, thereby increasing the airborne and deposition drifts. Higher wind speeds also resulted in more airborne drifts, while ground deposition was increased under lower wind speeds. These effects of working pressures and wind speeds on the airborne and deposition drifts were observed at leeward distances less than 4 m from the nozzles. However, the airborne and deposition drifts were barely affected by the working pressures and wind speeds at leeward distances more than 11 m. The measurements were fitted to regression models of the drift curve with acceptable R2 values greater than 0.8, demonstrating that further studies will be useful to settle domestic issues of spray drifts.

농업생산기반시설의 입지계수 및 기능지수에 기초한 산촌지역 작물생산 중심지 분석

박진선 ( Jinseon Park ),김솔희 ( Solhee Kim ),송준호 ( Joonho Song ),서교 ( Kyo Suh ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

산촌은 일반적으로 임야의 비율이 농촌에 비해 높고, 소득이 낮으며 사회 · 문화적 혜택이 적은 지역으로 인지되고 있다. 또한 마을의 입지적 특성 상 생활환경의 정비수준이 낮고, 인구가 적은 지역을 의미한다. 산촌은 지형적 특성 때문에 농업생산에서 조건불리 지역으로 구분되나, 산림과 농지가 혼재되어 있는 입지적 조건으로 산업적 측면에서 농산업과 임산업이 공존하여 작물생산의 다양성을 확보할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 이와 같은 산촌의 입지적 특성을 고려하여 산촌지역에 위치한 농업생산기반시설의 입지계수를 산출하여 기능성을 분석하고, 그 결과를 토대로 산촌지역 작물 생산 중심지를 평가하고자 한다. 본 연구에서는 데이비스(W. K. D.Davies)의 기능지수법을 이용하여 농업생산기반시설의 입지계수 및 기능지수를 산출하고, 중심성 분석을 위한 기초 자료는 통계청에서 제공하는 기초 통계자료를 활용하며, 농업 및 임업 총조사 자료를 기반으로 작물 생산량 자료를 추출하여 이용한다. 농업생산기반시설은 미곡처리장, 농·임산물 물류센터, 파이프 하우스 및 온실, 저수지, 분류 및 가공시설 등과 같은 유형의 생산기반시설과 작목반 운영, 산촌마을종합개발사업시행 이력과 같은 무형자료를 분석에 이용하고자 한다. 공간적 범위는 강원도를 대상으로 하며, 읍 · 면 단위를 중심으로 분석한다. 입지계수와 기능지수 분석의 결과를 기반으로 농업생산기반시설의 시설별 입지계수를 산출하고, 농 · 임산물 생산 및 가공, 물류의 중심지를 평가한다.

농약 비산 저감을 위한 경계 작물의 공력 저항 및 차단 효과 분석

박진선 ( Jinseon Park ),이세연 ( Se-yeon Lee ),최락영 ( Lak-yeong Choi ),홍세운 ( Se-woon Hong ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

농작업 과정 중 방제의 기계화가 보편적으로 시행됨에 따라 드론을 활용한 방제가 활발하다. 드론을 활용한 방제는 공기 중 분사로 작업효율이 높고, 작업 속도가 빨라 비용 절감 및 인력 투입에 유리하다. 이때 공기 중 약액 입자는 기상 작용에 의한 풍속 및 풍향과 드론에서 발생하는 하향풍의 영향으로 목표 작물을 벗어나 주변 지역으로 비산되기 쉽다. 한편, 대기 중 약액이 비산될 때 주변 지역에 수목 또는 기타 작물이 존재 할 경우 약액 입자를 운반하는 공기의 투과성이 저하되고, 공기 중에 분포하던 약액 입자는 작물에 부착되어 비산 도달 거리가 짧아질 수 있다. 작물의 공기 투과 저항력은 작물의 엽면적의 크기 및 밀도에 영향을 받는데, 이와 같은 특성을 나타내는 지표로 엽면적 지수를 꼽을 수 있다. 또한 작물의 공기 투과 저항력은 일정 풍압이 발생할 때 작물을 중심으로 전후의 압력을 측정하고, 그 차이를 이용하여 측정할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 엽면적 지수와 외부 풍속을 달리하여 식물의 공기 투과 저항력을 평가하고자 한다. 실험 설계는 실내 비산 모의 챔버를 활용하였으며, 식물은 잎의 밀도를 달리하여 엽면적 지수를 세 단계로 구분하였고, 풍속은 1-3 m s^-1 로 설정하여 풍동 구간 내 발생하는 압력을 측정하기 위해 작물 앞과 뒤에 동일 간격을 두고 압력계를 설치하였다. 압력은 정압과 동압의 합으로 얻어지며 동압은 내부에 바람이 일정한 속도로 불기 때문에 전구간이 동일하여 정압을 측정하여 작물의 공기 투과 저항력을 추정하였다. 작물의 공기 투과 저항력은 경험식과 Darcy-Forchheimer가 제안한 식을 활용하여 경향을 분석하였다.

고해상도 농경지 데이터를 이용한 비료사용 농경지의 암모니아 배출량의 시공간적 변화 분석

박진선 ( Park Jinseon ),이세연 ( Lee Se-yeon ),홍세운 ( Hong Se-woon ),나라 ( Na Ra ),오윤경 ( Oh Yungyeong ) 한국농촌계획학회 2021 농촌계획 Vol.27 No.4

Ammonia emission from the agricultural sector contributes almost 78% of total ammonia emission in Korea. The current ammonia emission estimation method from fertilizer application has high uncertainty and needs to be improved. In this study, we propose an improvement method for estimating the amount of ammonia emission from agricultural land with improved spatiotemporal resolution using Farm Manager Registration Information System and criteria for the fertilizer. We calculated ammonia emissions by utilizing the 2020 cultivation area provided by Farm Manager Registration Information System for 55 kinds of upland crops cultivated in the field area of the farmland. As a result, soybeans were the most cultivated field crop in 2020, and the area of cultivated land was surveyed at about 77,021 ha, followed by sweet potatoes 22,057 ha, garlic 20004 ha, potatoes 17,512 ha, and corn 16,636 ha. The month with the highest ammonia emissions throughout the year was calculated by emitting 590.01 ton yr-1 in May, followed by 486.55 ton yr-1 in March. Hallim-eup in Jeju showed the highest ammonia emission at 117.50 ton yr-1.

양돈사 내 동물 활동도에 따른 암모니아 및 미세먼지 배출농도 특성 분석

박진선 ( Park Jinseon ),정한나 ( Jeong Hanna ),이세연 ( Lee Se Yeon ),최락영 ( Choi Lak Yeong ),홍세운 ( Hong Se-woon ) 한국농공학회 2021 한국농공학회논문집 Vol.63 No.6

The movement of animals is one of the primary factors that influence the variation of livestock emissions. This study evaluated the relationship between animal activity and three major emissions, PM10, PM2.5, and ammonia gas, in weaning, growing, and fattening pig houses through continuous monitoring of the animal activity. The movement score of animals was quantified by the developed image analysis algorithm using 10-second video clips taken in the pig houses. The calculated movement scores were validated by comparison with six activity levels graded by an expert group. A comparison between PMs measurement and the movement scores demonstrated that an increase of the PMs concentrations was obviously followed by increased movement scores, for example, when feeding started. The PM10 concentrations were more affected by the animal activity compared to the PM2.5 concentrations, which were related to the inflow of external PM2.5 due to ventilation. The PM10 concentrations in the fattening house were 1.3 times higher than those in the weaning house because of the size of pigs while weaning pigs were more active and moved frequently compared to fattening pigs showing 2.45 times higher movement scores. The results also indicated that indoor ammonia concentration was not significantly influenced by animal activity. This study is significant in the sense that it could provide realistic emission factors of pig farms considering animal’s daily activity levels if further monitoring is carried out continuously.

풍동실험을 통한 노즐 및 분사압력에 따른 농약의 비산 특성 분석

박진선 ( Jinseon Park ),이세연 ( Se-yeon Lee ),최락영 ( Lak-yeong Choi ),정한나 ( Hanna Jeong ),홍세운 ( Se-woon Hong ) 한국농공학회 2021 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2021 No.-

드론 방제에 의한 농약 비산 특성 분석을 위한 시험포 구축 및 예비 실험

박진선 ( Jinseon Park ),이세연 ( Se-yeon Lee ),최락영 ( Lak-yeong Choi ),홍세운 ( Se-woon Hong ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

농업 분야는 농업 인구의 지속적인 감소 및 고령화로 노동력 절감과 생산성 제고를 위해 농작업 기계화를 정책적으로 수행하였다. 농작업 과정 중 노동 집약적인 방제작업의 기계화를 목적으로 항공 방제의 도입이 활발해졌고, 드론을 활용한 방제작업의 비율이 2003년 201 ha에서 2019년 194,000 ha로 약 965배 증가하였고, 전체 논 면적의 30%를 담당하게 되었다. 이와같이 드론을 활용한 방제작업은 높은 효율과 투입 인력 감소 및 비용 절감의 효과가 있으나 분사한 농약이 방재를 목적한 작물 이외에 주변 농경지로 비산하여 퇴적 및 잔류하는 문제가 발생한다. 농산물의 안전성 확보 및 농약 사용 관리를 위해 2019년부터 농약허용기준강화제도(Positive List System, PLS)를 시행하고 있는데, 농약 비산으로 인한 타 작물의 농약 검출로 농민 간 법적 분쟁이 발생하는 등 사회적 갈등이 심화되고 있다. 농약 비산에 의해 발생하는 문제에 대응하기 위해 비산 특성을 규명하는 연구가 지속적으로 수행되고 있으나 농약비산은 약액 입자의 크기, 살포 특성과 같은 물리적 요인과 온도 및 습도, 풍속 및 풍향과 같은 기상 요인 등 다양한 요인에 영향을 받아 실증적 규명에 한계가 있다. 또한 농약을 사용한 비산 실험 과정에서 인근 농경지의 소유주 및 주민들의 민원이 제기될 가능성이 크기 때문에 실험에 적합한 장소를 마련하는데 어려움이 많다. 따라서 본 연구에서는 현장 실험을 통한 드론 방제에 따른 비산 특성의 실증적 규명을 위해 시험포를 구성하고, 살포 시기 및 기상 조건을 고려하여 비산되는 약액을 포집 방법을 정립하고자 한다. 본 연구에서 구성한 시험포는 전라남도 나주시 전남대학교 농장에 위치하며, 주변 지역 비산을 측정하기 위해 85m × 75 m의 부지 내에 20 m × 20 m 구역을 특정하여 약액을 살포하고, 살포 지역으로부터 3 m, 9 m, 27 m 떨어진 지점에서 나일론 스크린을 활용하여 비산된 약액을 포집하였다. 드론은 E-616s로 국내 보급이 활발한 기종이며, 노즐은 국내·외 붐식(Boom Type) 살포기에 주로 이용되는 TeeJet™의 XR11002 노즐을 활용하여 풍속을 다양한 조건으로 적용하여 약액 살포 실험을 수행하였다.

농업 및 농촌에 대한 대학생 인식조사 비교 연구

박진선 ( Jinseon Park ),최수광 ( Soogwang Choi ),김난영 ( Nanyeong Kim ),김혜지 ( Heyji Kim ),유승종 ( Seungjong Yoo ),김태헌 ( Taeheon Kim ),윤성수 ( Seongsoo Yoon ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-

농업과 농촌은 우리나라의 근간을 이루는 산업이자 그 산업이 유지되는 공간이었으나, 산업의 규모는 축소되고 농촌 인구는 지속적으로 감소하고 있다. 이와 같은 문제를 해소하고자 농업 장려와 농촌 공간 활성화 사업이 다양하게 이루어지고 있다. 4차 산업혁명의 기술력을 도입하여 농업 생산성을 증진시키고, 이를 통해 소득 증대를 위한 노력이 계속되고 있으며, 귀농·귀촌 정책의 활성화로 농업 및 농촌으로 회귀하려는 인구 또한 증가하고 있다. 그러나 이와 같은 정책 및 정보가 지속적으로 홍보하고 있음에도 불구하고 농업과 농촌은 여전히 젊은 계층에게는 생소하고 기피하는 현상을 볼 수 있다. 따라서 본 연구에서는 일반 국민이 느끼는 농업과 농촌에 대한 인식조사와 젊은 계층을 대표하는 대학생의 인식을 비교하고, 농업계열 전공자와 비농업계열 전공 대학생이 갖는 농업과 농촌에 대한 인식 차이를 살펴보고자 한다. 대상학생은 충북대학교 학생 116명을 대상으로 하였으며, 4차 산업혁명의 농업 적용, 농업 및 농촌 정책, 농업 및 농촌 이주 선호도 등에 대한 설문조사를 수행하였으며, 설문방법은 구글 설문과 설문지 배포를 통해 이루어졌다. 설문 결과를 통해 농업 및 농촌 정책에 대한 인지 및 이해의 정도를 파악 할 수 있을 것으로 판단하고, 대학생들의 농업 및 농촌에 대한 선호도 및 기피이유 등을 살펴 볼 수 있을 것으로 판단한다.

근적외선을 이용한 콘크리트 구조물의 표면강도의 추정

박진선 ( Jinseon Park ),류기선 ( Kisun Ryu ),윤성수 ( Seongsoo Yoon ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

콘크리트 구조물의 내구성 측정과 안전진단의 중요성이 부각됨에 따라 콘크리트 구조물의 비파괴 시험을 위해 다양한 기법이 적용되고 있다. 콘크리트 구조물의 표면 강도를 추정하기 위해 반발경도법과 초음파법 등이 이용되었으나, 시험 결과의 신뢰도 확보가 어렵고 현장 적용성의 한계로 인해 비교적 원거리에서 간접 측정이 가능하며, 면 단위의 화상 결과를 획득할 수 있는 적외선 기법에 대한 연구가 활발하다. 적외선 기법은 대기 온도와 콘크리트 표면의 비열 차를 통해 콘크리트 구조물 내부에 발생한 결함을 직관적으로 검측할 수 있는 기법으로 콘크리트의 강도를 추정하기 위해서는 별도의 과정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 적외선 카메라를 이용하여 촬영된 열화상 이미지를 통하여 콘크리트의 표면 강도를 추정할 수 있는 알고리듬을 구성하고자 한다. 본 연구는 2009년 7월부터 9월까지 충북대학교에서 수행되었으며, 실험에 사용된 콘크리트 공시체의 규격은 1,000×1,000×150mm이고, 설계강도는 24MPa이며, 28일 간 수중양생을 마치고 외부 환경에 노출되어 있다. 콘크리트 공시체 내부에 100×100×10mm 스티로폼이 삽입되었으며 구조물 내부에 발생한 공극의 역할을 한다. 적외선 열화상의 획득은 1주일에 걸쳐 이루어졌으며, 오전 8시부터 2시간 간격으로 1m이내의 거리에서 측정하였고, 우천 시 촬영된 자료는 본 연구에 반영하지 않았다. 콘크리트의 강도 추정을 위한 알고리듬은 C로 구성되었으며, 획득한 열화상 이미지의 화소가 가지는 수치값을 읽고 반발경도법과 압축강도 시험을 통해 얻은 콘크리트의 실제 강도와 맞춰가도록 작성하였다. 프로그램 처리과정을 거쳐 내부에 공극을 포함하고 있는 콘크리트 표면의 강도를 추정하였으며 추정된 값을 통하여 표면 등강도도 (Strength Contouring)를 작성하였다. 본 연구에서는 적외선을 이용하여 콘크리트 구조물의 강도를 추정하였으나, 향후에는 중성화 및 염해 등 화학적 열화를 받은 콘크리트의 내구성을 진단할 수 있는 기법의 개발이 필요할 것으로 판단된다.

공간분석을 이용한 농촌 지역 미세먼지 농도 추정

박진선 ( Jinseon Park ),이병준 ( Byungjoon Lee ),윤성수 ( Seongsoo Yoon ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-

우리나라의 대기오염은 황사현상과 같은 계절적 특성을 가졌으나 기후변화, 차량 이용의 증가 등으로 계절 특성과 상관없이 대기오염 수준이 악화되고 있으며, 이로 인한 국민 삶의 질 저하 및 사회적 비용이 증가하고 있다. 특히 미세먼지(PM10)및 초미세먼지(PM2.5)농도가 증가하여 국민의 일상생활 및 생산활동에 직접적 문제를 발생시켜 미세먼지 관리에 대한 노력이 정책적으로 이루어지고 있다. 정부에서는 에어 코리아 사이트를 통해 지역별 미세먼지 데이터를 제공하고 있다. 그러나 미세먼지 및 초미세먼지 농도 자료는 해당 지역의 정확한 측정지점에 대한 관측 자료가 아닌 관측소에서 측정한 값을 보간하여 제공된다. 본 연구의 대상 지역인 청주시의 경우 6곳의 관측소에서 관측된 값을 청주시 전체 행정동 및 리 단위로 제공하기 때문에 해당 지역의 정확한 미세먼지 농도를 측정하는데 한계가 있다. 또한 농촌은 생산활동 중 야외에서 이루어지는 작업이 많아 미세먼지에 따른 제약이 크지만, 관측소가 부재하기 때문에 농촌 공간의 미세먼지 수준을 정확하게 파악할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 농촌 공간의 미세먼지 농도를 직접 측정하고, 이를 통해 실측 자료와 제공 자료의 차이를 비교·분석하고, 공간분석을 통해 농촌 공간의 미세먼지 지도를 구축하고자 한다. 미세먼지 측정은 광산란법을 이용한 측정 장비를 이용하여 청주시 8개 마을의 미세먼지 농도를 실측하였고, 이를 통해 측정 당일의 에어코리아 제공 자료와 비교·분석을 수행하였다. 또한 역거리가중법을 적용하여 농촌 공간의 미세먼지 지도를 작성하였다.