포장단위 관개용 수리시설물 개발

전종길 ( Jonggil Jeon ),이상봉 ( Sangbong Lee ),김민영 ( Minyoung Kim ),염성현 ( Seonghuyn Yum ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

본 연구에서는 용수관리 적정화에 의해 용수 및 노동력을 절감하기 위하여 포장단위 관개 시설인 물꼬와 취급 및 관리가 용이한 분수문을 설계ㆍ제작하였다. 개발된 기종을 현장에 설치하고, 성능시험을 실시한 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 엘보관의 0°~90° 회전각도에 따라 유입 또는 배수되는 물량을 조절할 수 있는 수동식 물꼬와 수위 센서에 의해 자동 개폐되는 자동식 물꼬 등 총 4종의 물꼬를 개발하였다. 둘째, 물꼬 종류별 성능시험 결과, 물꼬관리시간은 관행 흙물꼬가 26.8시간/ha, 수동식 물꼬 18.0시간/ha, 자동식 물꼬 3.7시간/ha으로 관행에 비해 자동식은 86%, 수동식은 33% 감소되는 것으로 나타났다. 셋째, 자동물꼬의 작동 안정성과 담수위센서의 응답성이 양호한 것으로 나타났으며, 물꼬관리 소홀로 인한물 소비량은 1일 기준으로 관행 흙물꼬가 4.5㎥/ha, 수동식 물꼬 4.0㎥/ha, 자동식 물꼬 0.3㎥/ha으로 관행에 비해 자동식은 93%, 수동식은 12% 물 낭비를 줄일 수 있는 것으로 나타났다. 넷째, 개폐스크류축이 제자리에서 회전하고 문비만 상하로 작동되는 방식인 관개용 분수문을 설계ㆍ제작하였다. 다섯째, 분수문 개폐토크 시험결과 기존 스크류식은 평균 16Nㆍm, 웜기어식은 12Nㆍm, 개발된 분수문은 5Nㆍm로 나타나 기존 방식에 비해 1/2~1/3로 감소되는 것으로 나타났다. 마지막으로 분수문 문비 50㎝ 개방 시 개폐회전수는 스크류식, 웜기어식, 개발된 분수문별로 각각 80회, 598회, 24회로 나타나 기존 방식에 비해 약 25배 개폐회전수가 감소되는 것으로 나타났으며, 개폐시간은 스크류식 233sec, 웜기어식 495초, 개발된 분수문이 32sec로 기존 방식에 비해 7.3~15.5배 감소되는 것으로 나타났다.

답·전 윤환을 위한 두더지 암거 형상별 토양수분 및 형상 지속성 조사 분석

전종길 ( Jonggil Jeon ),김민영 ( Minyoung Kim ),김영진 ( Youngjin Kim ),최용훈 ( Yonghun Choi ),김승희 ( Seounghee Kim ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

본 연구에서는 논에서의 밭작물 재배 확대를 위해 답·전간 전환이 쉽고, 저비용으로 배수문제 해결하기 위한 기초연구로 두더지 암거 형상별 토양수분 및 형상 지속성에 대하여 조사 분석하였다. 트랙터 견인식 두더지 암거 성형을 위해 토양 천공기를 원추형, 사각형, 육각형 설계·제작하였다. 토성이 식양토인 논에서 38㎜ 강우 18시간 경과 후 두더지 암거 형상에 따른 깊이별, 수평거리별 토양수분을 조사하였다. 시험결과 논 지표면에서 10㎝에서 30㎝까지 깊이별 평균 토양수분은 원추형, 사각형, 육각형의 시험구와 무처리구에서 각각 35.3, 35.4, 35.4, 36.8%로 나타났다. 깊이별 시험에서 두더지 암거 형상에 따른 평균 토양수분은 유사하게 나타났으나 측정 깊이별로는 10, 30, 20㎝ 순서로 물 빠짐이 좋게 나타났다. 이는 강우 후 물 빠짐 과정 중에 깊이 10㎝ 지점은 논 지표면으로부터의 증발과 중력에 의한 배수 영향, 30㎝ 지점은 암거로부터 근접 영향으로 나타난 일시적인 현상으로 사료된다. 암거로부터 10㎝에서 40㎝까지의 수평거리별 평균 토양수분은 원추형, 사각형, 육각형의 시험구와 무처리구에서 각각 37.5, 37.7, 37.4, 37.9%로 나타났다. 논토양 천공 형상은 25일 경과 후에도 형상이 그대로 유지되면서 배수가 잘 되는 것으로 나타났다.

온실 빗물이용 기술 개발

전종길 ( Jonggil Jeon ),백이 ( Yee Paek ),윤남규 ( Namkyu Yun ),이상봉 ( Sangbong Lee ),김민영 ( Minyoung Kim ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

최근 들어 대체수자원으로서의 빗물이용에 대한 관심이 높아지고 있다. 그동안 우리나라에서는 대체 수자원으로서 지하수, 생활용수를 재처리한 중수의 이용에 집중되어 왔는데, 앞으로는 대단위 주거단지 및 대형건물에 빗물을 받아 수세식 화장실용수와 세탁용수, 정원용수 등으로 활용하는 시설이 늘어날 전망이다. 농업용으로는 해안가, 간척지의 시설원예 재배농가는 지하수의 고 염류농도로 인한 작물재배의 어려움을 겪자 빗물이용 또는 지하수 재처리 등을 희망하고 있지만 적용할 만한 기술이 없는 상태이다. 따라서 본 연구에서는 지하수 이용이 곤란한 시설농가의 수자원 확보 및 빗물의 자원화를 위하여 온실 빗물이용 기술을 개발하고자 하였다. 빗물이용 시스템은 집수시설, 초기빗물배제장치, 여과장치, 저장조 등으로 구성되어 있으며, 초기빗물배제장치는 부력의 원리를 이용하여 초기 이물질이 혼합된 빗물을 일정량 배제시키도록 되어 있다. 여과장치의 여과재는 망 필터 및 활성탄을 이용하였으며, 저수조의 용량은 온실면적, 강우 유출계수, 지역별 연강우량, 저장지수를 이용하여 산정하였다. 강우 후 비닐하우스 저장조 집수빗물, 유리온실 저장조 집수빗물, 하늘에서 받은 빗물, 현재 작물재배용으로 이용되고 있는 지하수로 구분하여 수질분석을 실시한 결과, pH는 각각 5.86, 6.79, 6.15, 7.64로 나타났으며, EC는 0.018, 0.029, 0.010, 0.215ds/m로 나타났다. 빗물 1L중 부유고형물량은 비닐하우스 저장조 집수빗물, 유리온실 저장조 집수빗물, 하늘에서 받은 빗물별로 각각 0.02, 0.02, 0.01g으로 나타났으며, 중금속인 Cu는 검출되지 않았으며, Fe는 지하수에만 0.165㎎/L, Zn은 비닐하우스 저장조, 유리온실 저장조, 빗물, 지하수에서 각각 0.015, 0.020, 0.006, 0.085㎎/L 나타났다. 따라서 온실에 저수된 빗물은 현재 온실 내 작물재배용 사용되고 있는 지하수의 수질보다 양호하여 작물 재배용으로 적합한 것으로 판단된다. This study was attempted to develop rainwater using technology in greenhouse. As results of this study, rainwater using system was developed and then tested in field. Rainwater using system are composed of four parts : collecting device, excluding device of early rainwater, filter, a water tank. The working performance of the developed system in the field was carried out successfully. The Result of water quality analysis, pH and EC of collecting rainwater from plastic house, and from glass house, rainwater and underground water were shown 5.86, 6.79, 6.15, 7.64 and 0.018ds/m, 0.029ds/m, 0.010ds/m, 0.215ds/m respectively. Heavy metals were not nearly detected in rainwater. It is expected to grow crops by rainwater utilization in greenhouse.

논 인삼재배용 지중 관배수시스템 개발

전종길 ( Jonggil Jeon ),이상봉 ( Sangbong Lee ),김민영 ( Minyoung Kim ),이성우 ( Seongwoo Lee ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

논에 인삼을 재배할 경우 우기 시에는 배수불량으로 인한 인삼 생육불량 및 습해가 발생되고, 가뭄 시에는 지나친 건조에 의한 인삼 생육불량 문제가 발생됨에 따라 이러한 문제점을 해결하고자 지중 관배수시스템을 설계ㆍ제작하고, 현장 성능시험을 실시한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 첫째, 지중 관배수시스템은 토양수분센서의 신호값과 사용자의 설정 기준값을 비교하여 토양이 건조할 때는 구동펌프를 작동시키고, 토양이 과습할 때는 지중 암거 밸브인 솔레노이드밸브를 작동시켜 암거배수되는 장치로 컨트롤러, 토양수분센서(TDR), 펌프(1/3Hp, 30L/min), 솔레노이드 밸브, 물탱크 등으로 구성된다. 둘째, 사질식양토의 논에 지중 관수효과시험을 실시한 결과 흡수거 폭 크기별 시험에서는 10, 20, 30㎝ 중폭 10㎝가 가장 효과가 좋았으며, 상대적으로 폭 20, 30㎝에서는 효과가 미미 하였다. 셋째, 지중 배수효과시험에서는 36㎜ 강우 후 4일간 초기 물빠짐 정도, 즉 토양수분변화는 흡수거 3, 5, 7m 간격별로 평균 토양수분 장력값이 82.6, 66.0, 47.5kPa로 나타나 무처리구의 27.9kPa에 비해 평균적으로 약 234% 높게 나타났으며, 간격 중에는 인삼 생육 및 경제성을 고려할 때 7m 간격이 좋은 것으로 판단된다. 넷째, 지중 관배수장치 설치 후 평균 지하수위는 -41.6㎝로 무처리구의 -5.1㎝에 비해 36.5㎝ 지하수위가 낮았으며, 깊이는 논 바닥 평균면에서 지중 50㎝(인삼 두둑 윗면에서 65㎝) 깊이가 양호한 것으로 나타났다. 다섯째, 인삼 수확량에서는 무처리구가 6,055kg/ha, 암거처리구 평균이 6,951kg/ha로 처리구에서 약 15% 증수되는 것으로 나타났으며, 인삼생육조사에서 처리구의 간격, 깊이에 따라 차이가 있지만, 지하부 생존율, 동체장, 근중은 암거처리구 평균이 각각 61.1%, 6.7㎝, 108.5g/3.3㎡인 반면, 무처리구에서는 44.4%, 5.8㎝, 94.5g/3.3㎡로 나타났다. 마지막으로 경제성 분석결과 지중 관배수장치 설치로 인하여 추가적으로 증가되는 비용은 암거 흡수거간격을 3, 5, 7m로 하였을 때, 각각 연간 2,161,059원/ha, 1,592,256원/ha, 1,325,532원/ha이며, 생산량 증가에 따른 연간 소득증대 효과는 2,626,561원/ha, 4,002,579원/ha, 3,278,377원/ha으로 나타났다.

물부족 밭작물 재배지 관개를 위한 강우 유출수 집수장치 현장 실용성 검토

전종길 ( Jonggil Jeon ),김영진 ( Youngjin Kim ),오우현 ( Woohyun Oh ),최용훈 ( Yonghun Choi ),이상봉 ( Sangbong Lee ),김민영 ( Minyoung Kim ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-

중산간지 밭작물 재배지 인근의 소류천에 강우 시 흐르는 유출수를 자연 집수하여 작물재배에 활용하기 위하여 집수장치를 현장에 설치하여 실용성을 검토하고자 하였다. 사각 깔때기형으로 집수장치를 제작하여 장수지역 중산간지 오미자 재배지에 설치하여 31일 동안 현장시험을 실시하였다. 시험기간 동안 강우량은 87.9㎜가 내렸으며, 현장시험 시 집수장치 입구의 여과망에 부착된 부유물 조사, 부유물 집적에 따른 유속 저하, 시간당 집수량을 조사하였다. 시험결과 집수장치 설치 후 31일 동안 집수장치 입구 여과망에 부유물이 집적됨에 따라 유속 저하는 수위에 따라 0.08∼0.16m/s로 나타났으며, 이에 따른 유속 감소율은 25.8∼33.3%로 나타났다. 부유물이 집적된 상태에서 집수장치의 시간당 집수량은 0.34∼2.44t으로 나타났으며, 부유물 제거 시에는 시간당 집수량이 0.48∼3.29t으로 상승되었다. 부유물 집적에 따른 집수장치 유량 감소량은 시간당 0.14∼0.85t으로 나타났다. 집수장치 입구의 여과망에 쌓이는 부유물은 풀잎, 가는 나뭇가지 썩은 부스러기 등 부엽성 재질이 대부분이었다. 이는 집수장치를 주기적으로 관리함으로써 활용성을 높일 수 있을 것으로 사료된다. 1개월 동안에 집수장치에 쌓이는 부유물의 건조중량은 1.73g으로 나타났는데, 이들은 집수유속을 저하시키는 요인이 되지만 집수에는 큰 지장이 없는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 사각 깔때기형 집수장치는 중산간지 노지 밭작물 재배지 인근의 소류천에 흐르는 물의 집수 용도로 사용 가능함을 확인할 수 있었다.

트랙터 견인식 암거 천공기 콩 논재배 적용 효과 검토

전종길 ( Jonggil Jeon ),김민영 ( Minyoung Kim ),김영진 ( Youngjin Kim ),최용훈 ( Yonghun Choi ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-

본 연구에서는 논에서의 밭작물 재배 확대를 위해 트랙터 견인식 암거 천공기를 설계·제작하였다. 트랙터 견인식암거 천공기는 논에서 두더지 암거방식으로 성형하여 처리구와 무처리구에서의 강우 후 지하수위 변화, 토양수분함량 변화, 그리고 콩 생육조사를 실시하였다. 시험결과 41.5mm 강우 후 18시간동안 지하수위의 시간당 평균 감소량은 처리 구에서 6.1mm/h, 무처리구 2.2mm/h로 처리구에서 2.8배 지하수위가 빨리 낮아지는 것으로 나타났다. 또한 41.5mm 강우 후 40시간동안에 토양수분함량은 처리구에서 평균 64.5%에서 46.0%로 28.7%p 낮아졌으며, 무처리구에서는 평균 70.6%에서 65.2%로 7.6%p 낮아졌다. 파종 후 55일째 콩 생육조사결과 콩의 경장은 처리구에서 평균 46.9cm, 무처리구에서 평균 39.2cm로 나타났으며, 주경절수의 경우 처리구에서 평균 13.1절, 무처리구에서 평균 11.8절로 나타났고, 분지수는 처리구에서 평균 2.7개, 무처리구 평균 3.7개로 나타났다. 이에 대하여 각각 T-검정결과 5% 유의수준에서 유의한 차이가 있는 것으로 나타났다. 본 연구결과 트랙터 견인식 암거 처리구가 무처리구에 비해 배수 촉진과 그에 따른 콩의 생육 향상에 효과가 있는 것으로 판단된다.

수치해석에 의한 암거 천공 형상별 응력 및 변위 분석

전종길 ( Jonggil Jeon ),김민영 ( Minyoung Kim ),김영진 ( Youngjin Kim ),최용훈 ( Yonghun Choi ),김승희 ( Seounghee Kim ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-

쌀 소비에 비해 공급 과잉 현상이 지속됨에 따라 논에서 밭작물 재배를 장려하고 있는 추세이다. 논에서 밭작물 재배를 위해서는 배수개선에 의한 지중의 과잉수분을 신속히 배제시켜 주어야 하는데, 주로 이용되는 방법이 암거이다. 답·전윤환이 쉬운 두더지 암거의 경우 천공 후 시간이 지남에 따라 토양 자중 등에 의해 암거 형상이 파괴되어 암거가 제 기능을 발휘하지 못하는 경우가 발생되고 있다. 본 연구에서는 수치해석으로 암거 천공 형상이 원형, 삼각형, 사각형, 육각형일 때 토양 자중과 등분포 하중으로 가해졌을 때 가장 안정적인 형상을 찾고자 하는데 주안점을 두었다. 수치해석 시 천공 위치를 지표면으로부터 지중으로 500 mm 아래로 하고, 구성입자들이 응집력으로 뭉쳐있는 흙이나 눈과 같은 물질의 파괴 예측에 주로 이용되는 모어-쿨롱 이론(Mohr-columb theory)으로 해석하였다. 수치해석 결과 형상 종류에 따라 토양 자중에 의한 응력(Stress)은 1.07E-02 MPa에서 1.08E-02 MPa로 나타났으며, 이들 형상들 중에서 응력이 가장 작은 것은 원형으로 나타났다. 변위(Displacement)에 있어서는 사각형이 +0.98 mm(인장)로 가장 작게 변형되었으며, 삼각형이 +2.33 mm로 가장 크게 변형되는 것으로 나타났다. 토양 자중과 상부에 0.01MPa로 등 분포 하중이 가해졌을 때, 응력은 원형의 경우 X축 방향으로 8.10E-03 MPa, Y축 방향으로는 2.49E-02 MPa로 나타났으며, 삼각형은 9.37E-03MPa, 2.04E-02MPa로 나타났다. 같은 조건에서 변위는 원형의 경우 X축 방향으로 +0.748 mm, Y축 방향으로 54.6 mm 변형되었으며, 삼각형의 경우 X축 방향으로 +1.43 mm, Y축 방향으로 54.8 mm 변형되는 것으로 나타났다. 수치해석을 통한 응력과 변위를 고려할 때 삼각형, 사각형, 육각형에 비해 원형이 상대적으로 안정적인 것으로 나타났다.

파프리카 재배용 유리온실에서 지중열 이용 시스템의 난방성능 분석

전종길(Jonggil Jeon),이동건(Donggeun Lee),백이(Paek Yee),김형권(Hyunggweon Kim),표희영(Heeyoung Pyo) 한국신재생에너지학회 2015 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.6

논 이용 밭작물재배 확대를 위한 트랙터 견인식 암거 천공기 현장 적용 연구

전종길 ( Jonggil Jeon ),김민영 ( Minyoung Kim ),김영진 ( Youngjin Kim ),최용훈 ( Yonghun Choi ) 한국농업기계학회 2019 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.24 No.1

논 이용 밭작물 재배 시 배수 불량 또는 습해 피해를 예방하기 위한 수단으로 PVC 유공관 등을 매설하는 암거 배수 방법이 주로 사용되고 있다. 그러나 이와 같은 방법은 설치비용 및 시간이 많이 소요되는 단점이 있다. 이에 본 논문에서는 논 이용 밭작물재배 전에 쉽고 간편하게 암거를 조성할 수 있는 트랙터 견인식 암거 천공기를 설계·제작하여 그 효과를 검토하고자 하였다. 트랙터 견인식 암거 천공기는 트랙터와 연결되는 지지대와 천공을 위한 탄환체(직경 50 ㎜) 그리고 탄환체에 연결된 탄환봉(직경 60㎜) 등으로 설계·제작하였다. 암거 천공기의 현장 적용시험은 익산시 소재의 논에서 콩을 재배하는 기간동안 수행하였다. 논 포장에 2 m간격으로 지중 50 cm 깊이에 암거를 조성하고, 토양 수분과 지하수위의 변화를 관측하였다. 1,463시간 동안에 430 ㎜의 강우가 내렸는데 이 기간에 암거처리구와 무처리구의 평균 토양수분함량은 34.5%와 46.6%로 나타났다. 특히 강우 발생 후 72시간 이내의 평균 토양수분함량은 암거처리구 47.0%, 무처리구 68.6%로 암거 처리의 효과가 크게 나타났다. 또한 시간당 지하수위 감소량도 처리구 5.45 ㎜, 무처리구 1.97 ㎜로 나타나 무처리구에 비해 처리구에서 약 2.8배 효과적인 것으로 나타났다. 콩의 경장, 주경절수등 작물 생육에 있어서도 암거 처리에 따른 생육 차이가 나타났으며, 10a당 종실수량은 무처리구에 비해 암거처리구에서 약 54% 증수되는 것으로 나타났다. 논에서 밭작물 재배 시 개발한 트랙터 견인식 암거 천공기를 이용하면 논토양의 효과적인 지중 배수를 통해 작물 습해 방지 및 생육 향상에 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

소규모 저수지의 효율적인 운용에 의한 농업용수의 확보방안

이상봉 ( Yi Sangbong ),전종길 ( Jeon Jonggil ),윤진하 ( Kang Changho ),강창호 한국농공학회 2004 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2004 No.-

본 연구에서는 강우에 의해 발생하는 무효방류를 농업용수로 유효 이용하는 방안에 대해 제안하였다. 댐 방류 후 예기치 못한 강우가 발생한다면 몽리지 수요수량의 감소와, 하천유량의 증가에 의해 두수공 등 취수시설 지점에서는 하류역으로 무효방류가 발생하게 된다. 이러한 수량은 일시적이며 또 그 예측이 어렵기 때문에 용수계획상 반영되지 않는 경우가 대부분이다. 그러나 댐과 취수시설 사이에 소규모 저수지를 설치하여 본 연구에서 제안한 방법으로 운용 한다면 상당량의 무효방류를 유효 이용할 수 있다는 것이 시뮬레이션으로 검증되었다. 또한, 상정하는 저수지의 용량이 커질수록 무효방류의 유효화율은 증가하였으나 저수지의 운용효율은 감소한다는 것도 알 수 있었다. 본 연구에서 제안한 댐 및 저수지의 운용법은 물이 부족한 용수계나 갈수기 농업용수량확보에 충분한 효과가 있다는 것이 정량적으로 평가 되었다. In the irrigation system of Japan, the water demand is usually supplied by the river flow caused by tributary inflow and any shortage is offset by dam release. In this case, excess water is generated easily due to the decrease of water demand in command area and the increase of river flow by unexpected rainfall. Generally, such excess water is invalidly discharged by the water intake facility such as head work. In this study, we propose the construction of a mid-storage reservoir between the dam and the water intake facility, so that excess water is temporarily stored by such a reservoir. Also, we propose an effective operation method of dam and the mid-storage reservoir for using the excess water effectively.