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- 저자 : 정찬덕(Chanduck Jeong) (검색결과 6 건)
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농업가뭄 예·경보를 위한 지하수위 관측자료 분석방법 고찰
정찬덕 ( Chanduck Jeong ),서상진 ( Sangjin Seo ),명우호 ( Wooho Myeong ),이병선 ( Byeongsun Lee ),이규상 ( Kyusang Lee ),송성호 ( Sungho Song ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-
기후변화로 인해 전 세계적으로 가뭄과 홍수, 폭염이 빈번하게 발생되고 있다. 우리나라도 이에 대한 대응책 마련이 매우 시급한 실정이다. 많은 분야에서 대응책 마련에 고심하고 있겠지만, 특히 가뭄에 대비하여 농어촌에서의 식량자원 생산을 위한 적정량의 용수 공급은 무엇보다도 중요하다고 할 수 있다. 그러나 가뭄으로 인해 매년 많은 농작물들이 말라 죽거나 적기에 용수공급이 안되어 수확량이 감소하는 등 많은 피해를 입고 있어 적기에 농업가뭄에 대한 예·경보가 필수적이다. 우리나라의 농업가뭄은 평년대비 저수지 저수율로 구분하여 구분하고 있으며, 이에 대한 정보는 국가가뭄정보포털(www.drought.go.kr)과 농업가뭄관리시스템(www.adms.or.kr)에서 정보를 제공하고 있다. 그러나 홍수 전에도 하류지역의 홍수 예방 등을 위해 수문을 사전에 개방하기도 하고, 가뭄에도 최적의 용수공급을 위해 즉시 개방하지 않는 저수지의 특성상 실제 가뭄상황과 저수율로 구분하는 가뭄단계와는 차이가 있을 수밖에 없다. 그래서 아직은 관측자료의 부족으로 완벽한 정보를 제공하지는 못하고 있으나, 2013년 Bloomfield and Marchant가 강수량을 이용한 SPI(Standardized Precipitation Index)와 지하수위를 이용한 SGI(Standardized Groundwater level Index)가 높은 상관성을 보임을 확인한 이후 많은 연구자들이 지하수위 관측자료를 분석해서 농업가뭄 단계를 구분하는 방법을 도입하고 있다. 우리나라에서는 지하수위 변화를 이용해 농업가뭄 정보를 유일하게 제공하고 있는 국가가뭄정보포털에서 시군별 대표성 있는 관측공 1개씩 선별하여 과거 지하수위 대비 현재 지하수위를 비교하여 농업가뭄을 표출하고 있다. 그러나 1개 대표 관측공의 지하수위 변화값만으로는 넓은 시·군 단위 규모의 지하수위 변화를 대표하기에는 한계가 있다. 따라서 1개 대표 관측공이 아닌 시·군 또는 읍·면에 설치된 관측공의 전체 평균 지하수위 대비, 현재 지하수위를 비교하여 가뭄단계를 구분하는 방법을 기존 방법과 비교하여 구체적으로 제시하고자 한다. 아직까지는 관측공 개소수와 장기 관측자료 부족으로 시·군 또는 읍·면 단위 전체를 대변하기에는 다소 미흡한 점이 있으나, 향후 관측공 설치가 점차 늘어나고, 많은 관측자료가 축적되면 보다 나은 지하수위 변화를 분석하여 농업가뭄 예·경보 자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
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장기 지하수위 관측자료를 활용한 농업가뭄 재평가 방안 제언
정찬덕,이병선,이규상,김준겸,Jeong, ChanDuck,Lee, ByungSun,Lee, GyuSang,Kim, JunKyum 한국지하수토양환경학회 2021 지하수토양환경 Vol.26 No.4
Since climate factors, such as precipitation, temperature, etc., show repeated patterns every year, it can be said that future changes can be predicted by analyzing past climate data. As with groundwater, seasonal variations predominate. Therefore, when a drought occurs, the groundwater level is also lowered. Thus, a change in the groundwater level can represent a drought. Like precipitation, groundwater level changes also have a high correlation with drought, so many researchers use Standard Groundwater Level Index (SGI) to which the Standard Precipitation Index (SPI) method is applied to evaluate the severity of droughts and predict drought trends. However, due to the strong interferences caused by the recent increase in groundwater use, it is difficult to represent the droughts of regions or entire watersheds by only using groundwater level change data using the SPI or SGI methods, which analyze data from one representative observation station. Therefore, if the long-term groundwater level changes of all the provinces of a watershed are analyzed, the overall trend can be shown even if there is use interference. Thus, future groundwater level changes and droughts can be more accurately predicted. Therefore, in this study, it was confirmed that the groundwater level changes in the last 5 years compared with the monthly average groundwater level changes of the monitoring wells installed before 2015 appeared similar to the drought occurrence pattern. As a result of analyzing the correlation with the water storage yields of 3,423 agricultural reservoirs that do not immediately open their sluice gates in the cases of droughts or floods, it was confirmed that the correlation was higher than 56% in the natural state. Therefore, it was concluded that it is possible to re-evaluate agricultural droughts through long-term groundwater level change analyses.
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관개용수 수요량 평가를 통한 지하수 공급 체계 구축 및 운영 방안
송성호 ( Sung-ho Song ),정찬덕 ( Chanduck Jeong ),김용철 ( Yongcheol Kim ),정형수 ( Hyoungsoo Jeong ),서정진 ( Jeoungjin Seo ),서상기 ( Sang Kee Seo ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-
현행 지하수법에 따르면 양수량이 100 m<sup>3</sup>/일(농업용 150 m<sup>3</sup>/일) 이상인 관정을 개발하는 경우, 지하수 영향조사를 토대로 시·군·구청장의 허가를 받도록 규정하고 있다. 반면 100 m<sup>3</sup>/일 이하인 대부분의 농업용 관정의 경우에는, 대수층의 산출 능력과 관계없이 간단한 신고 절차를 거쳐 개발되고 있다. 따라서 대수층 산출 능력이 적은 지역에 시설농업단지를 조성하는 경우, 신고에 따라 개발된 농업용 관정들의 과잉 양수로 인한 지하수 고갈로 지하수 생태계에 악영향이 발생된다. 농업용 관정은 농업활동 시기에 따라 가동률이 달라지는데, 논 또는 밭 농업용 관정은 주로 3월부터 10월까지 사용된다. 그러나 지하수 의존도가 높은 시설농업단지의 경우에는 노지와 달리 재배작물에 따라 년중 관개용수 수요량의 편차가 매우 크기 때문에, 단지별로 관개용수 수요량을 고려한 체계적인 지하수 공급 체계 구축을 통한 지하수 생태계 보호가 필요하다. 이 연구에서는 현재 일반적으로 진행되는 관정별 지하수 이용량 산정을 통한 관개용수 수요량 파악 방법의 한계점을 극복하기 위하여, 각 작물별 작물계수와 잠재 증발산량을 곱한 작물 증발산량의 합을 관개용수 수요량으로 제시하였다. 이를 위하여 ○○지역 시설농업단지를 대상으로 작물별 재배면적 자료를 분석하였으며, 해당지역 잠재 증발산량은 주변의 자동기상관측시스템(AWS)으로 구성된 Thiessen망 자료를 기반으로 Penman-Monteith 방법을 이용하여 계산하였다. 관개용수 공급 체계 구축을 위한 공급 가능량은 수문총량에 함양률을 곱한 지하수 함양량과 보(洑) 등 주변 수계로부터 유입되는 추가 수자원량을 합한 수량을 월별로 산정하였다. 적용 결과 월별로 관개용수 수요량 대비 공급 가능량의 과부족이 평가됨에 따라, 부족 시기별로 추가 공급 가능량 확보 등의 방안 마련이 필요한 것으로 나타났다. 이러한 관개용수 수요량 대비 공급 가능량 평가 결과를 기초로 지속적이고 안정적인 농업용수 공급을 위해서는, 수요자별 공급 체계 구축 및 개별농가에 대한 할당량(allocation)을 부여하는 방안이 합리적이다. 이를 위해서는 앞서 분석된 결과를 토대로 지하수 모델링을 통한 대용량 관정 위치 선정과 수요자별 지하수 공급 체계 구축이 필요하다. 이 후 수요자가 주축이 된 물 사용자 협회(water user association, WUA)를 구성한 후, WUA를 통한 할당량 준수 및 신규 수요자관리에 대한 자체적인 모니터링 체계 구축이 필요하다. 최종적으로는 정부(중앙과 지방), WUA 및 농업용수 전문기관으로 구성된 물관리 거버넌스(governance)를 구축하여, 합리적인 농업용수 공급 체계의 유지 및 관리를 도모하는 방안이 필요할 것으로 판단된다.
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가뭄 수요대응 관정연계이용을 위한 지하수 최적 배분 연구
이병선(Byungsun Lee),명우호(Wooho Myoung),정찬덕(Chanduck Jeong),이규상(Gyusang Lee) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
상습가뭄지역의 가뭄 수요대응 방안으로, 기설 관정을 연계 이용하여 지하수 공급 극대화를 도모하는 기술이 제안되었다. 기설 관정 연계 이용 시 가장 중요한 사항은 해당 농업가뭄 발생지역의 정확한 수요량에 대한 분석이고, 이에 대응하기 위해 연계 가능한 관정을 수리지질학적 분석을 토대로 지정하는 것이다. 이 연구에서는 충청남도 홍성군의 대표적인 상습 가뭄지역에 대하여 가뭄 수요 대응 상시 지하수 공급체계를 수립하고자 수행되었다. 연구지역은 총 1,164필지(면적 약 289 ha)로 구성되며, 지하수 공공관정에 대한 의존도가 높은(53%) 편이다. 농경지는 537필지(약 46 ha)이며 총면적(약 289 ha)의 약 16% 이고, 논이 약 11%(약 33 ha), 밭이 약 5%(약 13 ha)에 해당한다. 논에 대한 관개용수 수요량의 경우 논(297필지) 면적변화를 기반으로 HOMWRS 프로그램을 이용하여 산정하였다. 밭에 대한 관개용수 수요량은 밭(240개 필지)의 재배작물에 대하여 작물별 증발산량이 밭작물의 관개용수 수요량과 동일하다는 가정 하에 산정하였다. 이 결과, 최근 10년간(2010-2019) 연구지역 관개용수 수요량은 평균 377천 ㎥/년으로 추정되었다. 논은 밭에 비해 약 6배 관개 용수 수요량이 많았고, 상세하게는, 논의 관개용수 수요량은 평균 321천 ㎥/년이었고, 반면 밭의 관개용수 수요량은 평균 56천 ㎥/년으로 산정되었다. 이 후, 양수시험 자료(양수정과 주변 관측공의 수위변동 자료)를 이용하여 상대적으로 지하수가 풍부한 수계와 그렇지 못한 수계의 대수층의 이방성을 확인하였고, 수리전도도의 공간적 분포를 분석하였으며,각 수계별 이방성에 따른 연계대상 관정을 지정하여 상습가뭄 발생지역의 최적 지하수 공급을 도모하였다.
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용환호 ( Hwan-ho Yong ),송성호 ( Sung-ho Song ),이규상 ( Gyusang Lee ),정찬덕 ( Chanduck Jeong ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-
해안지역 지하수의 염분 농도는 개발 위치 및 심도에 따라 차이가 크므로, 지하수를 이용하는 육상양식장의 경우 입지 선정에 이러한 지하수의 염분 농도가 큰 영향을 미친다. 일반적으로 어패류 생육을 위한 적정 염분 농도는 해수보다 낮은 30∼31‰ 범위로 알려져 있다. 따라서 육상양식장들이 밀집된 해안지역의 경우 염도가 높고 수질이 양호한 지하수의 수요가 매우 높다. 염지하수는 해안지역의 대수층에 따라 부존 특성이 각기 다르게 나타나는데, 일반적으로 내륙에서 유출되는 담지하수의 대수층과는 달리 해수로부터 유입되는 염지하수의 경우에는 유동 통로가 되는 대수층 파악이 매우 중요하다. 이 연구에서는 전남 진도군에 위치한 진원지구 일대에서 해안지역의 염지하수가 분포하는 대수층 파악을 위한 방법으로 전기비저항 탐사를 수행하였고, 추가적으로 충적층의 심도에 대한 정보를 얻기 위한 방법으로 굴절법 탄성파 탐사를 병행하였다. 전기비저항 탐사는 대지의 전기전도도가 높은 해안지역의 특성을 고려하여 안정적인 자료획득이 가능한 변형된 단극배열(modified pole-pole array)을 적용하였고, 대수층을 통한 해수의 유입경로를 파악할 목적으로 해안선에 평행한 측선들과 이와 직교하여 가로지르는 측선을 각각 설정하였다. 굴절법 탄성파 탐사 측선 또한 전기비저항 탐사 측선과 동일하게 설정하여 해수 유입 통로 파악과 더불어 해당 구간의 충적층 심도 분포를 확인하고자 하였다. 굴절법 탄성파 탐사 결과 상대적으로 낮은 P파(primary wave) 속도가 깊은 심도까지 나타난 구간들은 충적층이 깊게 분포하는 것으로 해석되었다. 또한 충적층이 깊은 구간 중 전기비저항 탐사 결과 해안선과 평행한 측선들에서 낮은 전기비저항 값을 보인 구간들의 연결성이 나타남에 따라, 진원지구에서 대규모의 염지하수 분포 가능성을 확인하였다. 결과적으로 전기비저항 탐사와 굴절법 탄성파 탐사는 해안지역의 대수층 분포 특성을 파악하는데 적용성이 뛰어난 것으로 나타남에 따라, 향후 물리탐사가 수행된 진원지구의 시추코어, 수리시험, 수질시험 자료들을 종합적으로 분석한다면 염지하수 부존 특성에 대한 보다 많은 정보를 획득할 수 있을 것으로 기대된다.
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