밭에서의 점적 관개를 이용한 노지 재배의 경우 적정 관개 계획 수립을 위해서는 작물 및 토양의 수분 정보에 대한 정확한 파악이 필요하다. 본 연구에서는 밭 토양을 GIS(Geographic Information System)를 통해 격자 형태로 분할하여 작물의 증발산량 및 토양의 수분함량을 모의할 수 있는 격자 기반 토양 물수지 모형을 개발하였다. 본 모형을 통해 작물의 소비수량 및 필요 수량을 파악함으로써 작부기간 중 필요한 관개수량을 제시하는 것이 가능하다. 고도화 기상자료로는 국가농림기상센터에서 운영 중인 고해상도 WRF(Weather Research and Forecasting) 모형에서 생산된 격자 형태의 복사, 온도, 바람, 강수 자료를 사용하였고 고도화 기상자료의 격자 해상도 별로 모의되는 작물 및 토양의 수분 정보 간 비교 및 분석을 실시하였다. 토양 물수지 모형에 입력되는 격자형태의 자료로는 기상, 토성 및 토지이용 자료가 있으며 기상자료의 경우 가로 및 세로의 크기가 각 270, 810, 2430m로 동일한 3가지 경우로 나누어 적용했으며 토성 및 토지이용 자료의 경우 기상 격자의 최소 크기에 맞춰 가로 및 세로의 크기가 각 270m인 격자로 분할하였다. 이와 같은 과정에 의한 모의 결과 각 격자별 작물 증발산량, 토양수분함량 및 관개수량의 일 연별 시계열 자료를 얻을 수 있으며 동시간대 격자별 수문인자 값을 산정하고 위치에 따른 공간적 상호 상관성을 분석하였다. 결과적으로, 고도화 기상자료의 격자 크기에 따른 밭 토양 물수지 분석 결과를 통해 고도화 기상 격자의 규모별 밭 토양 물수지 분석 효용성을 파악하고자 하였다. 더불어, 시험 지역(Test Bed) 선정을 통해 토양수분 및 증발산량을 실측하고 본 모형의 모의 결과와 비교함으로써 검정하는 것을 향후 연구 계획으로 한다.
사질답에서 벼 재배시 강우, 관개수, 규산질비료 시용에 의한 규소의 유입량과 침투수에 의한 규소 유출량 및 벼의 규소 흡수량을 평가하기 위하여 포장조건에서 시험을 수행한 결과 Si 농도는 강우 $0.02{\sim}0.19mg\;L^{-1}$, 관개수 $8.4{\sim}8.6mg\;L^{-1}$, 침투수 $5.9{\sim}17.9mg\;L^{-1}$이었고, 강우 및 관개수로 공급된 Si의 량은 약 $28{\sim}29kg\;ha^{-1}$, 침투수로 유출된 양은 $63kg\;ha^{-1}$였다. 벼에 의한 규산의 흡수는 무처리구 $335.6kg\;ha^{-1}$, 삼요소구 $406.6kg\;ha^{-1}$, 삼요소+규산처리구는 $471.1kg\;ha^{-1}$였다. 규소의 유입량과 유출량의 차이는 무처리 $357.4kg\;ha^{-1}$, 삼요소구 $412.1kg\;ha^{-1}$, 삼요소+규산처리구 $238.2kg\;ha^{-1}$였다. 시험후 토양의 유효규산 함량은 시험전 $71mg\;kg^{-1}$에 비해 무처리구와 삼요소구는 $49{\sim}58mg\;kg^{-1}$으로 감소하였고, 삼요소+규산 처리구는 $97mg\;kg^{-1}$으로 증가하였다. 논토양으로부터 흡수하는 규소의 흡수량은 벼의 생육에 따라 다라질 수 있으나, 약 $300{\sim}350kg\;ha^{-1}$ 정도로 추정되므로, 토양에 의한 규소의 공급은 벼의 생육 및 규소의 흡수에 매우 큰 영향을 주는 것으로 판단된다.
골프장 건축 시 하부지반 구축을 위해 사용하는 잔석의 산화로 인해 중금속 용출이 발생할 수 있다. 용출된 중금속으로 인근 농업지역이 오염될 경우 인간의 식생활에 직접적인 영향을 미쳐 인체건강에 악영향을 끼칠 수 있다. 특히, 망간의 경우 식품을 통해 과다섭취할 경우 정신착란, 운동실조 등 다양한 신경학적 문제를 발생시키기 때문에 망간 오염에 대한 조사 및 관리는 필수적이다. 따라서, 본 연구는 최근 골프장이 건설된 부산시 일광 회룡리 일대 농업지역에서 망간 오염 평가를 위해 지표수, 퇴적물, 벼 작물을 채취하여 망간 농도 분석을 수행하였다. 골프장 유출조부터 시작되는 관개수로에서 지표수와 퇴적물 시료를 약 20 m 간격으로 채취하였으며, 관개수로의 구조에 따라 논을 4개의 구역(Area 1 - 4)으로 구분하여 논 토양과 벼 작물을 채취하였다. 벼 작물의 경우 뿌리, 줄기, 곡물 부분으로 나누어 채취하였으며, 퇴적물과 논 토양은 시료 내 존재하는 망간의 형태를 확인하기 위해 연속추출법을 통해 분석하였다. 분석 결과 지표수의 망간 농도는 골프장 유출조에서 하류로 갈수록 감소하는 경향을 보였으며, 하류에서의 망간농도는 상류에 비해 최대 88% 감소하였다. 퇴적물의 망간 농도는 논으로 연결되는 지점에서 20,000 mg/kg 이상의 높은 농도를 보였으며, 농업이 진행 중인 3, 5, 7월은 최대 약 25,000 mg/kg의 농도를 보였으나, 농업이 끝난 9월에는 최대 약 3,500 mg/kg으로 상대적으로 낮은 농도를 보였다. 논 토양의 망간 농도는 관개수로와 첫 번째로 연결되는 Area 1에서 1,600 mg/kg으로 측정되었으며, 이는 EPA에서 권고한 논 토양 망간 기준 1,000 mg/kg을 초과하는 농도로 확인되었다. 또한, 식물이 사용할 수 없는Residual 형태의 망간 농도는 변화가 없었으나, 식물이 사용 가능한 Acid soluble, Reducible, Oxidizable 형태의 망간 농도는 추수기 이후 80% 이상 감소하였다. 벼 작물의 곡물 망간 농도는100 - 200 mg/kg으로 USDA에서 발표한 쌀 곡물 망간 농도의 평균인 5 mg/kg보다 약 20배 이상 높게 검출되었다. 본 연구 결과를 통해 골프장 유출조로부터 발생하는 망간오염을 식별하고 주변 농업지역에 미치는 영향을 확인할 수 있었으며, 추후 골프장 운영으로 인한 환경오염에 대한 관리가 필요할 것으로 생각된다.
농업용수 회귀율을 조사하기 위하여 2003년 관개기 동안 많은 실측을 수행하였다. 본 연구지역은 경상남도 창녕군에 위치한 대암양수장 유역일원이다. 관개용수를 공급하기위하여 건설된 대암 양수장 유역 내 논에 대하여 물수지분석을 실시하였다. 본 연구지역에서의 일 강우량 자료를 수집하였으며, 또한 관개율, 배수율, 침투 및 증발산을 실측하였다. 관개량과 배수량은 기록형수위계(GTDL-L10)를 설치하여 관계기 동안 지속적으로 관측하였다 침투 및 증발산은 직경 3mm PVC 감수심계 및 직경 200mm PVC 침투계를 이용하여 측정하였다. 총관개량 및 총 지표배수량은 654.7mm와281.2mm로 나타났으며, 총 침투량과 총증발산량은 각각 36.0mm 및 160.0mm였고, 일평균 증발산량은 4.3mm/d 였다. 신속회귀율과 지연회귀율은 각각 43.0% 및 5.5%로 전체회귀율은 48.5 %로 나타났다. 따라서, 본 시험지구에서 공급된 관개용수량이 설계기준보다 훨씬 많은 양의 관개용수를 공급하고 있음을 알 수 있었다. 이는 적정한 용수관리원칙 보다는 지역주민들의 요구에 의한 과다공급으로 인한 부적적한 용수관리에 기인하는 것으로, 추후에 농업용수설계기준을 현실에 맞게 변경해야함을 의미한다.
중국 사천분지 서부의 도강언 관개시설은 기원전 3세기에 진의 촉군 태수였던 이빙에 의하여 축조되었다. 이 시설은 대규모 거 관개의 효시로서 민강의 곡구에 입지한다. 이 지점은 이 지역에서 남쪽의 장강으로 합류하는 다른 강들의 곡구보다 해발고도가 높아 관개의 효율성이 크고, 강수량, 하계 등의 여건상 풍부한 유량을 지닌다. 이런 점에서 이 지점은 일찍이 거 관개시설의 입지로 선정되었다. 이 시설은 곡구에서 유수를 양분하는 '금강제'와 '어취', 유로변경을 위한 '보병구' 그리고 홍수와 토사를 배출하는 '비사언' 등으로 구성되었다. 이들은 상호 유기적으로 수재와 갈수 현상을 동시에 방지하였다. 여기에는 유수의 곡류현상과 침식, 운반. 퇴적작용, 그리고, 암석의 풍화과정 등의 원리가 이미 적용되었다. 한편 성도평원에는 개착된 10여 개 인공수로들의 일부가 동쪽의 부강 유역까지 이어졌었는데, 이 사실은 간과되어 왔다. 결국 이 시설은 민강을 수원으로 이 지역의 수전농업 발전을 주도함으로써 '천부지국'을 이주는 계기가 되었다.
This study was performed to examine the rice growth and nutrient change in paddy soil with reclaimed sewage irrigation. Total nitrogen and total phosphorus in the experimental system were analyzed before and after rice culture. The experiment lasted three consecutive years, and this paper presents results of the last year. Additional supply of nutrients to the rice culture by reclaimed sewage irrigation was significant and it increased the yield. Nutrient uptake by rice plant increased with more nutrient supplied, however. there was limit in plant uptake. Nutrient accumulation occurred in the soil and it was more apparent for the phosphorus where most of the remaining quantity was accumulated while substantial amount of nitrogen was lost during the growing season. This study suggested that additional nutrient supply by reclaimed sewage irrigation might be a supplemental benefit to the rice culture, and it can help the fertilization management. However, long term effects of continual reclaimed sewage irrigation should be assessed carefully including nutrient mass balance in the paddy rice culture system.
본 연구에서는 농촌 소하천의 적정 환경유지용수 산정을 위한 기초조사로 경상남도 고성군 하이면 와룡리에 위치한 봉현저수지를 수원으로 하는 봉현천과 하이저수지를 수원으로 하는 석지천을 시기적 우기이면서 농번기인 2011년 3월에서 9월까지 총 7회에 걸쳐 8개 지점을 선정하여 하천조사와 수문, 수질 모니터링을 실시하였다. 관개기와 비관개기로 구분하여 유량측정을 분석한 결과, 관개기는 선행강수량이 비교적 많았으나 7월을 제외한 기간에 대부분의 측점지점에서 유량을 측정할 수 없을 만큼 하천이 메말라있었고 비관개기에는 선행강수량이 적거나 없어 전 측점지점의 계측이 불가능했다. 유량의 차이가 수질의 변화에 어떠한 영향을 미치는지 확인하기 위해 수질항목들의 변화양상을 살펴보고자 수질관측지점별 pH, BOD, COD, TOC, SS, T-N, T-P 등 총 7항목에 대한 상관분석을 실시하였다. 하이저수지의 경우 탁도와 T-N, 및 탁도와 BOD의 상관계수가 각각 0.771 및 0.781로 유의수준 0.05에서 유의함을 나타내었고, 봉현저수지의 경우 TOC와 T-N의 상관계수가 -0.769로 유의수준 0.05에서 유의한 음의 상관관계를 나타내었다. 그러나 전체 조사기간 중 7월만 전 하천지점에 대해 수질시료를 채취할 수 있었고 그 외 기간은 결측값이 존재하여 정밀한 분석이 불가했다. 이는 농촌 소하천의 건천화 현상으로 하천 유지용수의 부족을 나타내며 향후 지속적이고 장기적인 현장 모니터링을 통해 농어촌환경용수 공급을 위한 적정 유지유량 산정의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.
전라북도 진안군 마령면 평지리 일대 1.0ha의 논을 대상으로 벼농사 재배기간중 공급되는 관개수중에 함유된 영양물질과 오염물질의 함량 및 총 관개유량 측정을 통하여 논에 부하되는 영양물질과 중금속의 유입량을 시기별로 조사한 결과는 다음과 같다. 관개용수의 pH는 6.45${\sim}$8.34의 범위였으며, 전기전도도는 관개초기에만 $110{\mu}S/cm$ 수준을 유지하였으며 그밖에는 $90{\mu}S/cm$ 수준을 유지하였다. 전질소, 암모니아태질소 및 질산태질소의 함량은 각각 3.09${\sim}$12.46, 0.17${\sim}$1.34, 2.70~10.72mg/L 수준이었으며, 전인산의 함량은 0.09~0.22mg/L, orthophosphate는 검출되지 않았다. $Ca^{++}$는 0.89~5.12, $Mg^{++}$는 1.12~2.76, $Na^{+}$는 1.74~4.52, $Ka^+$는 1.34~4.18mg/L의 범위였으며 시기별로 큰 차이를 나타내지 않았다. 또한 $Cl^-$와 $SO_4\;^{2-}$는 각각 1.3~24.9, 3.5~20.3mg/L의 범위로 이앙초기에 높았다가 점차적으로 낮아지는 경향이었다. 중금속오염물질중 Cu와 Zn만이 각각 0.001~0.009, 0.007~0.091mg/L로 나타났을 뿐 Pb, Cd, Cr, Ni는 검출되지 않았다. 벼재배기간동안 1.0ha의 논에 $4,250m^3$의 관개수를 공급하였을 때 영양물질의 천연공급량은 전질소 29.68kg/1.0ha, 암모니아태질소 1.80kg/1.0ha, 질산태질소 24.57kg/1.0ha, 전인산 0.51kg/1.0ha으로 나타났다. 대표적인 양이온으로 $Ca^{++},\;Mg^{++},\;Na^+,\;K^+$는 각각 9.42, 7.09, 13.34, 9.08kg/1.0ha의 수준으로 공급되었으며 $Na^{+}>\;Ca^{++}>\;K^{+}>\;Mg^{++}$의 순서였다. 음이온으로 $Cl^-$와 $SO_4\;^{2-}$는 각각 40.27, 41.38kg/1.0ha으로 나타났다. 조사대상 6가지 중금속중 Cu와 Zn만이 관개수를 통하여 각각 0.17kg/1.0ha, 0.133kg/1.0ha 정도 논토양에 부하되었을 뿐 Pb, Cd, Cr, Ni은 검출되지 않았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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