• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.359-359
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• 2017

하천관리청은 유량변동이 큰 환경에서도 평상시 하천의 기능을 유지하고 안정적인 용수공급이 이루어지도록 하천수 허가관리를 수행하고 있다. 이때, 하천수 사용허가 검토시 기준으로 사용되는 유량은 자연상태의 기준갈수량에서 하천유지유량을 감안하여 적용하고 있는데, 이는 하천유량의 변동에도 최대 용수수요를 만족할 수 있게끔 관리하기 위한 것으로 최대 사용량일 때의 물의 과부족을 계산하여 허가 여부를 결정한다. 본 연구에서는 Park et al.(2016)이 제안한 시기별(홍수기/이수기, 비관개기/관개기 고려) 하천수 사용허가 기준유량 설정방법을 기반으로, 수질오염총량제(Total Maximum Daily Loads, TMDLs)에서 적용하는 안전율(Margin of Safety, MOS)의 개념을 접목하여 허가기준유량의 불확실성을 정량적으로 고려할 수 있는 방법을 제시하였다. 허가기준 유량은 수문모델에 의해 자연상태의 모의유량을 유황분석하여 도출하게 되므로 유량의 연도별 변도성(Margin of Variability, MOV)과 예측모델 매개변수의 불확실성(Margin of Uncertainty, MOU)을 고려하는 Walker Jr.(2003)의 안전율 산정방법을 적용하였다. 본 연구에서는 금호강 유역을 대상으로 시기별 자연유량 산정시 고려한 SWAT 모형결과를 기반으로 하였으며, 모의자료의 변이계수를 산정하여 시간적 변동성에 의한 불확실성을 도출하고 SWAT-CUP모형을 활용하여 모형의 불확실성을 도출하여 안전율을 계산하였다. 단, 기준갈수량이 허가기준유량으로 사용되는 기간(1월 1일~3월 31일)에는 안전율까지 고려할 경우 지나치게 보수적이라고 판단되어 적용에서 제외하였다. 본 연구에서 제안된 불확실성을 고려한 하천수 관리방법론은 시기별 하천수 허가기준유량 설정에 대한 의사결정자들의 판단을 지원하는데 기여함으로써 정책적 활용도를 높일 뿐만아니라 탄력적인 하천유량관리를 위한 기초연구로 활용될 수 있을 것이며, 타 분야 기술과의 융합이라는 점에서도 의의를 가질 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권7호
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• pp.483-492
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• 2019

대수층과 하상의 수리특성을 고려하여 유도된 Hunt 해석해에 영상정과 중첩원리를 적용하여 양수 및 중단을 반복하는 주기적 지하수 양수로 인한 하천수 감소량을 산정할 수 있는 해석적 모형을 개발하고, 이를 활용하여 관개기 지하수 양수에 따른 하천수량에 미치는 장기 영향을 분석하였다. 대수층과 하상의 다양한 수리특성값과 하천-관정 이격거리 조합에 따라 총 1,500 가지 조건에 대해 10년 양수시 하천수 감소량을 산정하고 그 결과를 도시적으로 나타내었으며, 특히 양수기간동안 최대 및 평균 하천수 감소율의 거동 특성을 연속적인 양수의 결과와 비교, 분석하였다. 또한, 하천수 감소율과 농업용수 회귀율을 함께 고려하여 하천수량 측면에서 관개기 지하수 양수 영향을 최소화할 수 있는 한계수리조건을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1178-1182
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• 2008

본 연구에서는 SWAT 모형의 국내 적용을 위해 농촌용수지구의 수문관측자료를 이용하여 입력자료를 구축하고, 기존 유출량 산정모형과 산정결과를 비교하였다. 모형을 적용을 위한 대상지구는 경기 평택, 용인에 위치한 이동저수지를 포함하는 용남용수구역을 선정하였다. 본 대상지구는 2001년 이후 농업지역의 수문관측을 위해 계측망을 설치하고 운영하고 있는 지구로써 저수위, 하천수위, 강수량 등의 관측을 실시하고 있다. 모형의 입력자료는 기존의 GIS 자료와 대상지구에서 관측된 강수량 자료를 이용하여 구축하였고 증발산량 산정에 필요한 다른 기상자료는 인근 수원측후소의 자료를 수집하고 있다. 모형을 통해 산정된 유출량은 덕성교, 재인교, 묵방교, 미산교의 네 지점에서 측정한 유량자료를 이용하여 비교하였다. 농업지역에서 저수지 운영 및 공급량 산정을 위해 많이 쓰이는 HOMWRS 모형과 비교한 결과 평균유출량이 덕성교 지점의 경우 1,651천$m^3$, 묵방교는 619천$m^3$이며 HOMWRS의 경우 덕성교 3,155천$m^3$, 묵방교 885천$m^3$로 각각 산정되었고, 이 지점의 실측 유출량은 덕성교 3,500천$m^3$, 묵방교 1,610천$m^3$로 실측값의 47%, 38%로 각각 산정되어 총유출량은 큰 차이를 보이고 있다. SWAT 모형으로 일별 장기유출량을 추정한 결과 저수지가 설치되어 있지 않은 미산교, 묵방교에서의 일별, 월별 장기유출량은 실측치와 매우 가까운 값을 보였다. 그러나 상류지점에 저수지가 설치되어 있어 저수지의 영향을 받고 있는 덕성교와 재인교에서의 장기유출량은 관측값과 유사한 경향을 보이고 있으나 실측값과는 차이를 보이고 있었다. 이는 저수지 및 관개수량의 환원수량 등을 고려하지 않은 채 유출량을 산정한 결과로 SWAT 모형의 관개지구에 적용을 위해서는 저수지의 영향, 환원수량 및 관개용수 공급에 대한 고려가 필요하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.263-263
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• 2011

본 연구에서는 전 세계적으로 급속히 보급되고 있는 비담수재배를 기초로 하는 SRI(System of Rice Intensification) 벼 재배방법을 우리나라의 논 농업에 최초로 적용하여 관개기간동안 유출되는 오염부하량과 기존의 담수재배인 관행 시험포에서 유출되는 오염부하량을 산정하여 저감효과를 비교 평가하였다. 실험처리는 대조구인 담수재배(관행) 1처리(재식거리 $30{\times}15cm$)와 SRI 재배($30{\times}30cm$, $40{\times}40cm$, $50{\times}50cm$) 3처리로 2반복으로 하여 가로 5 m, 세로 15 m 크기의 논 시험포를 총 8개 조성하였다. 그리고 관개기간동안(2010년 5월부터 9월) 관개량, 강우량 그리고 강우 유출량 측정하고 수질시료를 채취하여 오염부하를 산정하였다. 관행재배의 시비와 제초 등의 포장관리는 표준재배법에 준하여 진행하였으며, SRI 재배의 경우 물관리를 제외하고 관행재배와 동일하게 영농관리를 수행하였다. 연구기간동안 총 63회의 강우가 발생하였으며, 이중 20 mm 이상의 강우는 17회로, 일 강우량은 20.5 mm에서 195 mm의 범위를 보였다. 강우 모니터링 결과, 20 mm 이상의 강우에서 유출이 발생하였다. SRI 시험포에서의 유출계수는 0.74~0.83 범위로 관행시험포의 유출계수인 0.83~0.92 범위보다 낮은 값을 보였으며, 시험포에 따라 차이는 있으나 5~13%의 유출수 저감효과를 나타내었다. SRI시험포의 SS, $COD_{Cr}$, $COD_{Mn}$, BOD, TN, TP의 총 오염부하량은 각각 874 kg/ha, 199.5 kg/ha, 47 kg/ha, 13 kg/ha, 36.9 kg/ha, 2.92 kg/ha 로서 관행 시험포의 오염부하량에 비해 15.8~44.1 %의 오염물질 저감 효과를 보였다. 특히 SRI 벼재배기술 적용 시 SS 및 BOD와 같은 유기물의 오염부하량 저감효과가 큰 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 1996년도 경기지부결성 및 세미나
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• pp.15-33
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• 1996

우리나라의 토양은 지형적인 요인과 토양모재 및 기후적인 조건에 의해 토양에 유입되는 유해물질에 대한 보유력이 낮은 특성으로 인해 외부에서 유입되는 유해 중금속에 대하여 취약한 특성을 가지고 있다. 우리나라 토양의 중금속 자연 함유량은 논토양의 경우 Cd 0.13, Cu 4.15, Pb 4.17, Zn 3.95 mg/kg의 수준이며 밭토양은 Cd 함량이 논토양보다 높은 수치를 보인다. 과수토양은 과거에 중금속이 함유된 영농자재가 투입된 결과로 자연함량을 결정하기 힘드며 매우 높은 중금속 농도를 보인다. 그리고 현재 토양환경보전법이 시행되어 중금속류 및 유해유기물에 대한 오염기준을 제시하고 있다. 토양의 중금속 오염현황은 환경부의 토양오염 측정망에서 금속광산, 제련소, 매립지 부근에서 높은 농도를 나타내고 있으며, 산업폐수 및 생활하수가 관개수로 유입되는 논토양에서 중금속 오염이 우려되고 있다. 제련소 및 금속광산 부근의 토양은 거리에 따라 중금속 농도가 감소하는 경향을 보이고 있으나 인접지역에서는 규제농도에 육박하거나 초과하고 있다. 또한 폐광산 부근에서 생산된 현미 역시 전반적으로 작물재배제한 기준를 초과하지는 않으나 상당 지역이 이 기준을 초과하고 있으며 0.1 M HCl로 침출가능한 Cd 함량과 상관관계를 보인다. 이 상관관계에 의하면 0.1 M HCl로 침출가능한 토양 중 Cd의 양이 5 mg/kg 이면 생산된 현미의 Cd 함량이 1 mg/kg을 초과할 확률은 40%인 반면, 일본 식량청 수거대상인 0.4 mg/kg을 초과할 가능성은 100%로 파악된다. 광명시 가학광산 인근 지역을 대상으로 한 중금속 오염에 대한 대책연구에서는 현미 중 Cd 함량이 0.4 mg/kg을 초과할 가능성이 높은 지역(토양 농도 5 mg/kg)은 최소 20 cm 이상 두께로 객토를 하고, 현미 중 Cd 함량이 0.4 mg/kg 을 초과할 가능성이 낮은 지역은 석회, 규산질 비료, 용성인비, 등을 사용하여 중금속의 용해도를 낮추어 작물이행을 경시키는 것이 바람직한 것으로 판단되었다. 그리고 광미사를 현위치에서 처리하는 방안이 제시되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.180-180
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• 2020

최근 인구 증가, 도시화 및 산업의 발달로 인해 생활·공업용수의 수요가 증가하면서, 상대적으로 농업용수의 비율은 감소하고 있는 추세이다. 하지만 수자원이용 현황 중 농업용수는 전체 물 사용량의 48%로 여전히 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 환경부 중심의 물관리 일원화 관련법 시행으로 국가 통합물관리 정책이 본격 추진됨에 따라 농업용수 가치의 재평가가 요구되고 있으며, 현재 수원공 확대의 경우 환경보호와 같은 이유로 농업용수 확보에 대한 많은 제약이 발생하고 있다. 공급된 농업용수 중 작물에 의해 소비되지 않고 하천으로 회귀되는 회귀수량은 하천 건천화 방지, 용수공급계획, 하천 유황예측 등 기여하는 바가 크다. 하지만 관개량과 회귀수량의 비로 나타내는 회귀율의 경우 지역에 따라 38.1%에서 70.5%로 큰 차이를 보이고 있으며, 지역별 회귀율 정량화에도 한계가 있다. 본 연구에서는 경기도 안성에 위치한 관개면적 429ha인 마둔 저수지를 대상으로 회귀율을 산정하고 농촌용수종합정보시스템 (Rural Agricultural Water Resource Information System, RAWRIS)에서 제공하는 저수지 수위 자료를 활용하여 마둔 저수지의 4월부터 9월 관개기 강수량, 저수율, 증발산량을 구축하였다. 물수지 분석 기반 회귀수량 산정모형으로부터 회귀율을 추정하였으며, 수로 네트워크 기반의 SWMM (Storm Water Management Model)과 비교를 통해 정량적인 회귀수량 및 회귀율을 산정하고자 한다. 본 연구의 결과를 통해 정량적인 회귀수량 및 회귀율 자료가 구축된다면, 농업용수의 재이용, 환경용수 및 하천유지용수, 용수공급계획 등 효율적인 농업 수자원관리에 기초자로로써 활용 가능할 것이라 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.157-157
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• 2020

기후변화로 인한 강수량 감소 및 하천 인근에서의 무분별한 취수로 인하여 하천의 유량 감소와 그로 인한 수질 악화 문제가 심각해지는 실정이다. 우리나라의 전체용수사용량 중 농업용수가 차지하는 비중은 약 41%에 달하며, 이중 약 90%가 논에서 사용되고 있다. 특히 우리나라의 경우 논벼는 담수 상태에서 재배되기 때문에 관개용수가 농업 활동에 많이 사용되고 있다. 이러한 과다한 농업용수 사용은 하천유량 감소에 큰 영향을 미치며 이에 따라 농업용수 절약을 위한 다양한 연구가 이루어져 왔다. 국내에서는 필지 단위 기반 SRI(System of Rice Intensification) 재배기법 모니터링을 통한 논에서의 관개용수 절약 및 온실가스 저감 효과와 관련된 연구가 진행되었다. SRI 재배기법은 논 토양을 호기상태로 유지하여 관개 시 관행대비 약 40~67%의 용수 저감 효과가 나타나는 것으로 조사되었다. 하지만 필지 단위에서 제한적으로 모니터링 결과 기반의 연구가 이루어졌으며 아직까지 유역 모델을 이용하여 SRI 재배기법 적용에 따른 유량확보 및 수질 개선 효과를 정량적으로 분석한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구의 목적은 달천 유역을 대상으로 유역 모델 중 하나인 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형에 SRI 재배기법을 적용하여 하천의 유량확보 및 수질 개선 효과에 대한 분석을 수행하는 것이다. 향후 본 연구의 기 수행된 SRI 재배기법의 모델링 적용 결과는 유역 단위의 실질적인 유량확보 방안으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국환경농학회지
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• 제24권3호
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• pp.270-279
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• 2005

벼농사에 의한 질소가 하천수질에 미치는 영향을 종합적으로 평가하기 위해 공급 질소의 유입량과 유출 및 이용되는 양은 동일하다는 질소 balance 개념 평가기법을 개발하였다. 유입량과 유출량 결정에 영향을 주는 시비량, 관개수 수질, 관개량과 물이용 수지, 토양유기물 함량, 토양질소공급량, 유기물 시용여부, 이앙방법, 물관리 방법, 수확량, 암모니아 휘산 및 탈질량, 토양잔류량 등 관련요인들과 요인상호간의 관계를 자료 분석, 현지포장 및 실내실험을 통해 지수화하였으며 사용된 지수들을 종합하여 벼농사의 수질영향평가법으로 제시하였다. 질소의 총 공급량에서 대기유출, 작물이용, 토양 잔류 부분을 제외한 차이를 벼농사에서 질소의 잠재유출량으로 산정하여 벼농사가 수질에 미치는 영향으로 평가하였으며, 개발된 방법으로 평가한 우리나라의 평균적인 환경 및 재배 조건에서 벼농사는 수계를 통한 질소의 유입량과 유출량이 거의 균형을 이루어 주변수질에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 평가되었다. 하지만 관개수중의 질소농도가 1.0 mg $L^{-1}$ 이하로 깨끗한 지역에서의 벼농사는 수질의 오염원으로 작용하였으며, 관개수중의 질소농도가 2.0 mg $L^{-1}$이고 시비량이 110 kg $ha^{-1}$인 조건에서는 간단관개를 할 경우는 벼농사는 수질을 정화하는 기능이 있었으나 반대로 상시담수를 할 경우는 오염원으로 작용하였다. 질소농도가 3.0 mg $L^{-1}$인 경우는 시비량 110 kg $ha^{-1}$의 조건에서는 벼농사는 수질정화의 기능이 있었지만 시비량이 120 kg $ha^{-1}$로 증가하면 오염원으로 작용하였으며, 관개수중의 질소농도가 6.0 mg $L^{-1}$ 이상으로 비교적 오염된 지역에서는 시비량 120 kg $ha^{-1}$ 까지도 벼농사는 수질을 정화하는 기능을 가지고 있는 것으로 평가되었다. 하지만 이 같은 평가 방법은 앞으로도 지속적인 자료보완과, 요인분석의 세분화를 통해 더욱 정밀한 평가가 가능하도록 추가적인 연구가 추진되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제15권4호
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• pp.221-225
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• 1982

작물시험장(作物試驗場) 춘천출장소(春川出場所) 냉수시험답(冷水試驗畓)에서 최고분얼기(最高分蘖期)부터 출수기(出穗期)까지 냉수(冷水)($16^{\circ}C$) 유입구(流人口)로부터 거리별(距離別) 수온 및 지온의 변화양상(變化樣相)을 측정(測定)하고 이에 따른 수도생육(水稻生育) 및 수량변화 관계를 농백(農白)과 밀양(密陽)23호(號)에 대하여 조사(調査)하였다. 관개수(灌漑水)의 이동거리(移動距離)가 증가됨에 따라 수온은 급격(急激)히 상승(上昇)되어 $21^{\circ}C$에 접근(接近)하는 양상(樣相)을 보였으나 지온은 직선적(直線的)으로 완만(緩慢)하게 증가되어 수온보다 $1{\sim}2^{\circ}C$ 낮은 수준(水準)으로 유지(維持)되었다. 수온과 토양온도가 낮으면 간장(稈長) 및 이삭의 추출도(抽出度)가 줄어들고 출수(出穗)가 지연(遲延)되며 수량구성요소는 주당수수, 천입중(千粒重) 및 임실률 떨어져 감수되는 것으로 나타났다. 품종간(品種間) 저수온에 대한 반응은 뚜렷한 차이(差異)를 보여 농백(農白)은 $17^{\circ}C$에서 수량을 기대(期待)할 수 없었고 $17{\sim}20^{\circ}C$사이에서는 생식생장(生殖生長)이 가능(可能)하여 수량을 낼 수 있었으며 $21^{\circ}C$에서는 정상적(正常的)인 생육(生育)과 수량성을 보였다. 그러나 밀양(密陽)23호(號)는 $19^{\circ}C$에서도 정상적(正常的)인 생식생장(生殖生長)이 이루어지지 못하여 수량을 기대(期待) 할 수 없었다.

• 한국농공학회지
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• 제14권2호
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• pp.2634-2648
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• 1972

관개용수(灌漑用水)의 수온(水溫)이 수도생육(水稻生育)과 수량(收量)에 미치는 영향(影響)을 수원공(水源工)에 따른 용수별(用水別)로 구명(究明)하였다. 1. 본실험(本實驗)은 강원도(江原道) 횡성군(橫城郡) 횡성면(橫城面) 청룡리(靑龍里) 포장(圃場)에서 실험(實驗)하였다. 2. 공시품종(共試品種)은 통일(統一)(IR667)을 택(擇)하였다. 3. 실험처리(實驗處理)는 사처리반복(四處理反覆) 난괴법(亂魁法)으로 배치(配置)하였다. 4. 무저(無底) pot로 높이 0.9m 폭(幅)1m 상자(箱子)를 만들어 polyethylene Chloride film을 씌워 지중(地中)에 매설(埋設)하고 강우(降雨)의 차단(遮斷)을 위(爲)해 polyethene Chloride film으로 비가림을 하여 재배(栽培)하였다. 5. 재배(栽培)에 관(關)한 경종관리(耕種管理)는 농촌진흥청(農村振興廳) 작물시험장(作物試驗場) 표준경종법(標準耕種法)에 준(準)하였다. 6. 기상상황(氣象狀況)은 평년(平年)에 비(比)해 기온(氣溫)은 비슷하였으며 강우(降雨), 일조량(日照量)은 다소(多少) 낮은 편(便)이었으나 작황(作況)에는 지장(支障)이 없었다. 7. 토질(土質)은 비옥도(肥沃度)가 양호(良好)한 편(便)으로 일반답(一般畓) 토양(土壤)과 비슷한 양토(壤土)였다. 8. 관개용수(灌漑用水)의 수질(水質)은 지표수(地表水), 지하수(地下水) 공(共)히 중성(中性)에 가까우며 관개용수(灌漑用水)로 양호(良好)하였다. 9. 벼생육기간중(生育期間中) 지하수온(地下水溫)은 평균(平均) $14.2^{\circ}C$이고 지표수온(地表水溫)은 $24.1^{\circ}C$로서 평균(平均) $9.9^{\circ}C$ 차이(差異)가 있었다. 10. 벼재배(栽培)에 가장 적당(適當)한 수원(水源)의 하천(河川) 및 저수지(貯水池)의 용수(用水)이며 저온(低溫)의 지하수(地下水)는 벼의 전반적(全般的)인 생육(生育) 및 수량(收量)에 지장(支障)을 주었다. 11. 저온(低溫)의 지하수(地下水)도 수온(水溫)만 상승(上昇)시켜 관개(灌漑)하면 생육(生育) 및 수량(收量)에는 하차(下差)가 없었다. 12. 지하수(地下水) 관개(灌漑)로 일어나는 저온(低溫)의 장애(障碍)는 분얼기(分蘖期) 초장(草長)이 짧아지고 분얼최성기(分蘖最盛期)가 지연(遲延)되며 생식생장기(生殖生長期)에는 출수지연(出穗遲延), 임실율(稔實率)의 저하(低下), 수당입수(穗當粒數)의 감소(減少), 수장(穗長) 간장(稈長)의 짧음 등(等)으로 나타났고 수량면(收量面)에서는 정조중량(正粗重量)의 감소(減少)로서 지표수(地表水)를 이용(利用)한 것 보다 15.8%의 감소(減少)를 보였다.