• Journal of Wetlands Research
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• v.25 no.4
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• pp.297-305
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• 2023

The recycled irrigation is a type of irrigation that uses downstream water to fulfill irrigation demand in the upstream agricultural areas; the used irrigation water returns back to the downstream. The recycled irrigation is advantageous for securing irrigation water for plant growth, but the returned water typically contains high levels of nutrients due to excess nutrients inputs during the agricultural activities, potentially deteriorating stream water quality. Therefore, quantitative assessment on the effect of the recycled irrigation on the stream water quality is required to establish strategies for effective irrigation water supply and water quality management. For this purpose, a watershed model is generally used; however no functions to simulate the effects of the recycled irrigation are provided in the existing watershed models. In this study, we used multi-reservoir model coupled with the Hydrological Simulation Program-Fortran (HSPF) to estimate the effect of the recycled irrigation on the stream water quality. The study area was the Gwangok stream watershed, a subwatershed of Gyeseong stream watershed in Changnyeong county, Gyeongsangnam-do. The HSPF model was built, calibrated, and used to produce time series data of flow and water quality, which were used as hypothetical observation data to calibrate the multi-reservoir model. The calibrated multi-reservoir model was used for simulating the recycled irrigation. In the multi-reservoir model, the Gwangok watershed consisted of two subsystems, irrigation and the Gwangok stream, and the reactions (plant uptake, adsorption, desorption, and decay) within each subsystem, and fluxes of water and materials between the subsystems, were modeled. Using the developed model, three scenarios with different combinations of the operating conditions of the recycled irrigation were evaluated for their effects on the stream water quality.

• Korean Journal of Environmental Agriculture
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• v.18 no.3
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• pp.236-244
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• 1999

A feasibility study was performed to examine the agronomic application of treated sewage on paddy rice culture by field experiment. The domestic sewage was treated by the constructed wetland system which was in subsurface flow type and consisted of sand and macrophyte. The effluent of the wetland system was adjusted to maintain the total nitrogen concentration below $25mgL^{-1}$ and used for irrigation water. Four treatments include (1) irrigation of treated sewage after concentration adjusted with conventional fertilization (TWCF), (2) irrigation of treated sewage after concentration adjusted with half of the conventional fertilization (TWHF), (3) irrigation of treated sewage after concentration adjusted without fertilization (TWNF), and (4) irrigation of treated sewage as it was without fertilization (SWNF). These cases were compared to the control case of tap water irrigation with conventional fertilization (Control). Generally, addition of the treated sewage to the irrigation water showed no adverse affect on paddy rice culture, and even improvement was noticed in both growth and yields. TWCF showed the best result and the yields exceed the Control in about 10%. Overall performance of the treatments was TWCF, Control, TWHF, TWNF, and SWNF in decreasing order. From this study, it appears that reuse of treated sewage as a supplemental irrigation water could be feasible and practical alternative for ultimate sewage disposal which often causes water quality problem to the receiving water body. For full scale application, further study is recommended on the specific guidelines of major water quality components and public health.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.104-108
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• 2006

논에서의 농업용수량의 산정은 많은 조사 및 연구를 통하여 정립되어 사용되고 있다. 그러나, 최근 논에서의 산정된 용수량과 실제 공급량을 비교해 보면 많은 차이를 보이고 있다. 실제 용수 공급특성 조사에 의하면 기존의 용수공급량 산정방법과 다른 몇 가지 특징을 가지고 있었다. 그중 주요한 차이점은 관개초기의 논물가두기 및 이앙기의 기간과 시기였으며 본답기간중의 중간낙수 실행여부였다. 본 연구에서는 실제 논에서의 용수공급특성에 대한 조사를 통하여, 용수공급량 산정 프로그램을 개발하고 이를 현장에 적용하는 것이다. 분석결과에 의하면 논에서의 농업용수량은 기존의 방법에 의해 산정한 값보다 약 20% 증가하는 것으로 나타났으며 본 연구에서 개발된 방법에 의해 산정된 농업용수량이 실제 용수공급패턴을 적절히 반영하는 것으로 분석되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.407-407
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• 2023

최근 환경부에서 발표한 국가물관리기본계획에서 수자원 총량 중 생활·공업·농업·유지용수의 이용량은 365억m³/년으로 약 29.4%로 발표되었다. 유지용수를 제외한 농업용수 이용량의 비중은 약 60.5%이며, 이 중 약 80%가 논에서 활용되고 있다. 이러한 농업용수 이용량 중 사용되지 않고 하천으로의 방류량이 존재하는데 이를 관개회귀수량이라하며, 농업용수의 약 35%가 하천으로 회귀된다 발표하나 지역에 따른 편차가 존재하기에 정확한 회귀수량을 산정하기엔 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 네트워크 모형을 통한 용배수로 구축 이후 회귀수 정량화를 하고자 하며, 정량화를 위한 네트워크 모형은 EPA-SWMM(Storm Water Management Model) 모형을 활용하였다. 해당 모형은 미국 환경 보호국(U.S. Environmental Protection Agency, EPA)에서 개발한 네트워크 물리모형으로 다양한 환경적 요소에 따른 수문 영향을 확인 가능한 모형이다. 해당 모형의 다양한 네트워크 기능을 통해 논배수로 네트워크를 구축하여 회귀수 정량화를 진행하고자 한다. 논배수로 네트워크를 구축하기 이전 현장조사를 진행하였다. 현장조사를 통한 용수계통도를 작성하였으며, 모형의 입력자료로 필요한 네트워크 용배수로관 표고값을 측량하였다. 이후 현장조사 및 측량 자료를 활용하여 네트워크 물리모형의 입력자료 구축을 진행하였으며, 해당 자료 구축은 지리 정보 시스템 중 ArcGIS와의 연계를 통해 구축하였다. 모형의 수리학적 입력자료는 해당지역의 계측자료를 활용하였으며, 필지 사이의 내리흐름 및 펌프를 통한 용수 또한 네트워크 물리모형의 기능을 활용하여 구축하였다. 이후 계측자료와의 비교를 통한 매개변수 보정을 진행하였으며, 전체 논배수로에 대한 농업용수의 흐름 및 회귀수량을 분석하였다. 해당 연구를 통해 농업용수의 회귀수 산정 및 지역 편차에 따른 회귀수 정량화 등의 연구에 활용될 것으로 기대한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1120-1124
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• 2007

본 연구에서는 하수재이용에 따른 영향을 분석하기 위하여 수질, 토양 및 지표생물 모니터링을 실시하였으며 이를 분석하였다. 본 시험을 위하여 경기도 수워시 하수처리장 인근의 재이용 시험지구와 경기도 화성시 팔탄면 소재의 기천 시험 포장을 대비지구로 선정하였다. 본 연구에서는 환경부에서 제시한 하수처리 재이용 수질 권고기준에 제시된 수질기준과 본 시험에 사용된 재처리수를 비교하였으며, 대비지구의 경우 농업용수 수질기준과 비교하였다. 관개용수에 따른 토양에서의 영향을 분석하였으며, 재이용 관개지구가 대비지구에 비하여 TN, TP의 영양염류와 EC의 값이 높게 나타났다. 그리고 중금속의 토양집적은 나타나지 않았다. 농업용수 재이용에 따른 생태 환경 영향을 분석하기 위하여 대상지구에 지표생물 계측망을 구성하여 영농기간 중 생물다양성의 서식처 유형과 분포, 우점 구조, 그리고 육상지표생물의 발생 정도에 대하여 조사 분석하였다. 분석결과, 실험구와 대조구 두 지역의 곤충 및 거미류 종구성, 기능구별 유사도 등은 유사도가 높게 나타났으며, 우점종 구조에서도 차이가 없었다. 다만, 농업재용수의 높은 유기물 함량에 의해 실험구 지역에서 깔따구의 발생량이 많았다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.443-443
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• 2018

새만금유역의 동진강유역에 위치한 동진강제수문은 서해 바닷물 역류에 따른 농경지의 염분피해를 예방하고 고부천과 연계된 부안지역의 농업용수 공급을 위해 설치되었다. 동진제수문은 그간 정읍시 신태인읍, 김제시 부량면, 부안군 백산면의 약 770 ha 농경지에 대해 염분피해를 예방하였고 영농과 한발 시에는 부안군 일대 농경지에 농업용수를 공급할 수 있었다. 하지만 새만금 간척사업등 대규모 국토개발로 주변 자연환경이 크게 변화하여 제수문은 염해방지기능을 상실하게 되었고 현재는 농업용수 공급원으로써의 기능만 남아 있다. 현재 동진강제수문은 관개기에 농업용수 취수를 위해 수문을 닫아 본류의 유량을 저류시키고 있으며, 비관개기에도 대부분 제수문을 닫아놓는 형태로 운영되고 있다. 이러한 갑문폐쇄로 인해 하류의 유입유량이 차단되고 상류 체류시간이 증가되어 수질에 영향을 미칠 것으로 사료된다. 농업용수사용을 위해 저류되어있는 유량을 효율적으로 방류한다면, 외부수자원에 의존하지 않고 유역 내에서 자체적으로 새만금호의 유입량을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 동진강 하류의 수질개선에도 기여할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 동진강제수문의 내용적을 산정하여 용수공급능력을 파악하였고, 새만금유역과 호 내의 복잡한 수체 형상, 유입 및 유출 구조를 반영하는데 적합한 모델을 적용하였다. 재현성이 검토된 모델 결과를 이용하여 새만금호의 유입부인 동진강 하류의 수질을 모의하였으며, 구성한 모형의 결과와 용수공급능력을 바탕으로 동진강제수문에서의 방류조건을 가정하여 모의를 수행하였다. 방류조건별 수질개선효과를 살펴보면, Scenario 3 > Scenario 2 > Scenario 1의 순서로 수질개선율이 크게 나타났다. 동진강제수문에서의 방류량이 증가할수록 하류의 농도가 점차 감소하는 것으로 나타났으며, 이러한 결과는 동진강제수문의 방류량으로 인해 유황이 개선되고 호 내 오염부하농도가 감소하는 것으로 판단된다. 따라서 농업용수 필요량을 제외한 유량을 하류의 환경유지용수로 확보하고 이를 수질관리취약 시기에 탄력적으로 방류하여 정체수역의 수질오염을 감소시키고 목표수질을 만족하도록 운영되어야 할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.436-436
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• 2012

하수처리수의 농업용수 재이용에는 직접재이용과 간접재이용이 있으며 대부분의 경우 간접재이용의 형식으로 하수처리수가 농업용수로 이용되고 있다. 전국 130여개의 하수처리장 방류수가 논을 포함한 인근 농경지의 관개용수에 영향을 미치고 있으나 적절한 처리과정 없이 농업용수로 사용되고 있으며, 이는 농민과 농산물 그리고 소비자에게 보건 위생적 영향을 미칠 수 있다. 따라서 하수처리수를 안전하게 농업용수로 간접재이용할 수 있는 연구가 수반되어야 한다. 본 연구에서는 하수처리수의 농업용수 간접재이용에 따른 작물생육, 수질, 토양 환경영향 및 인체위해성 평가 등을 포함한 기초연구를 3년간 진행할 계획이다. 또한 본 연구를 통해서 간접재 이용지구의 유형을 구분하고 이에 따른 저비용, 고효율의 수처리 공정을 개발하며, 간접재이용을 위한 적정 수질기준을 정립하고자 한다.

• Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.13 no.1
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• pp.2191-2205
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• 1971

In this research, Nong-rim No. 6 was adopted as a test variety of rice. Rice seedlings were transplanted on June 14, 1970. Roots were settled into soil on June 20 and a total number of days irrigated of $21cm{\times}21cm$ and an area of $9.9m^2$ for a test plot were accepted, planting 70 stumps of rice in a test plot. The soil in test plots are classified by soil test as oam, and its chemical contents are as shown in Table 3. Irrigation water was secured by pumping from the Sudun stream that originates at the Suho reservoir. Accordingly, the qualities of irrigation. water are considered to be the same as those of water stored in the Suho reservoir. There were 54 days of intermittent rainfalls in total during the whole 110-day period of irrigation. As a result, it is likely that the growth of rice plants was influenced by rainfall at a comparatively great degree. In order to measure the amounts of water consumption, infiltrometers, measuring devices for the decreases of water depths and lycimeters were provided. As a result of measurements, an average daily rate of infiltration was observed to be 14mm/day. It is expected from this research that the effect of increased yield will be secured by supplying optimum amounts of water for irrigation on proper times, and that the amounts of water consumption for irrigation can be saved by applying suitable irrigation methods. The test results obtained are summarized as follows: 1. Yields produced in the test plots of continuous irrigation are lower than those in the test plots of rotational irrigation, i.e., yields produced at the test plots irrigatied once in a period of 8 days are higher by 27% in average than those produced at test plots of continuous irrigation. 2. The amounts of irrigation water for test plots, which have a clay layer of 9cm in thickness and vynil diaphragm without holes, are saved by about 52% in comparison with ordinary test plots. 3. Ears are sprouted 5 days earlier at continuous irrigation plots as compared with other test plots. 4. It seems that there are growing stages of rice plants such as those of forming and sprouting of ears, in which the amounts of irrigation water are consumed more in comparison with the other stages. Therefore, it may be possible to increase of decrease the amount of irrigation water, according to the growing stage of rice plant, so as to save irrigation water.

• Korean Journal of Environmental Agriculture
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• v.27 no.4
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• pp.349-355
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• 2008

The causes of salt accumulation in soils of plastic film houses nearby Sumjin river estuary in Mokdo-ri($127^{\circ}46'E\;35^{\circ}1'N$), Hadong, Gyeongnam, Korea were investigated in 2006. With chemical properties soils and water analyzed and fertilization status monitored, the study showed that mean salt concentration of soil was much higher at EC $4.3\;dS\;m^{-1}$ than the Korean average (EC $2.9\;dS\;m^{-1}$) in 2000s for plastic film house's soil with exchangeable Na $0.8\;cmol^+\;kg^{-1}$ and water-soluble Cl $232\;mg\;kg^{-1}$, and then might result to salt damage in sensitive crop plants. Salt concentration of ground water used as main irrigation water source contained very high EC with corresponding value of $2.6\;dS\;m^{-1}$. Particularly, increase of EC value was directly proportional with the increased pumping of ground water used as a water-covering system in order to protect the temperature inside plastic film houses from the early winter season. High Na and Cl portion of ions in water might had contributed to the specific ion damage in the crops. Secondly, heavy inputs of chemicals and composts significantly increased the accumulated salts in soil. Conclusively, salt accumulation might had been accelerated by use of salted-groundwater irrigation and heavy fertilization rate. To minimize this problem, ensuring good quality of irrigation water is essential as well as reducing fertilization level.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.44 no.3
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• pp.169-177
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• 2011

The impacts of climate change on paddy irrigation water demands in Korea have been analyzed. High-resolution ($27{\times}27\;km$) climate data for the SRES A2 scenario produced by the Korean Meteorological Research Institute (METRI) and the observed baseline climatology dataset were used. The outputs from the ECHO-G GCM model were dynamically downscaled using the MM5 regional model by the METRI. The Geographic information system (GIS) was used to produce maps showing the spatial changes in irrigation water requirements for rice paddies. The results showed that the growing season mean temperature for future scenarios was projected to increase by $1.5^{\circ}C$ (2020s), $3.3^{\circ}C$ (2050s) and $5.3^{\circ}C$ (2080s) as compared with the baseline value (1971~2000). The growing season rainfall for future scenarios was projected to increase by 0.1% (2020s), 4.9% (2050s) and 19.3% (2080s). Assuming cropping area and farming practices remain unchanged, the total volumetric irrigation demand was projected to increase by 2.8% (2020s), 4.9% (2050s) and 4.5% (2080s). These projections are contrary to the previous study that used HadCM3 outputs and projected decreasing irrigation demand. The main reason for this discrepancy is the difference with the projected climate of the GCMs used. The temporal and spatial variations were large and should be considered in the irrigation water resource planning and management in the future.