• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.65 no.6
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• pp.1-13
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• 2023

Irrigation return flow plays an important role in river flow forecasting, basin water supply planning, and determining irrigation water use. Therefore, accurate calculation of irrigation return flow rate is essential for the rational use and management of water resources. In this study, EPA-SWMM (Environmental Protection Agency-Storm Water Management Model) modeling was used to analyze the irrigation return flow and return flow rate of each intake work using irrigation canal network. As a result of the EPA-SWMM, we tried to estimate the quick return flow and delayed return flow using the water supply, paddy field, drainage, infiltration, precipitation, and evapotranspiration. We selected 9 districts, including pumping stations and weirs, to reflect various characteristics of irrigation water, focusing on the four major rivers (Hangang, Geumgang, Nakdonggang, Yeongsangang, and Seomjingang). We analyzed the irrigation period from May 1, 2021 to September 10, 2021. As a result of estimating the irrigation return flow rate, it varied from approximately 44 to 56%. In the case of the Gokseong Guseong area with the highest return flow rate, it was estimated that the quick return flow was 4,677 10³ m³ and the delayed return flow was 1,473 10³ m³ , with a quick return flow rate of 42.6% and a delayed return flow rate of 13.4%.

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.66 no.4
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• pp.41-50
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• 2024

Precipitation is an important component of the hydrological cycle and a key input parameter for many applications in hydrology, climatology, meteorology, and weather forecasting research. Grid-based satellite rainfall products with wide spatial coverage and easy accessibility are well recognized as a supplement to ground-based observations for various hydrological applications. The error properties of satellite rainfall products vary as a function of rainfall intensity, climate region, altitude, and land surface conditions. Therefore, this study aims to evaluate the commonly used new global grid-based satellite rainfall product, Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station data (CHIRPS), using data collected at different spatial and temporal scales. Additionally, in this study, grid-based CHIRPS satellite precipitation data were used to evaluate the 2022 extreme drought. CHIRPS provides high-resolution precipitation data at 5 km and offers reliable global data through the correction of ground-based observations. A frequency analysis was performed to determine the precipitation deficit in 2022. As a result of comparing droughts in 2015, 2017, and 2022, it was found that May 2022 had a drought frequency of more than 500 years. The 1-month SPI in May 2022 indicated a severe drought with an average value of -1.8, while the 3-month SPI showed a moderate drought with an average value of 0.6. The extreme drought experienced in South Korea in 2022 was evident in the 1-month SPI. Both CHIRPS precipitation data and observations from weather stations depicted similar trends. Based on these results, it is concluded that CHIRPS can be used as fundamental data for drought evaluation and monitoring in unmeasured areas of precipitation.

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.62 no.2
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• pp.97-109
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• 2020

Drought is one of the most influential disasters in sustainable agriculture and food security of nations. In order to preemptively respond to agricultural droughts, vulnerability assessments were conducted to predict the possibility of drought in the region, the degree of direct or indirect damage, and the ability to cope with the damage. Information on agricultural drought vulnerability status of different regions is extremely useful for implementation of long term drought management measures. The purpose of this study is to develop and implement a quantitative approach for measuring agricultural drought vulnerability at sub-district level based on agricultural water and reservoirs. To assess the vulnerability in a quantitative manner and also to deal with different physical and socioeconomic data on the occurrence of agricultural drought, we selected the appropriate factors for the assessment of agricultural drought vulnerability through preceding studies, and analyzed the meteorological and agricultural reservoir data from 2015 to 2018. Each item was weighted using AHP (Analytic Hierarchy Process) analysis and evaluated through the agricultural drought vulnerability estimation. The entire national vulnerability assessments showed that Ganghwa, Naju, and Damyang were the most vulnerable to agricultural droughts. As a result of analyzing spatial expression, Gyeongsang-do is relatively more vulnerable to drought than Gangwon-do and Gyeonggi-do. The results revealed that the methodology and evaluation items achieved good performance in drought response. In addition, vulnerability assessments based on agricultural reservoir are expected to contribute supporting effective drought decisions in the field of agricultural water management.

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.62 no.3
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• pp.1-13
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• 2020

The management of agricultural water can be divided into management of agricultural infrastructure and operation to determine the timing and quantity of water supply. The target of water management is classified as water-supply facilities, such as reservoirs, irrigation water supply, sluice gate control, and farmland. In the case of agricultural drought, there is a need for water supply capacity in reservoirs and for drought assessment in paddy fields that receive water from reservoirs. Therefore, it is necessary to analyze the water supply amount from intake capacity to irrigation canal network. The analysis of the irrigation canal network should be considered for efficient operation and planning concerning optimized irrigation and water allocation. In this study, we applied a hydraulic analysis model for agricultural irrigation networks by adding the functions of irrigation canal network analysis using the SWMM (Storm Water Management Model) module and actual irrigation water supply log data from May to August during 2015-2019 years in Sinsong reservoir. The irrigation satisfaction of ponding depth in paddy fields was analyzed through the ratio of the number of days the target ponding depth was reached for each fields. This hydraulic model can assist with accurate irrigation scheduling based on its simulation results. The results of evaluating the irrigation efficiency of water supply can be used for efficient water distribution and management during the drought events.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.470-470
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• 2011

환경부 하수재이용사업은 2007년도 하수도법 개정을 통해 공공하수처리시설 처리수의 재이용 의무화를 시작으로 2010년도 "물의 재이용 촉진 및 지원에 관한 법률"의 시행으로 전국적으로 사업이 확대되고 있다. 제주도 월정하수처리장은 2009년도 하수재이용사업지구로 선정이 되어 2010년도부터 농업용목적의 재이용으로 구체적인 설계와 시공이 추진되고 있는 사업지구이다. 제주도에서는 지하수보존을 위해 대체수자원 개발 방안을 시급히 마련중에 있다. 특히, 제주도 농업용수 종합계획수립(제주도, 2004)에는 하수처리수를 농업용수로 이용하기 위한 계획을 수립할 정도로 지하수 사용량을 줄이기 위한 노력을 진행중에 있으며, 그 일환으로 하수재이용사업을 지속적으로 추진하고 있다. 하수처리수의 농업용수 재이용은 사용된 물을 재이용함으로써 물과 에너지를 절약할 수 있고, 유역 또는 해양으로 배출되는 오염원을 억제하는 장점이 있는 반면에 농산물 생육에 직접 영향을 줄뿐만 아니라 주변의 수질 생태 토양 환경 및 영농인의 보건에도 영향을 주기 때문에 장기적인 관찰과 검증작업이 필요하다. 이 에 서울대와 한국농어촌공사는 안전한 농업용수 재이용기술을 개발하기 위해 장기간 현장시험을 통해 재이용 재배기술과 함께 보건환경에 미치는 영향을 검증하였고 그 개발기술을 월정사업지구에 적용하게 되었다. 월정하수처리장이 위치한 제주 동부의 월정지역은 농지면적이 밭(374ha)과 과수(12ha)등 제주도의 전형적인 농촌마을으로 주요 재배작물은 마늘과 당근, 쪽파, 콩 등으로서 농업기반시설의 미비로 영농에 어려움을 호소하고 있으며, 2006년도에 발생한 가뭄으로 그 해 평균 수학량의 30%가 감소된 바 있는 지역이다. 제주도 농업용수 종합계획수립(2004, 제주도)에서는 10년에 한발을 기준 으로 $43,000m^3$/일의 용수가 부족할 것으로 분석하였으며 최근 $35,000m^3$/day 규모의 상수도 확보사업 계획 수립하였으나 여전히 농업용수가 부족하다. 방류수의 수질은 방류수수질기준을 만족하지만 염분함량이 높아 직접 농업용으로 사용하기에는 적당하기 않고, 농업용재이용방류수 수질기준에 맞도록 재이용시스템을 통해 재처리하여 농업용수로 사용해야 한다. 제주도에서는 이미 제주 서부하수처리장 농업용수 재이용사업(이하 판포재이용사업)'이 완료되어 재이용수를 농업용수로 공급하고 있으며 향후 지속적으로 하수재이용사업이 확대될 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.268-272
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• 2007

우리나라는 아시아몬순지역에 속하면서 수도작을 주로 하는 지역으로 오래전부터 저수지나 보를 만들어 농업용수를 공급하여 왔으며, 이러한 농업용수의 사용에 대해서는 관행적으로 수리권을 보호해왔다. 그러나 최근 그동안 안정적으로 보호되던 농업용수의 기득 수리권에 대한 재검토와 농업용수의 이용에 따른 사회 경제적 요소의 편익을 기준으로 하는 물 이용의 우선순위 재조정논의가 제기되고 있는데 이는 국가전체 물 수요와 농촌지역사회의 변화 등에 기인한 것이다. 농업용수의 개발과 이용이 기존의 농업생산기반 확충 위주에서 농촌 삶의 질 향상 차원의 농촌 개발로 농업 농촌정책의 방향이 전환되고 있으며, 이와 더불어 농촌의 생활용수, 환경용수, 관광용수, 지역용수 등 농업용수 외의 수자원 수요가 증대하고 있다. 즉 지금까지 농업용수는 주로 농촌의 관개용수 위주로 개발 공급되어 왔으나 농촌지역의 생활양식의 변화 및 생활수준의 향상과 더불어 위생적이고 편리한 생활용수 및 공업용수 등 다양한 목적의 농업(농촌)용수의 수요가 증대 되고 있고 이러한 추세가 지속될 것으로 예상된다. 또한 기계화 영농, 직파 재배 등 영농방식의 변화에 따라 농업용수의 수요가 증가되고 있으며, 농업으로 인한 환경오염을 경감시킬 수 있는 환경친화적인 농업이 요구되고 있어 농촌지역의 한정된 수자원을 합리적으로 이용하여 21세기 물부족 사태에 대비할 필요성이 대두되고 있다. 우리나라에서도 이미 낙동강, 영산강, 섬진강 유역과 남부 해안 및 도서지역의 가뭄이 심각해지는 등 물 부족 문제로 국토 균형개발이 곤란해지는 문제가 발생하고 있다. 이러한 여건 변화 속에서 지속가능발전위원회의 제67회 국정과제보고회의(2005년 10월 19일)에서는 농업용수 10% 절약 대책과 유역단위의 통합적 물 관리를 요구하게 되었다. 우리나라는 현실적으로 매년 홍수 피해가 발생하고 있지만, 다른 한편 인구밀도가 높고 1인당 가용 수자원이 상대적으로 적기 때문에 국지적 물 부족 문제를 경험하고 있다. 최근 국제적으로도 농업용수의 물 낭비 최소화와 절약 노력 및 타 분야 물 수요 증대에 대한 대응 능력 제고가 매우 중요한 과제로 부각되고 있다. 2006년 3월 멕시코에서 개최된 제4차 세계 물 포럼에서 국제 강 네트워크는 "세계 물 위기의 주범은 농경지", "농민들은 모든 물 위기 논의에서 핵심"이라고 주장하고, 전 프랑스 총리 미셀 로카르는 "...관개시설에 큰 문제점이 있고 덜 조방적 농업을 하도록 농민들을 설득해야 한다. 이는 전체 농경법을 바꾸는 문제..."(segye.com, 2006. 3. 19)라고 주장하는 등 세계 물 문제 해결을 위해서는 농업용수의 효율적 이용 관리가 중요함을 강조하였다. 본 연구는 이러한 국내외 여건 및 정책 환경 변화에 적극적으로 대처하고 물 분쟁에 따른 갈등해소 전략 수립과 효율적인 물 배분 및 이용을 위한 기초연구로서 농업용수 수리권과 관련된 법 및 제도를 분석하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.273-277
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• 2007

하수처리장 현황은 2005년을 기준으로 271개소이며 2006년에는 23개소(526.1천톤/일)가 완공되어 총 294개소(22백만톤/일)의 하수처리장이 운영중에 있다. 또한 2006년내에 완공예정인 처리장은 68개소(693.5천톤/일)로서 2007년도에는 총 362개소(23,087천톤/일)로 예상하고 있다. 하수처리수를 년간으로 환산하면 약 84억톤 정도이며 이는 전체 수자원이용량 331억톤의 25%에 해당하는 수치이며, 농업용수이용량인 158억톤의 53%를 차지하는 규모이다. 이처럼 매년 $5{\sim}7%$씩 하수처리수가 늘어나고 있으며 더욱이 대부분 기존의 관개용 수리시설에 인접하여 방류되어 직 간접적으로 재이용되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 기존 농업기반시설에 인접한 하수처리수가 얼마큼 농업에 영향을 주고 있는지를 파악하기 위해 GIS 기법을 이용하여 하수처리장으로부터 일정한 거리에 인접하거나 방류지점 하류에 위치한 관개용 수리시설을 찾아내어 재이용 관리지역으로 선정하였고 현장조사를 실시하여 재이용정보를 DB로 구축하였다. 연구결과 전국 271개소 하수처리장중 관개용 수리시설보다 상류측에 있으면서 반경 1.5km 이내에 위치한 하수처리장은 127개소로 나타났으며 현장조사결과 많은 지역에서 하수처리수를 농업용으로 직접 또는 간접적으로 이용하고 있었다. 이처럼 주변상황으로 인해 하수처리수를 농촌용수로 이용할 수밖에 없는 지역이 발생하고 있고 앞으로도 하수처리장이 계속 증설되고 있는 한 기존의 농업수리시설물은 하수처리수의 영향이 더욱 커질 것으로 판단되므로 하수처리장 주변의 농업기반시설에 대한 지속적인 관리가 필요하다.의(2005년 10월 19일)에서는 농업용수 10% 절약 대책과 유역단위의 통합적 물 관리를 요구하게 되었다. 우리나라는 현실적으로 매년 홍수 피해가 발생하고 있지만, 다른 한편 인구밀도가 높고 1인당 가용 수자원이 상대적으로 적기 때문에 국지적 물 부족 문제를 경험하고 있다. 최근 국제적으로도 농업용수의 물 낭비 최소화와 절약 노력 및 타 분야 물 수요 증대에 대한 대응 능력 제고가 매우 중요한 과제로 부각되고 있다. 2006년 3월 멕시코에서 개최된 제4차 세계 물 포럼에서 국제 강 네트워크는 "세계 물 위기의 주범은 농경지", "농민들은 모든 물 위기 논의에서 핵심"이라고 주장하고, 전 프랑스 총리 미셀 로카르는 "...관개시설에 큰 문제점이 있고 덜 조방적 농업을 하도록 농민들을 설득해야 한다. 이는 전체 농경법을 바꾸는 문제..."(segye.com, 2006. 3. 19)라고 주장하는 등 세계 물 문제 해결을 위해서는 농업용수의 효율적 이용 관리가 중요함을 강조하였다. 본 연구는 이러한 국내외 여건 및 정책 환경 변화에 적극적으로 대처하고 물 분쟁에 따른 갈등해소 전략 수립과 효율적인 물 배분 및 이용을 위한 기초연구로서 농업용수 수리권과 관련된 법 및 제도를 분석하였다.. 삼요소의 시용 시험결과 그 적량은 10a당 질소 10kg, 인산 5kg, 및 가리 6kg 정도였으며 질소는 8kg 이상의 경우에는 분시할수록 비효가 높았으며 특히 벼의 후기 중점시비에 의하여 1수영화수와 결실율의 증대가 크게 이루어졌다. 3. 파종기와 파종량에 관한 시험결과는 공시품종선단의 파종적기는 4월 25일부터 5월 10일경까지 인데 이 기간중 일찍 파종하는 경우에 파종적

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.62 no.4
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• pp.1-12
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• 2020

The extreme 2017 spring drought affected a large portion of South Korea in the Southern Gyeonggi-do and Chungcheongnam-do districts. This drought event was one of the climatologically driest spring seasons over the 1961-2016 period of record. It was characterized by exceptionally low reservoir water levels, with the average water level being 36% lower over most of western South Korea. In this study, we consider drought response methods to alleviate the shortage of agricultural water in times of drought. It could be to store water from a stream into a reservoir. There is a cyclical method for reusing water supplied from a reservoir into streams through drainage. We intended to present a decision-making plan for water supply based on the calculation of the quantity of water supply and leakage. We compared the rainfall-runoff equation with the TANK model, which is a long-term run-off model. Estimations of reservoir inflow during non-irrigation seasons applied to the Madun, Daesa, and Pungjeon reservoirs. We applied the run-off flow to the last 30 years of rainfall data to estimate reservoir storage. We calculated the available water in the river during the non-irrigation season. The daily average inflow from 2003 to 2018 was calculated from October to April. Simulation results show that an average of 67,000 tons of water is obtained during the non-irrigation season. The report shows that about 53,000 tons of water are available except during the winter season from December to February. The Madun Reservoir began in early October with a 10 percent storage rate. In the starting ratio, a simulated rate of 4 K, 6 K, and 8 K tons is predicted to be 44%, 50%, and 60%. We can estimate the amount of water needed and the timing of water pump operations during the non-irrigation season that focuses on fresh water reservoirs and improve decision making for efficient water supplies.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.439-439
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• 2012

본 연구의 목적은 색달하수처리장 방류수를 농업용수 및 조경용수 등으로 활용하기 위해 하수 처리수 재이용 사업 타당성을 분석하고자 한다. 색달하수처리장 하수재이용사업은 제주도의 지하수자원 보존과 수자원 이용의 고도화 및 방류수 재이용을 통한 갈수기 농업용수 보급으로 물자원(지하수)을 절약하고자 색달하수처리장을 대상으로 하수처리수를 농업용수로 공급하는 사업이다. 대상지역은 서귀포시 예래동에 위치하고 있으며, 중문관광단지가 소재한 마을로 제주관광의 중심지이다. 서귀포시의 총 인구는 153,797명이며 하수도 보급률은 77.7%이다('10 제주특별자치도 통계연보). 색달하수처리장이 위치한 예래동의 농지면적이 1,122ha이며, 밭(772.6)과 과수원(280.2) 등 제주도의 전형적인 농촌마을이다. 대상지역의 주요작물은 감귤, 무, 마늘, 양배추 등이 많이 재배된다. 제주도는 연평균 강수량이 1,832.6mm로 전국평균 1,274 mm 보다 많은 편이며, 월별 강수량은 6~8월까지 3개월 동안 연 강우량의 44%정도가 내려 여름 장마철에 집중되는 것으로 나타났다. 대상지구의 필요수량은 농업생산정비 계획설계기준에 제시된 방법을 이용하여 산정하였다. 지구내 재이용수를 공급할 관정 4개소의 총 설계 채수량은 $2,916m^3/day$, 급수면적은 125.0ha이며, 10년한발(가뭄)시 안정적인 농업용수 공급을 위하여 $4,964m^3/day$(농업용수 $3,834m^3/day$, 조경용수 $1,130m^3/day$)이 필요하다. 하수처리수 재이용을 위한 처리시설의 연간 유지관리비는 인건비, 전력비, 시설물 내구연한을 고려하여 적용 하였으며, 상수도 생산비 절감 비용과 하수재이용수 생산단가를 통한 단위 편익을 산정하면 401.5원/$m^3$ 이다. 연차별 수익으로 산정하여 비용 편익 비율(B/C Ratio)을 나타내면 1.22로 나타났다. 본 연구의 결과로부터, 대상지구의 수자원여건, 입지여건, 장래 수요, 등을 고려할 때, 제주 색달 하수처리장의 하수처리수의 농업용수재이용 사업은 타당성이 매우 높다고 할 수 있다. 그리고 특히 이 지역은 관광단지의 조경용수 수요(중문골프장 등)가 있어 용수의 유료공급이 가능하고 이를 유지관리비로 충당할 수 있어 타지역에 비해 사업의 경제성과 환경보전성이 매우 크다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.56-56
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• 2019

우리나라는 최근 기후변화로 인하여 가뭄의 빈도와 강도가 점점 증가하고 있는 추세이며, 이에 따른 농업가뭄 현상은 매년 발생하고 있는 실정이다. 2000년 이후부터 무상으로 공급되고 있는 농업용수에 대해 농민 물이용 손실을 저감하고, 물부족에 대비한 선제적인 가뭄대응의 일환으로 물절약 교육 및 홍보를 통한 농민 물절약의 중요성 인식으로 2015년에 "농업농촌부문 가뭄대응 종합대책"에 농민 절수교육 및 홍보를 통한 물절약 추진 과제가 포함되었다. 농민 물절약 교육을 통한 농민의 가뭄에 대한 경각심과 물절약 실천의 중요성을 인식시키고, 농업인의 자발적인 물절약 실천을 통한 효율적 수자원 이용을 도모하는데 그 의의가 있다. 이에 따라 2016년 농민 물절약교육 모델이 개발되었으며, 2017년에는 물절약 교육 모델의 현장적용을 위한 시범교육이 실시되었다. 또한 "2018년 정부 가뭄종합대책" 중 가뭄대책 실천의 일환으로 물절약 교육 및 홍보실시 확대 추진을 위해 2018년도에는 2016년과 2017년에 실시한 농민 물절약 시범교육을 바탕으로 물절약 교육 모델의 실용화를 위한 농민 물절약 교육 전문인력 양성을 실시하였다. 본 연구에서 진행한 물절약 교육 전문인력 양성 프로그램은 농업용수의 물공급 및 관리기관인 한국농어촌공사 지사단위 유지관리 직원을 대상으로 하였으며, 전국적으로 경기 강원권, 충청권, 호남권, 경상 제주권의 4개 권역으로 나누어 상 하반기 교육을 실시하여 총 322명의 교육인력을 양성하였다. 전문인력양성 교육은 물절약 교육에 대한 전반적인 이해와 현장적용을 위해 농민 물절약 교육 이수단계별교육 내용 및 교육 방법을 이해하고, 각 단계별 교육을 직접 실습해 보는 시간으로 구성하였다. 교육 이수 후에는 교육생의 학습에 대한 이해도 및 교육 만족도를 조사하고 기타 교육에 대한 의견수렴을 위해 설문조사를 실시하였다. 그 결과, 교육생의 대부분이 농민 대상 물절약 교육의 필요성을 매우 공감하는 것으로 나타났으며, 물절약 교육의 지속적인 실천 및 전국적인 확대를 위해 별도의 예산 및 인력지원의 필요성을 강조하였다. 교육과정을 완료 후에는 수료증을 수여하였으며, 본 연구에서 개발한 물절약 교육의 현장적용을 위한 물절약 교육 강사용 교재를 배포함으로 본 교육을 이수한 전문인력의 농민 물절약 교육에 활용하도록 하였다.