• Proceedings of the Korean Society of Rural Planning Conference
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• 1996.03a
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• pp.17-20
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• 1996

지난 20여년 동안 급격한 도시화, 산업화를 추진하는 과정에서 대기와 물의 오염, 쓰레기 공해 등 자연환경의 훼손과 피폐화가 심각한 상태에 이르렀다. 또한, 과다한 농약. 비료의 투입과 농사료에 의한 축산으로 높은 농업 생산성을 이룩하였으나, 이로 인하여 토양오염과 하천과 지하수 수질오염, 식생, 곤충 등 생태계 파괴 등의 문제가 대두되고 있다. 최근, 수자원 함양, 수질 정화 등의 순기능으로 농업의 환경 기여 효과가 큰 것으로 발표되었다. 논으로 부터의 오염부하는 생활 오수나 공장폐수 등에 비하여 정성적으로는 미미한 것이 사실이며, 실제로 관개수로 유입되는 영양물질이 작물에 의하여 흡수되므로 물질 수지적 측면에서 수질정화 효과를 나타낸다는 개념이다. 그러나, 오염된 관개수와 함께 유입되는 물질과 영농 목적으로 투입되는 다량의 비료와 농약, 제초제 등의 독성 물질 등에 의한 생태 환경의 변화 등에 대한 영향 등에 관한 종합적 관점에서의 효과는 불분명한 것이 현실이다. 특히, 폭우시 농경지로부터 유출에 의한 토사유실과 영양 물질이 손실 등에 대한 정량적 평가가 부족하며, 이로 인한 유역에서의 수문, 수질, 생태환경 등을 정량적 분석이 부족한 것이 현실이다. 따라서, 농업유역에서의 수문과 물질순환과정을 정량적으로 분석하고, 이를 통하여 주요 오염원을 파악하고, 효과적인 조절방법 등을 위한 유역수질관리 기술개발과 함께, 경지와 주변 생태계에 미치는 영향 등을 극소화할 수 있는 종합적인 연구가 필요하다. 특히, 관개시설 등 농업기반조성사업에 따른 인위적인 수문환경으로 인한 농경지내에서의 수문.물질순환 기작의 변화 등을 고려한 수질 및 생태환경에 판한 종합적인 모니터링, 모델링 등의 접근이 필요한 것이다. 본 논문에서는 $.$95 농림수산특정연구 중 첨단연구과제로 추진 중인 농업생태환경 및 종합적 환경관리 시스템 개발연구의 목표와 내용, 범위 등을 소개하고, 농촌지역에서의 건전한 환경관리를 위한 유역관리기술 개발의 방향 등을 정리하도록 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.437-437
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• 2012

현재 우리나라에는 63,000개가 넘는 농업수리시설 구조물이 있으며, 그 중 70%가 넘는 시설물이 저수지이다. 이러한 저수지의 주 목적은 갈수시 안정적인 관개용수 공급과 하류의 생활용수를 공급함에 있다. 특히, 농업용 저수지의 경우에는 농번기에 물을 충족하게 공급함과 동시에 생활용수 및 유지용수의 공급이 동시에 이루어 질 수 있도록 고려하여야 하는 특수성을 가지고 있다. 그러나, 20세기 후반부터 우리나라에는 기후변화에 따른 전 지구적인 온난화 추세를 상회하는 경향을 보이고 있고, 강수량 및 집중호우의 증가추세도 보고되고 있다. 기온과 강수량이 과거와 다른 변화를 보임에 따라 물 공급의 안정성을 확보하기 위해 저수지를 통한 수자원 확보가 이루어지고 있으나, 용수공급능력이 어떻게 변화할 것인지에 대한 정량적 정보가 부족한 상태이다. 또한, 논벼의 생육에 있어 저수지의 적절한 용수공급은 필수적이기 때문에 저수지의 효율적 운영이 필요한 시점이다. 따라서 농업용수에 대한 기후변화의 영향을 이해하고 안정적이고 지속가능한 작물생산에 부정적인 역할을 최소화하기 위한 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 1981년부터 2100년까지 기후변화에 따른 농업용 저수지의 용수공급능력을 평가하고자 하였다. 본 연구를 위하여 각 도별 대표 저수지를 한발빈도 10년을 기준으로, 그 이상인 저수지와 그 미만인 저수지로 각각 선정하였다. 다음으로 미래 기상자료는 IPCC 5차 보고서에서 제시할 RCP(Representative Concentration Pathways) 기반의 GCM/RCM 자료를 기상청으로부터 제공받아 활용하였다. 이 기상자료를 이용하여 물수지방법으로 현재저수량을 산정하고, 기준저수량을 현재저수량 중 하위 10% 저수량으로 가정하여 기준저수량에 미치지 못하는 기간과 저수량을 도출하였다. 산정된 자료를 활용하여 한발빈도별 농업용 저수지의 용수공급능력 불능을 파악하고자 하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.462-462
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• 2021

최근 도시화 및 불투수면의 증가와 지하수의 과다한 사용으로 직접유출이 증가하고, 침투량이 감소하며, 하천의 건천화가 발생하고 있다. 이에 환경부에서는 이러한 물순환의 왜곡을 막기위해 물환경보전법상의 물순환율을 정의하고 물순환 관리목표를 설정하였다. 하지만 지역 별 물순환 특성을 반영한 관리계획이 부족하고, 현재 제한된 재원의 효율적 활용을 위해서는 물순환 관리지역에 대한 우선순위 결정도 필요하다. 본 연구에서는 PSR framework를 통해 유역 물순환 평가방법론을 만들고 이를 활용한 지역별 관리계획 및 우선순위를 결정하고자하였다. PSR framework는 지속가능성을 위해 OECD가 개발한 개념 모형이며, Pressure, State, Response 세 가지 요소로 구분해 평가하게된다. PSR framework의 기본 개념은 인간의 활동들이 환경에 압력 (P)를 주고, 이로 인해 자연의 질과 영향 (S)을 미치며, 이에대한 회복을 위해 인식과 행동을 통해 정책과 제도 등을 통해 반응 (R)한다는 것이다. 유역 물순환을 4가지 그룹 (기후, 수문학적, 사회경제학적, 환경적)으로 구분하고 각 그룹 별 평가요소에 대하여 도출하였다. 기후그룹은 강우, 수문학적 그룹은 증발산, 토지이용, 유출특성을, 사회경제학적 그룹은 재정, 사회구조, 기반시설, 정책을, 환경적 그룹은 수질, 수생태계를 선정하였다. 이후 각 요소 별 평가를 위해 다양한 지표를 고려하여 선정하였으며, 각 지표를 PSR framework에 맞춰 재분류하였다. 각 지표를 하나의 점수로 통합하기 위해 지표 별 가중치를 산정하였으며, 이때 연구자의 주관이 반영되지않는 엔트로피 기법을 이용하여 산정하였다. 구한 식을 통해 우리나라 소유역구분을 기준으로 모든 지표를 계산하였으며, 각 지표에 가중치를 적용해 유역 종합점수를 산정하고 유역 별 취약지역 및 취약요소를 평가하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.22 no.1
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• pp.568-574
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• 2021

According to the Framework Act on Sustainable Infrastructure Management, which has been enforced since 2020, reservoirs should be managed to minimize life cycle costs caused by aging through preemptive management such as systematic maintenance and performance improvement. For maintenance in consideration of the life cycle, it is essential to derive the end of life due to continuous performance degradation as the common period increases. For this purpose, it is necessary to develop a performance-predicting model for reservoirs. In this study, a reservoir was divided into main complex facilities to develop a model for the maintenance of the life cycle. A model was developed for each facility. For model development, maintenance information data were collected under management by the Rural Community Corporation. The data available for model development were selected by analyzing the collected data. The developed model was used to predict the expected life expectancy of the reservoir in the current maintenance system and the expected life expectancy in the case of no action. By using the developed model, it is expected that it will be possible to support decision making in operation management and maintenance while considering the life cycle of the reservoir.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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• 2017.04a
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• pp.160-160
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• 2017

자동화 기술을 통한 한국형 스마트팜의 발전이 비약적으로 이루어지고 있는 가운데 무인화를 위한 지능적인 스마트 시설환경 관찰 및 분석에 대한 요구가 점점 증가 하고 있다. 스마트 시설환경에서 취득 가능한 시계열 데이터는 온도, 습도, 조도, CO2, 토양 수분, 환기량 등 다양하다. 시스템의 경계가 명확함에도 해당 속성의 특성상 타임도메인과 공간도메인 상에서 정확한 추정 또는 예측이 난해하다. 시설 환경에 접목이 증가하고 있는 지능형 관리 기술 구현을 위해선 시계열 공간 데이터에 대한 신속하고 정확한 정량화 기술이 필수적이라 할 수 있다. 이러한 기술적인 요구사항을 해결하고자 시도되는 다양한 방법 중에서 공간 분해능 향상을 위한 다지점 계측 메트릭스를 실험적으로 구성하였다. $50m{\times}100m$의 단면적인 연동 딸기 온실을 대상으로 $3{\times}3{\times}3$의 3차원 환경 인자 계측 매트릭스를 설치하였다. 1 Hz의 주기로 4가지 환경인자(온도, 습도, 조도, CO2)를 계측하였으며, 계측 하는 시점과 동시에 병렬적으로 공간통계법을 이용하여 미지의 지점에 대한 환경 인자들을 실시간으로 추정하였다. 선행적으로 50 cm 공간 분해능에 대응하기 위하여 Kriging interpolation법을 횡단면에 대하여 분석한 후 다시 종단면에 대하여 분석하였다. 3 Ghz에 해당하는 연산 능력을 보유한 컴퓨터에서 1초 동안 획득한 데이터에 대한 분석을 마치는데 소요되는 시간이 15초 내외로 나타났다. 이는 해당 알고리즘의 매우 높은 시간 복잡도(Order of $O=O^3$)에 기인하는 것으로 다양한 시설 환경의 관리 방법론에 적절히 대응하기에 한계가 있다 할 수 있다. 실시간으로 시간 복잡도가 높은 연산을 수행하기 위한 기술적인 과제를 해결하고자, 근래에 관심이 증가하고 있는 NVIDIA 사에서 제공하는 CUDA 엔진과 Apple사의 제안을 시작으로 하여 공개 소프트웨어 개발 컨소시엄인 크로노스 그룹에서 제공하는 OpenCL 엔진을 비교 분석하였다. CUDA 엔진은 GPU(Graphics Processing Unit)에서 정보 분석 프로그램의 연산 집약적인 부분만을 담당하여 신속한 결과를 산출할 수 있는 라이브러리이며 해당 하드웨어를 구비하였을 때 사용이 가능하다. 반면, OpenCL은 CUDA 엔진이 특정 하드웨어에서 구동이 되는 한계를 극복하고자 하드웨어에 비의존적인 라이브러리를 제공하는 것이 다르며 클러스터링 기술과 연계를 통해 낮은 하드웨어 성능으로 인한 단점을 극복하고자 하였다. 본 연구에서는 CUDA 8.0(https://developer.nvidia.com/cuda-downloads)버전과 Pascal Titan X(NVIDIA, CA, USA)를 사용한 방법과 OpenCL 1.2(https://www.khronos.org/opencl/)버전과 Samsung Exynos5422 칩을 장착한 ODROID-XU4(Hardkernel, AnYang, Korea)를 사용한 방법을 비교 분석하였다. 50 cm의 공간 분해능에 대응하기 위한 4차원 행렬($100{\times}200{\times}5{\times}4$)에 대하여 정수 지수화를 위한 Quantization을 거쳐 CUDA 엔진과 OpenCL 엔진을 적용한 비교한 결과, CUDA 엔진은 1초 내외, OpenCL 엔진의 경우 5초 내외의 연산 속도를 보였다. CUDA 엔진의 경우 비용측면에서 약 10배, 전력 소모 측면에서 20배 이상 소요되었다. 따라서 우선적으로 OpenCL 엔진 기반 하드웨어 가속 기술 최적화 연구를 통해 스마트 시설환경 실시간 시뮬레이션 기술 도입을 위한 기술적 과제를 풀어갈 것이다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2022.07a
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• pp.655-656
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• 2022

4차산업혁명 등의 스마트 산업 발전으로 농업분야에도 점점 전문화 및 분업화된 ICT기반 기술이 수용되고 있으며, 이에 기반한 삶의 질 향상은 계절과 무관하게 언제나 신선한 과일이나 채소를 제공받고 싶어하는 소비자들의 요구를 증대시키고 있다. 본 논문에서는 신선한 과일이나 채소를 사계절 구분없이 가정에 제공할 수 있도록 단기 육묘가 가능하고, 육묘종에 따라 생육환경을 맞춤형으로 관리하여 별도의 시설 및 인적 자원을 최소화할 수 있는 스마트 육묘재배 시스템을 제안한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.566-566
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• 2016

정부의 4대강 물 관리 종합대책에 따르면, 수계 전체 오염원중 비점오염원이 차지하는 오염부하가 22~37%에 달하는 것으로 추정되고 있다. 하지만 이러한 중요성에도 불구하고 농업지역 비점오염물질 저감을 위한 대책은 논과 밭과 같이 농경지에 관한 것이 대부분이었으며, 축산은 관리 기준의 가장 기초라고 할 수 있는 지목분류기준에 조차 별도의 기준이 없는 실정이다. 가축분뇨공공처리시설과 가축분뇨자원화시설은 가축분뇨를 처리하여야 하는 점오염원이지만, 차량 운반시 발생되는 일부 분뇨와 처리장 세척 시 발생되는 일부 오염물질들이 비점오염원으로 작용하고 있으며 이에 대한 관리가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 가축분뇨공공처리시설과 가축분뇨자원화시설에서 강우시 발생되는 유출특성을 분석하였으며, 이를 통해 가축분뇨처리시설의 비점오염 관리 처리시설 설치 시에 중요한 기초자료로 활용하고자 한다. 본 연구에서는 경상북도 영천시, 경기도 용인시, 전라북도 정읍시, 강원도 횡성군 등 축산밀집 지역을 대상으로 연 5회 강우시 모니터링을 실시하였으며, 모니터링자료를 바탕으로 유량가중평균농도(Event Mean Concentration, EMC)를 산정하였다. 영천시 가축분뇨자원화시설의EMC 산정결과 평균 BOD 5.1 mg/L, TN 6.90 mg/L, TP 0.91 mg/L로 산정되었으며, 용인시 개별처리농가의 경우 BOD 6.8 mg/L, TN 3.74 mg/L, TP 1.04 mg/L로, 횡성군 가축분뇨공공처리장의 경우 BOD 4.5 mg/L, TN 3.56 mg/L, TP 1.60 mg/L로, 정읍시 가축분뇨공공자원화시설의 경우 BOD 4.3 mg/L, TN 6.82 mg/L, TP 0.48 mg/L로 산정되었다. BOD, TN은 영천시 가축분뇨자원화시설에서 가장 높게 나타났고, TP의 경우 횡성군 축산폐수공공처리장의 경우 높게 나타났다. 유출특성을 분석한 결과 가축분뇨자원화시설의 경우 대부분 콘크리트 기반으로 조성된 토지위에 조성되어 강우시 유량은 급격하게 상승하며, 강우가 종료되면 바로 감소하는 불투수층 지역의 특성을 나타났다. 본 연구에서 분석된 유츨특성과 EMC는 비점오염 처리시설이나 가축분뇨공공처리시설 설치시 기초데이터로 활용이 가능할 것으로 판단되며, 향후 가축분뇨처리시설의 지속적인 모니터링과 모니터링지점 확대로 자원화시설 강우유출수의 DataBase화를 통한 지속적인 연구 및 관리가 되어야 할 것으로 판단된다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.27 no.6
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• pp.493-500
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• 2014

This paper presents findings from the assessment of the volcanic ash fragility for multi-hazard resisting vinyl greenhouse and livestock shed among the agricultural facilities. The volcanic ash fragility was evaluated by using a combination of the FOSM (first-order second-moment) method, available statistics of volcanic load, facility specifications, and building code. In this study, the evaluated volcanic ash fragilities represent the conditional probability of failure of the agricultural facilities over the full range of volcanic ash loads. For the evaluation, 6 types(ie., 2 single span, 2 tree crop, and 2 double span types) of multi-hazard resisting vinyl greenhouses and 3 types(ie., standard, coast, and mountain types) of livestock sheds are considered. All volcanic ash fragilities estimated in this study were fitted by using parameters of the GEV(generalized extreme value) distribution function, and the obtained parameters were complied into a database to be used in future. The volcanic ash fragilities obtained in this study are planning to be used to evaluate risk by volcanic ash when Mt. Baekdu erupts.

• Journal of Digital Convergence
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• v.18 no.3
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• pp.171-177
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• 2020

Under the influence of the Fourth Industrial Revolution, there are many tries to promote productivity enhancement and competitiveness by adapting smart farm technology that converges ICT technologies in agriculture. This smart farming technology is emerging as a new paradigm for future growth in agriculture. The development of real-time cultivation environment monitoring and automatic control system is needed to implement smart farm. Furthermore, the development of intelligent system that manages cultivation environment using monitoring data of the growth of crops is required. In this paper, a fast and efficient development method for implementing a cloud-based smart farm management system using a highly compatible and scalable web platform is proposed. It was verified that the proposed method using the web platform is effective and stable system implementation through the operation of the actual implementation system.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.66-66
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• 2020

최근 기후변화로 인한 전 세계적인 기온상승이 야기되고 있으며, 농업에 직접적인 영향을 주는 기상학적 및 수문학적 변화가 급격하게 진행되고 있다. 우리나라의 경우 최근 7년 동안 지역별로 극심한 가뭄이 매년 발생하고 있고, 가뭄의 발생 빈도와 강도가 증가하는 추세이다. 특히 밭의 경우 농업용 저수지 등 수리시설물로부터 관개용수를 공급받는 논 작물과 달리 자연 강우를 통해 필요한 용수량을 공급받는 천수답이 대부분이고 관개시설이 부족하기 때문에, 기후변화에 의한 가뭄의 취약성이 높다. 밭작물은 작물의 생육 시기와 기후 환경, 수자원 환경에 민감하고 토양수분을 흡수함으로써 생육하기 때문에 이러한 밭작물의 소비수량 및 관개용수량은 증발산량 뿐만 아니라 토양내 수분의 이동을 고려하여 수분 부족량을 산정해야 한다. 본 연구에서는 미래 기후변화에 의한 밭가뭄 평가를 위하여 밭 작물별 소비수량 및 관개용수량을 추정하기 위한 밭 토양수분 물수지 모형 (Soil Moisture Model)을 구성하였다. 또한 대표농도경로 (Representative Concentration Pathway, RCP) 시나리오 기반의 제5차 결합기후모델상호비교사업 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 5, CMIP5)에서 제공하는 RCP 시나리오를 기반으로 한 전지구 기후모델 (General Circulation Model, GCM)의 기후예측결과를 적용함으로써 미래 밭 가뭄 평가를 수행하였다. 과거 기상자료 및 미래 대표농도경로 시나리오와 작물 기초자료를 수집하여 과거 및 미래 작물증발산량을 산정하였으며, 토양수분 물수지 모형에 적용하여 밭작물의 토양수분 변화를 모의하고 기후변화에 따른 작물별/생육시기별 소비수량 및 관개용수량을 추정하였다.