• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.125-125
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• 2019

현재 국내 논벼 수요량 산정방법은 수정 Penman방식에 의한 증발산량을 계산하여 구하고 있다. 증발산량 산정은 여러 가지 방식에 의해 산정될 수 있으나, 유엔의 식량농업기구 (FAO, Food and Agriculture Organization of the United Nations)에서는 작물 수요량 산정에 수정 Penman 공식을 사용할 경우 증발산량이 과다산정 되는 점을 지적하여, 건조 및 습윤 기후에서 비교적 정확하고 일정한 경향을 나타내는 Penman-Monteith(P-M)공식을 사용하도록 추천하였다. 이에 따라 국내 기상청 및 농촌진흥청에서도 증발산량 산정에 P-M공식을 적용하기 시작했으며, 이와 더불어 농촌진흥청에서는 P-M 추정법에 따른 벼를 포함한 주요 작물의 생육단계별 작물계수(Kc)를 제안하였다. 따라서 본 연구에서는 논용수 공급지구 8곳을 선정하여 대상지구별로 기존의 수정 Penman 방식과 P-M 방식을 적용한 경우의 증발산량 차이와 이에 따른 논벼 수요량 변화를 분석해 보았다. 그 결과, 수정 Penman 공식을 적용한 경우에 비해 P-M공식을 적용한 경우 증발산량이 모두 감소하는 경향을 나타내었다. 증발산량 산정방법 변화에 따른 대상지구별로 증발산량 결과값의 변화는 모두 비슷하게 나타났다. P-M방식을 적용했을 경우 잠재증발산량은 11.1%~14.9%(평균 12%)로 감소하였으며, 작물계수를 적용한 실제증발산량의 경우에도 3.8~5.1%(평균 4.6%) 감소하는 경향을 보였다. 이에 따른 논벼 수요량의 변화도 실제증발산량의 변화와 비슷한 감소 경향을 보였다. 다음으로 P-M방식을 채택한 경우의 논벼 수요량의 생육시기별 변화를 조사해 본 결과, 이앙기 수요량은 2.1%~6.3% (평균 4.4%)로 증가하다가, 본답기에는 수요량이 5.1%~11.3%(평균 8.4%)로 감소하였다. 전반적인 증발산량은 본답기 수요량 감소분이 이앙기 수요량 증가분보다 더 크기 때문에 감소경향을 나타낸 것으로 파악되었다. 또한 이앙기 수요량과 본답기 수요량의 증감의 경향이 다르게 나타난 것은 증발산량 산정방식의 변화에 따른 생육시기별 작물계수의 차이로 인한 변화로 파악되었다. 논벼 수요량은 농업용수 공급계획 수립의 주요기준이 되는 인자이므로, P-M방식 적용에 따른 논벼 수요량의 산정결과에 대해 보다 면밀한 검토가 필요할 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.64-64
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• 2020

현재 농업환경 및 식생활 변화 등으로 인하여 농지 수요는 꾸준히 감소하고 있다. 이러한 현상과 맞물려 정부에서는 2019년 6월에 물관리기본법을 제정함으로서 지속가능한 통합 물 관리를 실현하려는 움직임을 보이고 있다. 따라서 효율적인 통합 물 관리를 실현하기 위해서는 61%라는 가장 많은 용수를 사용하고 있는 농업용수에 대한 면밀한 검토가 이루어져야 할 시점이다. 금회 연구에서는 현재 농업용수 사용량 현황을 분석함과 동시에 농업용수 중 67% ~ 87%의 비율을 차지하고 있는 논 용수 산정법을 검토한 후 문제점을 분석하고 문제점 개선을 통한 용수수요 확보를 분석하였다. 논 용수 산정방법의 가장 큰 문제점은 잠재증발산량 산정식에 있다. 현재 사용하고 있는 잠재증발산량 방법은 국제식량기구(FAO)에서 권장하고 있는 Penman-Monteith 식이 아닌 과거부터 사용하고 있으며, 오차율이 높은 수정 Penman 식을 사용하고 있다. 또한 잠재증발산량 산정이 주요 인자인 작물계수의 경우도 23년전의 작물계수를 이용함으로서 현재 기후 및 작물품종 변화를 전혀 반영할 수 없다는 문제점을 가지고 있다. 전주기상청의 자료를 이용하여 Penman 및 Penman-Monteith 식을 비교한 결과 수정 Penman 식이 Penma-Monteith 식에 비하여 2배 이상의 큰 값을 보였다. 작물계수를 적용할 경우 증발산량이 많이 일어나는 5월 하순에서 8월 하순까지의 차이가 크게 발생하였다. 이러한 문제는 논용수 수요량의 과대하게 산정되는 결과를 초래하며, 수자원장기종합계획 및 장기 물관리 계획시 효율적이고 합리적인 계획수립이 어려울 것으로 판단되며, 논 용수 수요량 산정방법에 대한 개선안이 시급히 이루어져야 할 것으로 판단되어진다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.53 no.11
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• pp.939-949
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• 2020

Currently, the demand for farmland is steadily decreasing due to changes in the agricultural environment and dietary life. In line with this, the government adopted an integrated water management with the enactment of the Framework Act on Water Management on June 2019. Therefore, it is required to take a closer look at agricultural water demand that accounts for 61% of water use for efficient water resources management. In this study, the overal process was evaluated for estimating agricultural water demand. More specifically, agricultural water demand for paddy field, which comprises 67% to 87% of agricultural water demand, was reviewed in detail. The biggest issue in estimating the paddy field water demand is the selection of the method for potential evapotranspiration. FAO recommends Penman-Monteith, but, currently, our criteria suggest a modified Penman equation that shows over estimation. Also, the crop coefficient, which is the main factor in evaluating evapotranspiration, has an issue that does not consider the current climate and crop varieties because it was developed 23 years ago. Comparing the Modified Penman and Penman-Monteith equations using the data from Jeonju National Weather Service, the modified Penman equation showed a big difference compared to the Penman-Monteith equation. When the crop coefficient was applied, the difference between late May and late August increased, where the amount of evapotranspiration was high. The estimation process was applied to four study reservoirs in Gimje. Comparing the estimated water demand with the supplied water record from reservoirs, the results showed that the estimation accuracy depends on not just the potential evapotranspiration, but also the standard water storing level in paddy fields.

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.61 no.6
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• pp.93-101
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• 2019

This study aims to analyze the influences of applications of two different evapotranspiration (ET) estimation methods on the irrigation water requirements (IWR) for paddy rice and water supply reliability of agricultural reservoirs. The modified Penman (MP), traditional method, and the Penman-Monteith (PM), the new adopted method, were applied on 149 reservoirs located in Honam province for this study. The weather date was used from 1987 to 2016, and analysed the trends of temperature and rainfall during rice growing season between past and current 10 years respectively. The increased average temperature and rainfall were observed from the current 10 years compared to the past years. This phenomena impacts on the results of ET and IWR estimations with decreased IWR obtained from high rainfall regions and increased ET obtained high temperature regions. For the comparisons of application results of two ET approaches, the PM method showed lower ET and IWR, and hence more reliable storage capacity of the reservoirs respect to water supply to paddy fields. The results also showed that the influences of different ET methods applications on the water supply reliability of reservoirs are negligible for the cases of over 3.7 watershed ratio and 670 mm unit reservoir storage, while significant variations of the results obtain from the applications between two ET approaches for the opposite cases. Further studies are necessary to consider various field conditions for practical applications of the PM method estimating ET in the fields of paddy farming.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.1257-1261
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• 2004

국내 농업용수 관리기관인 농업기반공사에서 농업용수의 관개효율 개선을 포함한 효율적인 물관리 연구를 위해 운영중인 경기 평택의 이동 농업용수지구를 대상으로 실제 공급량과 수정 Penman식으로 구한 필요수량과의 비교를 통하여 물이용 효율에 대한 분석을 실시하였다. 2003년은 년간 강수량이 평년에 비하여 많았으며 강우횟수도 많아 관개 필요수량이 평년에 비하여 적었으며 이로 인하여 물이용 효율 또한 낮게 나타났다. 관개구역별 필요수량 산정량과 실제 공급량 비교를 통한 물이용 효율 분석은 3개 저수지 관개구역에 대해 실시하였다. 관개구역별 공급량과 필요수량 비교는 미산저수지 관개지구의 경우 수정 Penman식으로 구한 필요수량의 $90\%$를 실제 관개구역에 공급하였고 용덕저수지 관개구역의 경우 $170\%$를 공급하였고 이동저수지 관개구역의 경우 $220\%$를 공급하여 $90\%\~220\%$의 범위를 보였다. 전체 관개구역의 평균은 필요수량 산정량의 $160\%$를 실제 관개구역에 공급한 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.415-415
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• 2020

국내 농업용수 수요량 산정에 있어서 논벼 수요량은 수정 Penman (Modified Penman: MP) 방법에 의한 증발산량을 기반으로 산정하고 있으나, 최근 국제식량농업기구 (Food and Agriculture Organization of the United Nations: FAO) 및 국내 농진청 등에서는 Penman-Monteith (PM) 방법에 의한 증발산량 산정방법을 채택하고 있다. 따라서 본 연구에서는 논벼 수요량 산정에 있어 우리나라 실제 현장여건에 적합한 논벼 증발산량 산정 방법을 제안하고자 기존에 적용하고 있는 MP 방법과 최근에 국내외적으로 제안되고 있는 PM 방법에 의한 논벼 수요량 산정 결과를 실질적으로 벼 생산에 공급된 저수지 공급량 자료와 비교 분석을 통해 현장 적용성을 평가해 보았다. 이를 위해 본 연구에서는 농진청에서 PM 증발산량 작물계수를 도출한 현장실험지구를 포함하는 호남지역을 대상으로 저수지 100 만톤 이상의 한국농어촌공사 관리지역 중 농업용수 공급량 자료가 신뢰성 있는 대표지구를 선정하였다. 농업용수 실제 공급량 자료를 기반으로 두 증발산량에 의한 논벼 수요량 산정 결과를 비교 분석한 결과, MP 방법에 의한 수요량이 PM 방법에 의한 수요량 보다 높게 나타났으며, 따라서 MP 방법에 의한 수요량이 PM 방법에 의한 수요량 보다 농업용수 공급량과의 차이가 작게 나타나는 경향을 보였다. 대체적으로 강우량이 적은 지역에서 농업용수 공급량 및 논벼 수요량이 높게 나타났으며, 이러한 결과는 공급량과 수요량간의 관계에도 영향을 미쳐 강우량이 많은 지역에서 강우량이 적은 지역에 비해 농업용수 공급일수가 감소함으로써 공급량과 수요량과의 차이가 적어지는 경향을 보였다. 본 연구 결과로 농업용수 공급량을 기준으로 논벼 수요량 산정에 있어 증발산량 산정방법은 안정적인 농업용수 공급계획과 수리시설 설계에서의 이수안전도 확보차원에서 MP 방법을 채택하는 것이 더 바람직 할 것으로 사료된다. 추가적으로 논벼 수요량 산정은 증발산량 산정방법 외에도 유효우량 산정방법, 수로손실, 재배관리손실 등의 다양한 관련 인자들의 영향을 받기 때문에 증발산량 산정방법과 더불어 이들 인자들에 대해서도 종합적인 평가를 실시하여 논벼 수요량 산정 결과의 신뢰성 확보가 요구된다.

• KOREAN JOURNAL OF CROP SCIENCE
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• v.35 no.6
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• pp.518-524
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• 1990

Actual evapotranspiration was measured over rice paddy field by Bowen ratio heat balance method and based on this, investigated was the reliability of actual evapotranpiration estimation from Class-A Pan and small pan evaporation and reference evapotranspiration calculated by modified Penman-Monteith model. Crop coefficients based on Class-A Pan and small pan evaporation and reference evapotranspiration by modified Penman-Monteith model were averaged to be 1.57. 1.10 and 1.49 over the whole rice growing season, respectively. Their respective coefficients of variation were 28.7. 22.7 and 12.8 percent, respectively. Crop coefficient based on modified Penman-Monteith model varied in good agreement with the trend of leaf area development, being greatest around heading stage.

• Journal of Bio-Environment Control
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• v.26 no.4
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• pp.411-417
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• 2017

Environmental and growth factors such as light intensity, vapor pressure deficit, and leaf area index are important variables that can change the transpiration rate of plants. The objective of this study was to compare the transpiration rates estimated by modified Penman-Monteith model and artificial neural network. The transpiration rate of paprika (Capsicum annuum L. cv. Fiesta) was obtained by using the change in substrate weight measured by load cells. Radiation, temperature, relative humidity, and substrate weight were collected every min for 2 months. Since the transpiration rate cannot be accurately estimated with linear equations, a modified Penman-Monteith equation using compensated radiation (Shin et al., 2014) was used. On the other hand, ANN was applied to estimating the transpiration rate. For this purpose, an ANN composed of an input layer using radiation, temperature, relative humidity, leaf area index, and time as input factors and five hidden layers was constructed. The number of perceptons in each hidden layer was 512, which showed the highest accuracy. As a result of validation, $R^2$ values of the modified model and ANN were 0.82 and 0.94, respectively. Therefore, it is concluded that the ANN can estimate the transpiration rate more accurately than the modified model and can be applied to the efficient irrigation strategy in soilless cultures.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.20 no.5
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• pp.627-640
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• 2011

이 논문에서는 일사량과 일조시간에 관한 통상적인 선형관계식보다 정확한 비선형 관계식에 대한 적용검토를 수행한다. 일조시간을 이용한 일사량 추정에 이어서 Penman-Monteith 방정식을 이용하여 기준 증발산량을 추정하였다. 우리나라 20개 지점의 1997년부터 2006년까지의 일사량 및 일조시간 자료를 포함한 기상자료를 이용하여 선형 그리고 수정 비선형 Angstrom 방정식을 보정하고 기준 증발산량을 추정하였다. 일조시간과 일사량 사이의 선형과 비선형 관계식을 이용한 기준 증발산량의 상대비교를 수행하였다. 선형 및 비선형 관계식을 이용한 방법 모두 RMS 오차는 5.96, NSC(Nash-Sutcliffe Coefficient)는 0.95로 추정되었고, 그 차이는 매우 미미하였다. 그러나 상대적으로 일사량이 기준 증발산량에 크게 기여하는 하계에는 그 차이가 증가하기 때문에 보다 개선된 비선형 관계식을 이용하는 방법에 대한 엄밀한 검토가 필요하다.

• Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.40 no.1
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• pp.43-48
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• 1998

In order to provide basic information for the estimation of evapotranspiration for grass (Joycia Japonica), both field lysimeter experiment and model prediction were performed to estimate daily ET Various methods were used to predict daily reference crop ET and crop coefficients. Measured mean daily ET during the 1997 growing season was 4.5mm Model predicted mean daily ET during the 1997 growing season varied from 3.6 to 4.7mm depending on the prediction model Crop coefficients varied from 0.96 to 1.27 depending on the prediction model Comparison of the seven reference crop ET prediction methods used in this study shows that the Penman-Monteith method gave the smallest ET while the Hargreaves method gave the largest ET. The crop coefficient by the corrected Penman method was 1.03, which is closest to 1.0, suggesting that this method may he the best prediction method.