• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.249-249
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• 2015

ASR(Aquifer Storage Recharge) 또는 ASTR(Aquifer Storage Transfer Recharge)과 같은 직접적인 지하수 인공함양기법은 대수층을 활용하여 수자원을 공급하고 관리하기 위한 적극적인 방안으로 고려될 수 있다. 이 중 ASTR 기법은 대규모 충적층이 발달한 강변 또는 하구에서 저류지 수생식물의 정화작용과 층적층의 물리/화학/생물학적 여과 기능을 활용하여 양질의 상수원수를 확보할 수 있는 기법이며, 수질이 나쁜 하천수를 직접 취수하여 정수처리하는 것에 비해 정수비용이 상대적으로 적게 들어 투자대비 경제적인 상수원수 확보기술이라 할 수 있다. 본 연구에서는 하구에 염수 대수층이 위치해 있다고 가정하였으며, 이러한 염수 대수층 내에 담수 주입 변화에 따른 지하 담수체의 거동을 4가지 시나리오에 따라 모의 및 분석을 통해 조사하였다. 염수 대수층 내에서 8개의 주입정과 1개의 양수정이 설치되어 있다고 가정하였으며, 주입정은 동심원 상에 등간격으로 위치해 있으며, 양수정은 동심원 중에 위치해 있다고 가정하였다. 본 연구에서 구성된 시나리오로 첫 번째는 주입정 8개 모두에서 동시에 주입되며, 1개의 양수정을 통해 양수되는 것이며, 두 번째는 7개의 주입정에 주입 그리고 1개의 주입정 폐쇄, 세 번째는 6개 주입정에 주입 및 양수정과 서로 마주보는 2개 주입정 폐쇄, 그리고 마지막으로 6개 주입정에 주입 및 서로 이웃한 2개 주입정 폐쇄이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.328-328
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• 2016

우리나라는 생활용수의 대부분을 지표수에 의존하고 있는 실정이다. 그러나 지표수는 가뭄과 같은 기상변화, 수질사고 등으로 물 공급의 안정성에 문제가 되기도 한다. 향후 기후변화는 가뭄의 빈도와 강도를 증대시킬 것으로 파악되므로 수질 및 수량의 문제를 더욱 악화시킬 것으로 예상된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 지표수를 대수층 내에 인공적으로 함양한 뒤 대수층의 자연정화 기능에 의해 여과된 양질의 청정원수를 생산하는 기술을 본 연구에서 현장에 실증 적용하는 시설을 구축하였다. 이러한 기술은 기존의 지하 대수층을 이용하는 강변여과 등이 갖는 장점을 취하고 단점을 보완하였으며 친환경적이며 지속가능한 용수공급뿐만 아니라 청정 원수 확보를 통해 정수처리비용을 절감, 장기간의 가뭄이나 지표수 수질사고 시에 비상용수 공급 등 기존 취수원들과 달리 많은 장점을 갖고 있는 대규모 청정지하저수지 시험시설이다. 청정 지하저수지 기술이 주로 적용되는 지역은 해안지역 또는 하구 델타지역을 대상으로 한다. 해안 또는 델타지역은 해수침투로 인하여 염지하수가 부존되어 있기 때문에 지하수자원 활용에 매우 제한적이다. 따라서 지표수(담수)를 전처리하여 대수층에 인공적으로 함양을 하여 염지하수 대수층 안에 담지하수(담수체)를 형성할 수 있다. 이는 염수와 담수의 밀도차에 의해 희석되지 않는 특성을 이용한 기술이다. 청정 지하저수지 시험시설은 크게 지표수 취수시설, 전처리시설, 주입정, 양수정, 운영시스템으로 나눌 수 있다. 주입정 및 양수정은 원형의 형태로 지하저수지 조성범위 중심부에 9개의 주입정과 외각에 8개의 양수정을 설치하였다. 시험시설의 운영 과정은 하천수를 취수하여 전처리시설에서 탁도를 제거한 후, 피압대수층 염지하수에 동력으로 주입을 한다. 이때 기존에 부존되어 있던 염지하수를 밀어내고 담수체 지하수 형성을 유도한다. 일정기간 주입을 통해 목표 담수체를 만들어 내면 양수정에서 담수를 취수하되, 대수층의 모래자갈층을 일정거리 이동하여 취수하는 방식이다. 즉, 하천수를 대수층에 함양하고, 일정거리를 이동하여 취수하는 ASTR 방식의 대체수자원 확보 기술이다. 시험시설은 통합운영센터를 통해 원격감시 및 각종 제어/계측을 실시하며, 모니터링된 자료는 운영시스템에서 관리한다. 본 연구시설에서는 대수층 주입, 관정폐색, 미생물/지화학 수질반응, 지하수모니터링, 지반변형 등이 주요 핵심 연구를 진행하고 있도록 시설을 구성하였다. 본 시험시설은 2015년 8월 착공하여 2016년 4월에 완공 예정이며, 2016년 3월부터 주입을 시작하여 6개월간 피압대수층에 주입을 실시하고 이후부터 주입과 양수를 병행할 계획이다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 총회 및 춘계학술발표회
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• pp.67-72
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• 2003

제주도 동부지역에 설치한 심부관측정과 지하수 개발공에 대한 시추코아 지질검층, EC 및 수온검층, 지하수위 관측, 수질조사 등의 자료를 기초로 이 지역의 지하지질 분포와 지하수 부존특성에 대해 해석을 실시하였다. 제주도 동부 해발 200m 이하지역은 평균 해수면 하 90~120m 깊이까지 투수성이 좋은 용암류 누층으로 이뤄져 있으며, 일부지역에서는 서귀포층 상부에 유리쇄 설성 각력암층(hyaloclastite breccia)이 두껍게 분포하고 있어 담수지하수의 확산과 해수의 유입이 잘 일어날 수 있는 지질상태를 이루고 있다. 특히 서귀포층은 G-H비에 의한 담.염수 경계면 분포 깊이보다 깊은 위치에 존재하고 있어 제주도 서부지역에서처럼 담수지하수를 저류 해주는 역할을 기대하기 어려운 것으로 판단된다. 제주도 동부지역 지하수체는 수직적으로 담수지하수, 저염지하수, 염수지하수로 구분할 수 있으며, Ghyben-Herzberg 원리가 적용되는 담수렌즈(기저지하수) 두께는 일반적인 G-H비 보다 훨씬 얇은 평균 1:20의 비율을 나타냈다. 담수렌즈는 대체로 해안으로부터 내륙쪽 8km 지역까지 광범위하게 발달하고 있으며, 담수렌즈 포장량은 822백만톤(공극율 5%)에서 1,970백만톤(공극율 12%)의 범위로 추정되었다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제4권2호
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• pp.61-72
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• 1997

임해지역에서의 지하수 이용 및 지하공동 건설시 육지부 대수층으로의 해수침투가 문제될 수 있으며, 지하수질의 저하 또는 지하공동내의 시설부식을 초래할 수 있다. 본 연구는 임해지역의 지하공동시설 주변 지표수와 지하공동내 유입수에 대한 수질 분석과 환경동위원소 분석, 그리고 지하공동과 해안사이에 위치하는 수직수벽공에서의 심도별 수리특성조사와 수리간섭시험 등을 통하여 해수침투 현상을 규명하고, 이를 수리지질학적 관점에서 해석하였다. 육지부가 자유면대수층 조건일 때 이론적인 담수-해수체 경계면과 연구지역에서 확인된 해수침투경로와는 상당한 차이가 있었다. 지하공동으로 침투하는 해수의 주 경로는 해수체와 연결되는 sub-horizontal 단열대인 것으로 해석되었다. 임해지역에서 준평형 상태의 지하수체계에 변화를 초래하는 인위적 행위로 인하여 담수-해수체 경계면에 영향을 미치는 가장 큰 요인은 해수체와 연결되는 투수성 단열대의 분포특성이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.207-207
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• 2015

지표수 수자원은 다른 형태의 수자원에 비하여 경제성은 우수하나 환경 훼손, 시공간적 변동성에 대한 취약성, 각종 수질 위협요소에 노출되는 단점 을 가지고 있다. 지표수 수자원과는 달리 Aquifer Storage Transportation and Recovery (ASTR) System을 이용한 지하저수지는 수자원의 안전한 확보, 환경문제 등의 측면에서 새로운 대안으로 제시되고 있다. '청정지하저수지연구단'에서 연구하고 있는 '대규모청정지하저수지'는 피압대수층에 담수를 주입하여 형성된 담수체를 수자원으로 이용한다. 본 연구는 피압대수층 주입정 및 양수정 운영에 따른 지반영향을 연구하였다. 과거 지반변형을 고려하지 않은 무분별한 피압대수층의 지하수 개발로 태국, 중국 등지에서 심각한 지반침하를 야기하였으며 이에 대한 대책으로 인공함양이 이루어진바 있다. 피압대수층 상부에 위치한 점토층은 지반변형에 가장 큰 영향을 미치며 점토층의 변형 혹은 파괴 시 지하수 이용 및 인간의 활동에도 영향을 끼칠 수가 있다. 본 연구의 목적은 주입 및 양수가 점토층에 미치는 영향을 분석하고 지반변형을 허용 범위 내로 국한시키기 위해서 피압대수층에 가할 수 있는 최대 수위변화량을 산정하는 데 있다. 양수로 수두가 감소하는 경우 유효응력 증가에 따른 지반침하가 우려되며, 주입으로 수두가 상승하는 경우 지반파괴가 야기될 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.8-8
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• 2019

전 세계적으로 ASR, ASTR과 같은 인공함양에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 수자원을 확보하고 생산수의 수질 개선을 꾀할 수 있는 지하 저수지 기술을 개발하고 낙동강 하구의 염 대수층에 설치한 시험시설에서 검증하였다. 국내외 대 하천의 하구에는 상부에는 점토층이 발달해 있고 하부에는 대수층이 대규모로 발달해 있으나 염 지하수로 포화되어 있는 경우가 많다. 점토층은 오염된 지표수나 지표면에서 발생한 오염사고로부터 하부의 피압 대수층을 분리하는 역할을 할 수 있다. 따라서 피압 대수층은 기존의 지표수 수자원 또는 대체 수자원의 한계를 극복할 수 있는 좋은 수자원 확보 공간이 될 수 있다. 지하 저수지 실증 연구를 위하여 낙동강 하구의 피압 대수층에 주입정, 양수정과 관측정 등을 포함한 시험 시설을 설치하였다. 낙동강에서 취수한 지표수의 부유물을 제거하고 대수층에 주입하여 기존의 염 지하수를 밀어내고 렌즈 형태의 담수체 (지하 저수지)를 조성하였다. 양수정과 관측정을 통하여 조사된 지하 저수지는 원 지하수가 배제되었고, 하천수보다 수질이 개선되었음을 보였다. 본 고에서는 실증 연구에서 도출된 수자원 확보 및 수질 개선 성과를 제시하고자 한다. 지하 저수지는 공사 규모가 작고, 수몰지가 발생하지 않으며, 수요지 인근에 위치해 있어 지역 내 수자원 자급이 가능하고, 토지 이용도 자유롭다. 또한 평상 시에 연중 균일한 양질의 수자원 공급이 가능하고 가뭄, 지표수 오염 등 비상 시에도 장기간 안정적으로 청정 수자원 공급이 가능하다. 지하 저수지는 물 안보도 제고를 위한 취수원 다변화 차원에서 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제25권2호
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• pp.215-225
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• 2015

염수로 충진된 부산시 낙동강 델타지역에 염수오염을 방지하고 지하수자원을 확보할 수 있는 인공함양 실증시설의 구축을 목적으로, 고심도 피압대수층에 담수 주입시험을 실시하였다. 연구지역은 두꺼운(두께 10~21 m) 점토층이 가압층으로 분포하며, 두꺼운 하부모래층(두께 31.5~36.5 m)과 자갈층(두께 2.8~11 m)이 주대수층을 이루는 피압대수층을 형성하고 있다. 시험 전 실시한 전기전도도(EC) 검층결과 연구지역은 약 7~44 mS/cm의 EC 분포를 보이며, 15~38 m 사이에 담수와 염수의 전이대가 존재하였다. 수온은 5 m 심도까지는 10~15.5℃이었으나, 5 m 심도부터는 15.5℃에서 50 m 심도까지 17℃로 일정하게 증가하고 있었다. 담수 주입시험에서 총 62시간 동안 370 m³/day의 주입유량으로 약 950 m³의 담수가 주입되었으며, 주입공 OW-5의 40 m 심도에서 CTD Diver를 이용하여 담수체의 형성을 확인하였다. 주입 후 EC 및 온도 검층을 통해 주입된 담수체가 24시간 이상 유지되는 것을 확인하였고, 21일 경과 후 실시한 검층에서도 담수체의 존속이 확인되었다. 또한 OW-5공 주입시험보다 20일전에 실시된 1차 주입시험 주입공 OW-2에서도 아직 담수체의 영향이 남아있는 것으로 확인되었다. 그리고 OW-2와 5에 주입된 담수와 염수의 관계는 점이적이 아닌 뚜렷한 경계(Sharp Boundary)를 이루고 있었다. 따라서 주입된 담수가 염수 내에서 일정한 공간을 차지하며, 원상태의 수질을 상당기간 유지할 수 있다는 것을 파악하였다. 향후 인공함양 시설을 구축하여 장기적인 담수 주입을 통해 이 델타지역에 담수체를 형성시키는 실증연구를 수행한다면, 염수로 오염된 해안대수층을 대체수자원 확보의 공간으로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국잡초학회지
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• 제14권3호
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• pp.212-222
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• 1994

다양(多樣)한 재배양식(栽培樣式), 건답직파(乾畓直播), 담수직파(湛水直播) 및 이앙재배조건하(移秧栽培條件下)에서 제초제(除草劑) butachlor 및 thiobencarb에 대한 벼와 피의 해부형태학적(解剖形態學的) 반응차이(反應差異)가 검토되었다. 파종(播種) 및 이앙(移秧)후 5일(日)째에 Thiobencarb를 추천량(推薦量)의 배양(倍量)인 4,200g ai/ha를 토양처리(土壤處理)한 후(後) 10일 및 20일째에 외부형태(外部形態) 및 해부학적(解剖學的) 반응(反應)을 조사(調査)하였다. 1. 건답(乾畓)에서는 피만 제(第) 1엽(葉) 전개후(展開後) 출엽정지현상(出葉停止現狀)이 있었고 담수(湛水)에서는 표면(表面)벼의 지상부(地上部)가 억제되었고 피의 전반적인 생육억제(生育抑制)가 나타났다. 2. 건답(乾畓)에서의 초장(草長)은 무처리(無處理)에 대비(對比)하여 벼가 11~26%, 피는 83%, 담수(湛水)에서는 벼가 46~56%, 피는 82% 억제되었다. 건답(乾畓)에서의 근장(根에長서)은 벼 3%이내, 피는 21%였고 담수(湛水)벼는 78~85%, 피는 83% 억제(抑制)되었고 이앙(移秧)된 8일묘는 10% 내외의 경미한 정도였다. 3. 피, 표면(表面)벼 및 토중(土中)벼의 징상부 생체중(生體重)은 건답직파(乾畓直播)에서 각각 무처리(無處理)에 대비(對比)하여 68, 50, 25% 순(順)이었고, 지하부(地下部) 생체중(生體重)은 각각(各各) 54, 27, 50% 억제되었으나 담수조건(湛水條件)에서 지상부(地上部)가 각각(各各) 62, 60, 38%, 지하부(地下部)가 60, 67, 60% 억제되었으며 이앙(移秧)벼는 지상부(地上部) 및 지하부(地下部)가 각각(各各) 10, 30%로 경미(輕微)하게 억제(抑制)되었다. 4. 건답조건(乾畓條件)에서 토중(土中)벼의 엽령(棄齡)과 제2엽신장(第2葉身長)이 각각(各各) 무처리(無處理)에 대비(對比)하여 25, 34% 억제되었고 피는 엽령(葉齡)이 40%, 제(第) 2엽신장(葉身長)이 100% 각각(各各) 억제되었다. 그러나 담수(湛水)에선 침엽시기(針葉時期)에 있어서 생장(生長)이 정지(停止)된 상태(狀態)로 100% 억제(抑制)됨을 보였다. 한편 이앙묘(移秧苗)는 엽초장만이 약(約) 25% 억제(抑制)되었을 뿐이다. 5. 중경장(中莖長)은 20일째 건답(乾畓)에선 무처리(無處理)에 대비(對比)하여 64%, 담수(湛水)에선 32% 억제율(抑制率)을 보였다. 6 줄기횡단부(橫斷部)의 조직반응(組織反應)은 건답조건(乾畓條件)에서 토중(土中)벼의 엽시원체(葉始原體) 위축(萎縮)과 피의 Twist 현상(現狀)과 간엽발생(間葉發生)이 있었으며 담수조건(湛水條件)에서 표면(表面)벼의 조직(組織)이 심하게 위축(萎縮)되었고 피는 통엽(筒葉)이 발생되었다. 7. 줄기종단부(縱斷部)의 반응(反應)은 건답(乾畓)의 세포(細胞)가 액포화(液胞化)되고 규칙성(規則性)을 잃었고, 담수표면(湛水表面)벼와 분제조직(分製組織)이 위축(萎縮)되고 피의 분제조직(分製組織) 신장(身長)이 억제되고 세포(細胞)의 액포화(液胞化) 현상(現狀)이 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.383-383
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• 2017

간척지는 바다와 접하는 하구언, 개벌로 이루어진 해안 등을 농공상업용지로 개간한 토지로서 간척지 이용에 있어 가장 우선적으로 용수공급 방안 수립이 고려되어야 한다. 해안유출지하수(submarine groundwater discharge)는 지하수 담수체가 존재하는 마지막 장소로 염해가 없는 청정수질 용수이다. 해안유출지하수 발생 구간을 탐지하기 위해 실측자료의 시공간적 한계를 극복할 수 있는 인공위성 영상을 활용한 원격탐사 기법을 이용하여 광역규모의 다양한 자료를 이용하고자 한다. MODIS (Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer)는 지구 생물권 활동에 관한 자료를 제공하는 미항공우주국 Terra EOS (Earth Observation system)위성의 주센서로 해양, 육상과 대기 분야에 적용이 가능한 다목적 센서이다. MODIS는 36개의 밴드를 이용하여 대기, 지표, 해양 관련 다양한 정보들을 제공하고 있다. 본 연구에서는 간척지의 효율적인 용수공급을 위한 해안유출지하수의 최적 개발 및 이용을 위해 MODIS MOD11 product 지표면온도(Land Surface Temperature; LST), MODIS MOD13 product 식생지수(Normalized Difference Vegetation Index; NDVI), 기상청의 지중온도와 실측자료를 이용하여 새만금 간척지를 대상으로 해안유출지하수 발생 구간을 탐지하고자 한다.

• 한국잡초학회지
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• 제13권2호
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• pp.138-150
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• 1993

본(本) 실험(實驗)은 환경요인(環境要因)의 변동(變動)에 따른 벗풀의 생장(生長) 및 지하경번식체(地下莖繁殖體) 생산량(生産量)을 조사(調査)하여 벗풀의 합리적(合理的)인 방제법(防除法)을 확립(確立)하는데 기초자료(基礎資料)로 활용(活用)하고자 하였는 바 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 광량(光量)의 차이(差異)에 따른 벗풀의 엽수(棄數)와 화경수(花莖數)는 차광정도(遮光程度)가 클수록 감소(滅少)하였고 엽폭(葉幅)은 증가(增加)하였으며 초장(草長)은 노지(露地)에서 가장 짧았다. 벗풀의 지상부(地上部) 건물중(乾物重), 지하경(地下莖)의 수(數) 및 생체중(生體重)은 50%이하(以下) 광량(光量)에서는 광량(光量)간 유의차(有意差)가 없었으나 30% 이하(以下) 광량(光量)에서는 현저(顯著)히 저하(低下)되었다. 2. 광질(光質)의 차이(差異)에 따른 벗풀의 초장(草長)은 노지(露地)에서 가장 짧았으나 엽수(葉數)는 가장 많았다. 엽장(葉長)은 녹색(綠色)필름처리(處理)에서 가장 짧았고 엽폭(葉幅)은 노지(露地)와 수명(透明)필름처리(處理)에서 좁았다. 지상부(地上部) 건물중(乾物重)은 수명(透明) 및 녹색(綠色)필름처리(處理)에서 많았고 기타(其他) 광량간(光量間)에는 유의차(有意差)가 없었다. 지하경(地下莖)의 수(數)와 생체중(生體重)은 녹색(綠色)필름처리(處理)에서 가장 적었고 노지(露地)와 수명(透明)필름처리(處理)에서 많았다. 3. 초장(草長)은 0-5cm 담수심(湛水深)에서보다 10-20cm 담수심(湛水深)에서 길었고, 담수심(湛水深)이 깊어질수록 엽수(棄數)는 적었다. 엽장(葉長)과 화경수(花莖數)는 담수심(湛水深) 변동(變動)에 큰 영향(影響)이 없었다. 지상부(地上部) 건물중(乾物重), 지하경(地下莖)의 수(數) 및 생체중(生體重)은 0cm 담수심(湛水深)에서 가장 많았고 20cm 담수심(湛水深)에서 가장 적었다. 4. 벗풀의 초장(草長), 엽수(棄數)및 엽장(葉長)은 시비량(施把量)이 많을수록 증가(增加)하는 경향(傾向)이었으나 화경수(花莖數)는 시비량(施把量)에 영향(影響)이 적엇다. 벗풀의 지상부(地上部) 건물중(乾物重) 및 지하부(地下部) 번식체(緊植體) 생산량(生産量)은 시비량(施把量)의 증가(增加)에 따라 증가(增加)하였다. 5. 벗풀 지하경(地下莖)의 중량(重量)의 차이(差異)는 생육(生育)에 영향(影響)이 적었고, 지상부(地上部) 건물중(乾物重)에도 큰 영향(影響)이 없었으나 지하부(地下部) 번식(緊植) 생산량(生産量)은 재식(栽植)한 지하경(地下莖)의 중량(重量)이 클수록 증가(增加)하였다. 6. 출수기(出穗期)의 온도조건(溫度條件)에 따른 벗풀의 생육량(生育量)은 $35^{\circ}C$에서 보다$25^{\circ}C$에서 다소(多少) 적었고 생성(生成)된 지하경(地下莖)의 수(數)와 생체중(生體重)도 적었다.