• 제목/요약/키워드: Relative Velocity

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중성자 수분측정기를 이용한 고속도로 포장의 계절별 함수량 변화 측정에 관한 연구 (A Study on Seasonal Variation of Water Content under Highway Asphalt Pavements Using Neutron Moisture Meter)

  • 송관철;이상모;류순호;류관식;박무언
    • 한국농림기상학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.156-166
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    • 2000
  • 포장의 토양 역학적 거동 및 내구성에 영향을 주는 노상토의 함수량을 측정함으로써 국내 고속도로 포장의 계절별 함수량의 변동상황에 관한 자료를 제공하고, 노상토의 계절별 함수량 변화와 토양인자 및 기상인자들과의 상관 관계를 밝히려고 연구를 수행하였다 포장의 함수량에 영향을 줄 수 있는 인자 중 지형, 지질과 토양, 성토 혹은 절토 여부 등의 인자와, 기상자료를 얻을 수 있는 기상 관측소와의 거리를 고려하여 경부, 영동 및 호남고속도로의 8개 측정지점을 선정하여 중성자 수분 측정기로 1992년 8월부터 1993년 9월까지 2주마다 함수량을 측정하였다. 50 cm 이상 깊이의 토양단면 상층부의 함수량($\theta$$_{w}$)은 호남고속도로의 이서 지역을 제외하고는 7~12% 범위로 측정지점간에 차이가 크지 않았다. 그러나 60또는 70 cm 이하 깊이의 하층부의 함수량은 측정지점에 따른 차이가 매우 컸다. 원지형(신갈) 또는 절토지(추풍령)에서의 함수량 연중 변화폭은 약 4%정도로서 성토지(신갈, 추풍령 이외의 6개 지역) 에서의 연중 변화폭인 약 2%보다 약간 큰 경향이었다. 함수량 측정지점의 계절별 함수량 변화폭은 토양 전층을 통하여 1~4%로 매우 작았다. 고속도로 포장의 깊이별 함수량은 점토, 미사 및 모래함량 등과 같은 토양특성과 통계적으로 유의성이 높은 정의 상관관계가 있었으나, 강수량, 상대습도, 평균기온 및 풍속 등과 같은 기상인자와는 상관관계가 거의 없었다. 이와 같은 결과는 지역에 따른 함수량 차이가 지형이나 기상조건과 같은 요인에 의한 차이보다 큰 경향을 보이고 있었는데, 이는 주로 노상토로 사용한 토양의 특성에 기인한 것으로 생각된다.

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수중글라이더를 활용한 동해 아중규모 중층성 소용돌이 발견 (First Observational Finding of Submesoscale Intrathermocline Eddy in the East Sea using Underwater Glider)

  • 박종진
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제24권2호
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    • pp.332-350
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    • 2019
  • 2017년 8월 7일부터 25일까지 수중글라이더를 활용하여 $37.9^{\circ}N$ 위도 라인를 따라 동경 $129.0^{\circ}E{\sim}131.3^{\circ}E$ 사이를 왕복하는 단면 관측을 수행하였다. 해당 경로는 국립수산과학원 정기선박 관측라인 중 106 라인을 따른 것으로 이 경로를 따라 약 18일간 운용하였으며 위치 유지 모드로 동작했던 시간을 제외하고 총 440 km를 비행하였고, 그동안 고해상도 수온 및 염분의 공간 단면을 관측하였다. 본 관측 해역은 약 0.8 m/s의 강한 유속을 갖는 동한난류가 북상하고 있는 상황이었음에도 불구하고, 해당 수중글라이더는 지정된 경로에서부터 RMS 거리 400 m 이내를 벗어나지 않고 정확하게 106 라인을 따라 비행하였다. 본 관측에서 얻어진 고해상도 물성 단면 구조를 국립수산과학원 정선 관측 자료와 비교함으로써 해양환경에 지대한 영향을 끼치는 전선역이나 소용돌이와 같은 현상을 관측하기 위해서 고해상도 관측이 얼마나 중요한지 확인할 수 있었다. 이러한 수중글라이더 관측을 통해 이제까지 발견하지 못했던 새로운 소용돌이를 발견할 수 있었다. 이 소용돌이는 수평폭이 10~13 km, 수직폭은 200 m 가량되는 렌즈 형태를 가지고 있으며 시계방향으로 회전하는 아중규모 중층성 소용돌이(submesoscale intrathermocline eddy)다. 수온약층 내 혹은 직하부에 존재하면서 아중규모의 렌즈형태의 구조를 갖는 이러한 중층성 소용돌이는 동해에서 처음 발견되었기 때문에 Korea intrathermocline eddy(Keddy)로 명명하였다. 이 Keddy는 다음과 같은 전형적인 중층성 소용돌이(intrathermocline eddy)의 특징을 가지고 있다. Keddy는 수온약층 하부인 수심 약 170 m, 즉 중층에서 유속최대값을 갖는 특징이 있고, 따라서 해표면에는 해당 지오포텐셜 구조가 드러나지 않는 2차 순압성 구조를 가지고 있다. 또한 중앙부의 성층화가 주변보다 약하고, 수평크기가 1차 순압성 로스비 변형반경과 유사하며, 로스비 수가 0.7로 1에 근접한다.

1차원 및 2차원 물리서식처 모형을 활용한 안동댐 하류 하천의 환경생태유량 및 어류서식처 추정 (Estimation of ecological flow and fish habitats for Andong Dam downstream reach using 1-D and 2-D physical habitat models)

  • 김용원;이지완;우소영;김수홍;이종진;김성준
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제55권12호
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    • pp.1041-1052
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    • 2022
  • 본 연구는 낙동강 본류의 안동댐 하류(4,565.7 km2) 하천을 대상으로 1차원 물리적 서식처 모형인 PHABSIM과 2차원 물리적 서식처 모형인 River2D를 활용하여 대상어종에 대해 환경생태유량을 산정하고 어류서식처에 대한 2차원 공간분석을 수행하였다. 서식처 모형의 구축을 위해 낙동강유역의 하천기본계획보고서를 활용하여 하천단면정보와 수리학적 입력자료를 수집하였다. PHABSIM 구축범위는 구담수위관측소(GD)로부터 약 410.0 m, River2D의 경우 GD를 포함한 약 6.0 km에 대해 구축하였다. 대상어종 선정 및 HSI 구축을 위해 대상하천의 하류에 위치한 풍지교에서 어류 현장조사를 수행하였다. 어류 현장조사 결과, 피라미가 우점종으로 나타나 피라미(Zacco platypus)를 대상어종으로 선정하였고 피라미의 물리적 서식처 특성을 활용하여 HSI를 구축하였다. 피라미의 최적 HSI 범위는 유속에서 0.3~0.5 m/s, 수심에서 0.4~0.6 m, 그리고 하상재료는 모래에서 잔자갈로 나타났다. HSI를 PHABSIM에 적용하여 환경생태유량을 산정한 결과, 대상하천의 최적 환경생태유량은 20.0 m3/sec로 산정되었다. River2D를 활용하여 어류서식처의 2차원 공간분석을 수행한 결과 WUA는 환경생태유량 조건에서 107,392.0 m2/1000 m으로 산정되었고, Q355 조건과 비교하여 하천 전반적으로 어류서식처가 확보되는 것을 확인하였다.

강릉시 주수천의 어류군집 특징 및 쌀미꾸리 Lefua costata (Pisces: Namacheilidae)의 서식지 특징과 연령 (Fish Community Characteristics, and Habitat Characteristics and the Age of the Eight Barbel Loach, Lefua costata (Pisces: Namacheilidae) in the Jusucheon of Gangneung-si)

  • 한미숙;고명훈
    • 한국어류학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.160-171
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    • 2022
  • 강릉시 주수천의 어류군집 특징 및 쌀미꾸리의 서식지 특징과 연령을 밝히기 위해 2013년 1월부터 12월까지 조사를 실시하였다. 어류상 조사 결과 주수천은 10과 23종이 채집되었고, 우점종은 참갈겨니 Zacco koreanus (22.1%), 아우점종은 버들개 Rhynchocypris steindachneri (20.1%)였으며, 그 다음으로 민물검정망둑 Tridentiger brevispinis (10.7%), 대륙종개 Orthrias nudus (9.7%), 피라미 Zacco platypus (8.6%), 쌀미꾸리 Lefua costata (7.9%), 참종개 Iksookimia koreensis (6.0%), 가시고기 Pungitius sinensis (3.0%) 등의 순으로 우세하였다. 환경부지정 멸종위기 야생생물은 가시고기 1종이 채집되었고, 한국고유종은 참갈겨니, 참종개, 미유기 Silurus microdorsalis, 둑중개 Cottus koreanus 4종이, 회유성 어종은 황어 Tribolodon hakonensis, 빙어 Hypomesus nipponensis, 큰가시고기 Gasterosteus aculeatus, 연어 Oncorhynchus keta, 은어 Plecoglossus altivelis 5종이 채집되었다. 군집구조는 최상류(St. 1), 상류(St. 2~4), 중류(St. 5), 하류(St. 6)로 구분되었으며, 하천 건강성 평가는 매우좋음(5개 지점)과 좋음(1개 지점)으로 양호하였다. 쌀미꾸리의 주요 서식지는 하천 중·하류(St. 5~6)의 수초 지대로 하상이 펄로 이루어졌으며 수심 40~80 cm의 유속이 느린 정수역이었다. 또한 연령(암컷)을 전장빈도분포도로 추정한 결과, 산란이 시작되는 5월 기준 24~37 mm는 만 1년생, 38~51 mm는 만 2년생, 52~63 mm는 만 3년생, 64~77 mm는 만 4년생, 80~91 mm는 만 5년생 이상으로 추정되었다. 끝으로 주수천 어류군집 특징 및 쌀미꾸리의 서식지 특징과 연령 등에 대해 논의하였다.

폭염 시 어린이공원의 온열환경 (Thermal Environments of Children's Parks during Heat Wave Period)

  • 류남형;이춘석
    • 한국조경학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.84-97
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    • 2016
  • 본 연구는 폭염 시 어린이공원 내 포장 및 차양의 유형에 따른 온열환경을 규명하고자 하였다. 이를 위해 진주기상대에서 측정한 일 최고기온이 $35.9{\sim}36.8^{\circ}C$를 나타낸 2016년 8월 11일부터 8월 13일까지 3일간 진주시내 어린이공원 2곳(칠암어린이공원: $N\;35^{\circ}11^{\prime}1.4{^{\prime}^{\prim}}$, $E\;128^{\circ}531.7{^{\prime}^{\prime}}$, 표고: 38m; 가호제12어린이공원: $N\;35^{\circ}09^{\prime}56.8{^{\prime}^{\prime}}$, $E\;128^{\circ}6^{\prime}41.1{^{\prime}^{\prime}}$, 표고: 24m)의 모래밭, 고무칩포장지, 쉘터, 녹음지를 대상으로 미기상을 측정하였다. 미기상환경으로서 지상 60cm 높이에서 기온, 흑구온도, 상대습도, 풍속, 6방향의 장파 및 단파 복사를 측정하였고, 이를 바탕으로 열스트레스 지수인 WBGT와 UTCI를 산정 및 분석하였다. 또한 열화상카메라로 포장면과 놀이시설의 표면온도를 측정하였으며, 이를 바탕으로 단시간 피부접촉시 화상의 위험을 평가하였다. 연구결과는 다음과 같다. 어린이공원의 3일 시간 평균 최고 기온은 $36.6{\sim}39.4^{\circ}C$였으며, 모래밭에 비해 녹음에서 $2.8^{\circ}C$, 쉘터에서 $1.0^{\circ}C$$2.3^{\circ}C$ 낮게 나타났다. 시간 평균 최저 습도는 44~50%였으며, 모래밭이나 고무칩포장지에 비해 녹음에서 6%, 쉘터에서 4% 및 6% 높게 나타났다. 열사병위험지수 WBGT 값에 근거하면 폭염 시 어린이공원의 주간의 열사병 위험도는 높은 또는 극심한 정도로 나타났다. 3일 30분 평균 최고 WBGT 값은 $31.2{\sim}33.6^{\circ}C$였으며, 모래밭에 비해 녹음에서 $2.8^{\circ}C$, 쉘터에서 $2.3^{\circ}C$$1.0^{\circ}C$ 낮게 나타났으나, 차양에 의해서도 열사병 위험을 피할 수는 없었다. 체감더위지수 UTCI 값에 근거하면 폭염 시 어린이공원의 주간의 온열 스트레스의 범주는 매우 강한 또는 극심한 정도로 나타났다. 3일 30분 평균 최고 UTCI 값은 $39.9{\sim}48.1^{\circ}C$였으며, 모래밭에 비해 녹음에서 $7.8^{\circ}C$, 쉘터에서 $8.2^{\circ}C$$4.1^{\circ}C$ 낮게 나타났으나, 차양에 의해서도 극심한 또는 매우 강한 온열 스트레스를 강한 또는 적정한 온열 스트레스로 낮출 수는 없었다. 단시간 피부접촉에 의한 화상 온도 기준에 따르면, 놀이시설 및 포장면의 최고 표면온도가 스텐레스 스틸($70.8^{\circ}C$)은 무도장 철재 3초 $60^{\circ}C$, 고무칩포장($76.5^{\circ}C$)은 플라스틱 5초 $74^{\circ}C$, 청색 플라스틱 미끄럼판($68.5^{\circ}C$)과 앉음판($71.0^{\circ}C$)은 플라스틱 1분 $60^{\circ}C$ 기준을 초과한 것으로 나타났다. 하지만 그늘이 진 놀이시설의 표면온도는 햇빛에 노출된 놀이시설의 표면온도에 비해 $20^{\circ}C$ 내외로 낮게 나타나, 차양에 의해 화상의 위험을 현저하게 개선할 수 있을 것으로 판단된다. 폭염 시에는 어린이공원의 온열환경은 어린이들에게 높거나 극심한 열사병 위험에 빠지게 하고, 매우 강한 또는 극심한 온열 스트레스를 주기 때문에 보호자나 관리자가 어린이들의 어린이공원 이용을 제한해야 한다. 그리고 폭염시에는 어린이공원의 포장면 또는 놀이시설에 의한 화상의 위험이 매우 높으므로 이용 시 주의를 해야 하며, 화상의 예방을 위해서는 차양시설을 적극적으로 도입해야 한다.

한국의 도작과 풍수해 (Wind and Flooding Damages of Rice Plants in Korea)

  • 강양순
    • 한국작물학회지
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    • 제34권s02호
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    • pp.45-65
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    • 1989
  • 우리나라는 지형과 기후가 복잡다양한 데다가 하절기에는 필리핀 남양군도로부터 상습적으로 불어오는 태풍의 진로권내에 위치해 있고 년간 강우량의 대부분이 벼 재배기인 하절기에 집중적으로 내리는 관계로 이때 강우와 강풍이 단독 또는 동반하여 갖가지 풍수해양상을 일으킨다. 풍해는 조풍해, 건조풍해 및 강풍해로 구분하여 볼 때 조풍해(염풍해)는 1986년 8월 28~29일 태품 Vera호 내습시 남부 해안지방 일대에서는 강우가 그치면서 염분을 함유한 초속 6m정도의 강풍이 불어 해안으로부터 2.5km까지 도체 조기에 염분을 건물당 1.1~17.2mg 부착시켜 심한 조풍해를 일으켰다. 그리고 건조풍해는 '87년 이래로 내습한 대부분의 태풍들이 4.0~8.5m의 태풍이 남부 및 동해안에 불어 Foenhn 현상으로 건조풍이 되고 이때 출수기에 처한 벼 이삭은 심한 백수피해와 변색위피해를 받았다. 태풍해로서는 풀수기 이전의 벼 생육단계에서 경엽이 기계적으로 절상, 파열, 고사되고, 등숙기에는 도복과 탈입이 심하게 된다. 풍해경감은 태품 내습을 회피하도록 8월 15일까지 출수시키고 풍해저항성이 비교적 강한 상풍벼와 청청벼 재배가 효과적이다. 한편 수해로서는 농경지 유시, 이몰, 침관수 및 도복 등을 들 수 있으나 각종 Dam, 제방축조, 하구언공사 등으로 피해는 많이 줄었지만 국지적 집중호우나 강변유역 제방내의 내수로 인한 침관수나 도복피해는 상습적으로 일어난다. 핌관수해는 태풍과 다우가 주로 8월 말경에 내습하여 2~4일 정도 도체가 관수된다. 이따 남부 특수만식답의 벼생육단계는 생육초중기에 해당되므로 어린 생육단게일수록 피해가 크고 보통식세어는 생식생장기에 해당되므로 유수나 팬이삭은 불념이 되더라도 죽은 이삭을 갖는 경의 상위절로부터 재생경이 나와 정상이삭으로 되어 수량 감소가 가장 튼 감수분열기 피해에서도 66%의 수량보상력을 갖게 된다. 침관수피해 경감을 위해서는 사전적 조처로서 관수저항성 및 백엽고, 벼멸구, 도복저항성을 갖는 품종을 선택 재배하는 것이 효과적이다. 특히 통일형 품종은 일본형 품종에 비하여 관수시 모든 생육단게에서 관수저항성이 강한데 묘생존율이 높고, 엽신과 엽초의 이상신장력이 낮아 퇴수시 기술적 장해가 적으며 생식생장기에는 근활력, 광합성능력이 높아 피해회복이 빠르고 고위절분얼이삭에 의한 수량보상력이 높다. 이상을 종합하여 볼 때 풍수해를 최소화하기 위해서는 다음과 같은 연구가 금후 이루어져야 할 것이다. \circled1 기상예보, 풍수해 피해실태 및 그로 인한 작황 등의 원격탐사 및 전산화에 의한 분석 연구가 이루어져야 하고, \circled2 품수해와 관련된 불량환경에서 내성을 갖는 품종 육성 보급이 이루어져야 하고, \circled3 품수해 발생상습지에서는 벼 피해를 보상할 수 있는 타작물과의 함리적 작부체계 개선 연구가 이루어져야 하고, \circled4 피해도체의 활용도 증진 연구가 이루어져야 할 것이다.

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논벼 장.단간품종의 증발산제계수와 건물량과의 관계에 대한 연구(I) (Studies on Relations between Various Coeffcients of Evapo-Transpiration and Quantities of Dry Matters for Tall-and Short Statured Varieties of Paddy Rice)

  • 류한열;김철기
    • 한국농공학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.3361-3394
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    • 1974
  • The purpose of this thesis is to disclose some characteristics of water consumption in relation to the quantities of dry matters through the growing period for two statured varieties of paddy rice which are a tall statured variety and a short one, including the water consumption during seedling period, and to find out the various coefficients of evapotranspiration that are applicable for the water use of an expected yield of the two varieties. PAL-TAL, a tall statured variety, and TONG-lL, a short statured variety were chosen for this investigation. Experiments were performed in two consecutive periods, a seedling period and a paddy field period, In the investigation of seedling period, rectangular galvanized iron evapotranspirometers (91cm${\times}$85cm${\times}$65cm) were set up in a way of two levels (PAL-TAL and TONG-lL varieties) with two replications. A standard fertilization method was applied to all plots. In the experiment of paddy field period, evapotanspiration and evaporation were measured separately. For PAL-TAL variety, the evapotranspiration measurements of 43 plots of rectangular galvanized iron evapotranspirometer (91cm${\times}$85cm${\times}$65cm) and the evaporation measurements of 25 plots of rectangular galvanized iron evaporimeter (91cm${\times}$85cm${\times}$15cm) have been taken for seven years (1966 through 1972), and for TONG-IL variety, the evapotranspiration measurements of 19 plots and the evaporation measurements of 12 plots have been collected for two years (1971 through 1972) with five different fertilization levels. The results obtained from this investigation are summarized as follows: 1. Seedling period 1) The pan evaporation and evapotranspiration during seedling period were proved to have a highly significant correlation to solar radiation, sun shine hours and relative humidity. But they had no significant correlation to average temperature, wind velocity and atmospheric pressure, and were appeared to be negatively correlative to average temperature and wind velocity, and positively correlative to the atmospheric pressure, in a certain period. There was the highest significant correlation between the evapotranspiration and the pan evaporation, beyond all other meteorological factors considered. 2) The evapotranpiration and its coefficient for PAL-TAL variety were 194.5mm and 0.94∼1.21(1.05 in average) respectively, while those for TONG-lL variety were 182.8mm and 0.90∼1.10(0.99 in average) respectively. This indicates that the evapotranspiration for TONG-IL variety was 6.2% less than that for PAL-TAL variety during a seedling period. 3) The evapotranspiration ratio (the ratio of the evapotranspiration to the weight of dry matters) during the seedling period was 599 in average for PAL-TAL variety and 643 for TONG-IL variety. Therefore the ratio for TONG-IL was larger by 44 than that for PAL-TAL variety. 4) The K-values of Blaney and Criddle formula for PAL-TAL variety were 0.78∼1.06 (0.92 in average) and for TONG-lL variety 0.75∼0.97 (0.86 in average). 5) The evapotranspiration coefficient and the K-value of B1aney and Criddle formular for both PAL-TAL and TONG-lL varieties showed a tendency to be increasing, but the evapotranspiration ratio decreasing, with the increase in the weight of dry matters. 2. Paddy field period 1) Correlation between the pan evaporation and the meteorological factors and that between the evapotranspiration and the meteorological factors during paddy field period were almost same as that in case of the seedling period (Ref. to table IV-4 and table IV-5). 2) The plant height, in the same level of the weight of dry matters, for PAL-TAL variety was much larger than that for TONG-IL variety, and also the number of tillers per hill for PAL-TAL variety showed a trend to be larger than that for TONG-IL variety from about 40 days after transplanting. 3) Although there was a tendency that peak of leaf-area-index for TONG-IL variety was a little retarded than that for PAL-TAL variety, it appeared about 60∼80 days after transplanting. The peaks of the evapotranspiration coefficient and the weight of dry matters at each growth stage were overlapped at about the same time and especially in the later stage of growth, the leaf-area-index, the evapotranspiration coefficient and the weight of dry matters for TONG-IL variety showed a tendency to be larger then those for PAL-TAL variety. 4) The evaporation coefficient at each growth stage for TONG-IL and PAL-TALvarieties was decreased and increased with the increase and decrease in the leaf-area-index, and the evaporation coefficient of TONG-IL variety had a little larger value than that of PAL-TAL variety. 5) Meteorological factors (especially pan evaporation) had a considerable influence to the evapotranspiration, the evaporation and the transpiration. Under the same meteorological conditions, the evapotranspiration (ET) showed a increasing logarithmic function of the weight of dry matters (x), while the evaporation (EV) a decreasing logarithmic function of the weight of dry matters; 800kg/10a x 2000kg/10a, ET=al+bl logl0x (bl>0) EV=a2+b2 log10x (a2>0 b2<0) At the base of the weight of total dry matters, the evapotranspiration and the evaporation for TONG-IL variety were larger as much as 0.3∼2.5% and 7.5∼8.3% respectively than those of PAL-TAL variety, while the transpiration for PAL-TAL variety was larger as much as 1.9∼2.4% than that for TONG-IL variety on the contrary. At the base of the weight of rough rices the evapotranspiration and the transpiration for TONG-IL variety were less as much as 3.5% and 8.l∼16.9% respectively than those for PAL-TAL variety and the evaporation for TONG-IL was much larger by 11.6∼14.8% than that for PAL-TAL variety. 6) The evapotranspiration coefficient, the evaporation coefficient and the transpiration coefficient and the transpiration coefficient were affected by the weight of dry matters much more than by the meteorological conditions. The evapotranspiratioa coefficient (ETC) and the evaporation coefficient (EVC) can be related to the weight of dry matters (x) by the following equations: 800kg/10a x 2000kg/10a, ETC=a3+b3 logl0x (b3>0) EVC=a4+b4 log10x (a4>0, b4>0) At the base of the weights of dry matters, 800kg/10a∼2000kg/10a, the evapotranspiration coefficients for TONG-IL variety were 0.968∼1.474 and those for PAL-TAL variety, 0.939∼1.470, the evaporation coefficients for TONG-IL variety were 0.504∼0.331 and those for PAL-TAL variety, 0.469∼0.308, and the transpiration coefficients for TONG-IL variety were 0.464∼1.143 and those for PAL-TAL variety, 0.470∼1.162. 7) The evapotranspiration ratio, the evaporation ratio (the ratio of the evaporation to the weight of dry matters) and the transpiration ratio were highly affected by the meteorological conditions. And under the same meteorological condition, both the evapotranspiration ratio (ETR) and the evaporation ratio (EVR) showed to be a decreasing logarithmic function of the weight of dry matters (x) as follows: 800kg/10a x 2000kg/10a, ETR=a5+b5 logl0x (a5>0, b5<0) EVR=a6+b6 log10x (a6>0 b6<0) In comparison between TONG-IL and PAL-TAL varieties, at the base of the pan evaporation of 343mm and the weight of dry matters of 800∼2000kg/10a, the evapotranspiration ratios for TONG-IL variety were 413∼247, while those for PAL-TAL variety, 404∼250, the evaporation ratios for TONG-IL variety were 197∼38 while those for PAL-TAL variety, 182∼34, and the transpiration ratios for TONG-IL variety were 216∼209 while those for PAL-TAL variety, 222∼216 (Ref. to table IV-23, table IV-25 and table IV-26) 8) The accumulative values of evapotranspiration intensity and transpiration intensity for both PAL-TAL and TONG-IL varieties were almost constant in every climatic year without the affection of the weight of dry matters. Furthermore the evapotranspiration intensity appeared to have more stable at each growth stage. The peaks of the evapotranspiration intensity and transpiration intensity, for both TONG-IL and PAL-TAL varieties, appeared about 60∼70 days after transplanting, and the peak value of the former was 128.8${\pm}$0.7, for TONG-IL variety while that for PAL-TAL variety, 122.8${\pm}$0.3, and the peak value of the latter was 152.2${\pm}$1.0 for TONG-IL variety while that for PAL-TAL variety, 152.7${\pm}$1.9 (Ref.to table IV-27 and table IV-28) 9) The K-value in Blaney & Criddle formula was changed considerably by the meteorological condition (pan evaporation) and related to be a increasing logarithmic function of the weight of dry matters (x) for both PAL-TAL and TONG-L varieties as follows; 800kg/10a x 2000kg/10a, K=a7+b7 logl0x (b7>0) The K-value for TONG-IL variety was a little larger than that for PAL-TAL variety. 10) The peak values of the evapotranspiration coefficient and k-value at each growth stage for both TONG-IL and PAL-TAL varieties showed up about 60∼70 days after transplanting. The peak values of the former at the base of the weights of total dry matters, 800∼2000kg/10a, were 1.14∼1.82 for TONG-IL variety and 1.12∼1.80, for PAL-TAL variety, and at the base of the weights of rough rices, 400∼1000 kg/10a, were 1.11∼1.79 for TONG-IL variety and 1.17∼1.85 for PAL-TAL variety. The peak values of the latter, at the base of the weights of total dry matters, 800∼2000kg/10a, were 0.83∼1.39 for TONG-IL variety and 0.86∼1.36 for PAL-TAL variety and at the base of the weights of rough rices, 400∼1000kg/10a, 0.85∼1.38 for TONG-IL variety and 0.87∼1.40 for PAL-TAL variety (Ref. to table IV-18 and table IV-32) 11) The reasonable and practicable methods that are applicable for calculating the evapotranspiration of paddy rice in our country are to be followed the following priority a) Using the evapotranspiration coefficients based on an expected yield (Ref. to table IV-13 and table IV-18 or Fig. IV-13). b) Making use of the combination method of seasonal evapotranspiration coefficient and evapotranspiration intensity (Ref. to table IV-13 and table IV-27) c) Adopting the combination method of evapotranspiration ratio and evapotranspiration intensity, under the conditions of paddy field having a higher level of expected yield (Ref. to table IV-23 and table IV-27). d) Applying the k-values calculated by Blaney-Criddle formula. only within the limits of the drought year having the pan evaporation of about 450mm during paddy field period as the design year (Ref. to table IV-32 or Fig. IV-22).

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시뮬레이션 모형에 의한 온실의 열환경 분석 (Analysis of Greenhouse Thermal Environment by Model Simulation)

  • 서원명;윤용철
    • 생물환경조절학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.215-235
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    • 1996
  • 본 연구에서 수행한 Model 시뮬레이션에 의한 열환경 분석 기법은 지역별로 다양한 기상여건 하에서 대상온실의 난방 및 냉방부하를 보다 합리적으로 예측할 수 있을 뿐만 아니라 냉방이나 난방용 시스템의 결정을 비롯한 난방대책을 수립하고, 에너지 이용 전략의 수립이나 계절적인 작부계획 수립, 온실산업용 적지선정 등에 유익하게 활용될 수 있을 것이라 판단된다. 본 연구에서는 온실의 적극적인 환경조절 유형을 난방과 냉방의 두 가지로 대별하고, 난방 소요열량 산정을 비롯하여 야간의 보온 커튼효과, Heating Degree-Hour 산정 등 난방과 관련된 시뮬레이션은 동적 모형을 이용하여 시간별, 일별 및 월별로 검토하였으며, 환기를 비롯한 차광, 증발냉각시스템의 효과 분석은 정적모형을 이용하여 검토하였다. 특히 하절기 지하수와 같은 저온수를 직접 이용하거나 Heat Pump를 통하여 확보될 수 있는 저온수를 이용하여 온실의 피복면에 살수함으로서 확보할 수 있는 온실냉방효과를 검토하는 데는 1.2m$\times$2.4m 크기의 모형온실을 제작하여 기초실험을 수행함으로서 동절기의 수막시스템의 보온효과와 마찬가지로 하절기 냉방 효과를 거둘 수 있다는 가능성을 확인하였다. 본 연구에 활용된 온실의 수치 환경모형 중 난방관련 시뮬레이션용 동적 수치모형은 소기의 목적을 달성하는데 충분히 응용될 수 있는 이론모형이다. 이 이론모형이 범용성이 높은 것은 온실 내ㆍ외의 미기상 변화, 특히 난방이나 냉방이 본격적으로 요구되는 기간동안에 온도, 습도, 일사, 풍속 등의 미기상 인자들을 면밀하게 관찰하여 실측된 자료를 바탕으로 개발되었고, 다양한 자료에 의해 충분히 검정되었기 때문이다. 본 연구에서는 경남 진주지역의 어느 특정 기간(1987년)의 시간별 기상자료를 중심으로 온실의 열적 환경변화에 대한 수치모형 시뮬레이션을 실시하였으며, 아직 수치모형에 의한 시뮬레이션이 불가능한 일부 냉방효과를 검토하는 데는 모형 실험을 실시하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 주간과 야간의 설정온도를 달리하고 다단계 변온조절방식으로 시뮬레이션을 행한 결과 난방 소요열량은 난방 설정온도에 따라 현저한 차이를 보였다. 특히 주간 설정온도에 비하여 야간 설정온도가 난방 소요열량에 예민하게 영향을 미치므로 야간의 설정온도 결정에 신중을 기해야 할 것으로 판단된다. 2. 기존의 Heating Degree-Hour 자료는 평균 외기온을 중심으로 임의의 설정온도에 대하여 산정된 값이므로 난방 소요열량에 대한 상대적인 비교수단은 되나 고려되는 기상인자의 제한과 설정온도의 임의성 때문에 실용성이 부족하다. 따라서 본 연구에서 제시된 것처럼 온실 주변의 제반 미기상 인자나 경계조건이 반영됨은 물론 작물의 생육상태 및 구체적인 설정온도까지도 고려하는 동적 수치모형으로 시시각각으로 예측된 실내기온을 중심으로 재배기간 동안의 난방열량을 적산함이 합리적이라 판단된다. 기존의 MDH 자료로 난방 설계를 할 경우에는 지나치게 과잉설계 될 가능성이 있다. 3. 산정된 난방 소요열량은 물론 커튼의 보온성능도 월별 기상여건에 따라 현저한 차이를 보이며, 시뮬레이션에 이용된 커튼의 경우 높은 보온효과를 보임으로서 년 평균 50% 이상의 난방 에너지를 절감할 수 있으며, 동절기 3-4개월의 집중 난방기에 에너지가 크게 절감됨을 발견할 수 있다. 4. 고온기 환기성능은 온실의 구조, 기상조건, 작물의 생육상태 등에 따라 다소의 차이가 있으나 환기율에 의해 크게 좌우되며, 시뮬레이션에 이용된 두 가지 농가보급형 온실 모두 환기율의 증가에 따른 실내기온의 강하 효과가 환기율이 1회/min 정도를 넘어서면서 급격히 둔화되는 현상을 보인다. 이는 기존에 권장되고 있는 적정 환기율인 1회/min 전후의 환기 시스템을 갖추는 것이 합리적임을 확인해 준다. 5. 작물이 성숙된 유리온실에서 외기의 상대습도가 50%인 쾌청한 주간동안 연속적으로 1회/min로 환기를 시킬 경우 실내기온 36.5$^{\circ}C$의 대조구에 비한 온도강하는 50% 차광만 했을 시 2.6$^{\circ}C$이고 효율 80%의 Pad & Fan 시스템만 작동시 6.1$^{\circ}C$ 정도이며, 차광과 냉각시스템을 동시에 작동시는 약 8.6$^{\circ}C$로서 외기온보다 3.3$^{\circ}C$가 낮은 28$^{\circ}C$까지 실내온도를 낮출 수 있으나, 동일 조건하에서 외기의 상대습도가 80%로 높은 경우에는 Pad & Fan시스템에 의한 온도강하가 2.4$^{\circ}C$에 불과하여 50% 차광하에서도 외기온 이하로 실내온도를 낮출 수 없음을 알 수 있다. 6. 하절기 3개월(6/1-8/31)동안 Pad & Fan 시스템의 냉방효과($\Delta$T)는 설정된 작동 온도에 따라 다소 차이를 보일 것으로 예상되나 본 시뮬레이션에서 설정한 시스템의 작동 온도 27$^{\circ}C$에서 상대습도와의 상관관계는 대략 다음과 같았다: $\Delta$T= -0.077RH+7.7 7. 전형적인 하절기 주간기상 하에서 경시적 냉방효과를 분석한 결과 환기만으로는 실내기온을 외기온 보다 5$^{\circ}C$ 높게 유지하는 정도가 고작이고, 차광이나 증발식 냉방시스템 만으로는 작물이 성숙한 단계에서조차도 외기온 이하로 떨어뜨리기가 어려우나 차광과 아울러 증발식 냉방을 병행할 경우에는 작물상태에 따라 다소 차이는 있지만 실내기온을 외기온보다 2.0-2.3$^{\circ}C$ 낮게 유지할 수 있음을 발견할 수 있다. 8. 일사가 차단된 27.5-28.5$^{\circ}C$의 외기온하에서 6.5-8.5$^{\circ}C$의 냉수를 온실 바닥면적 1$m^2$당 1.3 liter/min의 유량으로 온실표면에 살수했을 때 실내기온을 외기온보다 1$0^{\circ}C$ 낮은 16.5-18.$0^{\circ}C$ 정도로 낮출 수 있었다. 앞으로 살수 수온(T$_{w}$ )이나 외기온(T$_{o}$ ) 뿐만아니라 살수율(Q)에 따라 온실기온 (T$_{g}$ )에 미치는 상관 관계 T$_{g}$ = f(T$_{w}$ , Q, T$_{o}$ )를 구명하여 지하수 자체 또는 Heat Pump를 이용한 지하수온 이하의 냉수로 온실냉방의 가능성을 구명하는 것이 앞으로의 과제이다.

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