• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2005년도 국제학술회의
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• pp.75-87
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• 2005

Remote sensing(RS)- and geographic information system(GIS)-based information management to measure and assess agri-environment schemes, and to quantify and map environment indicators for nature and land use, climate change, air, water and energy balance, waste and material flow is in high demand because it is very helpful in assisting decision making activities of farmers, government, researchers, and consumers. The versatility and ability of RS and GIS containing huge soil database to assess agricultural environment spatially and temporally at various spatial scales were investigated. Spectral and microwave observations were carried out to characterize crop variables and soil properties. Multiple sources RS data from ground sensors, airborne sensors, and also satellite sensors were collected and analyzed to extract features and land cover/use for soils, crops, and vegetation for support precision agriculture, soil/land suitability, soil property estimation, crop growth estimation, runoff potential estimation, irrigated and the estimation of flooded areas in paddy rice fields. RS and GIS play essential roles in a management and monitoring information system. Biosphere-atmosphere interection should also be further studied to improve synergistic modeling for environment and sustainability in agri-environment schemes.

• 한국환경생태학회지
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• 제24권6호
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• pp.772-780
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• 2010

왕우렁이(Pomacea canaliculata)는 1983년에 식용으로 일본에서 한국으로 도입된 외래종으로서, 농업에서 벼의 직파 논의 잠재적인 해충이다. 본 연구에서는 해충화되고 있는 왕우렁이의 생육특성과 충남 및 전북지역에서의 월동생태를 구명하였고, 또한 농수로에서 수생식물과 수질에 미치는 영향을 조사하였다. 자연수로에서 조사결과를 보면 왕우렁이가 높은 밀도로 서식하는 수로에서는 왕우렁이가 서식하지 않을 경우에 많았던 검정말, 붕어마름, 개구리밥, 좀개구리밥 등의 수생식물들이 발견되지 않았다. 폐쇄형 인공수조실험에서는 왕우렁이가 수생식물들을 먹이로 섭식하면서 이들 식물들을 제거하고, 수질 지표인 EC, COD, T-N 및 T-P을 높이는 것으로 나타났다.

• 한국물환경학회지
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• 제25권4호
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• pp.589-596
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• 2009

The spectroscopic characteristics and chemical oxygen demand (COD) oxidation efficiencies were investigated for dissolved organic matters (DOM) from diverse sources, which may indirectly affect the concentrations and the quality of DOM found in watersheds. The DOM investigated for this study showed a wide range of the percent distributions of refractory organic matter (R-OM) from 8 to 100%. Relatively high R-OM distributions were observed for the DOM with the source of head water, sediments, paddy soils, field soils, and treated sewage whereas the DOM from livestock waste, reed, weeds, algae, and attached algae exhibited lower R-OM percent distributions. The percent distribution of R-OM had positive correlations with specific UV absorbance (SUVA) and humidification indices (HIX) of DOM. The investigated DOM was classified into four different source groups (i.e., biota, vegetables, soils, sediments) by comparing the synchronous fluorescence spectra. The DOM group from biota source was characterized by a prominent presence of protein-like fluorescence (PLF) whereas fulvic-like fluorescence (FLF) was additionally observed for vegetable-source DOM. FLF became significant for the DOM from both soils and sediments although no PLF was found for soil-derived DOM. A range of COD oxidation efficiency was observed for the various DOM, ranging from 36 to 94% and from 65 to 125% for $COD_{Mn}$ and $COD_{Cr}$, respectively. The results indicate that $COD_{Cr}$ reflects the higher OM concentration than $COD_{Mn}$. However, 95% confidence intervals of the COD oxidation efficiencies were similar for the two types of COD, suggesting that $COD_{Cr}$ may not be the superior OM index to $COD_{Mn}$ in terms of the variability of the oxidation efficiency. No significant correlations were obtained between COD oxidation efficiencies and the spectroscopic characteristics of DOM for this study.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.463-463
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• 2011

농업은 다른 산업과 달리 원천적으로 기후 조건과 변화에 크게 좌우되는 분야로, 기후변화로 인한 영향에 가장 민감한 분야이다. 안정적이고 지속적인 농작물 생산을 위해서는 기후변화가 농업수자원에 미치는 영향에 대하여 정확히 파악하고, 이로 인해 발생할 수 있는 부정적 효과를 최소화하기 위한 연구가 필요하다. 즉 기온 상승, 강수량 및 강우강도 변화 및 일조시간의 변화 등의 기후변화에 따른 농업수자원에 미치는 영향에 대한 평가가 필요하다. 기후변화가 관개용수에 미치는 영향은 기온 상승과 강수량 증가로 크게 나누어 볼 수 있다. 기온상승은 증발산량 증가로 이어져 관개용수 증가의 원인이 된다. 강수량의 증가는 관개용수를 감소의 원인이 될 수 있지만, 계절별 강우 편차 및 강우 강도의 변화는 유효우량의 감소의 원인이 될 수 있다. 이는 관개기의 농업용수의 안정적 공급과 관리의 어려움이 예상되어 결과적으로 농업용수의 안정성을 위협받을 수도 있다. 즉, 전체 수자원에 큰 비중을 차지하고 있는 논벼의 순용수량에 있어서 기후변화가 미치는 영향에 대한 연구가 필요하다. 또한 농업용수개발과 수자원의 효율적인 관리계획 수립을 위해서는 기후변화에 따른 농업용수 수요분석이 이루어져야 한다. 따라서 본 연구에서는 기후변화 시나리오에 따른 순용수량을 산정하고, 이를 빈도분석하여 논벼의 수요량 변화를 분석하고자 하였다. 이를 위하여 이를 위하여 먼저 CGCM3.1 (Coupled Global Climate Model Ver. 3.1) 및 LARS-WG (Long Ashton Research Station Weather Generator)를 이용하여 2011년부터 2100년까지의 A1B, A2 및 B1 시나리오별로 기상자료를 생성하였다. 이를 바탕으로 물수지 방법을 이용하여 논에서의 순용수량을 산정하고, 한발기준 10년빈도 순용수량을 산정하여 논벼의 수요량을 분석하였다. 연구 결과는 향후 기후변화로 인한 농업용수 변화를 파악하고 전망함으로써, 추후 발생할 수 있는 부정적 효과를 최소화하기 위한 대응 전략 및 농업수자원 정책의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.488-488
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• 2021

본 연구에서는 논벼 이앙일수와 담수심의 변화가 논벼 수요량 산정에 미치는 영향을 분석해 보았다. 한국농어촌공사 관할지구인 금사, 중흥, 창평, 구성 지구를 대상으로 하여 2013년부터 2019년 기상자료를 활용하여 산정하였다. 이앙일수는 기존의 농업생산기반설계기준에서 제시한 일수 20일과 전국쌀전업농중앙연합회 소속 농업인을 대상으로 실시한 설문조사 결과를 기반으로 다양한 이앙기간을 적용하였다. 또한 담수심은 최소 0mm, 최대 100mm 범위에서 다양하게 적용해 보았다. 그 결과, 이앙기간이 길어질수록 이앙용수량이 증가하고, 궁극적으로 필지용수량과 논벼 수요량을 증가시켰다. 기존 설계기준인 20일의 이앙일수를 적용한 경우에 비해 이앙일수를 최대 51일 적용할 경우 필지용수량은 평균적으로 16.6 %, 논벼 수요량은 평균적으로 12.9 % 증가를 보였다. 이앙시기를 다르게 한 논벼 수요량과 현장의 농업용수 공급량을 비교 할 경우, 51일의 이앙기간을 적용한 논벼 수요량이 공급량과 가장 적은 차이를 나타내어, 이앙기간 51일이 실제 현장 여건을 가장 잘 반영하는 것으로 판단되었다. 담수심과 논벼 수요량과의 관계에서는 최소 담수심 증가는 수요량의 증가를 야기하였으며, 최대 담수심 증가는 수요량의 감소를 야기하였다. 통상적으로 필지에서 최소 담수심일 때 수요량이 발생하고, 최대 담수심일 때 유출량이 발생하는데, 논벼 생육기간동안 일별 담수심의 변화가 최소 담수심에 도달하여 수요량이 발생하는 일수가 최대 담수심에 도달하여 유출량이 발생하는 일수 보다 많기 때문에 발생된 결과로 사료된다. 따라서 논벼 생육기간 수요량이 크게 산정된 연도 일수록, 최소 담수심 변화가 수요량에 미치는 영향이 크게 나타났다. 결론적으로 이앙일수의 경우 농업현장을 기준으로 볼 때 기존 설계기준에서 제시하는 논벼 수요량은 실제로 소모되는 필요수량보다 작게 산정되는 것으로 파악되어 이앙일수를 현장여건에 부합되게 더 연장하여 적용하는 것이 필요하며, 담수심의 경우 기존의 설계기준보다 최소 담수심은 낮게, 최대 담수심은 높게 적용하는 것이 유효우량 산정에 적합할 것으로 사료된다. 또한 논벼 수요량 산정 결과의 신뢰도 향상을 위해 이앙시기, 담수심 조정 외에도 수로손실 및 침투인자 등에 대한 현장여건 반영도 필요할 것으로 사료된다.

• 한국환경농학회지
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• 제23권3호
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• pp.170-177
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• 2004

낙동강 물을 관개하여 벼를 재배하는 강 상류의 안동 풍산에서부터 하류의 부산 구포까지 7개 지역 논토양의 농업환경 특성을 1999년부터 2년간 비교 분석하였다. 토양의 중금속함량은 자연함량 안팎이었으며 가장 높았던 곳은 부산 강서 지역이었고 다음으로는 고령 성산 지역이었다. 그러나 현미중의 중금속은 자연함량 이하를 보였다. 토양의 화학성은 고령 성산지역과 부산 강서지역에서 높았는데, $1999{\sim}2000$년도의 영농 후 토양에서 고령은 pH ($5.9{\sim}6.1$), EC($0.8{\sim}0.9\;dS/m$), 유효인산($155{\sim}201\;mg/kg$), 치환성 칼슘($6.7{\sim}7.4\;cmol^+/kg$), 치환성 마그네슘($1.92{\sim}2.50\;cmol^+/kg)$, 치환성 칼리($0.18{\sim}0.21\;cmol^+/kg$)가 가장 높았고 부산에서는 유기물($23.0{\sim}29.1\;g/kg$), 총질소($1.6{\sim}1.8\;mg/kg$)가 가장 높았다. 낙동강 물의 관개수질과 토양화학성을 고려한 벼의 진단시비량은 질소의 경우 110 kg/ha를 기준으로 안동 21.4%, 상주 11.85, 구미지역에서 8.8% 정도 증시할 필요가 있었으나, 고령에서는 14.9%, 창녕은 4.6%, 밀양 하남은 4.55, 부산 강서지역은 11.5% 내외로 줄일 수 있을 것으로 분석되었다. 그리고 인산질 비료는 45 kg/ha 기준으로 창녕 도천에서만 18.9% 줄여 주고 다른 지역에서는 기본시비량인 30 kg/ha만 시용하여도 무방할 것으로 판단되었다. 논토양에 분포하는 세균과 사상균, 방선균, 중온성 Bacillus, 형광성 Pseudomonas, Biomass C는 유기물과 총 질소, 인산 등의 양분함유량이 많았던 고령 성산과 그 하류지역에서 높았다.

• 생태와환경
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• 제44권2호
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• pp.178-186
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• 2011

본 연구는 강우 시 농촌지역에서 강우유출수와 함께 하천으로 유입되는 비점오염물질의 유출특성을 파악하기 위해 수행되었다. 유량의 증감에 따른 수질항목의 상관관계는 SS, T-P, $COD_{Mn}$, BOD, TN의 순으로 상관성이 높은 것으로 나타났고, 강우량, 강우강도, 선행무강우일수에 따라 다양한 유출 특성을 보였다. 분석된 결과를 바탕으로 EMC와 SMC를 산정한 결과 SS, T-P는 강우사상에 따라 높은 EMC 농도변화를 보였고 산술평균농도와 EMC를 비교하였는데 대체적으로 EMC가 더 높은 것으로 나타나 유량의 증감에 영향이 있는 것으로 나타났으나 T-N의 경우 영향이 없는 것으로 보였다. 또, 초기유출 특성을 살펴보면 강우 후반부의 강한 강우강도로 인해 초기세척 개념을 적용시키기 어려운 3차 이벤트와 강우량이 적고 강우강도도 약했던 5차 이벤트를 제외한 다른 이벤트에서 초기세척효과가 관찰되었고 SS > T-P > BOD > $COD_{Mn}$ > T-N 순으로 뚜렷하게 나타났다. 그리고 초기세척비율 계산 결과, 초기 유출수의 30%에 가장 많은 오염부하가 발생하고 대부분 입자형태 즉, SS, T-P의 유출이 뚜렷하므로 저류지를 통해 초기 강우유출수의 비점오염물질을 제거하는 것이 바람직하다고 판단된다. 본 연구를 통해 분석된 결과를 바탕으로 비점오염물질의 유출특성에 대한 다양한 데이터베이스를 구축하여 향후 비점오염원을 체계적으로 관리함으로써 하천 수질을 개선하려는 노력이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제39권5호
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• pp.321-327
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• 2006

농업환경지표가 OECD 회원국간의 농업환경 비교와 이를 통한 농업환경 개선과 농업정책 수립에 대한 권고의 수단으로만 작용을 하지만 이것이 향후 통상 무역과 연계될 것은 추측 가능한 사실이다. OECD 농업환경지표를 우리나라에 그대로 적용했을 때 얻어진 지표 값이 우리나라의 농업환경을 사실대로 반영하지 못한다면 우리가 받을 피해는 미래에도 작용할 것이므로 이에 대한 새로운 제안을 통해 우리나라에 적합한 지표를 설정해야 한다. OECD에 의해 제안된 농업용수 사용 강도 지표는 논이나 밭에서 이용되거나 배수 유출되는 물의 특성을 모두 반영한 방법이 아니므로 몬순 기후지대에 속하는 한국에 적당하지 않다. 특히, 여름철 집중호우시기에 년 강우량의 2/3가 내리는 강우 특성은 이를 담수해 저장하는 능력을 가진 농경지의 수자원 보유능과 기타의 농업적 특성을 고려한 계산방법으로 농업용수를 산정해야 한다. 논의 경우 강우가 내리거나 관개가 되었을 때 담수나 침투를 통해 물을 지하로 배수해 지하수를 형성하거나 지표의 배수로나 하천을 통해 강이나 저수지로 상당량의 물을 흘려보내 다시 이용할 수 있도록 해준다. 즉, 농업용수로 계산되어 있는 물의 상당량은 다른 농경지나 생활용수 또는 공업용수나 하천 유지용수로 다시 이용된다. 따라서, 물 사용강도에 이용되는 농업용수는 농경지에서 소모되지 않고 지하수로 흘러 들어가거나 하천으로 유입되는 배출수를 고려하여 계산하는 것이 합리적이다. 이렇게 계산하면 22.9%(2001년)로 OECD 계산방법으로 얻어진 47%보다 24.1%가 낮아진다. 합리적인 농업용수 스트레스 지표를 산출하기 위해서는 각 나라마다 다른 나라와 강을 공유하고 있는지의 여부와 농업을 위한 주 취수원이 무엇인지를 살펴보아 그 나라에 적합한 스트레스 지표를 산출하도록 유도하는 것이 바람직할 것이다. 그러나, 실제 물에 대한 스트레스는 강우량, 수계별 수자원 부존량, 사용가능량, 농업용수 총공급수량, 환경 유지용수를 위한 기준 갈수량 확보 가능성, 농업용수 관리현황 및 저수율 분석, 수계별 농업용수 사용 가능량 및 기상 등이 복잡하게 작용할 것이므로 이 모든 인자들을 포함한 지표를 만들기는 쉬운 일이 아니다. 따라서, 우리나라는 OECD의 스트레스 지표와는 달리 환경 위해성 판단이 필요 없고, 계산이 복잡하지 않으며 우리의 환경에 적합하도록 주 취수원인 농업용 저수지의 저수율로 농업용수 스트레스 지표를 산정 했다. 농업용수 사용 기술적 효율지표는 작물의 재배 생리특성 및 이용특성과 지역마다 차이가 나는 기후의 특성을 반영하지 않은 계산의 결과이다. 그러므로 이러한 특성들을 반영하는 기술적 물 이용효율 지표를 만들기 위해서는 각 지역 또는 나라마다 작물별로 기준이 되는 물 소요량을 산정한 후 그 소요량에 대한 공급된 양의 비율로 WUTE를 결정하는 것이 합리적이다. 지역별, 작물별 특성을 포함해야 하는 농업용수 사용 경제적 효율 지표는 소비된 물을 분모로 삼아 계산에 이용하는 대신에 농업용수 사용 기술적 효율에서 제안한 각 지역 또는 나라마다 작물별로 기준이 되는 물 소요량을 산정한 후 그 소요량에 대한 공급된 양의 비율을 계산식의 분모에 적용하고, 벼의 경우는 생산물의 가격 대신에 지하수가 되는 양과 하천수가 되는 양에 대한 경제적 평가에 더해 논에 많은 양의 물이 관개됨으로서 발생하는 수변 생태계에 의한 환경유지 기능과 온도와 습도가 높은 한국의 기후 특성에서 전체 에너지 밸런스를 유지하는데 기여하는 관개수의 가치에 대한 평가와 더불어 생산물의 가격을 포함하는 것이 합리적일 것이다.