KCID VOL.21 No.2 ISSN 1225-8253(Print) ISSN 2383-5044(Online) 김일정 * 유갑상 ** 권형중 *** 김필식 **** 김선주 *****+ A Study on the Quantitative Analysis of Agricultural Water by Operating Water Level Monitoring Network Kim Iljung * Yoo Gabsang ** Kwon Hyungjoong *** Kim Philshik **** Kim Sunjoo *****+ ABSTRACT The objective of this study was to evaluate quantitative agricultural water by operating the monitoring network. For this purpose, the Musu agricultural reservoir and the downstream beneficial irrigation area was selected. Before the design of monitoring network, the irrigation water demand was estimated and the water supply from the reservoir was simulated. The water level monitoring facilities were equipped at various locations and operated to identify the irrigation water supply from reservoir. To measure the watershed inflow and the dead discharge through spillways during flood season, the automatic water level measuring instrument(slm-far15) was installed, and the same instrument were installed at irrigation canals. The return flow measuring instrument(sfm-500) was also installed for the same ends. With these monitoring data collected at these locations, it was found that the simulated water supply was different with the measured water supply. By the quantification of reservoir inflow, reservoir storage, unaccounted discharge flow, the amount of water supply could be identified for the water demand The water saving was from the reduction of water losses(in either via ditches or management loss, etc.) and return flow. keywords : Agricultural water, Water level monitoring network, Agricultural irrigation requirement, Quantitative analysis, Water saving Ⅰ. 서론 최근기후변화에의한한발및수해가빈번해지고, 물순환과정의변화로미래의이용가능한수자원의변동이예견 (Yang, 2007) 되고있으며, 신규수자원의개발과기존수리시설물의운영및유지관리에는이와같은기후변화에대응할수있는대안의개발이 요구되고있다. 하지만, 환경과생태보존문제로신규수자원개발이어려워짐에따라기존시설의활용성제고문제가논의되고있다. 따라서기존의수리시설에대해합리적인방법으로실제용수수요량과공급량을산정하여그결과를수자원개발과수리시설물의운영에이용해야한다. 농업용저수지에서의이수나치수를목 * 한국농어촌공사강원지역본부과장 (il999@ekr.or.kr) ** 아이에스테크놀로지대표이사 (gsyoo@istec.co.kr) *** 유일기연기술연구소책임연구원 (kwonhj@yooileng.co.kr) **** 건국대학교사회환경시스템공학과연구교수 (kimps@konkuk.ac.kr) ***** 건국대학교사회환경시스템공학과교수 (sunjoo@konkuk.ac.kr, Corresponding author) Received October 13 2014 Revised November 12 2014 Accepted November 17 2014
적으로유역의수문현상을파악하고자하는경우에있어정확한공급량및손실량추정은가장기초적이고중요한수문자료를제공한다 (Cho, 2003). 국내수자원현황은연강수량 1,283 mm로세계평균보다많지만, 좁은국토면적과높은인구밀도로 1 인당수자원강수량은세계평균의 12% 에지나지않아물부족국가로분류되고있다. 우리나라전국토의 70% 이상이산지로되어있어대부분의하천은길이가짧고경사가급해바다로빨리유출되어수자원확보의어려움이있고, 강우의계절적분포를보완하기위한수자원확보의중요성이더욱대두되고있다. 이러한물부족현상은심각한사회문제중하나로물부족문제를극복하는방법으로써공급확대와수요절감등이있으나, 새로운댐의건설을통한공급증대는댐적지부족, 환경보전욕구증대와같은문제로점점더어려워지고있어수요절감방법들이강하게요구되고있다. 선진국의경우수자원의통합관리가중요한해법임을인식하고, 이를지원하는범국가적기술개발에주력하고있는실정이며, 이를위해유역단위물관리의효율성과지속가능성및안전성을절실히요구하고있다. 국내의경우물관리기관의복잡성, 수자원실측자료부족및정량화기술이미흡하며, 이를해결하기위해서는유역의하천과저수지군을통합 관리하는기술개발과수자원부존량-사용량계측시설의시스템화가필요하다. 대규모의댐은설계당시운영기준이결정되지만, 소규모댐은평수기와홍수기를위한운영기준이없으며, 예비방류능력과수문조작기법에대한연구가부족한실정이다. 농업용수는현재대부분이소규모저수지에의존하고있는데, 농업용수이용량은 150억m3 /yr로이는하천유지수량을제외한전체물이용량 237억m3 /yr 의약 63% 에해당된다. 최근까지농업용수의이용은노후화된농업수리시설과관리기술부족등의원인으로그이용효율이낮은것으로조사됨에따라농업용수의이용효율을개선하기위해서는농업용수의용수수급특성을조사 분석하고, 이에대한개선방안의제시가필요하다. 이를위해서는농업용수의공급원인농촌유역에서강우에의한유출로나타나는강우-유출특성, 농업저수지와같은주요수원공에서의유입, 저류특성, 평야부관개지역에대한작물경종에따른시기별지역별관개특성으로구분할필요가있다. 또한, 이들의상호연계되어있는시스템에대한전반적인분석과평가를지속적으로수행해야한다. 물관리를위한계측자료의부족함과이론식의비현실성파악및무효방류량의계측필요성을파악하고, 수리시설에대해합리적인방법으로용수수요량을추정해공급량을산정하여, 그결과를수자원개발과수리시설물의운영등에이용하여야한다. 기존의연구에의하면, 농업용수특성은시기별, 연도별로상이하게나타나는경우가빈번하므로그에대한조사와분석은장기간에걸쳐서일관성있게실시하며농업용수의관개효율개선을포함한효율적인물관리연구를위해서시험지구의강우량, 유출량, 저수량, 관개량, 배수량등기초적인농업용수의현장자료를분석함으로써연구의질적인향상과더불어현장활용성을향상시킬수있다 (Shim et al. 2012; Lee, 2005; Kim et al, 2013; Nam et al., 2012; Nam et al., 2012; Ahn et al, 2004). 본연구는기존농업용저수지관개지구의물이용불확실성을줄이고농업용수수요 공급량의정량화를위하여유역부, 저수부, 평야부에걸쳐수위계측지점을구축 운영하고, 신뢰성있는계측자료를수 Korean National Committee on Irrigation and Drainage 139
김일정 유갑상 권형중 김필식 김선주 집하고농업용수물이용정량화기법을개발하고자한다. Ⅱ. 재료및방법 1. 대상지구본연구에서는농업용저수지관개지구의물이용불확실성을해소하고수요 공급량정량화및최적수문계측망구축기법을개발하였다. 농업용저수지를수원으로하며, 수문계측망이기설치되어있고, 추가적인수문계측망을구축한충청북도진천군내의무수저수지 ( 구구암저수지 ) 와그관개지구인금곡간선, 회죽간선을대상지구로선정하였으며, Fig. 1 은연구대상지구를나타낸다. 무수저수지는충청북도진천군광혜원면구암리에있는농업관개용저수지로서부는고도의구릉성산 지이며, 남부는진천군이월면과연속된진천평야의일부이다. 무수저수지제당형식은중심점토형이다. 제언의높이는 16.5m, 길이는 407m 이고, 홍수량은 78.8 m3 /s, 일류수심은 1.1m이다. 물넘이형식은측구식으로길이는 65m, 언체높이는 3.5m이다. 취수시설형식은박스형으로단면 1.2m, 연장 60m이다. 취수시설형식은취수탑으로취수량 0.60m3 /s, 연장 32.9m 이다. 유역면적은 857ha, 만수면적은 23.2ha, 홍수면적은 24.1ha, 수혜면적은 219ha이다. 신규개발면적은 239ha, 순관개면적은 239ha, 관개면적은 336ha, 구역면적은 336ha, 인가면적은 290ha, 준공면적은 336ha, 수리안전답면적은 284ha이다. 총저수량은 137만m2, 유효저수량은 132만m2이다. 만수위는 119m이고, 홍수위는 120m 이다. 무수저수지관리는한국농어촌공사진천지사에서관리하고있으며무수저수지의제원은 Table 1과같다. Fig. 1. Study Site 140
Table 1. Present Conditions of Musu Reservoir Musu reservoir Area(ha) Basin Area 857 Surfave Area 336 Reservoir Storage(1,000ton) Effective Storage 1,320 water level(m) Full Water Level 119 Flood Water Level 120 Water Level 119 Levee(m) Levee Length 407 Spillway Gutter Note Location Chungbuk Jincheon Management Agency Jincheon 무수저수지관개부는금곡간선과회죽간선평야부두간선으로나누어져있다. 회죽간선관개지구는약 236ha, 금곡간선관개지구는약 100ha 로무수저수지총관개면적은 336ha 이다. 관개지역별용수이용률현황으로는회죽간선관개지역평균이약 70%, 금곡간선관개지역평균약 75% 로나타났다. 간선별수로길이는회죽용수간선 3.05km, 금곡용수간선 4.05km이며, 하천길이는 3.5km이다. 2. 수위계측망구축및운영무수저수지유역의기존계측망은저수지취수탑 (R-1), 취수탑방수문에위치한회죽간선방수문 (H-1) 과금곡간선방수문 (K-1), 금곡간선금곡방수문 (K-3) 및회죽간선만듸방수문 (H-2) 에설치되어있다. 본연구는기존농업용저수지관개지구의물이용불확실성을해소하고, 농업용수량의정량화를위한것으로대상지구의기존수위계측망으로는정확한농업용수량의산정이불가능하다. 따라서대상지역의물관리현황의단점을보완하며, 물이용불확실 성을해소하고자유역부, 저수부및평야부에걸쳐수위계측지점을신설및운영하였다. 유역부는무수저수지내유입부계측장비의부재로유입량산정이불가능하며, 저수부는회죽 금곡간선시점부계측을통해용수사용량을파악할수있으나, 무효방류량은정량화하기에어려움이있는것으로나타난다. 평야부의경우금곡간선과금곡방수문에서계측이가능하지만, 중간분기점까지의용수사용량과금곡간선말단부의방류량파악은불가능하며, 회죽간선또한중간분기점까지용수사용량과말단부의방류량파악이불가능하였다. 기존계측기를통해정량적인물수지분석이불가능한것은아니지만, 정확성및신뢰도가매우떨어져 Fig. 2 및 Table 2와같이계측기를추가하여수위계측지점신설이필요한것으로판단되었다. 저수지여수로의무효방류량측정을위해서자동수위측정기 (SLM- FAR15) 를설치하였으며, 관개수로의공급량측정을위하여자동수위측정기 (SLM-FAR15) 및수로유량측정기 (SFM-500) 을설치하였다. Korean National Committee on Irrigation and Drainage 141
김일정 유갑상 권형중 김필식 김선주 Table 2. Monitoring Network Construction Area Gauge Monitoring No. Watershed Area Reservoir Inlet - Reservoir Inflow W-1 Intake Tower - Reservoir Water Level R-1 Reservoir Area Reservoir Spillway - Anaccount Outflow R-2 Hoejuk Line Discharge Gate - Initial Supply H-1 Geumgok Line Discharge Gate - Initial Supply K-1 Hoejuk Line Mandei Discharge Gate - Channel Flow H-2 Hoejuk Line Outlet - Return Flow H-3 Geumgok Line Junction - Channel Flow K-2 Irrigation Area Geumgok Line Geumgok Discharge Gate - Channel Flow K-3 Geumgok Line Outlet - Return Flow K-4 Geumgok Line Hoejuk Bridge Outlet - Return Flow W-2 Geumgok Line Sasan Bridge Outlet - Return Flow W-3 Fig. 2. Monitoring Network Construction 142
3. 농업용수정량화분석방법본연구의최종목표는농업용저수지를수원으로하는관개지구를대상으로물관리현황및수문계측현황에대한문제점을분석하고, 농업용수의정량화및물관리불확실성을해소하기위하여수위계측지점을구축 운영함으로써농업용수의정량화효과를평가하고자한다. 본연구는다음과같은연구내용및범위를포함하고있으며, Fig. 3과같다. 기존의농업용수정량화및수위계측지점규모결정, 농업용수외부효과분석연구동향을분석하여기존연구의문제점을고찰하고, 본연구의내용및범 위를설정하였다. 그리고한국농어촌공사진천지사에서관리하고있는무수저수지관개지구를대상으로지구의물관리현황및수문자료계측현황을파악하고, 관행적인자료계측에의한변동성및비정확성을고찰하였다. 또한, 대상지구를유역부, 저수부, 평야부로구분하고유입량계측을위한하천수위계, 여수로의무효방류량계측을위한초음파수위계, 평야부의물이용및손실을산정하기위한수로수위계, 하천으로의회귀수량계측을위한하천수위계를설치 운영하여수문계측망운영에의한계측자료를이용하여대상지구의물수지분석으로농업용수를정량화하였다. (a) Reservoir Inflow (b) Reservoir Volume Fig. 3. Methods for Agricultural Water Quantification Korean National Committee on Irrigation and Drainage 143
김일정 유갑상 권형중 김필식 김선주 Ⅲ. 결과및고찰 1. 저수지유입량산정기존의저수지유입량산정방법인 HOMWRS 모의에의한유입량과신설수위계측지점운영에의한계측유입량을비교 분석함으로써기존유입량산정방법의불확실성을고찰하고, 신설수위계측지점구축의필요성을제시하고자한다. 또한, 저수지유입량예측을위한기존의연구를분석함으로써예측의 불확실성과정확한유입량계측의필요성을고찰하고자한다. 저수지유입량예측을위한선행연구를살펴본결과, 예측모형의매개변수의불확실성혹은확률분석에의한불확실성등이내재되어있으며, 국한된지역에서개발되어범용적인적용의한계점등이나타나고있다 (Jang et al., 2005; Maeng et al., 2009). 국내약 18,000 개소의저수지의관리를위하여저수지수위및관개수로의수위계측을위한사업이진행되고있는바, 저수지운영을위한필수자료인저수 (a) Monthly Inflow (b) Yearly Inflow Fig. 4. Comparison of Simulated and Measured Inflow 144
Table 3. Monthly Inflow(1,000 ton) Monitoring Modeling Month 1-2 (1-2)/1 100 (%) 1 2 Jan-11 26.8 29.8-3.0-11.1 Feb-11 66.2 69.7-3.5-5.3 Mar-11 92.7 115.9-23.2-25.0 Apr-11 257.0 298.8-41.8-16.3 May-11 477.1 502.2-25.1-5.3 Jun-11 923.7 1,184.2-260.5-28.2 Jul-11 2,830.1 4,288.1-1,458.0-51.5 Aug-11 1,555.3 1,944.1-388.8-25.0 Sep-11 476.7 491.4-14.7-3.1 Oct-11 198.7 220.8-22.1-11.1 Nov-11 133.7 136.4-2.7-2.0 Dec-11 114.5 123.1-8.6-7.5 Jan-12 29.3 32.5-3.3-11.1 Feb-12 13.0 13.7-0.7-5.3 Mar-12 71.4 89.2-17.8-25.0 Apr-12 412.4 479.5-67.1-16.3 May-12 145.5 153.2-7.7-5.3 Jun-12 152.3 195.3-43.0-28.2 Jul-12 1,404.9 2,128.7-723.8-51.5 Aug-12 1,197.0 1,496.3-299.3-25.0 Sep-12 1,215.3 1,252.9-37.6-3.1 Oct-12 363.9 404.3-40.4-11.1 Nov-12 283.8 289.6-5.8-2.0 Dec-12 159.0 171.0-12.0-7.5 Jan-13 100.8 112.0-11.2-11.1 Feb-13 180.5 190.0-9.5-5.3 Mar-13 79.6 99.5-19.9-25.0 Apr-13 87.5 101.7-14.2-16.3 May-13 335.7 353.4-17.7-5.3 Jun-13 304.7 390.7-86.0-28.2 Jul-13 1,827.4 2,436.5-609.1-33.3 Aug-13 660.7 825.9-165.2-25.0 Sep-13 747.0 770.1-23.1-3.1 Oct-13 203.2 225.8-22.6-11.1 Nov-13 144.0 146.9-2.9-2.0 Dec-13 113.9 122.5-8.6-7.5 지유입량계측을위한사업이시급한실정이다. HOMWRS에서의저수지유입량산정은탱크모형을기반으로모의하고있는데, 농업용저수지설계 에적용하기위해소유역에적합하도록매개변수가보정되어있다. 따라서 1만 ha 이상의유역인경우에는소유역으로분할하여각각의유입량을산정하여 Korean National Committee on Irrigation and Drainage 145
김일정 유갑상 권형중 김필식 김선주 Table 4. Yearly Inflow(1,000 ton) Year Monitoring 1 Modeling 2 1-2 (1-2)/1 100 (%) 2011Year 7,152.4 9,404.5-2,252.1-31.5 2012Year 5,447.9 6,706.2-1,258.3-23.1 2013Year 4,785.0 5,775.0-990.0-20.7 Total 17,385.4 21,885.7-4,500.3-25.9 야하며, 소유역분할개수는 3개로제한되어있다. HOMWRS에의한모의유입량과신설수위계측지점운영에의한계측유입량과비교함으로써모의유입량의불확실성을고찰하고유입량정량화를위한계측의필요성을제시하고자한다. 모의및실측유입량을비교한결과, Table 4와같이모의유입량이 2011 년도에는약 32%, 2012 년도에는약 23%, 2013 년도에는약 21% 로실측유입량보다과다산정되었으며, 전체모의기간에걸쳐평균 26% 가량많이산정되어있다. 실측치에비하여모의치가과다산정되는원인은 HOMWRS에서유입량산정에사용되는 DIROM 모형의매개변수가우리나라농업용저수지소유역에범용적으로적용할수있도록보정되어있어, 특정지역의지형및수문특성을고려하지못하는것으로사료된다. 즉, 3단탱크모형에서각탱크의물꼬높이, 침투계수등의매개변수가소유역의토지피복비율즉, 유역내의논, 밭, 산림등의면적비율에의해자동으로보정되므로지형의경사, 토양특성, 강우발생형태등지역적인특성을고려하지못하기때문이다. 이와같이전형적인유입량산정방법에서는모형의매개변수불확실성으로인하여모의에의한유입량이실측치에비해과다산정되고있으며, 특히 10 월부터다음해 3월까지의비관개시기보다는 4월부터 9월까지의관개시기에큰차이를보이고있어필 요수량에적합한관개용수량을산정하고, 효율적인저수지운영을위해서는유입량실측을위한신설수위계측지점구축의필요성이시급한실정이다. 2. 저수지저수량산정신설수위계측지점운영에의한저수지저수량의정량화를고찰하기위하여물수지분석을위한계측자료없이 HOMWRS 모형을이용한대상지구의기존저수량추정값과계측유입량, 공급량, 무효방류량을이용하여물수지분석에의하여산정된저수량값과비교함으로써저수지저수량의정량화효과에대한신설수위계측지점운영의효율성을분석하고자한다. 또한, 기존의저수량추정연구를분석함으로서정량적인계측없이저수량을추정하는방법에대한불확실성을고찰하고자한다. 저수지저수량산정에관련된기존의연구를살펴본결과, 농업용저수지의정확한저수량추정은저수지운영에매우중요한요소이며, 정확한저수량을산정하기위해서는저수지유립량, 관개를위한공급량, 무효방류량의계측이필요함을언급하고있다 (Jang et al., 2011). 모의에의한저수량과실측유입량, 공급량, 무효방류량을이용하여산정된저수량을비교 분석하여신설수위계측지점구축의필요성을제시하고자한다. 146
전체모의기간동안모의공급량은실측공급량에비하여과소산정되고, 모의무효방류량은실측무효방류량에비하여다소많게산정되는경향을나타내고있다. 실측공급량이모의공급량보다평균 2.4배많게실측되었는데, 이는정확한실측없이총관리손실및하천유지유량을고려한관행적인물공급형태가과잉공급의원인으로사료된다. 실측무효방류 량은모의무효방류량보다평균 28% 가량적게실측되었는데, 이는관행적인과잉물공급형태가저수량의감소를초래한것으로판단된다. 전체모의기간에걸쳐비관개기에는실측저수량과모의저수량의편차가 1% 이하로미세한차이를보이고있으며, 4월부터 9월까지의관개기에서는실측저수량이모의저수량보다평균 2.3% 적게실측되 (a) Monthly Supply (b) Yearly Supply Fig. 5. Comparison of Simulated and Measured Irrigation Supply Korean National Committee on Irrigation and Drainage 147
김일정 유갑상 권형중 김필식 김선주 어약 4만톤이상의차이를보이고있다. 모의저수량이실측값을이용하여산정된저수량보다다소많게추정되는원인은저수지물수지분석의가장중요한요소인저수지유입량, 관개용수량, 무효방류량의추정값이실측값과상이하게모의되기때문이다. 즉, 유역으로부터의유입량이신설수위계측지점운영으로계측된유입량보다과다산정되 고, 관개용수량은수혜지역의필요수량과동일한값으로산정되기때문에실제관개용수량보다과소산정되어모의저수량이과다산정되고있다. 특히, 비관개시기보다관개시기에더욱과다산정되는경향을보이고있어효율적인저수지운영을위해서는수위계측시급함을확인하였다. (a) Monthly Spillway Outflow (b) Yearly Spillway Outflow Fig. 6. Comparison of Simulated and Measured Spillway Outflow 148
3. 농업용수량산정대상지구의수위계측망운영에의하여유입량, 공급량, 무효방류량, 저수지저수량등의정량적인산정이가능하였고, 이를이용하여관개지구내의실제용수이용량인조용수량및손실수량, 회귀수량을산정하였다. 수위계측지점운영이전에는전형적인물공 급이외에관개지구내에서의용수이용량이나하천으로회귀되는수량의파악이불가능하였으나, 수위계측망운영을통하여관개지구내에서의조용수량및손실수량, 회귀수량의산정이가능하였다. Fig. 8 은대상지구의수위계측지점구축모식도이다. 관개지구내에서실제로소비되는조용수량은작물의소비수량인순용수량과손실수량의합을의미 (a) Monthly Reservoir Volume (b) Yearly Reservoir Volume Fig. 7. Comparison of Simulated and Measured Reservoir Volume Korean National Committee on Irrigation and Drainage 149
김일정 유갑상 권형중 김필식 김선주 하는데, 각간선의유입부공급량에서말단부유량을감하여산정이가능하고, 손실수량은산정된조용수량에서순용수량을감하여산정할수있다. 여기서작물이소비하는순용수량은현실적으로실측이불가능하므로모의에의한필요수량을순용수량으로사용하였다. 회귀수량은강우가없고물관리가안정된시기의지표배수량만을혹은지표배수량과심층침투량의합등으로정의할수있으나, 본연구에서는지표배수량과심층침투량의합으로정의하기로한다. 지표배수량은비교적빨리하천으로회귀하는양으로논두렁을통하여비교적빨리유출하는논두렁침투량을포함하고있으며, 신속회귀수량에해당한다. 심층침투량은논아래로심층침투하여오랜시간을걸쳐하천으로회귀하는수량으로, 지연회귀수량에해당한다. 즉, 회귀수량은신속회귀수량과지연회귀수량의합으로용수량중관개지구내에서증발산으로소비되 는수량을제외한양이다. 신속회귀율은수위계측지점운영을통하여관개수로유입부의공급량과말단부의유량을측정함으로서산정이가능하였다. 지연회귀율의산정을위해서는대상지구의토성, 감수심, 침투량, 증발산량등다양한인자들이필요한데이러한인자들은현실적으로실측이어려운실정이므로모의에의한추정및문헌조사에의하여산정하였다. 수위계측망운영을통하여실측된공급량, 관개수로유입부및말단부유량을이용하여대상지구의조용수량및손실수량을산정한결과, 조용수량은공급량의약 73% 로산정되었고, 손실율은평균 46% 로나타났다. 2011 년도에는조용수량 5백41만톤, 손실수량 2백58만톤으로산정되었고, 2012 년도에는조용수량 5백59만톤, 손실수량 2백37만톤, 2013 년도에는조용수량 5백53만톤, 손실수량 2백62만톤으로평균조용수량은 5백51만톤, 손실수량은 2백 Fig. 8. Schematic Diagram of Monitoring Network 150
Table 5. Yearly Gross Duty and Loss of Water(1,000 ton) Year Gross Duty Loss Loss Rate(%) 2011Year 5,414.5 2,583.1 47.7 2012Year 5,592.5 2,374.3 42.5 2013Year 5,526.2 2,618.7 47.4 Average 5,511.1 2,525.4 45.8 53만톤으로산정되었다. 농업생산기반설계기준 (Ministry og Agriculture Food and Rural Affairs, 2002) 에의하면관개수로의손실을약 15%, 관리손실율을약 11% 로적용하여용수손실율을 26% 정도로추정하고있는데, 대상지구의손실율은 46% 로설계기준보다 20% 이상높게산정되었다. 이러한이유는대상지구의각간 선중간부에하천으로방류하기위한방수문이있는데, 과잉공급이될경우공급량을조절하지않고방수문을개방하여하천으로방류하고있어관리손실율이설계기준보다높은것으로판단된다. 회귀수량산정결과신속회귀율이평균 28.4%, 지연회귀율이 24.3% 로산정되었고, 공급량이가장많은 6월과 7월에회귀수량이약 100만톤에이르고, Fig. 9. Calculation of Agricultural Water Use(May) Korean National Committee on Irrigation and Drainage 151
김일정 유갑상 권형중 김필식 김선주 Table 6. Monthly Return Water(1,000 ton) M Irrigation Drainge Return Rate Return Infiltration K-1 H-1 Tatal K-4 H-3 Total (%) Discharge Apr 147 356 503 26 62 88 87 34.8 175.3 May 545 1,144 1,689 173 228 401 358 44.9 759.0 Jun 550 1,287 1,837 146 361 507 492 54.4 999.0 Jul 463 1,087 1,550 168 405 573 426 64.5 998.8 Aug 486 1,095 1,581 136 322 458 419 55.5 876.8 Sep 210 326 536 62 96 158 85 45.2 242.7 Total 2,400 5,295 7,695 711 1,474 2,184 1,867 52.6 4051.4 Table 7. Calculation of Agricultural Water Based on Monitoring Network(1,000 ton) Agricultural water Annual Agriculture Water(1,000ton) 4월 5월 6월 7월 8월 9월 Inlet 252.3 319.5 460.3 2,020.8 1,137.7 813.0 Reservoir Volume 1,337.0 1,279.1 635.3 1,071.0 1,213.7 1,241.1 Spillway Outflow 215.2 197.4 10.7 1,081.7 450.7 343.0 Supply 487.3 1,630.4 1,778.4 1,499.9 1,528.7 513.9 Gross Duty 414.8 1,287.7 1,330.3 976.6 1,123.0 378.7 Net Duty 37.2 277.7 1,073.4 580.0 740.0 277.4 Loss 377.6 1,010.0 256.9 396.6 383.0 101.2 Total Return 175.3 759.0 999.0 998.8 876.8 242.7 4월과 5월에는각각 18만톤과 24만톤으로산정되었다. 회귀율을살펴보면회귀수량이상대적으로많이산정된 5월과 6월에각각 55% 와 65% 로산정되었고, 회귀수량이상대적으로적은 4월과 5월에각각 35% 와 45% 를나타내고있다. Ⅳ. 결론 본연구에서는논관개지구에서수위계측망운영을통하여농업용수량의정량적인산정이가능하였다. 유입량의경우에는기존의모의유입량이실측유입량보다과다산정되는것을확인하였으며, 이로인하여저수량및무효방류량의모의값이실측값에비 하여과다산정되고있었다. 월별산정된농업용수량을살펴보면, 손실율의경우 10% 부터 90% 까지월별로다양한손실율을나타내고있는데, 이는수로의노후화로인한침투손실이나송수손실등이아니라대부분관리손실임을알수있다. 즉, 대상지구의간선수로중간부에공급량조절을위한방수문이설치되어있으며과잉공급이발생할경우초기공급량을조절하지않고방수문을통하여하천으로방류하고있는실정이다. 회귀수량의경우, 농업생산기반설계기준 (Ministry og Agriculture Food and Rural Affairs, 2002) 에의하면농업용저수지는대상하천의갈수량을기준으로하천유지용수를공급하도록명시하고 152
있는데, 구암천의갈수량과무수저수지의공급량및무효방류량을고려할때 10% 를초과하는회귀수량은용수절감이가능하다. 이와같이수위계측망의운영을통하여손실수량과회귀수량의정확한산정이가능하여수로의유지보수로인한손실수량의절감및회귀수량절감을통하여용수절감이가능할수있다. 본연구로인해기존농업용저수지관개지구의물이용불확실성을줄이고, 신뢰성있는계측자료수집이가능해농업용수의현장자료를정량적으로분석함으로써현장활용성이확대될것으로판단된다. 사사 본연구는아이에스테크놀로지 ( 주 ) 에서지원한 통합수자원관리시스템개발 연구의일환으로수행되었습니다. References 1. Ahn Tae jin, Cho, Dong Ho, Lee, Sang Ho, Choi, Gye Woon, Yoon, Yong Nam, 2004, Evaluation of the effective storage of existing agricultural reservoir, Journal of the Korea Water Resources Association, 37(5), pp. 353-361. 2. Cho, Ju Hyun, 2003, Analysis of hydrologic characteristics and water resources use pattern of agriculture reservoir, Master s thesis, Graduate School, Chonnam National University. 3. Jang, Min Won, Lee, Hyeon Jeong, Kim, Yi Hyun, Hong, Suk Young, 2011, Applicability of satellite SAR imagery for estimating reservoir storage, Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, 53(6), pp. 7-16. 4. Jang, Su Hyung, 2006, Establishment of operation and management system for a reservoir with flood control purpose, Doctorate thesis, Graduate School, Korea University. 5. Kim, Phil Shik, Kim, Sun Joo, Kwon, Hyung Joong, Choi, Gyu Hoon, 2013, A study on enhancement of water balance analysis with operating of agricultural water monitoring network, Journal of the KCID, 20(2), pp. 32-41. 6. Lee, Yong Jig, 2005, An Investigation study for the estimation of irrigation water requirement in paddy land. Doctorate thesis, Graduate School, Konkuk University. 7. Maeng, Seung Jin, Hwang, Ju Ha, Shi, Qiang, 2009, Estimation of reservoir inflow using frequency analysis, Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers, 51(3), pp. 53-62. 8. Ministry of Agriculture Food and Rural Affairs, 2002, Agricultural Design Standards. 9. Nam, Won Ho, Kim, Tae Gon, Choi, Jin Yong, Lee, Jeong Jae, 2012, Vulnerability assessment of water supply in agricultural reservoir utilizing probability distribution and reliability analysis methods, Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers, 54(2), pp. 37-46. 10. Nam, Won Ho, Kim, Tae Gon, Choi, Jin Yong, Kim, Han Joong, 2012, Evaluation of irrigation vulnerability characteristic curves in agricultural reservoir, Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers, 54(6), pp. 39-44. Korean National Committee on Irrigation and Drainage 153
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