농촌유역 농경지 침수 위험도 산정 범용모형 개발

전상민 ( Sang Min Jun ),황순호 ( Soon Ho Hwang ),김계웅 ( Kyeung Kim ),류정훈 ( Jeong Hoon Ryu ),이경도 ( Kyungdo Lee ),강문성 ( Moon Seong Kang ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-

최근 기후변화로 인해 국지성 호우 등 이상기후의 발생이 증가하고 있으며, 이에 따른 농촌 지역의 홍수피해가 발생하고 있다. 1998년-2010년간 농경지 침수 피해 면적은 총 467,998 ha, 농경지 침수/유실/매몰을 합한 피해액은 약 9,208억원에 달했다. 농경지 침수에 의한 피해를 최소화하기 위해서는 모델링에 의한 정확한 피해 예측 및 대책마련이 선행되어야 한다. 침수해석에 사용되는 기존 수리모형은 농경지에 적용하기에는 구축 및 적용에 많은 시간과 비용이 필요하며, 배수지연 등 농경지의 침수 기작을 반영하기 어려운 한계가 있다. 따라서, 기존의 침수 해석 모형에 비해 구축 및 적용이 간편하며, 일정 수준 이상의 정확성을 가지는 농경지 침수해석 모형을 개발할 필요가 있다. 본 연구에서는 농경지 침수해석을 위한 범용모형을 개발하고, 대상유역의 수위 모의를 통해 적용성을 검토하고자 한다. 범용모형은 강우-유출 모듈, 농경지 배수 모듈, 하천수위 해석 모듈 및 침수 해석 모듈로 구성하였다. 강우-유출 모듈은 단위도 방법을 사용하여 홍수량을 모의하며, 홍수량은 하천수위 해석 모듈의 입력자료로 사용된다. 농경지 배수 모듈은 시간단위 물수지식을 이용하여 배수지연을 고려한 농경지 수위 (내수위) 및 배수량를 모의하도록 구성하였다. 하천수위 해석 모듈은 HEC-RAS 모형을 사용하여 하천수위 (외수위)를 모의하며, 농경지 배수 모듈 및 하천수위 해석 모듈의 모의 결과는 침수 해석 모듈의 입력자료로 사용된다. 침수 해석 모듈에서는 농경지 수위 및 하천수위 해석 결과를 비교하여 최종적으로 농경지 수위를 모의하며, 배수펌프 등 농경지 수리구조물에 의한 강제배수를 적용할 수 있도록 구성하였다. 본 연구에서 개발한 농경지 침수해석 범용모형은 향후 배수개선사업 등 농촌 지역의 침수 피해 감소를 위한 대책마련에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

배수조건을 고려한 농경지 배수 모의 모형 구축

곽지혜 ( Jihye Kwak ),김지혜 ( Jihye Kim ),강문성 ( Moon Seong Kang ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

최근 기후변화로 농촌 유역, 특히 농촌 유역의 하류부에 위치한 농경지의 침수 피해가 증가함에 따라 적절한 농경지 침수 방지 대책 마련이 필요하다. 농경지 침수 관리 대책 수립을 위해서는 모델링을 통한 정확한 홍수·침수 피해 예측이 선행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 외수위 조건과 농경지 홍수 유입량, 농경지 내용적 및 배수시설 제원을 바탕으로 농경지 내 수위 및 저류량을 추정하는 농경지 배수 모의 모형을 구축하였다. 또한, 현실적인 배수조건 마련을 위하여 배수문 종류별 배제량 산정 알고리즘 및 펌프의 유입량 배제 알고리즘을 Python 환경에 구현하였다. 본 연구에서 구축한 농경지 배수 모의 모형은 인양비, 자동비, 암거 등의 배수문 종류에 따른 농경지 배수 모의가 가능하며 펌프 작동 여부 설정이 가능하다. 농경지 저류량 산정 시 유입량과 배제량, 저류량으로 구성된 물수지 방정식이 활용되었으며, 수문과 펌프가 함께 있는 농경지의 경우 펌프 작동을 최소화하기 위해 유입량을 수문 배제량으로 우선 할당하되 농경지 목표 수위에 도달하지 못한 경우 유입 잔여량이 펌프배제량으로 할당되도록 설정하였다. 본 연구에서는 개념적 접근을 통해 농경지 배수갑문 종류에 따라 배수조건을 다르게 설정하여 농경지 배수 모의 모형을 구축하였다. 본 연구에서 개발한 농경지 배수 모의 모형은 농촌 유역에 간편하게 적용하는 것이 가능할 것으로 사료되며 다양한 수리·수문 모형과 결합함으로써 농촌 유역의 홍수 및 침수 해석에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

자연적 원인에 의한 중금속 오염 농경지의 합리적 관리방안 마련

황상일 ( Sangil Hwang ),명수정 ( Soojeong Myeong ),한양수 ( Yangsoo Han ) 한국환경연구원 2017 수시연구보고서 Vol.2017 No.-

인위적 원인에 의한 농경지 토양의 중금속 오염과 달리 자연적 원인에 의한 농경지 토양의 중금속 오염은 적절한 관리체계 없이 방치되고 있으며, 점차 늘어나는 추세이다. 본 연구에서는 자연적 원인에 의한 중금속 오염 농경지 토양을 합리적이며 체계적으로 관리하기 위한 목적으로, 국내외 농경지 토양의 관리 현황을 살펴보고 관련 제도를 분석하여 자연적 원인에 의한 중금속 오염 농경지 토양의 관리체계 개선(안)을 제안함으로써 향후 농경지 토양의 중금속 오염 관리 및 대응에 기여하고자 한다. 우선, 인위적 혹은 자연적 원인에 의한 농경지 토양오염의 정의를 살펴보고, 국내외 주요자연적 원인에 의한 농경지 토양의 오염 사례를 위주로 현황을 조사하며 오염된 농경지 토양의 관리를 위한 법·제도 등을 분석하였다. 이와 함께 국내 관련 법·제도 중 자연적 원인에 의한 중금속 오염 농경지 토양을 관리하기 위한 현행 「토양환경보전법」, 「농지법」, 그리고 「광산피해방지법」 등의 문제점을 파악하고, 이를 보완하기 위한 개선방안을 마련하였다. 첫째, 자연적 원인에 의한 중금속 오염 농경지 토양 관리를 위한 법·제도 개선방안으로 1) 「토양환경보전법」상 적용제외 조항 삭제, 2) 자연적 원인 판단에 대한 지침 마련, 3)농경지 토양오염에 대한 위해관리체계 및 방법 추가, 4) 자연적 원인의 농경지 토양오염에 대한 정화책임 명시, 5) 자연적 원인에 의한 농경지 토양오염에 대한 재정지원, 그리고 6)자연적 원인에 의한 토양오염의 명확한 법적 정의 규정 등을 제안하고자 한다. 둘째, 일반적인 농경지 토양오염 관리를 위한 법·제도 개선방안으로 1) 「토양환경보전법」의 농경지와 「농지법」의 농지에 대한 규정 변경, 2) 「토양환경보전법」의 1지역 기준 적용의 적정성 여부 판단, 3) 농경지로의 오염물질 유입 방지 규정 신설, 4) 농경지 토양오염 상시 감시체계 구축 및 시행, 그리고 5) 농경지 토양오염 위해관리기술 개발 등을 제안하고자 한다. 상기 두 방향의 법·제도 개선 방안에 따라 자연적 원인에 의한 중금속 오염 농경지에 대한 체계적인 관리체계를 마련한다면, 먹거리 생산 토대 중 하나인 농경지 토양과 국토를 보전할 뿐만 아니라 나아가서 국민 건강 증진에 기여할 것으로 사료된다. Unlike the heavy-metal contaminated agricultural soils by anthropogenic source, the heavy-metal contaminated agricultural soils by natural causes are being neglected without a proper management system, and the trend is under increasing. In this study, we would like to contribute to the future management of heavy-metal contaminated agricultural soils by proposing an advanced management of contaminated agricultural soils after reviewing the current systems in both domestic and international cases in order to provide a systematic management of heavy metal contaminated agricultural land by natural causes. First of all, the definition of contaminated agricultural soils by anthropogenic or natural causes was reviewed, and the case studies were presented with the current status of contaminated agricultural soils by major natural causes in Korea and foreign countries, Moreover, laws and systems for the management of contaminated agricultural soils were further investigated. In addition, problems in the current law and regulations regarding the heavy-metal contaminated agricultural soils by natural causes such as 「Soil Environmental Conservation Act」, the 「Agricultural Land Act, and the 「 Law on Prevention and Their Restoration of Mining Damages」have been reviewed, and improvement efforts have been made. First, In order to improve the law and system for heavy-metal contaminated agricultural soils management by natural causes, we suggest 1) A removal of the application exemption under the 「Soil Environmental Conservation Act」, 2) A preparation of guidelines for the decision between the two causes (anthropogenic and natural), 3) An addition of risk management system and method for contamination of agricultural soils, 4) A clear statement of responsibility for the cleanup on heavy-metal contaminated agricultural soils by natural causes, 5) A financial support for heavy-metal contaminated agricultural soils by natural causes, 6) A clear regulatory definition of the heavy-metal contaminated soils by natural causes. Second, In order to improve the law and system for general agricultural soil contamination management, we suggest 1) A change of the existing regulation on the agricultural soil of the 「Soil Environmental Conservation Act」 and the agricultural land of the 「Agricultural Land Act」, 2) A determination of appropriateness of application of the region 1 on 「Soil Environmental Conservation Act」, 3) An establishment of a new regulation to prevent an inflow of contaminants into agricultural soils, 4) An establishment and enforcement of a real time monitoring system for contamination of agricultural soils, 5) A development of new techniques for the risk management system of agricultural soils. Based on the systematic management of heavy-metal contaminated agricultural soils by natural causes with the aforementioned two ways of both law and system improvement, it would be expected to contribute not only to the preservation of the land and agricultural soils, which is a resource base of food production, but also to the improvement of public health.

강우의 시간분포에 따른 농경지 침수 확률 분석

이현지 ( Hyunji Lee ),강문성 ( Moon Seong Kang ),김지혜 ( Jihye Kim ),김석현 ( Seokhyeon Kim ),곽지혜 ( Jihye Kwak ),김시내 ( Sinae Kim ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

기후변화가 발생함에 따라 국지성 호우 등과 같은 극한기상의 빈도가 증가하였으며 이에 따라 자연재해의 빈도 및 강도가 증가하였다. 이로 인해 농경지의 침수 발생빈도가 증가하고 침수피해도 더 커질 것으로 예상된다. 이에 따라 농경지 침수 예측을 통한 농경지 침수 피해 저감 대책이 필요한 실정이다. 관측강우를 이용하여 침수 예측을 하는 경우엔 강우에 대한 유역 반응이 빠른 지역은 침수에 대한 대비가 불가능하다. 농경지의 선제적 침수 대책 마련을 위해서는 예보강우를 통한 침수 예측이 필수적이다. 예보강우를 침수 분석에 이용하기 위해서는 1시간 이하 단위의 강우자료가 필요하다. 이를 위해 1시간 초과 단위 예보강우의 시간분포 상세화 과정이 필수적이다. 강우의 시간분포에 따라 침수 모의 결과가 크게 달라지므로 통계적 기법을 이용한 예보강우의 시간분포 해석 및 시간분포에 따른 농경지 침수 확률 분석이 필요하다. 한편 2021년 6월 30일부터 기상청에서 1시간 단위 예보강우를 제공하고 있다. 본 연구에서는 (구)단기예보와 (신)단기예보 강우 사이의 관계를 분석하고 예보강우의 시간분포에 따른 농경지 침수 확률을 분석하고자 한다. 예보강우의 시간분포에 따른 농경지 침수확률을 분석하기 위해 예보강우를 통계학적 강우 시간 분해 모형인 Multiplicative Random Cascade (MRC) 모형을 이용하여 1시간 단위로 분해하여 1000개의 모의강우를 생성하고, 이를 이용하여 유역 유출량 산정, 하천 수위 모의를 하였다. 이후 GATE2018 모형(현 K-HAS)을 활용하여 농경지 침수 분석을 수행하고 배수시설물 운영에 따른 농경지 침수 확률을 산정하여 그 결과를 비교·분석하였다. 강우의 시간분포와 배수시설물의 운영에 따라 농경지의 침수 확률이 달라지는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 개발한 침수 확률 산정 기법은 농경지 배수시설물 운영 의사결정에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

농경지 면적 감소에 따른 온실가스 배출량 산정

박성진(Seong Jin Park),김성헌(Seong Heon Kim),심재홍(Jae Hong Shim),이윤혜(Yun Hae Lee),권순익(Soon Ik Kwon) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11

토양은 대기 중 탄소의 2-3배를 가지고 있으며 동시에 가둬둘 수 있는 능력을 가지고 있어 중요한 온실가스 감축 수단으로 인정받고 있다(IPCC, 2006). 반면, 토양 내 탄소를 잃으면 손실량 만큼을 그대로 온실가스 배출량으로 산정하는 체계가 국가 온실가스 인벤토리 산정 방법이다(국가온실가스 인벤토리 2020). 특히, 토지이용의 종류(농경지, 산림지, 초지, 습지, 정주지, 기타토지)에 따라 토양 탄소 저장량에 미치는 영향이 다르며 면적의 증·감은 탄소 저장고의 증·감과 직결 된다. 본 연구에서는 IPCC와 국가온실가스 산정 지침에 따라 국내 농경지의 토양탄소 축적변화량과 이에 기인한 온실가스 배출량을 산정하고자 하였다. 농경지는 ‘유지된 농경지’에서의 탄소 증감량, ‘전용된 농경지’에서 농경지 면적 변화에 의한 증감을 종합해 산정된다. 다만 Tier 1 수준의 산정방법에서는 ‘유지된 농경지’의 ‘탄소축적 변화계수’가 동일한 값으로 적용되 증감량을 평가하지 않는다. ‘전용된 농경지’는 농경지 면적의 증감이 온실가스 배출량을 결정하며 세부 항목으로 논, 밭, 과수와 세세부 항목으로 토양형(사질, 저활성점토, 화산회토)로 나누어 산정한다. 농경지 면적은 통계청의 ‘농업면적조사’의 전국 도별 논, 밭 면적에서 과수 항목을 빼내어 논, 밭, 과수로 구분하고 농촌진흥청의 ‘토양분류 및 해설’과 ‘토양도’의 분포 면적을 이용하여 토양형(Soil type)을 세 분류하였다. 토양 탄소 기본계수는 저활성 점토, 사질토, 화산회토별로 IPCC Tier 1 기본계수인 63, 34, 80 C ha<SUP>-1</SUP>을 적용하였고 축적변화계수로는 유기물 투입계수 1.0(논, 밭, 과수)를, 경운 계수는 1.0(논, 밭), 1.16(과수)를 이용하였고 작부체계 계수는 1.1(논), 밭(0.71), 과수(0.71)을 적용하였다. 통계자료를 활용할 수 있는 가장 최근 연도인 2019년 기준 우리나라 국내 농경지 면적 감소를 통한 토양 탄소 저장고의 총 손실량은 약 4,057 Gg·CO₂-eq 로 산정되어 2018년 산정값 대비 49 Gg·CO₂-eq이 증가하였다. 탄소 중립과 온실가스 감축 목표 달성을 위해 토양탄소 축적량 산정과 관련된 국가 고유 계수 개발이 시급하고 이를 통해 온실가스 흡수원을 정확히 평가하는 연구가 필요한 시점이다.

2021년 경북지역 산업단지 인근 농경지 중금속 오염도 조사

이미나(Mina Lee),Chaw su Lwin,이금아(Keum-ah Lee),이남희(Namhee Lee),김권래(Kwon-rae Kim) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11

1960년대 이후 산업화가 급격하게 진행되면서 환경오염이 발생하고 있으며 이에 대한 국민들의 관심도 높다. 농경지 토양으로 침투한 오염물질은 그 토양에서 생산되는 농산물로 전이될 우려가 높아 농산물 안전성을 위협할 수 있다. 이에 따라 1990년대부터 안전한 먹거리를 생산하고 친환경농업을 육성하기 위한 여러 정책이 시행 중이다. 안전한 농산물을 생산하기 위해서는 농업환경자원에 대한 관리가 필요하며, 특히 공업단지 인근과 같은 취약 지역에 대한 주기적인 모니터링이 필요하다. 이에 따라 1999년 이후 산업단지 인근 취약 농경지에 대해 유해물질 변동 모니터링이 수행되고 있다. 본 연구는 기 조사에 포함되지 않았던 공단 중 경북지역에 위치하는 10개 공단을 대상으로 인근 농경지의 중금속 오염도를 평가하였다. 각 공단 경계에서 500 m 이내에 위치하는 농경지 5곳, 500-1000 m 이내에 위치하는 농경지 5곳에서 표토를 채취하여 토양오염공정시험방법의 토양중 중금속 전함량 분석법에 따라 중금속 8종(As, Cd, Cr, Cr, Hg, Ni, Pb, Zn)을 분석하였다. 또한 오염도 평가를 위해 논토양 평균 중금속 함량을 기준으로 공단별, 거리별 Integrated Pollution Index (IPI)를 계산하였다. 분석 결과, 공단에서 0-500 m 떨어진 농경지의 평균함량은 As 4.46, Cd 0.31, Cr 24.27, Cu 21.10, Hg 0.03, Ni 12.78, Pb 14.07, Zn 57.51이며 500-1000 m에 위치하는 농경지의 평균함량은 As 4.07, Cd 0.29, Cr 25.30, Cu 17.44, Hg 0.03, Ni 13.26, Pb 13.44, Zn 57.36로 나타났다. 조사대상 농경지 중 중금속 함량이 토양오염 우려기준을 초과하는 곳은 없었다. 하지만 논토양 평균 중금속 함량을 기준으로 IPI를 계산한 결과 10개 공단 중 7개 공단에서 IPI 수치가 1 이상으로 나타났다. 이는 일반 농경지와 비교했을 때 공단 인근 농경지의 중금속 오염부하가 더 높음을 뜻한다. 조사대상 농경지의 오염수준이 토양오염 우려기준을 초과하지는 않았지만 공단의 영향으로 오염부하가 계속 증가할 가능성이 있기 때문에 장기적인 모니터링이 필요하다.

시설농경지 침수피해 유형 및 원인

최경숙 ( Kyungsook Choi ),이종원 ( Jongwon Lee ),이현우 ( Hyunwoo Lee ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

최근 우리나라 원예작물의 수요가 지속적으로 증가하여 원예작물재배 면적이 해마다 증가하고 있다. 특히 시설원예작물은 고부가가치작물로서 농민 소득증대에 큰 보탬이 되고 있기 때문에 시설원예작물 재배면적이 매년 증가할 것으로 예측된다. 그러나 시설원예작물 재배지가 저지대 및 논구역내에 위치하고 있는 경우 홍수에 의한 하천수 범람, 배수불량 및 지하수위 상승 등으로 침수피해발생 우려가 높아 이에 대한 대책 수립 및 배수개선 사업의 추진이 필요하다. 따라서 본 연구는 시설농경지 침수피해 경감을 위한 재해예측시스템 개발의 일환으로 우리나라 시설농경지의 침수피해유형 및 원인에 대해 조사해 보았다. 우리나라 시설재배의 대부분은 비닐하우스 재배로서, 시설농경지의 침수피해는 주로 강우에 의해 발생된 유출량이 배수능을 초과할 때 발생가능하다. 소방방재 청 재해연보 최근 자료를 토대로 시설재배 피해에 관한 조사를 실시한 결과 시설재배 피해면적은 태풍에 의한 것이 가장 많았고, 그 다음으로 강풍, 대설, 호우 순으로 나타났다. 또한 시설재배 피해금액으로는 태풍, 대설, 강풍, 호우 순으로 나타나 피해면적과 비교해 볼 때 순위가 다르게 집계되었으며, 강풍에 비해 대설에 의한 피해금액이 높은 것으로 나타났다. 여기서 시설농경지 침수피해 발생유발 원인으로는 최근 10년간 우리나라 발생 자연재해요인의 약 56%를 차지하는 태풍이 가장 큰 원인으로 조사되었고, 그 다음으로 집중호우, 장마 등에 의해 침수피해가 발생하는 것으로 나타났다. 따라서 이러한 피해 유발 기상요소들은 대부분 여름철에 발생하므로 시설농경지 침수피해를 사전에 예측하고 경감시키기 위해 피해발생시기와 발생 유형 등을 잘 파악한다면 대책수립마련에 좋은 자료가 될 수 있을 것으로 사료된다. 한편 농식품부 자료와 한국농어촌공사의 원예작물 배수개선사업의 일환으로 수행된 논구역내 원예작물 재배지 침수피해 현황조사 결과를 바탕으로 저지대 농경지에 위치한 시설재배지의 침수피해 유형을 조사해 본 결과 하천의 불완전 및 미개수 상태, 지구내 배수장 용량부족, 배수로 규모 부족 및 수로 정비 상태 불량, 유수지 용량 부족 등이 시설농경지에 침수피해를 주는 요인으로 나타났다. 시설원예작물이 재배되는 시설농경지는 특히 비닐 및 유리온실 등 사용되는 시설재료의 특성상 우수침투가 되지 않는 불투수성 재질이기 때문에 일반농경지에 비해 강우에 의한 유출량이 매우 많고 첨두유출이 높은 반면 유출발생시간이 빨라 배수여건이 불량한 지역일 경우 침수현상이 매우 빠르게 진행되어 그 피해규모가 크고 방재에 어려움이 많다. 따라서 피해를 경감시키기 위해서는 정도 높은 침수피해 예측기술의 개발이 필요하며 이를 통해 사전에 피해를 저감할 수 있는 대책 마련들이 필요하다.

현지 내 (In situ) 생물다양성 보존을 위한 유기농경지 활용 방안

이민호,강성민,김명철,오현우,정철의,한은정,박종호,홍성준,심창기,김민정,김용기 한국응용곤충학회 2012 한국응용곤충학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.05

생물다양성은 국제적 규범이자 국제 쟁점이다. 1994년 우리나라도 비준한 생물다양성협약(CBD, Convention of Biological Diversity) 뿐만 아니라 식량농업식물유전자원국제조약(ITPGRFA, International Treaty on Plant Genetic Resources for Food and Agriculture), FAO 지구행동계획(Global Plan of Action) 등 다양한 국제 규범과 정책이 생물다양성의 현지 외(Ex situ), 현지 내(In situ) 및 농장에서의(On Farm) 보존에 대해 강조하고 있다. 그럼에도 불구하고 대부분의 농경지에서 생물다양성에 대한 구체적인 보존 정책과 기술이 제시되지 못하고, 종자의 상업적 활용에 국제 쟁점이 치우친 나머지 현지 외, 즉 유전자원센터에서 종자의 보관 등에만 공공 연구 자원의 대부분이 사용되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 2011년 유기농경지와 관행농경지의 논, 밭, 사과 과수원에서 절지동물 및 수서생물 다양성 비교 연구를 수행하면서 확보된 생물 종 인벤토리 자료와 경험을 바탕으로 농경지에서 현지내 생물다양성 보존을 위한 가능성을 검토하고자 하였다. 거의 대부분의 비교 사례에서 유기농경지가 관행농경지보다 높은 생물다양성을 보였으나, 잘못 관리된 유기농경지에서는 관행보다 절지동물의 발생 종수가 적은 경우도 발견되었다. 따라서 유기농경지에서 생물다양성을 보존하기 위해서는 체계적인 경관관리와 식생관리가 필요한 것으로 확인되었다. 이와 더불어 곤충 등 식물 종자 이외의 생물자원에 대해서는 현지 외 유전자원 보존 및 관리 체계의 정비도 시급히 해결해야 할 과제이다. 본 연구에서는 현지 내 절지동물 등의 생물다양성 보존을 위하여 유기농경지 활용 방안을 제시하고자 한다.

농업용 수리구조물 운영에 따른 농경지 침수 분석

이현지 ( Hyunji Lee ),강문성 ( Moon Seong Kang ),전상민 ( Sang Min Jun ),황순호 ( Soon Ho Hwang ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-

최근 국지성 호우 등과 같은 극한기상의 빈도가 증가하면서 이에 따라 홍수와 관련된 재해 발생빈도가 뚜렷한 증가 경향을 나타내고 있다. 이로 인해 농경지의 침수 발생빈도가 증가하고 침수피해도 더 커질 것으로 예상된다. 농경지 침수에 대한 연구는 지속적으로 진행됐지만 농경지의 여러 수리구조물의 운영을 고려하지 못한 한계가 있었다. 따라서 본 연구에서는 농업용 수리구조물 운영에 따른 농경지 침수 분석을 수행하고 적용성을 평가하고자 한다. 본 연구에서는 Clark 단위도법을 이용하여 대상유역의 유역유출량을 산정하고, Hydrologic Engineering Center-River Analysis System (HEC-RAS)를 이용하여 하천 수위를 모의하였다. 이후 한국농어촌공사에서 개발하여 실무에서 사용되고 있는 배수갑문 능력검토 시스템 (GATE2018)을 이용하여 농경지 침수 분석을 수행하였다. 배수장과 배수갑문 운영 시나리오 별 침수 모의를 수행하였으며, 이후 대상유역의 기존 침수피해 현황을 조사하여 본 연구에서 분석한 침수 결과와 비교하였다. 본 연구의 결과는 농경지 배수시설물의 효율적인 운영을 위한 가이드라인 정립의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 나아가 향후 예보강우를 이용하여 침수 예측을 수행하여 침수 예보 및 대책 마련에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

2020년도 우리나라 공업단지 인근 농경지의 중금속 함량 평가

정하일(Ha-il Jung),채미진(Mi-Jin Chae),김혁수(Hyuck-Soo Kim),김성철(Seong-Chool Kim),김기인(Ki In Kim),김권래(Kwon-Rae Kim),이미나(Mi-Na Lee),이태구(Tae-Gu Lee),전상호(Sangho Jeon),김명숙(Myung-Sook Kim) 한국토양비료학회 2021 한국토양비료학회 학술발표회 초록집 Vol.2021 No.11

2020년도에 조사된 취약농경지(공업단지 인근 농경지) 토양 중금속 모니터링은 강원, 충남, 전남, 경남 지역에서 각도별 15개 공업단지 인근 농경지 토양에 대하여 150지점을 정점으로 지정하고, 총 600지점(표토, 심토)을 대상으로 8종 중금속(Cd, Cu, Pb, Zn, Ni, As, Hg, Cr) 함량을 조사하여 비교‧분석하였다. 토양 중금속 함량은 토양오염공정시험방법에 의거한 전함량 분석법에 따라 조사되었고, 토양화학성 7종(pH, EC, OM, Avail. P₂O<SUB>5</SUB>, Exch. K, Ca, Mg)을 토양화학분석법에 따라 분석하였다. 공업단지 인근 농경지 토양의 중금속 평균함량은 Cd 0.45, Cu 19.1, Pb 16.4, Zn 92.9, Ni 17.1, Cr 44.5, As 6.54, Hg 0.044 mg kg<SUP>-1</SUP>으로 우리나라 논 토양과 비교하여 Pb을 제외하고, 그 외 7종 중금속 모두에서 다소 높은 함량을 나타내었다. 토양환경보전법의 토양오염기준과 비교한 최고함량의 경우, Cu, Zn, As 성분들이 토양오염 우려기준을 초과한 것으로 나타났으며, 조사된 공업단지 인근 농경지의 시료채취 지점으로 부터 반경 3 km 내에 광산 및 폐광산이 위치한 것으로 판단됨으로 오염원 파악을 위한 확대 정밀조사가 필요한 것으로 판단된다. 또한 토양 중금속 함량수준별 분포비율은 Hg 성분이 우려기준의 1/20 농도 이하, Zn와 As 성분이 1/5 농도 이상에서 높은 분포비율을 차지하고 있었다. 토양오염 우려기준을 허용한계값으로 계산한 공업단지 인근 토양의 중금속 오염지수는 0.60(0.11∼3.15)으로 2020년도가 2019년도 이전보다 상대적으로 높은 값을 보였으며, Zn에서 1.0을 초과하는 지점들이 다수 조사되었다. 토양화학성분의 평균값은 pH 6.8, 염농도 1.2 dS m<SUP>-1</SUP>, 유기물 34.7 g kg<SUP>-1</SUP>, 유효인산 892.2 mg kg<SUP>-1</SUP> 이었고, 교환성 양이온인 칼륨, 칼슘 및 마그네슘 함량은 각각 1.5, 8.3, 2.0 cmol<SUB>c</SUB> kg<SUP>-1</SUP>으로 나타났다. 이상의 토양화학성 결과를 일반 논 토양의 적정기준과 비교해 볼 때, pH, 유기물 및 유효인산은 약간 낮았지만, 그 외 다른 성분들은 유의적인 차이가 없었다. 토양 중의 화학성분의 최소값과 최대값 간에는 큰 편차를 나타냈으며, 특히 pH 및 교환성 칼슘의 경우, 논 토양의 적정함량 범위보다 매우 높은 수준이었다. 이는 공업단지 인근 중금속 오염 농경지에 대한 개량대책으로 석회를 과량 시용한 것이 하나의 원인이 될 수 있을 것으로 판단된다.