In this study, we estimate the greenhouse farmers' willingness to pay of agricultural water supply through pipeline. First, in the questionnaire design, orthogonal design and block design were used to enhance the ease of survey. Second, the theoretical model was constructed through the setting of the probability utility function, and the parameters were estimated by using the conditional logit model. Third, all of the estimation coefficients were statistically significant at the 1% significance level. The results of analysis are summarized as follows. First, the probability of selection is increased when maintenance is carried out by Korea Rural Community Corporation or local government. Second, the probability of selection is increased when agricultural water supply through pipeline is higher than the current level. Third, if the Korea Rural Community Corporation carries out maintenance management, the marginal willingness to pay is 44 won per ton. And if the local government carries out maintenance management, the marginal willingness to pay is 25 won per ton. Fourth, according to the quality level of agricultural water supply, the marginal willingness to pay is 101 won, 114 won and 120 won per ton, respectively. This study can be used as a basic data on the cost setting for agricultural water supply through pipeline.

최근 물 사용량의 증가와 잦은 가뭄 발생으로 인해 물 부족 현상이 심화되고 있다. 따라서 기존 취수원에 대한 의존도를 줄이고 버려졌던 물의 재이용을 활성화하여 친환경적이며 지속가능한 대체수원을 확보할 필요성이 부각되고 있다. 국내에서 활용가능한 물 재이용 방법은 빗물재이용, 중수재이용 및 하수재이용 등 크게 세 가지로 구분할 수 있으나, 아직 국내에는 물 재이용이 활발하게 추진되고 있지 않다. 본 연구에서는 세 가지 물 재이용 방안 중 연중 발생량이 일정하고 이용가능 수량이 많으며, 수질이 비교적 양호한 하수재이용수의 활용방안을 모색하였다. 적용대상 지역으로 선정한 용인시는 총 26곳의 골프장이 운영 중에 있으며 이는 전국에서 운영 중인 골프장의 약 10%에 해당한다. 골프장은 시설 운영을 위해 많은 양의 용수를 소비하는 대규모 수요처이므로 재이용수를 활용한다면 큰 경제적, 사회 ․ 환경적 편익을 얻을 수 있을 것이다. 본 연구에서는 용인시를 대상으로 하수처리장 인근에 위치한 골프장 내 조경용수로 하수재이용수를 활용하였을 경우의 경제적 효과를 비용 및 편익 추정을 통해 분석하였다.

The importance of information system evaluation has increased according to ICT development and this evaluation is required for objective verification. The aim of this study is to develop evaluation indicators for web-based information system and verify the availability of these evaluation indicators through applying to agricultural water integrated information system. This study finds and provides eight evaluation items and 64 indicators for a web-based information system using 3×3 Mandal-Art matrix that is a tool for creating creative ideas. These evaluation items are design, contents, navigation, stability, community, convenience, usefulness, and accuracy. Total 64 evaluation indicators were presented by deriving eight evaluation items for each using 9×9 Mandal-Art matrix. When evaluating information system using evaluation indicators, it can be identified the vulnerable items in the information system. Also, the comprehensive results of the information system could be understood when appearing a single score after weighting. In addition, it can also help to prepare a questionnaire for evaluation systematically.

수자원 계획 및 운영을 위한 수요량을 추정하는데 있어, 실제 이용 추세를 반영한 생활용수나 공업용수와 달리 농업용수는 용수공급시설의 규모를 결정하기 위한 방법론이 주로 적용되어 왔다. 이는 불가피하게 농업용수의 과다추정으로 이어질 수 있으며, 전체 수자원 계획의 관점에서 각 용도별 용수 수급계획의 불 균형을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 기존 방법론과 비교하여 순물소모량 개념의 접근방법의 차이에 대해 고찰하였으며, 이를 제주도 전역에 적용하여 농업 용수 수요량 특성을 분석하였다. 수요량 산정에 핵심적인 인자인 증발산량의 정확한 추정을 위하여 SWAT 모형을 적용하고, 제주도 지역의 지형 및 기상, 유 출, 물이용 특성을 반영한 유역 모델링을 수행하였으며, 기존 물수지 결과와 비교하여 모델링 자료의 신뢰성을 평가하였다. 과거기간(1992~2013년)에 대해 제주도 전체의 수요량은 연간 427 mm로 분석되었으며, 동부와 서부 해안지역을 중심으로 상대적으로 높은 수요량을 나타내었다. 유역면적 30 km2 이상인 10개 하천유역에 대해서도 연평균 수요량 및 계절별 변화 특성을 분석하였다. 또한, 장래 2020년 지역별 작물재배면적을 적용하여 10년 빈도 가뭄에 대응한 수요량을 산정한 결과 기존 제시된 수요량 대비 54% 수준으로 나타났다. 이는 수요량 산정목적에 따른 접근방법의 차이로 인해서 나타난 결과로서, 수자원 관 리 및 운영의 관점에서 보면 순물소모량만큼의 추가적인 수요가 예상되지만, 실제 공급의 관점에서는 기존 수요량만큼의 시설계획이 필요하다고 판단할 수 있다. 본 연구에서 적용된 방법론 및 결과의 실무 활용을 위해서는 공학적인 검증은 물론이고 정책적‧ 제도적인 측면에서의 합리적인 논의가 필요할 것이다.

Existing agricultural reservoirs are considered as alternative source for the water welfare of rural area. In this study, domestic water supply potential of 476 reservoirs, which has storage capacity more than one million cubic meter, out of 3,377 agricultural reservoirs managed by Korean Rural Community Corporation (KRC) were investigated. Among them water quality of 136 reservoirs met the criteria of domestic water source which show less than COD 3 ppm. Available amount for domestic water of reservoirs, which meet the water quality, for ten year return period of drought was analyzed with reservoir water balance model. The results showed that 116 reservoirs has potential for supplementary domestic water supply while satisfying irrigation water supply. Finally, economic analysis using Net Present Value (NPV), Benefit–Cost (B/C) ratio, Internal Rate of Return (IRR), and Profitability Index (PI) methods was also conducted. The analysis showed that 19 reservoirs satisfied economic feasibility when water is provided from reservoir outlet but only 9 reservoirs meet the economic feasibility if water delivered from a reservoir to treatment plant by newly built conveyance canal. In order to supply the domestic water through the agricultural reservoirs managed by KRC, it is necessary to flexibly interpret and operate the ‘Rearrangement of Agricultural and Fishing village Act’. Also, it is reasonable to participate in the water service business when there is a supply request from other Ministries. In addition, the KRC requires further effort to change the crop system for saving water and improve efficiency of irrigation systems.

There is a need to analyze unconfined groundwater behavior since the demand of groundwater use has been increasing. While unconfined groundwater temperature is tend to be affected by air temperature, it is hard to find an empirical study in South Korea. In this research, we try to determine the relationship between daily average air temperature and daily average groundwater temperature by time-sequential analysis of groundwater monitoring wells in Galshin basin in Yesan-Gun, Chungcheongnam-Do. In addition, models to estimate groundwater temperature from air temperature were developed. In this research 101-day moving average method with measured air temperature is used to estimate groundwater temperature. To verify the developed model, estimated values of average groundwater temperature with 101 moving average are compared to the measured data from September 10 2007 to September 9 2008. And, Nash-Stucliff Efficiency and Coefficient of Determination were 0.970 and 0.976, therefore it was concluded that the model allowing groundwater temperature estimation from air temperature is with reasonable applicability.

본 연구에서는 유역 물수지 방법을 기반으로 제주도 지역에 적합한 용수량 산정방법을 제안하고, 이를 기반으로 4개 하천유역에 대해 지역 및 고도에 따른 증발산량, 용수량 특성을 평가하였다. SWAT-K 유역모형을 적용하여 1992∼2013년 기간에 대해 잠재증발산량과 실제증발산량을 산정하고, 이로부터 유역의 순물소모량을 추정하였다. 고도증가에 따라 잠재 증발산량은 선형으로 감소하는 반면, 실제증발산량은 강수량에 의한 토양내 가용수분의 증가로 인해 약 400 m 고도까지는 증가하다가 이후 고도에서는 식생, 가용수분의 감소, 저온현상 등으로 인해 감소하는 것으로 나타났다. 고도에 따른 순물소모 량은 강정천유역을 제외한 3개 유역에서 고도증가에 따라 순물소모량이 선형적으로 감소하는 것으로 나타났으며, 고도 200 m 이하 작물경작지에서의 순물소모량은 연간 559∼680 m로 분석되었다. 추정된 용수량을 실제 관정 이용량과 비교한 결과, 여름철(6∼8월) 양수량은 급수관행으로 인해 크게 증가하는데 비해, 작물경작에 따른 순물소모량은 오히려 감소하는 것으로 나타났다. 이에 대해서는 향후 더 많은 관정 이용량과 추가적인 대상지역을 반영하여 분석이 필요할 것으로 판단된

본 연구에서는 관개효율의 연별 변화와 필요수량을 고려하여 추정된 관개지구 용수 공급량이 현장에서 실제 공급되는 수량을 잘 모의하는지를 평가하였다. 대상지구로 이동저수지 지구를 선정하여, 2001∼2009년 기간에 대한 실측 공급량 자료를 구축하였다. 관개효율, 물꼬 높이, 침투량 등 총 6개의 매개변수에 대해 민감도 분석, 보정 및 검정을 수행하였다. 민감도 분석 결과, 관개효율이 가장 민감한 매개변수로 나타났다. 관개효율은 가장 민감하게 나타난 점과 연마다 값이 달라지는 특징을 반영하여 연별로 보정하였다. 통계적 지표 산정 결과 월단위에 대한 PBIAS, NSE, 그리고 RSR은 보정기간 동안 각각 2.7%, 0.93, 0.26로, 검정기간 동안 각각 3.9%, 0.89, 0.32로 매우 우수하게 나타났다. 따라서 비록 농업용수 공급량은 인위적 요소이나, 적절한 매개변수 값을 사용하여 모의한다면 모의치가 실측치와 유사하게 모의될 수 있을 것이다. 하지만 대상지구의 실측 자료가 확보되지 않아 보정되지 않은 매개변수를 사용하는 경우 결과가 매우 안 좋을 수 있을 가능성이 나타났다. 따라서 농업용수 공급량의 모의 시 적절한 매개변수의 선정은 매우 중요할 것으로 사료되며, 특히 관개효율은 연별로 보정하는 것을 제안한다.

The estimation of groundwater usage in Jeju island is important to understand hydrologic cycle system and to plan management of water resource because large amounts of groundwater have been used for agricultural and domestic purpose. The model has been developed to estimate agricultural groundwater usage for garlic at uplands and citrus at orchards raising outdoors using the soil water balance model from FAO 56, respectively. The total amount of water supplied for the crop evapotranspiration and the multipurpose function such as sprout promotion can be simulated by the model. However, due to the discrepancy of water use in initial stage between calculated and observed, the model was calibrated and verified using actual groundwater usage monitoring data for 3.5 years (2011.6 to 2014.12) at three uplands for garlic and three orchards for citrus. Consequently, it would be concluded that the model simulated efficiently actual water usage in that root mean square (RMS) and normalized RMS of the validation stage were less than 8.99 mm and 2.43%, respectively, in two different conditions.

최근 기후변화, 물 부족 문제 심화 등으로 인한 향후 안정적인 물 공급의 어려움이 예상됨에 따라 현재의 용수공급 시스템의 공급능력 및 취약성을 평가할 수 있는 기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 기후변화 대비 안정적인 용수공급을 위한 수자원시설 용수공급능력 및 취약성 평가를 통해 용수공급의 기후변화 적응 전략 개발하고자 한다. 관련 분야의 국내외 연구동향 및 학술적 흐름을 보면 현재 새로운 기후변화 시나리오가 제시되었으며 이에 따른 용수수급 전망 및 수자원시설물 평가에 대한 국내 기술은 초기 단계에 머물고 있다. 국내에서는 통합수자원관리 및 평가를 위해 K-WEAP 모형이 개발되어 적용되고 있는 실정이며, 댐운영 등을 위해 K-MODSIM 등이 개발되어 있지만 이 모형 등을 통해 기후변화에 따른 용수공급능력 평가를 하기에는 한계성 존재한다. 용수공급 능력 및 취약성 평가를 위한 모형은 댐 운영, 수리권 및 용수배분 등을 효율적으로 고려하여 용수수급을 분석하여야 하지만 국내의 경우 용수공급 능력을 평가할 수 있는 방법론 및 평가기술이 미비하여 기후변화 대비 안정적인 용수공급 체계 구축에 어려움이 있다. 따라서 본 연구를 통하여 기후변화에 따른 용수공급 취약시설 및 지역을 도출하고 이에 따른 용수공급시설물 최적 연계 운영 체계 개발 및 향후 예상되는 물 부족 대응을 위한 적응체계를 도출할 수 있도록 국가 수자원장기종합계획 수립 시 기후변화에 따른 수자원 영향을 정량적으로 평가할 수 있는 기술을 개발하고자 한다.

본 연구에서는 댐 저수용량에 대한 이변량 빈도해석을 수행함으로써 재현기간 개념을 이용한 댐의 용수공급능력 평가방법을 제안하였다. 제안된 방법은 대청댐에 적용되어 검토되었다. 추가적으로 국내의 대표적인 가뭄사상에 대한 대청댐의 재현기간을 산정하고, 그결과를검토하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다. 먼저, 본 연구에서는 이변량 빈도해석을 수행하기 위해 한국의 기후 특성을 반영한 댐의 용수공급능력 평가인자를 고려하였으며 5월 저류량 및 6~10월의 저류량 차이를 대상 변량으로 결정하였다. 둘째, 재현기간의 개념을 이용하여 대청댐의 용수공급능력을 평가한 결과, 대청댐은 재현기간 20년 미만에 대한 용수공급능력을 확보하는 것으로 나타났다. 마지막으로, 본 연구에서 제안된 방법은 한반도에 발생했던 대표적인 가뭄사상들을 분석하고, 해당 사상들에 대한 재현기간을 산정하는데 있어서도 유효함을 확인하였다.

The objective of this study was to develop agricultural reservoir water supply simulation system to assess water cycle of agricultural water district. Developed system was named as ARWS (Agricultural Reservoir Water supply simulation System). ARWS consists of platform and independent modules. In ARWS, reservoir inflow was calculated using Tank model, and agricultural water supply was calculated considering current farming period and mid-summer drainage. ARWS was applied to simulate water level of Gopung and Tapjung reservoir in 2011 - 2012. The results were compared to simulation results of HOMWRS and observed data. Average R2, EI, RMSE of ARWS were 0.76, 0.46, 1.78 (m), average R2, EI, RMSE of HOMRWS were 0.88, -0.14, 2.37 (m) espectively. Considering statistical variances, water level simulation results of ARWS were more similar to observed data than HOMWRS. ARWS can be useful to estimate reservoir water supply and assess hydrological processes of agricultural water district.

지구온난화와 기후변화에 의한 수문사상의 불확실성이 커지고 있는 점을 고려하여 수자원의 지속가능성은 매우 중요한 과제로 대두되고 있다. 본 연구는 우리나라 주요 다목적댐을 대상으로 지속가능성지수를 이용하여 용수공급 이행도를 평가하였다. 수자원시스템 용수공급 평가에 많이 활용되고 있는 지표들을 대상으로 적용성과 유연성을 고려하여 선정하고, 선정된 매개변수로 구성된 복합지수를 이용하여 통합적으로 평가하는 방식이다. 실질적으로 신뢰도, 회복도, 취약도 및 최대물부족도 등을 기초 매개변수로 댐의 용수공급 지속가능성지수를 구성하고 15개 다목적댐을 대상으로 개별 댐과 유역별로 평가하였다. 평과결과, 금강유역의 대청댐과 낙동강 유역의 임하, 합천 및 남강댐이 취약한 것으로 나타났으며, 유역은 낙동강 유역이 가장 취약하여 용수공급 안전도 향상을 위한 대응방안이 필요한 것으로 분석되었다.

수자원 계획에 있어 적정 용수공급량(계획공급량)을 결정하는 것은 매우 중요한 문제이다. 댐과 같은 중요 수자원시설물의 경우 한번 계획이 결정되면 이후 수십년간 국가 수자원 환경 전반에 영향을 미치게 된다. 실제 1980년대 이후, 보다 체계화된 수자원 계획이 시행되었음에도 여러 가지 문제점들이 내포되어 있는 것으로 지적되고 있다. 특히 대부분의 댐에 적용되어온 신뢰도 지표의 분석방법이나 기준에 대한 문제점이 지속적으로 제기되고 있다. 본 연구는 수자원시스템의 용수공급량 결정방법의 신뢰도 지표 문제점을 진단하고 적정 적용방안을 제시하고자 하였다. 분석결과, 기간신뢰도의 경우 분석시간단위에 따른 차이는 크지 않았으며, 분석시간단위와 평가단위시간을 달리할 경우 큰 차이를 보였다. 양적신뢰도는 기간신뢰도보다 2～3% 큰 값을 보이며, 회복도와 취약도 역시 분석시간단위에 따라 차이를 보였다.

가뭄은 인위적인 용수공급 시스템이 잘 갖추어진 도시지역보다는 아직까지 인위적인 용수공급시스템이 갖추어지지 않은 비도시지역에서 더 빈번하게 느껴지며, 또한 가뭄은 인위적인 용수공급시스템이 갖추어지지 않은 지역에서 가장 먼저 발생된다. 본 연구에서는 인위적인 용수공급시스템이 갖추어지지 않은 지역을 대상으로 일 단위로 실제 가뭄상황을 판단하는데 적용할 수 있는 실시간가뭄지수를 이용하였다. 실시간가뭄지수는 표준강수지수, 용수공급량 및 수요량의 실시간 자료를 활용하여 시/군/구 단위로 산정된다. 1980년부터 2012년까지 전국 164개 시/군을 대상으로 실시간가뭄지수를 산정한 결과, 과거 주요 가뭄사상을 비교적 잘 재현하고 있음에 따라 본 연구에서 인위적인 용수공급시스템이 갖추어지지 않은 지역을 대상으로 실제 가뭄상황을 판단하는데 실시간가뭄지수를 이용하는 것이 효과적이라는 것을 알 수 있다.

본 연구에서는 미공병단(1975)에서 제안한 경험적 지표인 용수부족지표(Shortage Index, SI)의 기본 개념을 근거로 국내에 적용 가능한 용수부족지표를 개발하고자 한다. SI는 용수공급 부족에 의한 피해규모를 추정할 수 있는 경우, 실제 피해 정도를 반영하여 용수부족 발생빈도, 지속기간 및 부족량에 대한 용수공급능력을 종합적으로 평가할 수 있다는 특징이 있다. 먼저, 용수부족지표의 공학적 특성을 분석하고, 지표를 구성하는 두 매개변수(k, 임계값)를 추정하는 방법을 제시하였다. 이를 근거로 1995년에 해당하는 자료들에 대한 수도산업의 총 파급효과(산업연관분석 결과)와 수자원 공급 비용 간의 관계로부터 국내에 적용 가능한 용수부족지표를 개발하였으며 낙동강 수계 내 5개의 다목적댐(안동댐, 합천댐, 임하댐, 남강댐, 밀양댐)을 대상으로 그 적용성을 평가하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다. 1. 본 연구에서 고려한 용수부족지표(SI)는 수자원 부족으로 인한 사회·경제적 손실비용과 수자원 공급에 필요한 비용 특성을 반영하게 되며 SI가 1보다 크게 되면 용수공급 부족으로 인한 추가적인 수자원 개발이 필요하게 된다. 2. SI의 두 매개변수(k, 임계값) 중 k는 용수공급 부족으로 인한 사회·경제적 피해의 정도, 임계값은 수자원 부족률의 특성을 나타내는데 본 연구에서는 수도산업의 총 파급효과(산업연관분석 결과)와 수자원 공급비용 간의 관계로부터 국내에 적용 가능한 용수부족지표의 매개변수를 추정하였으며 k는 2, 임계값은 7.5%가 적절한 것으로 나타났다(미국의 경우, k=2, 임계값=10%). 3. 낙동강 수계에 대한 적용 결과, 1994-1995년 가뭄발생시 합천댐과 임하댐의 용수부족지표가 1보다 크게 나타났으며 용수공급능력 문제로 인한 추가적인 수자원 공급이 필요한 것으로 나타났다.

물에 대한 기능 중 레크리에이션 기능은 빼놓을 수 없는 중요한 기능 중의 하나이다. 그러나 레크리에이션 편익에 대한 정량적 연구는 매우 미흡한 실정이다. 이에 본 연구는 실험선택법을 적용하여 레크리에이션 편익을 추정하고자 한다. 레크리에이션과 관련된 몇 개의 속성과 가격속성으로 이루어진 여러 개의 대안 중에서 선호하는 한 가지를 응답자로 하여금 선택하게 함으로서 개별 속성에 대한 한계지불의사액(MWTP) 정보를 도출한다. 분석결과 레크리에이션 용수 10,000톤의 추가적인 확보에 대해 각 가구는 연간 3원의 MWTP를 갖는 것으로 추정되었다. 또한 레크리에이션 용수의 수질을 1등급 개선시게 되면 각 가구는 연간 645.5원의 MWTP를 갖는 것으로 분석되었다. 아울러 레크리에이션 시설의 추가적인 확보에 대해 각 가구는 연간 1,518.6원의 MWTP를 가졌다. 이와 같은 정량적 정보는 다기능 저류지 조성 여부와 관련된 의사결정에서 유용한 정보로 활용될 수 있을 것이다.

본 연구는 상관 다기능 저류지의 조성을 가상적으로 설정하여 환경개선용수 공급편익을 추정하고자 한다. 이를 위해 국민들의 지불의사액(WTP, willingness to pay)을 유도할 수 있는 설문조사 기법인 조건부 가치측정법을 적용한다. 조사결과 많은 응답자들은 영의 WTP를 밝혔다. 이러한 영의 WTP를 다루기 위해 본 연구에서는 스파이크 모형을 적용한다. 분석결과 환경개선용수 공급편익은 사업지에 대해 가구당 연간 1,393.7원, 비사업지에 대해 가구당 연간 2,237.7원으로 추정되었다. 이 값을 전국으로 확장하면 연간 383.6억원에 달한다. 이러한 분석결과는 환경개선용수의 공급편익과 관련된 투자의 적정수준 결정 및 관리정책 결정에 있어서 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

Over 96.2% of the agricultural water in Jeju Island is obtained from groundwater and there are quite distinct characteristics of agricultural water demand/supply spatially because of regional and seasonal differences in cropping system and rainfall amount. Land use for cultivating crops is expected to decrease 7.4% (4,215 ha) in 2020 compared to 2010, while market garden including various vegetable crop types having high water demand is increasing over the Island, especially western area having lower rainfall amount compared to southern area. On the other hand, land use for fruit including citrus and mandarin having low water demand is widely distributed over southern and northern part having higher rainfall amount. The agricultural water demand of 1,214×10 3 ㎥/day in 2020 is estimated about 1.39 times compared to groundwater supply capacity of 874×10 3 ㎥/day in 2010 with 42.4% of eastern, 103.1% of western, 61.9% of southern, and 77.0% of northern region. Moreover, net secured amount of agricultural groundwater would be expected to be much smaller due to regional disparity of water demand/supply, the lack of linkage system between the agricultural water supply facilities, and high percentage of private wells. Therefore, it is necessary to ensure the total net secured amount of agricultural groundwater to overcome the expected regional discrepancy of water demand and supply by establishing policy alternative of regional water supply plan over the Island, including linkage system between wells, water tank enlargement, private wells maintenance and public wells development, and continuous enlargement of rainwater utilization facilities.

Recently, the occurrences of droughts have been increased because of global warming and climate change. Water resources that mostly rely on groundwater are particularly vulnerable to the impact of precipitation variation, one of the major elements of climate change, are very sensitive to changes in the seasonal distribution as well as the average annual change in the viewpoint of agricultural activity. In this study, the status of drought for the present and future on Jeju Island which entirely rely on groundwater using SPI and PDSI were analyzed considering regional distribution of crops in terms of land use and fluctuation of water demand. The results showed that the precipitation distribution in Jeju Island is changed in intensity as well as seasonal variation of extreme events and the amount increase of precipitation during the dry season in the spring and fall indicated that agricultural water demand and supply policies would be considered by regional characteristics, especially the western region with largest market garden crops. Regarding the simulated future drought, the drought would be mitigated in the SPI method because of considering total rainfall only excluding intensity variation, while more intensified in the PDSI because it considers the evapotranspiration as well as rainfall as time passed. Moreover, the drought in the northern and western regions is getting worse than in the southern region so that the establishment of regional customized policies for water supply in Jeju Island is needed.