농업용 저수지 용수공급 모의 시스템의 개발

Abstract

농업용 저수지는 본래 농업용수의 공급을 목적으로 건설되었으나, 최근 실시된 둑 높이기 사업으로 농업용수 공급과 더불어 하천유지용수 공급, 홍수조절 등 농업용 저수지의 활용 목적이 확장되었다. 기계화에 따른 영농방식의 변화는 농업용수 공급에 영향을 미쳐 물 이용 형태가 과거와 달라지고 있다. 농업용 저수지 활용 목적의 확장과 영농방식의 변화로 용수 수요량과 시기가 달라지면서 이에 따른 농업용 저수지 용수공급 패턴의 변화가 요구되고 있다. 농업용 저수지 모의 운영 모형으로 실무에서는 HOMWRS를 가장 많이 활용하고 있으나, 여러 한계점 및 보완해야 할 부분을 가지고 있다. 본 연구에서는 사용자의 편의성을 높이고, 영농환경과 농업용 저수지 활용 목적 변화에 따른 현장 상황을 반영한 농업용 저수지 용수공급 모의 시스템을 개발하고자 한다. 또한, 시험 지구를 선정해 새롭게 개발된 모형을 이용해 농업용수 공급량을 모의하고, 이를 저수지 수위자료 및 HOMWRS를 이용한 농업용수 공급량 모의 결과와 비교하여 새로운 모형의 활용성을 평가하고자 한다. 영농환경과 농업용 저수지 활용 목적 변화에 따른 현장 상황을 반영한 농업용 저수지 용수공급 모의 시스템을 개발하였다. 개발된 모형은 ARWS (Agricultural Reservoir Water supply simulation System)으로 명명하였다. ARWS는 저수지 유입량 모형, 농업용수 공급량 모형, 하천유지용수 공급량 모형, 무효 방류량 모형, 수면 강수량 및 증발량 모형 등으로 구성된다. 저수지 유입량 모형은 수정 3단 TANK 모형을 적용하였으며, 중간낙수 시기와 새롭게 제시된 작부시기를 적용하여 농업용수 공급량 모형을 구성하였다. 하천유지용수 공급량은 일별 공급량을 입력 가능하도록 하였으며, 무효 방류량의 경우 제한수위 초과 수량과 물넘이 월류량으로 구성하였다. 그밖에 저수지 수면 증발량과 수면 강수량을 고려하였다. ARWS 시스템의 개발언어는 자바 언어를 이용하였으며, 개발툴은 이클립스 (Eclipse) 통합개발환경 (IDE, Integrated Development Environment)를 이용하였다. 독립 모듈 및 플랫폼을 개발하여, 추가적인 모듈을 개발하여 등록하거나 기존 모듈들의 교체가 가능하도록 하였고, 시스템 상에서 유역특성에 맞도록 모듈들의 자유로운 구성이 가능하도록 하였다. ARWS에서 개발된 모형들을 고풍저수지, 탑정저수지에 적용하여 저수지 유입량, 농업용수 공급량, 저수지 물수지 분석을 실시하였고, 저수지 물수지 분석에 의한 수위 모의 결과를 HOMWRS 모형 및 실측 자료와 비교하여 ARWS의 적용성을 분석하였다. 통계적 변량들을 분석한 결과, 작부시기의 변화, 중간낙수시기, 제한수위 적용 시기 등을 고려한 ARWS가 HOMWRS에 비해 실측 수위를 잘 모의하는 것으로 나타났다.