用雨水为田地供应农业用水……农村振兴厅无动力技术，最多减少57%缺水量

在庆南陕川的实证现场，日均 98.3㎥的缺水量减少到 41.3㎥。 干旱持续不断的时期， 也就是最长连续缺水天数也从 18~21天缩短到 13~16天。 这是在既没有电力、 也没有地下水井、 也没有可引水水源的陕川实证地得出的数据。 没有用来抽水的动力源。 只有雨水、地形高差， 以及水自身产生的压力。

这说的就是由农村振兴厅国立农业科学院旱田农业机械科研究员柳锡哲主导开发的 “无动力综合农业用水供应技术” 的故事。 柳研究员凭借这项技术，于 9月 2日在行政安全部主办的 “韩国灾难安全研发大奖”中获得部长奖。 该奖项是行政安全部自 2019年起每年面向全国大学·研究机构在灾难安全领域的研发成果颁发的奖项， 今年经过机构推荐和发表评审，选出了 8人。 

“多亏共同研究团队，我只是代表领奖”

柳研究员一谈获奖感言，就把功劳归于研究团队。 他说 “这不是我一个人完成的，而是多亏共同研究团队”，并表示 “庆尚国立大学、顺天乡大学、 国立农业科学院共同执行了课题， 由于研究人员努力付出，我才代表大家获奖”。 他还补充说 “虽然是在国立农业科学院推荐下申报的，但对能否获奖心里也没底”， “因为没有期待，所以评审结果公布后更加高兴”。

带来这次获奖的研究，是从 2023年至 2025年推进的共同课题， 但他投入雨水研究的时间要长得多。 柳研究员从 2013年起就持续开展利用雨水的研究。 他说明背景时表示 “此前一直在推广可供平原地区农户使用的储水容器， 但中山间地区或高地存在难以利用水井和地下水的局限”， “为了开发无需电力也能使用的技术，我们启动了这项研究”。

随着气候变化导致短时间内急剧发展的突发干旱增多，旱田作物种植地的缺水风险正在常态化。 特别是中山间·高地种植区难以开发水井，供电也困难，因此难以适用污水再利用或地下水井等既有替代水源 확보 방식。 可以说这里是 확보 替代农业用水的盲区。

集水-预处理-储存-输送, 不用电制造农业用水的 4个阶段

开发出的技术是 “集水-预处理-储存-输送”这 4个阶段无需供电即可自动循环的综合系统。 核心在于，当下雨时，把无法渗入地下、沿地表流走的降雨径流不让其白白流失，而是截留下来作为农业用水。

被问及运行原理时，柳研究员沿着水流路径进行了说明。 小溪流是指下雨时沿山地坡面流动的小水道。 他说 “在中山间地区下雨时，利用有水流经的小溪流，将管道连接到集水装置， 通过后的水会进入 5吨主水箱”，并表示 “大型异物会在集水装置中过滤，小的异物则由我们自主开发的水力旋流过滤器滤除”。 他还补充说 “主水箱满水后，溢出的水再经过一次过滤器流入下一个水箱，设计上可输送到农户乃至村庄单位”。

据研究团队介绍，利用离心力分离泥土和异物的水力旋流器分离效率最高达 96%, 集水装置最大集水能力为每小时 8.4㎥。

把储存的水送到田地的方式因地形而异。 柳研究员解释说 “区分高地和低地进行输送， 低地利用高差，让水靠重力自然流动；高地则用水锤泵提升”。 水锤泵是利用水流停止时产生的压力把水推送到高处的装置， 研究团队开发的泵无动力最大扬程为 12m。 约相当于 4层楼的高度。

在这一点上，突破商用产品的局限被视为技术成果。 柳研究员说 “使用商用水锤泵时，存在耗水量大、漏水等损失量大的问题”， “我们自主开发了核心部件废水止回阀，弥补了这一部分，并已完成专利申请”。

研究团队就这项技术申请的专利共有 4件。 ‘用于旱田作物灌溉的监测及控制系统’(10-2025-0182493), ‘降雨径流集水及水处理装置， 以及利用该装置的降雨径流处理方法’(10-2025-0046790), ‘无动力旱田灌溉系统’(10-2025-0117299), ‘利用降雨径流的无动力农业用水供应系统’(10-2025-0166502)等。 

长水和陕川, 在条件不同的两地分别验证

研究团队在气候·地形条件不同的全北特别自治道长水郡和庆南陕川郡 2处，从 2023年 4月至 2025年 11月开展了现场实证。 选择这两处是有原因的。

柳研究员说 “我们的判断是，应在地形和气候条件不同的地方试一试”，并解释称 “长水是即使不下雨也有常年径流流动的中山间地区， 陕川则是只有下雨时才能收集雨水的地区”。 他补充说 “我们把实证分为常年有水流的地方和雨水汇集的地区， 两处都是缺水地区”。

两地实证结果显示，日均缺水量最多减少 57% 。 以陕川郡为例，日均 98.3㎥的缺水量降至 41.3㎥。 最长连续缺水天数从 18~21天缩短到 13~16天， 综合系统日均自行生产 27㎥，稳定供应灌溉用水。 18个全球气候模式(GCM)和共同社会经济路径(SSP) 情景中，应用 SSP2-4.5和 SSP5-8.5进行的未来气候验证也持续确认了减少缺水量的效果。

储存水的水质也全部符合农业用水标准。 对长水郡长溪面大谷里实证地处理水的分析结果显示， pH 7.87, EC 0.001dS/m, TOC 5.832㎎/L, SS 26.8㎎/L, T-N 0.9㎎/L, T-P 0.0㎎/L， 6个项目全部在标准以内。 

柳研究员表示，农户反应也不错。 他说 “去年在陕川演示时，农户反应还不错”，并转述称 “大家评价说，利用这项技术，即便在中山间和高地也可以确保用水”。 

与水箱湿气较量的监测系统

开发过程并非一帆风顺。 最令人费心的地方，意外地并不是集水和送水装置， 而是让农户确认还能使用多少水的监测系统。

柳研究员说 “我们开发了一个应用程序，让农户可以确认水箱里有多少水、还能使用多少， 但实证过程中使用的超声波水位计在水箱内湿气增多后精度下降”，并表示 “这部分成了问题”。

解决办法是改变测量水位的方式本身。 他们没有采用非接触方式，而是选择了在浸没于水中的状态下通过水压读取水位的装置。 柳研究员解释说 “从超声波水位计改为压力式水位计后，水位测量问题得到解决”， “由此，基于应用程序的降雨径流监测系统得以顺利运行”。

考虑到现场推广，确保耐久性也是一项课题。 柳研究员说 “在现场应用并实证后发现，集水装置和水力旋流器等的耐久性是关键”， “推广时可能出现破损或难以维护的问题， 因此研究重点放在让农户和现场便于维护·检修，并相较一般设备降低维护成本”。 

初期投资 870万韩元…比水井便宜

在决定能否扩大推广的经济性方面，也有评价认为该系统优于地下水井方式。 5个 5吨水箱在内的无动力综合系统初期投资为 870万韩元， 比太阳能地下水井系统的 1390万韩元少 37.4% 。 年度运营·维护管理费也为 75万韩元，比水井方式(100万韩元)低 25% 。 运营费由水箱清洗费 50万韩元， 管道·阀门·接头及水锤泵耗材更换费 15万韩元， 水质分析外部委托费 10万韩元构成。

柳研究员说 “做了经济性评估后发现，设施安装费在 800万韩元左右，而安装地下水井则需要约 1400万韩元”，并表示 “我们认为我们的技术比地下水井更具经济性， 因此期待扩大推广”。 

2027年纳入项目为目标…也可用于畜牧·景观·消防用水

这项技术已经进入政策阶段。 研究团队于 2025年 12月向农林畜产食品部提出政策建议，请求将其纳入 “抗旱用水开发项目” 支持对象。 柳研究员说 “目前正在推进，目标是在 2027年实现项目化”，并表示 “地方政府也会联系我们，说对这类技术感兴趣”。 他补充说 “再次与农食部通话后，对方表示如果有地方政府需求，就可以反映进去”， “我们认为如果地方政府持续提出需求，就有可能被纳入，因此正在持续推进”。

计划也将扩大应用领域。 柳研究员说 “我们认为不仅农业，在畜牧或景观领域也完全可以应用， 计划向农业以外领域扩展”。 他还提到了灾难应对临时供水， 特别是作为消防用水的应用可能性。 他说 “储存起来的水在火灾等紧急情况下只要接上水管就能使用，因此我认为这方面也完全可行”。 对于海外应用，他也表示 “我认为完全可以嫁接应用”。

由于是逐步增加水箱的结构，供水规模也可以扩展。 柳研究员解释说 “这是分阶段安装水箱的方式，水量足以供应普通农村村庄”。

后续研究的重心将从技术开发转向推广。 柳研究员说 “雨水研究很久以前就开始做了，我认为技术升级已经完成”，并表示 “重要的是拿着这项技术，究竟能扩大和推广到什么程度”。 他还提到农村振兴厅长李胜墩一直强调技术推广。 柳研究员表示 “厅长也强调推广，因此后续研究计划推进扩大推广方向的实证研究，并推动其被指定为农业机械新技术”。 为应对极端干旱，与小规模地下水联动的混合方式扩展也在研究范围内。 

从温室抗灾、雨水, 再到农机安全

柳研究员于 2013年 10月通过公开招聘进入国立农业科学院农业工学部灾害预防工学科。 故乡是全州的他主修农业机械学，并在全北大学完成本科和硕士学业。 他解释入职背景时说 “听说农村振兴厅要搬迁到全州， 也想发挥自己的专业”。

他的研究轨迹贯穿农业现场的灾害与安全。 2016年起，他在灾害预防工学科开展园艺特作领域温室抗灾设施安全性研究， 去年所属研究室并入旱田农业机械科后，研究重心转向聚焦生产基础安全的研究。 目前还并行开展农机安全领域研究。 GPS 这是一项利用数据分析农机使用实际情况的研究， 在全北特别自治道金堤市白山面示范园区，为拖拉机、插秧机， 以及联合收割机安装 GPS 终端，分析作业优化水平。 柳研究员解释说 “在白山农协开展的农作业代办中，我们给联合收割机等安装终端，用 GPS 数据分析作业量”。

被问及想对因干旱而困难的农户说些什么时，柳研究员再次谈到了现场。 他说 “气候变化日益剧烈，种地正变得越来越困难”，并表示 “在这种情况下，我会努力打造在现场有用的技术，让我们的研究能哪怕稍微减轻农户的困难”。