이 연구의 목적은 사회간접자본의 대표적인 시설인 댐과 같이 기획, 조사, 타당성분석 단계에서부터 설계, 계약, 시공 및 유지관리단계까지 건설 생애주기가 긴 경우 Risk에 노출되는 시간 또한 길어져 건설기간 지연에 따른 비용증가는 물론 적기 미 준공시의 증액비용과 이용연기에 따른 편익손실로 국가 전체의 경쟁력을 저하시킴으로 이들 문제점을 감소시키는 방법을 모색하는 것이다. 이에 본 연구에서는 생애주기 각 단계별로 경제성분석을 통한 공기와 비용을 연계 분석하여 효율적이고 체계적인 사업수행단계 및 건설공정 Network모델을 도출하고 이 성과를 토대로 생애주기분석에 있어 Fast Track기법을 적용하는 하나의 새로운 방안으로 제안하고자 한다.
이 연구의 목적은 사회간접자본의 대표적인 시설인 댐과 같이 기획, 조사, 타당성분석 단계에서부터 설계, 계약, 시공 및 유지관리단계까지 건설 생애주기가 긴 경우 Risk에 노출되는 시간 또한 길어져 건설기간 지연에 따른 비용증가는 물론 적기 미 준공시의 증액비용과 이용연기에 따른 편익손실로 국가 전체의 경쟁력을 저하시킴으로 이들 문제점을 감소시키는 방법을 모색하는 것이다. 이에 본 연구에서는 생애주기 각 단계별로 경제성분석을 통한 공기와 비용을 연계 분석하여 효율적이고 체계적인 사업수행단계 및 건설공정 Network모델을 도출하고 이 성과를 토대로 생애주기분석에 있어 Fast Track기법을 적용하는 하나의 새로운 방안으로 제안하고자 한다.
It is true that SOC facilities, such as dams, need long life cycles since more time has to be invested for the phases of planning, examination, feasibility study, design, contract, construction, and maintenance. This longer life cycle is easily exposed to the risk. And thus, brings additional cost b...
It is true that SOC facilities, such as dams, need long life cycles since more time has to be invested for the phases of planning, examination, feasibility study, design, contract, construction, and maintenance. This longer life cycle is easily exposed to the risk. And thus, brings additional cost by the delayed project, convenient loss according to the additional run of use, and benefit lose of not to using the facilities. So, the purpose of this study is to try to find a solution to reduce these time consuming problems which could diminish the whole national competition. Hence, this study is to show efficient, systematical project performance and network model by using reciprocal analyses between the construction period and cost based on economical analysis of each phase of life cycles. In addition, on the basis of these outputs, the Fast Track Method is suggested as an alternative solution as a new Approach in Life Cycle's Analysis.
It is true that SOC facilities, such as dams, need long life cycles since more time has to be invested for the phases of planning, examination, feasibility study, design, contract, construction, and maintenance. This longer life cycle is easily exposed to the risk. And thus, brings additional cost by the delayed project, convenient loss according to the additional run of use, and benefit lose of not to using the facilities. So, the purpose of this study is to try to find a solution to reduce these time consuming problems which could diminish the whole national competition. Hence, this study is to show efficient, systematical project performance and network model by using reciprocal analyses between the construction period and cost based on economical analysis of each phase of life cycles. In addition, on the basis of these outputs, the Fast Track Method is suggested as an alternative solution as a new Approach in Life Cycle's Analysis.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 기 완공된 댐과 건설 중인 댐 의 자료를 활용하여, 우리나라의 주요 댐의 수자원 특 성, 주요 댐의 건설생애주기 단계별 공기분석과 그에 따른 사업비 분석을 고려하여 더욱 효율적이고 자본기회 비용(Capital Opportunity)면에서 최적인 발주 및 건 설 모델을 도출하였다. 이 성과를 토대로 앞으로의 발주 에 있어 Fast Track기법을 하나의 새로운 방향으로 제시하여 댐 프로젝트의 건설 수행능력 제고를 위한 한 방법을 제시코자 한다.
따라서 본 연구에서는 기 완공된 댐과 건설 중인 댐 의 자료를 활용하여, 우리나라의 주요 댐의 수자원 특 성, 주요 댐의 건설생애주기 단계별 공기분석과 그에 따른 사업비 분석을 고려하여 더욱 효율적이고 자본기회 비용(Capital Opportunity)면에서 최적인 발주 및 건 설 모델을 도출하였다. 이 성과를 토대로 앞으로의 발주 에 있어 Fast Track기법을 하나의 새로운 방향으로 제시하여 댐 프로젝트의 건설 수행능력 제고를 위한 한 방법을 제시코자 한다.
제안 방법
다목적댐의 적정공기를 구하기 위하여 각 댐별로 지 역적 특수성과 댐의 기술적 특성도 고려해야 하지만 여 기에서는 기능적 특성인 총 저수량 유효저수량 연간 발전량 연간 용수량 유역면적, 댐체 전면적 등의 실적 자료 등을 위주로 고려하여 보았다. 공기산출을 위해 상 기 기능적 요소를 비교 검토한 결과, 댐에서의 대표시설 물의 기능단위를 총저수량과 댐체 전면적 기준으로 함 이 타당성이 있어, 표 5에서와 같이 "총 저수량기준”과 “댐체 전면적 기준”으로 한 시공성 분석을 하였다. 이때 적용한 공기는 실제 시공공기(월)이고, 사업비는 현재가치로 환산(이자율 12% 적용, 백만원)한 비용이며, 저수량은 총 저수량(백만对)이고, 댐체 전면적(rrf)은 댐 높이와 길이를 곱한 수치로 하였다.
1) 각 댐별 용수편익은 총 용수량에 단가<1000월6n') 를 곱하여 산출하였다
다목적댐의 적정공기를 구하기 위하여 각 댐별로 지 역적 특수성과 댐의 기술적 특성도 고려해야 하지만 여 기에서는 기능적 특성인 총 저수량 유효저수량 연간 발전량 연간 용수량 유역면적, 댐체 전면적 등의 실적 자료 등을 위주로 고려하여 보았다. 공기산출을 위해 상 기 기능적 요소를 비교 검토한 결과, 댐에서의 대표시설 물의 기능단위를 총저수량과 댐체 전면적 기준으로 함 이 타당성이 있어, 표 5에서와 같이 "총 저수량기준”과 “댐체 전면적 기준”으로 한 시공성 분석을 하였다.
여기서 특이한 것은 소양강댐과 안동댐은 실제시공공 기가 조정시공공기 보다 짧거나 비슷함을 알 수 있는데, 이는 이들 2개 댐이 새마을 운동이 한창이던 시절 돌관 작업을 했기 때문에 생산성이 높음을 알 수 있었다 그러므로 뒷 절에서 논할 Fast Track 도입 시 각 댐별 편익 및 비용 산정에서는 소양강댐과 안동댐을 제외한 대청댐, 충주댐, 합천댐, 임하댐, 용담댐등 5개 댐을 기준으로 논하도록 하겠다.
허지만 모든 편익에 대한 실적자료와 분석치의 보유 가 미미한 상태이다. 이 논문에서는 상기 편익 중 실적 데이터가 공통적으로 있고 경제성분석에 가장 영향을 많이 미치는 용수편익, 발전편익, 시설편익 등을 위주로 하였다.
” 고 밝히고 있다. 이 점을 고려하여 공사비 대신 공기를 산정함에 있어 이 방법을 적용하여 보았다.
이 중 조정공기에 의한 공정표상의 특이한 사항은 각 단계별로 FLOAT가 없이 연속적으로 사업을 수행하는 것을 원칙으로 하였고, 특히 타당성 조사가 끝나는 즉시 설계와 시공이 착수토록 하여 Fast Track 기법을 도 입하였다. 공정표상에 음영으로 처리된 개월 수중 위쪽 은 실적공정표상의 총 공기이며 아래쪽은 Fast Track 기법을 도입한 조정공기이다.
이들 7개 댐에 대한 용수량 및 발전량을 총 저수량 (백만rrf), 연간 총 용수공급량(백만kW), 연간발전량 (GW년), 시설용량(천kW)순으로 정리하면 아래 표 3과 같다 이 중 연간 용수공급량은 생 - 공용수, 관계용수, 유지용수 등으로 나누어 정리하였다.
댐별 적정공기산정을 위하여 댐별 시공성분석 결과 에서 월 저수량 기준값과 월 댐체 전면적 기준값을 표 5 에서와 같이 상호 비교하여 보았다. 이들 중 보다 보편 적이고 현실성에 가장 가까운 적정공기 산정기준치가 댐체 전면적를 기준값으로 한 공기조정방법이라 판단되어 이 방법을 최종 선택하였다. 이 방법에 의한 적정공 기의 산정순서는 아래와 같다.
저수량대비 시공공사비는 시공 공사비에 저수량을 나누어 구하였으며, 공기대비 저수량은 저수량에 시공공기 를 나누어 구하였다. 그 결과 시공공기 대비 저수량은 준공년도가 70년대인 소양강댐이 36.
전면적 대비 시공공사비는 시공 공사비에 저수량을 나누어 구하였으며, 공기대비 전면적은 저수량에 시공공 기를 나누어 구하였다. 그 결과 시공공기 대비 역시 월단위면적비가 1973년도에 준공한 소양강댐인 경우 815(㎡/월)인데 반해 최근에 준공한 용담댐은 219(㎡/ 월)로 준공년도가 늦을수록 분석치가 낮아지고 있음을 알 수 있으며, 이는 준공연도가 늦을수록 사업비가 증가 함을 나타낸다.
데이터처리
댐별 적정공기산정을 위하여 댐별 시공성분석 결과 에서 월 저수량 기준값과 월 댐체 전면적 기준값을 표 5 에서와 같이 상호 비교하여 보았다. 이들 중 보다 보편 적이고 현실성에 가장 가까운 적정공기 산정기준치가 댐체 전면적를 기준값으로 한 공기조정방법이라 판단되어 이 방법을 최종 선택하였다.
이론/모형
5절 라이프사이클에 의한 실적공정 對 Fast Track기법 도입 시의 공정 비교에서 구한 공기단축기 간과 표 7에서 구한 연간 총 편익을 활용하여 공기단축 기간동안의 댐별 총 편익을 구하면 아래 표 8과 같다. 여기서 단축기간내 순편 익을 구하기 위해선 총 편익비용과 편익비용비를 한국수자원공사(1998)에서 언급한 편익비용비를 이용하였다. 이렇게 얻은 순편익비용과 총 건설비용 현재가를 비교하면 표 8의 대비값과 같다.
성능/효과
1) 대청댐의 단축공기는 실제공기152개월에 조정공 기117개월을 뺀 수인 35개월이다.
2) 각 댐별 발전편익은 연간발전량에 단가(20원 ZKwh)를 곱하여 산출하였다.
2) 충주댐의 단축공기는 실제공기150개월에 조정공 기134개월을 뺀 수인 16개월이다.
3) 각 댐별 시설편익은 시설용량에 단가(20만원 /KW)를 곱하여 산출하였다.
3) 합천댐의 단축공기는 실제공기177개월에 조정공 기138개월을 뺀 수인 39개월이다.
4) 각 댐별 연간 총 편익은 용수편익, 발전편익, 시설 편익의 합이다.
4) 임하댐의 단축공기는 실제공기174개월에 조정공 기108개월을 뺀 수인 66개월이다.
5) 용담댐의 단축공기는 실제공기143개월에 조정공 기 98개월을 뺀 수인 45개월이다.
결론적으로 각 생애주기 단계별 FLOAT를 최소화 하고 당초 계획된 공기 내에 완공하기위해, Fast Track기법을 적용하여 년차 및 차수공사의 개념을 버 리고 댐건설사업을 발주할 경우 상당한 사업비의 절감 효과를 얻을 수 있다. 아울러 생애주기 전 단계에 Fast Track기법을 적용하면 사업기간을 단축함으로서 단축 기간에 해당되는 만큼의 편익비용이 발생하여 그 비용 으로 또 다른 댐 건설을 할 수 있을 것이다.
전면적 대비 시공공사비는 시공 공사비에 저수량을 나누어 구하였으며, 공기대비 전면적은 저수량에 시공공 기를 나누어 구하였다. 그 결과 시공공기 대비 역시 월단위면적비가 1973년도에 준공한 소양강댐인 경우 815(㎡/월)인데 반해 최근에 준공한 용담댐은 219(㎡/ 월)로 준공년도가 늦을수록 분석치가 낮아지고 있음을 알 수 있으며, 이는 준공연도가 늦을수록 사업비가 증가 함을 나타낸다. 즉 70년대 준공한 댐들인 경우 시공공 기대비 댐체 면적의 평균치는 755m7월이고 80년대 준 공한 댐들의 평균치는 483m7월이고 90년대 준공한 댐 들의 평균치는 320㎡월로 나타나 있다.
저수량대비 시공공사비는 시공 공사비에 저수량을 나누어 구하였으며, 공기대비 저수량은 저수량에 시공공기 를 나누어 구하였다. 그 결과 시공공기 대비 저수량은 준공년도가 70년대인 소양강댐이 36.25 백만㎡/월에서 준공년도가 2000년도인 용담댐이 6.7 백만irf/월로서, 준공년도가 늦을수록 그 수치가 낮아짐을 볼 수 있는데, 이는 저수량대비 시공단가가 많아짐을 나타낸다
둘째 Fast Track기법을 도입하여 공기단축을 했을 때, 대청댐은 0.75개소 충주댐은 0.55개소 합천댐은 0.26개소 임하댐은 0.17개소 용담댐은 0.47개소의 동 일 규모의 댐을 더 건설할 수 있음을 알 수 있다.
둘째, 시공연도가 늦을수록 사업비가 증가하는 경향 이 있다
셋째, 건설생애주기 각 단계간 로스타임인 불필요한 FLOAT 가 많다.
셋째, 순 편익비용의 합계가 5조 5, 672억원임으로 이는 충주댐을 1개 이상 건설 할 수 있는 비용이고, 임하 댐과 비교하면 5개댐을 더 건설할 수 있음을 알 수 있다. 즉 생애주기의 각 단계별 기간을 단축했을 때 즉 Fast Track기법을 활용했을 때 얻을 수 있는 순 편익비 용을 갖고 댐을 보다 많이 건설할 수 있음을 알 수 있다.
또한 FLOAT 가 “-”로 표시된 것은 전 단계 완료이전에 다음단계를 착수한 것을 의미한다. 이 공기분석결과를 통해 우리나 라의 댐 건설의 특징을 살펴보면, 건설생애주기에 있어서 예비조사, 타당성 분석단계, 설계단계 시공단계가 연 속적으로 이루어지지 않고, 불필요한 다음 단계착수시점 까지의 대기기간인 로스타임 즉 불필요한 FLOAT가 많아 전체 사업공기가 필요 이상으로 연장되어 짐을 알 수 있다. 이로 인한 계획에 없는 비용증가로 총 사업비 증가는 거의 관례화되어 왔음을 알 수 있었다.
이 공기분석결과를 통해 우리나 라의 댐 건설의 특징을 살펴보면, 건설생애주기에 있어서 예비조사, 타당성 분석단계, 설계단계 시공단계가 연 속적으로 이루어지지 않고, 불필요한 다음 단계착수시점 까지의 대기기간인 로스타임 즉 불필요한 FLOAT가 많아 전체 사업공기가 필요 이상으로 연장되어 짐을 알 수 있다. 이로 인한 계획에 없는 비용증가로 총 사업비 증가는 거의 관례화되어 왔음을 알 수 있었다.
전 단계의 완료시점과 다음단계의 착수시점까지 대기 시간이 길다 즉 타당성 조사후 설계, 설계후 시공착수가 늦어져 총 사업공기가 길어짐을 알 수 있었다.
셋째, 순 편익비용의 합계가 5조 5, 672억원임으로 이는 충주댐을 1개 이상 건설 할 수 있는 비용이고, 임하 댐과 비교하면 5개댐을 더 건설할 수 있음을 알 수 있다. 즉 생애주기의 각 단계별 기간을 단축했을 때 즉 Fast Track기법을 활용했을 때 얻을 수 있는 순 편익비 용을 갖고 댐을 보다 많이 건설할 수 있음을 알 수 있다.
첫째, 준공 연도가 최근일수록 시공공기가 길어지는 것으로 보인다. 이의 원인을 분석하여 보면
첫째, 프로젝트 생애주기상 단계별 공기지연에 따른 비용손실이 대청댐이 가장 많았고 다음 이 충주댐, 합천 댐, 용담댐 순이었으며 임하댐은 별 영향이 없었음을 보 여준다.
후속연구
아울러 생애주기 전 단계에 Fast Track기법을 적용하면 사업기간을 단축함으로서 단축 기간에 해당되는 만큼의 편익비용이 발생하여 그 비용 으로 또 다른 댐 건설을 할 수 있을 것이다. 끝으로 본 연구에서는 댐의 대표시설물인 댐 전 면적을 기준단위 로 하여 공기를 산정하였으나, 앞으로 기 완공된 댐들의 공종별 실적자료 즉 본 대 여수로 가배수로, 도수로 및 방류관, 발전시설, Coffer Dam 등의 실적자료의 체계 적인 DB화가 이루어진다면, 공종별 매개변수를 활용한 산출모델을 적용하여 보다 더 정확한 공기와 사업비를 산출할 수 있을 것으로 본다. 대표적인 사회간접자본 투 자사업이자 국민의 삶의 질 향상과 밀접한 댐사업을 효 율적으로 추진하고 설계이전단계의 정책적 의사결정을 보다 더 신속하게 하여 많은 댐들이 건설될 수 있도록 하기 위한 기초 자료로 활용키 위하여 앞으로 이 분야 의 연구가 활발히 이루어져야 한다고 본다.
끝으로 본 연구에서는 댐의 대표시설물인 댐 전 면적을 기준단위 로 하여 공기를 산정하였으나, 앞으로 기 완공된 댐들의 공종별 실적자료 즉 본 대 여수로 가배수로, 도수로 및 방류관, 발전시설, Coffer Dam 등의 실적자료의 체계 적인 DB화가 이루어진다면, 공종별 매개변수를 활용한 산출모델을 적용하여 보다 더 정확한 공기와 사업비를 산출할 수 있을 것으로 본다. 대표적인 사회간접자본 투 자사업이자 국민의 삶의 질 향상과 밀접한 댐사업을 효 율적으로 추진하고 설계이전단계의 정책적 의사결정을 보다 더 신속하게 하여 많은 댐들이 건설될 수 있도록 하기 위한 기초 자료로 활용키 위하여 앞으로 이 분야 의 연구가 활발히 이루어져야 한다고 본다.
참고문헌 (15)
김광호 (2000). 수자원개발관리의 정책전환에 관한 연구, pp. 12-13
박종현 (2002), 설계단계별 도로 공사비 산출모델, 2002년 추계세미나, 건설기술연구원, pp. 4-6
윤주수 (1993), 우리나라 물 사정과 대책, 한국수자원공사 토론회 발표집, pp. 8
윤재호, 김동근, 신은우, 문영일 (2000). 댐 프로젝트의 Fast Track에 관한 연구, 한국수자원학회, 2000년 학술발표회 논문집, pp. 471-476
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