최근 들어, 물 분쟁은 발생횟수 뿐만 아니라 그 심각성이 증대되고 있는 실정이다. 따라서 합리적인 용수배분 방안과 설득력 있는 기본원칙 수립 필요성이 부각되고 있다. 본 연구의 목적은 경제적 효율성과 사회적 효용을 중시한 용도간 용수배분을 실시하는 것이다. 용도간 배분을 위해서는 물 부족에 따른 피해함수를 산정한 후, 이를 효용함수로 전환하였으며 '한계효용균등의 법칙'을 적용하여 사회적 효용을 극대화하고자 하였다. 또한 지역의 용수수요 규모 및 특성을 반영한 가중치를 산정하여 지역간 용수배분에 적용하였다. 이러한 용수배분방법을 한강권역의 미래 물 부족상황에 적용한 결과, 생활용수의 배분량이 농업 및 공업용수에 비해 상대적으로 크게 산정되었다. 지역별로는 상대적으로 낮은 도시화, 공업화가 진행된 강원도 지역이 물 부족량의 상당부분을 부담하는 것으로 나타났다. 본 연구는 국내의 용수공급 체계상 어려움이 있는 경제학적 용수배분에 대한 하나의 대안을 제공한 것이라 하겠다.
최근 들어, 물 분쟁은 발생횟수 뿐만 아니라 그 심각성이 증대되고 있는 실정이다. 따라서 합리적인 용수배분 방안과 설득력 있는 기본원칙 수립 필요성이 부각되고 있다. 본 연구의 목적은 경제적 효율성과 사회적 효용을 중시한 용도간 용수배분을 실시하는 것이다. 용도간 배분을 위해서는 물 부족에 따른 피해함수를 산정한 후, 이를 효용함수로 전환하였으며 '한계효용균등의 법칙'을 적용하여 사회적 효용을 극대화하고자 하였다. 또한 지역의 용수수요 규모 및 특성을 반영한 가중치를 산정하여 지역간 용수배분에 적용하였다. 이러한 용수배분방법을 한강권역의 미래 물 부족상황에 적용한 결과, 생활용수의 배분량이 농업 및 공업용수에 비해 상대적으로 크게 산정되었다. 지역별로는 상대적으로 낮은 도시화, 공업화가 진행된 강원도 지역이 물 부족량의 상당부분을 부담하는 것으로 나타났다. 본 연구는 국내의 용수공급 체계상 어려움이 있는 경제학적 용수배분에 대한 하나의 대안을 제공한 것이라 하겠다.
Recently, water conflicts are rapidly increasing and more serious. So, it needs to establish the reasonable water allocation rules and criteria. This study aims at performing inter-sectoral water allocation with a focus on economic effciency and social utility. To allocate water among the sectoral w...
Recently, water conflicts are rapidly increasing and more serious. So, it needs to establish the reasonable water allocation rules and criteria. This study aims at performing inter-sectoral water allocation with a focus on economic effciency and social utility. To allocate water among the sectoral water uses, water shortage damage functions were estimated and then converged to the utility functions. Finally, each sectoral water uses are allocated by applying 'law equimarginal utility' to maximize social utility. Also weighting factor which reflects scale and characteristic of water demand in a region was estimated to perform the inter-regional water allocation. The water allocation rule was applied to the future water-deficit situation in Han-river basin. As a result, domestic water use was allocated more sufficient agricultural and industrial water use. Also, the water shortage occurs severely in the rural area like Gangwon-do because of its low urbanization and industrialization. This study suggests a alternative view of the economic water allocation which have difficulty under water supply mechanism in Korea.
Recently, water conflicts are rapidly increasing and more serious. So, it needs to establish the reasonable water allocation rules and criteria. This study aims at performing inter-sectoral water allocation with a focus on economic effciency and social utility. To allocate water among the sectoral water uses, water shortage damage functions were estimated and then converged to the utility functions. Finally, each sectoral water uses are allocated by applying 'law equimarginal utility' to maximize social utility. Also weighting factor which reflects scale and characteristic of water demand in a region was estimated to perform the inter-regional water allocation. The water allocation rule was applied to the future water-deficit situation in Han-river basin. As a result, domestic water use was allocated more sufficient agricultural and industrial water use. Also, the water shortage occurs severely in the rural area like Gangwon-do because of its low urbanization and industrialization. This study suggests a alternative view of the economic water allocation which have difficulty under water supply mechanism in Korea.
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문제 정의
따라서 물 가격이 시장상황을 반영하지 못하므로 가격에 기반한 배분은 불가능한 실정이다. 본 연구는 이에 대한 대안으로서 물 부족에 따른 용도별 피해함수를 이용하여 효용함수(utility furmction) 를 도출하고 '한계효용균등의 법칙'에 의해 사회적 효용을 극대화하는 용수배분 방법을 제시하였다. 또한 지역적 특성을 반영하는 지역가중치를 적용하여 형평성을 고려한 지역간 배분이 이루어지도록 하였다.
특히 생활용수나 하천유지용수의 경우는 무형의 피해가 대부분이어서 정량화하기가 더 어렵다. 본 연구에서는 생활용수의 경우 이현재(2003)가 제시한 제한급수율별 지불의사에 따라 도출된 보상수요(hicksian demand)를 이용해 용수공급 감소에 따라 수요자가 추가로 부담할 지불의사액의 상승분을 피해로 정의하였다. 농업용수, 공업용수의 경우는 투입-산출의 물리적 연계모형으로서 용수공급 감소로 발생하는 생산액 차질을 피해로 정의하였다.
가설 설정
반면에 강남과 평촌의 지불의사액 차이는 두 지역의 평균소득격차에 기인한 것으로 보인다. 이에 본 연구에서는 가뭄경험 및 소득 조건 등을 배제하고 상대적으로 일반성이 있다고 보아지는 평촌지역이 한강권역의 생활용수에 대한 지불의사를 대표한다고 가정하였다. 그러나 이는 편의를 위한 가정일 뿐, 정확한 측정을 위해서는 직접 용수배분 지역을 대상으로 수요함수를 도출하여야 할 것이다.
공업용수의 피해함수는 「1998년 산업총조사보고서」(통계청, 1999)에 제시된 시·도 및 산업단지별 1일당 용수량대 생산액 자료로부터 생산함수를 도출하고 공업용수 투입량의 감소에 따른 생산액의 피해를 나타내는 방법으로 유도하였다. 다만 가격과 같이 투입된 용수량 이외에 생산액에 영향을 미칠 수 있는 요인들은 불변인 것으로 가정하였다.
가정1 : 용수배분은 행정구역 단위로 실시한다.
가정2 : 경상북도는 수요량이 미비하므로 배분대상에서 제외하나다.
가정3 : 생활용수의 경우 평촌지역의 지불의사함수가 한강권역 전체를 대표한다.
가정4 : 전국자료로 산정한 공업용수 피해함수는 한강유역에도 적용 가능하다.
가정5 : 수리답이 농업용수 공급량의 약 97%를 차지하므로 전체 농업 피해를 대변한다.
가분적 재화로서 용수의 효율적인 불균형 해소는 사회 전체적인 후생(social welfare) 극대화를 목표로 한다는 가정 하에 Eq.(1)과 같은 한계효용균등의 법칙(law of equimarginal utility)을 적용할 수 있다.
가정6 : 하천유지용수는 보장수량으로 생각하여 배분 대상에서 제외한다.
제안 방법
본 연구는 이에 대한 대안으로서 물 부족에 따른 용도별 피해함수를 이용하여 효용함수(utility furmction) 를 도출하고 '한계효용균등의 법칙'에 의해 사회적 효용을 극대화하는 용수배분 방법을 제시하였다. 또한 지역적 특성을 반영하는 지역가중치를 적용하여 형평성을 고려한 지역간 배분이 이루어지도록 하였다. 산정된 피해함수와 지역가중치는 「수자원장기종합계획」(건설교통부, 2000b)에서 예상한 2011년 한강권역의 물 부족 상황에 대해 용수배분을 실시함으로써 적용성을 검토하였다.
또한 지역적 특성을 반영하는 지역가중치를 적용하여 형평성을 고려한 지역간 배분이 이루어지도록 하였다. 산정된 피해함수와 지역가중치는 「수자원장기종합계획」(건설교통부, 2000b)에서 예상한 2011년 한강권역의 물 부족 상황에 대해 용수배분을 실시함으로써 적용성을 검토하였다.
본 연구는 이러한 점을 감안하여 물 부족 상황에서 용수의 공급부족에 따른 피해발생 정도를 피해함수로 나타내고 이를 효용함수로 전환하는 방식을 사용하였다. 즉, Eq.
「수자원장기종합계획」에서는 용수수요 증가를 고려할 때 2011년에는 물 부족 현상이 발생할 것으로 예상하고 있다. 따라서 본 연구는 2011년 물 부족 상황의 한강권역을 대상으로 용수배분 방안을 적용하였다. 한강권역은 서울, 경기, 강원, 인천, 충북, 경북과 안성천유역의 경기 및 충남(천안, 아산)지역을 포함한다.
결국 이러한 격차는 물 부족으로 인한 피해 산정 시 피해 규모의 격차를 발생시키게 되고 이러한 격차는 부문별 피해의 비교를 무의미하게 만든다. 따라서 부문별 격차를 해결하면서 사회적 효용을 평가하는 방식으로 본 연구는 피해함수를 효용함수(utility function) 로 전환하였다.
본 연구에서는 경제적 관점에서 효율성과 사회적 효용을 중시한 용도간 용수배분을 실시하였다. 또한 지역 간 형평성을 고려하기 위해 가중치에 의한 지역간 용수 배분도 실시하였다.
본 연구에서는 경제적 관점에서 효율성과 사회적 효용을 중시한 용도간 용수배분을 실시하였다. 또한 지역 간 형평성을 고려하기 위해 가중치에 의한 지역간 용수 배분도 실시하였다. 이러한 과정을 통해 도출된 본 연구의 결론을 요약하면 다음과 같다.
대상 데이터
본 연구에서는 생산함수를 도출함에 있어서 특정지역의 다년간 용수량대 생산액 자료를 획득하기가 여의치 않은 관계로 1998년 1개년도의 전국적인 산업단지 자료를 사용하였다. 따라서 대상지역의 고유한 공업특성을 나타내기에 다소 문제점이 있으나 이는 향후 자료 축적이 되면 산업분류별로 생산함수를 도출함으로써 자연히 해결될 것으로 기대된다.
이론/모형
공업용수의 피해함수는 「1998년 산업총조사보고서」(통계청, 1999)에 제시된 시·도 및 산업단지별 1일당 용수량대 생산액 자료로부터 생산함수를 도출하고 공업용수 투입량의 감소에 따른 생산액의 피해를 나타내는 방법으로 유도하였다. 다만 가격과 같이 투입된 용수량 이외에 생산액에 영향을 미칠 수 있는 요인들은 불변인 것으로 가정하였다.
일반적으로 불확실성하의 의사결정을 위해 사용하는 효용함수는 본 연구와 같은 확실성하의 의사결정을 위해서는 가치함수(value function), 순서 효용함수(ordinal utility function), 선호함수(preference function) 또는 효용함수라고도 한다(강맹규, 1990). 본 연구에서는 '효용함수'라는 용어를 사용하였다. 효용함수를 부과하는 여러가지 방법 중 가장 널리 사용되는 방법은 중간가치 분할법 (Mid-value Splitting Technique)으로 다음과 같은 절차를 통해 산정된다.
성능/효과
한계효용균등의 법칙을 적용한 용도간 용수배분결과 각 용도별 충족률은 생활용수 93.92%, 공업용수91.67%, 농업용수 91.79%로 생활>농업>공업 순으로 생활용수의 충족률이 가장 높은 것으로 나타났다. 이는 경제적 효율성과 사회적 효용 극대화를 중시한 배분 결과로 생활용수의 경우 물 부족에 따른 사회적 피해가 타 용도에 비해 상대적으로 크다는 것을 나타낸다.
지역간 형평성을 고려하기 위해 실시한 지역간 용수 배분 결과는 생활용수의 경우 도시화율이 낮은 강원과 충북이 낮은 충족률을 보였으며 공업용수는 서울시, 농업용수는 강원도가 낮은 충족률을 보였다. 전체적으로는 도시화, 공업화가 높은 경기도나 인천광역시에 비해 강원도가 상대적으로 낮은 충족률을 나타냈다.
지역간 형평성을 고려하기 위해 실시한 지역간 용수 배분 결과는 생활용수의 경우 도시화율이 낮은 강원과 충북이 낮은 충족률을 보였으며 공업용수는 서울시, 농업용수는 강원도가 낮은 충족률을 보였다. 전체적으로는 도시화, 공업화가 높은 경기도나 인천광역시에 비해 강원도가 상대적으로 낮은 충족률을 나타냈다.
(1) 피해함수를 이용한 용수배분은 기반자료의 미비로 어려움이 있었던 경제적 효율성에 의한 용수배분에 대안적 방법론을 제공한 것이라 할 수 있다.
(3) 피해함수와 지역가중치를 통한 배분 방안은 물 부족상황과 같은 일시적 불균형의 해소 방안으로서 적합하다. 그러나 장기적 수급 불균형 상황에서는 정책적으로 수요관리뿐만 아니라 신규수자원의 개발이나 지역간 물 이전(water transfer) 등의 공급 관리가 함께 병행되는 것이 바람직할 것이다.
후속연구
합리적 용수배분을 위해서는 '물'이란 자원이 가지는 복잡한 사회 · 경제적 특수성이 모두 반영되어야 하겠지만 먼저 검토해야 할 부분은 경제재로서의 용수배분의 효율성(efficiency) 이 될 것이다. 즉, 수자원이 갖는 공공성에 비해 가공되어진 '용수'의 공급은 수요량을 만족시킬 수 없는 경우에는 시장논리에 의한 경제재로서 파악되어져야 한다는 것이다(이충성 등, 2004).
본 연구에서는 생산함수를 도출함에 있어서 특정지역의 다년간 용수량대 생산액 자료를 획득하기가 여의치 않은 관계로 1998년 1개년도의 전국적인 산업단지 자료를 사용하였다. 따라서 대상지역의 고유한 공업특성을 나타내기에 다소 문제점이 있으나 이는 향후 자료 축적이 되면 산업분류별로 생산함수를 도출함으로써 자연히 해결될 것으로 기대된다.
(3) 피해함수와 지역가중치를 통한 배분 방안은 물 부족상황과 같은 일시적 불균형의 해소 방안으로서 적합하다. 그러나 장기적 수급 불균형 상황에서는 정책적으로 수요관리뿐만 아니라 신규수자원의 개발이나 지역간 물 이전(water transfer) 등의 공급 관리가 함께 병행되는 것이 바람직할 것이다.
(2) 현재 용수수요의 증가로 인해 많은 분쟁이 발생하고 있는 상황에서 피해함수를 통한 용수배분은 간소한 과정을 통해 효과적으로 용수배분 문제를 해결할 수 있는 잣대를 제공할 것으로 사료된다.
참고문헌 (19)
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