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문제 정의
- 대안별 접근이 아니라 대안으로 인한 효과에 대해 가치평가가 이루어지므로 관련 효과가 있는 모든 대안에 대해 편익산정이 가능하다. 특히 본 연구에서는 안양천 유역의 다양한 특성을 반영하기 위해 유역의 잠재적 위험도 산정 결과를 토대로 전체를 6개의 구역으로 구분하고 유역주민들의 다른 성향을 구분하여 제시하였는데 이렇게 접근한 연구는거의 전무하다. 특히 WTP와 Step 8의 대안 평가지수를 결합하여 편익을 산정하는 방법은 효과의 달성 정도에 따라 편익을 연속적으로 산정할 수 있는 장점이 있으므로 대안들을 상세하게 비교하는데 효과적으로 사용될 수 있다.
가설 설정
- (2)의 모형화를 위해서는 오차항의 분포에 대한 가정이 필요하다. 다항로짓모형하에서 오차항들은 일반적으로 서로 독립이며 제1형태 극치분포(type I extreme value distribution)를 따른다고 가정한다. 이 경우 응답자 i가 선택대안 j를 선택할 확률은 Eq.
제안 방법
- 선택대안집합을 구성하기 위해 현재상태를 제외한 개별 환경속성들과 가격속성의 수준들을 결합할 경우 Region Ⅰ은 22 × 32 (= 36), Region Ⅱ, Ⅵ은 34 (= 81), Region Ⅲ, Ⅳ는 23 × 3 (= 24), Region Ⅴ는 2 × 33 (= 54) 개의 가능한 선택대안 집합들이 존재하게 된다. Region Ⅰ, Ⅲ, Ⅳ는 모든 대안집합에 대해 설문지를 작성하였으나 Region Ⅱ, Ⅴ, Ⅵ의 경우 모든 선택대안 집합에 대해 질문하는 것은 비현실적이기 때문에 Table 2의 속성과 수준을 이용하여 D-효율 설계(D-efficiency design)를 기준으로 실험 선택법의 프로파일을 선택하였다. D-효율설계는 파라미터 추정량의 신뢰영역을 최소화하도록 설계하는 방법으로 변수 상호간의 공선성을 최소화시켜 추정의 효율성을 높이는 방법으로 알려져 있다(Kuhfeld, 2005).
- Region Ⅰ은 한 문항에 현재 상태와, 2개의 개선대안을 포함하여 총 18문항(9문항 × 2개의 설문지), Region Ⅱ, Ⅴ, Ⅵ는 9문항, Region Ⅲ, Ⅳ는 6문항으로 설문지를 구성하였다.
- 개선분담금은 유진채 등(2004)이 CVM을 적용하여 추정한 안양천 유역 환경 개선에 대한 WTP이 6,066원임을 제시하였는데 공기서 등(2006)이 이를 토대로 2차례에 걸친 안양천 유역주민에 대한 예비조사와 전화설문을 통해 2,500원, 5,000원, 10,000원으로 설정하였는데 본 연구에서도 이를 이용하였다. 가격속성은 홍수피해 위험 감소, 유지유량 확보, 수질 개선을 위해 응답자들이 주민세, 환경개선분담금 등의 세금형태로 부담하는 것으로 설정하였다.
- 따라서 본 연구에서는 대안의 효과에 대한 속성을 이용한 실험선택법을 사용하여 속성별 향상에 대한 WTP를 산정한다. 공기서 등(2006)은 안양천 유역의 전체 상태를 치수, 이수, 수질관리, 하천형태 별로 하나로 가정하고 개선되는 상태에 따른 WTP를 도출하였다.
- 하지만 다양한 대안들의 복잡한 편익을 추정하기 위해서는 연속적인(continuous) 편익의 추정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 앞에서 추정한 WTP를 바탕으로 다음 같은 수식을 이용하여 대안 i의 편익(B(ai))을 산정하는 방안을 제안하였다.
- 본 조사에서는 예비조사의 의견을 반영하여 응답자의 이해를 돕기 위해 안양천 유역도를 첨부하였으며 안양천에 대한 일반적인 설명과 대상 중유역의 현재 상태 등을 첨부하였다. 또 각 대안을 선택하기 전에 각 속성에 대한 그림과 사진자료를 통해 충분한 이해를 할 수 있도록 보조 자료를 첨부하였다. 특히 현재상태와 목표상태에 대한 구체적인 이해가 어려우므로 이길성 등(2007)과정은성 등(2007)의 HSPF 결과를 함께 제시하였다.
- 본 연구에서는 계획의 최종 산정을 위해 경제성 분석을 수행하였다. 기존의 환경관련 계획이나 시설물의 가치를 평가하기 위해 사용하는 조건부 가치추정법은 소수의 대안에 대해서만 가능하므로 본 연구에서는 다양한 대안을 비교하기 위해 실험선택법을 사용하였다.
- 본 설문조사는 2007년 4, 5월동안 실시하였다. 본 조사에서는 예비조사의 의견을 반영하여 응답자의 이해를 돕기 위해 안양천 유역도를 첨부하였으며 안양천에 대한 일반적인 설명과 대상 중유역의 현재 상태 등을 첨부하였다. 또 각 대안을 선택하기 전에 각 속성에 대한 그림과 사진자료를 통해 충분한 이해를 할 수 있도록 보조 자료를 첨부하였다.
- Region Ⅰ은 한 문항에 현재 상태와, 2개의 개선대안을 포함하여 총 18문항(9문항 × 2개의 설문지), Region Ⅱ, Ⅴ, Ⅵ는 9문항, Region Ⅲ, Ⅳ는 6문항으로 설문지를 구성하였다. 설문지에 현재상태를 추가함으로써 모형의 편기(bias)가 증가될 수 있으나 지불의사가 없고 대안 ②, 대안 ③을 선택할 기준점을 제시하기 위해 현재상태 유지 ①을 추가하였다. 일반적으로 선택모형의 선택카드에는 기준점을 포함하여 3개의 대안이 제시되는데, 피설문자는 그 가운데 하나의 대안을 선택한다.
- 실험선택법의 적용방법은 Table 1과 같이 첫째, 가치추정 대상의 속성을 선정하고 둘째, 가치추정대상의 속성 수준 및 지불의사금액의 수준을 설정하며 셋째, 등급화 된 속성을 통해 선택대안집합을 설계하며 넷째로 통계적인 직교배열에 의해 설문지를 구성하게 되고 마지막으로 설문조사를 통해 얻어진 자료의 취합과 분석을 통해 정보를 도출하게 된다.
- 하지만 안양천 유역은 지역적으로 물리적, 환경적 특성이 전혀 다르므로 현재 상태를 하나로 가정하여 하나의 설문지로 가치를 산정하는 것은 보편성을 확보하기 어려우므로 본 연구에서는 안양천 유역을 위치 및 현재 상태에 따라 6개 지역으로 구분하여 설문을 수행하였고 각 6개 지역에 대한 현재상태 변화에 따른 속성수준별 잠재가치를 산정하였다. 이를 토대로 물순환 건전화 대안들의 편익을 대안평가지수(Alternative Evaluation Index, AEI)와 결합하여 산정한 후 비용편익분석(costbenefit analysis)을 실시하였다.
- 특히 CEM을 이용한 편익산정 부분에서 공기서 등 (2006)의 연구와 본 연구의 차이점은 첫째, 공기서 등 (2006)의 경우 안양천 유역 전체에 대한 잠재가치를 도출하였기 때문에 안양천 유역내 중유역별 현재상태가 다르다는 현실을 반영하지 않았지만 본 연구에서는 안양천 유역내 중유역별 잠재가치를 도출하였다. 둘째, 공기서 등(2006)의 연구에서 제안된 개선대안에 대한 수준들이 일률적으로 적용되어 중유역별 현재상태에서 개선될 수 있는 대안이 적용가능하지 않은 중유역에도 존재하지만 본 연구에서는 중유역별 개선 대안이 다르기 때문에 보다 현실적인 접근이 가능하다.
- 공기서 등(2006)은 안양천 유역에 대한 하나의 설문지로 조사하여 치수, 이수, 수질관리, 생태, 경관 등이 향상되는 것에 대한 편익을 도출하였다. 하지만 안양천 유역은 지역적으로 물리적, 환경적 특성이 전혀 다르므로 현재 상태를 하나로 가정하여 하나의 설문지로 가치를 산정하는 것은 보편성을 확보하기 어려우므로 본 연구에서는 안양천 유역을 위치 및 현재 상태에 따라 6개 지역으로 구분하여 설문을 수행하였고 각 6개 지역에 대한 현재상태 변화에 따른 속성수준별 잠재가치를 산정하였다. 이를 토대로 물순환 건전화 대안들의 편익을 대안평가지수(Alternative Evaluation Index, AEI)와 결합하여 산정한 후 비용편익분석(costbenefit analysis)을 실시하였다.
- 안양천 개선의 속성 및 지불가격, 속성수준의 설정결과는 Table 2에서 보는 바와 같다. 홍수피해 위험, 유지유량 부족 위험, 수질오염 위험에 대한 속성은 정은성과 이길성(2007)에서 사용한 5개의 등급과 가장 이상적인 상태하나를 추가하여 6개 등급(0～5)으로 분할하여 Region의 현재상태와 목표수준을 설정하였고 안양천 개선분담금은 2,500원, 5,000원, 10,000원으로 분류하였다. 현재 상태의 경우 정은성과 이길성(2007)의 결과와 정은성 등(2007)의 HSPF 분석을 사용하였다.
대상 데이터
- 현재 상태의 경우 정은성과 이길성(2007)의 결과와 정은성 등(2007)의 HSPF 분석을 사용하였다. 개선분담금은 유진채 등(2004)이 CVM을 적용하여 추정한 안양천 유역 환경 개선에 대한 WTP이 6,066원임을 제시하였는데 공기서 등(2006)이 이를 토대로 2차례에 걸친 안양천 유역주민에 대한 예비조사와 전화설문을 통해 2,500원, 5,000원, 10,000원으로 설정하였는데 본 연구에서도 이를 이용하였다. 가격속성은 홍수피해 위험 감소, 유지유량 확보, 수질 개선을 위해 응답자들이 주민세, 환경개선분담금 등의 세금형태로 부담하는 것으로 설정하였다.
- 하지만 안양천 유역은 상류부터 하류까지 다양한 특성과 문제를 가진 도시하천이므로 현재 상태를 하나로 가정하고 이에 대해 유역주민을 상대로 설문을 실시하는 것은 논리적 보편성을 확보하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 안양천 유역을 정은성과 이길성(2007)의 결과와 지리적 특성을 감안하여 나눈 6개의 구역 별로 CEM을 사용하였다. 대안의 비용은 초기 설치비용 및 유지관리 비용으로 구분되는데 이를 모두 고려한 현재가로 산정한다.
- 본 설문조사는 2007년 4, 5월동안 실시하였다. 본 조사에서는 예비조사의 의견을 반영하여 응답자의 이해를 돕기 위해 안양천 유역도를 첨부하였으며 안양천에 대한 일반적인 설명과 대상 중유역의 현재 상태 등을 첨부하였다.
- 본 연구에서는 SAS Macro의 OPTEX 프로시져를 이용하여 D-효율이 100 %인 직교파일을 선택하였다. 직교설계로부터 최소대안집합은 각각 Region Ⅰ은 36개로 응답자 한명이 18개의 문항을 응답하기 어렵기 때문에 2개의 질문지에 각각 9개 문항씩 구성(block design)하였으며 Ⅱ, Ⅴ, Ⅵ은 18개, Region Ⅲ, Ⅳ는 12개의 선택대안집합이 도출되었다.
- 즉 현재 상태 등급과 목표상태 등급의 갈수량, 저수량과 BOD 농도 및 부하량을 함께 제시하여 설문응시자가 쉽게 이해할 수 있도록 하였다. 안양천 유역 거주민의 편익을 측정하는 것이므로 6개로 구분된 안양천 유역의 거주민들을 모집단으로 하였다.
데이터처리
- 홍수피해 위험, 유지유량 부족 위험, 수질오염 위험에 대한 속성은 정은성과 이길성(2007)에서 사용한 5개의 등급과 가장 이상적인 상태하나를 추가하여 6개 등급(0～5)으로 분할하여 Region의 현재상태와 목표수준을 설정하였고 안양천 개선분담금은 2,500원, 5,000원, 10,000원으로 분류하였다. 현재 상태의 경우 정은성과 이길성(2007)의 결과와 정은성 등(2007)의 HSPF 분석을 사용하였다. 개선분담금은 유진채 등(2004)이 CVM을 적용하여 추정한 안양천 유역 환경 개선에 대한 WTP이 6,066원임을 제시하였는데 공기서 등(2006)이 이를 토대로 2차례에 걸친 안양천 유역주민에 대한 예비조사와 전화설문을 통해 2,500원, 5,000원, 10,000원으로 설정하였는데 본 연구에서도 이를 이용하였다.
이론/모형
- 본 연구에서는 계획의 최종 산정을 위해 경제성 분석을 수행하였다. 기존의 환경관련 계획이나 시설물의 가치를 평가하기 위해 사용하는 조건부 가치추정법은 소수의 대안에 대해서만 가능하므로 본 연구에서는 다양한 대안을 비교하기 위해 실험선택법을 사용하였다. 대안별 접근이 아니라 대안으로 인한 효과에 대해 가치평가가 이루어지므로 관련 효과가 있는 모든 대안에 대해 편익산정이 가능하다.
- 실험선택법은 각 응답자들의 속성별 WTP를 추정하기 위해 확률효용모형(random utility model)을 이용하여 정형화 할 수 있다. McFadden(1974)에 의해 개발된 조건부 로짓모형(conditional logit model)은 환경재의 속성들이 어떻게 응답자의 선택확률에 영향을 주는지를 모형화하는데 있어 통계적인 체계를 제공한다.
성능/효과
- WTP는 홍수피해에 대해 모두 현재 취약(3.5단계)수준인데 향후 적당(3단계) 수준으로 변화된다면 매월 362.6원/가구, 이수와 수질오염 측면에서 현재 양호(2단계) 수준인데 우수(1단계) 수준으로 향상된다면 각각 5,480.7원/가구, 829.3원/가구로 추정되었다. 유역주민들의 수요가 수량확보에 대해 더 우선시 하는 경향을 알 수 있다.
- WTP는 홍수피해에 대해 현재 우수(1단계)수준인데 향후 최우수(0단계) 수준으로 변화된다면 매월 2,203.8원/가구, 이수와 수질오염 측면에서 현재 취약(4단계) 수준인데 적당(3단계) 수준으로 향상된다면 각각 2,057.5원/가구, 5,150.0원/가구로 추정되었고 우수(2단계)수준으로 변화된다면 6,528.3원/가구, 7,625.5원/가구로 추정되었다. 유역주민들의 수요가 수량확보에 대해 더 우선시 하는 경향을 알 수 있다.
- WTP는 홍수피해에 대해 현재 취약(4단계)수준인데 향후 적당(3단계) 수준으로 변화된다면 매월 2,104.1원/ 가구, 양호(2단계) 수준으로 변화한다면 7,322.1원/가구이고 이수와 수질오염 측면에서 현재 위험(5단계) 수준인데 취약(4단계) 수준으로 향상된다면 각각 1,745.9원/ 가구, 598.4원/가구로 추정되었고 적당(3단계) 수준으로 향상된다면 각각 3,495.1원/가구와 4,569.7원/가구의 WTP를 보인다. 유역주민들의 수요가 치수위험 감소, 수질개선, 수량확보의 순임을 알 수 있다.
- WTP는 홍수피해위험이 보통수준에서(2.5단계) 향후 양호수준(2단계)으로 홍수피해위험이 감소한다면 매월 208.4원/가구로 추정되었고 이수(유량 확보)에 대해서는 현재 건기의 하천 수량이 거의 없는 취약(3.5단계) 수준인데 향후 적당(3단계) 수준으로 갈 경우 매월 4,941.1원/가구, 우수(2단계) 수준으로 갈 경우 10,082.1원/가구가 지불의사액으로 산정되었다. 수질의 경우 현재는 적당(2.
- Table 4는 안양천 유역의 Region Ⅰ～Ⅵ의 속성별, 수준별 추정결과를 보여주고 있다. log-likelihood ratio 통계량으로 볼 때 추정된 방정식은 유의수준 1 %에서 통계적으로 유의했다. 이렇게 추정된 Region 6개의 계수를 바탕으로 WTP를 산정하면 Table 5와 같다.
- 모형 2에서 나이, 가족 구성원의 수, 교육연수, 소득, 개발 및 보전에 대한 성향의 추정계수가 유의하였고 소득을 제외한 추정계수가 (-) 값을 가지므로 나이가 적을수록, 가족 구성원이 적을수록, 교육 수준이 낮을수록, 개발보다 환경에 관심이 많을수록 현재상태보다 높은 수준을 선택할 확률이 높을 것임을 의미한다. 소득의 경우도 (+)의 값을 가지므로 소득수준이 높을수록 높은 수준을 선택할 확률이 높을 것임을 의미한다.
- 모형 2의 Pseudo R2가 모형 1에 비해 높게 나타나고 있어 보다 안정적인 결과를 나타나고 있으며 log-likelihood ratio 통계량에 대한 귀무가설은 모든 추정계수가 0이라는 것으로 이에 대응하는 p-value가 1% 유의수준에서 유의하다. 따라서 모형 2에서 추정된 각 속성별 추정치들을 통해 안양천 유역의 속성별 개선에 따른 가구별 잠재가격을 Table 6과 같이 추정하였다.
- 둘째, 설문지 구조에 있어 CVM에서 설문지는 응답자들이 선택할 수 있는 상황이 한정되어 있는 반면 실험선택법은 다양한 상황을 제시함으로써 응답자들의 선택의 폭이 넓어지게 된다. 셋째, CVM은 환경재의 변화범위를 제시하는 것이 한정적이지만 실험선택법은 다양한 변화범위를 제공할 수 있다. 마지막으로 실험선택법은 CVM에 비해 풍부하고 다양한 자료와 정보를 응답자로부터 얻어 낼 수 있다(Bennett, 1996).
- 실험선택법은 조건부가치평가법과 비교하여 몇 가지 장점을 가지고 있다. 첫째, CVM은 환경재의 속성에 대한 수준이 세 개 미만에 대해서만 추정이 가능하지만 실험선택법의 경우 한 개 이상 속성에 대해 여러 수준을 고려하여 잠재가격을 추정할 수 있다. 둘째, 설문지 구조에 있어 CVM에서 설문지는 응답자들이 선택할 수 있는 상황이 한정되어 있는 반면 실험선택법은 다양한 상황을 제시함으로써 응답자들의 선택의 폭이 넓어지게 된다.
후속연구
- 특히 CEM을 이용한 편익산정 부분에서 공기서 등 (2006)의 연구와 본 연구의 차이점은 첫째, 공기서 등 (2006)의 경우 안양천 유역 전체에 대한 잠재가치를 도출하였기 때문에 안양천 유역내 중유역별 현재상태가 다르다는 현실을 반영하지 않았지만 본 연구에서는 안양천 유역내 중유역별 잠재가치를 도출하였다. 둘째, 공기서 등(2006)의 연구에서 제안된 개선대안에 대한 수준들이 일률적으로 적용되어 중유역별 현재상태에서 개선될 수 있는 대안이 적용가능하지 않은 중유역에도 존재하지만 본 연구에서는 중유역별 개선 대안이 다르기 때문에 보다 현실적인 접근이 가능하다.
- 이전의 Step 1-8을 포함하여 본 연구의 Step 9와 10까지 수행하면 경제적, 공학적으로 우수한 3～5개의 대안들이 제시되었는데 이들은 향후 유역주민들의 의견을 반영하여 의사결정자들의 협의를 통해 실행될 수 있다. 즉 공학적, 경제적인 효과에 대해 평가하기 어려운 의사결정자들에게 검증된 후보 대안들을 제시함으로써 사회적, 법적, 제도적인 요소를 중심으로 검토하는 협의체 등의 의사결정에 기초자료로 활용될 수 있다.
- 향후 이러한 대안들은 유역주민들에게 공개되어 선호도를 조사한 후 최종 대안을 선정하여 실행하는데 기초 자료로 사용될 수 있다.
- 향후 하천 및 유역의 무분별한 난개발을 막고 이를 관리를 하기 위해서는 하천 및 유역의 건강한 환경에 대한 가치를 정량적으로 제시하는 일이 필요하다. 즉, 하천의 기능 및 환경에 대한 편익을 화폐가치로 측정할 필요가 있다.
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