[논문]게임이론을 통한 남북 공유하천 관리 전략 도출

최동진; 이미홍

doi:10.3741/jkwra.2008.41.4.353

게임이론을 통한 남북 공유하천 관리 전략 도출
Applying Game Theory for Strategy Transboundary River : the case of Han River in North and South Koreans 원문보기

韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association, v.41 no.4, 2008년, pp.353 - 363

최동진 (국토환경연구소) , 이미홍 (한국토지공사 국토도시연구원)

초록
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이 연구는 남북 공유하천의 바람직한 관리 비전과 목표를 수립하기 위해서 북한강의 임남댐 사례를 통해 합리적인 관리 전략을 세우는 것을 목적으로 한다. 방법론적으로는, 게임이론의 접근 방법을 통해 남북한 공유하천 문제의 해법을 찾아보았다. 기존의 논의가 주로 남북 간의 비협조적인 상황 하에서의 대응전략을 주요한 관심으로 한 데 비해 본 연구에서는 보상을 연계시킨 협조게임의 접근방법으로 남북 간의 협력의 가능성을 시나리오를 설정하여 분석하였다. 또 남북이 최선의 이득을 얻을 수 있는 협력과 보상의 조건을 계량화하여 평가할 수 있는 방법론을 제시하였다. 남북한이 모두 최선의 편익을 누리는 방법은 북한이 남한에게 유량을 할당해주고, 남한은 그에 대한 보상으로 남북 공동의 이익을 가져다 줄 수 있는 공동개발 사업(임진강 유역의 공동개발 등)에 적극적인 투자를 하는 방법이라고 할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study aims to set up the appropriate strategies for the transboundary river between South and North Korea. We took the example of Bukhan River which penetrates both Koreas to illustrate this idea, and applied Game Theory to get the solutions. Previous studies have mainly dealt with counterplan in case of confliction. On the contrary, this study has the premise that there could be much more cooperations. The analysis shows that the best choice is to develop the basin together. For example, they can make up development plan for Imjin basin which ranges from North Korea and South. As the result, South Korea can get the stable water volume in the river and North Korea can have the chances for economic revitalization.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

Rogers(1969a; 1969b)는 협조게임의 사례를 갠지스-브라마푸트라 유역에서의 인도와 파키스탄의 물 사용을 둘러싼 분쟁에 적용하였다. 결과는 양국이 큰 이익을 얻을 수 있는 상호협력 전략의 범위를 제안하였다. Rogers는 갠지스 하류의 이해관계 대립을 분석하면서, 인도와 파키스탄이 상호 협력하는 전략을 제안하였다.
특히, 남북한의 유량 할당 비율, 유량 이용 편익의 분배 방법, 상호협력을 위한 공동협력사업 혹은 지원사업 등의 존재여부에 따라 남북간 협력의 가능성이 어떻게 달라지는지를 살펴보았다. 남과 북이 모두 만족할 수 있는 최적의 협력 상태에 도달하기 위해서는 유량할당에 따라 편익이 어떻게 분배되어야 하는지를 정량적으로 평가하여 보았다.
본 연구에서는 남북 공유하천인 북한강의 임남댐 건설을 둘러싼 갈등의 해법을 협조게임의 관점에서 분석한 것이며, 특히 상호 연계된 협조게임의 접근방법을 통해 남북간의 협력을 통해 남북 공동의 편익을 더 높일 수 있다는 것을 보여줄 것이다.
이에 이 연구는 남북 공유하천의 바람직한 관리 비전과 목표를 수립하기 위해서 북한강의 임남댐 사례를 통해 게임이론을 적용하여 합리적인 관리전략을 세우는 것을 목적으로 한다. 이러한 접근은 그동안 남북 대치상황을 반영한 갈등의 측면에서 고찰하여 왔던 공유하천관리의 문제를 협력과 공동 관리의 관점에서 파악하고 합리적인 관리전략을 세우는 기초적인 작업이 될 것이다.
이런 이유로 본 연구에서는, 협조적 게임이론의 접근 방법을 통해 남북한 공유하천 문제의 해법을 찾아보았다. 특히, 남북한의 유량 할당 비율, 유량 이용 편익의 분배 방법, 상호협력을 위한 공동협력사업 혹은 지원사업 등의 존재여부에 따라 남북간 협력의 가능성이 어떻게 달라지는지를 살펴보았다. 남과 북이 모두 만족할 수 있는 최적의 협력 상태에 도달하기 위해서는 유량할당에 따라 편익이 어떻게 분배되어야 하는지를 정량적으로 평가하여 보았다.

가설 설정

상류지역이 하류에 일정한 비율(α)의 유량을 보장하고, 수자원의 공동개발을 하여 얻는 전체적인 편익을 b, 비용이 c가 되는 상황을 가정해 보자.
0%)까지였다. 여기에서는 이러한 상황들을 고려하여 설비용량의 70% 정도를 사용한다고 가정하였다. 낮과 밤, 계절에 따라 전력사용이 불규칙하기 때문에 1년 내내 100%를 다 사용하기 곤란할 것이므로, 위에서 언급한 상황에 의거하여 70%만 사용한다고 가정하면, 613억원에 해당한다.
왜냐하면 이러한 경우에는 공유하천의 공평한 이용의 원칙에 어긋날 뿐만 아니라 피해자가 가해자에게 보상을 하는 격이 된다. 즉, 여기에서는 임남댐 건설 이전의 자연 상태의 상류 유입량의 50%에 대해서는 남한이 수리권을 가지고 있다고 가정한다. 따라서 남한은 50%이외의 추가적인 용수 이용으로 인해 편익이 발생할 경우에는 북한과 이를 배분할 수 있다.

제안 방법

남북한의 공유하천 공동관리 문제를 게임이론을 통해 분석하기 위하여, 임남댐 건설을 전후하여 남북한이 얻게 되는 보상(payoff)을 시나리오에 따라 산정하여 보았다. 남북한의 협력과 거래가 가능한 상황에서는 남북 공유하천 문제는 협력 게임(Nash, 1953)의 모델로 나타낼 수 있다.
따라서 전면적인 남북교류가 이루어지지 않은 조건에서의 남북 공유하천 문제에 대한 접근은 경제적 이해를 기준으로 하는 게임이론의 접근 방법이 가장 설득력이 있다. 이런 이유로 본 연구에서는, 협조적 게임이론의 접근 방법을 통해 남북한 공유하천 문제의 해법을 찾아보았다. 특히, 남북한의 유량 할당 비율, 유량 이용 편익의 분배 방법, 상호협력을 위한 공동협력사업 혹은 지원사업 등의 존재여부에 따라 남북간 협력의 가능성이 어떻게 달라지는지를 살펴보았다.

성능/효과

결론적으로 남한의 경우 전력생산에 의해 연간 456억원 정도의 편익을 얻고 있었으며, 용수이용과 관련하여 연간 406억원 정도의 잠재적 편익을 확보하고 있었다고 볼 수 있다. 북한은 상류지역의 유량을 이용하지 않은 상태이므로 잠재적 편익을 현재화하지 못하고 있는 상황으로 가정할 수 있으며, 전력생산에 의한 편익의 10%(45.

후속연구

마지막으로 위에서 제시한 전력편익의 산정 방법 등은 충분한 남북한의 공유하천 이용현황에 대한 충분한 자료가 없는 조건에서 개략적인 전략의 방향을 세우기 위해 예시한 것이며 제시된 편익으로 산정된 금액이 정확하게 산정된 수치라고는 할 수 없다. 이 부분은 향후 후속 연구를 통해서 충분한 자료의 확보와 보다 합리적인 방법을 적용하여 그 정확성과 설득력을 높여가야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	게임이론은 전략적 행동을 분석하는데 여기서 전략적 행동은 무엇을 말하는 것인가?	게임이론은 경제행위 주체들의 전략적 행동을 분석하는데 유용한 도구이다. 전략적 행동이란 상호의존적 상황에서 경제주체가 어떤 행동을 할 때 이후 나오게 될 상대방의 대응을 미리 계산하고 행동하는 것이다. 게임이론적 접근은 수자원 이용문제에서, 시장이 존재하지 않더라도 게임의 당사자들이 서로 상대방의 효용함수에 영향을 미칠 수 있는 수단을 협상을 통해 조정함으로써 자원배분의 효율성을 제고할 수 있다.
	북한강은 유역변경식 발전소 건설로 무엇이 예상되는가?	유역의 2/3가 북한에 위치하고 있어 북한의 협력 없이는 근본적인 치수대책 수립이 어려운 임진강과 북한의 유역변경식 발전소 건설로 유량의 대폭적인 감소가 예상되는 북한강의 문제는 남북 간 협력이 없이는 해결하기가 곤란하다. 하지만, 우리나라는 그동안 남북 간의 공유하천뿐만 아니라 국내의 하천관리에서도 일관성 있는 원칙과 방향에 입각하여 정책을 추진하지 못하였다.
	게임이론은 무엇을 분석하는데 유용한 도구인가?	공유하천 문제에 대해서는 다양한 경제 이론적 접근들이 이루어져 왔으며, 그 중 대표적인 방법이 게임이론이라고 할 수 있다. 게임이론은 경제행위 주체들의 전략적 행동을 분석하는데 유용한 도구이다. 전략적 행동이란 상호의존적 상황에서 경제주체가 어떤 행동을 할 때 이후 나오게 될 상대방의 대응을 미리 계산하고 행동하는 것이다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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