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문제 정의
- 천변저류지와 같은 습지생태계는 홍수조절 이외에도 생물서식지와 같은 생태적기능, 수질정화기능 등 매우 다양한 기능을 가지고 있으며, 이에 Barbier 등(1997)은 습지의 다양한 기능별 가치들을 크게 사용가치(use value)와 비사용가치(nonuse value)로 나누어 분류한 바 있다. 본 연구에서는 우포늪에 조성될 천변저류지를 대상으로 하여 홍수조절 기능이외에도 생태적 기능, 수질개선기능 등의 요소들에 대한 경제적 가치를 정량적으로 제시하고자 하였다. 천변저류지가 가지는 홍수조절기능의 경제적 가치를 산정하기 위해서 GIS 기법과 HEC-RAS 모형을 이용하여 침수구역을 산정하였으며 다차원 홍수피해 산정법을 이용하여 홍수조절에 따른 경제적 가치를 산정하였다.
- 천변저류지로 인한 경제적인 효과에 대한 연구는 지금까지 주로 홍수조절 효과에 초점을 맞추었으며, 천변저류지의 건설 전후의 수리·수문학적 특성 변화가 조절효과 분석을 위하여 수행되었다.
- 천변저류지로 인한 경제적인 효과에 대한 연구는 지금까지 주로 홍수조절 효과에 초점을 맞추었으며, 천변저류지의 건설 전후의 수리·수문학적 특성 변화가 조절효과 분석을 위하여 수행되었다. 본 연구에서는 기존의 홍수조절 효과를 고려하고 추가적으로 경제적 측면에서의 생태적인 효과를 포함한 비사용가치를 반영하여 천변저류지가 가지는 경제적 가치를 정량적으로 제시하였다. 천변저류지가 가지는 경제적 효과분석을 위하여 GIS 기법을 이용한 침수구역의 산정과다차원 홍수피해 산정법을 이용한 홍수피해액의 산정, 수질개선효과 및 비시장가치추정법인 선택실험법을 통한 생태적 가치를 추정하였으며 이를 우포늪 천변저류지 지역에 적용하였다.
제안 방법
- 천변저류지의 설치에 의하여 발생하는 홍수조절 효과를 정량적으로 판단하기 위하여 설정한 천변저류지 설치안에 대하여 홍수조절가치를 산정하였다. 그러나, 천변저류지를 비롯한 각종 홍수 방어 대안을 통하여 발생하지 않은 홍수 조절 효과를 산정하는 것은 매우 난해하기 때문에, 그에 대한 대안으로서 홍수 대책 시행 전·후의 홍수피해 감소효과의 차를 홍수 조절 효과로서 간주하여 분석하는 것이 일반적이다.
- 이러한 치수사업의 경제성 분석을 위한 국내 기준으로는 ‘천변저류지 기본계획수립에 관한 연구(건교부, 2004)’에서 제시한 방법을 사용하고 있다. 따라서, 토평천다유역의 홍수 조절 효과의 분석에는 해당 방법을 적용하여 산정하였다.
- 산정한 피해액을 이용하여 홍수의 빈도별 구간 피해액에 곱하여 연평균피해액을 산정한 후 한 해에 발생 가능한 홍수에 대한 기대 피해액을 산정하였다. 이를 각 빈도별 홍수 및 할인율을 적용하여 침수 저감 피해액을 산정하였으며, 최종적으로 이러한 단계를 거쳐 산정한 각 천변저류지 조성대안별 침수 피해 저감 가치는 Table 2와 같다.
- 그러나 현실적으로 우리나라에서 인공습지 조성사업이 시작된 지 몇 년에 불과하고 기존에 조성되고 있는 습지가 얼마나 처리능력을 가질 지에 대한 예측이 어렵다. 오폐수의 유출규제에 따라 발생하는 손해를 기초로 하기에는 비점오염원의 유출경로에 대한 데이터가 부족한 관계로 본 연구에서는 하수종말처리장의 오폐수처리비용을 이용하였다. 하수 톤당 하수종말처리시설의 BOD 처리량 및 하수톤당 하수종말처리시설의 하수처리비는 각각 0.
- 선택실험법의 구축을 위해서는 우선 가치화되는 재화의 속성과 속성수준을 정의하여야 한다. 본 연구에 있어서 가치화되는 재화는 우포늪의 천변저류지 조성 사업으로 생태학자, 수문학자, 경상남도 및 창녕군 관계자 등의 자문 및 관련 문헌연구를 통하여 천변저류지 조성시나리오를 위한 4가지 속성 및 각각의 속성수준을 정하였다. 마지막으로 포커스그룹을 통하여 선택실험에 사용되는 어휘나 문구수정 뿐만 아니라 일반인에게 중요한 속성 및 그 수준을 정하였다.
- 본 연구에 있어서 가치화되는 재화는 우포늪의 천변저류지 조성 사업으로 생태학자, 수문학자, 경상남도 및 창녕군 관계자 등의 자문 및 관련 문헌연구를 통하여 천변저류지 조성시나리오를 위한 4가지 속성 및 각각의 속성수준을 정하였다. 마지막으로 포커스그룹을 통하여 선택실험에 사용되는 어휘나 문구수정 뿐만 아니라 일반인에게 중요한 속성 및 그 수준을 정하였다. 선택된 속성 및 그 수준은 Table 5에 나타내었다.
- 천변저류지 조성은 조성 시나리오에 따라 그동안 소실되어 왔던 우포늪의 절대 면적을 증가시키는 역할을 하게 되므로 습지면적이 중요한 속성 중 하나가 된다. 생물종의 경우 식물종, 조류종, 식물플랑크톤종으로 세분할 수 있는데 여기서는 분석의 편의를 위해 생태계의 가장 상위층에 위치하는 조류종(철새종)의 가치를 중요 속성으로 결정 하였다. 천변저류지가 조성될 경우 창녕군 해당 지역 및 인근지역 주민들은 농작물재배의 중단, 사유재산권의 제약 등 피해를 입게 되므로 천변저류지 조성사업의 성공적 추진을 위해서 지역주민들의 자발적 참여를 유도하는 주민지원프로그램의 제공도 중요한 사회적 속성으로 고려한다.
- 천변저류지가 조성될 경우 창녕군 해당 지역 및 인근지역 주민들은 농작물재배의 중단, 사유재산권의 제약 등 피해를 입게 되므로 천변저류지 조성사업의 성공적 추진을 위해서 지역주민들의 자발적 참여를 유도하는 주민지원프로그램의 제공도 중요한 사회적 속성으로 고려한다.1) 따라서 두개의 생태적 속성(습지면적, 철새보호)와 1개의 사회적 속성(주민지원프로그램)을 습지의 비사용가치를 평가하기 위한 속성으로 결정하였으며, 후생변화를 측정하는데 필요한 화폐적 속성(기금지불액)을 선택실험법의 마지막 속성으로 선택하였다.
- 본 연구에 있어서 속성수준은 다음과 같이 정해졌다. 습지면적의 경우 천변저류지의 후보지로 거론되고 있는 대대지구, 모곡지구, 세진지구의 면적으로 분류하였으며 철새종의 경우 각각의 후보지가 천변저류지로 조성될 경우 서식하게 될 철새의 종수로 분류하였다. 주민지원프로그램의 경우 경상남도에서 실제로 시행예정인 13개 프로그램을 참고하여 0개에서 13개사이의 범위를 가지고 속성수준을 분류하였다.
- 이 경우 현재상태를 제외한 가상의 2개 대안에 대하여 총 44×44개의 사용가능한 대안들이 존재하게 된다. 그러나 응답자들에게 많은 선택대안을 질문하는 것은 비현실적이기 때문에 본 연구에서는 SAS 8.1프로그램을 사용하여 주효과(main effect)를 고려한 직교화과정(orthogonalization procedure)으로 36개의 습지복원 대안집합을 도출하고 제시하였다(Kuhfeld, 2005). 이러한 대안들은 임의로 6개씩 블록화되어 6개의 다른 버전으로 작성되었으며 응답자에게 임의의 1개의 버전이 제시되었다.
- 이는 응답자선호의 이질성을 고려하므로서 개별 선호의 불편추정량을 추정할 수 있으며 수요 및 후생수준 추정의 정확성과 신뢰성을 높일 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 4가지 속성변수의 유의적 수준을 유지하는 범위 내에서 순차적으로 교차항을 증가시키되4) 그 기준은 더 이상 우도함수값의 증가를 초래하지 않는 수준으로 하였다. 이같은 기준하에서 여러 가지 사회경제적 변수 중 ‘거주도시(우포늪까지의 거리, city)’ 및 ‘가구내 미성년자수(kids)’를 포함한 교차항이 선택되었다.
- 이상에서 논의한 우포늪 천변저류지의 기능별 추정된 가치를 요약하면 Table 9와 같다. 수질정화가치에는 물유입량에 있어서 우기평균치보다는 연중평균치를 사용한 물유입량의 추정치를 고려하고 비사용가치에서는 설명력이 높은 모형2를 고려하여 계산하였다.
- 본 연구에서는 기존의 홍수조절 효과를 고려하고 추가적으로 경제적 측면에서의 생태적인 효과를 포함한 비사용가치를 반영하여 천변저류지가 가지는 경제적 가치를 정량적으로 제시하였다. 천변저류지가 가지는 경제적 효과분석을 위하여 GIS 기법을 이용한 침수구역의 산정과다차원 홍수피해 산정법을 이용한 홍수피해액의 산정, 수질개선효과 및 비시장가치추정법인 선택실험법을 통한 생태적 가치를 추정하였으며 이를 우포늪 천변저류지 지역에 적용하였다. 연구 결과에 따라서 도출된 결론을 간략히 요약하면 다음과 같다.
- 1. 경상남도 창녕군에 위치한 우포늪을 대상으로 천변저류지 설치 대안을 설정하고 홍수조절 효과, 수질개선 효과, 비사용가치에 대한 가치평가를 수행하여 천변저류지 조성대안에 따른 경제적인 가치를 산정하였다. 연구결과 우포늪에 천변저류지를 조성할 경우 예상되는 경제적인 가치는 평균 820억원으로 추정된다.
- 3은 실제 설문에서 설문자에게 제시된 설문내용을 보여주고 있다.2) 설문 조사시에 2개의 선택대안과 현재상태의 속성수준으로 정의된 대안 등 총 3개의 대안 중에서 가장 선호하는 1개의 대안을 선택하도록 하였다.3)
대상 데이터
- 2008년 3월과 4월에 서울시를 비롯한 7대광역시를 대상으로 서울에 소재한 전문여론조사기관에 의해 일대일 설문면접을 시행하였다. 전국 7대 광역시의 인구특성과의 일관성을 유지하면서 300개의 임의표본추출을 수행하였다.
- 2008년 3월과 4월에 서울시를 비롯한 7대광역시를 대상으로 서울에 소재한 전문여론조사기관에 의해 일대일 설문면접을 시행하였다. 전국 7대 광역시의 인구특성과의 일관성을 유지하면서 300개의 임의표본추출을 수행하였다. 설문대상은 조사지역에 거주하는 만 19세 이상 65세 미만의 기혼 세대주 혹은 주부만을 대상으로 하였으며, 남녀 성비를 1:1로 맞추고 연령 비는 각 지역별 가구주 연령 비에 비례하도록 하였다.
- 전국 7대 광역시의 인구특성과의 일관성을 유지하면서 300개의 임의표본추출을 수행하였다. 설문대상은 조사지역에 거주하는 만 19세 이상 65세 미만의 기혼 세대주 혹은 주부만을 대상으로 하였으며, 남녀 성비를 1:1로 맞추고 연령 비는 각 지역별 가구주 연령 비에 비례하도록 하였다.
- 0으로 로짓 모형추정을 수행하였다. 총 300명의 응답자로부터 1,800개의 선택이 수집되었으나 실제 분석에 이용된 선택은 항의성응답을 제외한 1,182개의 선택이 사용되었다. 여기서 항의성 응답이란 응답자별로 제시된 6개의 대안묶음 중에서 모두 대안1(현재 상태 유지)을 선택한 응답을 말하며 대안의 속성별 수준에 따른 선택이 아닌 무조건 현재 상태를 선택한 경우 이다.
- 여기서 항의성 응답이란 응답자별로 제시된 6개의 대안묶음 중에서 모두 대안1(현재 상태 유지)을 선택한 응답을 말하며 대안의 속성별 수준에 따른 선택이 아닌 무조건 현재 상태를 선택한 경우 이다. 본 조사에서는 전체 300명의 응답자중 103명(34.3%)이 이러한 선택을 하여 항의성 응답으로 되었다. 추정 결과, 3가지 선택대안에 따라 다음과 같은 식 (1), 식 (2)의 조건부 로짓모형이 추정되었다.
데이터처리
- 설문을 통하여 수집된 CE 자료는 속성수준에 따라 코딩되었으며 수집된 데이터는 와이드포맷으로 변환되어 계량경제학 분석용 프로그램인 LIMDEP 8.0 NLOGIT 3.0으로 로짓 모형추정을 수행하였다. 총 300명의 응답자로부터 1,800개의 선택이 수집되었으나 실제 분석에 이용된 선택은 항의성응답을 제외한 1,182개의 선택이 사용되었다.
이론/모형
- 본 연구에서는 우포늪에 조성될 천변저류지를 대상으로 하여 홍수조절 기능이외에도 생태적 기능, 수질개선기능 등의 요소들에 대한 경제적 가치를 정량적으로 제시하고자 하였다. 천변저류지가 가지는 홍수조절기능의 경제적 가치를 산정하기 위해서 GIS 기법과 HEC-RAS 모형을 이용하여 침수구역을 산정하였으며 다차원 홍수피해 산정법을 이용하여 홍수조절에 따른 경제적 가치를 산정하였다. 또한 수질개선기능을 위해서는 대체비용법을, 생태적 기능의 경제적 가치를 산정하기 위해서는 선택실험법(Choice Experiment; CE)을 이용하여 경제적 가치를 도출하였다.
- 천변저류지가 가지는 홍수조절기능의 경제적 가치를 산정하기 위해서 GIS 기법과 HEC-RAS 모형을 이용하여 침수구역을 산정하였으며 다차원 홍수피해 산정법을 이용하여 홍수조절에 따른 경제적 가치를 산정하였다. 또한 수질개선기능을 위해서는 대체비용법을, 생태적 기능의 경제적 가치를 산정하기 위해서는 선택실험법(Choice Experiment; CE)을 이용하여 경제적 가치를 도출하였다.
- * 물유입량은 “토평천 하천정비 기본계획(건설교통부, 2004b)”에서 가장 타당한 방법이라고 제시한 ‘DAWAST 지역화 모형’을 이용하여 산정하였다.
- 홍수저감가치 및 수질개선가치를 천변저류지의 직접적인 사용으로부터 오는 사용가치라고 한다면 생물서식처 제공 등의 생태적 가치는 비사용가치라고 할 수 있다. 대부분의 사용가치와 마찬가지로 비사용가치 또한 시장에서 거래되지 않기 때문에 그 가치를 계량화하기 위해서는 직접 설문조사에 바탕을 둔 비시장가치추정법(non-market valuation techniques)이 사용된다. 여러가지 비시장가치추정법중에서 선택실험법(Choice Experiment;CE)은 천변저류지와 같은 습지가 제공하는 다양한 기능과 서비스에 대한 가치를 추정하는데 가장 적절하다고 평가받고 있으며, 본 연구에서도 선택실험법을 이용하여 습지의 비사용가치를 추정하였다.
- 주의 : t값은 델타법(delta method)을 이용하여 계산하였으며 **는 유의수준 1%에서 통계적으로 유의함을 의미한다.
- 대부분의 사용가치와 마찬가지로 비사용가치 또한 시장에서 거래되지 않기 때문에 그 가치를 계량화하기 위해서는 직접 설문조사에 바탕을 둔 비시장가치추정법(non-market valuation techniques)이 사용된다. 여러가지 비시장가치추정법중에서 선택실험법(Choice Experiment;CE)은 천변저류지와 같은 습지가 제공하는 다양한 기능과 서비스에 대한 가치를 추정하는데 가장 적절하다고 평가받고 있으며, 본 연구에서도 선택실험법을 이용하여 습지의 비사용가치를 추정하였다.
성능/효과
- 적용결과, 우포늪의 기준 홍수방어 빈도인 80년 빈도 호우에 대해서 약 1140 ha의 침수가 발생한 것으로 나타났으며, 침수구역은 농업지역이 많으며, 주거지역과 산업지역도 침수가 발생한 것으로 나타났다. 분석결과에 따른 침수구역도는 Fig.
- 마지막으로 지불기금액의 수준은 사전적인 개방형 CVM 질문형태의 “OOO씨께서는 우포늪주변에 여러 가지 다양한 기능을 가지는 천변저류지를 조성하는데 한 번에 얼마를 기금으로 지불할 의사가 있으십니까”라는 예비적인 설문조사 결과 최고 10,000에서 최저 3,000원까지 3개의 가격 속성값을 도출하였다.
- 속성별 가치는 Table 7의 모형 2의 속성단위당 지불의사액에 7대광역시의 가구수를 곱하여 모집단의 단위당 지불의사액을 산정한후 이를 Table 8의 조성 대안별 속성치를 곱하여 산정할 수 있다.5) 비사용가치는 대안별로 50,000(백만원)에서 87,081(백만원)으로 나타나고 있음을 알 수 있다.
- 또한, 천변저류지의 총 가치중에서 비사용가치가 차지하는 비중이 가장 크게 나타났다. 따라서, 천변저류지의 가치평가를 위해서는 지금과 같은 홍수조절가치를 통한 평가보다는 각종 생태적가치를 포함한 비사용가치 역시 포함하여 평가하는것이 타당할 것으로 판단된다.
- 또한, 천변저류지의 총 가치중에서 비사용가치가 차지하는 비중이 가장 크게 나타났다. 따라서, 천변저류지의 가치평가를 위해서는 지금과 같은 홍수조절가치를 통한 평가보다는 각종 생태적가치를 포함한 비사용가치 역시 포함하여 평가하는것이 타당할 것으로 판단된다.
- 경상남도 창녕군에 위치한 우포늪을 대상으로 천변저류지 설치 대안을 설정하고 홍수조절 효과, 수질개선 효과, 비사용가치에 대한 가치평가를 수행하여 천변저류지 조성대안에 따른 경제적인 가치를 산정하였다. 연구결과 우포늪에 천변저류지를 조성할 경우 예상되는 경제적인 가치는 평균 820억원으로 추정된다.
- 2. 천변저류지의 총 가치중에서 생태적 가치를 포함한 비사용가치가 차지하는 비중이 상대적으로 높게 나타나고 있음을 알 수 있다. 따라서 천변저류지 조성의 의사결정시 기존의 홍수조절기능 등 사용가치의 일부만을 고려할 경우 실제적인 천변저류지의 조성가치가 상당히 과소평가될 우려가 있다고 볼 수 있다.
- 결과적으로, 습지로서의 천변저류지의 경제적인 가치는 사용가치 및 비사용가치를 포함한 총가치로 평가함이 타당할 것이다. 이러한 접근은 향후 일반적인 천변저류지의 조성사업의 타당성 검토에 있어서 합당한 비용편익분석(cost benefit analysis)을 수행하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.
- 이들의 부호 또한 사전에 예상했던 것과 일치하였다. 따라서, 속성에 대한 추정계수들은 모두 양(+)의 부호를 가지고 있으므로 습지면적, 철새보호종, 주민지원프로그램이 증가할수록 응답자의 효용은 증가한다는 것을 의미한다. 반면에 기금지불액에 대한 계수가 음(−)의 부호라는 것은 기금지불액의 증가가 응답자의 효용을 감소시킨다는 것을 의미한다.
후속연구
- 결과적으로, 습지로서의 천변저류지의 경제적인 가치는 사용가치 및 비사용가치를 포함한 총가치로 평가함이 타당할 것이다. 이러한 접근은 향후 일반적인 천변저류지의 조성사업의 타당성 검토에 있어서 합당한 비용편익분석(cost benefit analysis)을 수행하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.
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