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문제 정의
- 따라서 본 연구는 사방댐 준설 시행여부를 판단할 수 있는 평가지표를 개발하고, 사방댐 준설 평가 조사야장을 제시하여 사방댐 유지관리 사업의 정책수립과 이와 관련된 기초연구에 도움이 되고자 한다.
- 따라서 본 연구에서는 사방댐 준설 시행여부를 판단할 수 있는 인자를 개발하고 각 인자별 중요도에 따른 가중치 점수를 산출하기 위하여 델파이 기법과 AHP 분석을 실시하였다.
- 델파이 기법은 문제의 정의, 전문 집단 구성, 설문지 작성, 설문 배부 및 회수, 문항별 빈도, 의견 일치 확인의 절차 등을 통해 이루어진다. 본 연구에서는 델파이 조사를 이용하여 사방댐 준설 시행여부를 판단할 수 있는 평가지표를 선별하고, 지표의 적정 개수 및 등급을 구분하기 위해서 3차에 걸친 델파이 조사를 실시하였다.
- 본 연구에서는 이러한 단점을 최소화 시키고, 객관적이고 일관성 있는 판단과 가중치를 산출하기 위해서 AHP를 이용한 최종 설문조사를 실시하였다.
가설 설정
- 계층 3은 ‘사방댐 준설 평가 조사야장’을 활용하여 현장에서 측정되는 실측값에 따라 가중치 점수를 부여하기 위하여 실시하였다. 대, 중, 소로 구분하기 때문에 전문가들의 의견이 모두 동일하다고 가정하였다. 예를 들어, ‘대’가 ‘중’ 보다 중요하고, ‘중’이 ‘소’보다 중요하기 때문에 ‘대’는 ‘소’보다 중요하다는 전제가 아무런 의의 없이 수용할 수 있다고 판단하였다.
제안 방법
- 또한 지표의 적정 개수에 대한 의견도 포함시켜 설문 조사지를 구성하여 1차 델파이 조사에 사용하였다. 2차 설문지는 1차 설문결과를 토대로 적합판정을 받은 지표와 전문가 의견에 따른 지표의 재평가와 적정지표수에 대하여 재조사를 실시하였다. 3차 설문지는 1, 2차 조사에서 도출된 적정지표수와 사방댐 준설여부의 의사결정 등급 수(준설 필요․불필요(2등급), 준설 시급․필요․불필요(3등급)), 평가기준에 대한 전문가 선호도와 의견을 조사하였다(Table 1).
- 3차 설문지는 1, 2차 조사에서 도출된 적정지표수와 사방댐 준설여부의 의사결정 등급 수(준설 필요․불필요(2등급), 준설 시급․필요․불필요(3등급)), 평가기준에 대한 전문가 선호도와 의견을 조사하였다(Table 1). 3 차 조사결과를 바탕으로 각 지표들의 중요도에 따른 가중치 점수부여를 위해 최종적으로 AHP 조사를 실시하였다.
- 2차 설문지는 1차 설문결과를 토대로 적합판정을 받은 지표와 전문가 의견에 따른 지표의 재평가와 적정지표수에 대하여 재조사를 실시하였다. 3차 설문지는 1, 2차 조사에서 도출된 적정지표수와 사방댐 준설여부의 의사결정 등급 수(준설 필요․불필요(2등급), 준설 시급․필요․불필요(3등급)), 평가기준에 대한 전문가 선호도와 의견을 조사하였다(Table 1). 3 차 조사결과를 바탕으로 각 지표들의 중요도에 따른 가중치 점수부여를 위해 최종적으로 AHP 조사를 실시하였다.
- 3차까지의 델파이 조사 결과를 바탕으로 도출된 사방댐 준설 평가지표의 항목 간 가중치 부여를 위한 설문조사를 실시하여 각 항목별 비교우 위를 파악함으로써 이를 가중치로 산출하였다.
- AHP분석은 총 6개 지표항목과 3개 실측항목에 대하여 수행하였다. 이를 기준으로 계층 2에 대한 기하평균된 항목별 결과는 Table 10과 같다.
- 델파이 2차 설문조사에서는 1차 상위 11개 인자와 전문가들의 추가의견 중에서 반드시 검증이 필요하다고 판단된 지표를 고려하여 ‘재해 발생이력(하류)’, ‘상시유수’, ‘사방댐 추가 설치 공간’, ‘사방댐 저사층 악취’에 대한 4가지 인자를 추가하여 총 15개 인자를 구성하였다.
- 본 연구에서와 같이 다수의 전문가가 참여하는 다차원적 의사 결정의 경우에는 평가 항목 전체에 대한 일반적인 가중치 산정보다는 아래 식 2와 같이 항목간 단순비교 결과를 쌍대비교 행렬화 하고, 행렬 곱을 연산하여 상호 중요도를 산정하는 AHP기법을 통해 정확한 결과를 얻을 수 있다. 따라서 본 연구에서는 AHP 기법을 적용하여 사방댐 준설 평가 지표의 항목 간 가중치 부여 점수를 산정하였다.
- ‘대’의 경우, 가중치 값이 너무 높아 등급간 차이가 많이 나기 때문에 평가 결과에 미치는 영향이 절대적이라고 판단하였다. 따라서 본 연구에서는 각각의 항목에 제곱근을 적용하여 수정가중치를 나타내었다(Table 12).
- 또한 사방댐 준설의 의사결정 척도를 2등급(준설필요·불필요)과 3 등급(준설시급·필요·불필요)으로 나누어 전문가 집단의 의견을 물었다.
- 또한 15개 인자에 대한 세부평가 기준을 제시하고 이들 기준의 채택 또는 새로운 기준 제시를 요구하였다. 또한 적정지표 개수의 의견을 5～11개 사이의 4등급으로 분류하여 2차 델파이 설문지를 구성하였다.
- 총 38개 지표에 대해 Likert 5점 척도(1점-매우 부적합, 2점-부적합, 3점-보통, 4점-적합, 5점-매우 적합)를 활용하여 중요도를 체크하고, 적합이상의 지표항목에 대한 의견을 기술하도록 하였다. 또한 지표의 적정 개수에 대한 의견도 포함시켜 설문 조사지를 구성하여 1차 델파이 조사에 사용하였다. 2차 설문지는 1차 설문결과를 토대로 적합판정을 받은 지표와 전문가 의견에 따른 지표의 재평가와 적정지표수에 대하여 재조사를 실시하였다.
- 또한, 이를 이용하여 사방댐 준설 평가 조사 야장을 제시 하였다. 제시된 야장을 이용한다면 불필요한 사방댐 준설작업을 방지하고, 준설이 꼭 필요한 적지에 준설을 시행하여 국가의 예산 절감 및 생태계보호는 물론 나아가 국토보전에 이바지할 것으로 기대된다.
- 문헌조사와 전문가 의견을 통하여 사방댐 준설에 영향을 미칠 수 있는 지표를 사방댐 설치 지점, 상류지역, 하류지역, 생태ㆍ경관의 4개 카테고리로 구분하였다. 사방댐 설치지점은 계곡과 사방댐으로 나누어 14개 지표, 상류지역은 산지사면과 계곡으로 나누어 16개 지표, 하류지 역은 재해발생 및 피해환경으로 나누어 4개 지표, 생태·경관 4개 지표로 구분하였다.
- 그러나 실측항목의 현장 평가요소에 대한 가중치에서 5점 척도를 적용하였을 때 2가지 안이 있을 수 있다. 본 연구에서는 CR비율이 높고, 대, 중, 소 각 등급 간의 점수 차이가 낮은 값을 기준으로 적용하였다.
- 본 연구에서는 최종적으로 6개의 대표 인자와 3등급(준설시급·필요·불필요)으로 구분하는 의사결정 등급을 선정 하였다.
- 6으로 산출되었다(Table 7). 본 연구의 3차 조사에서는 적정 지표개수의 선호도 빈도와 평균값을 고려하여 6개 지표와 8개 지표의 두 항을 제시하여 최종지표 개수를 결정하도록 하였다.
- 사방댐 설치지점은 계곡과 사방댐으로 나누어 14개 지표, 상류지역은 산지사면과 계곡으로 나누어 16개 지표, 하류지 역은 재해발생 및 피해환경으로 나누어 4개 지표, 생태·경관 4개 지표로 구분하였다.
- 이를 바탕으로 지표간 쌍대비교 행렬화를 하고, 행렬곱을 연산하여 가중치 점수를 산정하였다. AHP분석결과 사방댐 준설여부를 판단할 때 가장 중요한 지표항목은 현재 저사량으로 가중치 0.
- 사방댐 설치지점은 계곡과 사방댐으로 나누어 14개 지표, 상류지역은 산지사면과 계곡으로 나누어 16개 지표, 하류지 역은 재해발생 및 피해환경으로 나누어 4개 지표, 생태·경관 4개 지표로 구분하였다. 총 38개 지표에 대해 Likert 5점 척도(1점-매우 부적합, 2점-부적합, 3점-보통, 4점-적합, 5점-매우 적합)를 활용하여 중요도를 체크하고, 적합이상의 지표항목에 대한 의견을 기술하도록 하였다. 또한 지표의 적정 개수에 대한 의견도 포함시켜 설문 조사지를 구성하여 1차 델파이 조사에 사용하였다.
- 평가영역 및 평가항목별 가중치 결정을 위한 AHP 분석모형의 최상위 계층인 계층 1에는 본 연구의 목적 ‘사방댐 준설 평가 조사’의 가중치 도출 이라는 최종목표를 설정하였으며, 이를 판단할 지표항목인 ‘사방댐 현재 저사량’, ‘계상의 이동가능 토석량’, ‘경작지 또는 민가’, ‘재해발생이력’, ‘유역면적’, ‘계상물매’ 6가지 지표항목을 계층 2로 구성하였다.
대상 데이터
- 2차 델파이 조사에서는 ‘사방댐 현재 저사량’, ‘잠재토사유출량’, ‘잠재토사침식량’, ‘계상의 이동가능토석량’, ‘경작지 및 민가’ 5개 항목이 최소허용값 이상의 CVR 비율로 나타났고, ‘재해 발생이력’은 전문가와 연구진의 의견을 수렴하여 최종 선택하였다.
- 델파이 1차 조사결과, 총 38개 지표 항목 중에서 CVR 비율이 최소허용값 이상인 7개 항목과 기술평가 결과 평균점수가 높은 4개 항목을 포함한 총 11개 인자를 1차로 선정하였다. 또한 전문가들의 추가의견 및 연구진의 제안을 고려하여 ‘재해발생이력(하류)’, ‘상시유수’, ‘사방댐 추가설치공간’, ‘사방댐 저사층 악취’ 4개 인자를 추가하여 델파이 1차 조사결과 총 15개 인자를 선정하였다.
- 델파이 조사 결과 최종적으로 6개 인자와 3등급으로 구분하는 의사결정 등급을 선정 하였다.
- 또한 전문가들의 추가의견 및 연구진의 제안을 고려하여 ‘재해발생이력(하류)’, ‘상시유수’, ‘사방댐 추가설치공간’, ‘사방댐 저사층 악취’ 4개 인자를 추가하여 델파이 1차 조사결과 총 15개 인자를 선정하였다.
- 8로 산출되어 11개가 지표의 적정 개수로 나타났다(Table 4). 본 연구의 1차 조사결과 CVR 비율 상위 7개를 포함하고 평균 점수가 높은 총 11개 인자를 선별하였다.
- 사방댐 준설 시행여부를 판단할 수 있는 다양하고 효과적인 평가 지표를 개발하기 위하여 전문가 집단은 대표성, 적정성, 전문적 지식 능력, 참여의 성실성을 고려하여 총 43명의 전문가를 선정하였다. 전문가 집단의 구분과 대상자수, 조사 차수별 회수율, 조사기간은 Table 2와 같다.
데이터처리
- 본 연구에서는 통계분석 프로그램인 SPSS 12.0과 Microsoft Excel 2010을 이용하여 결과를 분석하고 신뢰도 분석을 실시하였다.
- 설문지의 신뢰도 검증은 내적 일치도를 평가할 수 있는 Cronbach's α을 이용하여 분석하였다(Tak, 2007; Jung et al., 2012).
이론/모형
- 현장실무 전문가 집단에 서는 저수 기능의 사방댐은 준설을 시행하고, 상류의 추가 사방댐 설치공간이 있을 경우에는 준설을 시행하지 않고 추가로 사방댐을 설치해야 한다는 의견이 많이 나왔다. 따라서 유사 또는 대체 가능한 지표항목들을 Table 6에서와 같이 순위별로 통합하여 8개 인자에 대한 세부평가 기준의 결과를 분석하고 3차 델파이 조사에 활용하였다.
- 본 연구에서 일관성지수인 CI(Consistency In dex)는 0.1853, 난수지수인 RI(Random Index)는 Wharton School에서 개발하고 Saaty(1990)가 제안한 행렬차원에 따라 6행렬의 1.24를 적용하였다. 이 값들은 1에서 9까지 정수들 집합의 역수 행렬에서 무작위로 500개 표본을 추출하고, 이 무작위지표를 평균하여 산출된 지수이다.
- , 2009). 신뢰도 분석은 일관성 비율인 CR((In)consistency ratio)로 평가할 수 있는데, Saaty(1990)의 판단기준에 따랐다(Park et al., 2008; Park, 2012; Yun, 2013). CR이 0.
성능/효과
- 1, 2차 조사에서 가장 높은 점수를 받은 ‘사방댐 현재 저사율’이 3차 조사에서도 가장 높은 점수로 나타났다.
- 1차 델파이조사의 결과를 분석해 본 바, 평균 점수 2.65～4.23, 표준편차 0.67～1.16의 범위로 나타났고, 사방댐 현재 저사량이 가장 높은 점수를 받았다(Table 3). 전체적으로 생태·경관의 카테고리 순위가 하위권을 차지하고 있었는데, 이는 사방댐의 순수한 기능인 토사유출 방지 및 재해예방 기능을 중요하게 생각하는 전문가들의 의견이 반영된 것으로 판단된다.
- 3차 델파이 조사결과, 지표의 적정 개수는 6개지표가 선호도 60%, 의사결정 등급은 3등급(준설시급·필요·불필요)이 85%로 나타났다.
- 이를 바탕으로 지표간 쌍대비교 행렬화를 하고, 행렬곱을 연산하여 가중치 점수를 산정하였다. AHP분석결과 사방댐 준설여부를 판단할 때 가장 중요한 지표항목은 현재 저사량으로 가중치 0.339, 민가의 유․무 0.276, 계상물매 0.162, 이동가능 토석량 0.118, 재해발생 이력 0.063, 유역면적 0.043으로 나타났다(Table 11).
- AHP의 신뢰도 평가인 일관성비율(CR)을 산출한 결과 0.15(15%)로 나타나 허용할 만한 일관성을 유지하였다고 판단된다. 또한 이러한 최종 결과는 사방댐 설치목적과 재해예방이라는 본 기능에 대한 전문가들의 의견이 잘 반영된 결과로 판단된다.
- Cronbach's α 계수를 활용한 신뢰도 검증에서 모든 항목이 0.7이상으로 나타나 2차 델파이 결과도 신뢰도가 높은 것으로 나타났다(Table 5).
- 내용타당도 검증 결과, ‘사방댐 현재 저사량’, ‘잠재토사유출량’, ‘잠재토사침식량’, ‘계상의 이동가능토석량’, ‘경작지 및 민가’ 5개 항목이 최소허용값 0.38 이상의 CVR 비율 0.50～0.71 범위로 나타났다(Table 5).
- 내용타당도 검증 결과, ‘재해발생이력(상류)’, ‘잠재토사침식량’, ‘잠재토사유출량’, ‘재해발생 이력(계곡)’, ‘퇴사선 상류계상물매’, ‘계상의 이동가능토석량’, ‘사방댐 현재저사량’ 7개 항목이 최소허용값 이상의 CVR 비율 0.38～0.62 범위로 나타났다(Table 3).
- 델파이 설문조사의 항목 간 일치 정도를 분석하기 위해서 Cronbach's α계수를 이용하여 신뢰도 검증을 실시한 결과 모든 항목이 0.9 이상으로 나타났다(Table 3).
- 9 이상으로 나타났다(Table 3). 따라서 본 연구의 델파이 1차 항목의 신뢰도 분석결과 신뢰성이 높은 것으로 나타났다.
- 1088으로 평가에 대한 영향이 극히 미비 하다고 판단되어 제외시켰다. 또한 상위 4개 인자의 합이 1.0이 되도록 균등분배하고, 최종적으로 총 4개 인자를 사용하여 간단한 조사만으로 사방댐 준설 시행여부를 판단함으로써 현장조사의 효율성을 높였다.
- 사방댐 준설시행 여부를 판단할 수 있는 지표의 적정 개수에 대한 분석결과는 4개～25개 까지 다양한 의견이 있었지만, 10개가 적절하다는 의견이 37.5%로 가장 높게 나타났다. 각 지표의 적정 개수에 대한 평균값은 10.
- 설문조사의 Cronbach's α 계수 신뢰도 검증을 실시한 결과 모든 항목이 0.9이상으로 신뢰성이 높은 것으로 나타났다.
- 전체적으로 생태·경관의 지표가 하위권을 차지하고 있었고, 사방댐의 기능과 직접연관이 있는 지표들은 상위권에 나타났는데, 이는 사방댐의 순수한 기능인 토사유출 방지 및 재해예방 기능을 중요하게 생각하는 전문가들의 의견이 반영된 것으로 판단된다.
- 전체적으로 생태·경관의 카테고리 순위가 하위권을 차지하고 있었는데, 이는 사방댐의 순수한 기능인 토사유출 방지 및 재해예방 기능을 중요하게 생각하는 전문가들의 의견이 반영된 것으로 판단된다.
- 7이상으로 신뢰도가 높은 것으로 나타났다. 지표의 적정 개수는 6～7개가 적절하다는 의견이 39.1%로 가장 높았다. ‘사방댐 현재 저사량’은 1, 2차 조사 모두 가장 높은 점수로 나타났는데, 이는 준설의 사전적 의미와 퇴적물이 많이 축적된 사방댐을 대상으로 하기 때문에 사방댐 현재 저사량이 준설시행 여부를 판단하기 위해서는 가장 중요한 인자라고 판단된다.
- 지표의 적정 개수로 결정된 6개 인자에 대한 가중치 평균점수 결과는 11.79～25.71의 범위에서 나타났다(Table 9). 1, 2차 조사에서 가장 높은 점수를 받은 ‘사방댐 현재 저사율’이 3차 조사에서도 가장 높은 점수로 나타났다.
- 지표의 적정 개수에 대한 선호도는 지표수 5개, 6～7개, 8～9개, 10～11개 4가지를 제시한 결과, 6～7개가 39.1%로 가장 높게 나타났고, 각 지표의 적정 개수에 대한 평균값은 7.6으로 산출되었다(Table 7). 본 연구의 3차 조사에서는 적정 지표개수의 선호도 빈도와 평균값을 고려하여 6개 지표와 8개 지표의 두 항을 제시하여 최종지표 개수를 결정하도록 하였다.
- 지표의 적정 개수에 대한 전문가 집단의 선호도는 6개 지표가 8개 지표보다 더 높은 12회 빈도, 60%로 나타났고, 사방댐 준설의 의사결정 등급을 구분하는 문항에서는 3등급(준설시급·필요·불필요)이 2등급(준설필요·불필요) 보다 더 높은 17회 빈도, 85%로 나타났다(Table 8).
- 통합한 8개 인자에 대한 세부평가 기준은 ‘사방댐의 현재 저사량’은 50～70% 까지 4등급으로 구분하자는 의견이 많았다.
- 평가영역 및 평가항목별 가중치 결정을 위한 AHP 분석결과, 현재 저사량 0.339, 민가의 유·무 0.276, 계상물매 0.162, 이동가능 토석량 0.118, 재해발생 이력 0.063, 유역면적 0.043으로 나타났다.
후속연구
- 최근에는 이상 기후 현상으로 인하여 태풍, 국지성 호우 등이 증가하여 자연재해와 더불어 산지 토사재해에 더욱 노출될 것이라는 우려가 제기되고 있다. 또한 산사태 및 토석류의 발생증가로 인하여 사방댐 시공과 시공 후의 관리에 대한 중요성이 부각될 것으로 예측된다.
- 또한, 이를 이용하여 사방댐 준설 평가 조사 야장을 제시 하였다. 제시된 야장을 이용한다면 불필요한 사방댐 준설작업을 방지하고, 준설이 꼭 필요한 적지에 준설을 시행하여 국가의 예산 절감 및 생태계보호는 물론 나아가 국토보전에 이바지할 것으로 기대된다. 향후, 사방댐 준설 평가 기준표를 바탕으로 준설 시행여부를 결정할 점수의 범위를 결정하기 위해 야장의 현장 적용성 검토와 적절한 의사결정 판단 기준에 관한 연구가 지속되어야 할 것이다.
- 제시된 야장을 이용한다면 불필요한 사방댐 준설작업을 방지하고, 준설이 꼭 필요한 적지에 준설을 시행하여 국가의 예산 절감 및 생태계보호는 물론 나아가 국토보전에 이바지할 것으로 기대된다. 향후, 사방댐 준설 평가 기준표를 바탕으로 준설 시행여부를 결정할 점수의 범위를 결정하기 위해 야장의 현장 적용성 검토와 적절한 의사결정 판단 기준에 관한 연구가 지속되어야 할 것이다.
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