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문제 정의
- 본 연구에서는 계층화 분석과정(AHP)를 이용하여 우리나라에 적용할 수 있는 해수침투 취약성 지수를 개발하였다. 한국농어촌공사에서 발행한 해수침투 조사 보고서(2012)의 해수 영향이 지속적으로 관찰할 필요가 있는 지역 중에서 선정하였다.
- 이에 본 연구에서는 연안지역의 기후변화로 인한 취약성 혹은 재해에 대한 취약성이 아닌 해수침투에 대한 취약성을 목표로 다양한 방면의 자료를 지역 간의 차이로 비교하여 이를 수치적인 분석과 더불어 전문가들의 의견을 반영하여 취약성에 대한 평가를 하는 지수 개발을 목표로 하였다. 해수침투에 대한 피해가 늘어나고 있는 가운데 정량적인 분석을 통한 정책의 우선순위를 결정하여 피해를 최소화해야 한다.
- 그동안의 연안지역의 취약성 평가 및 지수에 대한 연구는 환경적인 요인만을 고려하거나 기후변화에 대한 취약성을 포괄적으로 접근하였다. 혹은 연안 지역의 재해를 중심으로 이에 대한 취약성을 목적으로 하였다. UNEP (2005)의 연안 취약성 산정에서는 PSR 모형을 이용하여 총 5개 지표를 사용하였다.
제안 방법
- 그 결과 동해에서는 강원도 속초시, 서해는 인천시 강화군, 충청남도 태안군, 남해에서 전라남도 여수시, 진도군을 연구지역으로 선정하였다. PSR 모형을 이용하여 해수침투로 인해 직접적으로 인간의 활동에 압력을 받는 요소, 상태에 영향을 미치는 잠재적인 피해 가능성과 위험성을 갖는 요소, 사람들의 인식과 행동에 영향을 미쳐 이에 대해 반응하는 요소로 나누어 지표를 계층화 시켰다. 인간의 활동에 압력을 받는 요소로는 인구, 인구밀도, 지역 내 총 생산, 지역 내 총 부가가치와 요소소득을 선정하였고, 상태에 영향을 미치는 요소로는 지하수위, 해수위, 지하수 이용량, 무강우일수, 강우집중률, 불투수면적 비율, 해안선의 길이를 지표로 선정하였다.
- 계층화된 자료를 바탕으로 계층화 분석과정의 1:1 쌍대 비교 설문을 실시하여 인자 선정 및 가중치를 결정하였다. 각 지표에 표준화를 실행하고 가중치를 부여하여 최종적으로 해수침투 취약성 지수를 산정하였다. 본 연구의 전체적인 순서는 Fig.
- 계층화 분석 방법을 통해 얻은 가중치를 적용하여 전문가의 의견을 반영한 지역별 해수침투 취약성 지수를 산정하였다. 결과는 Table 8과 같다.
- 계층화 분석 방법을 통해 전문가의 의견을 반영한 가중치를 산정하였다. 이를 최종적인 지수로 산정하는 방법은 다음과 같다.
- 계층화 분석과정의 설문을 통해 각 계층 간의 요소 및 지표들에 대해서 1:1 쌍대 비교를 통해 가중치를 결정하였다. 설문은 총 36명에 대해서 실시하였으며 해수침투와 관련된 다양한 분야 및 계층에 대해서 실시하였다.
- 수집한 자료를 해수침투 취약성 평가를 위한 계층화를 위해 OECD(1993)가 개발한 지속가능성을 평가할 수 있는 개념모형인 PSR 모형을 이용하였다. 계층화된 자료를 바탕으로 계층화 분석과정의 1:1 쌍대 비교 설문을 실시하여 인자 선정 및 가중치를 결정하였다. 각 지표에 표준화를 실행하고 가중치를 부여하여 최종적으로 해수침투 취약성 지수를 산정하였다.
- 이에 본 연구에서는 인문, 사회, 경제 등의 자료를 수집하여 PSR 개념 모형을 이용하여 지표들을 계층화하였다. 계층화된 지표들을 통해 AHP의 설문방법을 통해 가중치를 산정하여 해수침투 취약성 지수를 나타냈다. 다양한 방면의 지표들의 자료를 수집하는데 있어서 지하수위 및 해수위 자료에서 2010년을 기준으로 하여 결측기간이 최장 10일 이하이고, 연속된 자료 4년 이상인 지역을 선정하였다.
- 인간의 활동에 압력을 받는 요소로는 인구, 인구밀도, 지역 내 총 생산, 지역 내 총 부가가치와 요소소득을 선정하였고, 상태에 영향을 미치는 요소로는 지하수위, 해수위, 지하수 이용량, 무강우일수, 강우집중률, 불투수면적 비율, 해안선의 길이를 지표로 선정하였다. 다양한 기준에 대한 수치에 대해서 정량화하기 위해 스케일 재조정 방법을 통해 지표들을 표준화 하였다. 표준화된 지표에 대해서 계층화 분석 방법(AHP)의 설문을 통해 전문가들의 의견을 반영한 가중치를 산정하여 최종적인 해수침투 취약성 지수를 산정하였다.
- 본 연구에서는 각 지표별로 지역별 편차가 있고 정규 분포를 띄지 않는 자료들이 많아 스케일 재조정 방법을 통해 자료들에 대해서 표준화를 실시하였다. 스케일 재조정 표준화 방법은 다음과 같다.
- 상태에 영향을 미치는 잠재적인 피해 가능성과 위험성을 갖는 요소로는 지하수위, 해수위, 지하수 이용량, 무강우일수, 강우집중률, 불투수면적 비율, 해안선의 길이를 선정하였다. 지하수위가 하강하고 해수위가 상승하면 해수침투는 심각해질 것이고, 지하수이용량이 증가하고 불투수면적 비율이 증가하게 되면 지하수위가 하강하게 된다.
- 해수침투 취약성 지수 개발을 하는데 있어 기존의 연구에서는 재해 중심 혹은 소규모 지역 사회에 국한된 지표 설정을 하였다. 이에 본 연구에서는 인문, 사회, 경제 등의 자료를 수집하여 PSR 개념 모형을 이용하여 지표들을 계층화하였다. 계층화된 지표들을 통해 AHP의 설문방법을 통해 가중치를 산정하여 해수침투 취약성 지수를 나타냈다.
- PSR 모형을 이용하여 해수침투로 인해 직접적으로 인간의 활동에 압력을 받는 요소, 상태에 영향을 미치는 잠재적인 피해 가능성과 위험성을 갖는 요소, 사람들의 인식과 행동에 영향을 미쳐 이에 대해 반응하는 요소로 나누어 지표를 계층화 시켰다. 인간의 활동에 압력을 받는 요소로는 인구, 인구밀도, 지역 내 총 생산, 지역 내 총 부가가치와 요소소득을 선정하였고, 상태에 영향을 미치는 요소로는 지하수위, 해수위, 지하수 이용량, 무강우일수, 강우집중률, 불투수면적 비율, 해안선의 길이를 지표로 선정하였다. 다양한 기준에 대한 수치에 대해서 정량화하기 위해 스케일 재조정 방법을 통해 지표들을 표준화 하였다.
- 다양한 기준에 대한 수치에 대해서 정량화하기 위해 스케일 재조정 방법을 통해 지표들을 표준화 하였다. 표준화된 지표에 대해서 계층화 분석 방법(AHP)의 설문을 통해 전문가들의 의견을 반영한 가중치를 산정하여 최종적인 해수침투 취약성 지수를 산정하였다.
- kr)에서 제공하는 2010년의 자료를 활용하였다. 해수위는 국립해양조사원(www.khoa.go.kr)에서 제공하는 지역의 2007년부터 2010년까지의 자료를 이용하여 상승하는 추세를 분석하였다. 이 자료 중 결측일이 최장 10일 이하이고 2010년까지의 자료가 있는 지역을 선정하였다.
- 해수침투 취약성 지수 산정을 통해 해수침투에 영향을 미치는 지표들을 구성하였다. 이를 통해 각각의 지표가 해수침투에 영향을 미치는 정도에 대해서 판단할 수 있었고 대응에 대한 연구가 절실함을 알 수 있었다.
- 해수침투로 인해 직접적으로 인간의 활동에 압력을 받는 요소로 인구, 인구밀도, 지역 내 총 생산, 지역 내 총 부가가치와 요소소득을 선정하였다. 해수침투로 인해 지역 내 인구 및 인구 밀도가 바뀌며 지역 내 총 생산 및 부가가치와 요소소득에 큰 영향을 받는다.
대상 데이터
- kr)에서 제공하는 2010년의 자료를 활용하였다. 강우자료는 기상청(www.kma.go.kr)에서 제공하는 각 지역의 자료를 수집하여 분석하였다. 지하수위 자료는 농어촌지하수넷(www.
- 다양한 방면의 지표들의 자료를 수집하는데 있어서 지하수위 및 해수위 자료에서 2010년을 기준으로 하여 결측기간이 최장 10일 이하이고, 연속된 자료 4년 이상인 지역을 선정하였다. 그 결과 동해에서는 강원도 속초시, 서해는 인천시 강화군, 충청남도 태안군, 남해에서 전라남도 여수시, 진도군을 연구지역으로 선정하였다. PSR 모형을 이용하여 해수침투로 인해 직접적으로 인간의 활동에 압력을 받는 요소, 상태에 영향을 미치는 잠재적인 피해 가능성과 위험성을 갖는 요소, 사람들의 인식과 행동에 영향을 미쳐 이에 대해 반응하는 요소로 나누어 지표를 계층화 시켰다.
- 해수침투 조사 보고서(2012)의 해수 영향 지속 관찰 지역 중 해수침투에 영향을 미치는 자료를 수집 가능한 지역으로 선정하였다. 그 결과 우리나라의 다섯 지역이 선정 되었다. 인문, 경제, 환경 등의 자료는 국가통계포털(www.
- 계층화된 지표들을 통해 AHP의 설문방법을 통해 가중치를 산정하여 해수침투 취약성 지수를 나타냈다. 다양한 방면의 지표들의 자료를 수집하는데 있어서 지하수위 및 해수위 자료에서 2010년을 기준으로 하여 결측기간이 최장 10일 이하이고, 연속된 자료 4년 이상인 지역을 선정하였다. 그 결과 동해에서는 강원도 속초시, 서해는 인천시 강화군, 충청남도 태안군, 남해에서 전라남도 여수시, 진도군을 연구지역으로 선정하였다.
- 한국농어촌공사에서 발행한 해수침투 조사 보고서(2012)의 해수 영향이 지속적으로 관찰할 필요가 있는 지역 중에서 선정하였다. 선정된 지역에 있어서 해수 침투에 영향을 미치는 환경, 인문, 사회, 경제 등의 다양한 방면의 자료를 수집하였다. 수집한 자료를 해수침투 취약성 평가를 위한 계층화를 위해 OECD(1993)가 개발한 지속가능성을 평가할 수 있는 개념모형인 PSR 모형을 이용하였다.
- 계층화 분석과정의 설문을 통해 각 계층 간의 요소 및 지표들에 대해서 1:1 쌍대 비교를 통해 가중치를 결정하였다. 설문은 총 36명에 대해서 실시하였으며 해수침투와 관련된 다양한 분야 및 계층에 대해서 실시하였다. 설문 응답자의 구성은 Table 5와 같다.
- kr)에서 제공하는 지역의 2007년부터 2010년까지의 자료를 이용하여 상승하는 추세를 분석하였다. 이 자료 중 결측일이 최장 10일 이하이고 2010년까지의 자료가 있는 지역을 선정하였다. 선정된 지역의 위치는 Fig.
- 그 결과 우리나라의 다섯 지역이 선정 되었다. 인문, 경제, 환경 등의 자료는 국가통계포털(www.kosis.kr)에서 제공하는 2010년의 자료를 활용하였다. 강우자료는 기상청(www.
- kr)에서 제공하는 2007년부터 2010년까지의 자료를 이용하여 하강하는 추세를 분석하였다. 지하수 이용량 자료는 국가 지하수 정보센터(www.gims.go.kr)에서 제공하는 2010년의 자료를 활용하였다. 해수위는 국립해양조사원(www.
- kr)에서 제공하는 각 지역의 자료를 수집하여 분석하였다. 지하수위 자료는 농어촌지하수넷(www.groundwater.or.kr)에서 제공하는 2007년부터 2010년까지의 자료를 이용하여 하강하는 추세를 분석하였다. 지하수 이용량 자료는 국가 지하수 정보센터(www.
- 최종적으로 선정된 지역은 동해에서 강원도 속초시, 서해에서는 인천시 강화군, 충청남도 태안군, 남해는 전라남도 여수시와 진도군이 선정되었다.
- 본 연구에서는 계층화 분석과정(AHP)를 이용하여 우리나라에 적용할 수 있는 해수침투 취약성 지수를 개발하였다. 한국농어촌공사에서 발행한 해수침투 조사 보고서(2012)의 해수 영향이 지속적으로 관찰할 필요가 있는 지역 중에서 선정하였다. 선정된 지역에 있어서 해수 침투에 영향을 미치는 환경, 인문, 사회, 경제 등의 다양한 방면의 자료를 수집하였다.
- 해수침투 조사 보고서(2012)의 해수 영향 지속 관찰 지역 중 해수침투에 영향을 미치는 자료를 수집 가능한 지역으로 선정하였다. 그 결과 우리나라의 다섯 지역이 선정 되었다.
이론/모형
- 설문을 통해 얻어진 1:1 쌍대 비교 척도를 이용하여 지표들의 우선순위를 도출하기 위해서 이원비교 행렬을 구성하고 단 하나의 숫자로 나타내기 위해 가중치 계산을 하여야한다. 가중치 계산 중 가장 확실한 방법인 Satty(1980)이 제안한 고유 벡터법을 사용하였다.
- 본 연구에서는 연구지역의 해수침투로 발생하는 피해, 해수침투가 발생하게 되는 원인, 이에 대응하는 인간의 활동에 대해서 정량적인 평가를 하기 위해 PSR 모형을 이용하였다.
- 선정된 지역에 있어서 해수 침투에 영향을 미치는 환경, 인문, 사회, 경제 등의 다양한 방면의 자료를 수집하였다. 수집한 자료를 해수침투 취약성 평가를 위한 계층화를 위해 OECD(1993)가 개발한 지속가능성을 평가할 수 있는 개념모형인 PSR 모형을 이용하였다. 계층화된 자료를 바탕으로 계층화 분석과정의 1:1 쌍대 비교 설문을 실시하여 인자 선정 및 가중치를 결정하였다.
- 다양한 분야에 대해서 취약성 평가를 할 때 중복되는 부분 혹은 기준의 경계가 모호한 지표들에 대해서 분류를 하여야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 OECD(1993)에서 개발한 PSR 모형을 사용하였다. PSR 모형의 기본적인 개념은 인간의 활동들이 환경에 압력을 주어 자연의 상태에 영향을 미치게 되며 이러한 것에 대한 인식과 행동을 통해 정부 등에서 정책과 제도 혹은 인간의 활동을 억제하는 방법 등을 통해 반응한다는 것이다.
- 해수침투 취약성 지수를 산정하는데 있어 다방면의 자료를 평가 하기 위해 다양한 기준에 의해 평가가 이루어지므로 일정한 방법 및 체계가 없다면 최종적인 취약성 지수를 산정하는데 많은 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 복수 평가 기준을 만족시키기 위해 상대적 중요성을 결정하는 방법인 계층화 분석과정(AHP)를 사용하였다.
- 2 미만일 경우 용납할 수 있는 수준의 일관성을 갖는다고 판단하였다. 일관성 비는 평균 무작위 지수(Random Index, RI)를 이용하여 계산한다.
- 해수침투에 대한 피해가 늘어나고 있는 가운데 정량적인 분석을 통한 정책의 우선순위를 결정하여 피해를 최소화해야 한다. 해수침투 취약성 지수를 산정하기 위해 지표의 선정은 OECD(1993)에서 개발한 PSR(Pressure - State - Response) 모형을 이용하여 자료를 정량화하고 Satty(1972)가 개발한 계층화 분석 방법(Analysis Hierarchy Process)을 통해 가중치를 부여하여 지수를 산정하였다.
성능/효과
- 전문가들의 설문을 통해 얻어진 가중치로는 해수침투의 상태에 영향을 미치는 State에 가장 중요한 요인으로 PSR 항목 중에서 가장 큰 값을 나타냈다. State 항목 중 지하수위 추세, 해수위 추세가 첫 번째, 두 번째로 큰 가중치를 얻었으며, 7개 지표 가중치의 평균이 0.143일 때 0.168과 0.153으로 나타난 해안 길이 및 지하수 이용량도 중요한 지표로 나타났다. 위의 가중치로 보아 상태에 영향을 미치는 지표들이 해수침투 취약성에 큰 영향을 미치는 것을 볼 수 있다.
- 동일 가중치를 주었을 때에는 속초시보다 태안군 지역이 더 취약한 지역으로 선정되었다. 가중치 부여 후 상태에 영향을 미치는 지표에서 더 취약한 지역으로 나타난 속초시가 태안군보다 더 취약한 지역으로 선정이 되었다. 또한 진도군은 동일 가중치를 부여했을 때에는 –0.
- 본 연구에서 개발한 해수침투 취약성 지수는 시, 군 단위 구역에 대해서 인문, 사회, 경제, 환경 등의 자료를 고려하여 현재 상태에 대한 해수침투에 대한 취약성을 정량화된 지수를 통해 비교 분석할 수 있다는 장점이 있다. 해수침투 피해를 방지하고 예방하는 정책결정을 하는데 이와 같은 연구 방법을 한다면 우선순위를 결정하여 이에 대한 근거를 마련할 수 있다.
- 122를 나타내고 있고 방어능력 및 대응 면에서도 상대적으로 취약함을 나타내고 있다. 속초와는 반대로 태안은 가중치 반영 후 상대적으로 덜 중요하다고 판단되는 지하수 이용량, 강우 집중률, 불투수 면적 비율에서 최대치를 나타내지하수위 하강 추세가 최대치인 속초에 비해서 덜 취약하다는 결과가 나타났다.
- 004를 나타내는데 이는 여수에 비해 현저하게 낮은 지역 내 총 생산 금액으로 나타났기 때문이다. 이와는 대조적으로 State의 지표 중 해수위 추세(SWL)과 Response의 지표 중 수리시설 및 방조제 개수(IFS)는 지역간의 최댓값과 최솟값의 차이가 크지 않아 최댓값에 비해 두 번째, 세 번째 값이 높게 나타났다.
- 전문가들의 설문을 통해 얻어진 가중치로는 해수침투의 상태에 영향을 미치는 State에 가장 중요한 요인으로 PSR 항목 중에서 가장 큰 값을 나타냈다. State 항목 중 지하수위 추세, 해수위 추세가 첫 번째, 두 번째로 큰 가중치를 얻었으며, 7개 지표 가중치의 평균이 0.
- 전문가들의 의견을 반영한 가중치 산정 결과 State에 대한 가중치가 가장 높게 나타났고, 그 중 지하수위 추세, 해수위 추세가 높은 가중치를 얻었다. 이는 해수침투가 일어나는 과정 중 지하수위와 해수위에 대한 요인이 가장 크다는 의견이다.
- 이는 해수위 상승 추세에서 최근 가장 큰 기울기를 보이면서 상승하고 있고 지하수위 하강하는 추세도 속초에 이어 두 번째로 크게 하강하고 있다. 전문가의 의견을 반영한 가중치에서 가장 중요하다고 생각하는 두 가지 지표인 해수위 상승추세와 지하수위 하강추세에서 높은 취약성을 보이며 가장 취약한 지역으로 선정이 되었다.
- 최종적으로 산정된 지수를 확인한 결과 여수시에 대한 취약성지수가 가장 높게 산정되었다. 이는 가중치를 고려했을 때 상태에 영향을 미치는 지표인 해수위 상승하는 추세가 가장 크게 나타났고, 해안의 길이에서 높은 점수를 받게 되어 이와 같은 결과가 나타났다.
후속연구
- 우리나라는 삼면이 바다인데 이에 대한 각 연안의 특성도 다르다. 이에 대한 연안 특성을 고려한 지표를 개발한다면 해수침투에 대해서 좀 더 신뢰성과 객관성을 확보한 지수를 산정할 수 있을 것이라 판단된다.
- 연구과정 중 다양한 분야의 자료를 수집하면서 결측 구간 및 자료의 길이가 짧은 지역이 많았다. 자료의 질이 향상되고 좀 더 세분화한다면 더욱 다양한 분야를 도입한 해수침투 취약성 지수의 개발이 가능할 것으로 판단된다.
- 본 연구에서 개발한 해수침투 취약성 지수는 시, 군 단위 구역에 대해서 인문, 사회, 경제, 환경 등의 자료를 고려하여 현재 상태에 대한 해수침투에 대한 취약성을 정량화된 지수를 통해 비교 분석할 수 있다는 장점이 있다. 해수침투 피해를 방지하고 예방하는 정책결정을 하는데 이와 같은 연구 방법을 한다면 우선순위를 결정하여 이에 대한 근거를 마련할 수 있다. 연구과정 중 다양한 분야의 자료를 수집하면서 결측 구간 및 자료의 길이가 짧은 지역이 많았다.
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