[논문]비용편익 분석을 통한 소하천유역의 저류조 설치 타당성 분석연구

서세덕; 이승욱; 박형근

doi:10.12652/ksce.2016.36.1.0135

비용편익 분석을 통한 소하천유역의 저류조 설치 타당성 분석연구
Using Cost-Benefit Analysis for a Feasibility Study on Constructing a Storage Facility in the Small River Basin 원문보기

대한토목학회논문집 = Journal of the Korean Society of Civil Engineers, v.36 no.1, 2016년, pp.135 - 141

서세덕 (충청권 국토교통기술 지역거점센터) , 이승욱 (충청권 국토교통기술 지역거점센터) , 박형근 (충북대학교 토목공학부)

초록
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본 연구의 목적은 소하천유역의 홍수와 가뭄 예방을 목적으로 설치하는 저류조에 대하여 비용 편익분석을 통해 경제적 타당성을 분석하는데 있다. 소하천유역의 홍수예방이 가능한 저류조 용량에 따른 설치비용을 도출하고, 저류조 설치를 통해 도출될 수 있는 편익요소인 피해금액 및 복구금액, 가뭄예방으로 인한 요소별 편익비용을 적용하여 비용 편익분석을 실시하였다. 이는 홍수와 가뭄을 동시에 예방할 수 있는 다목적 저류조 설치의 타당성을 제시하는 기초자료로 활용할 수 있으며, 세부 연구결과로 자연재해의 피해금액 예측 등 다방면으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study aims to analyze the feasibility of installing a storage facility and make recommendations based on a cost-benefit analysis regarding the installation of a storage facility capable of preventing both floods and droughts. The capacity and installation costs are specified for the storage facility necessary to prevent floods, and a cost-benefit analysis is conducted by calculating the costs and benefits for each cost or benefit factor such as loss amounts, recovery costs, and drought prevention. The information can be used as the basic data for suggesting the feasibility of installing a multipurpose storage facility capable of preventing floods and droughts simultaneously. Also, this study expects to utilize its detailed results in a number of different ways including the prediction of loss amounts from natural disasters.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구의 목적은 홍수와 가뭄을 동시에 예방이 가능한 저류조가 설치되었을 경우 비용편익분석을 실시하여 다목적 저류조 설치의 타당성을 분석하고자 한다.
본 연구에서는 과거 실제 홍수피해가 발생한 대상지를 연구대상지로 선정하고, 수해로 인한 피해금액을 산출하기 위하여 재해연보의 자료를 바탕으로 피해 요소별 회귀분석을 실시하였다. 회귀분석 결과 R²값이 모두 0.

가설 설정

2013년 통계청 보고에 의하면 논 1ha당 재배되는 쌀의 평균생산량은 508kg이며, 2015년 현재 백미의 거래금액은 20kg당 40,000원이다. 앞서 산출한 46ha에서 재배 가능한 쌀의 양은 23,368kg이며 금액으로는 46,763천원을 가뭄에도 보호할 수 있는 금액으로 가정 할 수 있다.

제안 방법

가뭄으로 인한 피해비용 산정은 정령화하기 어려우나 본 연구에서는 각종 연구결과를 바탕으로 개략적인 가뭄피해 비용을 산정하였다. 또한, 논의 경우 기상상황이나 기타 요인에 의거하여 농업용수사용량 계산 또한 어렵다.
재해연보에서는 앞서 분석한 침수피해별 피해금액 및 복구금액이 명시되어 있다. 따라서 재해로 인한 피해액 대비 복구비용을 회귀분석하여 피해액이 발생하였을 경우 개략적인 복구 금액을 구할 수 있도록 회귀식을 산출하였다. 피해액 대비 복구액 회귀분석은 다음 Fig.
본 연구 범위는 현재 가뭄으로 인한 피해가 가장 심한 충청남도 중 과거 침수실적 보고서를 활용하여 실제 침수가 발생했던 부여군 사동천 인근이 공간적 범위이다. 또한, 타당성 분석을 위한 비용편익분석 중 비용항목인 저류조 설치비를 산정하고 설치 후 예측 가능한 편익을 요소별로 분석하여 비용편익분석을 실시하였다.
마지막으로 물가상승률 및 실질할인율 등을 반영하여 비용편익분석을 실시하였다.
앞서 산출한 저류조 설치비용과 저류조 설치로 인해 편익으로 발생할 수 있는 피해금액 및 예방금액, 기타 가뭄관련 금액을 분석하였다. 연구 대상지의 홍수를 예방하기 위해서 필요한 저류조를 설치하는데 소요되는 비용은 46,959,507천원이었으며, 시설물의 효율적인 운영 및 유지관리를 위한 비용을 실질할인율 1.
연구의 방법으로는 첫째, 연구대상지의 수해를 예방하기 위한 저류조 체적 및 설치비용을 산정하고 둘째, 재해연보 데이터를 수집하여 연구 대상지의 침수피해를 형태별로 추출한다. 추출된 데이터는 회귀분석을 통하여 소규모 지역의 피해 금액과 복구금액을 예측할 수 있도록 회귀분석을 실시하여 회귀식을 유도하였다.
피해 시설의 다양성으로 인하여 단순 면적×피해액은 정확한 피해 금액을 예측하기 어렵기 때문에 (케이스스터디)본 연구에서는 지난 2010~2014년까지의 재해연보 시·군·구별 피해자료를 선형 회귀분석을 실시하여 각각 시설별로 면적/개소 등의 피해 원단위를 산정하였다.

대상 데이터

본 연구 범위는 현재 가뭄으로 인한 피해가 가장 심한 충청남도 중 과거 침수실적 보고서를 활용하여 실제 침수가 발생했던 부여군 사동천 인근이 공간적 범위이다. 또한, 타당성 분석을 위한 비용편익분석 중 비용항목인 저류조 설치비를 산정하고 설치 후 예측 가능한 편익을 요소별로 분석하여 비용편익분석을 실시하였다.
앞서 산출한 저류조 설치비용과 저류조 설치로 인해 편익으로 발생할 수 있는 피해금액 및 예방금액, 기타 가뭄관련 금액을 분석하였다. 연구 대상지의 홍수를 예방하기 위해서 필요한 저류조를 설치하는데 소요되는 비용은 46,959,507천원이었으며, 시설물의 효율적인 운영 및 유지관리를 위한 비용을 실질할인율 1.17%를 적용하여 산출하였으며, 산출근거는 Table 6과 같다.
피해 시설의 다양성으로 인하여 단순 면적×피해액은 정확한 피해 금액을 예측하기 어렵기 때문에 (케이스스터디)본 연구에서는 지난 2010~2014년까지의 재해연보 시·군·구별 피해자료를 선형 회귀분석을 실시하여 각각 시설별로 면적/개소 등의 피해 원단위를 산정하였다. 회귀분석에 사용된 자료는 요소별로 60~150개이다.

데이터처리

연구의 방법으로는 첫째, 연구대상지의 수해를 예방하기 위한 저류조 체적 및 설치비용을 산정하고 둘째, 재해연보 데이터를 수집하여 연구 대상지의 침수피해를 형태별로 추출한다. 추출된 데이터는 회귀분석을 통하여 소규모 지역의 피해 금액과 복구금액을 예측할 수 있도록 회귀분석을 실시하여 회귀식을 유도하였다. 셋째, 가뭄피해를 예방할 수 있는 논의 농업용수 필요량 산정 및 저류조의 용수를 활용한 농업용수 활용가능 면적 산출, 과우일수변화에 따른 피해금액 산출, 물 부족으로 인한 노동증가비용 추론과 생활용수 활용에 따른 예방비용 및 주민고통 비용 등 기타 예방비용을 산출하였다.

성능/효과

3.1절에서 산정된 회귀식에 의거하여 피해금액을 산정하면 총 피해 금액은 883,580천원으로 계산되었다. 또한 3.
현재 우리나라의 1인 1일 평균 급수량 335L이다. 따라서 1시간 급수량은 약 13.95L로써 연구대상지 인구 331명으로 환산하면 4,617L로써 26.5시간의 고통비용을 예방할 수 있다. 이에 따른 고통예방 비용은 146,192천원으로 계산된다.
1절에서 산정된 회귀식에 의거하여 피해금액을 산정하면 총 피해 금액은 883,580천원으로 계산되었다. 또한 3.2절에서 산정된 회귀식에 의거하여 피해금액 대비 복구 금액을 산정한 결과 1,739,628천원으로 계산되었다. 따라서 홍수피해 금액과 복구금액을 합한 비용은 2,623,208천원이다.
추출된 데이터는 회귀분석을 통하여 소규모 지역의 피해 금액과 복구금액을 예측할 수 있도록 회귀분석을 실시하여 회귀식을 유도하였다. 셋째, 가뭄피해를 예방할 수 있는 논의 농업용수 필요량 산정 및 저류조의 용수를 활용한 농업용수 활용가능 면적 산출, 과우일수변화에 따른 피해금액 산출, 물 부족으로 인한 노동증가비용 추론과 생활용수 활용에 따른 예방비용 및 주민고통 비용 등 기타 예방비용을 산출하였다.
제시된 60mm를 기준으로 과우일수를 산정하여 식물생장에 영향을 주지 않는 최대 과우일수를 23.3일로 제시하였다. 따라서 충남지역 평년의 과우일수인 39일보다 적어 매년 가뭄으로 위한 위험이 존재한다고 판단된다.
따라서 충남지역 평년의 과우일수인 39일보다 적어 매년 가뭄으로 위한 위험이 존재한다고 판단된다. 충남지역의 평균 과우일수와 식물생장에 영향을 주지 않는 최대 과우일수의 차는 15.7일으로써 이 기간 동안 저류조의 저류수를 농경지에 줄 수 있는 면적을 산출하였다.

후속연구

따라서 현재 재해복구 방법인 사후처리 방식보다 예산을 투입하여 다목적 저류조를 설치할 경우 보다 효율적인 피해예방 및 효율적인 예산활용이 가능할 것으로 판단된다.
본 연구의 결과는 홍수와 가뭄을 동시에 예방할 수 있는 다목적 저류조 설치 타당성 제시의 기초자료로 활용할 수 있으며, 또한 향후 타 지역에서의 저류조를 설치하는데 있어 저류지의 회귀분석을 통한 타당성을 제시하는 자료로도 활용될 수 있다고 판단된다. 또한, 세부 연구결과로 자연재해의 피해금액 예측 등 다방면으로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구의 결과는 홍수와 가뭄을 동시에 예방할 수 있는 다목적 저류조 설치 타당성 제시의 기초자료로 활용할 수 있으며, 또한 향후 타 지역에서의 저류조를 설치하는데 있어 저류지의 회귀분석을 통한 타당성을 제시하는 자료로도 활용될 수 있다고 판단된다. 또한, 세부 연구결과로 자연재해의 피해금액 예측 등 다방면으로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.
우리나라의 홍수예방을 위한 저류조 설치 및 가뭄대비 저류조 설치 사업은 설치 대상지역을 선정하여 그 대지 크기에 맞게 설계 및 설치하는 방법을 사용하고 있다. 하지만 좀 더 효율적인 설치를 위해서는 홍수피해 저감 및 가뭄피해 예방을 위해 필요한 저류조 설치 가이드라인이 필요하다고 판단된다.
본 연구에서는 과거 실제 홍수피해가 발생한 대상지를 연구대상지로 선정하고, 수해로 인한 피해금액을 산출하기 위하여 재해연보의 자료를 바탕으로 피해 요소별 회귀분석을 실시하였다. 회귀분석 결과 R²값이 모두 0.74이상으로 분석되어 상관성이 있다고 판단되며, 향후 소규모 지역의 피해 금액 및 복구 금액을 예측할 수 있는 자료로 활용이 가능하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	홍수시 침수피해가 발생하면 피해 금액을 정확하게 예측하기 어려운 이유는 무엇인가?	홍수시 침수피해는 가옥피해 뿐만 아니라 농경지, 도로, 하천, 학교시설, 수리시설, 사방, 개인시설, 축사시설, 비닐하우스 시설 등 다양하게 존재한다. 피해 시설의 다양성으로 인하여 단순 면적×피해액은 정확한 피해 금액을 예측하기 어렵기 때문에 (케이스스터디)본 연구에서는 지난 2010~2014년까지의 재해연보 시·군·구별 피해자료를 선형 회귀분석을 실시하여 각각 시설별로 면적/개소 등의 피해 원단위를 산정하였다. 회귀분석에 사용된 자료는 요소별로 60~150개이다.
	비용편익 분석은 무엇인가?	비용편익 분석은 사업에 투입되는 비용과 그 사업을 시행함으로써 얻어지는 편익항목을 금전적 단위로 계량화하고 할인율(discountrate)을 적용하여 현재가치(present value)로 환산하여 그 결과를 토대로 평가지표인 순현재가치(net present value) 및 편익-비용비(benefit-cost ratio)를 구하여 경제성을 분석하는 한편, 미래의 다양한 변동 상황이 사업에 어떤 영향을 미치는 가를 분석하는 민감도 분석(sensitivity analysis)을 실시하여 가장 올바른 대안을 선정하는 분석방법이다.
	비용편익분석의 한계는 무엇인가?	비용편익분석에 대한 선행연구들을 살펴보면, Choi (2002)는‘개발사업의 비용편익분석에 대한 평가 : 분석과정과 활용방안을 중심으로’라는 주제로 국가주도의 개발사업에서 효율성을 평가하기 위하여 비용편익분석의 유용성과 문제점을 사례분석을 통해 밝히고 문제점을 보완할 수 있는 방안을 제시하는 것을 목적으로 하였다. 이는 비용편익분석이 사업의 효율성을 분석하고 평가하는데 있어서 대단히 유용한 기법인 것은 사실이지만, 제대로 사용하지 못한다면 그 유용성이 반감됨은 물론, 경제성 없는 사업을 채택하게 하는 등 더 심각한 문제를 야기할 수 있다고 판단된다.

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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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