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주관적·객관적 가중치를 활용한 TOPSIS 기반 단위유역별 물이용 취약성 평가
Assessment of water use vulnerability in the unit watersheds using TOPSIS approach with subjective and objective weights 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.49 no.8, 2016년, pp.685 - 692  

박혜선 (연세대학교 공과대학 토목.환경공학과) ,  김정빈 (연세대학교 공과대학 토목.환경공학과) ,  엄명진 (연세대학교 공과대학 토목.환경공학과) ,  김연주 (연세대학교 공과대학 토목.환경공학과)

초록
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본 연구는 유역의 물이용 취약성을 평가하는 지표 기반 접근법을 개발하고 이를 한강유역의 단위유역에 적용하였다. 평가 지표는 기후뿐만 아니라 사회 경제 환경적 측면을 고려하여 총 16개를 선정하였으며, 취약성 정의에 따라 노출, 민감도, 적응능력으로 구성하였다. 이는 다기준 의사결정기법(Multi-criteria Decision Making, MCDM) 중 TOPSIS (Technique for Order Performance by Similarity to Ideal Solution)를 적용하여 유역에 대한 취약성을 도출하였다. 지표 자료는 2010년을 기준으로 수집하였으며, 국가 통계 자료 및 SWAT (Soil and Water Assessment Tool) 모형의 모의 자료를 활용하였다. 또한, 각 지표에 대한 가중치는 전문가 설문조사를 통하여 산정된 주관적 가중치(Subjective weight)와 자료 기반 엔트로피(Entropy) 개념을 활용하여 산정된 객관적 가중치(Objective weight)로 구분하여 적용하였다. 수도를 포함하고 있는 한강 유역에 대하여 표준단위유역별 취약성을 평가하고 우선순위 비교 및 순위상관 분석을 실시하였다. 취약한 유역들은 대부분 용수사용량이 많고 상수도 누수율이 높게 나타났다. 가중치 적용 방법에 따른 취약성은 일부 지역에서 차이를 보였으나, 전반적으로 북한강유역의 취약성이 가장 높았다. 본 연구 결과를 통하여 보다 신뢰도 높은 물이용 취약성 평가를 위해서는 다양한 가중치 방법론을 활용하는 것이 중요함을 확인할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study aimed to develop the indicator-based approach to assess water use vulnerability in watersheds and applied to the unit watershed within the Han River watershed. Vulnerability indices were comprised of three sub-components (exposure, sensitivity, adaptive capacity) with respect to water use...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 가중치 산정 방법에 따른 물이용 취약성을 평가하였으며, 단위유역별 취약성 순위 및 분포를 통하여 차이를 확인하였다. 향후 다양한 가중치 산정 방법에 대한 비교 연구를 통하여 보다 신뢰도 높은 취약성 평가 결과를 얻을 수 있을 것으로 예상되며, 연구 결과를 통하여 유역규모에서의 수자원 계획 수립 및 대책 마련에 활용이 가능할 것으로 판단된다.
  • 본 연구에서는 유역의 수자원 관리를 위하여 단위유역 규모에서 물이용 취약성을 평가하고자 하였다. 다기준 의사결정기법 중 TOPSIS를 활용하여 유역별 취약성 평가를 실시하고, 순위를 비교·분석하였다.
  • 본 연구에서는 유역의 수자원 취약성을 파악하기 위하여 다기준 의사결정기법 중 TOPSIS를 활용하였으며, 한강유역을 대상으로 단위유역별 물이용 취약성을 평가하고자 하였다. 지표는 수문학적 요소뿐만 아니라 사회·경제적 요소를 고려하여 선정하였으며, 취약성 정의에 따라 노출(Exposure), 민감도(Sensitivity), 적응능력(Adaptive capacity)으로 구성하였다.
  • 우선, 주관적 가중치 산정을 위하여 총 16명의 전문가에게 각 지표들에 대한 설문조사를 실시하였다. 설문지는 지표들의 상대적 중요도를 산정하기 위하여 전문가들의 의견을 수집하고자 작성되었으며, 취약성 평가 체계에 따라 노출, 민감도, 적응능력 내 주요 지표에 대한 설명을 첨부하였다. 전문가 집단의 약 60%는 박사학위 소지자였으며, 대부분 수자원 분야 전공자로 구성되었다.
  • 이에 본 연구에서는 보다 신뢰성 있는 물이용 취약성 평가를 위하여 지표들의 가중치를 주관적 가중치와 객관적 가중치로 각각 산정하여 비교·분석하고자 하였다.
  • 한강 유역의 단위유역별 물이용 취약성 평가 분석 체계를 구축하는 것을 목표로 하였으며, 우선적으로 유역도, 하천도, 수자원단위지도, DEM (Digital Elevation Model), 토지피복도, 기상자료, 지하수위, 물이용 관련 자료 등을 구축하였다. 또한 선정된 지표들에 대한 자료는 2010년을 기준으로 하여 수집하였으며, 국가 보고서 등의 통계 자료 중 기간에 대한 년 자료를 활용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
한강 유역의 단위유역별 물이용 취약성 평가 분석 체계 구축시 사용한 16개의 주요 지표는 무엇인가? 이는 취약성 평가 체계에 따라 노출(Exposure), 민감도(Sensitivity), 적응능력(Adaptive capacity)으로 구성하였다(Table 1). 노출 부문은 기후 및 유역 환경 등의 외부 요인들이며, 유효강수량, 경작지, 불투수층으로 구성하였다. 민감도는 물이용에 영향을 주는 지표들로 사회 변수로는 총 인구, 인구밀도를 선정하였고, 물공급 변수는 상수도 누수율, 적정 물이용, 지하수위, 물이용에서는 생·공·농업용수 사용량으로 구성하였다. 또한, 적응능력은 물이용의 불안정함을 완화할 수 있는 지표들이며, 물공급 변수로 상수도 보급률과 물 재이용량, 경제에서는 재정자립도, 지역내총생산, 물 관련 공무원수로 구성하였다.
UNDP에서는 기후변화 취약성을 어떻게 정의하였는가? 기후변화로 인하여 전 세계적으로 가뭄 및 홍수 등의 자연재해가 발생하고 있다. UNDP (2005)에서는 취약성을 기후 변동이나 스트레스에 대한 노출, 이에 대한 대처, 회복, 적응능력에 따른 노출의 민감도로 정의하였다. IPCC (2007)는 기후 변화 취약성을 시스템이 노출된 기후변화의 특성, 규모, 속도, 기후변화에 대한 민감도, 적응능력의 함수라 정의하였으며, 기후변화의 영향이 크고 이에 대한 적응능력이 작을수록 취약성이 증가하게 된다.
한강 유역의 단위유역별 물이용 취약성 평가 분석 체계 구축을 위하여 어떤 자료들을 사용할 수 있는가? 한강 유역의 단위유역별 물이용 취약성 평가 분석 체계를 구축하는 것을 목표로 하였으며, 우선적으로 유역도, 하천도, 수자원단위지도, DEM (Digital Elevation Model), 토지피복도, 기상자료, 지하수위, 물이용 관련 자료 등을 구축하였다. 또한 선정된 지표들에 대한 자료는 2010년을 기준으로 하여 수집하였으며, 국가 보고서 등의 통계 자료 중 기간에 대한 년 자료를 활용하였다.
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