[논문]가뭄시 용수배분을 고려한 저수지 운영

이현재; 심명필; 서병하; 성기원; 정세웅

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이현재 ((주)한국종합기술개발공사) , 심명필 (인하대학교 환경토목공학부 토목공학과) , 서병하 (인하대학교 환경토목공학부 토목공학과) , 성기원 (건국대학교 토목공학과) , 정세웅 (충북대학교 환경공학과)

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문제 정의

이와 같은 물 부족 상황에서 한정된 물을 다양한 수요자에게 물을 공급함에 있어서는 공급자의 경제적 효율성뿐만 아니라 수요자의 사회적 합의도 도출할 수 있는 방법으로 이루어져야 할 것이다. 본 연구에서는 이와 같은 경제적 효율성과 사회적 합리성을 만족하는 최적용수 배분이 이루어질 수 있도록 이에 필요한 시스템적 과정들과 저수지 운영모형을 연계하여 연구하였다.

제안 방법

CVM은 공공재나 환경 재 등의 변화에 따른 가상상황을 설명하고 이런 상황변화에 대해서 지불의사(Willingness To Pay ; WTP)를 사람들에게 직접 묻고 답을 구하는 방법이다. 본 연구에서는 가뭄대책(수량 개선)을 위한 가치평가를 동두천, 서울의 강남, 안양의 평촌 지역의 생활용수와 동두천 지역의 공업용수에 대해서 실시하였으며 설문 방법은 개인 대 개인 인터뷰 방식을 취하였다. 응답 내용에 대한 분석결과는 다음과 같다.
시뮬레이션기법과 최적화기법(DDDP)을 흔합하여 WA-ROHM(water allocation by reservoir operation using hybrid model) 모형을 개발하여 주암다목적댐에 적용하였다.

이론/모형

가뭄시에 제한적인 수자원을 하류의 수요자 특성에 따라 생활용수, 공업용수, 농업용수, 하천유지용수로 공급할 때 용수공급의 우선순위는 지역주민과 전문가의 의견을 들어 다속성 의사결정기법(Multi-Attribute Decision Making ; MADM)중의 하나인 계층분석과정 (Analytic Hierarchy Process ; AHP)기법을 도입하여 결정하였다. 그림 1.
수자원가치의 경제적 효율성과 사회적 합의(우선순위)를 고려한 용수배분은 WTP로부터 결정된 용수별 가중치를 결합하여 실시하는 것으로 식⑵와 같이 결합확률(joint probability)의 독립사상의 숭법(multiplication law for independent events)을 적용하였다.
o 시뮬레이션기법과 최적화기법(DDDP)을 혼용하여 WA-ROHM(water allocation by reservoir operation using hybrid model)모형을 개발하고 주암다목적댐에 적용하였으며 용수배분은 상대배분 비율법(RAR)에 의해 실시하였다.

성능/효과

가뭄피해를 직접 경험한 동두천지역과 경험하지 않은 지역과는 WTP가 상이하게 나타났다. 즉, 동두천 지역 주민들의 WTP가 경험하지 않은 지역인 평촌이나 강남지역보다 높은 것으로 나타났다. 또한, 소득이 높은 강남지역이 상대적으로 소득이 낮은 평촌지역보다 WTP가 높은 것으로 나타났으며, 제한급수율별 평균 WTP는 표 1.
수원지에서 물공급을 합리적으로 수행하기 위한 기본자료로 이용하는 용수의 용도별 배분우선순위는 생활용수, 농업용수, 공업용수, 하천유지용수의 순으로 나타났다. 한편, 용도별 용수의 배분중요도에 대하여 통계패키지 SPSS를 이용하여 t-검중으로 유의성을 검토한 결과, 생활용수를 제외한 용수는 95% 유의수준에서 유의성이 없는 것으로 나타났다.
수원지에서 물공급을 합리적으로 수행하기 위한 기본자료로 이용하는 용수의 용도별 배분우선순위는 생활용수, 농업용수, 공업용수, 하천유지용수의 순으로 나타났다. 한편, 용도별 용수의 배분중요도에 대하여 통계패키지 SPSS를 이용하여 t-검중으로 유의성을 검토한 결과, 생활용수를 제외한 용수는 95% 유의수준에서 유의성이 없는 것으로 나타났다. 즉, 생활용수를 제외한 용수의 중요도는 허용오차 내에 있다고 할 수 있다.
o 조건부가치측정법(CVM)으로 산정된 용도별 평균 지불의사로 lm2당 생활용수는 최소 156원〜최대 6,144원, 공업용수는 최소 568원~최대 7, 528원으로 나타났고, 농업용수는 기존 자료를 활용하여 최소 22원~최대 44원으로 조사되었다.

후속연구

이는 장기적인 가뭄이 내습할 경우에는 더욱 그러하다. 이와 같은 물 부족 상황에서 한정된 물을 다양한 수요자에게 물을 공급함에 있어서는 공급자의 경제적 효율성뿐만 아니라 수요자의 사회적 합의도 도출할 수 있는 방법으로 이루어져야 할 것이다. 본 연구에서는 이와 같은 경제적 효율성과 사회적 합리성을 만족하는 최적용수 배분이 이루어질 수 있도록 이에 필요한 시스템적 과정들과 저수지 운영모형을 연계하여 연구하였다.

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