Water Quality Management Strategies Evaluation of Juam Lake by A Fuzzy Decision-Making Method

퍼지 의사결정법에 의한 주암호 수질관리 전략 평가

Juam lake is a major water resource for the industrial and agricultural activities as well as the resident life of Kwangju and Chonnam regions. However, the water quality of the lake is getting worse due to a large quantity of pollutant inflowing to the lake. Thus, the strategy for achieving the water quality goal of the lake should be developed as soon as possible. When there are various alternatives that can be used as the strategy, several criteria based on the achievement degree of water quality goal, the applicability of technique and social environment, and the reasonableness of the cost required are made to evaluate and rank the alternatives. However, it is difficult to make a decision when there are multiple criteria and conflicting objectives and specifically the estimated values of criteria contain elements of uncertainty. The uncertainty stems from the lack of available information, the randomness of future situation, and the incomplete knowledge of expert. As the degree of uncertainty is higher, the decision becomes more difficult. In this study, a fuzzy decision-making method is presented to assist decision makers in evaluating various alternatives under uncertainty. The method allows decision makers to characterize the associated uncertainty by applying fuzzy theory and incorporate the uncertainty directly into the decision making process for selecting the "best" alternative so decisions can be made that are more appropriate and realistic than those made without taking uncertainty in account.

주암호는 광주 전남지역의 주민생활이나 공 농업활동에 기반이 되는 중요한 수자원의 역할을 하고 있으나, 주암호에 유입되는 오염물질로 말미암아 호수의 수질은 점점 악화되고 있는 실정이다. 따라서 주암호 수질개선 전략은 시급히 마련되어야 할 것이다. 호수의 수질개선 전략으로 하나가 아닌 다수의 대안이 개발될 경우에 대안별 평가 및 최적순위 결정을 위해서는 목표수질의 달성도, 사회 기술적 적용성 및 경제성 측면을 고려한 평가기준들이 선정된다. 그러나 평가기준들의 수가 많고 각 기준이 추구하는 목적이 서로 상충될 때 의사결정은 어려워진다. 특히, 각 평가기준에 대한 대안별 기준값이 불확실성을 내포하는 경우에는 의사결정이 더욱 곤란하게 된다. 이러한 불확실성의 정도가 크면 클수록 의사결정은 점점 어려워지는데, 각 기준값의 불확실성이 발생하는 주요 원인은 활용할 수 있는 정보의 부족, 미래 상황의 불확실 또는 전문가 지식의 한계 때문이다. 본 논문에서는 의사결정권자가 불확실성 하에서도 호수의 수질개선 대안들을 평가하는데 이용할 수 있는 퍼지 의사결정법이 보여질 것이다. 이 방법은 퍼지이론을 응용하여 대안별 평가기준 값의 불확실성 정도를 해석하고, 이를 그대로 의사결정 과정에 반영하기 때문에 불확실성을 고려하지 않는 방법들에 비해 합리적이고 현실성있는 최적의 수질관리 대안이 선정될 수 있다.