• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.286-286
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• 2022

홍수피해를 최소화하기 위한 수공구조물의 적정 규모 결정을 위해 사용되는 홍수빈도분석에는 통계적 분석절차에 따른 불확실성이 포함된다. 따라서 불확실성이 포함된 범주 내에서 가장 적절한 설계홍수량(design flood)를 결정하는 과정은 수공구조물의 최종단계에서 중요하게 다루어져야 하는 부분이나 이를 제시한 연구는 많지 않다. 비용-편익 분석기법을 홍수빈도분석 절차에 도입하여 구성되는 총 기대비용함수(total expected cost function)는 설계홍수량 중 최적 설계홍수량(optimal design flood)를 결정하기 위한 새로운 접근방식이다. 이 절차는 UNCODE(UNcertainty COmpliant DEsign)로 명명되어 사용된 바 있으나, 국내에서는 아직 적용 결과가 소개되지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 UNCODE의 수학적 구성 절차를 소개함과 함께 북한강수계에 위치한 수력발전댐(화천댐, 춘천댐, 의암댐, 청평댐)의 년최대유입량을 사용하여 최적 설계홍수량을 산정하고 이 결과를 기존 홍수빈도분석 결과와 비교하였다. 불확실성이 고려된 총 기대비용함수로부터 확률분포함수들(Gumbel 및 GEV)의 모수를 추출하는 과정에서 Metropolis-Hastings 알고리즘을 사용하여 불확실성의 범위를 추정하였으며, 비용-편익 분석기법에 사용되는 비용 및 피해함수는 수학적 구성의 편의성을 위하여 1차 선형함수로 가정되었다. 4개의 발전용댐, 2개의 확률분포 및 2개의 재현기간에 대하여 최적 설계홍수량의 중앙값이 기존 홍수빈도분석 절차에 의해 산정된 설계홍수량보다 일정 정도 큰 값으로 산정됨을 알 수 있었다. 향후에는 본 연구에서 적용된 절차를 간단한 수식형태로 함수화하여 발전용댐 운영의 실무업무나 하천기본계획의 수립 등에 있어 비용-편익분석 기법의 적용성을 높이기 위한 연구가 진행될 필요가 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.504-504
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• 2022

국내 금강유역의 경우 충남 서부와 북부지역을 중심으로 강수량 부족과 가뭄이 빈번히 발생하는 것으로 보고되며, '14년에도 강수량이 부족하였고, '15년에는 제한급수에 돌입하는 등 가뭄 피해가 최대 3년에 걸쳐 다년 발생하였다. 가뭄 발생 시 댐은 가뭄 대응단계별 용수공급조정기준에 따라 생공용수 여유량, 하천유지용수, 농업용수, 생공용수 순으로 감량 후 운영된다. 이중 하천유지용수는 수 생태계 및 하천과 관련이 있는 다양한 자연 자원의 보호와 보전을 위해 하천에 남아 흘러야 하는 물로 정의되며, 환경 및 생태계에 관한 중요성이 커짐에 따라 가뭄 시에도 하천이 유수의 정상적인 기능과 상태 유지를 위해 필요한 용수이다. 용수공급조정 기준은 지금까지 총 5차례 개정되었으며, 가장 최근인 '19년에는 가뭄 주의단계시 하천유지 용수 감량기준을 기존 하천유지용수 "100% 감량"에서 "최대 100% 감량"으로 개정되었다. 이를 통해 다양한 의사결정이 가능해졌지만, 한편으로는 구체적인 기준이 제시되지 않아 이해당사자 간 상호 협의를 통해 감량(주로 50%)하는 실정이다. 이러한 상호 협의의 과정은 다양한 이해당사자들의 의사를 반영할 수 있는 과정이긴 하지만 수자원의 부족은 직접적으로 주민들에게 심각한 피해로 이어지기에 보다 정교하고 합리적인 기준의 설정이 필요하다. 본 연구에서는 의사결정 과정에 활용할 수 있는 하천유지용수 최적 감량 방안을 제시한다. 본 연구에서 제시하는 방안은 각 이해당사자의 향후 체계적인 의사결정을 위해 근거를 제공하는 것이 목표이다. 이를 위해, 하천유지용수의 공급에 따른 편익과 가뭄 위험도 간의 관계를 규명하고, 관계에 따른 하천유지용수 감량 정도에 따른 피해를 추정한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.267-270
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• 2009

최근 우리나라는 기후온난화 등으로 인해 봄철과 겨울철에 심각한 가뭄이 자주 발생하고 있으며 그 정도는 점차 심해지고 있다. 2001년과 2002년 사이에 발생한 가뭄으로 약 100여개 시군에서 제한급수가 시행되기도 하였으며 2008년 말부터 발생하고 있는 남부지방의 가뭄은 식수를 걱정해야 할 정도로 심각한 실정이다. 이러한 기후변화는 수돗물의 안정적인 공급을 위한 수자원확보를 어렵게 하고 있다. 특히 하천수를 취수원으로 하고 있는 지방상수도의 경우 수돗물의 안정적인 공급과 수질측면에서 가뭄에 매우 취약한 조건을 가지고 있다. 따라서 이러한 가뭄에 대처하고 안정적인 물 공급을 제공할 수 있는 광역상수도의 역할이 중요해 지고 있다. 광역상수도는 여름철 홍수기에 가두어 놓은 댐의 물을 사용함으로써 안정적으로 물을 제공할 수 있다. 광역상수도는 가뭄시 안정적인 수돗물을 공급할 수 있을 뿐만 아니라 지역간의 요금편차를 제거하여 수도요금의 지역간 형평성을 고려할 수 있다. 또한 광역상수도를 사용하는 지방자치단체의 경우, 지방상수원 보호구역의 해제로 인해 지역개발을 활성화 시킬 수 있으며 국가차원에서도 물관리의 효율성을 증대시킬 수 있다. 본 연구는 이러한 광역상수도의 사회적 편익을 조건부 가치측정법(CVM)을 이용하여 추정하였다. 조건부가치측정법은 비사장 재화에 대한 가치를 추정할 수 있는 통계적 방법이다. 추정결과 안정적인 물공급을 위한 광역상수도의 가치는 음의 효용을 허용하지 않았을 경우, 가구당 5,796원의 지불의사금액으로 추정되었다. 이러한 결과는 광역상수도의 투자계획시 정책자료로 사용될 수 있으며 물정책 당국자에게 물관리측면에서 유용한 자료로 사용될 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1977-1981
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• 2007

K-WEAP(Korea-Water Evaluation And Planning System)은 한국건설기술연구원과 SEI-US(Stockholm Environment Institute-US Center)가 공동으로 개발하고 있는 통합수자원평가계획모형으로서, 대부분의 기능은 기존의 SEI-US가 개발한 WEAP(Water Evaluation And Planning System)에 기반을 두고 있지만, 국내 실정에 맞도록 수정 보완한 후, 단계적으로 그 기능을 개선해 나가고 있어 향후 수자원계획을 위한 종합적인 도구로서 활용이 기대된다. 현재까지 K-WEAP의 2단계 기능개선 작업을 수행하였다. 주요 개선기능으로는 물수지모형의 개선과 하천수질모형의 개선, 편익산정모형의 개발 등이 있으며, 최근 보다 정확하고 다양한 오염원에 대한 하천수질 모의를 위해 Qual2K와의 연계시스템을 개발하여 수량과 수질을 동시에 모의할 수 있게 하였다. 현재까지 개선된 기능으로는 물수지모형의 개선으로써 수요처 최소수질기준 설정기능을 개발하여 수질이 낮은 수원에서는 물을 공급받을 수 없는 상황을 물수지 분석시 적용할 수 있게 하였다. 하천수질모형의 개선부분에서는 분할 오염부하량 산정기능을 개선하여 수요처 오염부하량 산정시 사회경제지표와 오염원단위를 곱하여 발생량을 계산하는 방법과 직접 수요처 회귀수의 각 오염성분 농도를 입력하는 방법을 추가하였으며 K-WEAP과 Qual2K와의 연계시스템을 개발하여 보다 정확하고 다양한 오염원에 대한 하천수질모의를 가능케 하였다. 또한 모의된 수질결과와 관측치를 비교하기 위해 수질모의결과 검정기능도 추가하였다. 수자원계획 및 평가에 있어서의 편익산정을 하기 위해 경제성분석 모형도 추가하였으며, 사용자 인터페이스 부분에서는 시나리오간 결과를 비교할 수 있는 기능과 지역관리 기능을 개선함으로써 사용자가 보다 편리한 환경에서 수자원계획과 평가를 수행할 수 있게 하였다. 개선된 기능을 통해 보다 정확한 수량-수질 연계 모의가 가능해졌으며 사용자들은 보다 쉽고 정확하게 모의결과를 평가 할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.317-321
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• 2010

대부분의 유역에는 다수의 댐이 건설되어 운영되고 있는 것이 일반적이며, 이들 댐 군의 효과를 극대화하기 위하여 연계최적운영 기법의 적용이 일반화 되고 있다. 2000년 수립된 국가장기수 자원계획에서도 이미 4대강 수계의 댐 군의 연계운영 효과로 2011년까지 6억 $m^3$를 반영하고 있다. 또한 프론티어 연구개발사업을 통해 순수한 시스템적인 개선으로 30억 $m^3$의 용수를 추가적으로 확보하는 방안이 오래전부터 진행되어 오고 있다. 이와 같은 방법론의 핵심은 수문기상의 예측정도를 높이고 장단기 강우-유출을 사전 혹은 실시간으로 예측하여 수자원시설물의 기능을 최대화시키는 전략으로 현재와 같이 댐과 같은 수리구조물을 신규로 건설하는데 어려움이 많은 경우 유용한 대안이 될 수 있다. 그러나 수리구조물의 운영에 필요한 많은 변수 중에서 가장 예측이 어려우며 또한 효과를 평가할 수 있는 가장 핵심적인 요소인 수문사상에 대한 정보의 신뢰도에는 한계가 있다. 다시 말하면 현재와 같은 상황에서 수자원시설물의 시스템적인 개선을 통한 편익의 신뢰도가 구조물적인 효과의 신뢰도를 보장하기 어렵다는 것이다. 결국 주어진 여건에서 수자원이용의 효과를 극대화시키기 위해서는 구조적 대안과 시스템적인 기법을 같이 적용할 수밖에 없으며 상호 보완적으로 활용하는 것이 가장 합리적일 것이다. 이와 같은 측면에서 구조적인 댐간 연결은 일정범위까지는 확실한 효과를 담보할 수 있으며 이 또한 시스템적으로도 유용할 것이다. 본 연구에서는 이와 같은 개념을 안동댐과 임하댐이 도수터널로 연결될 경우로 가정하여 예상되는 효과에 대하여 평가하였다. 평가방법은 일간연계모의모형과 일간도수연결모의모형을 개발하여 적용하였으며 무효방류량의 감소정도와 용수공급 증가량과 공급의 신뢰도, 부족량의 크기 등을 비교 평가하였다.

• 자원환경지질
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• 제42권2호
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• pp.133-141
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• 2009

본 연구는 지질자원 연구개발 분야에서 경제적 효과 분석 연구가 활발히 수행되지 않은 분야인 지하수자원 분야의 연구개발 사업을 대상으로 경제적 효과를 분석하고자 한다. 제주도 청정 대용량 지하수 개발사업 중 2004년에서 2007년 기간에는 5년간 44.70억원(2006년 가치, 5.5% 할인율 적용)의 연구개발비용을 지출하여 제주도 지하수 부존량 산정, 대용량 지하수 개발 가능 지역 선정 및 개발 타당성 제시 등의 연구가 실시되었다. 본 사업의 편익요소로 대용량(2만톤/일 이상) 지하수 부존지역 깨소 설정으로 3,600만톤/년의 제주도 지하수 개발지역을 확보한 것으로 보았다. 이에 지하수개발시업의 편익에 연구개발 기여도(9.97%)를 적용, 연구개발투자에 대한 경제성 분석을 실시하였다. 기존의 경제이론 및 결과자료(가상가치평가, 생산기석도)와 시장자료(수입단가, 시설용량)를 기초로 한 지하수개발사업의 편익을 도출하고, 사업의 실행화 시점 및 할인율의 변동에 따른 영향을 제시하였다. 분석 결과 상수도 및 병입수 상업화로 연간 총 1,223만톤의 지하수 이용은 2,934억원의 가치로 나타났으며, 연구개발 투자효과는 2006년 순현재가치(NPV)로 30년간 총 136.59억원, 비용대편익비율(B/C ratio)은 4.06이며 내부수익율(IRR)은 22.74%로 나타났다. 사업화 시행 시점을 기존 10년 후에서 5년 후로 앞당기는 경우 추가적인 55.80억원의 편익이 산정되며, 사업의 할인율이 1% 상승하는 경우 역시 166.73억원 편익이 발생하여, 순편익 121.82억원, 비용편익비 3.71로 연구개발사업 타당성을 확보한다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제16권3호
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• pp.427-449
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• 2007

본고는 수자원이 가지는 휴양가치를 분석하되 한탄강에서 시행되는 래프팅을 분석사례로 하여 수자원의 양, 즉 수량과 수질이 각각 래프탱이라는 대표적 수상 휴양행위로 인한 편익에 어떤 영향을 주는지를 평가하고자 한다. 본고는 선행연구들과는 달리 실제로 수자원을 휴양목적으로 활용하는 행위를 면밀히 검토하여 이를 반영하는 수자원 특성별 그리고 관리방안별 가치를 추정하며, 분석모형으로는 통상적인 조건부로짓모형은 물론 대안선택에 있어 보다 신축성을 부여하는 다항프로벗모형 (multinomial probit model)도 함께 사용한다. 본고는 대안선택행위에 대한 분석결과를 이용하여 수량 및 수질을 포함하는 래프팅 특성별 가치를 도출한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권1호
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• pp.101-113
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• 2008

본 연구는 안양천 유역의 물순환 건전화를 위한 최종 대안을 제시하기 위해 비용효과분석을 수행하였다. 이중 편익산정은 진술선호기법 중 하나인 실험선택법(Choice Experiments, CE)과 대안의 평가지수(Alternative Evaluation Index, AEI)를 결합하여 수행하였다. 실험선택법은 지역별로 다양한 속성을 보이는 안양천 유역을 잠재적 위험도와 지리적 특성을 바탕으로 6개 지역으로 나누어 설문과 분석을 수행하였다. NB > 0 이상인 대안들은 공학적, 경제적으로 매우 우수한 대안이므로 실행을 적극 검토할 필요가 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.75-75
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• 2022

우리나라는 깨끗한 상수원수를 확보하고 각종 오염과 유해물질의 유입을 원천적으로 차단하여 상수원의 수질보전을 위해 필요하다고 인정되는 지역을 상수원보호구역으로 관리하고 있다. 상수원 수질관리를 위해 상수원보호구역 내에서는 명백한 오염유발행위 일체를 금지하고 있으며 건축물 신축 등 개발행위에 대해서는 공익시설 및 보호구역에 거주하는 주민의 소득기반 및 생활환경 개선을 위한 최소한의 행위만을 허가하는 등 강한 규제를 시행하고 있다. 상수원보호구역제도의 상수원 관리효과와 비례하여 상하류 지역의 사회적 갈등에 대한 개선요구도 증가하고 있다. 상수원보호구역 내 강한 규제로 인해 상류주민들은 재산권의 제약으로 사유재산에 대한 형평성문제 및 수처리 기술개발이 향상되어 과거와 같은 강한 입지규제에 대한 합리적 규제기준 조정을 요구하고 있으며 하류 지역에서는 상수원보호구역의 완화로 인해 발생할 수 있는 수질악화를 고려하여 강한 규제의 유지를 요구하고 있다. 이와같이 상수원보호구역제도로 인한 상류와 하류의 이해관계가 달라 이에 대한 합의가 이루어지지 않고 있다. 본 연구는 상류주민들의 재산권제약에 대한 피해정도와 하류주민들의 수질보호로 인한 편익을 정량적으로 비교해 봄으로써 상수원보호구역으로 인한 사회적 갈등 조정에 대한 정책적 시사점을 도출하고자 한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권12호
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• pp.1057-1066
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• 2006

용수는 인간의 생존과 산업생산에 있어서 필수적인 투입요소이다. 용수공급을 위해서는 많은 비용이 소요되지만 경제적 편익도 발생하며, 이에 대한 정보는 용수공급사업의 평가에서 중요하게 활용된다. 이에 본 연구에서는 서울시 가정용수 공급으로 인해 발생하는 경제적 편익을 추정하고자 한다. 특히 2001년부터 2004년까지의 기간을 대상으로 하여, 서울시 11개 수도사업소별로 연도별 소비자 잉여 및 경제적 가치를 추정한다. 소비자 잉여의 계산 과정에서 필요한 가격탄력성에 대한 정보는 서울시 가정용수 수요함수를 직접 추정하여 구했으며, 소비자 잉여의 계산은 최근에 개발된 산식을 이용한다. 서울시 가정용수 수요의 가격탄력성은 -0.810 및 -1.011이였으며, 이를 이용하여 계산된 소비자 잉여와 경제적 가치는 2003년의 경우 각각 1,319억원에서 1,646억원 및 3,986억원에서 4,313억원에 달한다.