150 비점오염 취약지역과 관리목표 설정을 위한...

발 간등 록 번호 NIER-RP2013-27611-1480523-001686-01

비점오염 취약지역과 관리목표 설정을 위한 연구

– 비점오염원 우선관리지역 선정 -

물환경연구부 수질총량연구과

박배경, 강민지, 김은정, 유지철, 김선정, 안기홍

김홍태, 박지형, 신동석, 김용석, 류덕희

Decision of Prioritization of Catchments and Determination ofControl Target for Non-point Source Pollution Management

- Fouce on the Prioritization of Catchments -

Bae Kyung Park, Min Ji Kang, Eun Jung Kim, Ji Chol Ryu, Sun Jung Kim, Ki Hong Ahn,

Hong Tae Kim, Ji Hyung Park, Dong Seok Shin, Yong Seok Kim, Doug Hee Rhew

Water Environment Research Department

Water Pollution Load Management Research Division

National Institute of Environmental Research

2013

목 차❚

i

목 차

목차 ···························································································································· ⅰ표목차 ························································································································ ⅱ그림목차 ···················································································································· ⅱAbstract ······················································································································ ⅲ

Ⅰ. 서 론 ····················································································································· 1 Ⅱ. 연구내용 및 방법 ······························································································· 3 1. 델파이 설문조사기법 ······················································································· 3 2. 수정 델파이조사 기법 수립 ··········································································· 4 3. 평가인자의 가중치 산정방법 ········································································· 6 가. 순위법 ············································································································· 7 나. 비율법 ············································································································· 7 다. 퍼지가중치법 ································································································· 8

Ⅲ. 연구결과 및 고찰 ····························································································· 10 1. 평가체계 및 평가방법 설정 ········································································· 10 가. 평가체계 수립 ····························································································· 10 나. 설문조사 결과 ····························································································· 11 2. 평가항목별 가중치 선정결과 ······································································· 14 3. 평가항목 계량화 ····························································································· 17 4. 취약성 평가 및 취약성 주제도 작성 ························································· 19

Ⅳ. 결 론 ················································································································· 25

참고문헌 ···················································································································· 27

목 차❚

ⅱ

표 목 차

<표 1> 각 가중치별 퍼지 변수 범위 ···································································· 9<표 2> 유역환경에 대한 평가항목 선정결과 ···················································· 13<표 3> 비점오염원 관리현황에 대한 평가항목 선정결과 ······························ 14<표 4> 유역환경에 대한 평가항목별 가중치(MAP 1) ······································ 15<표 5> 비점오염원 관리현황에 대한 평가항복별 가중치(MAP 2) ················ 16<표 6> 유역환경 및 비점오염원 관리현황에 대한 가중치 ···························· 17<표 7> 유역환경에 대한 평가항목별 계량화 방법 ·········································· 18<표 8> 비점오염원 관리현황에 대한 평가항복별 계량화 방법 ···················· 19<표 9> 비점오염원 취약성 평가(우선순위 선정) 결과-유역현황(map1) ······ 22<표 10> 비점오염원 취약성 평가(우선순위 선정) 결과-비점관리현황(map2) ··· 23<표 11> 비점오염원 취약성 평가(우선순위 선정) 결과-총괄 ························ 24

그 림 목 차

<그림 1> 취약성 지표 및 가중치 선정을 위한 델파이 과정 흐름도 ············ 6<그림 2> 퍼지가중치 범위 ······················································································ 9<그림 3> 비점오염원 취약지역 선정을 위한 평가항목의 구조도 ················ 10<그림 4> 설문지 작성 ·························································································· 12<그림 5> 유역환경에 대한 취약성 주제도 ························································ 20<그림 6> 비점오염원 관리현황에 대한 취약성 주제도 ·································· 21

목 차❚

ⅲ

Abstracts

This study aimed to develop a risk-based approach to rank and prioritize catchments in order to support that the Ministry of Environment should designate control areas to manage non-point source pollution. Scientific approaches and decision support tools are required for the designation of control areas and the application of the best management practices (BMPs) to the control areas. Catchment-based risk assessments can take into account the diversity and complexity of non-point source pollution.

Framework to prioritize catchments on risk of non-point source pollution was developed in consideration of the characteristics of polluted runoff from non-point source (Map 1) and the water quality policies related to non-point source pollution management (Map 2). The Delphi approach was employed for the selection of assessment groups, assessment criteria/sub-criteria and for the production of weights for the criteria/sub-criteria. The weights were determinated by the ranking method, the rating method, and the fuzzy weighting method. All sub-criteria for each catchment unit in Korea were scored either with a quantitative scale or with a qualitative scale. The results of the evaluation and the prioritization of catchments that indicated the vulnerability to non-point source pollution were shown as thematic maps.

The results for the Map 1 indicated that catchments with more livestock, more fertilizer use, higher impervious area ratio, and higher SS concentration were vulnerable to non-point source pollution. From the results for the Map 2, the management of catchments where the target water quality or the allocation loads of the TMDLs were not achieved should take priority.

Despite of differences between three weight methods, the results showed

목 차❚

ⅳ

generally that the Saemangeum watershed with the water quality impairment from agricultural non-point source pollution was firstly managed, that the management of the Kangwon-do province was not important. Also, the Pal-dang watershed and the Jin-we stream watershed was evaluated as the areas that the non-point source pollution management were required.

Ⅰ. 서 론❚

1

Ⅰ. 서 론

환경부는 비점오염원에서 유출되는 강우유출수로 인하여 수질 및 수생태

계에 위해가 발생할 우려가 있는 지역 등을 비점오염원 관리지역(이하 비점

관리지역)으로 지정하여 관리할 수 있도록 「수질 및 수생태계 보전에 관한

법률」 제54조 및 시행령 제76조에 기준을 정하여 관리하고 있다1,2. ‘13년현재 동법에 규정된 5대 지정기준(비점부하기여율 50%이상 지역, 인구 100만명 이상지역, 산업단지, 생태계 위해지역, 특이 지질구조지역)을 근거로

총 4개 지역(소양호 유역, 도암호 유역, 임하호 유역, 광주광역시)을 관리지

역으로 선정(2007년8월)하여 시행중이고 2010년 10월에 수원시도 추가 지정하

여 시행계획을 수립하고 있는 중이다3,4.

현재 환경부는 2020년까지 지속적으로 비점오염원 관리지역 지정을 확대할

계획에 있다. 이에 2009년에는 비점관리지역 추가지정을 위한 타당성 조사, 선정기준 마련을 통해 산업단지 및 소권역에 대한 관리지역 추가지정 후보

지역을 도출한바 있다2. 또한 관계부처합동으로 「제2차 비점오염원관리 종

합대책(´12~´20)」을 수립하고 비점관리지역 지정확대 및 제도개선을 위

한 관리지역지정 및 평가 기준개선(안)을 마련하여 추진중에 있다1. 따라서

비점오염원 관리의 필요성이 높은 지역부터 체계적으로 지정할 수 있는 과

학적 기반의 우선순위 마련이 필요한 실정이며 비점관리정책에 활용될 비점

오염관리 취약지역 분석 및 지도 작성 추진이 필요한 실정이다.

비점오염원 우선관리지역 선정과 관련된 연구는 환경부·한국환경공단

(2009) 등 몇몇 연구가 진행되어 왔다2,5,6,7. 그러나 대부분의 연구에서는 고

려인자를 도출한 후 시나리오를 가정하고 이들 분석을 통해 가정된 상태의

결과를 도출하는데 그쳐, 비점 취약지역을 식별하기 위한 평가항목 및 가중

치를 어떻게 설정하고 부여하여 점수화할 것인가가 향후 핵심 필요 연구분

야로 대두되었다. 비점 관리 우선순위를 선정하는데 있어서 중요한 사항은

Ⅰ. 서 론❚

2

취약지역 식별을 위하여 어떤 평가항목을 만들것인지와 항목별로 가중치 부

여 방법 및 종합 점수화 하는데 있다. 따라서 주요 전문가 사이에도 취약성

평가에 적용되는 선정방법 및 기여율 계량지수, 가중치 등에 기존 연구 및

전문가 설무조사를 통한 구체적인 값의 제시가 필요하다는 의견이 꾸준이 제

기되어 왔다8,9.

비점오염원에 의한 수질 및 수생태계 악화는 다양한 오염물질의 유출특성, 기후 및 토양특성 등 불확실한 고려인자가 산재되어 있으며 이로 인해 전문가 및 이

해 계층별로도 다양한 의견이 존재하여 명확한 정책추진에 한계가 발생하고 있

다. 따라서 효율적인 정책추진을 위해서는 비점오염원 유발 인자들에 대한 과학

적 객관화 및 정량화를 통해 분석한 후 관리지역을 점차적으로 확대하여야 하며

이를 통해 체계적인 정책 시행 및 저투자 고효율의 효과를 얻을 수 있을 것이다.

본 연구에서는 전문가 의견을 기반으로 유역특성, 오염원 및 수질 현황, 관련

정책 기반여건 등 다수의 고려항목을 도출하고 다기준 의사결정방법(델파이 기법)을 적용하여 우선 고려순위 및 가중치를 결정하였다8,9. 도출된 가중치 및 평가항

목을 토대로 각 항목별 자료들을 적용하여 비점오염 취약지역을 도출하였으며 이

를 바탕으로 취약성 주제도를 작성하여 효율성을 고려한 정책 추진 및 과학화/명확화를 통한 비점관리 방향의 기반을 제공하고자 하였다.

Ⅱ. 연구내용 및 방법❚

3

Ⅱ. 연구내용 및 방법

본 연구에서는 비점오염 취약지역분석 및 관리우선순위 설정에 필요한

평가항목 및 가중치를 델파이 설문조사기법을 이용하여 설정하였으며, 비점오염원 유출특성과 관련된 유역환경과 비점오염원 관리현황을 고려하여

평가체계를 구축하였다10. 1. 델파이 설문조사기법

델파이 기법은 ‘선정한 설문조사 참여자의 그룹을 최대한 이용하는 효과적

인 방법으로서 복잡한 문제를 처리하기 위해서 그룹 커뮤니케이션 과정을 구조

화한 기법이다’11. 델파이 방법은 1950년대부터 인문·사회분야에서부터 적용

된 방법으로, 제안된 의견을 분석하여 피드백하는 통제된 설문조사를 일련의

수단으로 하여 전문가 그룹으로부터 지식을 선정하고 추출하는 구조적 과정을

기반으로 한다12. 이 방법은 추정하려는 문제에 대하여 정확한 정보가 확보되지

않는 경우 ‘두 사람의 의견이 한사람의 의견보다 정확하다’는 개량적 객관의

원리와 ‘다수의 판단이 조수의 판단보다 정확하다’는 민주적 의사결정의 원

리에 논리적 근거를 두고 있다13.

이와 같이 집단적 합의를 통하여 문제를 해결하는 방법으로 이해당사자들로

구성된 협의회를 이용하는 방법이 있다. 그러나 토의 과정에서 소수의 의견을

무시하는 다수의 횡포, 권위자의 발언에 대한 영향, 사전조율을 통한 집단 역학

의 약점 및 이미 결정한 자신의 의견을 개정하지 못하는 등의 심리적으로 바람

직하지 못한 효과가 발생할 수 있다. 따라서 델파이 방법에서는 대면 협의 토론

에서 발생하는 부정적 측면은 제거하고 토론 집단이 복합적 문제를 효과적으로

취급할 수 있도록 의사소통 과정을 구조화한다. 이와 같은 델파이 설문조사기

법의 구조화는 반복적이고 통제된 절차, 참여자의 익명성, 집단반응의 통계화

등의 특성을 나타낸다. Richey et al.(1985)14는 델파이 기법을 익명으로 선정된


4

전문가들의 그룹에 반복적인 설문조사를 연속적으로 시행하는 것으로 정의하

였다. 즉, 델파이 기법의 조사에서는 이전 설문조사의 결과가 설문응답자들에

게 제공되고, 이를 참고하여 의견을 수정할 수 있다. 이 과정을 두 번 또는 세

번 반복함으로써 추정하고자 하는 문제에 있어 전문가들의 합의를 도출 할 수

있을 것으로 기대하는 것이다.

델파이 기법은 환경 영향 평가, 사회 정책, 공공 보건 등의 계획에 다양하게

적용되고 있다15. 이러한 델파이 기법의 광범위한 적용은 이를 응용한 기법을

대량으로 생산하고 있다16,17. 최근에는 수자원 분야에도 기법이 적용되고 있는

데, 유가영과 김인애(2008)는 델파이(Delphi) 조사가 전문가 의견을 수렴하여 적

합한 취약성 지표를 추출하는데 중요한 방법임을 밝힌 바 있으며 김다은 등

(2011)은 수자원 분야의 전문가들을 대상으로 우리나라 중소하천의 기후변화

취약성 분석을 위해 델파이 기법을 사용하여 지표를 선정한 바 있다. 또한 Jun et al.(2011)과 김영규 등(2012)은 델파이 기법을 이용하여 평가인자와 가중치를

도출하고 fuzzy TOPSIS기법을 사용하여 기후변화에 따른 홍수취약성을 우리나

라 16개 광역시도를 대상으로 평가하였으며 Lee et al.(2013)은 남한강에 대한

위험성 기반의 홍수취약성을 제시하였다18,19,20,21,22.

이 같은 설문조사 기법은 폭넓은 전문가의 참여를 통하여 보다 객관적이고

신뢰도 높은 결과를 기대할 수 있다. 따라서 평가결과에 많은 영향을 미치는 가

중치를 결정하는 문제에 있어서도 불확실성을 줄이고 합리적 결과를 도출할 수

있다.

2. 수정 델파이 설문조사 기법 수립

일반적인 델파이 설문조사는 과정은 3~4회에 걸쳐 조사를 수행하는데 첫

번째 단계에서는 연구문제에 대하여 설문참여자들에게 개방형 질문에 응답하

도록 하여 의견을 수집한다. 두 번째 단계에서는 앞에서 수집한 개방형 질문

을 분석하여 구조화된 폐쇄형 질문으로 재구성하고 각 항목내용에 대한 참여


5

자의 의견을 척도(척도의 예: 필요, 보통, 불필요)를 이용하여 동의의 정도를

판단하도록 하고 이를 수집한다. 다음 단계에서는 회수한 의견의 집중도, 변산도 등을 분석하여 참여자들에게 재배포 하여 본인의 의견의 재고하고 수정

할 수 있는 기회를 제공한다. 이 절차를 참여자들의 의견이 어느 정도 합의

에 이를 때 까지 몇 차례 반복한다.

그러나 비점오염 평가와 같이 고려해야 할 사항을 대체로 파악할 수 있는

경우 위의 절차를 간소화하여 수정 델파이기법을 수립하여 적용할 수 있다. 본 연구에서는 평가인자의 초안을 연구진이 선정하고 제공된 안에 대하여 설

문참여자가 이에 대한 의견을 제시할 수 있도록 하여 평가인자를 선정한 후

가중치를 선정하는 단계의 델파이 설문조사 기법을 제시하였다(그림 1).

Ÿ 1차 설문조사에서는 제시된 인자의 타당성에 대한 질문에 답변하여 평가

인자를 선정한다. 이때 설문 참여자들은 제시된 취약성 평가인자에 포함

되지 않았지만 취약성 평가에 포함되어야 할 것으로 판단되는 인자를 추

가적으로 제시할 수 있다. 설문을 주최한 연구진은 수집한 설문조사 결과

로부터 취약성 평가인자를 선정한다. Ÿ 2차 설문조사에서는 설문 대상자들은 1차 조사로부터 도출된 평가인자에

대한 중요함의 정도를 정량적으로 표현할 수 있는 가중치를 제시한다. Ÿ 설문 주최자는 2차 설문조사 결과를 수집하여 주최자는 응답자 들이 제안

한 가중치들을 분석한 결과를 3차 설문조사에서 설문응답자들에서 배포하

여 이를 참고하여 가중치에 대한 자신의 의견을 다시 제출하도록 한다. Ÿ 3차 설문조사 결과를 분석하여 취약성 평가인자의 최종적인 가중치를 산

정할 수 있다.


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<그림 1> 취약성 지표 및 가중치 선정을 위한 델파이 과정 흐름도.

3. 평가인자의 가중치 산정 방법

취약성 평가는 평가인자를 결정하고 평가인자의 중요성을 가중치로서 반

영하여 내재되는 취약 정도를 산정하고 이를 기반으로 상대적인 우선순위를

도출하는 과정으로 진행된다. 따라서 평가인자의 가중치는 인자간의 상대적

중요성을 명시적으로 표현하며 인자와의 결합을 통하여 평가결과에 크게 영

향을 준다. 많은 가중치 관련 연구에서 단일한 접근 방식을 채택하는 것은

정확한 결과를 보장할 수 없는 것으로 분석되었으며, 다양한 접근 방식 즉, 여러 종류의 가중치를 산정하여 적용하도록 제안하고 있다23,24,25.

본 연구에서는 가중치 책정방법에 따른 평가결과의 불확실성이 매우 클

수 있다는 점을 고려하여 전문가들로부터 다양한 형태의 가중치를 수집하여

비교하는 과정을 포함하였으며 정성적인 의견을 정량적으로 다루는데 있어서

발생할 수 있는 불확실성 문제를 개선 할 수 있는 퍼지수를 도입하는 것도

하나의 방법으로 제시될 수 있다. 본 연구에서 적용한 가중치 책정 방법인

순위법, 비율법과 퍼지수를 사용하는 방법을 아래에 기술하였다.


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가. 순위법

주어진 변수들에 대하여 그 중요성에 따라 순위를 결정하고 이를 정량화

하는 방법으로 각 설문 참여자는 각각의 인자에 대하여 가장 높은 가치가 있

는 순서로 순위를 결정한다. 따라서 가장 중요한 인자가 rank 1이 되고, 그다음으로 중요한 인자는 rank 2가 된다. 이때 인자의 rank는 동일한 순위로

결정 될 수도 있다. 작성된 순위는 변환을 통하여 집계되는데 rank 1은 m-1로, rank 2는 m-2로 변환된다. 여기서 m은 인자의 총 개수이다. 이들 변환

순위를 다음의 Eq. (1)로 집계한다

(1)

여기서 은 인자 의 변환 순위의 합이고, 는 패널 가 결정한 인자

의 변환순위이다. 는 설문에 참여한 패널의 수이다. 가중치()는 다음의

Eq. (2)로 산정 한다.

(2)

나. 비율법

변수들을 비교하고 그 중요성을 상대적으로 평가하여 가중치를 배분하는

방법이다. 설문 응답자들은 각 인자에 대해서 가중치를 결정하되 주어진 범

위 내에서 값을 선정한다. 이 때 가중치의 범위는 연속적인 구간이고 일반적

으로 0.0에서 1.0 또는 최대 100.0까지의 범위가 주어진다. 또한 비교대상인

모든 변수에 주어지는 가중치의 합은 주어진 최대 범위와 같다. 구간의 최저

한계인 0.0에 해당하는 인자는 평가에 있어 전혀 중요하지 않은 것이며 반대

로 최대값은 중요성의 가능한 최대 수치가 적용된다는 의미이다. 가중치는

다음의 Eq. (3)와 (4)을 통하여 산정할 수 있다. 각 인자의 상대적인 중요성을

배분하는 방법으로 동일 값을 설정하는 것도 가능하다. 는 패널 가 결정

한 인자 의 가중치이고, 는 rating 방법으로 결정한 인자 의 가중치이다.


8

(3)

(4)

다. 퍼지가중치법 퍼지수을 이용한 가중치 추정은 해당하는 퍼지가중치 벡터로부터 여러 가

능한 인자들 중에서 우선 순위를 파생하는 방법으로 최종 결과는 설정된 퍼

지 구간의 문제가 된다. 퍼지 구간은 다양한 형태로 연구가 진행되고 있으며

설문조사를 통한 인자에 대한 평가를 하기 위하여 판단 기준이 되는 퍼지 구

간은 사전에 설정하여 설문 응답자들에게 제공된다.

본 연구에서는 다양한 연구에서 계산이 용이하여 널리 사용되는 삼각퍼지

수(TFNs : Triangular Fuzzy Numbers)를 적용한 가중치를 제시하였다. 각 인

자의 가중치는 상대적인 비교가 아니라 절대적으로 TFNs의 어느 구간에 포

함되는가를 평가해야 한다. 수집한 설문결과를 감안하여 각 대안의 퍼지가중

치( )을 계산할 수 있다. 모든 전문가들로부터 퍼지가중치()를 수집하여 다음의 식을 사용하여 최종적인 가중치(′)를 산정할 수 있다

(Raj and Kumer, 1999).

′ ⊙⊕⊕⋯⊕∈ (5)

각 인자의 가중치의 중요성에 대한 언어 변수는 <표 1>에 나타내었으며, 해당 소속 함수는 <그림 2>와 같다.


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<그림 2> 퍼지가중치 범위.

Importance Abbreviation Membership functionVery low VL (0.0, 0.0, 0.1)

Low L (0.0, 0.1, 0.3)Medium low ML (0.1, 0.3, 0.5)

Medium M (0.3, 0.5, 0.7)Medium high MH (0.5, 0.7, 0.9)

High H (0,7, 0.9, 1.0)Very high VH (0.9, 1.0, 1.0)

<표 1> 각 가중치별 범위

Ⅲ. 연구결과 및 고찰❚

10

Ⅲ. 연구결과 및 고찰

1. 평가체계 및 평가방법 설정

가. 평가체계 수립

비점오염 우선순위 도출을 위하여 <그림 3>과 같이 유역환경 현황 및 비점

관리 현황에 대한 요소들을 도출하였다. 우선지역 선정은 자연적인 요소 외에

정책 기반에 대한 요소를 고려하여 제시하였다. 유역환경 요소로는 비점오염원

의 유출특성을 고려하여 오염원, 유출경로, 공공수역으로 구분하였으며 비점관

리 현황요소로는 수징오염총량관리제도, 수질관리 여건, 비점오염원 관리 부문

으로 구분하였다.

<그림 3> 비점오염원 취약지역 선정을 위한 평가항목의 구조도.


11

나. 설문조사 결과

순위법, 비율법, 퍼지가중치법에 따른 가중치 산정을 위해 설문지를 작성하고

<그림 4>, 비점오염원 관련 전문가 그룹을 대상으로 설문조사를 수행하였다. 설문

조사는 총 2회 추진하였는데 평가항목 도출을 포함하여 일반적으로 3회를 수행하

는 것을 고려할 때 적합한 범위에서 수행된 것으로 판단된다. 총 18명을 대상으로 1차 조사를 실시하였으며 평가항목의 적정성 및 각각의 가중치 산정방법에 따른

등급화를 요청하였다. 1차 설문조사시 13명이 회신하여 72%의 회신율을 보였다. 설문페널은 전문성을 고려 국내 저명학자 및 정책업무 담당자들을 대상으로 하였다

1차 설문조사후 제안한 평가항목들에 대해 조정후 제2차 설문조사를 13명을

대상으로 실시하였다. 본 조사에서는 각각의 항목들에 대한 가중치 부여를 중점

으로 하였으며 13명 중 12명이 회신하는 높은 회수율을 보였다. 이와 같이 2회에

걸친 설문조사 과정을 거쳐 평가항목들을 도출하였으며 그에 따른 결과는 <표 2>와 <표 3>에 제시하였다.


12

<그림 4> 설문지 작성.


13

<표 2> 유역환경에 대한 평가항목 선정결과 그룹 평가항목 1차 설문 채택여부 2차 설문 최종

오염원

노출요소

인구밀도 채택 인구밀도 채택

도시화율 채택 도시화율 채택

산업현황 채택 산업현황 채택

　 추가하수관거시스템(정비율,

분류식화율) 채택

영향요소

양식장면적 탈락 　　가축사육두수 채택 가축사육두수 채택

축사면적 채택 축사면적 채택

비료소비량 채택 비료소비량 채택

토지이용

불투수율 수정대지면적

채택

도로면적 수정 채택

농경지면적수정 논면적 채택

수정 밭면적 채택

산림면적 수정 임야면적 채택

　 수정 기타면적 채택

유출

경로

강우

연간총강우량 채택 연간총강우량 채택

강우일수 채택 강우일수 채택

일최대강수량 탈락 　　 추가 평균강우강도 채택

　 추가 평균강우지속시간 탈락

유출

유역면적 채택 유역면적 채택

유역평균 유출률 수정 토지이용도 CN값토양침투능 채택 토양침투능

　 추가 유역형상비 채택

　 추가 유역평균경사 채택

공공

수역

하천하천유량 채택 하천유량 채택

하천정비현황 채택 하천정비현황 채택

수질

일반 항목(BOD, TN, TP) 채택

일반 항목

(BOD, TN, TP) 채택

SS, 토사 채택 SS, 토사 SS그 외 수질항목 채택 그 외 수질항목 채택

수생태계 수생태계건강성 채택 수생태계건강성 채택


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<표 3> 비점오염원 관리현황에 대한 평가항목 선정결과 그룹 평가항목 1차 설문 항목 조정 2차 설문 최종

오염총량

관리

시행지역

(3대강) 1단계 평

가 할당부하량 초

과지역

채택



과지역

채택


가 목표수질 초과

지역

채택



지역

채택

수질개선사업

지역



과지역

채택



과지역

채택



지역

채택



지역

채택

기타 수

질 및 수

량 관리

주요특별대책지역, 상

수원보호구역채택

특별대책지역, 상

수원보호구역채택

수질관리지역수질예보발생현황 채택 수질예보발생현황 채택

홍수위험지역

홍수위험지역 채택 홍수위험지역 채택

풍수해현황(이재민

수, 피해총액) 채택풍수해현황(이재민

수, 피해총액) 채택

비점오염

관리기반

비점저감시설

설치신고현황

개발사업 채택 개발사업 채택

사업장 채택 사업장 채택

비점저감사업

사업 추진건수 채택 사업 추진건수 채택

사업 추진계획 수

립 (타당성 검토, 재정계획 등)

채택

사업 추진계획 수

립 (타당성 검토, 재정계획 등)

채택

비점담당 공

무원수비점담당 공무원수 탈락 　

2. 평가항목 및 가중치 선정

<표 4>에 유역환경에 따른 각각의 가중치 선정방법에 따른 평가항목들의 순위

를 제시하였다. 오염원 요소가 전체의 50% 정도를 차지하는 중요 요소로 나타났

으며 구체적으로는 가축사육두수, 비료사용량, SS농도 등이 가중치가 높게 나타났다.


15

<표 4> 유역환경에 대한 평가항목별 가중치(MAP 1)

그룹 순위법

비율법

퍼지법

평가항목

순위법

비율법

퍼지법 평가항목

순위법 비율법 퍼지법

가중치 순위 가중치 순위가중치 순위

오염원

0.4853 0.5077 0.9394(53%)

노출요소 0.3333 0.3300 0.6452

인구밀도 0.0479 7 0.0435 9 0.3330 9도시화율 0.0336 16 0.0392 13 0.3821 6산업현황 0.0427 10 0.0450 8 0.3849 5

영향요소 0.3611 0.3500 0.6774

하수관거시스템 0.0375 12 0.0398 11 0.3279 10가축사육두수 0.0696 1 0.0684 1 0.4339 3축사면적 0.0361 14 0.0418 10 0.2991 11비료소비량 0.0696 1 0.0675 2 0.4439 2

토지이용 0.3056 0.3200 0.5885

대지면적 0.0452 9 0.0549 6 0.4947 1논면적 0.0349 15 0.0357 15 0.3565 8밭면적 0.0392 11 0.0390 14 0.4112 4임야면적 0.0179 24 0.0172 24 0.0357 24기타면적 0.0111 25 0.0156 25 0.0531 23

유출경로

0.2206 0.2218 0.3130(18%)

강우 0.3714 0.3960 0.4888 연간총강우량 0.0361 13 0.0331 16 0.0895 17강우일수 0.0229 21 0.0252 21 0.0561 22

평균강우강도 0.0229 21 0.0296 19 0.0756 20

유출 0.6286 0.6040 0.7575

유역면적 0.0319 18 0.0304 18 0.0845 18CN(토지피복, 토

양침투) 0.0540 6 0.0481 7 0.1881 14유역형상비 0.0196 23 0.0230 22 0.0709 21

유역평균경사 0.0331 17 0.0324 17 0.0943 16

공공수역

0.2941 0.2705 0.5064(29%)

하천 0.2985 0.3000 0.5348 하천유량 0.0585 5 0.0584 4 0.1743 15

하천정비현황 0.0293 19 0.0227 23 0.0241 25

수질 0.4925 0.4850 0.8246 일반항목(BOD, TN, TP) 0.0476 8 0.0394 12 0.2604 12

SS, 토사 0.0692 3 0.0643 3 0.3778 7그 외 수질항목 0.0281 20 0.0276 20 0.2472 13

수생태계

0.2090 0.2150 0.3324 수생태계건강성 0.0615 4 0.0582 5 0.0813 19


16

그룹 순위법비율법

퍼지법

평가항목

순위법

비율법

퍼지법 평가항목

순위법 비율법 퍼지법

가중치순위 가중치

순위 가중치

순위

총량관리0.4638 0.4300 0.7993(49%)

시행지역 0.6667 0.6750 1.0000

1단계 평가할당부하량 초과지역

0.1031 3 0.1176 3 0.3840 2

1단계 평가 목표수질 초과지역0.2061 1 0.1727 1 0.7547 1

수질개선사업지역

0.3333 0.3250 0.3183 1단계 평가

할당부하량 초과지역 0.0515 8 0.0538 9 0.0633 8

1단계 평가목표수질 초과지역 0.1031 3 0.0859 5 0.1928 4

기타수질및

수량관리

0.1739 0.2217 0.2371(14%)

주요수질관리지역

0.6471 0.6450 0.6070 특별대책지역, 상수원보호구역

0.0496 9 0.0672 8 0.0738 7

수질예보발생현황 0.0629 7 0.0758 6 0.0804 6

홍수위험지역

0.3529 0.3550 0.1785 홍수위험지역 0.0335 11 0.0342 12 0.0079 12

풍수해현황 0.0279 12 0.0445 11 0.0105 11

비점관리0.3623 0.3483 0.6012(37%)

설치신고현황

0.3333 0.3400 0.0965 개발사업 0.0805 6 0.0712 7 0.0313 9

사업장 0.0403 10 0.0472 10 0.0117 10

비점저감사업계획

0.6667 0.6600 0.7209 사업 추진건수 0.0924 5 0.1023 4 0.1769 5

사업 추진계획 수립 0.1492 2 0.1276 2 0.2292 3

비점관리현황에서는 총량제와 연계되어 관리가 필요함을 주요 요소로 제시하

였다. 특히 시행대상지역의 관리필요성이 높게 나타났으며 목표수질 및 할당부하

량 초과지역에 대한 관리 필요가 높게 나타났다<표 5>.

<표 5> 비점오염원 관리현황에 대한 평가항목별 가중치(MAP 2)

비점오염원 관리지역을 선정하는데 있어 우선적으로 고려해야 될 사항은

유역자연환경에 대한 인자들인 것으로 나타났다<표 6>. 관리현황 기반 대비

오염원에 대한 가중치가 약 70%를 보였으며 특히 퍼지가중치법에서는 92%가


17

고려될 것으로 나타났다. 이는 비점관리를 위해서는 무엇보다 오염원의 특성에

대해 우선 고려가 필요함을 의미하는 것으로 정책의 용이성 보다는 오염악화

방지를 위한 정책 추진이 필요함을 알 수 있었다.

<표 6> 유 역 환 경 및 비 점 오 염 원 관 리 현 황 에 대 한 가 중 치

MAP 순위법 비율법 퍼지법

1. 유역환경 0.6667 0.6900 0.92112. 비점오염원 관리현황

0.3333 0.3100 0.5803

3. 평가항목 계량화

가중치 산정 후 각각의 평가항목들을 분석하여 비점 우선관리 필요지역을 선

정하였다. 대상은 전국의 소권역 814개를 대상으로 분석하였으며 각 항목별 계량

화 작업을 위한 자료는 <표 7>과 <표 8>에 제시하였다. 평가항목의 평가항목의

계량화 방법은 자료 속성에 따라 상이하기 때문에 광범위한 자료를 구체적 분석

을 통해 제시하였으나 몇몇 요소에 대해서는 중권역 단위의 대푯값을 적용하였

다. 계량화에 적용된 각각의 자료에 대해서 간략히 설명하면 다음과 같다.

- 2010년 전국오염원 조사자료, 강우자료, 수질자료, 가용한 유역특성자료, 토지피복도 및 정밀토양도 분석자료, 수생태계 건강성 자료 등 수집·분석

- 비점관리 현황 평가항목 중 비점오염 관리기반은 관련 자료가 미흡하여 중권

역자료를 대상으로 적용하였으며 향후 보다 향상된 계량화 작업을 위해서는

미계측 유역에서의 유출모형 적용 및 관리 현황 자료에 대한 보완이 필요할

것으로 판단된다.


18

<표 7> 유 역 환 경 에 대 한 평 가 항 목 별 계 량 화 방 법

그

룹평가항목 설명 자료

오

염

원

인구밀도 단위면적당 인구수전국오염원

조사자료

도시화율 총인구수에 대한 시가 인구수 비율전국오염원

조사자료

산업화율

유해물질 배출 여부(배출/미배출)배출허용기준 적용지역(특례, 청정, 가, 나)폐수배출시설 규모(1종~5종)

전국오염원

조사자료

하수관거

시스템

미처리구역 비율, 합류식관거비율, 분류식

관거 비율

전국오염원

조사자료

가축사육두수축종별 발생유량 원단위(총량 기술지침)를고려하여 점수화

전국오염원

조사자료

축사면적 축사면적 비율전국오염원

조사자료

비료사용량 시도별 비료사용량농림수산식품부

통계연보

토지이용면적 총량 지목별 면적비율전국오염원

조사자료

유

출

경

로

총강우량 2010년 연간 총강우량(티센면적강우량 적용) 기상청 자료

강우일수

평균강우강도

2010년 강우자료

강우일수비율 및 평균강우강도기상청 자료

유역면적 유역면적전국오염원

조사자료

CN 값(토지피복, 토양특성)

소권역별 배수등급, 유효토심, 심토토성 자

료를 이용하여 수문학적 토양군 산정, 시도

별 토지피복자료를 재분류하여CN값 산정

토지피복도

WINS 정밀토양도

유역형상계수

유역평균경사소권역별 유역형상계수, 유역평균경사

WAMIS료유역특성자

료

공

공

수

역

하천유량 중권역별 유량자료 중 최대유량 WINS 일유량자료

하천환경 수변환경평가점수 물환경정보시스템

수질항목2010년 BOD, T-N, T-P, SS, COD, Chl.a, 수온

물환경정보시스템

수생태계

건강성

부착조류 영양염지수, 한국오수생물지수, 어류 생물지수

물환경정보시스템


19

<표 8> 비점오염원 관리현황에 대 한 평 가 항 목 별 계 량 화 방 법

그룹 평가항목 설명 자료

오염

총량

관리

(시행지역)1단계 평가 할당부하량 초과

지역

평가항목에 해당되는 경우 1, 해당되지 않으면 0값 부여

제1단계

수질오염총량제

시행성과 평가

연구결과

(시행지역)1단계 평가 목표수질 초과지역(수질개선사업지역)1단계 평가 할당부하량 초과

지역

(수질개선사업지역)1단계 평가 목표수질 초과지역

기타

수질

및

수량

관리

특별대책지역, 상수원보호구

역, 수변구역

특별대책지역, 상수원보호구역, 수변구역에

해당되는 경우 1, 해당되지

않으면 0값 부여하고 3개지역에 동일한 가중치 적용

GIS 자료

수질예보 발생현황‘10년도 수질예보가

부재하여 본 연구에서 제외-

홍수위험지역 - -풍수해현황(이재민수, 피해총

액) 시도별 풍수해현황

‘10년국토해양통계연

보

비점

오염

관리

기반

(비점저감시설설치현황)개발사업, 사업장

공간 DB 구축 -(비점저감사업)사업추진건수, 사업추진계획

수립여부

4. 취약성 평가(우선순위선정) 및 취약성 주제도 작성

위와 같이 평가항목 도출, 가중치 선정, 기초자료의 계량화 작업을 통해

각 가중치 산정방법에 따른 우선관리지역을 등급화(10등급)하여 취약성 지도

를 <그림 5>와 <그림 6>에 제시하였다.


20

(1) 순위법 (2) 비율법

(3) 퍼지가중치법<그림 5> 유역환경에 대한 취약성 주제도.


21

(1) 순위법 (2) 비율법

(3) 퍼지가중치법<그림 6> 비점오염원 관리현황에 대한 취약성 주제도.


22

전국 814개 소권역 중 상기한 취약성 주제도를 통한 우선관리 필요지역에

대해 <표 9>에서 <표 11>에 결과를 제시하였다. 전국 소권역 단위에서의 비

점오염 취약성을 분석한 결과 가중치 산정방법별로 차이는 있었으나, 가축

사육두수 및 순환농법에 의한 토지이용이 주를 이루는 새만금 유역(만경강

유역)에 대한 관리가 우선 필요한 것으로 나타났으며 상대적으로 강원도 지

역의 비점관리 필요성이 낮게 나타났다.

<표 9> 비점오염원 취약성 평가(우선순위 선정) 결과 – 유역현황(Map 1)

순위 순위법 비율법 퍼지법

1 곡교천중류 곡릉천상류 곡교천중류

2 곡릉천하류 광려천 임진강합류점

3 임진강합류점 팔당댐하류 곡릉천하류

4 광려천 간월방조제 성환천

5 간월방조제 문산천하류 진위천

6 진위천 북한강하류 평택수위표

7 곡릉천상류 안동댐역조정지하류 황구지천하류

8 문산천하류 청담천 둔포천

9 지석천 삼천포천 청계천

10 서낙동강 퇴계원수위표 무한천하류

11 평택수위표 회천하류 진위천합류점

12 팔당댐하류 회야댐 양화천

13 안동댐역조정지하류

곡교천중류 동지산수위표

14 논산천하류 서낙동강 지석천

15 청담천 포내천 논산천하류

16 진위천합류점 곡릉천하류 만경강중류

17 장평천 임진강합류점 강경천

18 신천상류 신천하류 동연교수위표

19 포천천상류 왕숙천 송산방조제

20 무한천하류 신천상류 화포천


23

<표 10> 비점오염원 취약성 평가(우선순위 선정) 결과 – 비점관리현황(Map 2)


1 만경강중류 만경강중류 만경강중류

2 광주댐 광주댐 광주댐

3 원평천 원평천 원평천

4 증암천 증암천 증암천

5 오례천 오례천 오례천

6 익산천 익산천 익산천

7 동지산수위표 황룡강합류점 동지산수위표

8 입포수위표 황룡강하류 입포수위표

9 신평천 황룡강중류 신평천

10 동진강하류 유구천 동진강하류

11 황룡강합류점 정읍천 황룡강합류점

12 황룡강하류 광주수위표 황룡강하류

13 황룡강중류 장성댐 황룡강중류

14 유구천 동지산수위표 유구천

15 정읍천 오수천하류 정읍천

16 광주수위표 치천 광주수위표

17 장성댐 섬진강댐하류 장성댐

18 오수천하류 섬진강댐 오수천하류

19 치천 경천합류점 치천

20 섬진강댐하류 입포수위표 섬진강댐하류


24

<표 11> 비점오염원 취약성 평가(우선순위 선정) 결과 – 총괄


1 만경강중류 만경강중류 만경강중류

2 동지산수위표 정읍천 동지산수위표

3 정읍천 동지산수위표 입포수위표

4 원평천 원평천 원평천

5 입포수위표 입포수위표 익산천

6 익산천 유구천 미호천하류

7 소양천 익산천 정읍천

8 광주수위표 광주수위표 동진강하류

9 미호천하류 황룡강합류점 병천천하류

10 유구천 소양천 영산강상류

11 황룡강하류 미호천하류 광주수위표

12 황룡강합류점 팔당댐하류 신태인수위표

13 동진강하류 북한강하류 유구천

14 논산천하류 황룡강하류 황룡강하류

15 영산강상류 오수천하류 신평천

16 병천천하류 오례천 경천

17 팔당댐하류 동진강하류 황룡강중류

18 전주천하류 신태인수위표 유구천합류점

19 신태인수위표 황룡강중류 어천합류점

20 강경천 오수천합류점 미호천합류점

Ⅳ. 결 론❚

25

Ⅳ. 결 론

본 연구는 현재 시행되고 있는 비점오염원 관리지역 지정제도에서 우선적으로

선정되어야 할 지역을 과학적 접근을 통해 분석하였다. 효율적인 비점오염원 관

리정책을 위해서는 다양한 불확실 요소가 산재되어 있어 고려인자들에 대한 과학

적 객관화 및 정량화가 필요하다. 본 연구에서는 전문가 의견을 기반으로 유역특

성, 오염원 및 수질 현황, 관련 정책 기반여건 등 다수의 고려항목을 도출하고 우

선 고려순위 및 가중치를 결정하였다. 도출된 가중치 및 평가항목을 토대로 각 항

목별 자료들을 적용하여 비점오염 취약지역을 도출하여 효율성을 고려한 정책 추

진 및 과학화/명확화를 통한 비점관리 정책방향의 기반을 제공하고자 하였다. 본연구를 통해 도출된 주요 결론은 다음과 같다.

1. 비점오염원 관리정책 추진시 우선 고려요소 도출 결과

고려인자 분석결과, 유역현황 요소로는 가축사육두수, 비료소비량, 대지면

적이 높은 지역과 공공수역의 토사 및 SS농도가 높은 지역, 정책관리 여건에서

수질오염총량관리제 시행지역 중 목표수질 및 할당부하량을 초과하는 지역이

우선적으로 관리되어야 할 것으로 나타났다.

2. 가중치 및 평가항목 적용을 통한 비점 취약지역 도출 결과

전국 소권역 단위에서의 비점오염 취약성을 분석한 결과 가중치 산정방법별

로 차이는 있었으나, 가축 사육두수 및 순환농법에 의한 토지이용이 주를 이루

는 새만금 유역(만경강 유역)에 대한 관리가 우선 필요한 것으로 나타났으며 상

대적으로 강원도 지역의 비점관리 필요성이 낮게 나타났다. 또한 정책기반 및

비점오염원 관리현황을 고려시에는 팔당호 유역 및 진위천수계 등 대도시 지역

의 비점오염원 관리가 필요한 것으로 나타났다.

Ⅳ. 결 론❚

26

3. 보완사항 및 향후 연구 내용

보다 정확한 정책도입을 위해서는 추가적인 연구도 필요할 것으로 판단된

다. 본 연구에서는 보다 선택/집중적인 제도 추진을 위해 소권역 단위의 지역분

석을 시도하였다. 그러나 관리지역 선정에 필요한 각종 평가항목에 대해 소권

역 범위의 계량 표준화가 어려웠으며 이로 인해 미계측지역의 추정방법을 보완

할 유출모형 적용 등이 향후 추진되어야 할 것으로 판단된다. 또한 효율적 정책

추진을 위해 비점오염 취약성 평가시스템이 구축되어야 하며 이를 통해 관련자

료의 업데이트 및 주기적인 재평가가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

참고문헌❚

27

참 고 문 헌

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참고문헌❚

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