GIS와 AHP이론을 이용한 수변구역 산정에 관한 연구

Abstract

다기준( Multi-Criteria), 다요인 (Multi-Factor), 다대안( Multi-Alternatives)이 존재하는 복합적인 환경정책 결정시, 종종 모호한 기준, 소수의 요인, 획일적인 대안 등의 비과학적이며 비합리적인 의사결정이 존재한다는 문제점을 인식하고, 본 연구에서는 이러한 문제점을 AHP 이론과 GIS를 도입하여 해결하는데 초점을 맞추었다. 경관이 좋은 수변근접지역의 개발에 의해, 점오염원과 비점오염원이 증가하면서 호소의 수질이 악화되고 부영양화가 심화되었다. 정부는 이와 같은 문제점을 인식하고 국내에서 가장 많은 인구가 의존하고 있는 상수원인 팔당호의 수질을 개선하기 위해서 근접지역 관리 방안의 하나인 수변구역을 지정, 고시 하였다. 본 연구에서는 점오염원과 비점오염원을 통합적으로 관리할 수 있는 "수변구역" 의 너비설계에 관한 환경 정책 문제에 AHP이론과 GIS를 이용하여 합리적이고 과학적인 수변구역 설계에 관한 모형을 제시하였다. AHP 이론은 Saaty가 개발한 다중의사결정 도구로서 불분명한 선택 문제에 있어서 문제를 계층적으로 분석하여 평가할 수 있고, 정성적인 특성들은 정량적인 판단 기준에 따라 평가할 수 있는 보다 객관적이며 일관적인 평가를 할 수 있는 특징을 가지고 있다. 연구의 절차는 대부분 AHP 이론의 절차를 따르며, 수변구역의 너비를 설정하는데 고려해야 할 기준은 정부에서 제시한 관리방안을 중심으로 선별하였다. 정해진 평가기준들 사이의 상대적 중요도나 대안의 상대적 중요도를 산출할 때는 쌍별비교를 이용했다. 또한 쌍별비교의 과정에서는 전문가의 의견이나 문헌조사, 또는 GIS를 이용한 다양한 분석방법에 도움을 받아 객관적이며 합리적으로 판단하였다. 또한 유역에 따라 유동적인 경안천의 수변구역 너비를 산정하기 위해 본류 유역을 6개로 나누고, GIS를 이용해 각 유역마다의 방대한 공간, 속성 자료를 분석하였다. 위와 같은 절차에 따라 산출한 수변구역의 너비는 1594m(경안1), 1744m(경안2), 1856m(경안3), 1782m (경안4), 1338m(경안5), 1780m(경안6) 이며, 비점오염원 관리를 위해 수변구역 내에 설치한 식생완충지대의 너비는 295m(경안1), 366m(경안2), 386m(경안3), 303m (경안4), 306m(경안5), 184m(경안6)로 산정되었다. 본 연구에서 설계한 수변구역은 현재 점오염원 부하량의 약 13% 감량과, 비점오염원의 경우 BOD는 74.98%, TN의 경우 42.55%, TP의 경우 48.57% 의 저감 효과를 볼 수 있었다.;Studies of reservoir and steams in Korea have demonstrated (Han et al., 1993; Kim et al., 1989) that water quality has been rapidly degraded since 1980s due to urban developments, industrialization and population increases in the watershed. Korean government prepared "acts for water quality improvement and local resident support in watersheds"(Ministry of Environment, 1998) to establish riparian buffer zones within a distance from the stream and applied the acts to the Han River Watershed first. The objectives of this study were to establish criteria that are scientifically based for determining adequate riparian buffer width and flexible width in Kyoungahn Stream in Korea using the geographic information system (GIS) and the AHP theory. Second based on the criteria, we established the riparian vegetation buffer within the buffer zone that can reduce non-point source pollution using "a buffer delineation model (BDM)". We provide an effective methodology and outcomes for long-term protection of water quality in the watershed. (1) When the study was designed over entire KyoungAn watershed several criteria : Pollutant removal capacity, Land acquisition cost, New Pollutant Sources location possibility, Distribution of Existing Point Source Pollutants. By analyzing these criteria using AHP, a layer, which reflects multi-criteria effectively according to their weight, was established. (2) In this study, the proper designed widths of Riparian buffer zone of each different watershed wer follows as: 1594m(KyounAn 1), 1744m(KyounAn 2), 1856m(KyounAn 3), 1782m (KyounAn 4), 1338m(KyounAn 5), and 1780m(KyounAn 6) (3) In addition, the designed widths of the vegetated riparian buffer zone within riparian buffer zone using GIS-based Riparian Buffer Analysis invented by Xiang were follows as: 295m(KyounAn 1), 366m(KyounAn 2), 386m(KyounAn 3), 303m (KyounAn 4), 306m(KyounAn 5), 184m(KyounAn 6). (4) In the designed riparian buffer zone width, about 13% of point source pollutants were decreased, and, about 74.98% (BOD), 42.55% (TN),and 48.57% of Non-point source pollutant were decreased. AHP and GIS model helped me to transfer quality criteria considered in Environmental management to quality criteria.. By considering more other influencing factors, such as dweller's opinion, economical factors, etc., the results can secure adaptability and scientific objectivity as well. As such, Design of the riparian buffer zone using GIS appeared to have high applicability to domestic conditions.