상수원 보호를 위한 유역기반 토지우선순위 모델 확립

Abstract

비점오염원의 영향력 증대와 사후처리 기술의 한계로 인해 토지매입을 통한 상수원의 원천적인 보호가 중요시되고 있다. 토지매입을 위해서는 매입 우선순위에 대한 과학적인 분석에 근거한 객관적인 기준이 마련되어야 한다. 본 연구에서는 오염에 가장 민감한 지역 순으로 우선순위를 선정, 최소의 비용으로 최대의 수질개선 효과를 도모한 메사추세츠주의 유역토지 우선순위 모델을 양평 내 소유역에 적용하였다. 이의 국내에서의 잠재력을 평가하고, 매입 우선순위에 대한 과학적인 방법을 제시하였다. 수질에 영향을 미치는 요인을 선정하여 계층적분석과정 (AHP)을 시행하고 Arc/Info와 Arc/View로 AHP와 유하시간에 대한 공간분석을 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. (1)유역 전체를 모의하고 법적, 경제적인 요인을 배제하였을 때 팔당 유역의 수질에 영향을 미치는 일반적인 요인으로 수체인접성, 토지이용, 개발가능성, 경사도를 선정하였다. AHP를 사용해 이를 분석한 결과, 다중요인들이 가중치에 맞게 반영된 레이어가 구축되었다. (2) 상대적 유하시간은 최종유입구에서 떨어진 평면적인 거리뿐 아니라 지형에 따른 물의 흐름과 이동경로에 좌우되었다. 이는 선형적인 증가가 아니라 자연환경적인 요인이 반영된 유하시간으로 기존의 평면적 거리에 따른 유하시간보다 현실을 더 정확히 모사할 수 있었다. (3) 우선순위지수는 하나의 특징적인 요인이나 지역에만 국한된 것이 아니라 전체 유역에서 각 셀의 특성에 맞게 산정되어 나타났다. 따라서 효과적인 수질보호 목적을 달성하기 위해서는 적지의 선택적 매입이 요구된다. (4) 연구대상지역에서 누적우선순위지수는 면적에 대해 로그함수적 증가를 보였다. 그러므로 유역 전체에 걸쳐 수질에 민감한, 비교적 작은 부분의 토지를 매입하여 관리함으로써 일정 예산에서 극대의 수질개선 효과를 도모할 수 있다. WLP 모델은 AHP를 다중요인 의사결정의 기법으로 사용하여 정량적, 정성적인 기준을 동시에 포함하여 지역의 특성과 요구사항을 반영할 수 있었다. 여기에 현실을 잘 반영하는 유하시간 항목을 결합하므로써 융통성이 있으면서 동시에 과학적 객관성을 겸비할 수 있었다. 따라서 본 모델은 국내에서 적용가능성이 높다고 사료된다. 보정ㆍ검증된 유하시간과 심도있는 전문가의 토의를 거친 계층분석과정이 이루어진다면 더 신빙성 있는 결과를 얻을 수 있을 것이다.; Due to the growing impact of nonpoint source pollutions and limitation of post-treatment, source protection is becoming more important in water supply. For the acquisition of land, objective criteria based on scientific analysis in prioritization must be established. In this study, Watershed-based Land Prioritization (WLP) model was applied to small basins in YangPyung, Korea. This model was originally developed in Massachusetts, USA to attain possible optimum water quality benefits by targeting practices to those areas that have the maximum marginal value of water quality protection. The present study examines applicability of this model to domestic conditions and presents a scientific method of prioritization for acquisition. After key criteria affecting water quality were selected, the Analytic Hierarchy Process (AHP) and geographic analysis by Arc/Info and Arc/View were performed. The key results are as follows. (1) When the study was simulated over entire watershed without considering legal and political factors, 4 criteria -water body adjacency, land use, potential for development and slope- were selected. By analyzing these criteria using AHP, a layer which reflects multi-criteria effectively according to their weight was established. (2) The relative travel-time was influenced not only by two-dimensional distance from the outlet but also by the flow of water and flow directions according to the topography. Therefore, the relative travel-time of this study did not exhibit a linear increase. Instead, it reflects natural factors and imitates the prototype more accurately in comparison with an existing two-dimensional travel-time. (3) The high prioritization index was not limited by one characteristic criterion or in a single area but rather appeared over an entire watershed according to each cell s attributes. As such, appropriate areas should be purchased to achieve effective water protection. (4) In the study area, the accumulated prioritization index exhibited a logarithmic increase in relation to the size of area. Hence, the maximum water quality could be attained with limited financial resource by purchasing and managing a relatively small area with high influence on water quality. WLP model allowed me to include both quantity and quality criteria, using AHP as a multi-criteria method in making decision and reflecting local characteristics and various needs. By adding travel-time function, which represents the prototype effectively, the results secured adaptability and scientific objectivity as well. As such, WLP model appeared to have high applicability to domestic conditions. If the tested data are used with a validated travel-time, and AHP is applied after further discussion among experts in such field, results of the simulation will attain higher reliability.