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J. Korean Soc. Hazard Mitig. > Volume 16(4); 2016 > Article
아름답고 안전한 소하천 가꾸기 공모전 선정기준 개발

Abstract

Although, the small stream restoration is an effective program for disaster risk reduction, the streams may be isolated and the residents and animals can not use it if the program overemphasizes the safety and benefit. The artistic and safe small stream restoration is a program to support sustainable development as the small stream is a regional speciality with link to local culture and special products and a eco-friendly space. To select the artistic and safe small stream restoration from the small stream restoration projects, the guideline for priority setting reflected various evaluation standards and complex characteristics such as culture, ecology, development is needed. This study determined 25 evaluation criteria and attributes by considering the functions and objectives of the artistic and safe small stream restoration program and estimated relative importances of evaluation criterion by the eigenvector method in Anaiytic Hierarchy Process. The developed sub items are divided by three distances where each distance is well arranged by normal distribution, which are evaluated by stream data collected from the artistic and safe small stream restoration results. The developed guideline for selecting local characterized small streams can help to determine investment decision in resilient restoration.

요지

소하천정비는 재난위험도저감을 위한 효과적인 사업이나 안전성과 효율성만을 강조하게 되면, 소하천이 주변 생태계나 환경과 동떨어져 주민과 생물이 이용하지 않는 장소가 되기 쉽다. 아름답고 안전한 소하천 가꾸기는 소하천을 환경 친화적이고 지역문화 및 풍물과 연계하는 등 지역 특화함으로써 지속가능개발을 지원하는 사업이라고 할 수 있다. 소하천정비사업을 대상으로 아름답고 안전한 소하천을 선정하기 위해서는 다양한 판단기준과 문화, 생태, 개발 등 복합적인 가치가 반영된 선정기준의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 아름답고 안전한 소하천의 목적과 기능에 입각하여 25개 세부평가항목을 결정하였고, 평가항목별 가중치는 계층분석과정기법에서 제안하는 고유벡터법으로 결정하였다. 각 세부항목별 배점기준은 3개 단계로 구분하였는데, 기 수행된 사업결과를 분석하여 자료의 구간별 분포가 가능한 정규분포가 되도록 결정하였다. 본 연구에서 개발한 아름답고 안전한 소하천 선정기준은 향후 소하천을 지역 특성화함으로써 복원력 강한 방향으로 투자하기 위한 의사결정에 도움을 줄 것으로 판단된다.

1. 서론

기존의 소하천 정비사업은 소하천이 환경·생태계에 미치는 영향을 미리 파악하고 이를 최소화하려는 노력이 부족하였고 지리·역사·문화적 특성을 무시한 일률적인 정비사업을 수행하는 등의 문제점이 있었다. 일본의 경우, 아름다운 하천 가꾸기 사업을 통해 치수위주의 일률적인 하천 정비를 i) 완경사제방 조성(교토 금지천), ii) 산책로, 휴식처 등 주민 여가시설(홋카이도 토요히라강)과 공연장(이시카와현 대성사천) 등 친수공간 조성, iii) 자연형 여울 설치 등 친수기능 회복(돗토리현 핫토천), iv) 갈수 시 최소한의 유량확보(동경 야천 및 평곡천) 등 하천 내 생태계 보존 및 경관 조성, v) 자연형 반딧불호안 조성 등 지역 랜드마크화(야마구치현 이치노사카천)와 같이 소하천 정비를 다양화하였다. 우리나라 또한, 아름답고 안전한 소하천 가꾸기 사업이 시작된 2010년부터는 소하천정비가 자연경관과 생태적 기능을 가진 모습으로 변화되어 왔다(Cheong et al., 2011). 특히, 농촌 및 산지구간 소하천에 대해서는 하천변 농경지를 매입, 홍수터 등을 조성하여 치수능력을 극대화하고 하천 내 구조물 설치를 최대한 지양하여 하천 원형을 보존하는 방향으로 정비되어 왔다(Cheong etal., 2011). 이밖에도 i) 경남 하동군의 가재골천 수질개선을 통한 고립·낙후 지역에 대한 개방성 확대, ii) 전북 장수군 지역의 고질적인 문제였던 두산천 유역의 홍수문제를 해소함으로써 이주민이 지역으로 재회귀하는 등 지역경제 활성화, iii)전북 부안군 운호천의 친수공간을 이용한 다양한 여가활동과 휴식공간 제공으로 인한 관광 및 지역개발 등 농촌 어메니티자원 역할 수행 등과 같은 다양한 장점을 활용하기 위한 소하천 개발요구가 급속히 증가하고 있다.
한편, 하천의 특성이나 주변여건, 주민요구 등이 고려되지 않은 정비, 사후관리 소홀로 인한 이용율 저조나 시설 낙후문제(Lee, 2014)와 함께 유역내 생물종, 식물종, 생태계 및 경관보호는 새로운 문제로 대두되고 있다(Parker, 1997; Beechie et al., 2000; Ehrenfeld, 2000). 즉, 이용과 관리의 효율성을 제고하기 위해서는 정비로 인해 발생가능한 생태계변화에 대한 광범위한 이해와 지역공동체의 요구가 무엇인지에 대한정밀 조사가 요구된다(Ebersole과 Liss, 1997). 그리고 소하천정비를 통해 지역경제를 활성화 하거나 혹은 재해복원력을 확보하기 위한 추가적인 노력이 필요하다. 이는 재해경감전략기구(United Nations International Strategy for Disaster Reduction)의 기후변화 및 재해에 강한 도시만들기 캠페인과도 그 궤를 같이하며 UN(United Nations)의 지속가능개발(Sustainable Development) 전략과도 일치한다. 특히, 소하천정비사업은 지역발전특별회계를 재원으로 하는 국고보조사업으로 “농어업인 삶의 질 향상 및 농어촌지역 개발촉진에 관한 특별법” 제11조 규정에 따라 재정을 지원 받고 있어 소하천정비를 통한 공동체 중심의 지속가능개발사업을 발굴 혹은 지원하려는 노력이 반드시 필요하다. 이러한 요구를 충족하기 위해서는 아름답고 안전한 소하천 평가에 필요한 다양한 요인들을 설정하고 이를 체계화 하는 것이 필요하다.
본 연구에서는 일관성과 방향성을 갖춘 아름답고 안전한 소하천 가꾸기 사업 선정기준을 개발하기 위하여 평가항목을 정량화하고 이들 항목간 중요도를 결정하기 위하여 다기준의사결정기법을 활용하고자 한다. 소하천정비사업 등의 영역에서는 다기준의사결정기법 중 계층분석과정기법(Anaiytic Hierarchy Process, AHP)이 주로 사용되어 왔다. 국외의 경우 Akter와 Simonovic(2002)는 홍수방어대안 분석과 집단의사결정에AHP를 활용하였다. Jason et al. (2007)은 도시유역의 홍수위험도저감과 비상대비계획 수립과정에서 AHP를 사용하였다.국내의 경우 다양한 분야에서 여러 가지 목적을 위해 다기준의사결정 기법을 활용하고 있으며, 수자원 분야의 실무에서는 AHP 기법이 가장 활발히 적용되고 있다. 적용사례를 살펴보면, Cho와 Yoon(2009)은 하천환경정비사업구간을 선정하기 위해 AHP를 이용하여 하천의 자연도를 평가하는 방법을 개발하였다. Park(2002)은 하천이 관류하는 사회적 여건을 고려한 하천별 중요도를 평가하기 위하여 계층분석과정을 적용하였으며, Lee와 Lee(2007)는 하천계획 시 계획하폭을 결정하는 과정에서 발생하는 주관적, 경험적 요소를 해결하기 위해서 계층분석과정을 적용하고, Lee et al. (2008)은 한강에서 강변여과수 개발 적지분석을 위한 속성별 중요도를 파악하여 최적 대안을 선정하는 방법으로 계층분석과정을 채택하였다.아름답고 안전한 소하천 선정을 위한 항목별 평가는 평가자의 경험적 판단이 중요하게 작용하므로 의사결정 구성요소들을 계층화하여 쌍대비교에 의해 중요도를 결정하는 계층적분석과정을 적용하는 것이 가능하다(Saaty, 1977). 본 연구에서는 소하천을 정비함에 있어 치수, 환경, 경관을 모두 고려함은 물론 소하천을 지역 특성화함으로써 복원력이 강한 방향으로 의사결정 지원을 할 수 있도록 기준을 마련하였다.

2. 소하천 피해 및 정비사업 효과 분석

최근 10년간(2004년~2013년) 하천에서 발생한 피해를 살펴보면 전체의 약 47.3%인 6,835억원의 피해가 소하천에서 발생하였으며, 특히, 2004, 2008, 2013년의 경우에는 소하천에서 발생한 피해규모가 국가 및 지방하천에서 발생한 피해규모 보다 큰 것으로 나타났다(Table 1). 소하천에서 발생한 피해는 전체하천의 38.7~60.4% 정도로 나타났는데, 소하천의 피해가 가장 컸던 2008년의 집중호우(7.23~7.26)는 돌발홍수로 인한 대표적인 피해사례라고 할 수 있다.
Table 1
River damages of recent 10 years from 2004 to 2013(MPSS, 2013) (rate: 100,000 US$)
Year Contents Total 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Total river damages 14,462 2,076 1,539 4,549 512 134 938 577 2,266 1,458 413
Small river damages 6,835 1,213 633 2,191 248 81 431 262 878 661 237
Damage ratio of small river to total river (%) 47.3 58.4 41.1 48.2 48.4 60.4 45.9 45.4 38.7 45.3 57.4
소하천의 피해는 주로 강우강도와 지속시간, 소하천의 형상 및 위치 그리고 유역의 포화도 지질특성 그리고 배수체계 등에 영향을 받는다(Collins와 Simpson, 2007; Cheong et al.,2011). 이 밖에도 개발활동 및 농업으로 인한 녹지 및 산림 훼손 등은 유역 내 유출을 교란시킴으로써 피해를 가중시키는 요인으로 작용한다(Klein, 1979; Bannerman et al., 1993; Coles et al., 2012). 특히 도시유역의 불투수면적 증가는 유출량 증가와 도달시간 감소를 유도함으로써 소하천 주변의 범람피해를 가중시킨다. 농촌유역의 적절치 못한 하천 횡단구조물(교량, 암거 등)과 인위적으로 조성된 하폭협소구간, 수충부, 만곡부 등은 빠른 흐름으로 인한 세굴 및 제방붕괴 등을 유발하고 피해를 가중시킨다. 산지유역의 급격한 수위상승과 빠른 흐름 등은 하상 및 하도 세굴 등의 피해를 가중시킨다. 특히, 산지하천의 세굴로 인해 발생한 토석류는 하류 하천의 배수능력을 저하시키고 범람 및 제방유실 등 소하천 피해를 가중시키는 원인이 되기도 한다.
이에 대한 대책으로 국민안전처는 1995년 소하천정비법을 제정(제4873호, 1995. 1. 5 공포)하고 이후 매 10년마다 치수·이수와 자연환경이 조화된 소하천정비종합계획을 수립하고 소하천정비사업을 수행해오고 있다. 국민안전처는 환경변화에 능동적으로 대처하기 위하여 Table 2에 제시한 것과 같이매 5년 마다 소하천정비사업 전략을 치수형소하천, 경관형소하천, 자연형소하천, 아름다운소하천 그리고 아름답고 안전한소하천으로 변경·수행하고 있다.
Table 2
Brief description of three general strategies for prioritizing small stream restoration actions
Strategy Periods General Description
Embankment oriented restoration 1995 ~ 1999 -Lost original characteristics of natural streams by concrete embankment
-Increase flood risk in downstream by changes in straight channel shape
-Disharmonize with surrounding landscape by excessive changing channel pattern and geography
Landscape oriented restoration 2000 ~ 2004 -Prevent pool-riffle structures in the channel
-Use eco-friendly material such as wood, grass, stone, clay and other natural materials
-Water as nature-friendly appearance, while very limited habitat features
Eco-friendly restoration 2005 ~ 2009 -Use natural materials and prevent natural river sinuosity
-Provide only part of the ecosystem as habitat
-Lack of considering ecological characteristics of upper, middle and down parts in the small stream
Artistic restoration 2010 ~ 2014 -Preserve natural scenery of stream without nature destruction
-Eco-friendly restoration to preserve wildlife
-Lack of considering on local community’s culture, history and characteristics for sustainable development
Artistic and safe restoration 2015 ~ 2019 -Response for extreme weather by climate change and secure sustainable risk management
-Artistic and safe restoration to preserve wildlife and local community
-Landmark reflected culture, history and characteristics of local community
이렇게 수행된 소하천정비사업이 피해저감에 미치는 영향을 정량적으로 분석하기 위하여 시도별 정비율과 최근 5년간(2010~2014)의 소하천 평균 피해액을 비교한 결과, 소하천 정비율은 Fig. 1(a)와 같이 소하천의 길이와 관계없이 시도별로 일정한 것으로 나타났다. 경상북도내 소하천은 총 길이 6942.9 km로 가장 긴데 반해 정비율은 38.9%로 제주, 울산에 이어 3번째로 낮은 것으로 나타났다. 조사결과 소하천 정비율은 대구시, 대전시, 광주시, 서울시 순으로 크게 나타났다. 이들의 정비율은 54.1~67.5%로써 이들 소하천의 연평균 피해액은 전체 피해액의 0~0.4% 정도로 상대적으로 피해가 적게 발생하였다. 반면, 전체 연평균 피해액의 25.9%로 피해가 가장 큰 경기도를 포함한 전라북도, 전라남도, 경상북도, 경상남도의 피해율은 10.7~25.9%로 나타났는데, 이들 소하천의 정비율은 38.9~48.2%로 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 즉, 소하천에서의 피해는 주로 정비가 안 되었거나 정비가 되었더라도 산지, 농어촌, 도시 등 하천이 위치한 지역의 특성과 주변 환경을 고려하지 않고 정비한 하천에서 주로 발생하는 것으로 나타났다.
Fig. 1
Relationship between restoration ratio and annul average damages at each city
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이렇듯 소하천 정비사업은 피해저감 효과가 있는 것으로 나타났다. 그럼에도 불구하고 많은 수의 정비사업은 홍수 저감과 생태·환경기능 개선을 위한 목적만을 달성하였을 뿐 생태계보호, 지역공동체와의 연계 그리고 사후 유지관리 등의 목적을 달성하는 데는 여전히 부족한 것으로 나타났다(Cheong 등, 2011). 이를 개선하기 위해서는 i) 정비사업 유역에 대한자연가치 이해도 제고(Muhar et al., 1995; Frissell et al.,1997), ii) 지형학적 변형에 따른 생태계 적응지식 제고(Frissell and Nawa, 1992; Kondolf, 2000), iii) 예상치 못한 생물종 출현, 수질오염원 발생 등에 대한 대처 방안 마련(Cowx와 Van, 2004; Roni et al., 2008), iv) 이용율 제고 및 시설물 유지관리를 위한 지침 마련(Lee, 2014; Parker, 1997;Beechie et al., 2000) 등이 요구된다.

3. 아름답고 안전한 소하천 선정을 위한 평가항목 개발

국민안전처는 매년 공모전을 통해 아름답고 안전한 소하천을 선정하고 이를 홍보, 지원하는 등의 방법으로 하천 본래의 아름다운 모습과 생활공간이 조화된 소하천 정비를 유도하고 있다. 아름답고 안전한 소하천 선정절차는 Fig. 2와 같이 서면평가, 현장평가 그리고 최종평가로 구분된다. 서면평가는 최근 5년간 수행된 소하천정비사업 중에서 지자체가 신청한 소하천을 대상으로 사업계획 및 설계자료, 지역현황 및 유역특성 조사자료, 기타 참고자료, 사진·동영상, 시공 단계에서의 주민의 참여도 등을 토대로 평가한다. 서면평가 방법은 평가기준에 미치치 못하는 소하천을 탈락시키는 것으로써 일정기준만 달성하면 모두 선정한다. 현장평가에서는 서면평가에서 선정된 소하천에 대한 현장방문 실사를 통해 정비사업에 대한 정량적, 정성적 평가를 수행하고 사업별 우선순위를 결정한다. 최종평가에서는 결정된 우선순위를 고려하여 최우수, 우수, 장려 등 15개 내외의 수상작을 최종 결정한다.
Fig. 2
Process of decision making to select artistic and safe restoration projects
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아름답고 안전한 소하천 공모전은 관련분야 종사자의 인식전환을 유도하였음은 물론 자연과 조화된 설계 및 공법을 개발하고 소하천을 지역브랜드화하는 등 모범적인 기능을 수행하였다. 그러나 아름답고 안전한 소하천 정비사업이 추구하고자 하는 수질개선, 생태계 조성, 경관 및 공간조성, 지역 고유의 특성이 반영된 하천환경 개발 등의 새로운 패러다임과 유지관리 계획 등을 반영하기 위해서는 새로운 평가항목의 추가가 요구된다. 본 연구에서는 아름답고 안전한 소하천 평가항목을 도출하기 위하여 소하천정비사업 선정, 평가에 관한국 내외 선행연구들을 검토하고 상기 제시된 요구사항 등을 고려하여 항목을 개발하였다.
소하천 정비사업 선정을 위한 세부항목은 i) 재해발생 위험성, ii) 사업대상지 현황, iii) 사업 효과성, 그리고 iv) 기타항목으로 실시설계 및 용지보상협의 여부, 풍수해저감종합계획수립 여부 등이다. Table 3에 소하천정비사업 선정을 위한 지표, 세부항목 그리고 가중치를 정리하여 수록하였다. 지표별세부항목을 구체적으로 살펴보면, 재해발생 위험성에는 불량시설 개소수, 최근 5년간 재해이력, 최근 5년간 총 피해액과 피해유형이 포함되었고 사업지구 현황에는 유역면적, 토지이용현황, 하천경사도, 하천정비율이 포함되었으며, 사업효과성에는 친수공간 요구도, 주민수혜도 그리고 공공시설 수 등이 포함된다.
Table 3
The indicators, sub indicators and criteria to set the priority of the Small Stream Watershed Restoration Projects
Factors Evaluation Criteria Weight
Pressure Number of Poor Facilities 0.10
Number of Disasters During Past 5 years 0.10
Total Damages During Past 5yrs 0.10
Type of Damages 0.10
State Watershed Area 0.05
Residential Area Ratio 0.15
Channel Slope 0.05
Restoration Ratio 0.05
Response Number of Residents 0.05
Waterfront Revitalization Area 0.10
Number of Public Facilities 0.05
Others Establishment of Master Plan 0.10
Total 1.00
이들 검토 결과를 토대로 i) 도시, 농촌, 어촌 지역 등 소하천의 위치에 따른 특성을 살려 안전성과 생태계 보호 기능을 확보하였는지, ii) 친수요구도 주민수혜도 등 주민의 요구를 수렴하고 이들을 지역특성화 하였는지, iii) 주변 문화유산이나 주변 환경과의 연계·조화를 통해 지역 문화 발전이나 경제활성화에 기여하였는지, 그리고 iv) 상습 피해발생 및 정비시급 지구 등의 정비를 통해 재해예방에 기여하였는지 등을 평가하기 위한 25개 세부항목들을 개발하였다. 개발된 평가지표를 분류하면 i) 조사수행도, 계획의 적정성, 효과창출 정도, ii) 치수 안정성, iii) 생태·환경성, iv) 친수·경관성, v) 지역 특성화, vi) 주민 참여도의 6개 항목과 가점으로는 홍수피해 저감을 위한 홍수터·천변저류지 설치 등이 포함된다. 이렇게 선정된 평가항목에 대하여 11인의 전문가 검토과정을 거쳐 항목들을 보완·수정 하였다.
국민안전처는 아름답고 안전한 소하천을 선정하기 위하여 서면평가와 현장평가를 구분하여 평가하고 있어 본 연구에서도 개발된 선정지표 및 세부항목을 서면평가와 현장평가로 구분하고 평가지표를 개발하였다. 서면평가는 설계자료 및 지역 현황 및 특성자료, 기타 참고자료, 사진·동영상, 정비사업계획, 시공 단계에서의 주민의 참여도 등을 평가하는 것으로써 본 연구에서는 5개 상위항목과 14개 하위항목을 개발하였다. Fig. 3은 최종적으로 선정된 서면평가항목 및 계층구조를 도식화한 것이다.
Fig. 3
Evaluation criteria for the documentary evaluation
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현장평가는 서면평가에서 선정된 소하천에 대해 현장방문평가를 수행하는 것으로써 주로, 시설의 안전성, 친수성, 정비공법의 적정성, 주변 환경과의 조화, 주민활용도 등을 평가한다. 본 연구에서는 이들을 고려하여 현장평가 지표별 세부항목을 개발하였으며, 개발된 항목들을 계층구조화하여 Fig. 4에 도시하였다.
Fig. 4
Evaluation criteria for the field evaluation
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4. 아름답고 안전한 소하천 선정기준 개발

본 연구에서는 아름답고 안전한 소하천 선정기준을 개발하기 위하여 다기준의사결정기법 중 계층분석과정기법(Anaiytic Hierarchy Process, AHP)을 사용하여 평가항목간 중요도를 결정하였다. 계층분석기준방법(AHP)은 Saaty(1977)에 의해 개발된 다기준 의사결정지원기법의 하나로서 다수의 복잡한 평가항목들을 계층화하여 주요 요인과 세부요인들로 나누고, 이러한 요인들에 대한 쌍대비교(Pairwise Comparison)를 통해 중요도를 결정하는 방법이다(Choi et al., 2012). 이 기법은인간의 사고체계와 유사한 접근방법으로 문제를 분석하고 분해하여 구조화할 수 있으며, 모형을 이용하여 상대적인 중요도 및 선호도를 체계적으로 비율 척도화하여 정량적인 형태로 결과를 도출할 수 있다는 장점이 있다(Cho, 2000). 분석절차는 계층구조설정, 가중치산정 및 일관성검증, 평점 그리고 환류과정의 4단계로 구성된다(Saaty, 1980). 일반적으로 가중치 결정은 설문에 의한 방법(Kim and Shin, 2009)과 지표계산에 사용되는 자료 값의 정보를 이용하여 결정하는 방법(MOLIT, 2005; Jang, 2010; Kim et al., 2012)이 있다. 정보를 이용하여 가중치를 결정하는 방법에는 서수치 비교를 기본으로 하는 매트릭스법, 3등급 평가법, 서열 평가법 등이 있으며, 기수치 비교를 기본으로 하는 고유 벡터법, 가중최소자승법, 엔트로피법, 로터리비교법 등이 있다(Kim, 2008).
본 연구에서는 설문에 의한 방법으로 가중치를 결정하였는데, 설문대상자 11인은 본 사업의 목적과 의미에 대해 정확히 이해하고 있는 수자원전문가(설계회사 4인, 교수 4인, 공무원1인, 연구기관 2)를 대상으로 하였다. 전체 응답자(respondent)11명 가운데 일관성이 떨어지는 설문지는 환류(feedback)하여 재설문하였다. AHP에서는 집단의사결정의 경우 개인별 쌍대비교 행렬의 기하평균을 이용하여 집단의 쌍대비교행렬을 구성한 다음 집단의 우선순위벡터를 산정할 것인지, 혹은 개인별 응답결과로 나온 우선순위벡터를 가중산술평균(Weighted Arithmetic Mean)하여 집단의 우선순위벡터를 산정할 것인지에 따라 AIJ(Aggregate Individual Judgements) 방식과 AIP(Aggregate Individual Priorities) 방식으로 구분된다. 본 연구에서는 가중치 부여단계에서 발생하는 개인별 편차를 최소화하고 쌍대비교시 일관성을 유지하기 쉽도록 판단행렬을 기하평균하는 AIJ 방식을 사용하여 가중치를 결정하였다. 본 연구에서는 AHP 기법에서 제시하는 쌍대비교를 바탕으로 한 고유벡터법(eigenvector method)을 활용하였다. 이 경우, 각 계층의 중요도는 평가항목 간 쌍대비교 질문에 대한 응답결과로 결정된다. 즉, 계층별 n개의 평가항목에 대해 nC2회의 쌍대비교를 수행하면 상대적 가중치를 알 수 있고, 이를 정리하면 식(1)과 같은 쌍대비교행렬을 구할 수 있다.
(1)
A=[aij]=[w1/w1w1/w2  w1/wnw2/w1w2/w2  w2/wn   wn/w1wn/w2  wn/wn]
여기서 상대비교행렬 A는 주대각선의 값이 모두 1을 갖는 행렬이며 aij는 요소 j에 대한 요소 i의 상대적 가중치 wi/wj에 대한 추정치이다. 이때 행렬 A의 평가항목 간 상대적 중요도를 나타내는 가중치 wA • WT = NW로 구할 수 있다. 여기서 W=(w1, w2,…wn)이며, N은 행렬 A의 최대 고유벡터이다. 평가지표 개발에 있어 지표항목별 가중치는 지표의 중요도에 따라 결정된다. 지표의 가중치는 부여 방법이나 배점에 따라 분석결과가 상이하게 나타날 수 있어 주의가 요구된다. 본 연구에서는 Saaty(1977, 1980)가 제안한 1에서 9까지의 9단위의 척도로 나누어 그 값을 정의하는 9점 척도로 중요도를 부여하였다. 쌍대비교에 의하여 해를 얻는 방법은 각 요소의 중요도를 1을 기준으로 대각선 위에 위치한 요소들의 상대적인 중요도를 비교하는 방법으로 결정한다. 즉, 쌍대비교에 의해서 얻어진 행렬 A의 각 원소 aijwi/wj가되기 위해서는 기수적 일관성이 유지되어야 한다. 본 연구에서는 일관성 유지를 위해 가중치를 도출하기 전에 일관성지수(CI: Consistency Index)와 일관성비율(CR: Consistency Ratio)을 이용하여 일관성을 검증하였다. 마지막으로 각 계층의 가중치 벡터를 합성함으로써 최종적으로 종합 가중치를 산출하였다. Table 4는 아름답고 안전한 소하천 선정을 위한 서면평가 지표인 계획, 조사, 특성화, 사업에 따른 영향, 주민참여도 등 14개 인자들에 대하여 AIJ 방법을 이용한 가중치 산정 결과이다. 가중치산정 결과 지역특성화와 사업에 따른 영향의 가중치가 전체 가중치의 약 50%에 해당하는 것으로 나타났다.
Table 4
Weight results determined by Aggregate Individual Judgements
Evaluation Criteria AIJ Weight
Planning Factors 0.1700
Restoration channel ratio 0.2309 0.039
Residential Types 0.3214 0.055
Design Reliability 0.2070 0.035
Design Boundary 0.2406 0.041
Investigation Factors 0.1800
Propriety 0.2624 0.047
Range 0.4805 0.087
Special sites (historical, cultural, nature protection purpose sites) 0.2571 0.046
Characterization Factors 0.3100
History cultural inheritance reflection ratio 0.2858 0.089
Specialities, festivals connection ratio 0.2949 0.091
Locality 0.4193 0.130
Impacts Factors 0.1800
Public relations (number) 0.4378 0.079
Convenient facilities (number) 0.4825 0.087
Economy, life quality 0.0796 0.014
Participation Factor 0.1600
Convergence ratio 1.0000 0.160
Total 1.000
현장평가 항목들 간 중요도 평가는 서면평가와 마찬가지로 설문조사를 통해 평가항목들에 대한 쌍대비교를 수행하는 방식으로 조사하였다. Table 5는 아름답고 안전한 소하천 선정을 위한 현장평가 지표인 치수 안정성, 환경 생태 보존, 주변과의 조화, 부대시설 사용 정도 및 상태 등 11개 인자들에 대하여 AIJ 방법을 이용한 가중치 산정 결과이다. 가중치 산정결과 치수 안정성, 환경 생태 보존, 주변과의 조화에 대한 가중치가 전체 가중치의 76% 정도를 차지하는 것으로 나타났다.
Table 5
Weight results determined by Aggregate Individual Judgements
Evaluation Criteria AIJ Weight
Stability Factors 0.3900
Flow capacity 0.3291 0.128
River facilities stability 0.3076 0.120
Management plan 0.3633 0.142
Ecology Factors 0.1800
Species diversity 0.3958 0.071
Water quality 0.1749 0.032
Channel dynamic 0.4293 0.077
Harmony Factors 0.1900
Hydrophilic facilities number 0.3297 0.063
Hydrophilic facilities superiority 0.4329 0.082
Nature and openness 0.2375 0.045
Utilization Factors 0.1300
Daily users × frequency (number) 1.0000 0.130
Other Factors 0.1100
Facilities condition 1.0000 0.110
Total 1.000
본 연구에서는 각 세부항목을 정량화, 객관화하기 위하여 서면평가와 현장평가 배점기준을 Table 6~7과 같이 3개 단계로 구분하고 우선순위를 부여하였는데, 이때 각 항목별 배점기준은 2005~2014(9년간) 수행된 아름답고 안전한 소하천 자료를 분석하여 자료의 구간별 분포가 가능한 정규분포가 되도록 배점구간을 결정하였다. 항목별 배점기준은 산간지역이나 보존지역 및 농경지 구간과 같이 정비가 불필요하거나 상대적으로 정비효과가 낮은 소하천은 정비사업 시 하상재료를 자연재료를 사용하도록 유도하는 등 자연 상태를 최대한 보존하고 정비가 필요하다고 하더라도 주민 의견이나 지역 특성이 반영될 수 있도록 가중치를 결정하였다.
Table 6
The indicators, sub indicators and criteria to screen the artistic and safe restoration projects
Factors Evaluation Criteria Generalized Criterion Weight
1 2 3
Planning Restoration channel ratio less than 20% 30~40% more than 50% 0.039
Residential Types mountainous rural urban 0.055
Design Reliability deviation insufficient reliable 0.035
Design Boundary channel only near Region whole Basin 0.041
Investigation Propriety part project area whole basin 0.047
Range mostly facilities mostly residents ecosystem 0.087
Special sites one purpose two purposes all purposes 0.046
Characterization History cultural inheritance reflection ratio less than 30% 40~60% more than 70% 0.089
Specialities, festivals connection ratio less than 30% 40~60% more than 70% 0.091
Locality no consider risk reduction capacity building 0.130
Impacts Public relations (number) less than 2 3~4 more than 5 0.079
Convenient facilities (number) less than 2 3~4 more than 5 0.087
Economy, life quality water quantity improvement water quality improvement local economy improvement 0.014
Participation Convergence ratio less than 30% 40~60% more than 70% 0.160
Total 1.000
Table 7
The indicators, sub indicators and criteria to set the priority of the artistic and safe restoration projects
Factors Evaluation Criteria Generalized Criterion Weight
1 2 3
Stability Flow capacity poor good excellent 0.128
River facilities stability poor good excellent 0.120
Management plan no establishment establishment 0.142
Ecology Species diversity loss stay improve 0.071
Water quality poor good excellent 0.032
Channel dynamic parts project area whole basin 0.077
Harmony Hydrophilic facilities number 1~2 3~4 more than 5 0.063
Hydrophilic facilities superiority poor good excellent 0.082
Nature and openness poor good excellent 0.045
Utilization Daily users × frequency (number) 100~300 300~500 more than 500 0.130
Others Facilities condition poor good excellent 0.110
Total 1.000
본 연구에서는 새롭게 개발된 선정기준의 적정성을 검토하기 위하여 2015년 아름답고 안전한 소하천 공모전에 참여한 소하천정비사업들을 대상으로 본 연구에서 개발된 평가기준을 적용하고 결과를 분석하였다. 분석 결과, 본 연구에서 개발된 선정기준을 적용하여 선정한 소하천정비사업 우선순위와 2015년 공모전 평가에 참여한 전문위원들이 선정한 소하천정비사업 우선순위 결과가 일치하는 것으로 나타남으로써 본 연구에서 개발된 선정기준은 향후 아름답고 안전한 소하천선정을 위한 평가에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

5. 결론

본 연구에서는 소하천의 치수안정성 확보는 물론 하천 본래의 아름다운 모습과 생활공간이 조화된 정비를 확산·정착하고 지자체간 경쟁을 통해 지역 문화·풍물 연계 발전 및 지역경제 활성화를 지원하는 아름답고 안전한 소하천 선정기준을 개발하였다. 지표항목을 개발하기 위하여 조사수행도, 계획의 적정성, 효과창출 정도, 치수 안정성, 생태·환경성, 친수·경관성, 지역 특성화, 주민 참여도, 홍수피해 저감을 위한 홍수터·천변저류지 설치 등의 지표항목 들을 선정하였다. 이렇게 선정된 지표항목들을 서면평가와 현장평가로 구분하고 각각에 대한 평가지표를 개발하였다. 개발된 아름답고 안전한 소하천 가꾸기 서면 평가지표에는 계획의 적정성(17%), 조사수행도(18%), 지역 특성화(31%), 정비사업 효과(18%), 주민참여도(16%) 등이 포함되었다. 그리고 현장 평가지표를 항목별로 분류하면 치수안정성(39%), 생태 환경성(18%), 친수 경관성(19%), 주민활용도(13%) 그리고 이수·치수 시설 설치 상태(11%) 등이 포함된다.
지표항목별 가중치는 AHP 기법에서 제시하는 쌍대비교를 바탕으로 한 고유벡터법(eigenvector method)으로 결정하였다. 이를 위해 본 사업의 목적과 의미에 대해 정확히 이해하고 있는 수자원전문가에 대해 쌍대비교 방식으로 설문조사를 수행하였다. 마지막으로 본 연구에서는 개인별 편차를 최소화하고 쌍대비교시 일관성을 유지하기 쉽도록 판단행렬을 기하평균하는 AIJ 방식을 사용하여 가중치를 결정하였다. 가중치산정 결과 지역특성화와 사업에 따른 영향의 가중치가 전체가중치의 약 50%에 해당하는 것으로 나타났다.
각 세부항목을 평가하기 위한 각 항목별 배점기준은 2005~2014(9년간) 수행된 아름답고 안전한 소하천 현황 자료를 수집·분석하여 각 항목별로 자료의 구간별 분포가 정규분포가 되도록 배점구간을 결정하였다. 개발된 선정기준의 적정성을 검토하기 위하여 2015년 아름다운 소하천 선정 우선순위를 비교한 결과, 본 연구에서 개발된 선정기준으로 구한 우선순위와 전문위원들이 결정한 우선순위 결과가 일치하는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구를 통해서 결정된 아름답고 안전한 소하천 선정기준은, 재해위험이 높은 하천을 정비함에 있어 최소한의 변형으로 최대한의 재해예방효과를 거두고 지역주민의 참여와 활용을 높이고 더 나아가서 지역 경제발전을 유도하기 위한 선정기준으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

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