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연구과제 상세정보

“물환경분야 부처간 협업 기대효과 산출 : 수량-수질 통합관리를 중심으로"
"Measuring Effectiveness for Interagency Collaboration on Water Quantity and Quality Management“
  • 연구자가 한국연구재단 연구지원시스템에 직접 입력한 정보입니다.
사업명 학제간융합연구사업 [지원년도 신청 요강 보기 지원년도 신청요강 한글파일 지원년도 신청요강 PDF파일 ]
연구과제번호 2014S1A5B6037020
선정년도 2014 년
연구기간 1 년 (2014년 09월 01일 ~ 2015년 08월 31일)
연구책임자 임준형
연구수행기관 고려대학교세종캠퍼스
과제진행현황 종료
공동연구원 현황 김성표(고려대학교)
홍용석(고려대학교)
조현구(고려대학교)
심광호(고려대학교)
과제신청시 연구개요
  • 연구목표
  • 최근 물관리 흐름이 기존 공급 및 수요관리 위주에서 환경적, 경제적, 사회적, 제도적인 제반여건을 포괄하는 ‘통합관리(Integrated Management)’ 개념으로 확대되었으며, 선진국들은 첨단기술과 정책을 연계하여 효율적이고 지속가능한 방식으로 모든 사람에게 물기본권을 보장한다는 목표 아래 통합적 물관리를 선도하고 있다. 우리는 20여년간 지속적인 물 관련 기술개발, 10대 환경기술 및 산업에도 물 분야가 핵심적 위치를 차지하는 등 기술은 선진국 수준에 이르나, 관리시스템 분절화로 정책갈등, 중복투자, 책임회피 등 통합관리능력이 현저히 부족한 상황이다. 특히, 수량/수질관리(수량: 국토교통부, 수질: 환경부), 공급/수요관리(공급: 국토교통부, 수요: 환경부)의 이원화에 따른 비효율등 분절화된 시스템이 ‘통합관리’의 실현을 위한 기술역량의 활용을 저해하고 있을 뿐 아니라, 행정구역을 넘나드는 하천에 대해 국가하천은 중앙정부가, 지방하천은 지자체가 행정구역별로 관리함에 따라 투자재원 확보가 어렵고, 수원/수질/수리권 등을 둘러싼 중앙 및 지방정부간 갈등이 전체 물 관련 분쟁 중 75% 이상을 차지하고 있는 실정이다.

    1997년 이후 지속적으로 국회에 상정되었던「물관리기본법」도 부처 이기주의 등으로 답보상태에 머무르고 있다. 이와 같은 통합계획의 부재 및 정책간 부조화는 ① 효율적 물관리를 통한 수질개선의 난이 ② 국가 물관리 정책의 왜곡 ③ 도농(都農)간의 물공급 격차를 해소할 효율적 관리 주체의 부재 ④ 상수도부분의 과다 중복투자 등 부작용을 초래해왔다. 또한, R&D 측면에서도 제한된 재원을 가지고 환경부, 국토해양부, 환경관리공단, 각 지자체 등과 같은 개별적 연구주체에 의해 연구용역이 수행되다보니 중복수행 등으로 인한 경제적 손실이 발생할 뿐 아니라, 그나마 개발된 연구성과물도 체계적으로 관리할 수 있는 시스템이 없어 연구자 및 기술 수요자들 간의 정보공유가 원활하지 못하며 연구성과물의 활용도가 낮은 실정이다.

    또한 현재까지 진행되어온 기존 협업분야 연구는 ‘과정중심적 (process-oriented)’ 접근과 ‘목표중심적(outcome-oriented)’ 접근으로 대변되며, 대다수의 행정/정책학적 연구들은 성공적 협업을 위한 ‘과정지표 (process indicators)’를 가려내는 데 치중해왔다. ‘과정중심적 접근’은 ‘소통 강화 → 신뢰 구축 → 상호의존성 인식 → 문제 인식 공유 → 합의 도출 → 적극적 해결 노력’의 선순환구조를 지향한다. 전문가들은 선순환구조의 안착을 위한 핵심적 요인으로 정책목표와 연동하여 협업의 진척을 구체적으로 진단할 수 있는 ‘중간 성과지표 (intermediate outcomes or small wins)’의 개발과 그에 기반한 사업평가 및 보상체계의 구축을 들고 있다. 반면, 이러한 성과지표를 제시해야 할 ‘목표중심적(outcome-oriented)’ 접근은 크게 미흡할 뿐 아니라 그나마 구체적인 성과지표를 제시하기보다는 정책목표와 연동된 지표개발의 어려움을 지적하는 데 할애되어 왔다. 특히, 환경분야는 요소간의 유기적 연계와 행정체계를 넘나드는 지리적 포괄성으로 인해 다른 어느 분야보다 협업의 중요성이 강조되어 왔으나, 실제 협업이 어느 정도 환경의 개선에 기여했는지에 대해서는 구체적 근거가 미약하다는 지적이 지속되어 왔다

    따라서, 본 연구단에서는 먼저 오염수치 등 관련 데이터를 확보하는 데 비교적 용이한 물환경 분야에 특화하여 우리나라의 물관리체계의 가장 큰 문제점으로 제기되어 온 수량/수질관리의 분절화된 체계를 개선할 경우 어떠한 기대효과가 발생하는지를 살펴보고, 이러한 기대효과를 편익으로 환산하여 수량/수질 통합관리의 ‘중간 성과지표(intermediate outcomes)’로 제시함으로써 부처간 협업의 방향성을 제시하여 이를 지속적으로 관리, 평가하는 benchmark로 삼는 것이 연구목표이다.
  • 기대효과
  • 이를 위해 본 사업단에 참여하는 행정/정책 전공 연구자들은 물환경 분야에 있어 기존 부처간 협업 사례 및 시사점울 도출하여, 공학 전공 연구자들과의 토의를 통해 협업성과가 클 것으로 예상되는 물환경 분야 과제를 발굴할 것이다. 해당 과제가 선정되면 씨앗형 연구의 성과를 준용하여 모델링을 통한 해당 분야의 협업 기대효과를 산출하는 한편, 해외사례와의 비교를 통해 예상되는 기대효과를 거두기 위한 법제도적 개선방안을 제시할 수 있게 될 것이다. 종국적으로는 물환경 분야별 협업 성과지표를 개발하고 지표 pool를 형성함으로써 그간 사회과학적 논의에 국한되어 있던 부처간 협업에 대해 물환경 분야의 공학자들이 참여하는 계량적 지표를 제시하고자 한다. 이와 같은 성과지표의 개발 및 지표 pool의 형성은 그간 정부 성과관리에 있어 근본적인 문제점으로 지적되어 왔던 ‘목표중심(outcome-oriented)'의 성과지표 개발에 기여함으로써 보다 체계적인 협업 유인책을 제시하고 협업성과를 관리하는 데 기여할 것이다.

    기존 정부의 협업사업에 대한 평가는 크게 ‘협업 난이도’, ‘협업 노력도’, ‘협업 성과’ 지표로 구성되며 해당 지표는 부처 자체적으로 선정할 뿐 아니라 대부분 정성적 성격을 띠고 있다. 특히, 협업의 성과를 측정하고 향후 보완방향을 제시해야 할 ‘협업 성과’ 지표는 ‘이행도’, ‘목표달성도’, ‘정책파급효과’로 구성되나, 실제 ‘이행도’ 항목은 TF 등 관련 회의 횟수를 집계하고 있고, ‘정책파급효과’는 부처 홍보자료의 언론보도 내용을 집계하는 데 그치고 있다. 핵심적인 지표인 ‘목표달성도’ 역시 협업 목표 및 기대효과에 따른 구체적인 성과지표가 없는 상태에서 중복사업 축소시 발생하는 단순한 예산절감효과를 나열하고 있는 실정이다. 따라서, 본 사업단이 추진하는 협업 기대효과의 산출 및 이를 기반으로 하는 구체적 성과지표의 생성은 물환경 분야 부처 협업의 지향점을 제공할 뿐 아니라, 협업 성과를 체계적으로 관리하고 평가하는 데 활용될 수 있을 것이다. 또한, 지난 20여년간 지속 추진되어 온 「물환경기본법」의 입법과 관련하여 부처간 통합관리 방향 및 기대효과를 제시함으로써 융합연구의 정책적용에 적극적으로 활용될 수 있을 것이다.
  • 연구요약

  • <제도 배열>
    우리나라는 높은 인구밀도에 따른 인당 평균강수량의 부족, 6-9월에 집중되는 강수량, 높은 하상계수 등으로 수량/수질의 통합적 관리 필요성이 매우 큰 조건을 가지고 있다. 그러나, 수자원관리가 5개의 부처로 산재되어 운영되면서 부처간 협업은 원활히 이뤄지지 않고 있다. 수질분야를 관장하는 환경부가 주도하는 제도로는 수질오염총량제와 물이용부담금제가 있으며, 수질과 직접적인 관련성이 있으나 국토부가 관장하는 제도로는 댐통합운영협의회가 있다. 수질오염총량제는 전통적인 종적 의사결정구조를 띠고 있으며, 물이용부담금제와 댐통합운영협의회는 대부분 중복되는 부처 및 지자체가 참여하는 협업적 구조를 띠고 있다. 수질오염총량제의 경우 아직까지 그 성과가 뚜렷이 나타나고 있지 않으며, 특히 4대강의 하류나 지류로 갈수록 제도의 수질개선 효과가 미미한 실정이다. 각 제도에 대해서도 자료의 불확실성, 지역간 불공평성 등을 내세운 여타 부처나 지자체들의 불만이 지속적으로 제기되고 있다.

    <협업 조건>
    본 사업단은 현재의 분절화된 관리체계하에서 협업적 수량/수질관리가 가능하기 위한 조건을 도출하기 위해 가상적 게임이론을 활용한다. 게임의 형식은 국토부와 환경부간 수량/수질 관리에 있어 협력을 둘러싼 2X2 게임이다. α는 국토부가 수질개선을 감안한 수량관리정책을 시행했을 경우 나타나는 수질개선의 편익을, β는 이와 같은 국토부의 협력에 대한 환경부의 보상 규모를, γ는 국토부가 이러한 정책을 시행하기 위해 드는 비용을 나타낸다. 이 게임이 일회성으로 그친다면, (국토부, 환경부) 공히 협력하지 않는 것이 우월전략이므로 균형은 (비협력, 비협력)이 된다. 그러나, 이와 같은 상호작용이 반복된다고 하면, 게임의 균형이 달라진다. 즉, ‘반복게임(repeat-game)'의 내쉬균형은 '일회성 게임(one-shot game)'과 차별화되는 것이다.

    ‘반복게임’의 균형을 찾아내기 위해 다음 시기의 상호작용이 일어날 확률은 p (0<p<1)이고, 어느 부처라도 한번 ‘비협력’할 경우 양측 모두 계속 ‘비협력’한다는 소위 ‘Grim-Trigger 전략’을 가정한다. 반복게임의 결과, 국토부-환경부 양측이 모두 오늘 ‘협력’하는 조건은 ‘α > β > γ’가 된다. 즉, 수질을 감안한 수량관리 정책의 효과가 그 비용보다 크다면 양측이 타협할 수 있는 공간이 창출되고 여기서 협업의 조건이 도출된다.

    <시뮬레이션: 금강수계>
    금강수계를 대상으로 하여 ‘α’와 ‘γ’의 크기를 구체적으로 제시하여 협업의 조건이 실재하는 지를 검증하는 것이 본 사업의 과제이다. 금강수계는 우리나라에서 유일하게 직렬로 연결된 다목적댐을 갖고 있으며, 이 두 댐에서 전체 금강수계 물 이용량의 약 71%를 감당하고 있다. 또한, 최상류의 용담댐과 하류의 대청댐이 직렬로 연결되어 있어 연계운영에 의한 효과가 크며 대청댐 하류지점은 오염총량제 목표수질을 넘는 것으로 평가되고 있다. 따라서, 수량/수질 통합관리시 기대효과 측정이 용이할 것으로 예상된다.

    - 댐기능 재평가 -
    본 사업단은 HEC-ResSim 모델을 활용하여 금강수계의 용담댐과 대청댐을 대상으로 댐건설 (용담댐 2001년, 대청댐 1981년) 이후 기후변화 등 여건변화를 반영한 댐의 공급능력을 재평가하고자 한다. HEC-ResSim은 미리 정해놓은 댐의 운영 규칙에 따른 저수지 운영을 모의하는 시뮬레이션 모델로 국내 댐 및 저수지 등 용수공급을 위한 수자원 시설의 설계에 보편적으로 사용되어 왔다

    - 수질개선 효과 -
    용담댐과 대청댐의 공급능력 재평가 및 금강수계의 용수수요에 대한 시뮬레이션을 통해 추가 용수공급능력이 확인되면, 수질개선을 위한 추가방류의 효과를 CE-QUAL-W2 모델을 활용하여 추정하고자 한다. CE-QUAL-W2 모델은 미 공병단에서 1986년 개발된 후 지속적으로 개선되고 있는 2차원 횡방향 평균화 수리 및 수질 모델로 다양한 연구를 통해 세계적으로 검증된 모델이다.

    - 편익 비용 분석 -
    수질개선용수 방류에 의한 BOD(㎎/ℓ) 감소량과 동일한 효과를 가지기 위해 필요한 유역 내 하수처리장 건설 및 유지관리 비용을 편익으로 대체할 수 있다. 기존 물이용권(이수안전도 95%)을 만족하는 전제하에서 추가 방류를 위한 잉여저수량이 없을 경우에는 물공급량을 늘이기 위한 댐 증고비용이 협업의 비용이 될 것이며, 추가방류 여력이 있을 경우에는 이를 발전 등 여타 용도로 활용시 발생하는 수익이 협업의 기회비용으로 간주될 수 있을 것이다.
결과보고시 연구요약문
  • 국문
  • ◯ 본 사업단은 수자원 관리의 가장 큰 문제점으로 제기되어 온 정부 부처간 분절화된 수량/수질관리 체계를 개선하여 협업에 의한 관리를 실시할 경우 발생할 기대효과를 정량화된 가치로 제시하는 것을 목표로 함.

    ◯ 연구 목표를 달성하기 위하여 행정학-공학간 융합적 접근을 통해 ‘수량/수질 통합관리’를 사례로 협업의 기대효과를 추정하였음. 이를 위해 정책분석의 게임이론을 활용하여 부처간 협업의 조건을 도출하고, 환경공학의 HEC-ResSim 모델을 활용하여 금강수계의 댐의 공급능력을 재평가하였으며, 댐의 용수수요에 대한 시뮬레이션을 통해 추가 용수공급능력을 확인하였음. 이러한 추가 용수공급능력을 통한 추가방류의 수질개선효과를 CE-QUAL-W2 모델을 활용하여 추정하였음. 또한, 비용편익분석을 통해 기관간 협력에 의한 댐 용수조절 등에 따른 수질개선의 편익이 비용을 초과한다는 결과를 도출하였음. 이는 통합수자원 관리를 위한 기관간 협력의 편익을 명확히 제시함으로서 향후 부처간 협력을 추진하기 위한 과학적, 객관적 근거를 마련함.

    ◯ 본 연구의 결과는 SCI(E)급 국제학술지인 Water International의 2015년 7월에 논문으로 발표되었음. 또한 관련 연구결과가 한국연구재단 등재학술지인 “환경정책”의 2015년 6월호에 게재되었음.

    ◯ 본 사업단의 연구결과는 중앙정부 및 지방자치단체의 물환경관리를 위한 정책설계의 품질을 제고하는데 기여할 것으로 예상됨. 본 사업단이 검증한 협업 기대효과 및 이에 근거한 구체적 성과지표의 생성은 물환경 분야 부처 협업의 지향점을 제공할 뿐 아니라, 협업 성과를 체계적으로 관리하고 평가하는 데 활용될 수 있음. 또한, 지난 20여년간 지속 추진되어 온 「물환경기본법」의 입법과 관련하여 부처간 통합관리 방향 및 기대효과를 제시함으로써 융합연구의 정책적용에 적극적으로 활용될 수 있음.
    ◯ 인재양성에 있어서는, 본 연구진이 정책-공학 통섭형 전문가 양성을 위해 고려대학교에 2013년 설치한 대학원 “환경기술정책협동과정”의 융합교육과정에 본 연구의 결과가 반영될 것이며, 이를 통해 현재 정부정책의 화두인 부처간 협업을 물환경 분야에 활용하는 선도적인 기법을 전파하는 계기가 될 것임. 이는 궁극적으로 정책분석능력과 환경공학적 전문지식을 겸비한 인재를 양성함으로써 통합수자원관리를 위한 산업계의 인력난 해소에 기여할 수 있는 것으로 기대됨.
  • 영문
  • Despite wide acceptance of ‘collaborative governance’ for addressing environmental
    issues, the existing studies focus on the process and often fail to produce ‘outcomeoriented
    targets’ necessary to get the process going. We address this dilemma by
    measuring the benefits from the ‘yet-to-be realized’ interagency collaboration in water
    quality management by identifying the value of savings from reservoir reallocation
    in the Geum River, South Korea. We took the institutional features of total pollution
    load management (TPLM) and ran the simulations on water quantity (HEC-ResSim)
    and quality (CE-QUAL-W2). We assessed that the value of savings from reservoir
    reallocation would be far larger than the opportunity cost of such collaboration.
연구결과보고서
  • 초록
  • 본 연구는 그동안 수자원 관리의 가장 큰 문제점으로 제기되어 온 정부 부처간 분절화된 수량/수질관리 체계를 개선하여 협업에 의한 관리를 실시할 경우 발생할 기대효과를 정량화된 가치로 제시하고자 함. 이러한 목표를 달성하기 위하여 ‘수량/수질 통합관리’를 사례로 선정하였으며, 행정학/공학간 융합적 접근을 통해 해당 분야 협업의 기대효과를 제시하고자 하였음. 이를 위해 HEC-ResSim 모델을 활용하여 금강수계의 용담댐과 대청댐을 대상으로 댐건설 (용담댐 2001년, 대청댐 1981년) 이후 기후변화 등 여건변화를 반영한 댐의 공급능력을 재평가하였으며, 금강수계의 용수수요에 대한 시뮬레이션을 통해 추가 용수공급능력을 확인하였음. 그리고 이러한 추가 용수공급능력을 통한 추가방류의 수질개선효과를 CE-QUAL-W2 모델을 활용하여 추정하였음. 또한, 동일한 수질개선 효과를 가지기 위해 필요한 유역 내 하수처리장 건설 및 유지관리 비용을 추가방류의 편익으로 삼는 한편, 기존 수리권을 만족하는 조건에서 추가방류에 필요한 비용을 추정하여 추가방류의 기회비용으로 추정하였음. 이러한 비용편익분석을 통해 추가방류를 통한 수질개선의 편익이 비용을 초과한다는 결과를 도출하였음.
  • 연구결과 및 활용방안
  • 본 사업단의 연구결과는 중앙정부 및 지방자치단체의 물환경관리를 위한 정책설계의 품질을 제고하는데 기여할 것으로 예상됨. 본 사업단이 검증한 협업 기대효과 및 이에 근거한 구체적 성과지표의 생성은 물환경 분야 부처 협업의 지향점을 제공할 뿐 아니라, 협업 성과를 체계적으로 관리하고 평가하는 데 활용될 수 있음. 또한, 지난 20여년간 지속 추진되어 온 「물환경기본법」의 입법과 관련하여 부처간 통합관리 방향 및 기대효과를 제시함으로써 융합연구의 정책적용에 적극적으로 활용될 수 있음.

    또한, 본 연구는 향후 수자원 관리를 위한 지방자치단체들간의 협력체제의 구축에 필요한 조건들을 제시하여 광역 수자원 정책수립을 위한 실질적인 해결책을 제시함. 공공정책-환경공학 융합형 종합분석평가모형을 제시함으로써정부,수자원공사등 공공기관의 의사결정의 과학화 및 물환경관리의 사회적 효율성 제고에 크게 기여할 것으로 예상됨.
  • 색인어
  • 수자원 관리, 물환경관리, 부처간 협업, 정책학 공학 융합, 게임이론, 협업성과, 성과지표, 물환경기본법, 정책목표, 목표중심적 접근, 수량 수질 관리
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