본 연구에서는 먼저 4대강 개발에 대한 이론적인 검토를 진행하였다. 4대강의 사회경제 및 생태 시스템과 생태계서비스, 회복력, 교란에 대한 이론적인 검토를 바탕으로 연구의 내용적 범위를 한정하고 각 개념들을 적용했다. 다음으로, 4대강 개발과 관련된 사회경제 및 ...

본 연구에서는 먼저 4대강 개발에 대한 이론적인 검토를 진행하였다. 4대강의 사회경제 및 생태 시스템과 생태계서비스, 회복력, 교란에 대한 이론적인 검토를 바탕으로 연구의 내용적 범위를 한정하고 각 개념들을 적용했다. 다음으로, 4대강 개발과 관련된 사회경제 및 생태적 이슈를 탐색하고 이들을 유형화했다. 사회경제 및 생태적 이슈를 탐색하는 과정에서 재자연화의 이슈가 화두로 떠오른 2017년 1월부터 2019년 12월까지 전체 기간에 걸쳐 중요 신문 기사를 수집하고 분석하여 시스템사고 시각에서 문제와 이슈를 식별하고 그 관계를 검토하였다. 수집한 기사를 대상으로 4대강 개발의 찬반, 녹조 이슈, 재자연화의 찬반, 수문 개방의 찬반 등에 대해 분석했다. 분석 결과 4대강 개발을 반대하고 있는 기사가 약 50%의 비중을 차지했으며, 녹조에 대해 언급하고 있는 기사 중에서는 4대강 보가 원인이라고 주장하였다. 또한 재자연화를 찬성하는 입장이 많았으며 그에 따라 수문 개방도 찬성하는 추세로 나타났다. 이를 기반으로 사회적, 경제적, 생태적 측면에서의 주요 변수들을 도출하고 4대강 사회경제 및 생태 시스템에의 영향을 분석했다.
다음으로 4대강 개발에 따른 사회경제 및 생태 시스템의 피드백 구조를 탐색했다. 먼저, 4대강 개발 이후에 나타나는 갈등 구조에 대해 수자원 이용, 수생태 보전의 측면에서 피드백 구조를 분석하고 그에 따른 갈등과 딜레마 구조를 파악했다. 수자원 이용의 측면에서는 보 설치로 인한 농업용수와 홍수조절에 대한 시스템을 분석했다. 수생태 보전의 측면에서는 녹조 현상과 다른 수질 오염 등을 중심으로 시스템을 분석했다. 그에 따라 결정된 재자연화 정책에서 발생하는 갈등의 동학과 정책딜레마 구조를 분석했다. 또한 4대강 개발에 따른 생태계서비스의 회복력에 대해 인과순환적 피드백 구조를 분석했다. 먼저 생태계서비스 중 공급서비스, 조절서비스, 문화서비스, 지원서비스 중심으로 변수를 도출하였고 그에 따른 생태계서비스의 회복력을 분석했다. 분석하는 과정에서 생태계서비스 간의 trade-off와 각 생태계서비스 내의 trade-off를 해석하였다. 분석한 내용과 회복력 원칙을 바탕으로 4대강 지역의 생태계서비스 회복력 향상 계획을 제시하였다. 마지막으로, 4대강 재자연화 이전과 이후의 시점에서 발생한 피드백 구조를 농업용수와 수질의 측면에서 분석했다.
4대강 보 개방 전후 관련 요인들의 상호작용 관계와 그 변화를 설명하는 인과순환적 피드백 구조를 기반으로 4대강 개발에 따른 사회경제 및 생태 시스템의 회복력 모델을 개발하고 시뮬레이션을 하여 정책대안을 제시했다. 이를 위해 먼저, 4대강 16개 보에 대한 모니터링 자료를 수집하고 이를 분석했다. 16개 보 중에서 완전개방 모니터링이 진행되고 있으며 해체가 검토되고 있는 1개보를 대상으로 시스템다이내믹스 방법을 활용하여 프로토타입으로 만들어진 시뮬레이션 모델로서 4대강 회복력 예측 모델의 stock-flow diagram을 구축하였다(Vensim DSS 5.9 S/W 사용). 시뮬레이션 모델은 수리수문, 수질, 생태계, 사회경제적 분야를 중심으로 자료 획득 상의 한계가 큰 이부 변수를 제외하고 구축하였다. 수리수문에서는 저수용량과 수위를 중심으로, 수질에서는 조류농도와 TP, BOD를 중심으로 구성했다. 생태계 측면에서는 모래톱 면적과 어류의 건강성 지수, 조류 개체수를 중심으로 구성했으며, 사회적 측면에서는 취수량 및 발전량을 중심으로 구성했다. 세종보를 대상으로 모델 시뮬레이션을 진행하였으며, 세종보의 전면개방 이후 수리수문과 수질, 생태계 변화를 예측했다. 정책 대안에 대해서는 세종보에 유입되는 수질개선 정책을 통해 세종보 전면개방 이후 발생하는 수질의 문제를 해결하고자 하였으며, 그 효과도 도출하였다. 최종적으로 시뮬레이션 결과를 바탕으로 한 정책 대안을 통해 4대강 재자연화 정책 이후 사회경제 및 생태 시스템이 안정되고 유지될 수 있는 정책을 제안했다.
프로토타입으로 개발한 시뮬레이션 모형은 보 개방 전후 모니터링 결과에서 나타난 긍정적 부정적 효과들이 왜 그렇게 나타났는가를 일부 요인들의 행태의 재현성으로 보여주었으나 일부 변수 등은 외부적 요인의 간섭으로 인해 회복력 증진을 위한 정책효과가 불확실 할 것으로 예측될 수 있다는 잠정적인 결과를 보여주었다. 4대강의 회복력 증진을 위한 정책지렛대탐색 및 정책지렛대들의 효과를 보다 정확하게 예측하기 위해서는 보다 장기적으로 다차원적인 4대강보 ‘사회경제생태시스템’의 동태성에 대한 관찰과 측정, 측정 데이터들의 축적과 분석, 그리고 지속적인 시뮬레이션 모형의 캘리브레이션(calibration)이 필요하다는 것을 확인하였다.

In this study, the theoretical review of the development of the Four Major rivers was conducted first. Based on theoretical review of the Four Major rivers’ social-ecological-economic systems, ecosystem services, resilience, and disturbances, the sco ...

In this study, the theoretical review of the development of the Four Major rivers was conducted first. Based on theoretical review of the Four Major rivers’ social-ecological-economic systems, ecosystem services, resilience, and disturbances, the scope of this study was limited and each concept was applied. Next, we explored and typed social-ecological-economic issues related to the development of the Four Major rivers project. In the process of exploring social-ecological-economic issues, a total of 202 articles were collected and analyzed from January 2017 to December 2019, when the issues of re-naturalization emerged as a hot topic. The articles were analyzed for the pros and cons of the Four Major rivers development, the green algae issues, the pros and cons of re-naturalization, and the pros and cons of opening the weirs. As a result of the analysis, about 50% of the articles opposed to the development of the Four Major rivers accounted for the reason, and the Four Major rivers were the cause of the articles mentioning the green algae. In addition, there were positions in favor of re-naturalization, and accordingly, the trend of supporting the opening of the weir was also shown. Based on this, major variables in social, ecological and economic aspects were derived and the impact of the Four Major social-ecological-economic systems were analyzed.
Next, we explored the feedback structure of the social-ecological-economic systems following the development of the Four Major rivers. First, the feedback structure was analyzed in terms of water resource use and aquatic ecology conservation for the conflict structure that appeared after the development of the Four Major rivers, and the conflict and dilemma structure were identified accordingly. In terms of water resource utilization, the system for agricultural water and flood control due to weir installation was analyzed. In terms of aquatic ecology conservation, the system was analyzed focusing on green algae phenomenon and other water pollution. The dynamics of conflict and policy dilemma structure in the re-naturalization policy determined accordingly were analyzed. In addition, the causal feedback structure was analyzed for the resilience of ecosystem services due to the development of the Four Major rivers. The variables were derived from the provisioning services, regulating services, cultural services, and supporting services among ecosystem services, and the resilience of ecosystem services was analyzed accordingly. In the process of analysis, trade-off between ecosystem services and trade-off within each ecosystem services were analyzed. Based on the analysis and resilience principle, the plan to improve resilience of ecosystem services in the Four Major rivers was presented. Also, the feedback structure that occurred before and after re-naturalization of the Four Major rivers was analyzed in terms of agricultural water and water quality.
Based on the causal loop feedback structure analyzed, the resilience model of the social-ecological-economic systems according to the development of the Four Major rivers was developed and simulated and suggested policy alternatives. For this, we collected monitoring data for 16 weirs of the Four Major rivers and analyzed them. The stock-flow diagram of the Four Major river resilience prediction model was constructed based on the collected data. The model was built around the hydrological, water quality, ecosystem, and social sectors. In terms of hydrological, the model was constructed with a focus on low water capacity and water level, and in the water quality side, the algae concentration, T-P and BOD were formed. In terms of ecosystem, the model was constructed based on sandy area, health index of fish, and bird population. In terms of social aspect, the model was constructed based on amount of intake and power generation. The model simulation was conducted for Sejong weir and the changes in hydrology, water quality and ecosystem were predicted after the full opening of Sejong weir. Through the water quality improvement policy introduced to Sejong weir, we tried to solve the problem of water quality that occurred after the opening of Sejong weir. Finally, through the policy alternative based on the simulation results, we proposed a policy that can stabilize and maintain the social-ecological-economic systems after the Four Major rivers re-naturalization policy.

4대강 보 개발 사업은 계획이 발표되던 시점부터 사업이 완료된 이후, 그리고 최근 재자연화를 위한 보개방 모니터링과 철거 논의 과정에서 무수히 많은 사회경제·생태적 문제와 이슈들을 초래하고 있다. 4대강의 사회경제·생태적 문제와 이슈들은 미래사회의 불확실성을 ...

4대강 보 개발 사업은 계획이 발표되던 시점부터 사업이 완료된 이후, 그리고 최근 재자연화를 위한 보개방 모니터링과 철거 논의 과정에서 무수히 많은 사회경제·생태적 문제와 이슈들을 초래하고 있다. 4대강의 사회경제·생태적 문제와 이슈들은 미래사회의 불확실성을 극복하기 위해서 사회경제적 접근 시각과 생태적 접근 시각의 통합을 통해 4대강 개발로 인해 촉발된 교란을 극복하고 동시에 회복력을 증진시켜야 한다는 과제를 부각 시키고 있다. 4대강 개발과 관련되어 있는 풀기 어려운 난제적 문제의 특성은 자연성 훼손 대 회복, 보의 개방·해체 대 활용·유지 사이에서 이론적 대립, 이해관계의 충돌, 정책대안 탐색의 어려움, 그리고 기후변화라는 불확실성이 결합되어 점점 더 복잡한 갈등과 딜레마 구조가 강하게 작용하고 있다는데 있다.
이 연구는 4대강 개발과 관련된 사회경제적, 생태적 요인들의 불확실성과 복잡성이 점점 더 커지고 있는 상황에서 사회경제·생태적 교란을 완화하고 회복력을 증진하기 위한 방향을 모색하기 위해서는 무엇보다 먼저 관련된 다양한 요인들의 탐색, 요인들 간의 상호작용 특성들을 보다 명확히 이해하고, 설명하며, 이를 기반으로 바람직한 정책기조를 도출하고자 하였다. 이 연구는 4대강 개발로 인한 다차원적인 사회경제 및 생태적 교란이 어떠한 요인들의 상호작용 경로와 패턴으로 나타나고 있는가를 살펴보고, 회복력 증진과 관련된 요인들의 인과순환적 구조를 파악하는데 연구의 초점을 두고 있다. 그에 따라 4대강 개발 이후 최근까지 동태적으로 나타나고 있는 4대강보 개방 전·후의 제반 사회경제·생태적 이슈, 보 운영 상황과 모니터링 효과, 재자연화 및 회복력과 관련된 정책변동 등을 중심으로 사회경제생태 시스템의 변화를 분석 및 예측하여 바람직한 정책 대안을 도출하고 제시할 필요가 있다.
따라서 본 연구의 목적은 4대강 개발이 이루어진 이후부터 최근 재자연화 대책에 따라 보의 전면개방이 이루어지고 있는 시점까지 각 지역의 사회경제 및 생태 시스템에 초래된 교란상황과 패턴, 그로 인해 나타나고 있는 다양한 갈등동학과 딜레마 상황을 회복력의 관점에서 인식하고 시스템 다이내믹스 방법론을 활용한 정책시뮬레이션 프로토타입 모형 개발을 통해 4대강 사회경제생태시스템의 변화를 예측하고 그에 대한 정책대안을 도출하는 것이다. 이를 위해 첫째, 본 연구에서는 생태계서비스, 회복력, 교란 및 갈등을 중심으로 4대강 개발의 사회경제 및 생태적 접근이론을 검토하였다. 둘째, 4대강 개발과 관련된 사회경제 및 생태적 이슈를 탐색하고 분석함으로써 사회적, 경제적, 생태적 측면의 주요 변수들을 유형화하였다. 셋째, 4대강 개발에 따른 사회경제 및 생태 시스템의 피드백 구조를 탐색하고 인과지도를 통해 회복력의 관점에서 시스템을 분석하였다. 그 과정에서 4대강 보 개발과 철거(해체)에 따른 갈등 및 딜레마의 구조를 분석하였다. 넷째, 4대강 개발 이후 보 전면 개방에 이르기까지의 자료를 이용하여 앞으로 4대강의 사회경제생태시스템의 상태가 어떻게 변화할 것이며, 자연성 회복에는 어떠한 영향이 초래될 것인가를 탐색적으로 모의실험 해보기 위한 프로토타입 시뮬레이션 모형을 개발하고 정책 시뮬레이션을 수행하여 수리수문, 수질, 생태계 등의 변화를 예측하고 바람직한 정책 대안을 제시하였다.

본 연구에서는 먼저 4대강 개발에 대한 사회경제 및 생태적인 접근이론을 검토하고,사회생태시스템의 개념을 정의하였으며 4대강의 생태계서비스와 회복력의 요인들을 도출하였다. 또한, 이론적 검토를 기반으로 4대강 개발과 관련된 사회경제 및 생태적 문제와 이슈를 탐 ...

본 연구에서는 먼저 4대강 개발에 대한 사회경제 및 생태적인 접근이론을 검토하고,사회생태시스템의 개념을 정의하였으며 4대강의 생태계서비스와 회복력의 요인들을 도출하였다. 또한, 이론적 검토를 기반으로 4대강 개발과 관련된 사회경제 및 생태적 문제와 이슈를 탐색하고 유형화 하였다. 사회경제 및 생태적 문제, 이슈는 최근까지의 4대강 관련 신문기사를 수집하여 4대강 개발에 대한 찬반 입장과 녹조의 문제를 인식하고 있는 부분, 그리고 재자연화 및 수문 개방의 찬반 여부에 대해 분석했다. 다음으로, 4대강 개발에 따른 사회경제 및 생태 시스템의 인과순환적 피드백 구조를 탐색했다. 분석결과 4대강 개발에 따른 사회경제 및 생태 시스템의 교란, 갈등과 딜레마와 관련된 동태성은 무수히 많은 양의 피드백구조들(강화구조=Reinforcing Loop)과 음의 피드백구조들(균형구조=Balancing Loop)의 상호작용과 지배적인 구조로 인해 초래되는 것으로 나타났다.
4대강의 회복력과 밀접히 관련되어 있는 자연성 회복을 위한 보개방 전후의 변화 효과를 수자원 이용 및 관리, 수질과 수생태 보전의 측면에서 분석하였고, 그에 대한 갈등 및 딜레마 구조를 분석했다. 또한 공급서비스, 조절서비스, 문화서비스, 지원서비스 등 생태계서비스의 회복력 측면에서 피드백 구조를 도출하고 회복력 향상 계획을 제시하였다. 마지막으로 보의 전면 개방에 따른 4대강 재자연화 과정의 복잡성에 대한 인과순환적 피드백 구조를 분석하였다. 분석결과 4대강의 보 개방 전후 효과는 긍정적 결과와 부정적 결과가 혼재되어 나타났으며 이는 또한 정책적 요인들, 불확실성이 큰 기후요인, 그리고 외부요인(지류 하천의 수질 등)들 간의 복잡한 상호작용으로 인한 강화구조와 균형구조 또는 선순환 및 악순환 피드백 구조에 의해 초래된 것으로 파악되었다. 이러한 인과순환적 피드백 구조들은 4대강 문제와 회복력 증진과 관련된 문제의 복잡성과 불확실성을 증폭시켜서 정책결정의 지연을 초래하는 지배적인 이유가 될 것으로 판단된다.
4대강 보 개방 전후 관련 요인들의 상호작용 관계와 그 변화를 설명하는 인과순환적 피드백 구조를 기반으로 4대강 16개보의 보 개방 전후 효과에 대한 모니터링 보고서 상의 결과와 관련 데이터들을 검토, 분석하여 4대강 사회경제 및 생태 시스템의 회복력 정책 시뮬레이션 프로토모형을 개발하고 이를 시뮬레이션함으로써 상태변화를 살펴보고, 자연성 회복을 증진하고자 하는 정책대안을 탐색적으로 제시하였다. 16개 보 중에서 완전개방 모니터링이 진행되고 있으며 해체가 검토되고 있는 1개보를 대상으로 프로토타입으로 만들어진 시뮬레이션 모델은 수리수문 분야(체류시간, 유속, 수위 등)와 수질 분야(조류농도, 유해남조류 수, T-P, BOD 등), 그리고 생태계 분야(모래톱 면적, 어류 건강성 지수, 조류 개체수 등), 마지막으로 취수 및 발전량의 측면에서 구성되었고 그에 대한 변화를 예측하였다. 분석결과 시뮬레이션 모형은 보 개방 전후 모니터링 결과에서 나타난 긍정적 부정적 효과들이 왜 그렇게 나타났는가를 일부 요인들의 행태의 재현성으로 보여주었으나 일부 변수 등은 외부적 요인의 간섭으로 인해 회복력 증진을 위한 정책효과가 불확실 한 것으로 예측될 수 있다는 잠정적인 결과를 보여주었다. 4대강의 회복력 증진을 위한 정책지렛대탐색 및 정책지렛대들의 효과를 보다 정확하게 예측하기 위해서는 보다 장기적으로 다차원적인 4대강보 ‘사회경제생태시스템’의 동태성에 대한 관찰과 측정, 측정 데이터들의 축적과 분석, 그리고 지속적인 시뮬레이션 모형의 캘리브레이션(calibration)이 필요하다는 것을 확인하였다.
본 연구의 결과는 4대강 개발 이후, 최근 보 전면개방과 철거에 따른 재자연화 대책에 이르기까지의 정책 결정 과정에서 설명과 예측에 도움을 줄 수 있는 분석 논리와 근거자료로 활용될 수 있을 것이다. 4대강 개발이라는 과정에서 발생하는 이해관계 및 가치의 접근시각의 갈등이나 정책결정 딜레마 상황, 그리고 회복력 증진 방향에 대한 사회과학적인 접근과 보의 수리수문이나 수질에 대한 과학적인 분석을 결합하여 융합적인 시각에서 향후의 관련 연구들을 수행해 나가는데 기여할 것으로 기대한다. 또한 본 연구를 통해 환경적인 부분과 함께 사회경제적인 부분을 모두 고려하고 그에 대한 통합적인 자연성 회복력 증진을 위한 바람직한 정책대안 탐색과 비교에 기여하는 한편 이러한 결정방식을 통해 향후에 진행될 재자연화 정책과정에서 보다 합리적인 정책결정은 물론 정책결정의 지연을 줄이고 정책부작용을 감소시킴으로써 차후의 총사회경제적 결정 비용은 줄이고 그 효과는 높이는데 기여할 것으로 보인다.