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논문

계층분석적 의사결정기법을 이용한 비점원오염 관리지역의 선정

Selecting Target Sites for Non-point Source Pollution Management Using Analytic Hierarchy Process

김학관|박승우|신정범|최라영
한국농공학회 (The Korean Society Of Agricultural Engineers)|2007.05|한국농공학회논문집 (Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers)|제49권 제3호|pp. 66-75

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주제분류농학

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본 연구에서는 비점원오염 모델들의 실제 가용자료 부족 및 통계학적 모델의 적용이 불가능한 한계점에 대한 방안으로 간단하면서도 명확하게 결과를 제시할 수 있는 방법을 제시하였다. 비점원오염에 영향을 미치는 인자들을 조사하고 계층분석적 의사결정기법(AHP)을 이용한 비점원오염 영향지수를 제시하였으며, 이를 이용하여 유역 내 비점원오염에 대한 관리지역을 선정하게 된다.본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.1. 비점원오염 주요 기여 인자로 유효강우비, 불투수면적 비율, 유달거리, 지면경사, 토양유실량을 제시하였으며, 발안저수지 유역의 HP#6 소유역을 시험유역으로 선정하여 각 인자와 수문 및 도형자료를 구축하였다.2. 각 인자간의 상호 가중치를 산출하기 위해 비점원오염 및 수질, 토양 분야의 전문가를 대상으로 AHP 기법을 이용하여 각 인자간의 가중치를 산출하였다. 토양유실량이 가장 높은 중요도를 갖는 것으로 나타났으며, 다음으로 유효강우비, 유달거리, 불투수면적 비율, 지면경사 순으로 나타났다.3. 산정된 가중치를 이용하여 단순 부가 가중법에 의하여 격자별 비점원오염 영향지수를 산정하였으며, 이에 의하여 유역 내 위치하는 단위구역 중 비점원오염 영향에 대하여 관리가 필요한 지역으로 선정제시하였다.4. 본 연구에서 제시한 관리지역과 AGNPS에 의한 비점원오염 부하량에 의한 지역 간에 격자 일치도를 비교한 결과, 1등급에 해당하는 지역의 경우 T-N은 26.3%, T-P는 29.0%의 격자 일치도를 보였다. 그리고 1등급, 2등급 전체 지역에 대하여는 T-N은 63.2%, T-P는 75.0%의 격자 일치도를 보였다.5. AHP 기법에 의한 비점원오염 영향지수 분포와 AGNPS 모형에 의한 비점원오염 부하량 격자별 분포의 공간적 상관성을 분석한 결과 Moran's I의 값이 T-N의 경우 0.455~0.499, T-P의 경우 0.430~0.459의 범위로 나타나 두 연구방법에 의한 결과는 높은 정적인 상관성을 갖는 것으로 분석되었다.6. 관리지역의 일치도 판별과 Moran's I를 이용한 공간적 상관성 분석 결과, 본 연구에서 제시된 접근방법은 향후 대규모 유역에서의 비점원오염 제어 및 관리를 위한 관리지역 선정에 적용 가능할 것으로 판단된다.

Abstract

This paper suggests a hierarchial method to select the target sites for the nonpoint source pollution management considering factors which reflect the interrelationships of significant outflow characteristics of nonpoint source pollution at given sites. The factors consist of land slope, delivery distance to the outlet, effective rainfall, impervious area ratio and soil loss. The weight of each factor was calculated by an analytic hierarchy process (AHP) algorithm and the resulting influencing index was defined from the sum of the product of each factor and its computed weight value. The higher index reflect the proposed target sites for nonpoint source pollution management. The proposed method was applied to the Baran HP#6 watershed, located southwest from Suwon city. The Agricultural Nonpoint Pollution Source (AGNPS) model was also applied to identify sites contributing significantly to the nonpoint source pollution loads from the watershed. The spatial correlation between the two results for sites was analyzed using Moran's I values. The I values were 0.38~0.45 for total nitrogen (T-N), and 0.15~0.22 for total phosphorus (T-P), respectively. The results showed that two independent estimates for sites within the test watershed were highly correlated, and that the proposed hierarchial method may be applied to select the target sites for nonpoint source pollution management.

참고문헌 (19)

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