천수만 부남호 하구복원 사업의 경제성 분석

I. 서론

하구역은 해수와 담수가 만나 만들어내는 독특한 전이생태계로서 생산성이 매우 높고 인간 활동의 중심 공간이며, 많은 동식물의 산란·서식처, 수산물 생산이나 아름다운 경관 등과 같은 다양한 생태적·사회경제적 가치를 가지고 있다. 그러나 하굿둑 건설 후 30여년이 지난 현재 하굿둑은 생활하수, 가축분뇨, 산업폐수 등에 의한 심각한 수질오염으로 농업용수로도 사용이 불가할 정도의 본래 기능을 상실한 경우가 곳곳에서 나타나고 있다.

천수만 부남호는 농경지 및 용수확보를 위해 1982년 물막이 공사로 해수유통을 차단하여 담수호 및 간척지를 조성하였다. 그러나 방조제 축조로 해수유통이 차단됨에 따라 부남호의 수질등급은 악화되었고, 수질 악화 및 저염분수로 인하여 농업용수로의 활용이 어려워 그 기능이 상실되었다(충청남도, 2016).

하구생태계에 대한 사회적 인식이 높아지고 있는 현 시점에서 하구생태계의 체계적 관리 및 이에 근거한 복원 정책의 추진은 우리나라 하구생태계 관리에 있어서 중요한 전환점으로 받아들여지고 있다. 이에 정부는 해양수산발전기본법, 해양환경 보전 및 활용에 관한 법률, 해양환경관리법, 해양생태계의 보전 및 관리에 관한 법률, 습지보전법 등 관련 법률을 제정하였다. 또한 각 지자체별로도 해양환경 오염 및 해양생태계 훼손을 방지하기 위한 다수의 정책을 추진함으로써 해양환경을 보전하고, 국민들의 삶의 질 향상을 위해 노력하고 있다(충청남도, 2015, 2019b).

본 연구에서는 천수만 부남호 하구복원 사업의 환경개선 편익을 추정하고, 이 값을 활용하여 경제적 타당성을 분석하고자 한다. 환경개선 편익을 추정하기 위해 기존에 선행되었던 낙동강 하구(유승훈, 2007a), 섬진강 하구(유승훈, 2007b; 국토해양부, 2010), 영산강 하구(유승훈·이주석, 2011), 금강하구(권영주 등, 2013; 신영철, 2017)의 경제적 가치 평가에 사용된 방법론과 유사한 조건부 가치측정법(CVM, contingent valuation method)을 적용하고자한다. 더불어 경제성 분석을 통해 하구 관리와 관련된 정책적 시사점 도출 및 방향성을 제언하고자 한다.

Ⅱ. 천수만 부남호 현황 및 문제점

<그림 1>에서와 같이 부남호는 천수만의 북측에 위치한 두 인공호소(부남호, 간월호) 가운데 하나로 간척사업의 일환으로 건설된 부남호 방조제에 의해 천수만과 분리되어 있다. 부남호는 남북으로 기다란 형태이며 폭은 2∼3 km이고 길이는 약 13 km 정도이다. 평균 수심은 약 8 m 정도이나 남측 방조제 부근에 최대 25 m 정도로 깊고 대부분의 지역은 수심이 얕으며, 담수호 수질 등급은 6등급으로서 매우 나쁜 상황이다(환경부, 2018a; 충청남도, 2019a).

<그림 1>

천수만 부남호

방조제 공사로 인해 부남호는 본래 천수만에서 인공호수로 변하였고, 호수 조성 이후 생태계 및 지역 주민들의 삶은 물론 주변 경관도 변화시켰다. 연안으로부터 공급된 유기물들이 바다로 빠져나가지 못하고 부남호에 모두 퇴적되어 유기물 오염을 야기하며, 이로 인해 빈산소수괴(oxygen deficient water mass) 형성 등으로 인한 생물의 사체는 퇴적물에 축적되어 수질악화는 물론 악취를 발생하는 요인이 되었다. 영양염의 부족으로 생물 다양도가 감소하고, 수층 생태계 및 저서생물에 큰 영향을 미치고 있는 것이다. 현재, 부남호 수질 내 염분 분포는 바다와 가장 가까이 인접해 있는 하류지역은 수심이 깊어질수록(0∼15 m) 염분 농도(4.7∼31.4 psu²⁾)가 높아지는 경향을 보이고 있으며, 중간 및 상류 지점에서는 깊이에 상관없이 모든 층에서 염분농도 2.0∼4.0 psu를 나타내고 있다(환경부, 2018b; 충청남도, 2019b).

최근 천수만 내 부남호의 환경현황과 관리여건의 분석을 통하여 내외측의 환경개선 및 생태복원 추진을 위한 종합관리시스템 및 관리 대책이 논의되고 있다. 부남호 하구역 주변의 환경·생태계 및 수산생물 등의 자원 현황 조사·평가, 부남호 하구역의 건강성 평가 및 생태환경의 경제적 가치평가, 환경생태 및 자원관리를 위한 하굿둑 상시개방 시나리오별 수치모형 개발, 하굿둑 단계별 염수 유입에 따른 육지생태계 영향가능 범위 조사·평가, 부남호 하구역 환경개선 기본계획 수립 등을 통하여 과학적인 자료에 기반한 하구역 관리와 복원 목표를 계획하고 있다. 세부 추진내용으로는 부남호의 수질 및 오염문제 해결을 위해 핵심 수치모델링을 통한 해수유통 가능성이 검토되었다. 해수유통 사례는 네덜란드 휘어스호, 영국 런던 하구의 테임즈 배리어, 독일 홀머질, 미국 캘리포니아 볼사치카 하구습지 복원, 우리나라의 시화호가 있다(충청남도, 2019b). 이들은 해수를 유통시킴으로써 하구의 수질 및 오염문제를 해결하여 하구의 수질 및 생태계를 회복시킨 성공사례이다.

Ⅲ. 연구방법

1. 비용 추정

충청남도(2019b)는 부남호의 제방을 상시 개방하여 부남호 내부가 기수해역으로 복원하는 것이 가능한지, 기존의 매립지 침수도 방지할 수 있는지에 대한 내용을 모델모사로 평가하였다. 또한 하굿둑 개방 시나리오에 따른 환경 변화를 예측하기 위해 규모, 개수, 위치 등의 다양한 시나리오별 부남호 내부의 환경변화 모델을 도출하였다.

해수순환 채용 방식은 부남호 하굿둑 절개 방식에 의해 현재의 수문으로는 부남호의 오염담수를 효과적으로 희석하여 수질을 개선하기 어렵다는 판단 하에 더 큰 규모의 해수 유통 통로 확보를 모색하였다. 이를 위해서는 부남호 하굿둑 중심부분의 종전 조석 수로를 절개하고 도로는 교량으로 연결하는 방식이 효과적임을 제시하였다.

부남호 해수면과 유통량은 수중암거·유통갑문의 규모와 유통속도에 따라 결정되므로 갑문운영·하굿둑개방 시나리오별 수치모형실험을 실시하여 부남호의 해수교환 및 수질개선, 천수만의 담수 및 수질영향을 검토하였다. 최종적으로 현 배수갑문을 통한 해수유통도 수질개선에 어느 정도 효과를 보이므로 신규 설치되는 수중암거와 현 배수갑문을 동시에 운용하는 방안이 효과가 있음을 파악하고 현 배수갑문에 유통갑문(90 m×10 m)을 추가하는 안으로 사업계획을 수립하였다.

비용 추정은 하굿둑 건설 사업의 전문 설계업체인 ㈜혜인E&C에 의뢰하여 산출되었다. <표 1>과 같이 천수만 부남호 하구복원 사업은 해당 공종을 크게 기존 수중암거 설치, 통선물 설치, 갯벌 복원, 준설(오니), 제방차수, 신규제방, 논둑제거 등으로 구분하였다. 총사업비는 2020년부터 2024년까지 5년간 총 297,189백만원이 소요될 것으로 추정되었다(충청남도, 2019b).

<표 1>

천수만 부남호 하구복원 사업의 연도별 총사업비(단위: 백만원)

4. 편익 추정 결과

본 연구에서 사용되는 천수만 부남호 하구복원 사업에 대한 가구의 WTP 응답을 위해 설문에서는 전국 1,000 가구를 7개 그룹으로 구분하였다. 각 그룹에 제시된 금액의 범위는 <표 2>와 같으며, 응답자의 520 가구는 설문을 통해 제시된 금액에 대해 지불할 의사가 전혀 없다고 응답하였다. 이는 천수만 부남호 하구복원 사업에 대해 52%의 응답자들이 0의 WTP를 갖는 것이며, 스파이크모형 적용을 통해 WTP를 추정해야 함을 의미한다.

<표 2>

WTP 응답의 분포

<표 3>은 1.5경계 스파이크 모형의 추정결과이며, 추정된 제시금액의 계수는 유의수준 1%에서 통계적으로 유의하다. 스파이크 값은 0.5054로 계산되며, 이 값은 응답자가 0의 WTP 응답을 밝힌 비중 52%와 유사한 값으로 추정되었고 유의수준 1%에서 통계적으로 유의하였다. 추정된 방정식의 통계적 유의도는 Wald 통계량에 의해 ‘모든 추정계수는 0이다’라는 귀무가설이 유의수준 1%에서 기각된다.

<표 3>

스파이크 모형의 추정결과

추정결과로부터 계산된 평균 WTP는 <표 4>에 제시된 바와 같이 가구당 연간 3,087원으로 계산된다. 이 값에 대해 델타법(delta method)을 적용하면 t-값은 16.34로 계산되어, 추정된 평균 WTP는 유의수준 1%에서 통계적으로 유의하다. Krinsky and Robb(1986) 기법을 적용하여 평균 WTP의 신뢰구간을 분석한 추정결과는 <표 4>와 같다.

<표 4>

평균 WTP 추정결과

표본정보를 이용하여 모집단 전체의 편익을 추정하는 것은 CVM 연구를 수행하는 중요한 목적 중에 하나이다. 이에 앞서 선행되어 고려해야 할 점은 표본의 대표성이다. 표본이 모집단을 제대로 반영하는지 여부가 모집단에 대한 정보획득의 핵심이다. 앞서 언급하였듯이 설문의 대상자는 가구 내에서 책임을 갖고 의사결정 할 수 있는 만 20세 이상 65세 이하의 세대주 또는 세대주의 배우자만으로 한정하였다. 표본추출도 전국을 대상으로 하였으므로 전체 가구의 의견을 잘 반영하고 있다. 또한 전문조사업체에 과학적인 표본추출 및 조사를 의뢰하여 표본의 대표성을 유지하고, 설문조사원은 무작위로 추출된 표본에 대해 설문응답을 전량 회수함에 따라 무응답률은 낮았다. 따라서 1,000 가구의 유효한 표본정보를 모집단으로 확장하는데 어려움이 없다고 판단된다(박선영 등, 2013).

표본의 대표성이 확보되고 무응답 문제가 없으므로 표본에서 추정된 연간 WTP를 모집단으로 확장할 수 있다. 통계청(2019)의 추계 가구 수 정보를 활용하여 앞서 추정한 연간 가구당 WTP 3,087원과 20,115,725 가구를 곱하여 계산한 결과, 2019년 10월 기준 천수만 부남호 하구복원사업의 편익은 연간 약 62,097백만원으로 분석되었다.

본 연구의 설문조사 수행시점은 2019년 10월이며 경제성 분석의 기준시점은 한국개발연구원(2008)에 따라 분석시점의 전년도 말, 즉 2018년 12월이다. 따라서 앞서 계산한 편익을 소비자 물가지수를 이용하여 2018년 말 기준으로 보정이 필요하다. 추정된 연간 가구당 WTP 3,087원을 2018년 12월 소비자 물가지수³⁾로 보정하면, <표 5>와 같이 3,055원으로 계산된다.

<표 5>

천수만 부남호 하구복원 사업의 연간 경제적 편익

Ⅳ. 분석결과

3. 경제성 분석 결과

천수만 부남호 하구복원 사업의 경제성 분석에 대한 결과는 <표 6>에 요약되어 있다. 분석 결과, 총 비용의 현재가치는 245,609백만원, 총편익의 현재가치는 258,179백만원으로 추정되었으며, NPV는 12,570백만원으로 나타났다. B/C ratio은 1.05로 분석되어 경제성 분석 기준인 1.0을 초과한다. 그러나 IRR이 사회적 할인율 4.5%에 약간 못 미치는 4.3%로 나타났지만, NPV와 B/C ratio가 경제성 분석 기준을 상회하므로, 본 사업은 경제적 타당성을 확보하였다고 판단한다.

<표 6>

천수만 부남호 하구복원 사업의 경제성 분석 결과

더불어 본 연구에서는 민감도 분석(sensitivity analysis)을 수행하여 편익 및 비용의 변화에 따른 사업의 경제적 타당성 확보 여부를 분석한다. 민감도 분석은 투자비나 경제성에 영향을 미칠 수 있는 비용, 편익, 할인율 등에 대해서 각 변수가 일정량만큼 변화되었을 경우 경제성이 어떻게 변화하는지 파악하기 위해서 시행한다(권영주 등, 2014).

본 연구에서는 편익 및 비용 변화에 대한 B/C ratio의 민감도 분석을 위해서 편익 변화와 비용 변화를 20%까지 증감시켜 10%씩 변화된 결과를 <표 7>에 제시하였다. 민감도 분석 결과, 천수만 부남호 하구복원 사업의 총사업비 변화에 따라 경제적 타당성 확보 여부가 바뀔 수 있으므로 비용 산정에 신중한 판단이 요구된다.

<표 7>

편익 및 비용의 변화에 따른 민감도 분석(B/C)

Ⅴ. 결론

최근 인구밀도 증가, 매립·간척, 하굿둑 건설 등 하구 생태계를 위협하는 요인들이 급증하여 이들의 가치가 심각하게 저하된 상태에 있는 것이 사실이다. 본 연구는 부남호 하구 관리에 대한 합리적 결론을 도출하기 위하여 하구복원의 경제적 타당성을 추정하였다. 천수만 부남호 하구복원 사업의 경제적 편익을 평가하기 위하여 CVM을 적용하였으며, 응답자들은 부남호 하구복원 사업을 위해 매년 가구당 평균 3,055원의 WTP를 가지고 있었다. 이 값을 전국으로 확장하면 61,454백만원에 해당된다. 또한 부남호 하구복원 사업의 편익과 비용을 활용하여 경제성을 분석한 결과, 편익/비용 비율 값이 1.05로 본 사업은 경제적 타당성을 확보하는 것으로 판단된다.

천수만과 부남호 하구역은 존재 그 자체로 의미가 있기에, 본 연구의 결과는 천수만과 부남호 하구의 잠재적 가치를 정량화함으로서 향후 하구역 개발을 위한 정책 근거자료로 제시함으로서 해양환경에 대한 관심이 늘어나고 있는 국민들의 삶의 질 향상에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 판단된다. 다만 생태적 요인이 부각되는 하구 복원 사업의 경제성 분석시 편익을 산정함에 있어 환경비용을 최대한 계량화하는 작업이 필요하며, 결과의 일반화를 위해 사업지 인근지역과 비인근지역에 있는 응답자들의 결과를 도출하여 평가하는 작업이 필요할 것이다.

또한 천수만과 부남호 하구의 경제적 가치 평가로 하구복원 사업에 대한 방향 및 정책 의사 결정 지원 방안 마련이 요구되는 가운데 본 연구결과는 천수만과 부남호의 경제적 편익을 규명할 수 있는 기초자료로 활용 가능하다. 더불어 충청남도의 투자 의사결정 지원을 통한 국가재정의 효율적 투입이라는 하구역 관리사업의 목표를 효과적으로 달성하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

향후 천수만 부남호의 환경적 가치 제고와 수산자원의 회복, 하구역 문화 복원, 친수공간 조성, 관광 및 여가·심미적 가치의 증진 등의 다양한 사회경제적 편익을 높일 수 있는 전향적인 기수역 관리 기본계획 수립이 요구된다. 그러나 본 사업은 충청남도의 강력한 의지에 의해 진행되는 연구이지만 농어민을 비롯한 다양한 이해당사자와의 합의가 중요하다. 이해관계자간 갈등해소 및 협력방안 마련을 위해 먼저, 다양한 문제 해결을 위해 이해당사자들의 적극적인 참여와 협조가 이루어질 수 있는 네트워크 시스템 구축이 필요하며 통합적·협력적 거버넌스 구축이 요구된다.

구체적으로는 다양한 환경·사회·경제·문화자원의 유기적인 관리 및 보호, 제도적 지원능력의 확보, 이해관계자간 이익의 분배 및 갈등의 조정 등 통합적인 전략의 개발과 실행을 위한 기반 제시가 필요하다. 또한 분산되어 있는 관리주체 및 체계를 통합할 수 있는 제도적 장치 마련, 통합 관리를 위한 전담조직 및 기구 등의 환경관리체계 구축, 하구라는 공간을 기반으로 하는 주민, 이용자, 경제활동가 등 다양한 이해관계자 간의 조정체계 구축 방안, 다양한 이해당사자의 참여를 제도화하는 방안 제시 등이 요구된다.

Acknowledgments

본 논문은 한국해양과학기술원 ‘해양공간 통합관리 연구(PE99843)’, 충청남도 ‘천수만 하구환경 종합관리 기본계획 수립 연구용역(PG51110)’의 지원으로 수행되었습니다.

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