Comprehensive drought risk assessment using structural equation modeling and objective weighting methods
Ji Eun Kim, Jiyoung Yoo, Hyun‐Han Kwon, Tae‐Woong Kim
IF 4.7 (2023)
Journal of Hydrology Regional Studies
대한민국 경상남도(경상도) 지역의 가뭄은 발생 확률, 지역적 특성, 그리고 수요·공급 체계에 따라 자연·물리·사회 부문에 복합적으로 영향을 미치는 현상이다. 가뭄으로 인한 피해를 줄이기 위해서는 가뭄의 영향, 원인, 취약성을 파악할 수 있는 가뭄 위험을 평가하는 것이 필요하다. 기존의 가뭄 위험 평가는 대체로 가뭄의 위험도(hazard)와 취약성(vulnerability)을 결합하여 수행되어 왔으나, 가뭄에 대한 지역의 대응 역량이 고려되지 않아 그러한 평가는 제한적인 가치만 가진다. 또한 지표와 가중치 요인이 주관적인 방법으로 결정되기 때문에 불확실성이 크다. 본 연구에서는 지역의 물 공급 시스템을 고려하면서 가뭄의 대응 역량을 포함한 포괄적 가뭄 위험을 평가하였다. 가뭄 위험 평가에서의 불확실성을 제거하기 위해, 본 연구는 부분최소제곱-구조방정식모형(PLS-SEM)을 활용하여 지역의 가뭄 대응 역량을 포함한 효과적인 지표를 선택하였고, 아울러 엔트로피(entropy), 주성분 분석(principal component analysis, PCA), 가우시안 혼합 모형(Gaussian mixture model, GMM), 베이지안 네트워크(Bayesian networks)와 같은 객관적 가중치 산정 방법을 적용하여 최적의 가중치 요인을 결정하였다. 그 결과, 한국의 경상도 지역에 적용한 PLS-SEM은 가뭄 위험 평가를 위한 10개의 지표를 선택하였다. 선택된 지표와 객관적 가중치 산정 방법을 사용하여, 본 연구는 가뭄의 위험도, 취약성, 대응 역량 및 위험(risk)이 각각 GS26(Ulleung), GS27(Changwon), GS16(Cheongsong), GS28(Jinju)에서 가장 높음을 확인하였다. 실제 가뭄 피해가 큰 지역들은 가뭄 위험도 또한 높았으며, 이는 본 연구 결과가 지역 가뭄의 주요 영향과 위험을 파악하는 데 있어 타당하고 유용함을 시사하며, 가뭄 위험을 줄이기 위한 가뭄 대응책을 선택하는 의사결정 과정에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2023.101538
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