Prioritizing climate change adaptation options in water management sector by applying multi-criteria decision-making method

Abstract

When establishing the climate adaptation planning, policy priority should be set for each sector based on the results of the synthesized analysis of climate change impact or vulnerability. No consensus on the uncertainty of climate change, and different interests make difficulties in selecting priorities. Decision-making methodologies used for climate change adaptation should be flexible as priorities vary greatly depending on stakeholder composition or adaptation options changes. Meanwhile, multi-criteria decision-making (MCDM), is used to evaluate objects with various aspects, distinguishes between characteristics of options through conflicting indicators. TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution), one of the MCDM methods, evaluates the closeness of a hypothetical optimal alternative. By using this method, it is possible to reflect the personal characteristics of the respondents as much as possible, have less problems of ranking reversal, and have the advantage of judging the difference/similarity between alternatives, which can be a useful evaluation method for climate adaptation planning. In this study, expert group including municipalities and civic organizations were formed as a governance, and trustworthy adaptation policy priorities were derived via the evaluation results of the governance. A total of 65 experts participated in the questionnaire, and specifically, the governments and local government officials participating in the decision-making process, academic researchers who derive and interpret scientific results, and general citizens participated in the decision-making process. Most of the survey participants consisted of experts with over 10 years of experience in climate change adaptation management. Since different priority results can be generated for each group using TOPSIS, the method provides flexible priority, not one best priority. This method will allow decision-makers to expand their choices not only at the national level but also at the local level by adjusting the settings to suit the region. Priority results were presented for the 21 adaptation options derived for the water management sector, and the results are interpreted as relative closeness values. This study confirmed that selecting priorities in the adaptation requires a prioritizing method that can function flexibly according to the needs of decision makers. It also suggested how assessment indicators should be constructed appropriate for climate change adaptation and evaluation of adaptation options. From within-sector adaptation to external effects of climate change, indicators have been constructed to reflect how urgent it is in terms of policy feasibility. As a result of the survey, the priority of drought strategies such as Industrial, agricultural water demand management, Groundwater resource management, and Expansion of sewage reuse was high in the water management sector, followed by flood and water ecosystem strategies such as Build flood safety system at development stage and Water safety plan. While the results produced are only an example, the reliability and validity of the process can be improved by referring to these results in the decision-making process. It can be helpful in the planning process in that uncertain information can be assessed with limited resources, and the consistency of the process can be provided, and it can be used as a more useful way to link weighting methods with scientific data, such as impact assessment results in the future.

기후변화 적응계획의 수립 시에는 기후변화 영향 또는 취약성에 대한 종합 분석 결과에 따라 각 부문의 정책 우선순위를 설정해야 한다. 기후변화에 대한 불확실성, 그리고 서로 다른 이해관계로 인하여 우선순위를 결정하는 것은 쉽지 않은 작업이다. 더하여 기후변화 적응에 사용되기 위한 의사결정 방식은 이해관계자의 구성 변화 혹은 정책 변경에 유연하게 대처할 수 있어야 한다. 한편, 다기준 의사결정 방법론(Multi-criteria decision-making; MCDM)은 여러 측면에서 대상을 평가하고 서로 다른 성격의 지표를 통해서 평가 대상을 구별하는 데에 사용된다. MCDM의 하나인 이상 해(解) 유사성 선호 기법(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution; TOPSIS)은 가상의 최적 대안과의 근접도를 평가한다. 이는 개별 응답자의 개인 특성이 반영되면서도 순위 반전 문제를 피할 수 있으며, 대안 간의 차이와 유사성을 판단할 수 있어 기후 적응 분야에서 유용하게 사용될 수 있다. 본 연구에서는 지방자치단체와 시민단체를 포함한 전문가 집단이 거버넌스를 구성하였으며, 이들의 설문 응답을 통해 신뢰할 수 있는 적응정책 우선순위를 도출하였다. TOPSIS를 사용하여 거버넌스의 각 그룹에서 서로 다른 우선순위 결과가 생성되며, 이 방법은 하나의 최선 해(解)를 제공하는 것이 아니라 여러 대안의 우선순위 옵션을 제시한다. 본 연구를 통해 의사결정자는 지역 조건에 맞는 설정이 가능하며, 국가 수준에서의 우선순위만 아니라 지역 수준에서도 선택 가능한 영역으로 확장될 수 있다. 물관리 부문에 대해서 도출된 21개의 적응 옵션에 대해서 우선순위를 도출하였으며, 결과값은 상대적인 closeness 값으로 도출된다. 본 연구에서, 적응 분야에서 우선순위를 선정하는 데에는 의사결정자의 요구에 따라 탄력적으로 기능할 수 있는 우선순위 선정 방법이 필요하다는 점을 확인하였다. 그리고 기후변화 적응과 적응옵션 평가에 적합한 평가지표를 어떻게 구성해야 하는지를 제시하였다. 작게는 부문 내 적응에서부터 기후변화 외적인 효과까지 고려해야 하며, 정책타당성 측면에서 얼마나 시급한지도 반영할 수 있는 지표를 구성하였다. 설문지 조사에 따른 우선순위 도출 결과 물관리 부문에서는 산업/농업 수자원 수요 관리, 지하수자원관리, 하수 재이용 확대 등 가뭄정책의 우선순위가 높게 나타났으며, 침수안전 확보 체계 구축, 물 안전 계획 등의 홍수와 수생태계 정책이 그 뒤를 따랐다. 도출된 결과는 하나의 예시일 뿐이지만, 의사결정 과정에서 이러한 결과를 참고하여 과정의 신뢰성과 타당성을 향상시킬 수 있다. 자원이 제한되어 있는 상태에서 불확실한 정보를 평가할 수 있고, 그 과정의 정합성을 제공할 수 있다는 점에서 계획 과정에서 도움이 될 수 있으며, 향후 가중치 부여 방식 등을 영향평가 결과 등 과학적 데이터와 연계한다면 더욱 유용한 방법으로 활용될 수 있다.