최근 수질 및 수문에 있어 도시화에 미치는 영향을 도시 지역 내 저영향개발 기법을 이용한 저감효율에 관하여 연구가 진행되고 있다. 하지만 저영향개발 기법의 정량적 효율성을 증명할 수 있는 방법이나 기준 설정과 관련한 논문은 전무한 실정이다. 이에 본 연구에서는 수문순환 체계를 재현 및 정량화할 수 있는 강우-유출 시뮬레이터를 개발하였고 실제 투수성 블록에 적용하였다. 이는 일반 블록과의 지표유출 및 중간유출 등 수문순환의 요소에 대하여 정량적으로 산정 및 비교함으로써 기기를 통한 투수성 블록의 효율성 분석을 실시하였다. 본 연구의 결과로 투수성 블록의 경우 강우강도가 크고 지속시간이 길어질수록 지표유출량의 저감효과를 뚜렷이 확인할 수 있었으며, 50 mm/hr의 강우강도로 1시간동안 분사하여도 지표 유출이 전혀 발생하지 않도록 제어할 수 있었다. 그리고 본 연구에서 사용한 기기의 강우검증 과정을 통해 결과의 신뢰성을 높이고 투수성 블록뿐만 아니라 여러 LID 요소 효율성 검증에도 활용할 수 있을 것으로 생각된다. 따라서 본 기기를 활용하여 저영향개발 요소기술별 유출의 저감효과 분석을 위한 효율성 검증의 표준화를 정립하는 기초 연구로 활용할 수 있다.

최근 도시화 및 기후변화에 의한 홍수피해의 증가로 인하여 이에 대응하는 방안으로 저영향개발(LID) 요소기술에 관하여 다양하게 개발이 되고 있다. 하지만 이러한 요소기술에 대한 효율을 검증할 수 있는 표준화된 검증방법 및 기기는 부재한 실정이다. 본 연구에서는 LID 기법에 대한 물순환의 효율성 검증이 가능한 강우-유출 모의장치를 개발하였다. 소유역 내 강우가 균등하게 분사될 수 있도록 강우공간분포실험 및 유입유량-유효우량 관계 실험을 통하여 강우를 검증하고 유입되는 강우와 이로 인해 발생되는 침투 및 지표유출 관계 실험을 실시하였다. 그 결과 노즐의 종류에 따른 적정유량범위와 RPM의 관계를 정리하였으며 강우-유출 모의장치를 이용한 실험을 통해 투수면과 불투수면에서의 강우 시의 수문학적 물순환(지표유출, 중간유출, 침투량)의 관계를 정량적으로 검증하였다.

현재 개발되어있는 저영향개발(LID) 요소 기술들은 산재되어 있으나, 실제 시공에 적용하기 위한 효율성 검증기술 개발은 세계적으로도 미비한 실정이다. LID 효율성 검증기술은 실제로 LID 기술의 실용성, 상업성 및 파급성에 막대한 영향을 줄 수 있다. 이러한 필요성에 따라 선제적인 효율성 실험동 구축을 통한 검증 기술 획득과 시공평가 기술의 선정 전략이 필요하다. 본 연구에서는 저영향개발(LID)기법을 검증할 수 있도록 설계된 Smart LID/NPS Simulator를 이용하여 시료에 따른 수문학적 물수지분석이 가능한지 판단여부를 평가하였다. 실험 방법으로는 2×5(m) 크기의 Runoff Plot 중앙을 구분하였다. Runoff Plot의 한 면에 스펀지를 이용하여 불투수면과 투수면을 구분하였으며, 두 CASE의 강우(10mm/h, 30mm/h)에 각각 1×1×0.1(m) 규격의 스펀지 1단과 2단으로 구분하여 30분간 강우를 모사하였다. 그리고 강우 종료 후 30분간 대기하여 지표유출 및 지하수 유출이 모두 종료 할 때 까지 대기하였다. 각각의 CASE별 결과로 먼저 10mm/h 강우강도에서는 스펀지를 이용한 투수면의 지표유출량이 불투수면보다 지표유출이 59%가량 감소하는 것으로 나타났다. 하지만 강우강도가 4.5배 증가한 45mm/h에서는 불투수면과 투수면에서의 지표 유출은 큰 차이가 나타나지 않았다. 또한 스펀지 2단에서의 지하수 유출량은 1단을 사용한 Case 보다 감소하는 것으로 나타났으며, 스펀지 내 함수량은 증가하는 것으로 나타났다. 향우 본 검증기기를 이용하여 효율성이 높은 LID 기술요소를 개발 할 수 있을 것이라 사료된다.