강우 유형에 따른 저영향개발 기법별 물수지 분석

도시화로 인하여 자연적인 물순환이 파괴되었고 이는 도시 홍수 등의 문제를 야기하였다. 이를 해결하기 위해, 개발 이전의 상태로 물순환을 회복하는 것을 목표로 하는 저영향개발(Low Impact Development, LID) 기법이 대두되었다. 기존의 LID관련 연구는 주로 유출 저감 효과에 집중되어 있었으며 강우 유형에 따른 LID 기법별 효과에 관한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구는 수문 모의를 통하여 LID 의 물수지 개선 효과를 강우 및 공간 유형별로 정량적으로 평가하는 것을 목표로 하였다. 경기도 하남의택지개발지구의 한 블록을 연구 대상지로 하여, 개별 LID시설의 모의가 가능한 STORM모형을 사용하였다. 강우 유형은 강우 강도에 따라서 두 가지로 구분하였으며 모의한 LID시설은 옥상녹화, 투수성 포장, 식생수로에 한하였다. 연구 결과 LID의 물수지 개선은 극한 강우 사상보다 낮은 강우강도의 강우에 더 효과적이며 기법별로는 낮은 강우강도일 때에는 투수포장, 높은 강우강도일 때에는 생태수로가 가장 낮은유출률과 높은 침투율을 나타냈다. 본 연구 결과는 향후 물순환을 고려한 공간 계획 시 참고자료로 활용될 수 있을 것이다. 도시지역에서 자연적 물순환의 훼손을 최소화하기위한 공간 계획 시 LID도입을 고려할 경우, 다양한 강우 특성 및 LID기법 유형에 따라서 대상지의 물수지 변동은 다르게 나타날 수 있으므로 이 두 가지를 고려한 물수지 분석이 선행되어야 효과적인 LID계획이 가능하다. 본 연구는 LID의 효과적인 적용을 위하여 대상지의 현황 시나리오별로 STORM모형을 활용한 수문 모의를 통하여 강우 유형에 따른 물수지를 분석하였고 옥상녹화, 투수포장, 생태수로의 LID 시설을 비롯하여 대상지의 토지이용을 반영하여 물수지를 분석하였다. 이를 통하여 개발로 인한 자연적물순환의 훼손을 완화하고 개발 이전의 상태로의 회복을 돕기 위한 LID의 효과적인 적용 방안을 고찰하였다. 강우 유형에 따른 물수지 분석 결과 LID는 높은 강우강도를 지닌 극한 강우 사상보다는 비교적 낮은 강우강도를 나타내는 평상시 강우 사상에 물수지 개선효과가 있는 것으로 모의되었으나 첨두유출량 저감정도는 고강도의 강우사상에서 더 큰 것으로 나타났다. LID도입 전의 상황에도 대상지에는 일정 면적의 자연지반 및 투수면의 도입이 예정되어 있으므로 LID도입으로 인한 유출지연 효과는 두드러지게 나타나지 않았다. 본 연구에 적용된 LID기법은 대상지의상황을 고려하여 옥상녹화, 투수성 포장, 식생수로의3가지로 한하였으며 기법별 분석 결과 유출 저감 및 침투 증진 물수지 개선에 가장 효과가 있는 것은 저강도 강우사상에서는 투수포장, 고강도 강우사상에서는 생태수로로 나타났다. 본 연구에서 적용한 투수포장의 경우 다른 두 가지 LID기법에 비하여 투수율이 큰 것이 낮은 유출량의 주요한 원인으로 나타났으며 따라서 즉각적인 침투 및 배수가 이루어질 수 있는 적지에 배치되어야 한다. 식생수로의 경우 다른 두 가지 LID기법과 비교하여 저류 용량이 크기 때문에 우수 저류 기능이 잘 이루어질 수 있는 곳에 계획하는 것이 개발지의 물수지 개선에 도움을 줄 것으로 판단된다. 본 연구는 수문 모형을 사용하여 강우 유형을 고려하여 옥상녹화, 투수성 포장, 식생수로의 세 가지 LID기법별로 물수지를 분석한 결과로부터 그 적용방안을 고찰하였다. 본 연구의 모의 결과는 대상지의 실제적인 계획 도면을 근거자료로 하고 있으므로 향후 대상지의 공간 계획에서 LID도입을 통한 물순환개선을 고려할 때에 참고자료로 활용될 수 있을 것이다. 하지만 본 연구는 수문 모의를 하는 데에 있어 관측값을 토대로 한 모의 결과의 검정이 부족한 한계점을 가지고 있다. 특히 증발량 모의의 경우 식생 관련변수가 중요하게 다뤄질 수 있다. 본 연구의 수문 시뮬레이션 상에서는 많은 가정이 존재하는데 이는 향후 후속 연구에서 대상지에서의 관측값을 근거로 하여 매개변수의 보정 및 모의 결과의 검증을 통해 연구 결과의 불확실성을 줄일 수 있을 것이다.