급격한 도시화로 인해 불투수면적이 크게 증가하면서 자연 침투 감소와 강우 유출량 증가가 발생하여 도시 홍수 위험이 심화되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 식물재배화분 시스템을 포함한 저영향 개발(Low Impact Development, LID) 기법이 도입되어 도시 물 관리 개선을 도모하고 있다. 본 연구는 다양한 강우 조건에서 식물재배화분 기반 LID 시설의 강우 유출 저감 효과를 평가하고 도시 홍수 완화를 위한 최적 설계 방향을 도출하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 수원시 레인시티(Rain city) 사업의 일환으로 설치된 식물재배화분을 대상으로 현장 실험 및 수문 모델링을 수행하였다. 자연 강우 및 인공 강우 실험을 통해 유출 저감율, 침투율, 첨두 유출량 저감율을 측정하였으며, Storm Water Management Model(SWMM) 시뮬레이션을 활용하여 연간 유출 저감 효과를 평가하였다. 연구 결과 12mm 이하의 강우에서는 유출이 발생하지 않았으며, 17.7mm 의 강우에서는 일부 유출이 확인되었다. **최대 강우 강도 75mm/h 조건에서 L5.0 식물재배화분의 유출 저감율은 42.9%, 첨두 유출량 저감율은 23%**로 나타났다. 또한 SWMM 모델 분석 결과 **L5.0 식물재배화분의 연간 유출 저감율은 2019년(강우량 915.8mm) 86.3%, 2020년(강우량 1,635.5mm) 75.5%**로 분석되었으며, **L2.5 식물재배화분의 유출 저감율은 각각 61.7%, 51.6%**로 나타났 다. 이러한 결과는 식물재배화분 기반 LID 시설이 도시 강우 유출 저감에 효과적인 역할을 수행할 수 있음을 시사하지만 강우량이 증가할수록 성능이 저하되는 경향이 있음을 보여준다. 따라서 보 다 효과적인 도시 물순환 관리를 위해 식물재배화분 설계를 최적화하고, 다층적 유출 저감 전략을 통합하는 추가 연구가 필요하다.