隨著人口湧入都市地區,原有都市計畫內之綠地、農地、池塘 及都市外圍之山坡地,被大量過度開發,造成具保水功能土地的減 少,人工排水系統被廣為設置以取代土地原有之自然涵養蓄滯功 能。但一旦逕流量超過排水系統之宣洩容量,水患因之產生,同時 過多地表逕流所挾帶的污染物質,將使水質惡化進而破壞環境。
雖然地球大部分的面積為水所覆蓋,但海水即約佔百分之九十 七點五,淡水只佔其中的百分之二點五,而淡水又有一大部分是集 中於南北極的冰山,因此全球實際供給人們使用的淡水資源不到總 量的百分之一,且由於人口不斷的增加,與工業化造成的水污染,
使每人實際可用的水源相形更少。
而且受到氣候變化的影響,水資源不只是量少,且無論在時間 或空間上,都呈現不均勻的分佈狀況。從時間上來看,北半球的降 雨主要是集中在每年的 3 月至 10 月,且絕大部分的地區又都集中在 6 月至 9 月。雨季降水通常佔全年降水總量的 70~80﹪,河流水資源 高度集中於夏季,且多屬難以控制利用的洪水。
台灣位處北半球,年平均雨量約為 2,500 公厘,是全球年平均 降雨的 2.7 倍,應屬水資源不於匱乏的國家,但由於台灣地狹人稠,
地形陡峭,河流短促,大部分降雨的水分都迅速奔流入海,且降雨 大都集中於颱風季節,分布極不平均,往往一個颱風即可帶來數百 或近千公厘的降雨,居民不但未蒙其利,卻先受其害。且水庫容量 有限,因此逕流量被攔貯利用者約僅佔年逕流量的百分之十八。所 以,台灣每人每年平均可以分配到的雨量只有全世界平均雨量的六 分之一;因此,台灣實質上是一個水資源匱乏的國家,且名列聯合 國第十六位的缺水國。
依據中央研究院研究顯示,過去 100 年,台灣因受到空氣污染
及熱島效應影響,降雨機率減低,降雨強度卻增加兩成,降雨區也
內以預鑄混凝土和金屬網水泥製造百萬個雨水儲水槽,以加惠當地 的居民;在日本則以統合治水的觀念來充分利用雨水,並減低降雨 帶來的災害。總體來說,雨水貯集系統的設置及利用必須對於水文 循環有所助益,更重要的是必須結合生態保育與親水機能;而在我 國經濟部水利署亦針對國內水源不足地區鼓勵裝設雨水貯集系統及 水質處理設備,並訂出具體獎勵優惠辦法,以雨水貯集供水系統作 為補助性水源,以減輕主要供水水源的壓力。
圖 1-2 都市化造成之水環境影響
資料來源:廖朝軒教授,2003。
目前水資源的經營方式傾向於集中、大型及單目標利用;大型 的水資源系統雖可降低營運與保養的人力與經費;如一旦失控,將 發生如今年夏天桃園、中壢地區一再發生無水可用的窘境。且大型 的水資源工程對環境生態的衝擊亦大,災害發生時亦較嚴重,而且 集中末端處理洪澇的方式亦無法完全去除洪澇之災害。
而小型的水資源工程不僅對生態環境衝擊較小,同時亦可藉由 聯合的操作,可避免因大型水資源系統的損壞而造成的重大損失。
因此兩種水資源系統的撘配使用,才是符合經濟效益與分散風險的 最佳做法。而雨水的貯集、滲透利用即為小型水資源系統的應用典 範。
由於台灣工業化程度日趨加深加廣,工業區不斷的開發設置,
但卻經常面臨水資源短缺的情形,因此加強雨水資源的利用,以提 供各項製程中之替代用水及雜用水,可作為解決水資源不足的替代 方案。而透過適當的雨水資源管理,可降低暴雨帶來的都市型水患、
加強環境綠化及增加地下水補注等,亦可提供親水遊憩場所等附加 功能。
在現今歐美最新的生態防洪對策中,均規定建築及社區基地必 須保有貯留雨水的能力,以吸收部份洪水量,而達到軟性防洪的目 的。所謂「基地保水性能」指的就是「基地涵養雨水並減少地表雨 水逕流量之能力」。亦即當一個基地保水性能愈佳時,基地涵養雨水 的能力就愈好,在降雨時所造成的地表逕流量也會愈少,相對地保 水力愈大。由於建築基地涉及人工開發,故其降水過程與一般集水 區略有不同,因此其地下水涵養機制(保水手法)也略有差異。藉 由提高基地保水性能,一般可達到下列之優點:
1.增加水土保持,促進生物有機存活空間。
2.調節地區微氣候,緩和都市氣候溫暖化。
3.降低公共下水道負擔,減緩都市洪水發生之機率。
4.維持地下水位,防止地層下陷。
第二節 研究方法
完整的水環境系統,應將雨水的「貯留」及「滲透」兩種功能 包含在內,始可充分達到水資源永續的目的。由於早期台灣的都市 發展未作完整妥善的規劃,在進入工業化社會後,快速的經濟發展 和大量的房地產投機炒作,使得都市的發展雜亂無章,高樓大廈任 意聳立,就業人口大量湧入。因此,在原本有限的土地資源上,如 何充分高度有效運用,且不損及水環境系統的循環與利用則益形重 要。
為能將現今歐美最新的生態防洪觀念落實於國內,使得建築及 社區基地均保有貯留、滲透雨水的能力,以吸收部份洪水量,本所 近年來積極推動之「建築基地保水滲透技術」,即藉由「基地保水性 能」來達到降低地表逕流之軟性防洪目的。
本研究透過相關文獻收集、設計參數及工法歸納與實驗研究,
建立相關影響因素及實驗流程;並發展本土滲透陰井容量計算及規 劃方法,作為建立適於台灣應用之滲透陰井設計技術規範,供日後 各公、私相關部門推廣用之依據,以確實達到永續水資源之保育及 利用目的。