第二章 文獻回顧
2.2 低衝擊開發設施
在概念上低衝擊開發(Low Impact Development,LID) 與基地保水的定義有多 處相似。低衝擊開發同樣是以分散式、小規模的就源處理設計，通過滲透、過濾、
貯存、蒸發及延遲逕流等工程設計並結合都市土地規劃、景觀等面向，以達成改 善水質、減少暴雨逕流量之目標。
低衝擊開發一詞是由美國馬里蘭州喬治王子縣(Prince George’s Country)與美 國環境保護署率(U.S.EPA)在 1990 年代，率先提出。主要原則如下：
8.支持法規彈性，以促進「智能成長」(smart growth)的原則下，允許創新 的工程和場地規劃。
9.鼓勵以當前暴雨措施和調適策略的經濟、環境和技術可行性和適用性逕行 辯論。
現今LID 也被用於避免，如逕流率和逕流量增加，滲透減少，地下水補注和 基流減少以及溪流，河流和淺層地下水水質惡化等都市化問題(Ahiablame et al., 2012; USGS, 1999)。
依照2010 年美國環境保護局(United States Environmental Protection Agency , EPA) 之「低衝擊開發手冊」，低衝擊開發技術可分為四類，分別是生物滯留槽(如 窪地、雨花園等)、透水鋪面、(雨水)貯留/ 回收系統，以及綠屋頂。根據內政部
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營建署水環境低衝擊開發設施操作手冊較常見的 LID 設施分別有綠屋頂(Green roof)、透水鋪面(Permeable Pavements)、生態滯留單元(Bioretention Cell)、樹箱過 濾設施(Tree Box Filters)、植生溝(Grass Swales)、雨水桶(Rain Barrels)、滲透側溝 (Infiltration Gutter)及滲透陰井(Infiltration Well)等 (內政部營建署，2015) 。以下 列舉幾項常見之LID 設計：
1. 透水鋪面設計
人為活動的地面構造，可以區分為表層與基層。「透水鋪面」，就是表層及基 層均具有良好透水性能，目前常見的透水鋪面形式有可分為塊狀透水性鋪面與整 體性透水鋪面。
由於透水性鋪面之強度較一般道路或排水性路面低，故適合用於荷重條件較 溫和（低、小、輕）的行人步道、自行車道、廣場或公園等開放空間；在適當維 護下，亦可設置於停車場及低交通量的道路。臺灣由於人行道寬度較不足，比起 其他 LID 設施，更適合施作透水性鋪面(內政部營建署，2015)。 透水性鋪面發 展30 幾年來，由於透水率與耐用性無法兼顧，發展進程緩慢，目前基本上以低 交通量道路及人行道使用透水性鋪面，重交通量道路使用排水性鋪面，來因應技 術及材料強度上限制。(陳瑞文，2006)
圖2-4 塊狀透水性鋪面（內政部營建署，2012）
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2. 雨水桶
屬於小型雨水貯集系統，主要收集並貯留來自屋頂之雨水逕流。通常位 於地面上，其貯留水量可供花園灌溉或沖廁等外部使用。雨水桶可設置在住 宅區、商業區、公共地區或工業區，尤其適用於地價高、土壤入滲能力低或 是沒有開放空間可以設置其它入滲設施之地區，例如：高度都市化地區，高 密度住宅開發區 (內政部營建署，2015) 。
圖2-5 雨水回收桶種類示意圖 (https://www.newsmarket.com.tw/blog/26272/) 3. 綠屋頂
綠屋頂一般是指具有植物及土壤覆蓋的屋頂系統，其效益有：改善淨化 水質、利用生長介質及貯水區貯存雨水並透過植物蒸散排去（多餘雨水透過 暗渠或溢流口經由建物排水系統排除）、增進能源效率、建物隔熱、延長屋 頂結構壽命、降低都市熱島效應、景觀營造和生物多樣性等，而效益成果取 決於植物選擇、土壤成份和深度、屋頂的方向和坡度、天氣模式和維護計畫 等因素(水環境低衝擊開發操作手冊，2015)。
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其組成主要分為四個項目，由上到下分別為：植栽層、介質層、排水層 與攔根層(如圖 2-6 所示)，綠屋頂根據其植栽種類與介質層厚度可以分為主 要三類，粗放型(extensive)與精養型(intensive)，而或以介於兩者之間的半精 養型 (semi-intensive)(水環境低衝擊開發操作手冊，2015)，如下表 2-2 所示。
圖2-6 綠屋頂組成結構剖面示意圖 (Rabe，2013)
粗放型的綠屋頂，其介質層生度較淺(<50~200mm)、重量較輕(＜
50~220𝑘𝑔 𝑚⁄ 2)，植栽種類以草本植物為主，多數不需頻繁的維護及配置灌 溉系統，建造費用相對便宜，通常不會被設計成提供公眾觀賞的型態，屬 低維護需求且有效率的暴雨管理系統 (陳啟鳳，2016；水環境低衝擊開發 操作手冊，2015)，本研究使用及文獻回顧的重點皆以此型態綠屋頂為主。
12 (<50~200 mm) 重量較輕(<50~220
降低能耗(Lanham,2007; Liu,2003; Sailor,2008；Kumar et al., 2005; Perez et al., 2011)、
減緩都市熱島效應(Cox ,2010；Oberndorfer et al.,2007; Takebayashi et al.,2007;
Santamouris ,2012)、減低空氣汙染(Zhang,2003; Currie,2005; Sarrat,2006)、增進水 資 源 的 管 理 (Chen,2013; Chan and Chow,2013; Berndtsson,2010; Hathaway et al.,2008; DeNardo et al.,2005; Fioretti et al.,2010; Vijayaraghavan et al.,2012)、隔絕 噪音(Renterghem et al.,2011; Connelly et al.,2011)、生態保護與景觀美化(Dunnett et al.,2008; Umberto Berardi，2014)。綠屋頂之所以能影響逕流與洪峰流量的原因，
在於綠屋頂其表層的植栽與介質層將水儲存於其中，透過植栽及介質層窪蓄與入
13 的儲水容量(Berghage et al., 2007; Voyage et al., 2010) ，根據 Bengtsson 的研究逕 流量的削減主要是與田間含水量與綠屋頂的初始儲存量有關，當降雨(Bengtsson et al., 2005)。此外 DeNardo 和 VanWoert 等人研究表明粗放型的綠屋頂最多可以 減少60%的總逕流量(DeNardo et al.2005; VanWoert et al., 2005)。在其他研究中也 指出其逕流減少效益較低也在25%~50%之間(DeNardo et al.2003; VanWoert et al., 2005; Fioretti et al., 2010) 。降雨事件中的降雨量也主導著綠屋頂涵養水分的能 力，且其隨著降雨量成反比的關係，在小規模的降雨下(降水量<25.4mm)綠屋頂 涵養水份百分比達到 88%，在中等規模的降雨下(25.4mm ~76.2mm)含水量也有 約54%，當大雨事件下(>76.2mm)則有 48%的涵養能力(Carter et al., 2006)。
在各種LID 的技術當中，綠屋頂富含景觀與生態營造綠色植物的生長空間，
其額外土地成本也得以減輕，降低了在都市地區使用的負擔，綜合其對於都市於 水逕流的效益，因此本研究將以綠屋頂作為LID 設施的代表，做為後續評估的主 要對象。
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Autixier et al.(2014) 評估雨水花園削減進入排水網路水量與合流汙水道的水 量，結果發現在設置21%的與花園後，集水區總逕流削減 量最多可到19.4%，洪峰最多可削減 56%。