低衝擊開發(LID)與雨水貯集滯洪設施相關研究

近年來全球氣候變遷導致極端降雨現象發生頻繁，在全台各地屢次造成地區 性的淹水災害，由於極端氣候現象有愈來愈頻仍之趨勢，如 2001 年潭美颱風造 成高雄市大淹水、2008 年卡玫基颱風、2009 年莫拉克颱風及 2010 年凡那比颱風，

降雨量動輒超過數十年或百年一遇的暴雨量，已超過都市下水道排洪設計 5 年 一次暴雨頻率標準，導致都市地區經常發生嚴重淹水現象。由於都市地區人口密 集、發展快速，增加不透水面積，也相對增加洪峰流量，嚴重衝擊都市環境，受 災的機率亦大幅提升，在氣候變遷與人為開發的雙重作用下，極端水文事件已成 為經常會發生的常態現象。

壹、都市地區 LID 減洪效益相關研究

「低衝擊開發運用在高都市化地區的減洪效益－以新北市中永和地區為例」

藉由低衝擊開發(Low Impact Development，LID)技術，包含植生草溝、雨水貯留 桶、透水鋪面、生態蓄流池及雨水花園等，以分散式設施改善土地利用狀況，維 持 開 發 前 水 文 條 件 狀 況 ， 分 析 方 法 串 聯 暴 雨 逕 流 管 理 模 式 (Storm Water Management Model，簡稱 SWMM)與二維淹水模式，模擬各水文事件之地表逕流 量、超量溢流量、洪峰流量、洪峰發生時間以及淹水面積，評估 LID 對於都市 排水防洪之效益。研究發現，LID 設施取代不透水面積比率越大，控制地表逕流 量產生的效果越好，且由於土地對於洪水有一定容受度，LID 最大的減洪效率為 60% (徐硯庭 2014 年)。

「都市低衝擊開發設施最佳化配置研究─以臺北市民生社區為例」針對透水 鋪面、生態滯留單元、滲透側溝、雨水桶、植生溝、綠屋頂和樹箱等七類之配置 面積及數量為決策變數，採啟發式演算法中的模擬退火法(Simulated Annealing, SA)與暴雨管理模式(Storm Water Management Model, SWMM)模擬，考量整體效 益成本分析建立一都市區域低衝擊開發設施最佳化配置優選模式。以臺北市民生

地區配置面積應以綠屋頂和生態滯留單元為主，雨水桶與透水鋪面為輔。而滲透 側溝和植生溝因其功用以輸水為主，減洪效益較不彰顯，故於都市地區考量減洪 效益配置時較不建議使用。此外，住宅區以綠屋頂、雨水桶和生態滯留單元配置 比例較高，道路以透水鋪面配置比例較高，而綠地主要為生態滯留單元 (黃耀賢 2015 年)。

「低衝擊開發設施減少洪峰流量之效果：以南投竹山(含延平地區)都市計畫 區為例」旨在探討低衝擊開發設施應用於都市計畫區之效益。以南投縣竹山(含 延平地區)都市計畫區為研究範圍，運用美國環保署(EPA)開發的暴雨逕流管理模 式(Storm Water Management Model，SWMM) 內建的 7 種 LID 設施，依照營建署 編撰之「水環境低衝擊開發設施操作手冊」內各項 LID 設施之變數建議，分別 進行三種洪水頻率的 24 小時模擬，探討在不同降雨頻率下探討都市土地導入 LID 後對於減少地表洪峰流量之效益。研究顯示 LID 設施在 2 年及 5 年的低降雨頻 率所模擬的洪峰流量有削減成效；而模擬 10 年降雨頻率的結果顯示，洪峰流量 不僅沒有減少，反而還增加洪峰流量，顯示出低衝擊開發設施並不適用高降雨頻 率之地區。研究建議在目前強降雨的型態下若要全面推廣 LID 設施，必須選定 適宜的地點，且須進一步建置低衝擊開發設施的管理模式，同時修訂易淹水潛勢 地區公共設施多目標使用規定，搭配其他的滯洪設施，才能有效的削減洪峰流量，

達到與洪水共存的目的 (洪鈺翔 2016 年)。

「低衝擊開發於降低都市淹水之效率」針對大尺度二維地表淹水情形探討分 析 LID 對都市逕流量之改善，研究模擬結果發現低衝擊開發可減輕都市排水系 統出流量外，對小於十年重現期距之降雨事件均有效改善地表淹水情形 (高思 2014 年)。

「都市雨水貯集滯洪設施容量差別應用效益分析」利用臺中市劉厝排水資料，

以 SWMM（Storm Water Management Model）的幹線輸水模組（EXTRAN Module）

建立下水道和市街流兩個圖層，沿道路設置人孔，並在人孔處設置雙向銳緣堰，

作為雙層排水系統根據水面高程交換流量的控制機制，模擬檢討不同設施和設計 容量，在減少逕流量和淹水的效益。模擬分析顯示，若為短延時、低重現期降雨

可以同時削減總逕流量和洪峰流量；若為長延時降雨事件，設置雨水貯集滯洪設 施的效益較佳 (黃悅瑩 2015 年)。

本所「極端降雨造成都市洪災影響評估數值模式之研究」模擬新北市永和地 區在極端降雨下可能造成的淹水災情，與現有之淹水潛勢圖相比較，探討極端降 雨情境下可行的減災方案。研究發現，高度開發的都市地區在無法進行大規模水 利工程防災建設之前提下，建議使用滯洪池與綠建築等方式減少極端降雨時發生 的淹水災情 (蔡綽芳、范佳銘 2013 年)。

本所「氣候變遷下都市地區滯洪空間之規劃」鑑於國內現行規劃滯洪空間的 方式，大部分均透過都市計畫土地使用分區的調整來增加滯洪池，且規模均較大，

惟私有土地徵收費用高，若需經由變更過多土地使用分區為公共設施用地或滯洪 空間，將大幅提高政府財政負擔。因此，提出都市地區滯洪空間之四大策略，分 別為使用公共設施、利用法定空地、建築物增加雨水貯留設施或採綠建築設計以 及透過土地使用分區變更，來增加都市地區的滯洪空間。研究建議以設置滯洪空 間為主，增加入滲面積為輔，進行都市淹水情形之改善規劃 (宋長虹 2012 年)。

貳、建築基地尺度之減洪技術研究

「不同建築基地配置對雨洪削減之影響評估」結合台灣屋頂綠化相關研究之 降雨、逕流、蒸發散實驗推導值建立逕流計算方法，評估特定氣候條件下建築基 地雨洪管理策略配置對逕流削減之影響。運用屋頂綠化與自然排水策略，設計包 含基地現況之四種排水配置方案，模擬在台北市三種建蔽率基地降雨逕流削減情 形。結果顯示不論是高建蔽率或低建蔽率基地，若利用自然排水，再結合建物屋 頂施作屋頂綠化作為半透水之綠化空間成效良好。其中高建蔽率基地，由於有較 高比例之屋頂面積，運用屋頂綠化策略時有特別顯著的效果。低建蔽率基地含有 較多綠地作為自然排水空間，運用在降低洪峰成效良好 (吳豪哲 2011 年)。

「既有建築物筏式基礎防洪效益評估－以台北市為例」利用線性規劃建立防 洪評估模式，依單一街廓範圍、區段範圍、全區範圍分別試算不同條件下之洪峰 削減率及筏式基礎使用率，評估既有建築物筏式基礎對於台北市之防洪效益。經

對於都市排水系統可產生很大的效益。(2)線性規劃防洪評估模式適用於各地區。

(3)筏式基礎使用率及集雨區洪峰削減率以街廓屋頂集雨方式為最低，全區基地 集雨方式為最高。(4) 防洪效益等級評估可依不同地區之防洪需求劃定區域範圍 (姚汾涼 2007 年)。

本所「利用社區或基地開發都市雨洪綜合管理策略」思考運用社區及建築基 地做為都市「總合治水」雨洪管理策略，在集水區中利用開放空間、建築物等廣 設置小型滯洪池，藉由滯洪池大量蓄水以滲透、調節流量並降低洪峰流量。此總 合治水方式相當於都市中有許多「微水庫」，除了雨洪管理之外，還可兼具生態 教育、保育、觀光遊憩，亦可形成生態景觀公園以增加生態機能，減少都市開發 造成之負面水環境衝擊。有別於河川流域尺度，該研究針對社區及建築基地等較 小尺度之小型滯洪池，提出減洪計算理論與選址原則，規劃設計目標可分別為「零 排放（直接削減 5 年頻率暴雨量）」、「零增量（削減 5 年頻率暴雨增加量）」

及「區域減洪(減輕下游排洪系統負擔)」，提出不同土地利用下之設施適宜性評 估參考表，建議規劃時可依據現地狀況，按各設施之類型，考量「設置區域滲透 區域與不滲透區域比例」、「地表土壤組成概況」、「地表下土壤組成概況」、

「地表坡度」、「地表覆蓋及植生狀況」及「土地使用概況」等項目進行篩選，

再針對設置區域進行可行性評估後，選擇適合之小型滯洪池進行設計，以完成社 區或基地開發雨洪綜合管理策略 (陳瑞鈴、蔡燿隆 2010 年)。

本所「社區及建築基地減洪技術與防洪強化措施之研究」參考歐美低衝擊開 發技術、暴雨管理及日本減洪技術，整合國內既有研究成果與現行技術規範，將 減洪技術分為雨水貯集型減洪設計、雨水入滲型減洪設計以及貯集（可入滲）型 減洪設計，彙整提出「社區及建築基地減洪技術及防洪強化措施技術參考手冊」

之基本架構與初步內容。該研究指出，為了達到社區或建築基地減洪的效果，必 需利用現有公園、學校、廣場、運動場、空地等公用或開放空間，設置減洪設施，

延緩地表逕流排出時間、減低洪峰流量，提高都市防災能力，同時建議可依淹水 潛勢區進行不同的防治措施，如非淹水區域可採用「貯留」和「入滲」技術，若 為易淹水區域（需擇適當之貯留設施）則可設置減洪設施，將防洪概念納入新建

建築物的設計中，或提高既有建築本身的防洪程度，以利於洪患來臨時有所應變 措施 (陳建忠、廖朝軒 2011 年)。

本所「社區及建築基地減洪防洪規劃手冊研編」彙整國內外社區及建築基地 減洪技術與相關防洪措施及計算模式等資料，包括：案例、研究報告、技術手冊 或規範、計算模式等，針對不同淹水潛勢等重要影響因素，建構國內社區及建築 基地減洪措施選擇方式及配置設計（包括適用範圍、基本規劃配置示意圖等），

本所「社區及建築基地減洪防洪規劃手冊研編」彙整國內外社區及建築基地 減洪技術與相關防洪措施及計算模式等資料，包括：案例、研究報告、技術手冊 或規範、計算模式等，針對不同淹水潛勢等重要影響因素，建構國內社區及建築 基地減洪措施選擇方式及配置設計（包括適用範圍、基本規劃配置示意圖等），