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第二章 都市化與城鄉水環境

第四節 基地保水貯留及滲透設施之種類

由前面的探討,因開發造成之城鄉水環境問題,大部分皆肇因於 基地保水能力改變所致,上述現象可藉由在基地中以微管理及源流控 制的概念設置基地保水貯留及滲透設施,以減少都市化之衝擊,達到 永續城鄉水環境的目的。

當雨水落於基地形成逕流,在逕流到達排水區(Drainage area)

出口之間,可提供作為雨水貯留及滲透的地點很多,而於逕流的流路

(Flow path)上設置基地保水貯留及滲透設施,可充分發揮逕流滯蓄 的效果,且其工法因使用及設置方式而有多樣的種類,以下就概略介 紹基地保水貯留及滲透設施之分類方式。

一、以逕流調節機制區分

依據保水貯留滲透設施之逕流調節機制,歐、美等國通常把保水 貯留滲透設施概分為滯洪(Detention)、貯留(Retention)與滲透

表2-2 所示。

滯洪設施其調節逕流機能係限定在一定期限內的調節,以其設施 容量暫時儲存上游來水,並以滯洪口控制出流量使水慢慢排去,可延 遲洪水波到達下游時間並削減洪峰流量;一般而言,滯洪設施僅為控 制出流量之水工結構物,在雨停後不久即將池中蓄水完全排除,並無 減少逕流體積的功能。

表 2-2 保水貯留滲透設施之型式與功能一覽表

功能 型式

減少尖 峰流量

減少逕

流體積 入滲 維持河川基

流量 改善水質 縮短高流量 延時

入滲型設施 滯留型設施 滯洪型設施

滯留設施主要是結合現有或人工的池塘、窪地予以儲存部分之洪 水體積,具有減少逕流體積、尖峰流量及延遲洪水波之功效;一般而 言,滯留池之蓄水並不排放至下游,除減洪功能外尚可維持水生生態 系統的穩定性。

入滲設施同時具有入滲、滯留的能力,同時具有減少逕流體積、

降低尖峰流量、水質淨化與地下水涵養的優點,且其大多為小型設 施,可充分配合現場之環境予以規劃設置,即使在高密度的都市區域 仍可充分利用。

滯留及入滲型設施可同時減少逕流體積與尖峰流量,在水質改善 上也頗具功效,因此在進行區域逕流管理規劃時,首先考慮設置此二 型式之設施,但在減少尖峰流量上相對於滯洪設施則需較大之設置容 量(Ferguson, 1995),因此若前述兩種型式之配套設置若仍無法將洪 峰流量減低到預定目標,則需規劃以滯洪為主之滯洪設施,因此藉由 不同型式設施之搭配應用,可同時減少逕流體積與尖峰流量(Liaw, et

al., 2000),而削減了此二因素的影響,流量延時也可得到適當的控 制,而由各設施的特性使得其具有自然生態環境資源改善等附加效 益。

二、以滲透及貯留方式區分

日本則將保水貯留滲透設施概分為滲透、貯留及具有滲透及貯留 的貯留滲透三種型式,並進一步依據其滲透及雨水貯留的方式分為擴 水法、井戶法及原址貯留(On site)及離址貯留(Off site)四種類型。

滲透設施之滲透方式,可概分為使雨水分散入滲的擴水法,即以

「線」及「面」的方式入滲;與直接使用垂直式的輔助滲透設施,使 雨水入滲地表的井戶法,即以「點」的方式入滲(如滲透井);通常 一滲透排水系統常以「點」、「線」及「面」的搭配組合方式以促進設 施之滲透效率,如以滲透陰井作為各滲透設施間連接的節點,可容納 排水過程中之污泥雜物以方便維護及保持通暢。

若以貯留方式區分,可概分為原址貯留及離址貯留;原址貯留與 離址貯留,二者係相對、比較性的分類法。所謂離址貯留是指若降雨 落於地面後,以自然或人工方式先予以收集,然後再輸送至一適當地 點貯存,故其逕流貢獻區域(Contribution area)可能並非貯存地點所 在集水區,而為其鄰近區域;而在降雨區域對該區之雨水收集並貯存 是為原址貯留,原址貯留係將雨水的移動減至到最小並貯留於降雨區 域(現場),即在土地利用計畫中於綠地或各設施中加上貯留現場雨 水的機能,故通常其控制之集水區較小,常位於流域之中、上游。

綜合前面的探討,本計畫將基地保水貯留及滲透設施之型式、種 類及工法歸納如圖2-5 所示,而各工法之概要則歸納如表 2-3 及表 2-4 所示;上述之分類僅為一且在概括、相對上之原則,因為有些貯留滲 透設施並不能很明確的分類,且在實務上保水貯留滲透設施並非拘泥

況許可,貯留設施也可設計成具有入滲之功能。

滲透排水管

表 2-3 入滲設施工法概要

表 2-4 貯留設施工法概要

美 國 環 境 保 護 署 與 美 國 聯 邦 公 路 管 理 局 ( Federal Highway Administrstion)及美國地質調查局(The U.S. Geological Survey)收 集道路暴雨逕流以研究路面逕流污染物對於環境造成的影響,結果顯 示 其 對 於 地 下 水 的 污 染 甚 大 ; 所 以 美 國 環 境 保 護 署 (The U.S.

Enviromental Protection Agency)立法規定對於某些特定工業區和公路 之地表逕流必須先利用貯留及滲透設施予以收集,經過處理後才可排 放以免污染乾淨水體或配合中水道系統回收再利用,對於解決這類雨 水造成地表逕流的污染技術通稱為「土地處理(Land Treatment)」。

德國的柏林則在市區中配合雨水排水道系統廣泛設置滲透設 施,如入滲調節池(Infiltration Basin)及滲透渠(Infiltration Trench)

等,具體降低了暴雨之逕流體積及洪峰流量,也減輕了地表逕流的污 染程度,使得排水系統與水處理系統負荷大為減輕。在鄰國日本,為 解決日益降低的地下水位、水資源缺乏、逕流污染及洪澇問題,除法 令規範設置防災調節池外,更於 1993 年的環境基本法(The Basic Enviromental Law)及 1994 年的國家基本環境計畫(The National Basic Enviromental Plan)規定貯留及滲透設施之利用技術必須對於水文循 環有所助益且必須結合環境、生態保育等環保與親水機能。

經由上述分析,可得知在都市化程度愈高的地區此技術愈被廣泛 的應用;美國亦常於人行道設置透水鋪面,配合生態入滲調節池以減 少都市地表逕流(如圖2-6 所示);圖2-7 及圖 2-8 為日本設置滲透側 溝及地下貯留池之實例;在日本入滲措施是被廣泛設置於都市地區,

圖2-9 為日本設置滲透設施之分佈,其中東京地區設置數目即佔全日 本之 77.5%。

透水鋪面

生態入滲調節池

圖 2-6 美國設置透水鋪面,配合生態入滲調節池之實例

圖 2-7 日本滲透側溝設置實例

公園

礫石入滲層

圖 2-8 日本地下貯留池設置實例 .

政府興建 地自治團體興建 單位:座

資料來源:1. Katsuyoshi, et al.,1993.

2. 本計畫整理。

圖 2-9 日本滲透設施分佈概況