實驗座台改善與設計

其中

DP_DB：排水板出流水比例；及 PP：降雨量。

圖 3.4 排水板

3.5 實驗座台改善與設計

在屋頂建立綠屋頂實場進行實驗，雖是一個可行方式，但不易針對不

座台進行截水能力研究，然而由於介質頗重，不易經常更換，故本研究設 計一 30cm*30cm 小型實驗座台，以更有效率完成不同因子之截水詴驗。以 下針對李(99 年)所建置實驗座台之缺點及改善、小型實驗座台建置及與既 有座台截水情況比對及降雨模擬器一一說明之。

1. 既有實驗座台缺點及改善

由於經費有限，設備不足，之前座台沒有足夠土壤含水率監測儀器 (TDR)，分層監測介質中不同深度與空間分佈之含水情況，導致監測結果 之代表性可能不佳，目前已取得更多儀器，進行介質分層及空間分佈含水 率監測實驗，以更準確掌握綠屋頂截水情況。李(99 年)亦設計了以珍珠板 組成之 90cm *90cm 培養箱，如圖 3.5 所示，目的是為了於實驗期間同時培 養其他介質厚度之植栽，於一種介質厚度實驗結束後方便直接更換下一種 介質厚度進行實驗，但由於實驗座台有高度，介質亦重，故更換介質時相 當費力，亦不易在有限之研究期間取得足夠量之數據，故本研究設計 30cm x 30cm 小型實驗座台及將 90cm*90cm 培養箱修改成 9 格 30cm*30cm 之培 養箱，如圖 3.6 所示，以利更有效率進行截水實驗。

圖 3.5 90cm *90cm 培養箱

圖 3.6 30cm *30cm 培養箱 2. 小型實驗座台建置及與既有座台比對

本研究設計一個 30cm*30cm 之小型實驗座台，此大小主要是配合常用 之排水板大小設計，如圖 3.4 所示。由於土壤含水率監測探針(TDR EC-5)，

周圍半徑 3cm 內如有金屬，會干擾監測值之準確性，故此小型實驗座台主 要將改為以壓克力材質製作。設計圖及實際樣式如圖 3.7 及圖 3.8 所示，

其下以角鋼架設支撐，利用降雨模擬器模擬降雨，並以水桶接表面逕流及 滲漏水，水桶置於電子秤上，同步監測水量隨時間之變化，而可移動板將 依據不同介質深度實驗更換。

由於 TDR 探針在既有座台使用時需要挖土才能放入，不甚方便，故 新座台探針將以橫插的方式插入土中測其含水率，故在實驗槽旁打孔以利 探針進入，為了確保不會由孔的位置漏水出來，將利用橡皮圔穿孔使 TDR 之線穿過並堵住座台旁之孔，如圖 3.9 所示。然而此實驗槽較小，其截水 情況不知是否會因縮小而改變，故將與既有座台在天然雨情況下，介質含 水率及出流水變化情況做比較，其結果參照 4.3 節。

20cm

30cm

30cm

ㄒ

水管 5cm 可移動版

滲漏水收集槽 表面逕流水收集槽

TDR插入孔

圖 3.7 小型實驗做台設計圖 (a) (b)

圖 3.8 小型實驗座台(a)小實驗槽體(b)蓋子、可移動板及支撐板

圖 3.9 側插設計

3. 降雨模擬器

本研究雖會監測自然雨，分析綠屋頂截水情形，唯自然雨於研究時間 內數量有限，且一個事件期間時間不一、雨量大小不穩定，故本實驗利用 降雨模擬器搭配小型實驗座台進行實驗，以能有效率及準確地完成截水實 驗及公式驗證。圖 3.10 為降雨模擬器，主要原理是由高壓抽水馬達將水抽 至降雨模擬器頂端特殊設計之噴頭(圖 3.11)，藉由不同噴頭之設計及孔徑 差異產生不同強度之降雨，亦可藉由調整抽水壓力及噴頭與實驗座台間的 高度差來控制降雨強度，而四側的圕膠布主要是將風影響降雨均勻度減至 最低。然而先前初步測詴降雨模擬器，發現均勻性不佳，而經由跟換馬達 後，雖然無法達到 1m*1m 大座台範圍皆均勻，但其所均勻涵蓋範圍符合 30cm*30cm 小座台之範圍，而其均勻性分析結果參照 4.3 節。

圖 3.10 降雨模擬器