第四章 屋頂綠化雨水利用系統規劃
第四節 屋頂綠化雨水貯集系統容量設計方法與步驟
壹、雨水貯集取水模式介紹
取水模式中，由供水率的觀點來看，是以「體積」來作考量，不同的取水模式會對系統 提供不一樣的供水率，模擬系統實際運轉時的取水狀況，有兩種取水模式，其一是先取水後 溢流模式(YBS Model，Yield before spill model)，另一種模式為先溢流後取水模式(YAS Model，Yield after spill model)。
所謂 YAS Model 的取水操作規則可表示為：
, 1
t t
t Min D S
Y (4-19)
t t
tt Min S Q S Y
S1 1 , max (4-20) 而 YBS Model 的取水操作規則可表示為：
, 1
t t
t Min D S
Y (4-21)
1 max
1 Min S Q Y, S
St t t t (4-22) 式中：St1、St1：分別為 t+1 時刻與 t-1 時刻的儲蓄量；Y ：t 時刻的供水量；t Q ：t 時刻t 的入流量；D ：t 時刻的需水量；t Smax：貯水槽最大容量。
兩種不同取水模式會對系統供水造成不同結果，YAS Model 模擬的供水率較小，因為 YAS Model 是先確定是否溢流再取水，所以在前一時刻入流量加蓄水量大於系統貯蓄容量狀況 下，其下一時刻的蓄水量會比 YBS Model 的小，故本計畫選用 YBS Model 作為系統取水操 作模式以提供較好的供水率。
第四節 屋頂綠化雨水貯集系統容量設計方法與步驟
本節針對屋頂綠化雨水貯集容量設計建立方法及步驟進行說明。屋頂綠化結合雨水貯集 系統示意圖如下。當降雨於屋頂綠化產生逕流後，流入地面雨水儲水槽，再抽至屋頂配水槽，
待屋頂綠化需要澆灌用水時供水；並結合自來水補充機制。
圖 4- 4 屋頂綠化雨水系統組成示意圖 (資料來源：本研究整理)
計算理念如下圖所示，橫軸由左至右表示澆灌需水量的大小，當降雨量不足時依照此圖 可得知，當屋頂水塔中之貯集量足夠供應澆灌需水量時，綠化需水量落至Sroof
(屋頂蓄水量) 區塊；當需水量大於屋頂水塔蓄水量但小於屋頂水塔加上地表水槽之蓄水量時，澆灌需水量 落至Sroof Sground
(屋頂水塔加上地面水槽)區塊；最後當需水量大於雨水貯集系統之蓄水量 時，此時需加入自來水(C )補充不足之部分。 W
Sroof Sroof Sground Sroof Sground Cw
圖 4- 5 澆灌用水供給量抉擇示意圖 (資料來源：本研究整理)
本計劃為使雨水貯集供水系統更臻完善，設定取水後加入自來水補充量，預防連續多日 無降雨時之供給需水量，如下圖所示，當屋頂水塔水量高於水塔的三分之一容量時，不需補 充自來水；當屋頂水塔水量低於水塔容量的三分之一時，由地表貯水槽之泵浦運轉將揚水送 至頂樓水塔；最後，屋頂水塔水量不足水塔容量的三分之一且經泵浦後仍不達屋頂水塔容量 的三分之一時，此時自來水將補充至屋頂水塔容量之百分之五十。補充機制在於提高與水使 用量之觀念，即使雨水不足要補助自來水時，也要斟酌不將自來水補充至滿，以預備下次降 雨時可再收集利用，提高系統達到使用最大化的雨水量且補充最小化的自來水量。
圖 4- 6 自來水補充抉擇示意圖 (資料來源：本研究整理)
) min
根據前述之計算概念配合計算影響因子帶入計算後，可得系統之入流量及需求量，再依 照架構及流程模擬後即可完成容量設計，模擬計算注意事項：
1. 本系統中各種模式皆要先設定集雨面積、逕流體積轉換係數、貯集桶最大容量及計算時 間區間等，才可以接續運算。
自來水替代率公式如下：
自來水替代率Rc(%)=
) (
) (
3 3
m m
供水量 雨水利用量
(4-23)
2. 雨水貯集再利用於澆灌時，除了要先設定綠化面積及蒸發散修正係數 K 值外，還要先決 定澆灌啟動機制與否，當降雨量大於作物最低需水量時即可不必澆灌，反之，需要澆灌。
啟動澆灌機制的公式為：
I Imin (4-24) 式中I為累積雨量；Imin為作物最低需水量。