建築物雨水貯集滯洪設施減洪成效分析原理

本章節嘗試探討比較在不同設計條件對貯集滯洪量之影響，主要參考「社區 及建築基地減洪防洪規劃手冊」所提出積點成效評估、水文模式成效評估等兩種 評估方式，並應用前期研究所建置之社區及建築基地減洪防洪規劃手冊輔助計算 工具進行建築基地之減洪成效量化分析方法進行研究。

減洪成效分析理論係參考「社區及建築基地減洪防洪規劃手冊」，採用的積 點成效評估與水文模式成效評估方法，謹先就前期研究所建置之「社區及建築基 地減洪防洪規劃手冊輔助計算工具」的功能與分析原理予以說明。

一、社區及建築基地減洪防洪規劃手冊輔助計算工具

社區及建築基地減洪防洪規劃手冊輔助計算功能，包括：

1. 基地保水容量計算 2. 積點成效評估方法 3. 水文成效評估方法 4. 雨水貯集滯洪容量計算

雨水貯集滯洪容量計算流程圖，如圖 3-1 所示。V1 代表依綠建築原設計基 地保水量與雨水貯留利用量，直接計算求得雨水貯集滯洪設計量。

V2 代表依綠建築基地保水與雨水貯留利用系統尺寸，配合雨水下水道系統 採短延時降雨規劃，同時考量雨水貯留利用系統以水資源利用為目的，其滯蓄量 須視豪雨前的排放量而定，故修正基地保水的最大降雨延時，重新計算基地保水 有效保水量與雨水貯留利用系統的有效貯水量，進而求取雨水貯集滯洪設計量。

V3 係針對所求得的雨水貯集滯洪容量 V1(或 V2)，進一步利用「社區及建築 基地減洪防洪規劃手冊」水文模式成效評估，採用「合理化公式」推估計算開發 前、開發後未設減洪設施及設置減洪設施等三種不同情況之逕流量，檢核其是否

能滿足開發前後逕流體積零增量的目標。若設計容量 V1(或 V2)已能滿足，則 V3 等於 V1(或 V2)；若無法滿足，則提高雨水貯集滯洪容量至 V3(大於 V1 或 V2)。

V4 係針對所求得的雨水貯集滯洪容量 V1(或 V2)，進一步利用「社區及建築 基地減洪防洪規劃手冊」積點成效評估，檢核其能否回復到基地開發前的綠地狀 態。若設計容量 V1(或 V2)已能滿足，則 V4 等於 V1(或 V2)；若無法滿足，則提 高雨水貯集滯洪容量至 V4(大於 V1 或 V2)。

圖 3- 1 社區及建築基地減洪防洪規劃手冊輔助計算工具流程圖

（資料來源：社區及建築基地減洪防洪規劃手冊輔助計算工具建置研究）

二、積點成效評估方法

設 施 名 稱 雨水流出抑制點數 備註*

耕地、灌木叢等 草地 利 用 人 工 植 披 的

地貌 0.5 點數/m² -- 擾 動 裸 露

地

已 使 用 機 械 或 人 工 方 式 改 變 原 有 的地貌

0.4 點數/m² --

(資料來源：社區及建築基地減洪防洪規劃手冊)

三、水文成效評估模式

「社區及建築基地減洪防洪規劃手冊」採用「合理化公式」推估計算開發前、

開發後未設減洪設施及設置減洪設施等三種不同情況之逕流量。合理化公式如 下:

Q=0.278×C×I×A………(式 3- 1) 式中： Q：逕流量(cms)、C：逕流係數、I：降雨強度(mm/hr)、A：集水面 積(m²)。

1. 逕流係數 C

逕流係數 C 會因集水區域的土地利用、地被及地質的狀況而不同，與集水 區的土地利用、地被、地質、降雨強度、降雨持續時間等各種條件有關。然而逕 流係數不易決定，為簡化計算，將參照逕流係數和不透水表面率成比例之理論，

並考慮 Horner 逕流數值受先期降雨之影響，從不透水表面率推算求得逕流係數，

其計算公式如下：

C=0.41+0.44×Imp………(式 3- 2) 式中 C：逕流係數； Imp：不透水表面率（0~1），不透水表面率係指房屋、水 泥及柏油路面等不透水表面所覆蓋之百分比，故若僅知區域之不透水表面率，也 可以上式估算逕流係數。本研究即採用不透水表面率推估逕流係數。

2. 集流時間（tc）

集流時間（tc）係指地表逕流自集水區最遠一點處流至控制點所需的時間（或 逕流由集水區最遠處到達減洪設施的所需時間）。集流時間與集水區形狀、坡度、

降雨強度有關，且集流時間會因降雨強度增大而縮短，因此集流時間不容易估計。

集流時間一般採 5 分鐘或 10 分鐘，參考「社區及建築基地減洪防洪規劃手冊」

採用 tc 採用 5 分鐘。

3. 降雨強度

合理化公式中降雨強度之決定，是在設計暴雨延時等於集流時間之前提下，

利用降雨強度-延時-頻率（IDF）曲線或 Horner 公式求出，目前營建署「水土保 持技術規範」或由經濟部水資源局的「水文設計應用手冊」中之降雨深度等值線 圖，直接對照基地位置獲得。本研究採一般常用的 Horner 公式來計算降雨強度，

其公式如式 3-3：

b)c

(t I a

 

………(式 3- 3) 式中，I：平均降雨強度(mm/hr) ；t：降雨延時(min)，採 60 分鐘或 90 分鐘；a、

b、c 為 Horner 係數。尖峰降雨強度採集流時間 5 分鐘計算。

營建署「雨水下水道系統規劃原則檢討」已收錄台灣地區各都市計畫地區雨 水下水道 Horner 降雨深度公式(詳如附錄四)。

4. 逕流貯留容量

合理化公式之三角形歷線，係將降雨造成之入流歷線和出流歷線簡化為等腰 三角形，歷線之洪峰流量以合理化公式計算，且假設入流歷線到達洪峰流量時間 T 等於集流時間 tc，因歷線為等腰三角形，故入流歷線基期 tb 等於 2tc。如圖 3-2 所示，若 q 及 Qp 分別為開發前與開發後之洪峰流量，tb 為入流歷線基期，假設 逕流零增量，則開發後所需的逕流貯留容量 QVs 計算公式如式 3-4：

QVs = 0.5(Q－q) × tb………(式 3- 4)

圖 3- 2 三角形逕流歷線示意圖

（資料來源： 社區及建築基地減洪防洪規劃手冊）