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收集雨水、貯留、處理技術要點

第三章 雨水利用之規畫與設計

第四節 收集雨水、貯留、處理技術要點

除 了 在 高 度 空 氣 污 染 地 區 或 都 市 交 通 繁 忙 地 區 , 可 能 在 降 雨 過 程 中 夾 帶 污 染 物 質 而 降 下 , 或 在 高 度 工 業 化 地 區 , 酸 雨 情 況 也 可 能 發 生 之 外 , 一 般 而 言 , 自 然 降 雨 之 雨 水 水 質 乃 是 相 當 乾 淨 之 水 源 。 建 築 物 雨 水 利 用 系 統 , 透 過 簡 單 的 收 集 過 濾 貯 留 , 便 可 以 應 用 在 許 多 方 面 之 用 水 需 要 上 。 例 如 , 不 少 案 例 利 用 建 築 物 之 筏 式 基 礎 設 置 雨 水 貯 留 設 施 , 經 簡 易 過 濾 及 自 然 的 移 動 沈 澱 , 便 可 以 得 到 相 當 良 好 的 水 質 。 另 外 , 私 人 住 家 利 用 屋 頂 收 集 雨 水 , 經 簡 易 過 濾 貯 留 用 於 灑 水 、 澆 灌 、 清 洗 等 案 例 , 在 台 灣 早 期 社 會 便 存 在 許 多 慣 例 與 作 法 , 特 別 是 在 農 村 或 自 來 水 未 充 分 普 及 供 應 的 地 方 。 本 小 節 將 針 對 雨 水 利 用 系 統 的 收 集 、 貯 留 及 相 關 處 理 技 術 要 點 說 明 。  

 

3-4-1 雨 水 處 理 程 度 與 用 途

經 收 集 處 理 過 後 之 雨 水,根 據 案 例 之 經 驗 及 合 理 之 檢 討 , 其 用 途 大 致 上 可 包 括 廁 所 馬 桶 衛 生 器 具 之 沖 洗 、 冷 卻 水 塔 的 補 給 用 水 、 水 景 、 植 栽 澆 灌 、 洗 車 、 灑 水 、 清 洗 戶 外 地 板 、 消 防 用 水 、 清 掃 浴 室 及 室 內 地 板 等 , 必 要 時 也 可 以 作 為 災 難 時 之 緊 急 飲 用 水 。 各 個 用 途 之 用 水 對 於 水 質 各 有 不 同 之 要 求 , 大 抵 以 不 與 人 體 接 觸 之 用 水 對 於 水 質 要 求 較 低 , 其 次 是 與 人 體 可 能 接 觸 之 用 水 , 而 以 飲 用 水 對 水 質 之 要 求 最 高 。 國 內 對 於 飲 用 水 之 水 質 , 有 「 自 來 水 法 」、「 飲 用 水 管 理 條 例 」 及 各 地 方 施 行 細 則 等 之 相 關 法 規 管 制 , 而 其 他 用 途 之 水 質 則 無 明 確 之 強 制 管 理 法 規 。 其 他 用 途 之 水 質 要 求 以 相 關 研 究 報 告 之 建 議 較 多 , 根 據 日 本 方 面 之 文 獻 ﹝ 文 獻 B-6, B-1﹞ , 其 各 地 方 自 治 團 體 或 相 關 組 織 也 有 不 少 針 對 在 利 用 水 之 水 質 建 議 。    

表 3-4-1 雨 水 處 理 對 應 程 序 建 議 表

使 用 問 題 。 如 果 在 雨 水 收 集 區 域 附 近 有 樹 木 或 綠 化 植 栽 , 或 是 有 人 可 能 經 過 或 到 達 的 情 況 , 可 以 簡 單 於 集 雨 管 流 入 貯 留 槽 之 部 位 , 設 置 格 柵 、 濾 網 或 網 籠 , 如 圖 3-4-1 所 示 , 以 阻 止 樹 葉 、 紙 屑 、 垃 圾 等 流 入 , 並 適 度 清 除 即 可 獲 得 相 當 良 好 水 質 之 雨 水 。  

雨 水 貯 留 槽

樹 葉 、 紙 屑 截 留 口 雨 水 流 入

雨 水 流 入

雨 水 貯 留 槽 樹 葉 、 紙 屑 截 留 網 籠 及 清 除 口

 

圖 3-4-1 簡 單 清 除 垃 圾 之 雨 水 貯 留 設 施 例

 

(2)自 然 沈 澱 及 簡 易 沈 砂 處 理 流 程 後 使 用  

集 雨 地 點 可 能 容 易 夾 帶 泥 沙 或 流 入 雜 物 之 情 況 , 如 停 車 場 、 公 共 廣 場 等 , 利 用 簡 易 截 留 、 沈 砂 過 濾 及 沈 澱 , 即 可 導 入 利 用 之 情 況 。 經 收 集 處 理 後 之 雨 水 , 一 般 即 可 應 用 於 廁 所 馬 桶 衛 生 器 具 之 沖 洗 、 冷 卻 水 塔 的 補 給 用 水 、 水 景 、 植 栽 澆 灌 、 洗 車 、 灑 水 、 清 洗 戶 外 地 板 、 消 防 用 水 等 用 途 之 用 水 。 此 處 理 程 序 基 本 上 操 作 簡 單 且 工 程 成 本 低 , 雨 水 利 用 範 圍 也 廣 泛,為 相 當 經 濟 之 雨 水 利 用 處 理 方 式,採 用 之 案 例 也 最 多 , 簡 易 沈 砂 槽 之 構 造 , 可 設 計 如 圖 3-4-2 所 示 案 例 。 

  

截 留 濾 網 蓋 版

雨 水 流 入

 

圖 3-4-2 簡 易 沈 砂 槽 案 例

 

(3)沈 澱 加 碎 石 過 濾 處 理 後 使 用  

當 集 雨 面 積 規 模 增 大 , 雨 水 用 途 對 象 水 質 要 求 提 高 , 並 且 必 須 避 免 細 沙 或 雜 物 混 入 給 水 馬 達 造 成 損 壞 , 可 以 利 用 較 大 規 模 之 沈 砂 過 濾 設 施 , 以 碎 石 級 配 或 較 細 濾 網 , 去 除 雨 水 中 之 混 入 雜 物 、 細 沙 等 物 質 。 其 構 造 概 要 圖 例 如 圖 3-4-3 所 示 。  

清 除 口 人 孔 清 除 口

沈 澱 槽

貯 水 槽

碎 石 過 濾

沈 澱 槽

貯 水 槽

濾 網 過 濾

 

圖 3-4-3 沈 澱 加 碎 石 過 濾 處 理 構 造 概 要 例

 

(5)經 沈 澱 過 濾 處 理 程 序 後 加 氯 消 毒  

P 手 動 控 制 閥 自 動 控 制 閥

水 位 監 測 器

排 水 馬 達

下 水 道 雨 水 貯 留 槽

溢 流 口

圖 3-4-4 雨 水 貯 留 滿 水 自 動 控 制 閥 門 裝 置    

自 動 監 控 閥 門 控 制 方 式 之 系 統 概 要 , 圖 3-4-5 所 示 同 樣 為 自 動 控 制 閥 門 裝 置 , 唯 利 用 浮 球 控 制 代 替 水 位 感 知 器 來 監 測 水 位 之 變 化 , 滿 水 時 便 自 動 關 閉 閥 門 開 關 , 使 雨 水 直 接 排 入 屋 外 下 水 道 系 統 , 機 械 故 障 時 也 可 以 人 為 方 式 改 採 手 動 切 換 , 其 他 裝 置 與 自 動 控 制 閥 門 裝 置 相 同 。  

 

P 手 動 控 制 閥 浮 球 控 制 閥

浮 球

下 水 道 溢 流 口

雨 水 貯 留 槽

雨 水 貯 留 槽 規 模 較 大 , 並 設 置 於 地 下 空 間 或 筏 式 基 礎 之 建 築 物 , 在 雨 水 貯 留 滿 水 對 策 上 , 可 以 考 慮 於 地 面 層 設 置 容 量 較 小 之 中 繼 調 節 貯 留 槽 。 當 暴 雨 滿 水 時 , 雨 水 便 不 再 流 入 地 下 室 , 並 直 接 由 地 面 中 繼 調 節 貯 留 槽 溢 流 排 除 。 其 裝 置 系 統 概 要 如 圖 3-4-6 所 示 。  

P 手 動 控 制 閥 自 動 控 制 閥

水 位 監 測 器

排 水 馬 達

下 水 道

地 下 雨 水 貯 留 槽

溢 流 口

中 繼 貯 留 槽

雨 水 流 入 地 面 溢 流 口

圖 3-4-6 地 下 雨 水 貯 留 滿 水 自 動 控 制 閥 門 裝 置

上 述 自 動 控 制 系 統 為 雨 水 滿 水 對 策 較 周 全 之 考 量 作 法 , 簡 易 之 雨 水 利 用 系 統 亦 可 利 用 自 然 溢 流 之 設 計 , 使 溢 流 之 雨 水 自 然 排 入 雨 水 陰 井 , 利 用 重 力 排 入 下 水 道 , 也 是 經 濟 可 行 之 作 法 。 唯 雨 水 貯 留 槽 設 置 於 下 水 道 水 位 以 下 之 位 置 時 , 由 於 無 法 以 自 然 重 力 排 除 溢 流 雨 水 , 或 清 洗 水 槽 時 貯 留 之 雨 水 , 此 情 況 則 必 須 特 別 考 慮 機 械 排 水 裝 置 。 至 少 必 須 設 置 水 位 觀 測 或 感 知 裝 置 , 以 及 自 動 排 水 馬 達 , 並 輔 以 手 動 切 換 控 制 裝 置,使 滿 水 時 可 以 強 制 將 雨 水 排 出 至 下 水 道 系 統。另 外 ,

3-4-3 雨 水 集 水 管 的 設 計

雨 水 集 水 管 的 功 能,主 要 在 於 搬 送 屋 頂 或 雨 水 集 水 區 域 之 雨 水 到 雨 水 處 理 設 施 或 利 用 地 點 。 關 於 雨 水 的 排 水 管 路 系 統 及 排 水 特 性 , 在 降 雨 期 間 集 雨 範 圍 內 連 續 流 出 之 雨 水 , 在 管 路 中 形 成 連 續 排 水 的 特 性 , 配 管 系 統 對 於 降 雨 連 續 排 水 之 輸 送 能 力 評 估 , 主 要 決 定 於 集 雨 區 域 所 在 地 點 之 每 小 時 最 大 降 雨 量 之 排 除 。 配 管 內 之 排 水 量 也 隨 著 管 徑 及 排 水 洩 水 坡 度 而 有 所 不 同 。 雨 水 集 水 管 的 設 計 , 主 要 內 容 在 於 配 管 管 徑 的 決 定 , 以 及 配 管 系 統 的 設 計 。  

 

雨 水 集 水 管 管 徑 的 決 定,首 先 必 須 計 算 屋 頂 面 積 或 集 雨 區 域 面 積 , 集 雨 面 積 是 以 屋 頂 水 平 投 影 面 積 來 計 算 。 如 果 屋 頂 有 屋 凸 或 閣 樓 等 建 物 之 外 牆 面 情 況 , 或 集 雨 面 積 包 括 外 牆 範 圍 者 , 則 加 算 該 建 物 之 1/2 外 牆 面 積 作 為 集 雨 面 積 計 算 。 雨 水 集 水 管 之 立 管 及 橫 管 管 徑 計 算 , 可 以 參 考 日 本 給 排 水 設 備 基 準 ( HASS 206) 之 建 議 規 定 , 並 依 各 地 區 實 際 每 小 時 最 大 降 雨 量 推 估 換 算 , 國 內 相 關 資 料 也 大 多 參 考 於 此 。 表 3-4-2 與 表 3-4-3 乃 是 以 每 小 時 最 大 降 雨 量 100( mm/小 時 ) 為 基 準 所 做 成 之 表 格 化 關 係 , 包 括 垂 直 排 水 立 管 以 及 橫 走 管 路 所 對 應 之 屋 頂 集 雨 面 積 。  

表 3-4-2 雨 水 排 水 立 管 管 徑 與 集 雨 面 積 之 參 考 關 係 表 格 雨 水 排 水 立 管 管 徑 (mm) 容 許 最 大 屋 頂 面 積 (m2

50  67 

200  2700 

最 大 降 雨 量 為 107.0mm( 林 憲 德,1994,現 代 人 類 居 住 環 境 ,