第三章 PCSWMM應用於透水性鋪面基地保水量之模擬
第二節 改變影響因子對透水性鋪面保水量之影響
本研究利用 PCSWMM 之透水性鋪面保水量計算軟體，欲求得在不同降雨 量、底層厚度、洩水坡度、面層滲透率及有無基底層排水情況下之透水性鋪面底 層保水量之關係。
一、PCSWMM程式模擬流程
本研究於模擬程式前，需探討透水面積的大小是否對單位保水量有影響，因 此預先選定面積為10 m2、100 m2及1000 m2模擬在降雨強度10 mm/hr、底層厚 度150 mm、面層滲透率 25 mm/hr、坡度 1%及無基底層排水下之保水量如表 3.3 所示，在不同大小面積下所對應之保水量雖不相同，但單位面積保水量為相同，
因此透水鋪面之面積大小並不影響單位面積保水量。因此，本研究之程式模擬採 用固定面積375 m2搭配其他不同參數進行保水量之模擬。
表 3.3 不同透水面積對應保水量之關係
面 積(m2) 保水量(m3) 單位面積保水量(m3)
10 0.1488 0.0149 100 1.4876 0.0149 1000 14.8756 0.0149
資料來源：本研究整理。
本研究針對透水鋪面保水量可能影響因子，如降雨強度、底層厚度、面層滲 透率、洩水坡度、有無基底層排水及底層孔隙率探討其保水量之改變情形，並藉 由統計分析方法分析其不同透水鋪面因子對保水量之敏感度。PCSWMM 程式模 擬架構如下圖3.13 所示。
圖 3.13 PCSWMM程式模擬流程圖
資料來源：本研究整理。
二、PCSWMM 程式模擬結果
利用各不同參數的改變所得到之保水量進行檢定，探討各參數對基地保水量 是否有顯著影響。
1.鋪面無基底層排水 (1)面層滲透係數
爲確定面層滲透係數(k=25、30、35、40、45、50、55、60 mm/hr)對鋪面 基地保水量是否有影響，設立假設為：
H0：μk1=μk2=μk3=μk4=μk5=μk6
H1：otherwise
由表 3.4 ANOVA 統計分析表可得知在顯著水準 α=0.05 下，F = 120.3273
> F7,5112 ,0.05= 2.011374，因此拒絕虛無假設，可得知面層滲透係數 k 值對基
表 3.4 不同 k 值影響保水量之 ANOVA 統計分析
組間 14777.23 7 2111.033 120.3273 3.7E-164 2.011374
組內 89685.36 5112 17.54408
i1 1280 17652.33 13.79088 20.41078 i2 1280 17652.33 13.79088 20.41078 i3 1280 17656.56 13.79419 20.42992 i4 1280 17657.78 13.79514 20.42681 ANOVA
變源 SS 自由度 MS F P-值 臨界值
組間 0.01892 3 0.006307 0.000309 0.999992 2.606645
組內 104466.5 5116 20.41957
總和 104466.6 5119 資料來源：本研究整理。
(3)降雨強度
組間 42961.93 9 4773.548 396.4227 0 1.881712
組內 61532.37 5110 12.04156
表 3.7 不同底層厚度影響保水量之 ANOVA 統計分析
組 個數 總和 平均 變異數
h 1 1272 14174.42 11.14342 13.73949 h 2 1272 16724.19 13.14795 16.85568 h 3 1272 18771.68 14.75761 18.22687 h 4 1272 20564.77 16.16727 19.06429 ANOVA
變源 SS 自由度 MS F P-值 臨界值
組間 17812.49 3 5937.498 349.8494 1.5E-206 2.606656
組內 86283.53 5084 16.97158
n 1 1280 14146.79 11.05218 9.745904 n 2 1280 18085.85 14.12957 18.65723 n 3 1280 18937.91 14.79524 20.66284 n 4 1280 19457.95 15.20152 22.0072 ANOVA
變源 SS 自由度 MS F P-值 臨界值
組間 13585.63 3 4528.543 254.8665 3.8E-154 2.606645
組內 90902.6 5116 17.7683
總和 104488.2 5119 資料來源：本研究整理。
2.鋪面有基底層排水 (1)面層滲透係數
爲確定面層滲透係數(k=25、30、35、40、45、50、55、60mm/hr)對鋪面 基地保水量及直接入滲量是否有影響，設立假設為：
H0：μk1=μk2=μk3=μk4=μk5=μk6=μk7=μk8
H1：otherwise
由表 3.9 ANOVA 統計分析表可得知在顯著水準 α=0.05 下，F = 46.92287
> F7,5112 ,0.05= 2.011374，因此拒絕虛無假設，可得知各面層滲透係數 k 值對 基地保水量有明顯顯著差異。其面層滲透係數k 值越大則保水量亦越大。
表 3.9 不同 k 值影響保水量之 ANOVA 統計分析
組 個數 總和 平均 變異數
k 1 640 4914.588 7.679044 2.785607 k 2 640 5148.357 8.044308 3.305262 k 3 640 5331.92 8.331126 3.78807 k 4 640 5505.825 8.602851 4.360548 k 5 640 5644.785 8.819977 4.879943 k 6 640 5778.77 9.029327 5.463189 k 7 640 5893.5 9.208594 5.92239 k 8 640 5977.497 9.339839 6.462961 ANOVA
變源 SS 自由度 MS F P-值 臨界值
組間 1517.813 7 216.8304 46.92287 6.77E-65 2.011374
組內 23622.53 5112 4.620996
總和 25140.35 5119
資料來源：本研究整理。
由表3.10 ANOVA 統計分析表可得知在顯著水準 α=0.05 下，F =247.3924
> F7,5112 ,0.05= 2.011374，因此拒絕虛無假設，可得知各面層滲透係數 k 值對 直接入滲量有明顯顯著差異。
表 3.10 不同 k 值影響直接入滲量之 ANOVA 統計分析
組間 19331.22 7 2761.603 247.3924 0 2.011374
組內 57064.47 5112 11.16285 i 3 1280 11056.13 8.637601 4.918127 i 4 1280 11054.83 8.636586 4.919287 ANOVA
變源 SS 自由度 MS F P-值 臨界值
組間 0.15129 3 0.05043 0.010262 0.998576 2.606645
組內 25140.19 5116 4.914033
總和 25140.35 5119 資料來源：本研究整理。
由 表 3.12ANOVA 統計分析表可得知在顯著水準 α=0.05 下，F = 0.000707< F3,5116 ,0.05 = 2.606645，因此不拒絕虛無假設，可得知各洩水坡度 i 對直接入滲量無明顯顯著差異。
表 3.12 不同洩水坡度影響直接入滲量之 ANOVA 統計分析
組 個數 總和 平均 變異數
i 1 1280 9030.682 7.05522 14.89284 i 2 1280 9039.149 7.061835 14.94237 i 3 1280 9035.056 7.058637 14.94482 i 4 1280 9032.457 7.056607 14.95075 ANOVA
變源 SS 自由度 MS F P-值 臨界值
組間 0.031694 3 0.010565 0.000707 0.999974 2.606645
組內 76395.66 5116 14.93269
總和 76395.69 5119 資料來源：本研究整理。
(3)降雨強度
爲確定降雨強度(I=10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 mm/hr)對鋪 面基地保水量是否有影響，設立假設為：
H0：μI1=μI2=μI3=μI4=μI5=μI6=μI7=μI8=μI9=μI10
H1：otherwise
由表 3.13 ANOVA 統計分析表可得知在顯著水準 α=0.05 下，F = 150.1645 > F9,5110 ,0.05= 1.881712，因此拒絕虛無假設，可得知各降雨強度 I 對基地保水量有明顯顯著差異。
表 3.13 不同降雨強度影響保水量之 ANOVA 統計分析
組 個數 總和 平均 變異數
I 1 512 3149.387 6.151146 1.537438 I 2 512 3788.265 7.398955 2.245021 I 3 512 4251.032 8.302798 3.013876 I 4 512 4536.707 8.860756 3.760173 I 5 512 4697.019 9.173866 4.415228 I 6 512 4759.514 9.295926 4.806749 I 7 512 4757.232 9.291468 4.786891 I 8 512 4757.232 9.291468 4.786891 I 9 512 4754.56 9.286249 4.781
I 10 512 4744.295 9.266201 4.774759 ANOVA
變源 SS 自由度 MS F P-值 臨界值
組間 5258.345 9 584.2605 150.1645 1.3E-252 1.881712
組內 19882 5110 3.890803
總和 25140.35 5119 資料來源：本研究整理。
由表 3.14 ANOVA 統計分析表可得知在顯著水準 α=0.05 下，F = 568.4167 > F9,1270 ,0.05= 1.881712，因此拒絕虛無假設，可得知各降雨強度 I 對直接入滲量有明顯顯著差異。降雨強度越大則保水量亦越大，惟當降雨 強度大於50 mm/hr 時則對保水量無影響。
表 3.14 不同降雨強度影響直接入滲量之 ANOVA 統計分析
組 個數 總和 平均 變異數
I 1 512 566.7604 1.106954 0.171924 I 2 512 1619.723 3.163521 0.693562 I 3 512 2784.842 5.439144 1.49423 I 4 512 3715.987 7.257786 3.822877 I 5 512 4339.953 8.476472 8.161119 I 6 512 4614.268 9.012243 11.96443 I 7 512 4625.574 9.034325 12.0982 I 8 512 4625.574 9.034325 12.0982 I 9 512 4624.087 9.031419 12.11805
I 10 512 4620.575 9.024561 12.08655 ANOVA
變源 SS 自由度 MS F P-值 臨界值
組間 38219.33 9 4246.592 568.4167 0 1.881712
組內 38176.36 5110 7.470913
總和 76395.69 5119 資料來源：本研究整理。
(4)底層厚度
爲確定底層厚度(h=150、200、250、300 mm)對鋪面基地保水量及直接 入滲量是否有影響，設立假設為：
H0：μh1=μh2=μh3=μh4
H1：otherwise
由表 3.15 ANOVA 統計分析表可得知在顯著水準 α=0.05 下，F = 621.1811 > F3,5116 ,0.05= 2.606645，因此拒絕虛無假設，可得知底層厚度 h 對 基地保水量有明顯顯著差異。底層厚度越大，保水量越多。
表 3.15 不同底層厚度影響保水量之 ANOVA 統計分析
組間 6712.491 3 2237.497 621.1811 0 2.606645
組內 18427.85 5116 3.602004
組間 472.75 3 157.5833 10.61861 5.88E-07 2.606645
組內 75922.94 5116 14.84029
由表 3.17 ANOVA 統計分析表可得知在顯著水準 α=0.05 下，F = 1128.044> F3,5116 ,0.05= 2.606645，因此拒絕虛無假設，可得知底層孔隙率 n 對基地保水量有明顯顯著差異。
表 3.17 不同底層厚度影響保水量之 ANOVA 統計分析
組 個數 總和 平均 變異數
n1 1280 8277.984 6.467175 1.549972 n2 1280 10814.86 8.449106 2.57696 n3 1280 12019.69 9.390382 3.361973 n4 1280 13082.71 10.22087 4.341662 ANOVA
變源 SS 自由度 MS F P-值 臨界值
組間 10009.05 3 3336.35 1128.044 0 2.606645
組內 15131.3 5116 2.957642
總和 25140.35 5119 資料來源：本研究整理。
由表3.18 ANOVA 統計分析表可得知在顯著水準 α=0.05 下，F =189.553
> F3,5116 ,0.05= 2.606645，因此拒絕虛無假設，可得知底層孔隙率 n 對直接入 滲量有明顯顯著差異。
表 3.18 不同底層厚度影響直接入滲量之 ANOVA 統計分析
組 個數 總和 平均 變異數
n1 1280 11455.01 8.949223 17.95557 n2 1280 9236.825 7.21627 13.88632 n3 1280 8192.252 6.400197 11.90083 n4 1280 7253.262 5.666611 10.01297 ANOVA
變源 SS 自由度 MS F P-值 臨界值
組間 7642.165 3 2547.388 189.553 1.5E-116 2.606645
組內 68753.53 5116 13.43892
總和 76395.69 5119 資料來源：本研究整理。
三、程式模擬結果與敏感度之分析
-7.4263E-03 .1786 1.000 -.5070 .4921 -3.3102E-03 .1786 1.000 -.5029 .4962 -4.2607E-03 .1786 1.000 -.5038 .4953
7.426E-03 .1786 1.000 -.4921 .5070
4.116E-03 .1786 1.000 -.4954 .5037
3.166E-03 .1786 1.000 -.4964 .5027
3.310E-03 .1786 1.000 -.4962 .5029
-4.1161E-03 .1786 1.000 -.5037 .4954 -9.5047E-04 .1786 1.000 -.5005 .4986
4.261E-03 .1786 1.000 -.4953 .5038
-3.1656E-03 .1786 1.000 -.5027 .4964
9.505E-04 .1786 1.000 -.4986 .5005
(J) S
-3.0774* .1666 .000 -3.5433 -2.6114 -3.7431* .1666 .000 -4.2090 -3.2771 -4.1493* .1666 .000 -4.6153 -3.6834
3.0774* .1666 .000 2.6114 3.5433
-.6657* .1666 .001 -1.1316 -.1997 -1.0720* .1666 .000 -1.5379 -.6060
3.7431* .1666 .000 3.2771 4.2090
.6657* .1666 .001 .1997 1.1316
-.4063 .1666 .114 -.8722 5.966E-02
4.1493* .1666 .000 3.6834 4.6153
1.0720* .1666 .000 .6060 1.5379
.4063 .1666 .114 -5.966E-02 .8722 (J) N
表3.21 多重比較分析表(降雨強度)
Scheffe 法
-2.8742* .2169 .000 -3.7667 -1.9817
-5.5595* .2169 .000 -6.4520 -4.6670
-7.3743* .2169 .000 -8.2668 -6.4818
-8.3519* .2169 .000 -9.2444 -7.4594
-8.6968* .2169 .000 -9.5893 -7.8042
-8.7104* .2169 .000 -9.6029 -7.8179
-8.6918* .2169 .000 -9.5843 -7.7993
-8.6918* .2169 .000 -9.5843 -7.7993
-8.6918* .2169 .000 -9.5843 -7.7993
2.8742* .2169 .000 1.9817 3.7667
-2.6853* .2169 .000 -3.5778 -1.7928
-4.5001* .2169 .000 -5.3926 -3.6076
-5.4777* .2169 .000 -6.3702 -4.5852
-5.8225* .2169 .000 -6.7151 -4.9300
-5.8362* .2169 .000 -6.7287 -4.9436
-5.8176* .2169 .000 -6.7101 -4.9251
-5.8176* .2169 .000 -6.7101 -4.9251
-5.8176* .2169 .000 -6.7101 -4.9251
5.5595* .2169 .000 4.6670 6.4520
2.6853* .2169 .000 1.7928 3.5778
-1.8148* .2169 .000 -2.7073 -.9223
-2.7924* .2169 .000 -3.6849 -1.8999
-3.1373* .2169 .000 -4.0298 -2.2447
-3.1509* .2169 .000 -4.0434 -2.2584
-3.1323* .2169 .000 -4.0248 -2.2398
-3.1323* .2169 .000 -4.0248 -2.2398
-3.1323* .2169 .000 -4.0248 -2.2398
7.3743* .2169 .000 6.4818 8.2668
4.5001* .2169 .000 3.6076 5.3926
1.8148* .2169 .000 .9223 2.7073
-.9776* .2169 .016 -1.8701 -8.506E-02
-1.3224* .2169 .000 -2.2150 -.4299
-1.3360* .2169 .000 -2.2286 -.4435
-1.3175* .2169 .000 -2.2100 -.4250
-1.3175* .2169 .000 -2.2100 -.4250
-1.3175* .2169 .000 -2.2100 -.4250
8.3519* .2169 .000 7.4594 9.2444
5.4777* .2169 .000 4.5852 6.3702
2.7924* .2169 .000 1.8999 3.6849
.9776* .2169 .016 8.506E-02 1.8701
-.3449 .2169 .980 -1.2374 .5477
-.3585 .2169 .974 -1.2510 .5340
-.3399 .2169 .982 -1.2324 .5526
-.3399 .2169 .982 -1.2324 .5526
-.3399 .2169 .982 -1.2324 .5526
8.6968* .2169 .000 7.8042 9.5893
5.8225* .2169 .000 4.9300 6.7151
3.1373* .2169 .000 2.2447 4.0298
1.3224* .2169 .000 .4299 2.2150
.3449 .2169 .980 -.5477 1.2374
-1.3611E-02 .2169 1.000 -.9061 .8789
4.955E-03 .2169 1.000 -.8876 .8975
4.955E-03 .2169 1.000 -.8876 .8975
4.955E-03 .2169 1.000 -.8876 .8975
8.7104* .2169 .000 7.8179 9.6029
5.8362* .2169 .000 4.9436 6.7287
3.1509* .2169 .000 2.2584 4.0434
1.3360* .2169 .000 .4435 2.2286
.3585 .2169 .974 -.5340 1.2510
1.361E-02 .2169 1.000 -.8789 .9061
1.857E-02 .2169 1.000 -.8739 .9111
1.857E-02 .2169 1.000 -.8739 .9111
1.857E-02 .2169 1.000 -.8739 .9111
8.6918* .2169 .000 7.7993 9.5843
5.8176* .2169 .000 4.9251 6.7101
3.1323* .2169 .000 2.2398 4.0248
1.3175* .2169 .000 .4250 2.2100
.3399 .2169 .982 -.5526 1.2324
-4.9548E-03 .2169 1.000 -.8975 .8876
-1.8566E-02 .2169 1.000 -.9111 .8739
.0000 .2169 1.000 -.8925 .8925
.0000 .2169 1.000 -.8925 .8925
8.6918* .2169 .000 7.7993 9.5843
5.8176* .2169 .000 4.9251 6.7101
3.1323* .2169 .000 2.2398 4.0248
1.3175* .2169 .000 .4250 2.2100
.3399 .2169 .982 -.5526 1.2324
-4.9548E-03 .2169 1.000 -.8975 .8876
-1.8566E-02 .2169 1.000 -.9111 .8739
.0000 .2169 1.000 -.8925 .8925
.0000 .2169 1.000 -.8925 .8925
8.6918* .2169 .000 7.7993 9.5843
5.8176* .2169 .000 4.9251 6.7101
3.1323* .2169 .000 2.2398 4.0248
1.3175* .2169 .000 .4250 2.2100
.3399 .2169 .982 -.5526 1.2324
-4.9548E-03 .2169 1.000 -.8975 .8876
-1.8566E-02 .2169 1.000 -.9111 .8739
.0000 .2169 1.000 -.8925 .8925
.0000 .2169 1.000 -.8925 .8925
(J) I
因此將此參數剔除於影響範圍。其餘影響參數及保水量之關係利用統計軟體 分析後得到簡單迴歸統計量，其結果如下:
由表3.22ANOVA可得知，在顯著水準0.05下，P值為0 <α= 0.05 則有顯著統 計意義，其各參數為獨立且無交互影響。因此由表3.23迴歸統計結果：
底層保水量 = - 10.108 + 0.0334 底層厚度+ 0.145面層滲透率+ 0.213 底層孔隙率 + 0.084降雨強度，可得知當底層厚度、面層滲透率、底層孔隙率及降雨強度各增 加一單位時，底層孔隙率影響最大，其次為面層滲透率再其次為底層厚度，最後 為降雨強度，由此可得在各參數之影響下，底層孔隙率影響保水量較大。
表 3.22 ANOVA 分析結果
Source DF SS MS F P
Regression 4 74652 18663 3199.45 0.000 Residual Error 5115 29837 6
Total 5119 104488
資料來源：本研究整理。
表 3.23 迴歸統計量
Predictor Coef SE Coef T P Constant -10.1081 0.2320 -43.58 0.000 底層厚度 0.0334074 0.0006038 55.33 0.000 面層滲透率 0.145279 0.002946 49.31 0.000 孔隙率 0.212555 0.004564 46.57 0.000 降雨強度 0.084221 0.001175 71.67 0.000 S = 2.41519 R-Sq = 71.4% R-Sq(adj) = 71.4%
資料來源：本研究整理。