暴雨管理之理論與技術發展

地表水文程序(Surface Hydrologic Processes)為水文循環體系中與 人類土地使用關係最為密切一環，其泛指雨水降至地表，而後入滲至土壤 或形成地表逕流之過程或現象。 (黃美純,賴俊良, 1986)而都市暴雨管理 (Stormwater Management)即針對上述地表水文程序遭受破壞而形成之都 市問題而產生之學門，自 1850 年以來計有不少對於都市暴雨管理之研究與 發展，而其最主要研究之方向是為了降低都市開發對於地表水文程序之衝 擊，進而保護都市中人類財產以及生命免於都市水患之威脅。

為了達此目標相關文獻指出暴雨管理之主要研究方向有二：

(一) 探討降雨-逕流之過程：

建立估算地表逕流量、尖峰流量與逕流水質之方法，若雨達到暴雨管 理之主要目標，則必須對規劃區域地水文狀況做詳細之分析；分析單位時 間流量、總逕流量、流速、水位、逕流特性及水質等。此些方法可透過術 理估算方法，使規劃師明瞭、預測土地使用改變對地表逕流水文之影響，

並作為暴雨管理系統規劃設計之依據。 (黃美純,賴俊良, 1986)

(二) 研究、發展控制地表逕流之方法：

以本研究所蒐集之文獻探討中得知，暴雨管理之相關技術發展從起先 (19 世紀末)的線性治理思維，已在近代逐漸轉變為面狀的治理思維；從原 先的河道、下水道、排水道的設計、規劃逐漸轉為整體性的、納入土地自 然乘載能力的方式來控制地表逕流。其相關的研究發展地表逕流控制方法 雨重要參考文獻本研究列於下表，並將其整理成技術、理論沿革之趨勢：

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表 3- 1 重要暴雨管理技術與理論演進

 19 世紀末暴雨管理發展

從 19 世紀起英國、法國等歐洲國家因為工業革命之因素而使得都市 擴張迅速，在都市人口激增的情況下卻也產生了許多問題，諸如疫病、衛 生不良、水源汙染、水患問題等等，而在這個時期倫敦、巴黎等大城市開 始了衛生下水道運動，這時候的初步的排水系統除了將汙水分離外，更將 因為都市開發所造成的地表逕流導入河川，避免都市中的汙染、淹水產生。

在此一時期的都市暴雨管理概念初步萌芽，但主要仍然鎖定在暴雨管理所 關心的核心問題之上—「地表逕流」，在這個時期的暴雨管理最主要的訴求 是在最快的時間將地表逕流排出以避免都市內部之積水，而這套論述邏輯 也形成了當今台灣大大小小的排水系統—「第一時間將逕流排除」。而在這 一個時期廣受各地、各界所採用的逕流計算「合理化公式」也在 19 世紀末 被提出。

 20 世紀初到中葉暴雨管理發展

本研究透過文獻探討與整理發現此一時期的暴雨管理發展注重在以 下幾點，並將這個時期稱之為暴雨管理技術與理論的發展時期：重點一、

該時期暴雨管理被定調為「處理或避免都市開發破壞水文循環之技術」 (黃

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美純,賴俊良, 1986)，此時期延續著十九世紀末期之觀念，處理都市開發 後的地表逕流增加乃是首要之任務，重點二、注重於各種水理計算模組以 及不同地表造成逕流特性之研究，此一時期其所注重的水理計算模組諸如 早期 Holland〔1966〕利用非線性分離規劃（nonlinear separable programming）完成已定路徑之最佳管徑與深度雨水管線設計。Zepp and Leary〔1969〕利用動態規劃（dynamic programming，簡稱 DP）原理，發 展出已定路徑最佳管徑、深度及抽水站位置。Deiniger〔1970〕利用線性 規劃原理，完成非分歧已定路徑之管徑、深度，其限制式中之非線性項必 須近似化為線性。當然此一時期之概念仍停留在線性的治理上，直到中葉 才有土地使用管制整合暴雨管理的治理模式被推陳出新。重點三、如上所 述，在此一時期的末代(20 世紀中葉)開始有學者提出土地使用管制(Zoning) 應搭配績效管制、適宜性分析等方式搭配上暴雨管理，使水利與土地兩派

尤其以 LID(Low Impact Development 此為 SUDS , sustainable urban drainage systems 之後續技術理論延伸)策略發展最為蓬勃。」 (A.H.

Elliott , S.A. Trowsdale, 2007)，而在 LID 之中可在實質規劃上進行操 作之模式(Model)多達數十種，而這些水文水理的計算模式也在各種不同的 區域尺度上有所見長，諸如一般常見的 SWMM(Storm Water Management Model)、MUSIC(Model for Urban Stormwater Improvement

Conceptualisation)皆在 LID 發展策略的範疇之中，更甚者例如

Christopher P 以及 McGuckin 等人在 1997 年甚至提出將暴雨管理整合生 態地景之觀念，無論是暴雨管理在 LID 持續的發展上或是與其他領域諸如 景觀、土地使用等皆有廣泛的發展。

 21 世紀近代暴雨管理發展方向

在近代，暴雨管理已經發展到一個全新的境界，期已走向複合性、多 領域的跨界合作，諸如空間規劃領域(Spatial Planning)、地景規劃領域 (Landscape)、氣候變遷防護(Protection of Climate Change)等等，其在 澳洲、美國皆已經被完整的與土地使用管制整合，並被視為是引領下世代 水資源與土地資源永續經營對話的技術、理論，其在經濟上、社會上、永 續發展上也扮演著重要的角色，例如西澳洲，暴雨管理(Stormwater

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Managemet)之內涵涵蓋了永續的原則，透過政策指導，以暴雨管理作為工 具，以實現經濟、社會與環境三方平衡之成果。其預計達成之效益如下：

 水質(water quality)：將已開地區的地表水質、地下水水質保持與尚未開 發的水質相近。

 水量(water quantity)：將已開發地區的水文循環系統保持跟未開發時期相 近。

 水資源回收利用(water conservation)：將暴雨產生的水做最大之回收利 用。

 生態系統的健全(ecosystem health)：保留自然的排水系統與保護生態系 統。

 經濟上之可行性(economic viability)：長期而言，將暴雨管理發展成經濟 上永續的規劃。

 民眾的健康(public health)：將民眾所承受的水患風險降至最低。

 財產上的保全(protection of property)：防止建成環境受到洪災之影響。

(Consultation Department of Environment, 2004)

又例如德國的 Kronsberg 這個山坡郊區開發新社區，預計提供 3,000 居住空間，市政府並想要藉此社區開發機會，豎立能源、水資源、廢棄物、

土壤的「生態最佳化」環境典範，形塑如同居住在花園般的社區(City as Garden) (Ewan, Ewan, & Burke, 2004)。

由此可見暴雨管理(Stormwater Management)為一持續進化與演變的 技術與理論，最重要的是其跨領域、跨理論整合性的土地發展策略在在與 都市發展、土地使用管制有關的理論脫離不了關係，期也逐漸從現狀的治 理思維跳脫為面狀的治理構想，然台灣在近年來雖有所進步，滯洪池、淹 水潛勢區域的標註等措施雖不及國際上先進國家的整體水資源與土地規劃，

但也算是個良好的開端。

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二、 土地使用管制之理論與技術發展