第三章 防災公園學校滯洪貯留再利用規劃原則
第一節 滯洪容量之規劃原則
一、滯洪設施容量估算方法探討
公園、學校規劃設置滯洪設施,在容量設計上可應用現行之滯 洪/留池容量設計及都市暴雨逕流推估之方法,而目前基地保水指標 亦提供一系列之容量計算方法。故以下將針對一般常用推估設施容 量的方法,如:三角形歷線法、合理化公式、基地保水指標等進行 介紹:
1. 三角形歷線法
三角形歷線法係將降雨造成之入流歷線和出流歷線簡化為 等腰三角形,其歷線形狀如圖 3-1 所示。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
t
b 等於 2tC;若 Q 及 q 分別為開發前與開發後之洪峰流量,t
b為入流 歷線基期,則所需的滯留容量 Vr可以下式表示為:圖 3-1 三角形歷線法示意圖 資料來源:本計畫整理
r b1
V =0.5(Q-q) t 3600
··· (3-1) 式中:Vr:滯留容量(m3);
Q:開發後洪峰流量(m sec3 );
q:開發前洪峰流量(m sec3 );
tb1:基期(hr)。
2. 合理化公式
合理化公式被廣泛應用於推估小集水區之尖峰流量。合理化公 式假設集水區內,當降雨延時大於集流時間,相當於全集水區均對 出口產生逕流,此時逕流量達到最大,即為尖峰流量。目前國內下 水道、排水系統之設計,其逕流量常採用此公式進行計算,面積適 用於 1000ha 以內。合理化公式可表示為:
式中:
0.70~0.93 0.70~0.93
0.83 0.83 農業區
住宅區及混合區
0.30~0.50 0.66~0.89
0.38
觀貯集滲透水池與本計畫之公園景觀水池為同一種型式。手冊並依
4
~
8Q Q
之保水量計算公式中均有兩項保水量因子,前者為直接 滲透部分的保水量,後者為空間貯集部分的保水量,這是保水指標 與一般單純考量直接滲透指標不同的地方,保水之意義乃兼顧讓雨 水暫時留置於基地上,然後再以一定流速讓水滲透循環於大地的功 能,是較生態的考量。5
~
8Q Q
的保水量計算公式中,有關空間貯集的部分乃是利用礫 石間的孔隙來涵養雨水,Q
5~ Q
8所採用的碎石粒徑約在 20~30mm,其碎石的有效空隙率約為 20﹪。它可利用廢棄混凝土再生骨材作為 材料,以達廢棄物再生利用之目的。
上述「滲透排水管」Q6、「滲透陰井」Q7、「滲透側溝」Q8的 公式均以一個標準尺寸的設施來做為設計與計算上的依據,如實際 尺寸與標準圖差異過大,則需另行做認定及計算。
綜合上述方法,綠建築解說與評估手冊已提供詳盡之保水設施 保水量計算方法,以及基地保標評估之計算流程,依此流程可評估 基地開發所需規劃之保水量及設置容量。但目前之方法並未提供尖 峰流量及逕流體積之計算方法,且未考慮逕流歷線形狀之影響。因 此,本計畫在後續成效評估將以綠建築解說與評估手冊之保水設計 方法為依據,並據以結合三角形歷線法以及合理化公式,進行校園 滯洪及貯留洪水之成效評估。
二、公園設置滯洪設施容量規劃原則
公園及學校設置滯洪設施及貯留再利用設施,具有區域減洪、
供水及警急應變供水之功能。區域減洪涉及滯洪及滯留之水文機 制,供水及警急應變供水則為滯留機制,而經適當的規劃則可具有
減少都市暴雨之逕流量及供水等功能,設施之容量配置概如圖 3-2 所示。
圖 3-2 設施配置容量示意圖 資料來源:本計畫整理
圖 3-2 之概念,再考量公園及學校之使用特性、土地利用情況 等,可依滯洪設施及貯留再利用設施之功能與目的,彙整分類於表 3-3。
三、公園滯洪設施之特性
公園通常都有大面積的景觀水池,因此可容納周圍大範圍排水 區域的地表逕流。依據「台北市公園開發都市設計準則」,5 公頃 以上之公園至少應提供一處生態水池(塘),都市中的公園提供了 區域滯洪的有利條件,可減輕現有都市下水道的排洪負荷。
表 3-3 利用公園及學校滯洪及雨水再利用之功能與特性一覽表
公園的景觀生態水池一般供做修景或休閒設施等利用,因此適 當的規劃可做為都市的特色以及創造出舒適的居住環境。公園水池 規劃為滯洪使用,主要是貯存暴雨期間突增的地表逕流;因此公園 水池做此利用時,須留意在水邊區域休閒人們的安全,公園水池水 域及水岸區域所提供使用的對象如下:
1. 水域休閒區域:釣魚、划船等休閒場所,使用對象主要為至 公園休憩之民眾。
2. 休憩所用區域:以樹木等使自然呈現的區域,使用對象主要 為成人、老人之休憩、散步所用。
3. 遊戲所用區域:屬規模一般較小,備有遊戲器具,砂場之公 園,使用對象主要為嬰兒、幼兒遊樂所用。
4. 運動所用廣場:中規模至大規模之廣場,使用對象主要為兒 童以上年齡層次。
故若公園水池利用為滯洪設施時,應充分考慮到上述公園機能 與使用者之安全。除安全考量外,暴雨時逕流常夾帶大量泥沙,故 為使暴雨時能充分發揮滯洪之功能,設計時應考慮到堆積淤砂的搬 出,所以應設計成大部份水可排洩的構造。
在設置位置上,滯洪設施之設置位置因土地利用規劃而定,但 有必要考慮集水及排水,宜與雨水下水道計畫尋求整合。滯洪設施 位置宜選在近放流地點以與下水道銜接,規劃時應設法使排水區之 大部分逕流流入設施內。
四、滯洪設施之減洪標準
在減洪標準方面,若按「下水道工程設施標準」,其中第 10 條 規定「土地開發利用而增加之逕流量,足以影響下游防洪及排水系 統者,應設置雨水調節池及沉砂池。」;第 11 條第二款「調節池設 計之容量至少應採用五十年以上一次頻率之降雨強度計算開發後之 雨水最大逕流量」、第三款「調節池容量之決定,應考慮開發前後 逕流係數之改變、下游排水設施之排水能力及設計集流時間等因 素。」,上述條文已考慮到土地利用程度的改變,然而其規劃對象 皆是針對土地開發利用而言。
若從區域排水面向來看,依據「臺北市下水道工程設施標準」
第 7 條規定,雨水下水道各項設施之設計重現頻率規定,平原地區 排水系統採 5 年頻率暴雨進行計算,山坡地社區開發排水系統則是 採 10 年頻率暴雨進行計算。非都市區域則依據內政部「非都市土地 開發審議作業規範」,平地排水幹線應以 25 年頻率暴雨設計,支線 則為 10 年頻率,分線則為 5 年頻率。利用都市區域之公園水池設置 滯洪設施,其末端應與區域排水系統銜接,方可減輕區域之排洪負 荷;因此,建議以 5 年頻率為規劃標準進行設計。
五、容量規劃原則
公園、學校設置滯洪設施,涉及之因子有:基地面積、區域排 水系統、土地利用狀、坡度坡向、及集水區域大小等。在容量規劃 方式上,既有公園與新建公園之規劃方式也有所差異。既有公園因 為土地利用狀況大致已成形,故可以現地可提供之設置滯洪容量來 進行設計,然後再評估在此土地利用條件下,針對 5 年頻率暴雨之 減洪效果。
若為新建公園,則建議在規劃之初即考慮滯洪設施之設置,故 建議直接以 5 年頻率暴雨為減洪目標,規劃在達成此減洪目標下所 需之設置容量(即零排放之概念)。若現地無法容納此設置容量,
則以消減開發增加之逕流體積與尖峰流量之標準(即零增量之概 念),或依則依現地條件重新檢討擬定可供設置之最大容量以減輕 下游排洪負荷(區域減洪)進行規劃。基本上,上述容量規劃之原 則可以下式表示:
V = MAX(V
r 零排放, V
零增量, V
區域減洪)
………(3-4a) 且Vr ≦ 現地容許設置容量 ………(3-4b)