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滯洪設施相關技術與施工工法

第三章 協助縣市政府完成示範案例細部設計及施工工程

第三節 滯洪設施相關技術與施工工法

低衝擊開發設施在國外推廣已歷20 餘年,針對都市、社區、交通運輸可採 用植栽、透水材料、滲透設施、貯留設施,使雨水保留於土體內,間接補助地下 水。台灣不透水面積過度密集,致颱風、大雨時,造成低窪地區排水系統之雨水 下水道堵塞。故以保水、滲透、滯留加上自然排水的概念,納入低衝擊開發設施,

將可能降低都市排水系統之負擔。以下針自強國中所規劃之各項滯洪設施相關彙 整其工法與技術作一簡述。

壹、雨水入滲型設施

(一)滲透草溝

滲透草溝是一種寬而淺且內部植草的排水道;草溝可在都市開發地區的透水 層部分,以整地方式設置,儲存地表逕流後排放至下水道,其非僅擁有排水效能,

且可藉草溝將地表逕流引導進入地下土層中。草溝入口應設置前處理設施,先將 較大顆粒或雜物濾除以減少滲透面阻塞之可能。

草溝依據植生型式可分為為草溝渠、乾式溝及溼式溝等,如圖3-26 所示。

1. 草溝渠︰在三種類型中,草溝渠最類似於一般傳統的排水溝,最主要不 同處為邊坡與縱坡較為平坦,以及流速度需較慢的設計要求。草溝渠道 施工成本最低,但污染物去除能力亦較不可靠。

2. 乾式溝︰乾式溝類似生態滯留槽(bioretention area),乾式溝需要設置土 床,即將現地土壤取代為砂與土的混合物,以滿足最低透水需求。另暗 渠則設置於土床底部,為多孔礫石的設計,當逕流量進入暗渠後再連結 至排水系統。

3. 濕式溝︰濕式溝係合流於地下水,這項設計需具有深度較淺的淺水池以 提供濕地植物生長,藉此提高污染物去除能力。

„ 適用範圍:草溝適用於大部分區域,由於草溝是以線段方式施作,因此 適合處理高速公路或住宅區道路的逕流量。草溝為雨水管理及低衝擊開

發中經常採取的一項措施,如草溝可輸水至滯洪池,並可過濾所接收的 水質。

„ 優點:具控制水質及污染防制之功效、提供生物棲息之空間、可盡量保 留天然植被,維護景觀品質、草溝設置及維持保養之費用低於傳統之路 邊堆石。

„ 缺點:僅能移除細小之沈澱物及溶解性之污染物、流量集水深會影響草 溝之效率、需有充足之日照、坡度建議需小於4%。

a.草溝渠 b.乾式溝

c.溼式溝

圖 3-26 不同類型草溝案例

(資料來源:本研究彙整)

(二)透水混凝土鋪面

透水混凝土即增強孔隙度的混凝土,其材料為減少砂與細顆粒之泥砂,並使 水流通過。孔隙空間約佔15%~35%,平均約 20%。水流通過透水混凝土後,再 向下進入碎石層,其可支撐透水混凝土及貯水(如圖 3-27 所示)。

„ 適用範圍:透水混凝土鋪面除了車流輛大的道路外,大部分的徒步區及 車輛行駛區,透水混凝土均可取代傳統的不透水鋪面,透水混凝土雖可 應用於載重較大之區域,但表面磨損速度會較傳統的混凝土快。

„ 使用限制:一般透水性鋪面強度低於傳統瀝青或水泥鋪面,因此適用於 人行道、停車場、廣場及輕交通量車道,除此之外,為考量透水成效,

避免孔隙阻塞。

圖 3-27 透水混凝土鋪面案例

(資料來源:本研究彙整)

貳、雨水貯集/入滲型設施

(一)雨花園

雨花園是自然形成的或人工挖掘的淺凹綠地,被用於匯聚並吸收来自屋頂或 地面的雨水,通過植物、土壤的综合作用使雨水得到淨化,並使滲入土壤涵養地 下水,或補給景觀用水、廁所用水等。是一種生態可持續的雨洪控制與雨水利用 設施。雨水花園結構主要分為:蓄水層、樹皮覆蓋層、種植土層、回填層、沙層 或地工織物、礫石層(含滲透管),共六層如圖 3-28 所示,各層主要功能及厚度說 明如表3-4 所述。

圖 3-28 雨花園結構

(資料來源:本研究繪製)

表3-4 雨花園結構功能及厚度

組成 功能及厚度

蓄水層 „ 當雨水進入雨水花園,可以暫存雨水,促 使沉澱物沉澱,以及去除沉澱物含有的有 機物和金屬離子。蓄水層深度為顧慮蓄水 量及安全,一般深度為 0.15~0.3m。

樹皮覆蓋層 „ 樹皮覆蓋層對雨水花園整體很重要,可以 保持植物根部的濕度,避免了表面土壤的 侵蝕而造成滲透能力降低,並可以過濾大 型的懸浮物。其深度一般為 0.05~0.1m。

種植土層 „ 種植土層對植物根的吸附以及微生物分解 碳氫化合物、金屬離子、營養物和其他污 染物提供了一個很好的場所, 有較好的過 濾和吸附作用。一般採用滲透係數較大的 土壤,所含 60% ~ 85%的中砂質、5% ~ 10%的有機成份、粘土含量不超过 5%。如 果採用草本植物其深度為 0.25m 左右。

人工填料層 „ 多選用滲透性較強的天然或人工回填土,

組成 功能及厚度

(回填層) 其厚度需根據當地降雨特性做決定,一般 多為 0.5~1.2m,土壤成分與種植土層相 同,滲透係數一般採用 10-5m/s。

砂層或地工織物 „ 砂層或地工織物是防止回填層土壤顆粒堵 塞礫石層及透水管,其砂層厚度一般採用 0.15m。

礫石層 „ 礫石層主要接收上層所滲透下來的水,再 經 由 滲 透 管 排 出 。 其 厚 度 一 般 為 0.2~0.3m。其中所埋置的滲透管直徑為 0.1m。

(資料來源:本研究彙整)

雨花園除了能夠有效的進行雨水滲透外,還具有下列功能:

„ 能夠有效地去除逕流中的懸浮顆粒、有機污染物、重金屬等物質。

„ 透過適當的植物配置,雨花園能夠提供生物良好的棲息環境。

„ 雨花園可透過植物的蒸發散作用,調節空氣中的濕度與溫度,改變微氣 候。

„ 雨花園建造成本低,且維護管理亦較簡單。

„ 與傳統草皮景觀相比,雨花園能夠創造新的景觀感知與感受,增添城市 風貌。

„ 雨花園的適用範圍很廣泛,包括都市公共建築、住宅區、商業區以及工 業區的建築,停車場、道路等周邊,只要有適當的空間及角落,都可轉 變作為雨花園。

(四)組合式地下貯水槽

組合式地下貯水槽主要材質為塑膠,為每個個體銜接組合而成的一個槽體,

其中可分為貯留型與滲透型兩種,此兩種型式由於是覆土回填於地底,地表上空 間則可作為植栽、停車場等用途。適合設於都市化較高地區,作為地下滯洪池之 滯洪減災之用,可適用於公園、綠地、學校、廠房及停車場下方等地。組合式地

下貯水槽設施的標準結構如圖 3-29 所示,貯水槽特色說明表 3-5 所示,結構功 能說明如表3-6 所述。

側溝

沉砂槽

組和式貯水槽 檢視孔

集水井 溢流管

排水 校園 馬達

校舍

圖 3-29 組合式地下貯水槽的示意圖

(資料來源:本研究繪製)

表3-5 組合式地下貯水槽特色說明

特色 說明 施工狀況

空隙率 90%以上

維護管理 下方的 U 字孔、人孔等。

主要特色 „ 由於材質重量輕,容易搬運、施工(貯存量 600 m3的貯存槽約 7 天,

水泥製約 1 個月)。

„ 貯存槽形狀的自由度高(形狀自由、受地型限制小)。

„ 地下水位高時,需考慮貯存設備的浮力。

特色 說明

協助示範案例發包相關作業,本團隊多次與蘆洲國中聯繫,校方表示新北市 教育局於102 年 11 月將補助經費施做滯洪池,校方參考本研究第一年規劃成果 選擇本研究規劃組合式地下貯水槽 400m3的位置籃球場 D 為設施設置位置,校 方依經費多寡考量與建築師商討後,在籃球場 D 處規劃一座 RC 地下型滯洪池 950m3及校內排水溝改善工程,降低蘆洲國中淹水情況。並於103 年 8 月發包此 工程,預計103 年 12 月底完工,考量滯洪設施重複設置或許會導致經費的浪費,

故本研究建議應選擇自強國中為示範案例施作地點。

新北市水利局於103 年 5 月完成「中和地區低衝擊開發導入規劃」於自強國 中小規劃設置滯洪池及入滲設施,本研究團隊多次與內政部營建署下水道工程處 及新北市水利局說明本研究工作內容以及商討經費,並提供本研究第一年規劃成 果、滯洪設施規劃原則及自強國中規劃中所使用滯洪設施的施工技術等內容說 明,提供新北市政府後續辦理「新北市中和國中小滯洪池等示範工程」參考。

然新北市水利局於103 年 7 月上旬辦理「新北市中和區國中小滯洪池等示範 工程」,並於103 年 9 月 23 日邀請本所參與「新北市中和區國中小滯洪池等示範 工程」基本設計審查會,會中提供關於滯洪設施監測及管理維護等建議事項,供 新北市水利局參考,此工程預計104 年 12 月底完工。

第四章 蒐集國內外滯蓄洪設施(如雨水貯集及入滲相關設