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研究方法、範圍與預期成效

第一章 緒論

第三節 研究方法、範圍與預期成效

一、研究方法與範圍

本研究首先蒐集彙整國內外有關都市地區規劃滯洪空間之文獻與案例,並 且探討國土計畫體系中,包括都市計畫法、建築法等法令之位階架構,接著在 氣候變遷之影響下,以流域防災觀點重新審視都市發展定位,經參考國外都市 地區滯洪空間規劃之理念,進行颱洪防災與都市發展整合性分析;再據其擬定 設置滯洪空間因應策略,研提都市地區滯洪空間整體性規劃設計方案,並就各 項策略可能遭遇之困難提出獎勵或配套措施,以及相關法規之修訂建議。此 外,為能於都市設計落實內水防治策略,將針對都市設計規範考慮滯洪空間之 可行性;最後擇定一都市地區,進行示範案例規劃與效益評估。以下就本計畫 各項內容之研究方法說明如下:

(一) 蒐集彙整國內外有關都市滯洪空間文獻與案例

本研究透過研究報告、期刊及網站等,蒐集國內外與研究主題相關之 文獻與案例,並就都市地區規劃滯洪空間之策略、成效及可供本研究參考 應用之部分進行彙整說明。

(二) 以流域防災觀點審視都市發展定位,並進行颱洪防災與都市發展整合 性分析

在探討國土計畫體系中各法令之位階及其與開發行為防洪考量要項 的關聯性後,經由分析氣候變遷下都市所面臨之防洪問題,並參考各國都 市地區滯洪空間的規劃理念,重新定位我國都市發展之目標,進行颱洪防 災與都市發展之整合性分析。

(三) 研提都市地區滯洪整體性規劃設計方案

都市防洪不單僅是傳統的排水系統整治,應在綜合治水原則下,導入

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雨洪峰流量。本研究將研提都市地區設置滯洪空間因應策略,並將該策略 整理為整體性規劃設計方案,其主要針對都市地區可用滯洪空間、滯洪空 間設置位置及滯洪效益等進行評估分析。

1. 都市地區可滯洪空間因應策略

由於國內現行規劃滯洪空間的方式,大部分均透過都市計畫土地 使用分區的調整來增加滯洪池,且規模均較大,惟私有土地徵收費用 高,若需經由變更過多土地使用分區為公共設施用地或滯洪空間,將 大幅提高政府財政負擔。

有鑑於此,本研究之都市地區滯洪空間將優先以公共設施用地及 法定空地為主,並依據各公共設施用地及法定空地之特性,在不影響 原有使用目的及功能情況下,評估分析其可供滯洪空間比例。其次,

則為透過建築物雨水貯留系統增加滯洪量,最後再考量都市空間中之 外圍緩衝地區,如農業區、保護區等是否有可能透過土地使用分區變 更作為滯洪空間。接著將以上策略整合為都市地區增加滯洪空間之整 體性規劃方案。

2.滯洪空間設置位置與滯洪效益評估

在都市地區設置滯洪設施,需與雨水下水道系統銜接,方能提高 洪峰削減成效,本研究會透過示範案例規劃過程,針對滯洪空間設置 位置與其滯洪效益進行評估分析。

(四) 獎勵配套及權責分工

本研究透過不同之土地管理手段增加都市地區滯洪空間,因涉及部分 土地變更或私有空間,勢必影響所有權人權益,為了減少抗爭,並避免配 合意願低落造成立法效益不高,將研提獎勵辦法等相關配套措施,提升民 眾配合實施之意願。

此外,都市地區滯洪空間設置牽涉不同的主管機關、法規範疇,在實 施與管理維護上,需要共同承擔與權責分工,本研究配合提出各機關間之

權責分工,以供未來實施辦理之參考。

(五) 法規修訂建議

除可透過都市計畫法與建築法之法令修訂,以有效增加都市地區可供 滯洪空間外,一般都市計畫擬定時,皆有其設計規範或土地使用管制規 定,而都市地區設置滯洪空間若透過通盤檢討或個案變更辦理,時程相對 較長。故本研究重點將以檢討是否可經由都市設計規範或土地使用分區管 制等方式進行規範,以達到增加集水區滯洪能力之目的。

此外,將參考國內外文獻中相關法規之規定與修訂建議,落實都市地 區設置滯洪設施之相關條文,以求法令修訂建議更為周延。

(六) 擇一都市地區進行示範案例規劃與效益評估

為瞭解本研究成果應用於都市地區之減洪成效,將擇一都市地區進行 示範案例規劃與效益評估。

1. 示範案例區位擇定

有鑑於建築研究所歷年來辦理都市防災空間系統規劃示範計畫已 累積相當多示範地區之應用成果內容,101 年度防災示範計畫也有多處 都市地區提出辦理申請,故本研究將由上述計畫之地區中選定一都市 地區,進行示範案例規劃與效益評估。

2. 評估模式

本研究採用荷蘭 WLDelft Hydraulic 所發展之 SOBEK 數值模式,

進行示範案例模擬評估分析。SOBEK 模式包含降雨逕流、渠流、水質、

輸砂、即時控制(Real Time Control)及漫地流(Overland flow)等不同模 組,係整合河川、都市排水及流域管理之數值模式,且同時可考慮如 橋梁、涵洞、閘門、堰、虹吸工、雨水下水道等不同水工結構物水理 現象,故可應用於河川與都市下水道系統之水理計算及區域淹水模

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SOBEK 模式所發展之降雨-逕流模組(Rainfall Runoff Module,RR)、一 維渠流模組(Channel Flow Module,CF)及二維漫地流模組(Overland flow Module,OF),並配合選定都市地區所在地區之數值高程資料與排 水系統治理規劃報告之水文分析成果進行評估。各模組簡要說明如下:

(1) 降雨-逕流模組

本研究依其土地利用分布,採 Paved、Unpaved 降雨-逕流模組進 行計算。當降雨落於地表時,若地表狀況為舖面(Paved),則降雨將 直接貯蓄於地表(街廓)和進入雨水下水道系統;若地表狀況為無舖面 (Unpaved),則降雨將入滲(Infiltration)至地表下,並使地下水的水位 上升,再透過不同土壤層的排水能力進入渠道中;或直接於地表形 成地表逕流(Surface runoff)而進入渠道中。故運用此一地表直接逕流 概念計算都市地區逕流量。

(2) 一維渠流模組

SOBEK 模式中之排水路洪流演算係以一維變量流之動力波傳遞 理論為依據,即利用迪聖凡南氏 (de Saint Venant) 所導出之緩變量 流方程式來描述排水路水流之動態,並使用非線性隱式差分法求解 各時段之水深與流量,在主、支流匯流處,則以主支流水位相等及 進出流量之平衡為匯流條件,以求解各斷面之水深及流量,並採用 河系溢堤洪水演算模式,根據堤防內外水位及閘門操作條件,與二 維漫地流模式進行整合。

(3) 二維漫地流模組

SOBEK 模式中當排水路水位低於堤防高度時,即河道斷面未發 生溢流之情形時,二維模式沿堤防可視為無水流通過之封閉內邊 界,一、二維模式可分別進行演算;而當排水路水位高出堤防時,

則採用河系溢堤洪水演算模式,考慮二模式地表水路出口與排水路 水位之水流交互作用,同時演算出河道水位與集水區淹水狀況。

3.示範案例效益評估

本研究針對擇定之都市地區,在都市開發後且未設置滯洪空間情 況下進行淹水模擬,再依本研究所研提成果就都市地區進行整體滯洪 空間規劃,並分別以一日降雨量 450、550、650 毫米等 3 種極端降雨 情境分析評估滯洪空間設置後之淹水改善效益,以建立完整評估模 式,供未來各縣市政府都市計畫通盤檢討或辦理防洪治水計畫之參 考。示範案例規劃與效益評估分析流程,如圖 1-2 所示。

二、預期成效

透過本研究系統性的評估分析流程,本計畫預期成效為:

(一) 提出相關法令修訂建議,供主管機關未來推行策略及修訂法令、規範 時之參考。

(二) 提出都市地區滯洪空間規劃設計方案與可行性分析,供各縣市政府進 行都市計畫通盤檢討或辦理防洪治水計畫之參考。

(三) 提出颱洪防災與都市發展整合性分析,及設置滯洪空間因應策略,貫 徹區域發展目標。

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圖1-2 示範案例規劃與效益評估分析流程圖

(資料來源:本計畫整理。)