第一章 緒論
第一節 研究緣起與目的
第一章 緒論
第一節 研究緣起與目的 一、研究緣起
由於都市生活機能遠較其他地區便利，因此世界人口多選擇居 住在都市地區，臺灣的都市面積約占總土地面積的12%，人口卻佔 臺灣地區總人口之近78%。近年來，為了容納大量的移入人口與快 速經濟發展之需求，都市街道擴寬或新闢、建物密度增加且樓層增 高，停車場與大型賣場等公共設施不斷增建，造成地表不透水區域 增加，導致雨水入滲至地表下之機會減少，進而影響地下水補注量，
造成洪峰流量及逕流體積增加、集流時間縮短，致使都市洪水災害 時有所聞，嚴重威脅居民之生命與財產安全。而臺灣地區的都市化 除了加重水患造成的問題外，全球暖化所導致的氣候異常，也加重 了旱災發生的機率，臺灣地區乾旱發生之頻率亦有日漸增加之趨 勢。根據中央氣象局近年來的資料顯示，臺灣地區降雨的日數有逐 漸減少之跡象，但降雨延時與降雨強度卻有增加之趨勢，而且，由 於臺灣地形險峻，河川坡度大，河水在河流中的速度甚大，不但造 成嚴重的沖刷，導致土石流的發生，更重要的是不利於水資源之利 用與調節。
臺灣地區大量都市化的結果，導致嚴重的熱島效應，進而影響 了原本平衡的水文機制，而都市化後可能面臨之水資源問題可簡單 表示為如圖 1-1 所示。造成此一變化的主因為大量地表不透水區域 之增加與工程排水系統之興建，不但減少地下水補注，同時亦增加 地表逕流量。目前大多數都市逕流管理的對策均以加大排水系統輔 以集中末端處理之觀念，使逕流加速排放至下游或鄰近地區。但集 中末端處理雖可降低逕流停留時間，但其體積並未相對減少，反而 使得下游排水系統處於高流量狀態，結果即使是小頻率之降雨亦會
綠建築基地保水指標之特殊保水工法性能效益研究
圖1-1 都市化造成水環境之影響
資料來源：廖朝軒教授，2003。
造成下游地區之水患。同時也因這種集中末端處理、加速排放逕流 的排水概念，使得現有都市區域缺乏保水、滲透及蒸發機能，造成 流域整體的水土保持機能降低，也因都市發展範圍一再擴大，造成 許多非點源污染物質隨著逕流直接排入下游，產生許多都市水環境 之不利影響。在此一集中末端處理的排水概念下，將所收集的都市 地區地表逕流直接且迅速地排放至河川或流域下游地區，因而造成 下游地區的洪澇問題。
由於都市生活機能完善，成為人口匯聚之地，人口集中的結果，
導致都市居住用地需求急遽增加，舊都市土地一旦不敷所需，都市 居民勢必向都市周圍發展，造成都市區域擴展，當擴展至郊外時，
原有的溼地、水田、森林、綠地等區域也因而開始產生都市化之現 象，如此將使得這些土地原有之逕流機制發生改變，進而造成城鄉 水環境之丕變。近年來，為了容納大量的移入人口與快速經濟發展 之需求，都市街道擴寬或新闢、建物密度增加且樓層增高，停車場
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與大型賣場等公共設施不斷增建，在都市開發的同時，也改變了自 然環境的性質和狀況，如地貌、水文、氣候等，而這種變化的影響 是長遠的。受到都市化及土地使用密集化的影響，大多數的都市規 劃或建築專家對雨水之處理，皆以儘早排除的觀念設計建築物及以 不透水化處理都市區內基盤建設，使得現有建築物缺少雨水貯留、
滲透、保水機能和蒸發量增加，因而發生都市溫暖化、都市型水患、
都市生態系統丕變等問題，如圖1-2 所示。
近年來臺灣都市化造成水環境變化越快且越來越難預測，再加 上全球極端氣候之發生愈來愈頻繁，導致洪澇災害頻率、規模與損 失均有加大的趨勢。每年5 至 11 月是臺灣地區出現豪大雨的時期，
圖1-2 都市開發所造成環境改變之影響
資料來源：日本社團法人雨水貯留浸透技術協會，2002。
開發前
開發後
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也經常造成淹水災害；政府雖大力推動治水工程，已逐漸縮小淹水 的區域，然而面對氣候變遷及複合型災害一再重演，必須認清傳統 之防洪工程防護有其極限。社區及建築基地水災防救已非單僅仰賴 政府而能達成，政府與民間必須通力合作，加強對社區及建築基地 減洪防洪規劃之防災意識與相關技術之認識，官民聯手才能更有效 降低淹水及水災程度，方能有效執行水災災害防治之任務。
都市環境是經過專家詳細的調查與規劃後，依序逐步開發與改 造自然環境所創造出來的高度人工化生存空間，但由於人口不斷大 量的湧入，原有的都市計畫無法容納大量增加的人口，以致於現有 之綠地、農地、窪地以及都市外圍之山坡地，被大量開發甚至過度 利用，為了不降低都市的生活品質，大量的人工排水系統取代原本 之自然涵養滯蓄功能，一旦暴雨帶來的逕流超過排水系統的宣洩容 量，便會產生嚴重之都市水患，同時過多的地表逕流所挾帶之污染 物質將使水質惡化進而破壞環境。早期的河川圳渠是以石塊或泥土 開挖整修而來，提供農村的各種用水，最後又排到圳道去，人們沿 圳道挑水、洗衣及刷洗，人與人之間沒有隔閡，這正是水文化之根 源。但自從自來水開始普及以來，人們只知道消費用水，但卻不知 水從何而來，甚至以每人每日用水量之多寡，作為生活水準高低之 指標，人們卻以為只要繳交自來水費，便可肆無忌憚之用水，而政 府則拼命的開發自來水源以滿足需求，市民只要打開水龍頭，水就 自來，水從何處來，往何處去，似與個人無關。近年都市由於人口 密集，車輛多交通繁雜，原來河川文化時期流下之圳路，除被捨棄 作為排除污水外，進而嫌棄其存在而漸被加蓋成為道路、商店街、
停車場，對於道路下排水溝的污水則眼不見為凈，使得都市市民與 水絕了緣。許多工程的開發興建，在「人定勝天」的思維下常缺乏 生態考量，也致使許多數千萬年的水脈、天然埤塘及湖泊因此而消 失。而人類這樣蠻幹情況，恐將遭受大地討債、反撲。
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二、研究目的
隨著人口湧入都市地區，使經濟快速發展，都市化腳步也隨之 增加，原有都市計畫內之綠地、農地、池塘及都市外圍之山坡地，
被大量開發，以提升居住生活品質，但也造成具保水功能土地的減 少，使得地表的水文循環發生變化，進而產生了許多嚴重的水患問 題。這是因為在都市化建造過程中，首先必須將地面的樹木、植物 及表土等原先在水文循環中擔負著控制地表逕流的要角需先被剷 除，取而代之的則是一棟棟的建築物或公共設施，使得原先可呼吸 透水的大地，變成許許多多不透水的表面，也造就了現代文明不可 避免的水患夢魘。為了有效減緩這樣的水患問題，傳統上，工程師 採用迅速排水的設計手法，即以人工排水系統取代土地原有自然涵 養蓄滯功能，加快地表逕流進入雨水下水道等排洪設施的方式，來 減少地表淹水的機率。這雖能有效發揮設施設置的功能目的，但卻 也衍生出許多新的議題，如：增加下游集水區排洪設施系統的負荷 及減少地表水滲透至地底下成為地下水水資源的機會，同時也因為 不透水鋪面增加與加速排洪設施的興建，使得大量的地表逕流在未 經土壤滲透過濾的程序，便排放至下水道或河川，也讓更多的污染 源進入了下水道及河川中，進而增加污水處理廠及河川水體自淨的 負荷，除造成經濟財政的負擔外，也衍生出許多公共衛生的健康議 題，影響了人民的健康。
此外，由於都市用水需求量與能源消耗量，隨著經濟成長與生 活水準提升而逐步增加，這也意味著在廢氣與廢水排放量部分亦將 同步攀升。在廢水的排放過程中，排水管大量收集地表逕流與污染 物，最後排放進入河川，嚴重影響河川與地下水水質，更直接衝擊 河川流域的生態環境；而大量的廢氣排放則是改變了都市的氣候環 境，同時加劇都市的熱島效應。因此在這都市土地使用強度幾乎達 到飽和的情況下，為了滿足都市地區大量人口與頻繁經濟活動所需
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的生活空間，於是土地開發利用的範圍逐漸向郊區蔓延，並逐漸蠶 食原有的透水地面，衍生地表逕流加速集中、洪峰流量增加、非點 源污染擴散、地表蒸發散量減少、熱島效應加劇等種種問題，不但 惡化都市的水文環境，亦增加了災害發生的潛勢。
而受到氣候變化的影響，水資源不只是量少，其無論在時間或 空間上，都呈現不均勻的分佈狀況。從時間上來看，北半球的降雨 主要是集中在每年的3 月至 10 月，且絕大部分的地區又都集中在 6 月至 9 月。雨季降水通常佔全年降水總量的 70~80%，河流水資源 高度集中於夏季，且多屬難以控制利用的洪水。臺灣即位處北半球，
年平均雨量約為2,500 公厘，是全球年平均降雨的 2.7 倍，應屬水資
年平均雨量約為2,500 公厘，是全球年平均降雨的 2.7 倍，應屬水資