第二章 文獻回顧
第一節 社區及建築基地減洪設施相關研究
第二章 文獻回顧
第一節 社區及建築基地減洪設施相關研究
一、社區及建築基地減洪設施之重要性
近年來全球氣候變遷導致極端降雨現象發生頻繁,在全台各地屢次造成地區 性的淹水災害,由於極端氣候現象有愈來愈頻仍之趨勢,如2001 年潭美颱風造 成高雄市大淹水、2008 年卡玫基颱風、2009 年莫拉克颱風及 2010 年凡那比颱風,
降雨量動輒超過數十年或百年一遇的暴雨量,已超過都市下水道排洪設計 5 年 一次暴雨頻率標準,導致都市地區經常發生嚴重淹水現象。由於都市地區人口密 集、發展快速,增加不透水面積,也相對增加洪峰流量,嚴重衝擊都市環境,受 災的機率亦大幅提升,在氣候變遷與人為開發的雙重作用下,極端水文事件已成 為經常會發生的常態現象。
本所「極端降雨造成都市洪災影響評估數值模式之研究」模擬新北市永和地 區在極端降雨下可能造成的淹水災情,與現有之淹水潛勢圖相比較,探討極端降 雨情境下可行的減災方案。研究發現,高度開發的都市地區在無法進行大規模水 利工程防災建設之前提下,建議使用滯洪池與綠建築等方式減少極端降雨時發生 的淹水災情(蔡綽芳、范佳銘,2013)。
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。因此,本 所「氣候變遷下都市地區滯洪空間之規劃」提出都市地區滯洪空間之四大策略,
分別為使用公共設施、利用法定空地、建築物增加雨水貯留設施或採綠建築設計 以及透過土地使用分區變更,來增加都市地區的滯洪空間。研究採用荷蘭SOBEK
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數值模式,針對臺南地區進行示範案例模擬評估分析,分別以一日降雨量450、
550、650 毫米等三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。研究發現,由於氣候變遷之水文增量並無一定標準,而都市地區開發活動 密集,滯洪空間有限,若遇到極端降雨事件,相關都市防洪措施能降低淹水發生 機率,但無法確保不發生淹水,加上臺灣地區降雨量較大,受限於可透水面積在 土壤飽和後之入滲效果有限,增加入滲面積,增加淹水改善情形較不明顯,故建 議以設置滯洪空間為主,增加入滲面積為輔,進行都市淹水情形之改善規劃(宋 長虹,2012)。
以新北市三重頂新新燕土地開發案例說明,頂新三重新燕土地面積約6 公頃,
102 年間開發成為停車場,完工後周邊住戶「逢雨必淹」。由於停車場全面鋪設 不透水柏油鋪面且地面比鄰近路段墊高1.2 公尺,每逢豪大雨基地內的雨水便形 成地表逕流流向周邊低漥地區,超出當地排水設計標準,故造成附近常態性積淹 水情況,近3 年期間嚴重淹水 9 次,引發當地民怨不斷,縱使地方政府之後施做 截水溝仍無法改善淹水情形,由此可見土地開發階段未考量滯洪、減洪設計,對 周邊環境所產生的不良影響。
圖2- 1 新北市三重頂新新燕停車場附近淹水照片
(資料來源:中時電子報)
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二、社區及建築基地減洪技術研究發展
近年來台灣部分地區都市化迅速,加上氣候環境變遷,造成降雨與逕流量變 大而集流時間縮短,使得傳統以渠道排放為主之雨洪管理對策,反因將大量雨水 入河道中、下游,造成洪峰流量聚集性衝擊而使水患更加劇烈。為改善上述情形,
本所「利用社區或基地開發都市雨洪綜合管理策略」率先思考運用社區及建築基 地做為都市「總合治水」雨洪管理策略,在集水區中利用開放空間、建築物等廣 設置小型滯洪池,藉由滯洪池大量蓄水以滲透、調節流量並降低洪峰流量。此總 合治水方式相當於都市中有許多「微水庫」,除了雨洪管理之外,還可兼具生態 教育、保育、觀光遊憩,亦可形成生態景觀公園以增加生態機能,減少都市開發 造成之負面水環境衝擊。有別於河川流域尺度,該研究針對社區及建築基地等較 小尺度之小型滯洪池,提出減洪計算理論與選址原則,將規劃設計目標分為三種,
分別為「零排放(直接削減5 年頻率暴雨量)」、「零增量(削減 5 年頻率暴雨 增加量)」及「區域減洪(減輕下游排洪系統負擔)」,其型式可分為 Type I 貯留
(滯留)型(設施本體為一貯留槽,無入滲功能,設有溢流孔)、Type II 滯洪 型(設施本體為一貯留,無入滲功能,底部設有排水孔)、Type III 滯洪滲透型
(設施本體為一貯留,具入滲功能,底部設有排水孔),以及 Type IV 貯留滲 透型(設施本體為一貯留,具入滲功能,設有溢流孔)等四種。此外,提出不同 土地利用下之設施適宜性評估參考表,建議規劃時可依據現地狀況,按各設施之 類型,考量「設置區域滲透區域與不滲透區域比例」、「地表土壤組成概況」、
「地表下土壤組成概況」、「地表坡度」、「地表覆蓋及植生狀況」及「土地使 用概況」等項目進行篩選,再針對設置區域進行可行性評估後,選擇適合之小型 滯洪池進行設計,以完成社區或基地開發雨洪綜合管理策略(陳瑞鈴、蔡燿隆,
2010)。
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本所「社區及建築基地減洪技術與防洪強化措施之研究」參考歐美低衝擊開 發技術、暴雨管理及日本減洪技術,整合國內既有研究成果與現行技術規範,將 減洪技術分為雨水貯集型減洪設計、雨水入滲型減洪設計以及貯集(可入滲)型 減洪設計,彙整提出「社區及建築基地減洪技術及防洪強化措施技術參考手冊」
之基本架構與初步內容。該研究指出,為了達到社區或建築基地減洪的效果,必 需利用現有公園、學校、廣場、運動場、空地等公用或開放空間,設置減洪設施,
延緩地表逕流排出時間、減低洪峰流量,提高都市防災能力,同時建議可依淹水 潛勢區進行不同的防治措施,如非淹水區域可採用「貯留」和「入滲」技術,若 為易淹水區域(需擇適當之貯留設施)則可設置減洪設施,將防洪概念納入新建 建築物的設計中,或提高既有建築本身的防洪程度,以利於洪患來臨時有所應變 措施(陳建忠、廖朝軒,2011)。
延續前項計畫成果,本所「社區及建築基地減洪防洪規劃手冊研編」彙整國 內外社區及建築基地減洪技術與相關防洪措施及計算模式等資料,包括:案例、
研究報告、技術手冊或規範、計算模式等,針對不同淹水潛勢等重要影響因素,
建構國內社區及建築基地減洪措施選擇方式及配置設計(包括適用範圍、基本規 劃配置示意圖等),研提國內社區及建築基地減洪措施成效評估流程及計算方法,
蒐集國內不同淹水潛勢地區之社區及建築基地基本資料(包括範圍、淹水潛勢資 訊、既有減洪/防洪措施資訊等),以蘆洲國中及壽德新村社區兩處進行案例設 計示範及成效評估,最後編撰完成社區建築基地減洪防洪規劃手冊初稿,內容包 括手冊導覽、簡述都市型洪災防治理念及內涵、如何建構社區及建築基地洪災防 治規劃,以及示範例減洪設施規劃、案例提供、簡易成效評估,以及減洪/防洪 技術類型等(廖朝軒,2010)。
本所「社區及建築基地減洪防洪成效評估模式及審議機制研究」進一步探 討社區及建築基地排水審議制度,建構社區及建築基地排水(含排水、減洪與滯
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洪)審議內容及流程,並提出「社區及建築基地雨水減洪設施計算檢核表」,以 供實務上容量設計及檢核之依循。研究中彙整探討各種水文數值模擬模式,並建 議社區及建築基地採用SWMM 5 模式進行後續減洪成效模擬分析之工具,模擬 分析蘆洲國中及壽德新村兩個示範案例排水系統與減洪設施相關聯,經模擬發現,
假設以新北市所要求的最小滯洪量0.05 m³/m²標準設置減洪設施後,兩案均能滿 足目前雨水下水道設計5 年降雨頻率標準之「逕流體積零增量」的目標,惟若提 高至25 年降雨頻率則無法滿足(鄭元良、蔡燿隆,2013)。
由於低衝擊開發技術的應用漸漸日趨廣泛,如何滿足相關規定的容量設計、
水文模擬流程(如SWMM 模式模擬等)仍略顯複雜,如 SWMM 水文模擬對建 築師等規劃設計者在使用上相當困難。為提供規劃設計者如何評估設計容量並建 構其設計流程,同時簡化模擬設計工作,提供給建築師簡易的電腦輔助容量設計 工具,本所「低衝擊開發技術容量設計電腦輔助系統建置(1/2) 」彙整國內外相 關低衝擊開發技術型式,針對11 項低衝擊開發技術設施進行應用可行性評估,
最後選定「地上型滯蓄洪設施」與「地下型滯蓄洪設施」兩種國內最常見的設施,
利用Microsoft Excel 完成「地上型滯蓄洪設施」及「地下型滯蓄洪設施」設計容 量電腦輔助工具,研究中另稱「低衝擊開發技術容量設計工具」;本設計工具包 括五項模組提供給使用者從資料輸入到設施設計,及檢核該設施是否符合需求及 最後的總表顯示等操作功能,包括基本資料輸入模組、地上型滯蓄洪設施設計表 單模組、地下型滯蓄洪設施設計表單模組、演算輸出表模組,以及設計及檢核總 表單模組(蔡綽芳、蔡耀隆,2014)。本所本(104)年度所進行的「低衝擊開發 技術容量設計電腦輔助系統建置(2/2)」研究計畫,則選定「雨花園」及「透水鋪 面」進行「低衝擊開發技術容量設計工具」之建置(蔡綽芳、蔡燿隆,2015),由
利用Microsoft Excel 完成「地上型滯蓄洪設施」及「地下型滯蓄洪設施」設計容 量電腦輔助工具,研究中另稱「低衝擊開發技術容量設計工具」;本設計工具包 括五項模組提供給使用者從資料輸入到設施設計,及檢核該設施是否符合需求及 最後的總表顯示等操作功能,包括基本資料輸入模組、地上型滯蓄洪設施設計表 單模組、地下型滯蓄洪設施設計表單模組、演算輸出表模組,以及設計及檢核總 表單模組(蔡綽芳、蔡耀隆,2014)。本所本(104)年度所進行的「低衝擊開發 技術容量設計電腦輔助系統建置(2/2)」研究計畫,則選定「雨花園」及「透水鋪 面」進行「低衝擊開發技術容量設計工具」之建置(蔡綽芳、蔡燿隆,2015),由