第一節 結論
台灣地區由於人口過度集中,導致都市土地過度開發,以滿足 遷入人口的居住需求,並追逐創造高經濟成長。隨著都市發展,大 量的人工構造物取代原有的公園綠地及山坡地,導致都市環境大部 分是不透水表面,由於都市化不透水面積增加,導致改變原本平衡 的水文機制,衍生都市熱島效應、水患、水污染及水資源等問題。
近年來,台灣地區都市化除加重水患的問題外,也導致旱災,
台灣地區乾旱發生頻率有日漸增加趨勢。根據研究,在相同乾旱頻 率週期下,降雨日數有減少之趨勢,且台灣因地形陡峭,河川坡度 變化大,河流中上游的流速甚大,並不利於水資源之利用與調節。
水資源就像石油一樣,是所有人類賴以維生的資源,但是它的 價值卻像其他能源一樣被嚴重的低估並任意浪費。人類未來美好的 生活環境,需仰賴政府提出捍衛這些日益枯竭資源的對策,尤其身 處快速成長的城市中,政府對於土地使用管理上就須採取更多更有 效的管理措施,且其挑戰也會越高。因此對於降雨所產生的逕流,
與其想藉由更高的堤防,或是更多的抽水機來避免洪水所造成生命 財產的損失,倒不如認真地去思考如何導引這些人類賴以維生的雨 水流往他原本該去的方向。
現代的城鄉環境由水泥、瀝青、地磚及金屬等不透水材質所組 成的部分太多,這也使得地表上的車道、步道、停車場及廣場等,
甚至地底下的地下室均變成不透水的硬質地面,嚴重阻絕了雨水滲 透及貯存的機會,尤其是密閉不透水的公共雨排水設計,更使得雨 水直衝入海,無法循環回大地來滋潤土地。
為減緩台灣本島因人為過度開發、都市區內基盤建設之不透水
化與工程排水系統之大量興建,使得現有建築物缺少雨水貯留、滲 透、保水和蒸發機能降低,造成地貌、水文及氣候等自然環境之改 變,傳統上所採行的大型、集中末端之排水處理模式,仍使都市洪 澇及乾旱問題於近年不斷重複上演,這也突顯此類工程設計並無法 有效解決都市現有的水資源問題,而小型分散的雨水貯集系統之保 水設計,方為解決未來都市水資源問題的一項利器。
為協助政府落實相關「保水」政策,降低政府施行「保水」政 策之困難及阻力,本所於 92 年起,分 4 年辦理「滲透管溝」、「透水 鋪面」、「生態水池」、「人工濕地」及「雨水貯留」等設計規劃委託 研究計畫,並已逐步完成相關設計規範,配合本研究的滲透陰井之 孔隙阻塞對滲透效率影響之結果及入滲設施維護管理準則,未來將 可有效提供設計使用者,作為綠建築基地保水設計之參考。
依據本研究結果顯示,初步成果及結論分述如下:
一、滲透性能及容量設計理論之探討
本研究以達西定律推導滲透陰井入滲性能公式,滲透陰井之入 滲性能可透過「比滲透面積Aus」此一參數來表示,並由穩定流滲透 設施入滲理論得到證實,即不論管徑大小及開孔率如何,其比滲透 面積與水位均分別可以一線性方程式表示,故可藉由此關係式,分 析在不同孔隙阻塞情形下,滲透陰井的入滲情況。
二、陰井試驗規劃及試驗方法與步驟建立
為考量試驗方式的一致性,本研究在建立相關試驗方法與步驟 時,係參考本所「滲透管溝容量設計與試驗研究」委託研究計畫所 建立之管溝流程予以修正建立,並作為後續入滲容量理論發展之依 據。
三、試驗結果分析、探討與落實
依據本研究,除去(94)年度已針對 40 cm、開孔率 0.783%及 50 cm、開孔率 0.708%二種不同管徑及開孔率之滲透陰井,進行相 關滲透性能試驗分析,本(95)年度再增加管徑 40cm、開孔率 0.3915%,管徑 40cm、開孔率 0.3915%、底部全封及管徑 50cm、開 孔率 0.354%,三組不同陰井滲透試驗,以進一步分析瞭解孔隙阻塞 對滲透效率之影響,以研提對策,降低孔隙阻塞發生之機率,提高 滲透陰井使用之效率。
依據本研究針對五種不同管徑滲透陰井及孔係阻塞情形所做 滲透測試,初步驗證擬定之試驗方法與步驟可適用於現地進行試驗 觀測,同時依據試驗結果分析顯示,由觀測值與推估之理論迴歸方 程式可以發現,不論管徑大小,在井壁孔隙減半情況下,對於比滲 透面積約有 10%的變化,並未造成顯著之影響。由此一結論可以推 論,孔隙率降低對比滲透面積之影響不大,卻可增加陰井井壁的強 度,提高其適用範圍,但如何在降低孔隙率的同時並保有最大的入 滲容量,則有待後續的滲透陰井最佳孔隙率之研究。
但如底部全封,即井底嚴重阻塞,將造成滲透效率大幅降低 40%,嚴重影響滲透陰井之滲透效率。此一結果與滲透側溝所得之 結論不甚相同,則有待更多實驗數據,以釐清兩者之差異。
滲透陰井經常做為滲透管溝之間連接的節點,底部水位較滲透 管溝為低,更易聚積落葉、樹枝及垃圾等污物,造成阻塞,因此,
在設計與選擇滲透陰井時,即應慎重考慮攔污設備的配置,以有效 清除污物,減少阻塞的機會,延長滲透陰井的使用壽命。另完善的 維護管理益形重要,本研究即草擬「入滲設施維護管理準則」,提 供綠建築基地保水設計之應用參考。
第二節 建議
建議一
配合納入滲透設施設計規範中:立即可行建議 主辦機關:內政部建築研究所
協辦機關:台灣雨水利用協會、內政部營建署
現階段我國綠建築政策對於滲透設施相關設計技術,尚處於理 論假設之計算層次,據此本所於 92 年起,分 4 年辦理「滲透管溝」、
「透水鋪面」、「生態水池」、「人工濕地」及「雨水貯留」等設計規 劃委託研究計畫,並已逐步完成相關設計規範,但對於適用於都會 區建築設計的「滲透陰井」容量設計規範及滲透效率之研究,並未 納入計畫中,而本研究有關之孔係阻塞對滲透效率影響之探討將可 彌補上述研究的不足,同時相關研究成果將可有效提供設計使用 者,作為未來綠建築基地保水設計之參考。
建議二
最佳化模式建立:中長期建議 主辦機關:內政部建築研究所
協辦機關:台灣雨水利用協會、內政部營建署
本研究除依據實際工作成果提出上述具體結論外,另在研究過 程中也發現,孔隙率降低對比滲透面積影響不大,卻可增加陰井井 壁的強度,提高其適用範圍,如何在降低孔隙率的同時並保有最大 的入滲容量,有待後續的滲透陰井最佳孔隙率之研究。對於底部全 封,造成滲透效率降低 40%,嚴重影響滲透陰井之滲透效率,結果 與滲透側溝之結論不同,則有待更多實驗數據,以釐清兩者之差異。