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第五章 結論及建議

5.1 結論

本研究延續李(99 年)之研究,改善既有實驗座台及降雨模擬器,並設 計一 30cm*30cm 小型實驗座台,利用降雨模擬器搭配小型實驗座台,進行 不同綠屋頂截水因子下之截水實驗,最後依據實驗及自然雨結果驗證所建 立及收集之綠屋頂截水公式,以下分別說明本研究之結論:

1. 小型實驗座台及降雨模擬器:為了更有效率針對不同截水因子進行截 水實驗,本研究設計一 30cm*30cm 之小型實驗座台,搭配培養箱預先 以兩種介質及三種厚度培養兩種植栽,以利於實驗時快速更換不同截 水因子,並利用降雨模擬器模擬不同強度之降雨,加速實驗之進行。

由於小型實驗座台截水情況不知是否因縮小而改變,故先依據自然雨 實驗數據比較其與既有座台介質含水率及出流水變化差異,結果變化 趨勢頗為相似。而利用降雨模擬器取代自然雨,其均勻性及再現性頗 為重要,故本研究亦針對不同噴頭進行均勻性及再現性分析,其結果 對於 30cm*30cm 小型實驗座台而言,均勻性及再現性良好。

2. 截水實驗:本研究利用降雨模擬器搭配小型實驗座台進行截水實驗,

其結果顯示,當降雨強度不同而其餘因子不變下,截水量於雨量 36mm 以下增幅比例較大,於雨量 36mm-48mm 間約為等比例上升,而於雨 量 48mm 以上截水量約維持在 25mm 至 30mm 間,主要原因是雨量較 大時截水能力趨於飽和。

在不同介質厚度而其餘因子不變下,介質由 7cm 增至 10cm 增加 1.43 倍,截水量增幅比例在 0.9 至 1.35 間,而由 10cm 增至 12cm,截 水增幅比例在 0.95 至 1.35 間,故截水量並未隨介質厚度等比例增加,

推估原因為不同介質層之截水機制及充填時壓密程度等未必相同。

在不同介質而其餘因子不變下,介質 2 使用陶粒,故孔隙率為 0.71 較介質 1 之 0.66 大,且介質 1 使用椰纖及氣化石等介質增加保水力,

另外於充填介質時,不同之壓密程度亦會影響水流之通過與否,故介 質截水量會受不同介質特性(如孔隙率與密度等)影響。

在不同植栽而其餘因子不變下,由於圓葉景天覆蓋率較越橘葉蔓 榕好且植物高度較高,故雨水會匯集於葉面上造成較多表面逕流,而 在雨量 48mm 以下圓葉景天因較高覆蓋率截留較多雨水,在雨量 48mm 以上葉面無法負荷過多雨水,越橘葉蔓榕為匍匐生長於介質表面而截 留較多雨水,故不同植物、高度、生長形式、根系及覆蓋率等皆會影 響綠屋頂之截水能力。

有排水板時在雨量 48mm 以下,截水量趨近於 11mm,而雨量在 48mm 以上,截水量會隨雨量增大而增加,截水量會依依排水板之蓄 水量及形式而改變。而綠屋頂對於尖峰逕流減量之效益,由截水實驗 及自然雨結果可發現,綠屋頂(含排水板)減少尖峰流量之效益約 48%-87%之間,唯尖峰逕流減量效益隨著雨量增大而降低。

3. 綠屋頂截水公式:本研究依據綠屋頂截水相關理論及研究,建立了含 水差異係數法等三個公式及含水率推估法,其由截水實驗驗證組數據 之驗證結果,含水係數差異法及含水率推估法 R 平方值分別為 0.9118 及 0.8655,而誤差分別在 1.2%-48.4%及 0.1%-46.7%間,於自然雨推估 準確性最好分別為 2.7%及 40.7%。另外收集相關研究之 Φ-index 法、

SWCC-Darcy 法、S&P 法、迴歸統計法及經驗式等五個公式,以率定

性,而其中以迴歸統計法結果最佳,其 R 平方值為 0.9244,誤差在 0.5%-22%間,於自然雨推估誤差在 15.8%-69.7%之間。

5.2 建議

本研究截水實驗僅針對 6 種雨量、2 種介質、3 種厚度及 2 種植栽進 行實驗,未來研究可以再加入不同坡度、更多介質及不同植栽及植栽覆蓋 率等因子進行實驗,詳細分析介質及植栽特性等對於綠屋頂截水之影響,

亦可進行蒸散之實驗,並建立適用於推估綠屋頂蒸散及植物影響之公式。

目前實場綠屋頂建置時,排水板扮演相當重要之角色,不僅可以增加 截水量,亦能蓄水並提供植物生長所需,本研究雖有考慮排水板之影響,

唯僅針對 1 種排水板進行研究,故未來可嘗試收集更多不同排水板進行分 析比較其中特性之差異,及對於綠屋頂截水效益之影響。

目前降雨模擬器所模擬之雨量最小為 20mm/hr,與實際自然雨相比,

並不算小,且自然雨其降雨量分佈不均,故未來可以再嘗試不同噴頭及變 頻式馬達,以模擬更大範圍雨量且雨量可隨時間改變,使模擬出雨量更接 近自然雨進行實驗,驗證時亦能提高公式之準確性。

本研究為將所收集之文獻提及之型式值得參考之公式,依據相關截水 理論加以修改,建立出本研究所嘗試推估綠屋頂截水效益之公式,唯礙於 研究時間,無法將所有影響綠屋頂截水之因子皆考慮進入公式,僅考慮降 雨、介質厚度及含水率,又降雨模擬器所模擬之降雨仍偏大且每分鐘降雨 量皆一樣,而實際自然雨之降雨量分佈不均且延時不定,故未來可以加以 分析降雨歷線,將公式再加入降雨延時、不同介質特性、坡度、植物吸收 及蒸散等因子,使公式更加完善抑或成為模式。

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附錄 A