1. 合理化法
合理化公式為Kuichling(1889)所推演之經驗式，式中假設集水區內，當降雨 延時（Td）大於集流時間（tc），相當於全集水區均對出口產生逕流，此時逕流 量達到最大，即為尖峰流量；因為應用簡單，長久以來廣泛應用於小集水區設計 洪峰流量之推估。應用合理化公式法於沒有實測資料地區時，需先求得集流時 間，令集流時間等於設計暴雨延時再選定設計暴雨之重現期距，則由計畫地區之 降雨強度—延時—頻率曲線，即可決定設計尖峰降雨強度。合理化公式可如下表 示：
Q=0.278 C× I ×A ……….………....…..（2）
式中：Q：逕流量(cms)；C：逕流係數；I：降雨強度(mm/hr)；A：集水面積 (km2)。
逕流係數C，會因集水區的土地利用、地被、地質、降雨強度、降雨持續時 間等各種條件有關，亦可由地表之不透水表面率求得。地表不透水表面率與逕流 係數之關係如下：
C= 0.41+0.44 Imp ………...………..…….（3）
式中：C：逕流係數；Imp：不透水表面率（0~1）。
上式中不透水表面率係指建築物、水泥及柏油路面等，不透水表面所覆蓋之 百分比，故若僅知區域之不透水表面率，即可由上式估算逕流係數。
2. SCS 逕流曲線法
SCS 逕流曲線法則是考慮地貌型態及土地使用方式改變對於地表逕流產生 的影響，估算其所需滯蓄的逕流量，各參數關係可表示如下：
Q =（P－0.2S）2/（P＋0.8S） P≧0.2S……….……….…...………..（4）
式中：Q 為地表逕流累積量；P 為降雨量及 S 土壤水分最大儲存能力。土壤 水分最大儲存能力則為逕流曲線值（Runoff Curve Number, CN）之函數，即：
S = [25.4（1000/CN－10）] ………...………..…...（5）
逕流曲線值（CN）乃綜合土壤水文分類、土壤表面覆蓋與土地使用方式及 土壤臨前降雨條件（Antecedent Moisture Conditions, AMC）等因素所求出之常數 值，若CN 值愈大表示土壤儲水能力愈小，土壤水文特性越差，則所產生的地表 逕流愈多。
貳 、 降 雨 強 度 公 式
降雨條件為都市防洪重要之條件依據，在減洪防洪設施規劃上多以設計暴雨 做為水文分析過程基本輸入條件。根據設施規劃目的，在不同重現期距 (頻率) 及 降 雨 延 時 條 件 情 形 下 ， 進 而 分 析 所 得 降 雨 強 度- 延 時 - 頻 率 曲 線 (Intensity-Duration- Frequency curve, IDF)，計算平均降雨強度 I（mm/hr）。IDF 公 式如下(6)式所示。
I=a/(t+b)c………...………..……….. （6）
式中：I：降雨強度； t：降雨延時； a、b、c為參數。
參 、 設 施 儲 蓄 及 排 洪 量 計 算 （ 重 力 排 放 ）
當逕流量大於LID 設施之蓄容量時，水流首先會經由排放口或溢流口排出。
LID 設施之排水口型式，可設計為矩型開口型式或圓形開口型式等；而溢洪口之 形狀，一般採用底部水平之矩形或梯形斷面。一般可由設施蓄存或設計之水位及 排放、溢流口之形狀尺寸因子換算而得設計排放量，其斷面之大小以能充分渲洩
設計洪水量為準，所需尺寸可利用理論公式配合進流量等推算。
因此，排放口或溢流口之設計關係到設計排放量之大小，透過適當的設計可 將排放量約束到允許排洪量下，故於設施規劃設置時排放及溢流口之設計甚為重 要。排放及溢流口流量計算因不同形狀之設計而有所差異，以下介紹本研究應用 之排放量計算公式。
1. 底層排放口放流量計算
排放口（或稱放流口）的孔徑大小，應當由下面的公式進行設計滯蓄水深H 和放流量Q 計算獲得（備註：放流量 Q 應滿足允許放流量之設計）；排放口形狀 之設計常見的一般為矩形或圓形，其水流為壓力流，國內外排放量常用計算公式 表示如下。
圖 2-7 滯蓄洪設施排放口示意圖
（資料來源：本研究成果）
(1) 矩形排放口
Q = C×B×D× 2gH ……….………...………..……….（7）
式中：
Q：放流量、排洪量(cms)
C：流量係數，0.6～0.8（新北市建議值是以 0.6 計）
B：排放口底寬(m) D：排放口高(m) H：滯蓄水深(m)
g：重力加速度，9.81（m/sec2）
(2) 圓形排放口
Q = 0.25C×π×D2× 2gH ……….…...……….…….（8）
式中：
D：排放口直徑(m) 2. 溢流口溢流量計算
溢流口一般設計在LID 設施之蓄水層（或植栽層），其形狀之設計常用為矩 形斷面或梯形斷面，其放流方式通常以自由液面方式溢流，國內溢流量常用計算 公式表示如下：
(1) 矩形斷面
Q = 1.767×B×h3/2………….…....………...……….（9）
式中：
Q：溢流量(cms) B：溢洪口底寬(m) h：溢流水深(m) (2) 梯形斷面
Q= 15
2 (2Bu+3Bo) ×C×h × 2gH ….……...……….……….（10）
式中：
Bu：梯形頂寬(m) Bo：梯形底寬(m)
若梯形兩邊斜率為1：1，則排放量為：
Q = (1.77Bo +1.42h) ×h3/2….…….…..……….……….….（11）
若梯形兩邊斜率為1：0.5，則排放量為：
Q = (1.77Bo +0.71h) ×h3/2….…….…..………..……….（12）
肆 、 動 力 排 放 排 洪 量 計 算 （ 或 稱 機 械 排 放 ）
若設施底部高程許可，可設置放流口以重力方式自然排放雨水，然而重力排
放情況不允許時（尤其是地下型滯蓄洪設施），需設置抽水泵浦以機械抽排方式
式中，Ha =抽水機總揚程；ha=實際揚程；hf=損失揚程。式中損失揚程會隨 流體速度及管路配置而求得，為便於計算，總揚程與實際揚程有一比值，一般情 況下建議比值為：
Ha/ha = 1.2~1.5.…..………...….….….（20）
若管路配置並不複雜時，可取比值1.25 計算之。
伍 、 可 滲 透 型 設 施 排 洪 量 計 算 式
可滲透型設施設計（如透水鋪面、雨水花園或屋頂綠化等）其溢流、排放過 程類似前述之計算原理，而其中從降雨到儲蓄至入滲過程之計算，係首先假設建 築基地面積的逕流量或直接落在LID 設施本身雨水假設為入流量 Qin，當入流量 大於 LID 設施本身的儲蓄體積和入滲量，便會產生溢流量；入滲型 LID 水文方 程式恆等式可假設為（21）及（21’）所示：
Qin(t) = Vs (t)+ Vp (t) + Vd (t) + Q5(t) + Q3 (t) + Q2 (t) ...….….（21）
Qout(t)= Q3 (t) + Q2 (t) ...…...….（21’）
式中：
Qin(t) =總入流體積（m3） Qout(t) =放流體積（m3） Q2(t) =溢流體積（m3） Q3(t) =底層排放體積（m3）
Q5(t) =原土層土壤入滲體積（m3）；如果為RC 底層，則 Q5=0 Vs(t) =地表蓄水層雨水體積（m3）
Vp(t) =介質層蓄水體積（m3）
Vd(t) =底層蓄水體積（m3）（備註：包含基層、過濾水層或排保水層等）
Q4(t) =為入滲過程之入滲體積量（m3）=Min(A×f1×t, Qin) A =LID 設施表面積（m2）
f1 =為入滲層平均入滲率（m/s）
陸 、 可 滲 透 型 設 施 模 擬 計 算 概 念
為進一步說明本研究可滲透型 LID 設施其模式概念與水文流程，本小節進 一步別介紹模擬假設過程及計算概念（備註：本小節所提設施表層可包括地上/
地下型滯蓄洪設施底層、透水鋪面層或植生介質層等，中間蓄水層包含基層蓄水 或生長介質層蓄水；地表蓄水層包含地表蓄水層蓄水或地表暫存蓄水；另地上/
地下型滯蓄洪設施如主要設計為不可滲透型式，則排除此模擬假設）。水文模擬 概念示意圖如下圖
2-8，雨水貯集、排放過程各情境預設說明如下述：
1. 當入流體積 Qin(t)小於表層最大可滲透體積 Q4max（Qin(t)< Q4max），
Q4(t)<Q5max（表層滲透體積<底層/原生土壤層最大滲透體積），則 LID 設施原則上可以透過本身滲透能力，有效控制逕流體積；此外，如底層 為RC 不可滲透 Q5(t)=0，則底層開始蓄水，未達排放口底高度則 Q3(t)=0。
2. 當入流體積 Qin(t)大於設施表層最大滲透體積 Q4max（Qin(t)> Q4max），且 Q4(t)<Q5max（表層滲透體積<底層/原生土壤層最大滲透體積）時，則 LID 設施可以維持滲透過程，但滲透體積較小，設施表面儲水體積產生，當 儲水體積>最大可儲蓄體積或蓄水層水位已至溢流出口高，即會產生溢流 Q2(t)>0；此外，底層為 RC 不可滲透 Q5(t)=0，則底層開始蓄水，未達排 放口底高度則Q3(t)=0。
3. 當入流體積 Qin(t)小於設施表層最大滲透體積 Q4max（Qin(t)< Q4max），且 Q4(t)>Q5max（表層滲透體積>底層/原生土壤層最大滲透體積）時，入流體 積可以滲透至底層蓄水，但底層滲透體積太小，可以維持滲透，且底層 有儲水產生，當底層蓄水層水位至排水管孔口高，由排水管排出，然而 當底層蓄水層儲水體積>底層蓄水層最大可儲蓄體積，則視為本設施設計 失效；此外，如底層為RC 不可滲透 Q5(t)=0，則底層一開始便蓄水，直 至水位於排放口底高度以上，則底部排水產生Q3(t)>0。
4. 當入流體積 Qin(t)大於設施表層最大滲透體積 Q4max（Qin(t)> Q4max），且 Q4(t)>Q5max（表層滲透體積>底層/原生土壤層最大滲透體積）時，但表層 滲透體積較小，設施表面儲水體積隨即產生，當儲水體積>表層蓄水層最
大可儲蓄體積或蓄水層水位已至溢流出口高，即會產生溢流Q2(t)>0。此 外，入滲體積仍可滲透至底層，且底層有儲水產生，當底層蓄水水位至 排水管孔口高，則由排水管排出，然而當底層蓄水層儲水體積>底層蓄水 層最大可儲蓄體積，則視為本設施設計失效；此外，如底層為 RC 不可 滲透Q5(t)=0，則底層一開始便蓄水，直至水位於排放口底高度以上，則 底部排水產生Q3(t)>0。
圖 2-8 滲透或貯集/滲透型設施情境預設示意圖
（資料來源：本研究成果）
b. 雨水花園情境設計 a. 透水鋪面情境設計
c. 屋頂綠化情境設計