表 5.4.6 以潭美颱風為例羣體雨水收集系統之集水計算(一)
降雨量 前金區面積 前金區總降雨量 屋頂總集水量 屋頂總集水量 /總降雨量
可降低淹水 高程
mm m2 m3 m3 % m
5,395 1,307,800.00 7,055,580.95 3,112,869.44 44.12 2.38 3. 假設潭美颱風開始降雨前,前金區羣體雨水收集系統之全部集水儲存池儲
水量為 0 m3。
表 5.4.7 以潭美颱風為例羣體雨水收集系統之集水計算(二)
前金區總降雨量 前金區用水量合計 前金區儲存池總容量 (用水量合計+儲存池 總容量)/總降雨量
m3 m3 m3 %
7,055,580.95 2,460.80 350,192.00 5.00 4. 綜合意見
都市洪蜂流量和降雨強度、流域面積成正比例,當建築物屋頂雨水被收集 時,排入排水溝或地面的水量因此減少,降低豪雨期間雨污水下水道的負 荷,以前金地區來看,區域總面積 1,857,300.00m2,建築物屋頂可作為集 水之總面積為 799,567.00,空地面積 1,057,733.00,則該地區雨污水下水 道的負荷可以減少 44.12%,減低比例非常可觀。如果颱風豪雨期間,屋頂 之降水量可以全部予以滯留,不用排入都市雨水下水道系統,則淹水機會 的成本可以歸於零。
一般雨水收集利用系統的基本運作方式為收集、過濾、貯存和利用,如果 只是用來供應全年生活雜用水雨水可以替代部分,則雨水儲存池容量有 限,從潭美颱風的例子來看,只能減少 5 %的雨水逕流量,何況發生颱風 豪雨時,通常也是豐水期間,因此雨水儲存池基本上已經儲滿水留待枯水 期使用,所以無法容納颱風豪雨帶來的大量雨水,對於降低淹水機會根本 無法有貢獻。
三、再生水資源利用
雨水是可利用的再生資源,水資源不會因為使用而減少,因此可以達到永 續、自足的目的,提昇社區環境價值。
四、用水可依賴的安全感
雨水是可以經由水文循環再生的資源,根據歷年降雨資料,可以估計集水
量。雨水收集利用設施就在需要使用處附近,儲存的水輸送和分配簡單容易,對
一、減少因水庫興建對水源地的環境衝擊
臺灣地區 2001 年的用水量總共 18,477 百萬立方公尺,包括河川引水和水庫 調節的地面水供應只有 12,992 百萬立方公尺,尚不足 5,485 百萬立方公尺,因 此還需要抽取地下補充水資源。政府更要尋找新的水庫興建地點,近年來由於環 保意識的高升,有了水庫地點也不一定能順利興建,然而都市地區雨水利用系統 則沒有這些問題。
二、減少能源浪費
集水地區和儲水地點都在使用者附近,只要一般家用小型輸送馬達即可,並 不需要耗費大量輸送能源,因此可以節省部分的能源消耗。
三、增加都市地區土壤之水涵容
都市地區因為都市化的結果,土地過度開發、不透水層鋪面過多,使得降雨 時入滲地下含水層的水文循環降為 25%,加上抽取地下水過量,造成地層下陷。
都市地區雨水利用系統收集到的水,除了可以取代部分生活用水使用外,多餘的 水也可以注入地下補充地下水增加都市地區土壤之水涵容。
5.5 都市地區雨水收集利用之適用模式
5.5.1 整個都市之應用模式
若整個都市地區要做雨水收集利用系統之規劃分析時,是須要先將整個地區 劃分網格,行政區或適宜的範圍都是可以採用的大網格單位。網格劃分完成後,
再調查每個網格的物理環境與實質環境情形,分析方式可以參考第 3 章之做法。
都市地區要應用雨水收集利用系統,個別型收集模式和羣體型型收集模式都 是可能的選擇。個別型收集模式的分析方式可以參考本研究第 4 章。由於水資源 利用是屬於公共議題,如果能夠以羣體模式來收集雨水利用,比較個別型雨水收 集模式可以發揮更大的效益。因此,羣體雨水收集利用系統執行的可行性以及效 益是值得探討的。每個網格之羣體型雨水系統分析,可以參照本章之步驟進行,
全部網格分析的結果彙集後,整個都市地區的分析作業就可以完成。(詳圖 5.5.1)
圖 5.5.1 都市地區雨水收集利用之分析模式 5.5.2 都市的雨水收集利用
都市地區
網格 1,2,3,……劃分 (區或適當範圍)
物理環境(降水量)調查分析 實質環境(土地使用)調查分析
雨水收集模式分析評估
雨水利用可行性評估
結論與建議
群體型收集模式分析評估 個別型收集模式分析評估
在計算之前,需要對於集水地區收集到的雨水做適宜的分類。若依照本研究
包括下列事項:
(
Croof Cground)
Cground
(
V ,m
C 3/月)] – [月平均雨水替代量(V
D,m3/月)]公共設施用地由於還包括其他不是屬於第 1 類集水地區的細分用地,因
本節是以高雄市為例,探討其設置雨水收集利用系統時,所需之雨水收集 量、雨水需求量以及儲存設施所的需要容量。詳細的計算步驟如下:
一、高雄市的基本資料 1. 已知條件
公共設施用地中包括第 1 類集水面積的學校為 23,618,039.09m2,第 2 類集 水面積為 48,366,231.21m2。
使用分區 住宅區 商業區 工業區 行政區
面積 m2 32,732,377.73 10,758,828.00 8,628,705.00 24,200.00 建蔽率 % 50.00 60.00 50.00 40.00 容積率 % 300.00 490.00 200.00 480.00 建築面積 m2 16,366,188.87 6,455,296.80 4,314,352.50 9,680.00 容積樓地板面積 m2 98,197,133.19 52,718,257.20 17,257,410.00 116,160.00 空地面積 m2 16,366,188.87 4,303,531.20 4,314,352.50 14,520.00
使用分區 文教區 公共設施用地 特定專用區 其他都市發 展地區 面積 m2 245,319.00 71,984,270.30 3,810,871.00 833,713.00 建蔽率 % 40.00 0.00 0.00 0.00 容積率 % 240.00 0.00 0.00 0.00 建築面積 m2 98,127.60 0.00 0.00 0.00 容積樓地板面積 m2 588,765.60 0.00 0.00 0.00 空地面積 m2 147,191.40 71,984,270.30 3,810,871.00 833,713.00
使用分區 農業區 保護區 其他非都市發展地區
面積 m2 3,192,201.00 13,205,849.00 136,990.00
建蔽率 % 0 0 0
容積率 % 0.00 0.00 0.00
建築面積 m2 0.00 0.00 0.00
容積樓地板面積 m2 0.00 0.00 0.00
空地面積 m2 3,192,201.00 13,205,849.00 136,990.00 2. 集水面積之類別
使用分區 住宅區 商業區 工業區 行政區 文教區 公共設施用地 屋頂 第 1 類 第 1 類 第 3 類 第 1 類 第 1 類 第 1,2 類
地面 第 2 類 第 2 類 第 3 類 第 2 類 第 2 類 第 1,2 類 使用分區 特定專用區 其他都市發展地區 農業區 保護區 其他非都市發展地區 屋頂 第 2 類 第 2 類 第 2 類 第 1 類 第 2 類 地面 第 2 類 第 2 類 第 2 類 第 1 類 第 2 類 二、雨水貯集量與利用量計算
(一)第 1 類集水面積 步驟一:降雨量資料選擇
本研究採用 30 年(1976~2005)月平均降雨量資料。
月份 一月 二月 三月 四月 五月 六月 mm 17.4 21.9 40.2 68.4 203.6 392.5 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月 合計 367.2 383.7 203 34.7 15.2 16.2 1764 步驟二:替代用水量估計
使用分區 住宅區 商業區 工業
區
行政區 用水人數 人 1,512,481 0.00 0.00 0.00 用水面積 m2 0.00 5,271,825.72 0.00 116,160.00 每人每日替代用
水量
m3/(人×
日) 0.08 0.08 0.00 0.00 單位面積每日替
代用水量
m3/(m2×
日) 0.000 0.008 0.020 0.008 替代用水量 m3/日 120,998.48 42,174.61 0.00 929.28
使用分區 文教區 公共設施用地 特定專用區 其 他 都 市 發展地區 用水人數 人 0.00 0.00 0.00 0.00
用水面積 m2 588,765.60 56,683,293.82 0.00 0.00 每人每日替代
用水量 m3/(人×日) 0.000 0.000 0.000 0.000 單位面積每日
替代用水量 m3/(m2×日) 0.008 0.008 0.000 0.000 替代用水量 m3/日 4,710.12 453,466.35 0.00 0.00
每日總需求量為 622,278.84 m3/日。
步驟三:集水效能假設
使用分區 住宅區 商業區 工業區 行政區 文教區 公共設施用地 屋頂(%) 85.00 85.00 85.00 85.00 85.00 85.00 地面(%) 85.00 85.00 85.00 85.00 85.00 30.00
使用分區 特定專用區 其他都市發
展地區 農業區 保護區 其他非都市 發展地區 屋頂(%) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 地面(%) 85.00 85.00 0.30 0.30 0.30 步驟四:雨水收集量計算
1. 集水面積
使用分區 住宅區 商業區 工業區 行政區
屋頂 m2 16,366,188.87 6,455,296.80 0.00 9,680.00 地面 m2 0.00 0.00 0.00 0.00
使用分區 文教區 公共設施用地 特定專用區 其 他 都 市 發 展地區
屋頂 m2 98,127.60 9,447,215.64 0.00 0.00 地面 m2 0.00 14,170,823.45 0.00 0.00
使用分區 農業區 保護區 其他非都市發展地區
屋頂 m2 0.00 0.00 0.00
地面 m2 0.00 13,205,849.00 0.00 2. 月平均集水量
月份 一月 二月 三月 四月
單位 m3 m3 m3 m3
屋頂 478,848.57 602,688.71 1,106,305.31 1,882,370.23 地面 73971.7 93102.31 170900.13 290785.3 合計 552,820.27 695,791.02 1,277,205.44 2,173,155.53
月份 五月 六月 七月 八月
單位 m3 m3 m3 m3
屋頂 5,603,078.63 10,801,612.78 10,105,355.96 10,559,436.50 地面 865553.9 1668614.46 1561057.91 1631203.49 合計 6,468,632.53 12,470,227.24 11,666,413.87 12,190,639.99
月份 九月 十月 十一月 十二月 合計
單位 m3 m3 m3 m3 m3
屋頂 5,586,566.61 954,945.13 418,304.50 445,824.53 48,545,337.46 地面 863003.15 147518.27 64618.96 68870.2 7,499,199.78 合計 6,449,569.76 1,102,463.40 482,923.46 514,694.73 56,044,537.24 步驟五:月替代用水量估計
月份 一月 二月 三月 四月
日數 31 28 31 30
需水量(m3) 19,290,644.04 17,423,807.52 19,290,644.04 18,668,365.20
月份 五月 六月 七月 八月
日數 31 30 31 31
需水量(m3) 19,290,644.04 18,668,365.20 19,290,644.04 19,290,644.04
月份 九月 十月 十一月 十二月 合計
日數 30 31 30 31 365
需 水 量
(m3) 18,668,365.20 19,290,644.04 18,668,365.20 19,290,644.04 227,131,776.60 步驟六:月平均集水量與雨水替代量之差額
月份 一月 二月 三月 四月
單位 m3 m3 m3 m3
差額數量 -18,737,823.77 -16,728,016.50 -18,013,438.60 -16,495,209.67
月份 五月 六月 七月
單位 m3 m3 m3
差額數量 -12,822,011.51 -6,198,137.96 -7,624,230.17
月份 八月 九月 十月
單位 m3 m3 m3
差額數量 -7,100,004.05 -12,218,795.44 -18,188,180.64
月份 十一月 十二月 合計
單位 m3 m3 m3
差額數量 -18,185,441.74 -18,775,949.31 -171,087,239.36 正值差額數量之合計為 0m3。
負值差額數量之合計為-171,087,239.36m3。 步驟六:雨水儲存桶容量估算
1. 雨水儲存桶容量
雨水儲存桶容量=在全年雨水供給不足月份差額量之合計 + 在各月份之雨 水替代量需求最大值 - 集雨水量與雨水替代量以連續正值差額最後月份 之差額量
每月之集水量均小於需水量,因此,以 6 月之集雨水量 12,470,227.24m3 為雨水儲存桶容量。
2. 檢核雨水儲存桶容量之適用性
每月之集水量均小於需水量,故不需檢核雨水儲存桶之容量。
(二)第 2 類集水面積 步驟一:降雨量資料選擇
本研究採用 30 年(1976~2005)月平均降雨量資料。
步驟二:替代用水量估計
第 2 類集水地區收集到之雨水,由於受到非點污染之影響,同時,此類集水 地區分布廣泛,地面雨水逕流至道路旁之排水溝,經由都市雨水排放系統排 放。若要利用此類雨水,則可能需要全盤整體考量都市雨污水排放系統,高 雄市雨污水分流系統工程正在進行中,當雨污水分流計畫完成後,道路旁之
排水溝只排放地面逕流水,屆時做進一步收集利用規劃會更容易有效。因 此,此處不考慮提供使用,只計算雨水之收集量。
步驟三:集水效能假設
使用分區 住宅區 商業區 工業區 行政區 文教區 公共設施 用地 屋頂(%) 85.00 85.00 85.00 85.00 85.00 0.00 地面(%) 85.00 85.00 85.00 85.00 85.00 85.00
使用分區 特定專用區 其他都市發
展地區 農業區 保護區 其他非都市 發展地區 屋頂(%) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 地面(%) 85.00 85.00 0.30 0.30 0.30 步驟四:雨水收集量計算
1. 集水面積
使用分區 住宅區 商業區 工業區 行政區
屋頂 m2 0.00 0.00 0.00 0.00 地面 m2 16,366,188.87 4,303,531.20 0.00 14,520.00
使用分區 文教區 公共設施用地 特定專用區 其他都市發展 地區 屋頂 m2 0.00 0.00 0.00 0.00 地面 m2 147,191.40 48,366,231.21 3,810,871.00 833,713.00
使用分區 農業區 保護區 其他非都市發展地區
屋頂 m2 0.00 0.00 0.00
地面 m2 3,192,201.00 0.00 136,990.00 2. 月平均集水量
月份 一月 二月 三月 四月
單位 m3 m3 m3 m3
屋頂 0 0 0 0 地面 1,023,433.43 1,288,114.49 2,364,484.13 4,023,152.11 合計 1,023,433.43 1,288,114.49 2,364,484.13 4,023,152.11
月份 五月 六月 七月 八月
單位 m3 m3 m3 m3
屋頂 0 0 0 0
地面 11,975,347.50 23,086,070.21 21,597,974.48 22,568,471.70 合計 11,975,347.50 23,086,070.21 21,597,974.48 22,568,471.70
月份 九月 十月 十一月 十二月 合計
單位 m3 m3 m3 m3 m3
屋頂 0 0 0 0 0
地面 11,940,056.70 2,040,985.06 894,033.80 952,851.82 103,754,975.43 合計 11,940,056.70 2,040,985.06 894,033.80 952,851.82 103,754,975.43 步驟五、月替代用水量估計
不考慮提供使用,因此只計算雨水之收集量。
步驟六、月平均集水量與雨水替代量之差額
月份 一月 二月 三月 四月
單位 m3 m3 m3 m3
差額數量 1,023,433.43 1,288,114.49 2,364,484.13 4,023,152.11
月份 五月 六月 七月 八月
月份 五月 六月 七月 八月