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各類滲透設施之構造與用途

第三章 各類滲透設施簡介

第一節 各類滲透設施之構造與用途

為減少逕流及都市化效應,一般可於道路等公共空間,或利用 自然地形廣設保水滲透設施,各設施分別有其特殊功能及適用範 圍,設計方法也各有不同,但保水的概念卻是一致的,所以在建築 基地規劃時就必須依現場狀況進行整體規劃,才可使保水滲透設施 發揮最大的功效(如圖 3-1 所示)。

圖 3-1 基地保水滲透設施整體規劃配置示意圖

資料來源:林憲德教授,2003。

設透設施具有削減降雨逕流、涵養地下水、過濾污染物、淨化 水質、改善熱循環系統等功能,一般又可區分為擴水型滲透設施與 貯留型滲透設施兩類。擴水型滲透設施係以高透水性滲透設施為介 質,將雨水入滲至底部土壤,其型式包括有滲透陰井、滲透管渠、

溝渠或壕溝、滲透測溝及透水鋪面等;貯留型滲透設施係利用設施 容積或碎石間孔隙來貯留雨水,在經由底面、側面入滲至滲透設施 底部土壤。各種滲透設施之構造型式與用途說明如圖 3-2、3-3 所 示,各種滲透設施特性評估比較如表 3-1,各種滲透設施污染物去 除效率比較如表 3-2。

依據圖 3-1 可知,各設施可依建築基地之現場狀況單獨設置或 數種型式互相搭配使用;一般常用的滲透設施型式有:綠地、被覆

圖 3-2 擴水型滲透設施之構造型式與用途

資料來源:經濟部水資源局,2000。

圖 3-3 貯留型滲透設施之構造型式與用途

資料來源:經濟部水資源局,2000。

表 3-1 各種滲透設施特性評估比較表

資料來源:廖朝軒教授,2003。

表 3-2 各種滲透設施污染物去除率比較表

資料來源:黃俊仁,2004。

地或草溝,滲透排水管、滲透陰井及滲透側溝等,以下將分別針對 這些滲透設施之構造型式與用途進行介紹。

一、綠地、被覆地或草溝

利用植物,如樹木或草地等來控制雨水逕流是一種自然而經濟 之自然方法;植物性之控制方法,一般包括綠地、被覆地或草溝,

可將各種控制設施之規劃融合於建築基地規劃之中,以增進景觀方 面之價值。

圖 3-4 草溝構造示意圖

礫石濾層

地下排水 前處理設施

入流 碎石濾

涵洞

(a) 俯視圖

地下排水管礫石濾層 透水織布

植生

植生

入滲率高之土

(b) 剖面圖

資料來源:廖朝軒教授,2003。

草溝(Grassed Swales)是一種寬而淺且內部植草的排水道;草 溝的設置若能配合基地開發的型式與自然低窪的地形,可直接將各 基地之窪地相連,使其兼具排水道的功能;草溝也可在都市開發地

圖 3-5 可有效減少屋頂逕流的屋頂花園設計

圖 3-6 停車場周邊的屋頂花園設計

資料來源:Out of the Gutter,2002。

圖 3-7 豐富生態且具保水性質的屋頂花園

圖 3-8 兼具保水功能的花園圍籬設計

資料來源:Out of the Gutter,2002。

區的透水層部分,以整地方式設置,以儲存地表逕流並排放至下水 道,則亦兼有滯留池的功能。草溝入口應設置前處理設施,先將較 大顆粒或雜物濾除以減少滲透面阻塞之可能;草溝之構造概如圖 3-4 所示。

而在都會地區,由於基地面積的限制,綠地的設計並不一定局 限於地面,可利用屋頂配合綠化工程,以人工地盤花園貯留雨水的 方式,進行基地保水設計。(如圖 3-5~圖 3-8)

92 年綠廳舍暨學校改善計畫在集集特有生物研究保育中心生 態園區內設置一段滲透草溝,不但使生態更加豐富,亦可成為入滲 設施的代表性示範案例。滲透草溝的長度為 90m,溝間植草,邊坡 處於安息角範圍內,且兼具保水功能,如圖 3-9。

圖 3-9 豐富生態且具示範性質的滲透草溝 資料來源:林憲德教授,2003。

綠地、被覆地或稱為草帶(Grass Strip),是一種與不透水表面 相鄰的草地,將不透水表面的逕流導入,可在草地上形成薄層水 流,同時藉由植被之過濾與吸附,去除粒狀污染物,可達到保水的 效果,適用於小區域或不透水區域周圍。

草帶斷面應寬且平整,使逕流形成薄層水流(Sheet Flow)均 勻分佈於表面以增加滲透面積,故必要時應在逕流入口設置水平溢 流堰(Level Spreader)阻擋逕流,使逕流均勻由堰頂端溢流,並分 布於整個草溝寬度,且流速不可過快,縱向坡度應在 5%以下;通

「滲透陰井」和「滲透排水管」的原理類似,均利用內部的透 水涵管來暫時收納土壤中的飽和水量,待土壤含水量降低時,再緩 緩排出,入滲於地表。「滲透陰井」屬於垂直式的輔助入滲設施,

圖 3-11 滲透排水管示意圖

資料來源:林憲德教授,2003。

圖 3-12 蜂巢式滲透排水管示意圖

資料來源:廖朝軒教授,2007。

圖 3-13 網式滲透排水管示意圖

資料來源:廖朝軒教授,2007。

不僅可以有較佳的貯集滲透效果,同時亦可做為「滲透排水管」間 聯接的節點,並可收集排水過程中產生的污泥雜物,方便定期清除 以保持排水的通暢,「滲透陰井」之構造如圖 3-14 所示。目前國外 已有相當多類似的模組化套產品(如圖 3-15~圖 3-16),而國內則尙

圖 3-14 滲透陰井示意圖

資料來源:林憲德教授,2003。

圖 3-15 有孔混凝土滲透陰井

圖 3-16 有孔樹脂滲透陰井

資料來源:廖朝軒教授,2007。

處於起步階段。通常「滲透陰井」與「滲透排水管」配合使用,常 設於各類運動場、公園綠地以及土壤透水性較差的建築基地中。因 為「滲透陰井」的滲透孔隙易遭垃圾、泥沙、青苔的阻塞而失去功

能,設計時應在底部或連接管部設置可拆裝網罩,以利清理並維持 滲透之功能。

四、滲透側溝

「滲透側溝」收集經由「滲透排水管」和「滲透陰井」所排出 的雨水,來組成整個滲透排水系統;「滲透側溝」利用透水性混凝土 材,於側溝底部及側面填充碎石,收集之雨水由底部及側面滲透,

構造如圖 3-17。

圖 3-17 滲透側溝示意圖

資料來源:林憲德教授,2003。

「滲透側溝」也可以單獨使用於較大面積的排水區域邊緣,來 容納較大之水量,因此,「滲透側溝」的管涵斷面積也較前述兩者 為大,在管涵材料的選擇上,必須以多孔隙透水混凝土為材料,以 利雨水入滲,同時也必須定期清洗以防青苔、泥沙阻塞孔隙而失去 功能。而其成品可採「場鑄」及「預鑄」兩種方式製作,國外已有 相關製成品(如圖 3-18~圖 3-19),國內則尚無。

92 年綠廳舍暨學校改善計畫在經濟部水利署台北辦公區新店 辦公室建置兼具實驗與示範性質的滲透側溝,以供透水鋪面觀測試

圖 3-18 有孔混凝土預鑄滲透側溝

圖 3-19 貯留型混凝土滲透側溝

資料來源:廖朝軒教授,2007。

圖 3-20 具實驗與示範性質的滲透側溝

資料來源:廖朝軒教授,2003。

驗及雨水貯留設備觀測試驗之用,如圖 3-20 所示。

五、滲透渠

與上述「滲透側溝」相比,「滲透渠」是比「滲透側溝」更為 大型的入滲設施,其構造如圖 3-21 所示。「滲透渠」是一種地面上 的溝渠,利用開挖凹面之低窪壕溝進行雨水入滲,壕溝上常回填透 水性良好之土壤,經過濾的水再流入壕溝,回填土則可植生使其土 壤聚集,維持自然過濾;故與草溝相比,草溝是偏向「自然」的排 水方式,而「滲透渠」則屬於「工程性」的排水方式,且「滲透渠」

的表面可較為平坦。

水流是以漫地流的型式經由植生帶流入設施中,滲透渠內部以 卵石填充,底部鋪設 15cm 砂濾層,在砂石與土壤間常置有透水織 布,作為減少地下水之污染及土壤細顆粒進入砂石間空隙減少貯水 量。

「滲透渠」除了減少地表逕流的功能外,亦有去除逕流污染物 的效用;當污染物進入滲透渠中,可因沈澱、植物根部吸附及轉換

等作用而被去除。根據國外的使用經驗與評估,「滲透渠」如設計及

圖 3-22 設置於停車場內的滲透渠

圖 3-23 設置於停車場內的滲透渠

資料來源:Out of the Gutter,2002。

如圖 3-24。

根據國外使用經驗如圖 3-25,「滲透乾井」之集水面積通常不 大於 4,000m2;因為「滲透乾井」較不佔用空間,可配合建築物適 當的規劃設置,故被廣泛使用於收集住宅區、商業區及工業區等建 築物屋頂之雨水;一般「滲透乾井」上方為覆土,僅留一入流口供 逕流流入用,若地區暴雨量較大,可將「滲透乾井」上方覆土除去 改為網狀入流口,如此可增加入流效率;而在設置「滲透乾井」時 至少需離建築物地基 3m,以免影響建築物結構穩定。

排水管

碎石濾層 入流口

透水 織布

入流口

透水管 建築物地基

至少 3m

圖 3-24 滲透乾井示意圖

資料來源:廖朝軒教授,2003。

圖 3-25 具有補助地下水資源功效的滲透乾井

資料來源:Out of the Gutter,2002。

圖 3-26 滯洪池設計圖例

資料來源:Draft PA Stormwater Best Management Practices Manual

七、滯洪池

「滯洪池」原先設計的目的為暫時將雨水儲存,以減低地表逕 流量,並進而達到延遲洪峰之功效。由於暴雨初期地表逕流常夾帶 大量的非點源污染物質,近年研究發現,集水區的地表逕流,若先 經「滯洪池」遲滯沈澱後再予以排放,其排放水體內的固體懸浮物 的含量,遠比直接收集排入下水道系統的含量比率低,將可有效污 水處理廠的處理費用,因此在國外許多國家,如美國,在設置這類 的滯洪減洪設施時,亦同時將污染物去除率納入設計考量,其構造 如圖 3-26 所示。

此類「滯洪池」一般可分成「乾式」如圖 3-27 及「濕式」如圖 3-28 兩種。「乾式」在一般非雨季節為無水狀態,在設計上除可另 行開挖除水池體外,一般還可配合公園學校的體育場、停車場或其 他遊憩休閒空間,作為貯水池如圖 3-29~圖 3-31;而「濕式」則可 搭配景觀水池等進行設計上,如此將可有效解決一般保水設施用地 的問題。

圖 3-27 乾式滯洪池

資料來源:Draft PA Stormwater Best Management Practices Manual

此外在設計上有幾點重點需特別注意,以確保設施完工後能充

此外在設計上有幾點重點需特別注意,以確保設施完工後能充

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