都市發展對城鄉水環境之影響

所謂的「水環境」係指雨水降落至地表後之行為及其與周圍環 境交互作用所產生之現象。由於都市的快速發展，造成自然及人文 環境的快速變遷，導致水環境的劇烈變化，對水患的發生有著直接 或間接關係，而城鄉水環境之改變往往因土地之利用方式而有顯著 的差異，因此如何客觀地探討都市化對城鄉水環境之影響，並據以 規劃、建設與管理城鄉土地之發展與利用，以達到「生態永續」與

「經濟發展」為目的之「永續城鄉發展」，將是未來研究探討之重要 方向。

由於都市生活機能完善，成為人口匯聚之地，人口集中於都市 導致都市居住用地需求急遽增加，舊都市土地一旦不敷所需，都市 居民勢必向都市周圍發展，造成都市區域擴展，當擴展至郊外時，

原有的溼地、水田、森林、綠地等區域也因而開始產生都市化之現 象，如此將使得這些土地原有之逕流機制發生改變，進而造成城鄉 水環境之丕變，其主要因素可歸納如下：

（一）市區街道擴大化

地表不透水區域包括屋頂、街道、人行道及停車場等，在高度 開發或都市化地區，地表逕流之增加量與不透水鋪面之多寡存在著 比例的關係，不透水區域之增加將會減少雨水入滲至土壤之機會，

結果不但減少地下水補注，同時造成洪峰流量、逕流體積之增加，

河川基流量也會因此減少。

都市地區涵養及滯蓄雨量之功能因不透水區域之增加而衰退，

並因大量人口之增加導致用水量及排水量的增加，以及各種都市建 設進行中所帶來之負面衝擊等，都會對都市地區之水文環境產生不 利之影響。圖 2-1 為美國費城都市化對水環境影響之觀測結果，由 圖中結果可明顯看出，原始的自然地表覆蓋率改變成 75﹪~100﹪的

不滲透表面時，隨著不滲透區域面積的擴大，原有的自然地表逕流 機制也隨之產生重大之變化，原本只佔總降雨量 10﹪的逕流量因都 市化之結果暴增至總降雨量的 55﹪，而入滲比率則由原先總降雨量 的 50﹪減為只有 15﹪，並使蒸發量也隨之降低。由此一地區都市化 之變化結果，我們可以很清楚的看到，因都市化所造成的地表逕流

、蒸發與入滲三者間之水文循環變化關係所造成的城鄉水環境變化

。

圖 2-1 都市化對水環境影響之示意圖

資料來源：廖朝軒教授，2002

（二）土地利用型態及地形、地物之改變

大量人口湧入都市地區後，使得原有的綠地、農地、窪地及都 市外圍之山坡地等，被大量甚至過度開發利用。都市擴張提高了土 地之使用面積，同時因建築物、水泥地及柏油路面等不透水鋪面不 斷增加，使得可透水面積相對減少，降雨滲透量也隨之降低，而伴 隨著地表逕流量的提高，與該地區原有涵養及滯蓄雨水之功能減退

，一但豪雨發生自然增加了水患發生的機率。

此種土地利用密集化，不僅造成原有之水面及綠地減少，同時

也導致都市區域之土壤含水量降低，此外因生活水準的提升及人口 密度過高，造成都市民眾普遍使用空調設備、交通運輸設施及相關 電器用品，致使人造熱源大量產生，及都市熱源的累積，使得都市 區域之氣溫往往較鄰近城鄉區域來得高，都市氣候也會隨之改變。

（三）生活水準及人口密度之高度化

生活水準的提升及人口密度之提高造成經濟活動的頻繁，也引 致生活必需品需求量的提升，伴隨造成生活雜排水與工業廢水的增 加、用水需求量的增加、及地下水涵養量之減少，使得都市承受乾 旱的能力減弱，且欲排除經濟活動產生之生活及工業廢水，往往需 興建都市排水與污水系統，而在現行集中末端處理之概念下，排水 管道會收集大量之都市地區地表逕流，使逕流直接且迅速地排放至 河川或集水區下游地區，縮短了洪峰稽延時間，但卻促進都市污染 物之匯集與運送，造成河川、地下水的水質惡化，環境生態系統也 會因此而改變。圖 2-2 係為都市開發前後其對洪峰流量及頻率之影 響。由圖中可明顯看出，因都市化的結果，使得原本開發前之異常 水文現象（如 C 點），卻變成都市開發後之正常現象（如 A 點），同 時發生的頻率也明顯的增加，也因此造成鄰近河川或排水路周邊都 市地區之洪澇問題。

（四）排水系統不均勻的下陷

由於都市開發之各項工程缺乏完善的協調與管理，在都市中的 雨水下水道系統常被其他的管線如：瓦斯、電信等管線橫越，再加 上因交通或施工不良所導致的地層下陷，往往使得都市雨水下水道 系統的高度及坡度發生改變，致使通水能力大為減低。

綜上所述，由於市區街道擴大化、生活水準及人口密度之高度 化及土地利用型態及地形、地物之改變等各因素相互影響的結果，

造成都市區域整體的水土保持機能降低，地區排水管網的設置加速

圖 2-2 都市化對洪峰流量及頻率之影響示意圖

重

重現現期期距距（（年年）） 資料來源：廖朝軒教授，2002

了地表逕流的集中，導致集流時間的減少及流速增加，除了導致區 域性淹水災害發生的頻率增加外，亦減少了地下含水層的補注及使 下游河道沖刷加劇，而污染物也隨著逕流直接排入下游，對於城鄉 水環境危害甚鉅。短期而言，都會區每遇暴雨其洪峰流量將增大；

長期而言，都會區之河川基流量將會逐漸減少，承受乾旱能力也會 減弱，環境生態系統改變，河川、地下水水質惡化及都市微氣候改 變；上述之城鄉水環境變化，皆肇因於都會區逕流與入滲等降雨損 失之比例改變所致。