生長介質層 蓄水層
介質入滲量 Q
4地表蓄水層體積 V
s溢流量 Q
2雨降
建築基地入流量 Q
in生長介質蓄水體積 V
p過濾貯水蓄水體積 V
d排水管
圖中及上式分別表示:
Qin(t)=入流體積(m3) Q2(t)=溢流體積(m3)
Q3(t)=過濾層排水體積(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)=生長介質蓄水體積(m3) Vd(t)=過濾層貯水蓄水體積(m3)
Q4(t)=介質入滲體積(m3)=Min(A×f1×t, Qin) A=雨水花園面積(m2)
f1 =為生長介質層平均入滲率(m/s)
柒 、 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低衝擊開發技術其模式概念與水文流程,本小 節分別介紹各種假設過程及計算概念,最後以雨水花園此項技術圖示輔以說明。
(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(如設計為可 滲透型式)、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)。下述以透水鋪面及雨 水花園其水文模擬概念說明如下:
一、透水鋪面水文模擬概念
1. 當入流體積 Qin(t)小於鋪面層最大滲透體積 Q4max(Qin(t)< Q4max),
Q4(t)<Q5max(鋪面層滲透體積<原生土壤層最大滲透體積),則透水鋪面 設施原則上可以透過本身滲透能力,有效控制逕流體積。(請參閱圖
2-11a
圖示)2. 當入流體積 Qin(t)大於設施鋪面層最大滲透體積 Q4max(Qin(t)> Q4max),
且Q4(t)<Q5max(鋪面層滲透體積<原生土壤層最大滲透體積)時,則透水 鋪面設施可以維持滲透過程,但鋪面層滲透體積較小,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。(請參閱圖
2-11b
圖示)3. 當入流體積 Qin(t)小於設施鋪面層最大滲透體積 Q4max(Qin(t)< Q4max),
且Q4(t)>Q5max(鋪面層滲透體積>原生土壤層最大滲透體積)時,入流體 積可以滲透至基層,但基層滲透體積太小,可以維持滲透,且基層有儲 水產生,當基層水位至排水管孔口高,由排水管排出,然而當基層儲水 體積>基層最大可儲蓄體積,則視為本設施設計失效。(請參閱圖
2-11c
圖示)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(鋪面層滲透體積>原生土壤層最大滲透體積)時,但鋪面層 滲透體積較小,設施表面儲水體積隨即產生,當儲水體積>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。此外,入滲體 積仍可滲透至基層,且基層有儲水產生,當基層蓄水水位至排水管孔口 高,則由排水管排出,然而當基層儲水體積>基層最大可儲蓄體積,則視 為本設施設計失效。(請參閱圖
2-11d
圖示)二、雨水花園水文模擬概念
1. 當入流體積 Qin(t)小於設施介質層最大滲透體積 Q4max(Qin(t)< Q4max),
且Q4(t)<Qdmax(介質層滲透體積<過濾水層最大滲透體積),Qd(t)<Q5max
(過濾水層滲透體積<原生土壤層最大滲透體積),則雨水花園原則上可 以透過本身滲透能力,有效控制逕流體積。(請參閱圖
2-12a
圖示)2. 當入流體積 Qin(t)大於設施介質層最大滲透體積 Q4max(Qin(t)> Q4max),
且Q4(t)<Qdmax(介質層滲透體積<過濾水層最大滲透體積) ,Qd (t)< Q5max
(過濾水層滲透體積<原生土壤層最大滲透體積) 時,則雨水花園設施可以
維持滲透過程,但介質層滲透體積較小,設施表面儲水體積產生,當儲 水體積>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。(請參閱圖
2-12b
圖示)3. 當入流體積 Qin(t)小於設施介質層最大滲透體積 Q4max(Qin(t)< Q4max),
且Q4(t)<Qdmax(介質層滲透體積<過濾水層最大滲透體積),Qd (t)> Q5max
(過濾水層滲透體積>原生土壤層最大滲透體積) 時,入滲體積可以滲透至 過濾水層,但過濾水層滲透體積太小,雖可以維持滲透,過濾水層已有 儲水產生,當過濾水層水位至排水管孔口高,由排水管排出,然而當過 濾水層儲水體積>過濾水層最大可儲蓄體積,開始蓄存於介質層,且如果 當介質層儲水體積>介質層最大可儲蓄體積時,則視為本設施設計失效。
(請參閱圖
2-12c
圖示)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 且Q4(t)<Qdmax(介質層滲透體積<過濾水層最大滲透體積),Qd (t)> Q5max
(過濾水層滲透體積>原生土壤層最大滲透體積) 時,但介質層滲透體積較 小,設施表面儲水體積隨即產生,當儲水體積>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。此外,入滲體積可以滲透 至過濾水層,但過濾水層滲透體積太小,可以維持滲透,但過濾水層有 儲水產生,當過濾水層水位至排水管孔口高,由排水管排出,然而當過 濾水層儲水體積>過濾水層最大可儲蓄體積,開始蓄存於介質層,且當介 質層儲水體積>介質層最大可儲蓄體積時,則視為本設施設計失效。(請 參閱圖
2-12d
圖示)Q5max Dmax
Qin(t)
Qin(t)<Q4max,Q4(t)<Q5max Q4max
Q5max Dmax
Qin(t)
Q4max
Qin(t)>Q4max,Q4(t)<Q5max
Qin(t)
Dmax
Q5max Q4max
Qin(t)<Q4max,Q4(t)>Q5max
Qin(t)
Dmax
Q5max Q4max
Qin(t)>Q4max,Q4(t)>Q5max
(a) (b)
(c) (d)
圖 2-11 低衝擊開發設施模擬概念-透水鋪面
(資料來源:本研究成果)
Q4max
Qdmax
Q5max Dmax
Qin(t)
Qin(t)<Q4max,Q4(t)<Qdmax,Qd<Q5max
Qdmax
Q5max Dmax
Qin(t)
Qin(t)>Q4max,Q4(t)<Qdmax,Qd<Q5max
Q4max
Qin(t)
Qin(t)<Q4max,Q4(t)<Qdmax,Qd>Q5max Dmax
Q4max
Q5max
Qdmax
Qin(t)
Qin(t)>Q4max,Q4(t)<Qdmax,Qd>Q5max Dmax
Q5max Q4max
Qdmax