低衝擊開發技術容量設計電腦輔助系統建置(2/2)

低衝擊開發技術容量設計電腦輔助系統建置

內政部建築研究所協同研究報告

年

104

(2/2)

低衝擊開發技術容量設計電腦

輔助系統建置(2/2)

內 政 部 建 築 研 究 所 協 同 研 究 報 告

中華民國

104 年 12 月

計畫編號：10415B0011

低衝擊開發技術容量設計電腦

輔助系統建置(2/2)

計畫主持人：蔡綽芳

協同主持人：蔡燿隆

研 究 員：黃偉民、白櫻芳

研 究 助 理 ：邱寶慧、蔡欣遠

內 政 部 建 築 研 究 所 協 同 研 究 報 告

中華民國

104 年 12 月

（本報告內容及建議，純屬研究小組意見，不代表本機關意見）

目次

表次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧III

圖 次 ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧

V

摘要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧

XI

第一章 緒論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1

第一節 研究緣起與背景‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧

1

第二節 研究方法與步驟‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧

4

第三節 進度說明‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧

12

第二章 低衝擊開發技術分類及設施容量設計理論‧‧‧15

第一節

低衝擊開發技術定位與分類‧‧‧‧‧‧15

第二節 本研究設施遴選建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧30

第三節 設施結構設計‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧37

第四節 本研究設施計算理論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧55

第三章 簡易電腦輔助容量設計工具‧‧‧‧‧‧‧‧‧69

第一節 國內外相關電腦輔助系統現況‧‧‧‧‧‧69

第二節 國內外利用

Excel 電腦輔助系統工具介紹‧72

第三節 本研究 Excel 電腦輔助系統工具介紹‧‧‧86

第四章 電腦輔助容量設計工具及操作手冊‧‧‧‧‧‧89

第一節 本研究電腦輔助容量設計工具建置‧‧‧‧89

第 二 節 操 作 工 具 手 冊 架 構 及 內 容 ‧ ‧ ‧ ‧ ‧ ‧

99

第三節 設計案例應用說明‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧136

第五章 結論與建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧165

第一節 結論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧165

第二節 建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧170

附錄一 會議紀錄‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧173

附錄二 低衝擊開發技術電腦輔助設計工具操作手冊‧193

參考書目‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧195

表次

表

2-1 國內外相關低衝擊開發技術概念彙整‧‧‧‧‧17

表

2-2 內政部建築研究所低衝擊開發技術分類‧‧‧‧19

表

2-3 低衝擊開發設施改變水文特性對照表‧‧‧‧‧20

表

2-4 國外低衝擊開發技術型態分類彙整‧‧‧‧‧‧23

表

2-5 國內雨水入滲型技術型態分類彙整‧‧‧‧‧‧26

表

2-6 國內雨水貯集型技術型態分類彙整‧‧‧‧‧‧27

表

2-7 國內雨水貯集/入滲技術型態分類彙整‧‧‧‧28

表

2-8 國內其它低衝擊開發技術型態分類彙整‧‧‧‧29

表

2-9 國內基地開發雨水貯集/放流量對策標準‧‧‧34

表

2-10 低衝擊開發減洪設施應用可行性評估‧‧‧‧‧36

表

2-11 地表儲存主結構介紹-土堤結構‧‧‧‧‧‧‧42

表

2-12 地表儲存主結構介紹-水泥結構‧‧‧‧‧‧‧43

表

2-13 地表儲存主結構介紹-截流與放流‧‧‧‧‧‧43

表

2-14 地下儲存主結構介紹-水泥結構‧‧‧‧‧‧45

表

2-15 地下儲存主結構介紹-塑膠結構‧‧‧‧‧‧45

表

2-16 地下儲存主結構介紹-碎石結構‧‧‧‧‧‧‧46

表

3-1 低衝擊開發減洪設施應用可行性評估‧‧‧‧‧75

表

3-2 國內外相關電腦輔助容量設計工具比較‧‧‧‧86

表

4-1 蘆洲國中相關土地利用及對照面積‧‧‧‧‧137

表

4-2 蘆洲國中規劃低衝擊開發技術設施配置說明‧138

表

4-3 蘆洲國中集水分區資料表‧‧‧‧‧‧‧‧‧142

表

4-4 蘆洲國中 SWMM 模組資料參考表‧‧‧‧‧157

表

4-5 本工具與 SWMM 模擬結果-地上型滯蓄洪設施 159

表

4-6 本工具與 SWMM 模擬結果-透水鋪面設施‧‧161

圖次

圖

1-1 基地開發對降雨逕流之影響‧‧‧‧‧‧‧‧‧2

圖

1-2 研究流程圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧11

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1-3 研究進度及工作執行甘地圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧13

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2-1 台北市建築物雨水貯留設施分類型式‧‧‧‧‧21

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2-2 新北市透水保水設施分類型式‧‧‧‧‧‧‧22

圖

2-3 在槽/離槽式設施配置示意‧‧‧‧‧‧‧‧‧24

圖

2-4 各型透水鋪面結構示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧48

圖

2-5 透水鋪面結構示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧49

圖

2-6 雨水花園結構示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧53

圖

2-7 水土保持技術規範設施容量體積估算示意圖‧‧56

圖

2-8 滯蓄洪設施排放口示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧58

圖

2-9 透水鋪面設施儲蓄-排放示意圖‧‧‧‧‧‧‧62

圖

2-10 雨水花園設施儲蓄-排放示意圖‧‧‧‧‧‧‧63

圖

2-11 低衝擊開發設施計算概念-透水鋪面‧‧‧‧‧67

圖

2-12 低衝擊開發設施計算概念-雨水花園‧‧‧‧‧68

圖

3-1 SWMM 操作介面範例建模主視窗‧‧‧‧‧‧70

圖

3-2 美國維吉尼亞州輔助工具介紹-輸入項‧‧‧‧73

圖

3-3 美國維吉尼亞州輔助工具介紹-輸出項‧‧‧‧76

圖

3-4 日本京都市輔助工具介紹-輸入/輸出項‧‧‧‧77

圖

3-5 日本京都市輔助工具操作流程‧‧‧‧‧‧‧80

圖

3-6 日本福岡市輔助工具介紹-輸入/輸出項‧‧‧‧81

圖

3-7 經濟部水利署水利規劃試驗所輔助工具範例圖‧82

圖

3-8 國內外電腦輔助工具架構圖‧‧‧‧‧‧‧87

圖

3-9 本研究電腦輔助工具建置架構圖‧‧‧‧‧‧‧88

圖

4-1 本工具介面操作流程示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧91

圖

4-2 本工具使用說明‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧92

圖

4-3 資料輸入模組介面‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧93

圖

4-4 地上型滯蓄洪設施設計表單模組介面‧‧‧‧‧94

圖

4-5 地下型滯蓄洪設施設計表單模組介面‧‧‧‧‧95

圖

4-6 透水鋪面設施設計表單模組介面‧‧‧‧‧‧‧96

圖

4-7 雨水花園設施設計表單模組介面‧‧‧‧‧‧‧97

圖

4-8 演算輸出表模組介面‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧98

圖

4-9 設計及檢核總表單模組介面‧‧‧‧‧‧‧‧‧98

圖

4-10 本工具介面操作說明 1‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧109

圖

4-11 本工具介面操作說明 2‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧109

圖

4-12 本工具介面操作說明 3‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧110

圖

4-13 本工具介面操作說明 4‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧111

圖

4-14 本工具介面操作說明 5‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧111

圖

4-15 本工具介面操作說明 6‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧112

圖

4-16 本工具介面操作說明 7‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧114

圖

4-17 本工具介面操作說明 8‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧115

圖

4-18 本工具介面操作說明 9‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧116

圖

4-19 本工具介面操作說明 10‧‧‧‧‧‧‧‧‧117

圖

4-20 本工具介面操作說明 11‧‧‧‧‧‧‧‧‧118

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4-21 本工具介面操作說明 12‧‧‧‧‧‧‧‧‧119

圖

4-22 本工具介面操作說明 13‧‧‧‧‧‧‧‧‧120

圖

4-23 本工具介面操作說明 14‧‧‧‧‧‧‧‧‧121

圖

4-24 本工具介面操作說明 15‧‧‧‧‧‧‧‧‧122

圖

4-25 本工具介面操作說明 16‧‧‧‧‧‧‧‧‧124

圖

4-25 本工具介面操作說明 17‧‧‧‧‧‧‧‧‧125

圖

4-26 本工具介面操作說明 18‧‧‧‧‧‧‧‧‧125

圖

4-28 本工具介面操作說明 19‧‧‧‧‧‧‧‧‧127

圖

4-29 本工具介面操作說明 20‧‧‧‧‧‧‧‧‧129

圖

4-30 本工具介面操作說明 21‧‧‧‧‧‧‧‧‧129

圖

4-31 本工具介面操作說明 22‧‧‧‧‧‧‧‧‧130

圖

4-32 本工具介面操作說明 23‧‧‧‧‧‧‧‧‧131

圖

4-33 本工具介面操作說明 24‧‧‧‧‧‧‧‧‧132

圖

4-34 本工具介面操作說明 25‧‧‧‧‧‧‧‧‧133

圖

4-35 本工具介面操作說明 26‧‧‧‧‧‧‧‧‧134

圖

4-36 本工具介面操作說明 27‧‧‧‧‧‧‧‧‧135

圖

4-37 蘆洲國中土地利用現況圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧136

圖

4-38 蘆洲國中各項低衝擊開發技術設施規劃位置‧138

圖

4-39

「

地上型滯蓄洪設施」設計「資料輸入模組」示範

說明‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧143

圖

4-40 「透水鋪面」設計「資料輸入模組」示範說明‧‧144

圖

4-41 「雨水花園」設計「資料輸入模組」示範說明‧‧144

圖

4-42 貯留排放條件「資料輸入模組」示範說明‧‧‧145

圖

4-43 本工具降雨逕流模擬示範說明‧‧‧‧‧‧‧145

圖

4-44 「地上型滯蓄洪設施模組」容量設計‧‧‧‧‧146

圖

4-45 「地上型滯蓄洪設施模組」放流及溢流設計‧‧147

圖

4-46 「地上型滯蓄洪設施模組」流量歷線‧‧‧‧‧147

圖

4-47 「地上型滯蓄洪設施模組」檢核總表‧‧‧‧‧147

圖

4-48 「地下型滯蓄洪設施模組」容量設計‧‧‧‧‧148

圖

4-49 「地下型滯蓄洪設施模組」放流及溢流設計‧149

圖

4-50 「地下型滯蓄洪設施模組」流量歷線‧‧‧‧‧149

圖

4-51 「地下型滯蓄洪設施模組」檢核總表‧‧‧‧‧150

圖

4-52 「透水鋪面設施模組」容量設計‧‧‧‧‧‧‧150

圖

4-53 「透水鋪面設施模組」放流及溢流設計‧‧‧151

圖

4-54 「透水鋪面設施模組」流量歷線‧‧‧‧‧‧‧151

圖

4-55 「透水鋪面設施模組」檢核總表‧‧‧‧‧‧‧152

圖

4-56 「雨水花園設施模組」容量設計‧‧‧‧‧‧‧152

圖

4-57 「雨水花園設施模組」放流及溢流設計‧‧‧153

圖

4-58 「雨水花園設施模組」流量歷線‧‧‧‧‧‧‧153

圖

4-59 「雨水花園設施模組」檢核總表‧‧‧‧‧‧‧154

圖

4-60 蘆洲國中 SWMM 模式參考圖例‧‧‧‧‧‧158

圖

4-61

地

上型滯蓄洪設施

SWMM 情境模擬示範‧158

圖

4-62 地上型滯蓄洪設施 SWMM 情境模擬出流歷線 159

圖

4-63 透水鋪面設施 SWMM 情境模擬示範‧‧‧‧160

圖

4-64 透水鋪面設施 SWMM 情境模擬出流歷線‧‧160

圖

4-65 雨水花園設施 SWMM 情境模擬示範‧‧‧‧161

摘 要

關鍵詞：低衝擊開發技術、減洪設施、電腦輔助系統 一 、 研 究 緣 起 台灣因人口高密度且都市高空間使用度，以往的大規模開發後所造成之環 境、生態破壞，導致近年都市水患情勢日趨嚴重。為減緩並復原基地開發對水環 境造成之衝擊影響，近年政府與私人開發業者開始紛紛使用低衝擊性開發技術 （或稱減洪設施）；以保存自然資源、地貌及水文之開發概念，結合貯集、滲透、 蒸發及保留方式，使暴雨逕流獲得最好的管理。 內政部建築研究所已於101 年「社區及建築基地減洪防洪規劃手冊研擬」及 102 年「社區及建築基地減洪防洪成效評估模式及審議機制研究」，提出社區及 建築基地低衝擊開發技術配置設計參考手冊，以及研提設施配置簡易水文評估及 積點推算方式成效評估方式。101 年內政部營建署研議「建築技術規則-建築設計 施工篇」更增修訂都市計畫區域之新建或改建（增建）建築需依規定增設雨水貯 集滯洪設施，並完成訂定相關基本設置及排放水原則。然而儘管近年來低衝擊開 發技術的應用漸漸日趨廣泛，在協助保護和降低水環境因都市開發造成之衝擊過 程中，如何滿足相關規則的容量設計、水文模擬流程（如SWMM 模式模擬等） 仍略顯複雜，影響建築師等規劃設計者設計意願，進而在推廣上事倍功半。為提 供規劃設計者如何評估設計容量並建構其設計流程；如何簡化模擬設計工作，提 供給使用者簡易的電腦輔助容量設計工具甚為重要。 本研究預期分2 年執行，遴選減洪效益明顯之低衝擊開發技術至少四種，進 一步分析探討技術之容量設計理論及運算公式，蒐集並彙整所需的參數與資訊， 完成建構容量評估架構與模式理論，進一步研提適合國內在規劃與設計低衝擊開 發技術時，簡易的電腦輔助設計之工具，最後輔以「低衝擊開發技術電腦輔助容 量設計工具手冊」之建置，據以提供設置低衝擊開發技術時，決定適當的容量設

計及其所需的參考配置圖，並作為實務設計之參考。 二 、 研 究 方 法 及 過 程 本研究對於國內、外建築基地低衝擊開發技術（或稱減洪設施）之現況、相 關研究、容量設計、評估計算模式、技術手冊及規範等資料進行蒐集、彙整、分 析，並進行相關探討。透過本研究之研究探討、案例分析，2 年除了預期完成分 析比較至少四種低衝擊開發技術型式之容量設計理論及計算方式、容量設計流程 及建構，以及電腦輔助工具之遴選，進以完成建置低衝擊開發技術容量電腦輔助 容量設計工具。期透過本研究目標之達成提供主管機關未來研擬相關政策之參考 及應用之依據，促進都市與建築安全減災與調適科技之發展。 本研究第一年已完成目標（103 年度）： 1. 完成蒐集國內外都市設計在低衝擊開發技術相關設施之容量設計理 論、工具及計算流程步驟等相關資料。 2. 完成國內外低衝擊開發技術設施容量電腦輔助設計工具初步探討比較。 3. 完成低衝擊開發技術型式應用評估及本研究遴選設施之遴選建議。 4. 完成地上/地下型滯蓄洪設施設計方式、流程及結構等說明。 5. 完成地上/地下型滯蓄洪設施設計容量設計流程及架構建置。 6. 完成本研究地上/地下型滯蓄洪設施容量電腦輔助設計工具建置。 7. 本研究低衝擊開發技術設施容量電腦輔助設計工具手冊內容初步建置。 8. 完成示範案例規劃及容量設計。 本年度完成目標（104 年度）： 1. 完成分析比較至少兩種低衝擊開發技術型式之容量設計理論及計算方 式。 2. 完成研提低衝擊開發技術容量設計流程及架構。 3. 完成建置低衝擊開發技術容量電腦輔助容量設計工具。 4. 更新示範案例規劃及低衝擊開發技術容量設計。 5. 建置「低衝擊開發技術電腦輔助容量設計工具手冊」。 6. 辦理低衝擊開發技術容量設計電腦輔助系統測試專家座談會。

三 、 重 要 發 現 1. 低衝擊開發技術設施定義之彙整與提出 低衝擊開發一詞為加拿大和美國早期使用之名詞，描述「利用土地規劃和工 程設計的方法來管理雨水逕流」，概念上是以分散式、小規模的就源頭處理設計， 透過入滲、過濾、貯存三功能。目前各國雖未必皆使用「低衝擊開發技術」名詞， 但多是以暴雨管理概念為其中心設計概念。本研究整理各國概念及主要名詞，如 美國環保署之綠基盤設施(Green Infrastructure)、西雅圖的自然排水系統(Natural Drainage Systems，NDS)；澳洲的水敏式設計(Water Sensitive Urban Design，WSUD) 或英國的永續都市排水系統(Sustainable Urban Drainage Systems，SUDS)，以及日 本的雨水浸透設施、雨水流出抑制設施等皆屬相關之概念。雖然定義之文字上有 所差異，但其皆可視為低衝擊開發技術。本計畫低衝擊開發技術即是利用上述相 關設施型式建構，目的為促使都市開發後既能減少洪澇又可回覆其原有的水文循 環，在都市開發活動與水環境維護上取得平衡。 2. 低衝擊開發技術技術型態整合分析與彙整 國內外低衝擊開發技術設施項目多樣，若以功能分類可概括分為滲透、貯留 及具有滲透兼貯留的貯留滲透等三類。故整合前述國內外目前技術分類及其共同 設施型式，國內低衝擊開發技術型式主要仍可回歸於內政部建築研究所103 年之 分類型態，包括：雨水入滲型、雨水貯集型及雨水貯集/入滲型等三類。雨水入 滲型或雨水貯集/入滲型其設計主要依靠地下入滲方式，其設計除了可提供臨時 儲存雨水至地底下後，緩慢釋放至下水道系統，減緩其暴雨來臨時之負荷，或可 保留在地表貯集空間後才滲透到土壤下面；因此此種設計具備有循環、過濾、補 給及滯洪的貯集特性。 3. 低衝擊開發技術型式應用評估及本研究遴選設施之提出 本研究以結構型低衝擊開發減洪設施為評估對象，進行設施應用可行性評 估，並研擬提出本研究評估原則，包含：減洪機制、單位貯蓄量、應用可行性。 綜合上述三項評估原則，本研究進行針對 11 項低衝擊開發技術設施進行應用可 行性評估，此評估作為後續相關設施建置之參考；而本計畫最後選定以「地上型

滯（蓄）洪設施」、「地下型滯（蓄）洪設施」及「透水鋪面」、「雨水花園」為本 研究電腦輔助軟體工具建置對象。 4. 遴選設施之設置及規劃設計 針對本研究遴選之四種設施型式，其基本結構組成，可概分為：集水、儲存、 排水、抽排、溢流及入滲等六部分進行規劃設計；在設計上，則需要求其排水控 制、匯集水的方式、在槽/離槽型式、雨水的分流、輸水管道與建築物結合設計、 溢流/排出水出口的位置與排水時機，以及結構、材料等方面，均會影響設施容 量設計，以及對低衝擊開發技術設施減洪成效產生影響。 5. 低衝擊開發技術設施容量、排放量計算理論彙整及建構 本研究彙整相關滯蓄洪設施容量設計理論模式，提出「地上型滯（蓄）洪設 施」、「地下型滯（蓄）洪設施」及「透水鋪面」、「雨水花園」之排洪量計算方式、 水文模擬概念，並提出各設施之水文模擬方法，包括：地表逕流、各層入滲量、 積淹計算、溢流排放計算等，所得成果作為容量設計電腦輔助系統工具建構依據。 6. 低衝擊開發技術電腦輔助容量設計工具建構 本計畫完成建置四種低衝擊開發技術型式，包括「地上型滯蓄洪設施」、「地 下型滯蓄洪設施」及「透水鋪面」、「雨水花園」。提供給使用者從基本資料輸入 到設施設計、歷線圖說繪製、檢核該設施是否符合需求，以及最後的總表檢視等， 其中介面又可分為需操作介面、運算介面，以及成果顯示/檢核等三種，主要內 容為：程式介紹：本程式「使用說明」及相關假設條件等。操作介面：包括有「資 料輸入」、「地上型滯蓄洪設施設計表單」、「地下型滯蓄洪設施設計表單」、「透水 鋪面設施設計表單」及「透水鋪面設施設計表單」等模組。運算介面：主要僅提 供「演算輸出表」模組。成果顯示/檢核介面：「地上型滯蓄洪設施設計表單」、「地 下型滯蓄洪設施設計表單」、「透水鋪面設施設計表單」及「透水鋪面設施設計表 單」，以及「設計及檢核總表單」等模組。 7. 「低衝擊開發技術電腦輔助容量設計工具手冊」之提出 本計畫完成建置「低衝擊開發技術容量設計工具」操作手冊，藉以提供使用

者在操作本工具軟體之指引，包括：規劃流程、方式、參數及運算原理說明，以 及操作視窗解說等，工具手冊架構分為：手冊範圍與操作指南、本操作手冊基本 觀念、操作及使用說明、使用案例說明、手冊附錄。 8. 示範案例低衝擊開發技術規劃及容量設計 完成示範案例設計規劃，示範案例主要參考內政部建築研究所「社區及建築 基地減洪防洪成效評估模式及審議機制研究，2013」等相關計畫研究中有關示範 區相關資料、規劃之建議，並以蘆洲國中為本研究示範地點，延續作為本研究示 範案例「低衝擊開發技術容量設計工具」模擬應用對象，並收錄做為工具手冊案 例規劃使用。案例操作主要包括了蘆洲國中基本資料說明外，容量設計之步驟、 參數輸入建議、設計容量大小，以及排放、溢流、機械式抽排等尺寸設計等，在 本案例操作中均有註解說明，期提供使用者更完整性設施相關設計與配置企劃指 引。 四 、 主 要 建 議 事 項 建議一 複合型低衝擊開發滯蓄洪系統容量設計工具之研究：立即可行建議 主辦機關：內政部建築研究所 協辦機關：內政部營建署 本計畫已產出一以Microsoft Excel 為平台之容量設計工具軟體，可提供 使用者簡易的容量及設施設計之用。然目前所建構之設計工具屬於單一基地 設置單一設施之方式，建議未來可朝向單一基地設置多種設施之減洪滯蓄系 統方式思考。建構設置多種設施串連或併聯設計之複合型滯蓄洪系統容量設 計方式，並建立該模組相關水地文計算參數資料庫，以供計算時連結使用。 進一步提供建築師等規劃者（即使不具水文背景），在規劃、設計低衝擊開 發設施容量時，易用、實用之模擬設計工具。 但前述之複合型設計涉及複雜之水文模擬，故建議可以目前之研究成果 為基礎深入研究，進一步提升研究成果之應用深度與廣度，以提供規劃設計

者在規劃、設計減洪設施容量時，便捷之模擬設計工具。 建議二 複合型低衝擊開發滯蓄洪設施最適化效益評估工具之研究 發展應用研究：中長期建議 主辦機關：內政部建築研究所 協辦機關：內政部營建署 目前之規劃方式多為選定設施之設置容量，進而推估其減洪成效，若無 法達到預期則需反覆重新設計（Trial and Error 方式），而在相關之衍生效益， 如保水、入滲；以及成本估算等；此部分目前則尚無相關成本-效益評估方 法可供依據。因此，如何以「最適化」之概念，「一次性」的設計方式，選 擇適合之配置方案，實為重要之決策資訊。研究成果可對一系列可能的方案 進行成本-效益分析，遴選出最符合實際需求的基地減洪方案，有助於規劃 者在實現基地減洪/保水等目標的前提下節約整體費用投資，達到整體效益 最大化。然目前並無相關之理論與方法可茲依循，建議未來可朝此方向進行 研議。

ABSTRACT

Keywords: Low-impact development techniques, Flood mitigation facility,

Computer-aided system.

1. Background

The flooding in the city is getting worse because of large-scale development, high density of population and ecological destruction in urban area in recent years. To mitigate the impact of development on the water environment, the government and the private development industry are beginning to low-impact development techniques (LID, such as flood mitigation facilities). It uses natural surface recovery, runoff storage, infiltration, evaporation to make the stormwater management.

Although the application of low-impact development techniques becomes more widespread gradually, but some methods (such as SWMM model, etc.) are very difficult and complex. In the planning process for reduction the impact of water environment due to urban development, how to simplify the design work, provide the useful tool with computer-aided for facility design and capacity estimate is very important. This project is executed in 2 years. The work items are: selection four types of significant reduction of flood-effective low-impact development techniques, analysis of the capacity estimation theory and calculation formula to complete the framework of capacity assessment model theory, to develop the simple computer-aided design tool for low-impact development facilities and use manual.

2. Research methodology and process

According to the research purpose, the research items are: First year

(1) Investigating the present theory and storage capacity calculation formula of LID.

(2) Exploring two feasible types of LID and analysis of design theory and method.

(3) Developing flowchart of storage capacity design for LID.

(4) Developing the LID storage capacity design tool with computer-aided. (5) Developing framework of storage capacity design tool manual.

(6) Conduct one case study to evaluate the results of application. Second years

(1) According to the results of first year, investigating the present theory and storage capacity calculation formula of LID.

(2) According to the results of first year, exploring two feasible types of LID and analysis of design theory and method, develop flowchart of storage capacity design for LID

(3) Modified and Update for case study to evaluate the results of application. (4) Developing schematic diagram of LID storage capacity design.

(5) Developing LID storage capacity design tool manual.

(6) Holding the workshop of LID computer-aided design system testing.

3. Major findings

(1) Integration and illustration of LID definition. (2) Integration and illustration of LID application. (3) Finding feasible types of LID application in Taiwan. (4) Integration of LID detail design principle and method. (5) LID storage capacity, outflow calculation method.

(6) The LID storage capacity design tool with computer-aided. (7) LID storage capacity design tool manual.

(8) Case study provides architectures a useful approach of capacity design.

4. Major Suggestions

(1) Research of LID mitigation system storage capacity design tool can be started right away.

(2) Research on the optima pattern and capacity design method of LID flood mitigation system at construct site as a mild-term suggestion.

第一章 緒 論

第 一 節

研 究 緣 起 與 背 景

壹 、 研 究 緣 起 與 背 景 因為都市發展快速伴隨著土地使用改變，增加的不透水區域與人工排水路促 使地表流速加快、集流時間縮短，並且造成地表逕流的增加，致使造成水患頻頻 發生，對人民的生命安全嚴重受到威脅。 台灣地區不但受地理環境之限制，再加上氣候變遷與都市快速發展之影響， 如何提升整體防洪能力，並兼顧與整合都市發展，發展低衝擊開發(Low Impact Development, LID)技術，已成為國內重要之研究課題與趨勢。

根據IPCC（Intergovernmental Panel on Climate Change）在 2007 年提出的評 估報告指出氣候變遷是未來全球氣候的趨勢，所引致的海平面上升、暴雨強度增 加、極端氣候等異常的氣候現象，將產生與以往不同的災害類型及災害強度的增 加，擴大災害的風險與損失，極端氣候變化成為人類未來重大的危機，尤其以人 口密集的都會區域受全球環境變遷影響最顯著。 此外快速都市化發展亦是造成都市洪災的主要原因之一，伴隨著土地使用改 變，增加的不透水區域與人工排水路促使地表流速加快、集流時間縮短，並且造 成地表逕流的增加，致使水患頻頻發生，對人民的生命安全嚴重受到威脅。以微 觀尺度分析，當基地開發時，原有的地表逕流與下滲環境已被改變，對都市洪災 產生三種影響包括如洪峰量增加/集流時間縮短、逕流體積增加，以及入滲量減 少等（圖 1-1 說明單一基地開發，所造成的衝擊影響）；另由都市、區域宏觀尺 度分析，整體都市化現象所導致整體都市地表逕流、洪峰量提高，亦造成區域河 道負荷增加。 由於以往在都市規劃上並未考量滯洪所需，在都會地區土地取得困難下，多 數採用抽水機（站）將都市內水直接排放到鄰近河川或區排，使得下游地區必須

承擔上游開發後所帶來的洪水衝擊。 基地開發 由於基地開發後封表性地表增加，導致集流時間縮短，造成地表漫 地流及排水路渠道流速加快，逕流迅速集中，洪峰流量暴增提高。 由於基地開發後土地利用改變，造成不透水地表面積增加，導致原 有雨水入滲量減少，造成逕流體積增加。 由於逕流體積增加、洪峰量提高與集流時間縮短，將衝擊既有排水 系統(下水道、區域排水與河川)，造成都市水患之發生。 流量 時間 洪峰量 ↑ 集流時間 ↓ Q (開發後) Q (開發前)

圖

1-1 基地開發對降雨逕流之影響

（資料來源：本研究成果）

綜合分析，傳統都市開發與發展，必然會導致不透水面積增加、相關原有自 然排水與河道面積縮減、下游土地也因上游開發造成洪水風險增加等因素，再加 上氣候變遷影響造成都市水患頻頻發生。 因此，如何在都市開發同時，透過發展低衝擊開發技術並結合治水與防洪之 理念，以及如何本項技術之設計容量，提供簡易的電腦輔助設計工具，即為本研 究重要探討之面向。 內政部營建署、內政部建築研究所、經濟部水利署及各地方縣市政府等相關 單位在過去持續進行一些相關之研究、課題、設計或工程案例，但因如何滿足相 關規則的容量計算、水文模擬流程、模式計算等略顯複雜，影響規劃設計者設計 意願；這對推動都市暴雨逕流有效管理實難收到積極正面的效果。因此，本研究 參酌國內外之低衝擊開發技術以及減洪設施施行之經驗，彙整並研究相關技術成 果，以促進本研究「低衝擊開發技術容量設計電腦輔助系統建置(1/2～2/2)」完 成。

貳 、 研 究 目 的 因應氣候變遷與都市化現象，造成對於都市既有排水系統衝擊、都市水患與 水資源之影響，為了能加強提升建築基地減洪/防洪目標，對於低衝擊開發技術 其容量設計、規劃等層面應進一步提供一套簡易操作、運算、容量試算以及評估 減洪成效之計算方式，進而建置完整之電腦輔助容量設計系統。 本計畫期程二年共遴選減洪效益明顯之低衝擊開發技術四種，分析探討低衝 擊開發技術之容量設計理論及運算公式，蒐集彙整所需的參數與資訊，完成建構 容量評估架構與模式理論，爰引本協同研究計畫之需求說明，本研究計畫之研究 目的除了針對國內外在低衝擊開發技術設計及計算理論、模擬成效技術面等成 果，進行資料蒐集及分析外，亦參照國內外的簡易電腦輔助軟體應用現況與成 效，並配合國內己有的研究成果分析探討，據以研提出適合台灣建築基地使用之 低衝擊開發技術容量設計流程，以及建置完整電腦輔助系統。最後輔以「低衝擊 開發技術電腦輔助容量設計工具手冊」之建置，除可供未來國內工程界執行之參 考外，期能藉由簡易的輔助軟體及操作手冊提供模擬數據，輔助在設置低衝擊開 發技術時，決定適當的設施容量設計及其所需的參考，以有效提升都市內水防 治，減輕都市開發對社會經濟衝擊。

第 二 節

研 究 方 法 與 步 驟

依據研究工作項目，本計畫期程共二年，綜合本計畫研究方法與步驟簡述如 后： 壹、蒐 集 彙 整 國 內 外 低 衝 擊 開 發 技 術 容 量 設 計 理 論 及 運 算 公 式 相 關 資 料 本研究收集國內外與研究主題有關之相關文獻、研究報告及容量設計案例 等，並探討其使用概況、計算流程及遭遇問題等，其研究方法概述如下： 1. 文獻收集—收集國內外低衝擊開發技術各設施容量設計案例、規範、研 究報告、期刊、網站資訊等有關設計理論及運算公式資料。 2. 資料分析—針對文獻資料進行彙整分析，研究國內外低衝擊開發技術設 計案例，以及現況使用相關之輔助計算方式，進以探討設施容量設計 之：(1)技術型式、(2)設計流程及內容、(3)設計理論-包括貯集/滲透量、 允許排放量標準及運算公式、(4)計算方式-包括使用模擬模式或簡易輔 助計算模式，進行彙整分析。 3. 諮詢—針對國內現有之發展模式及相關資料進行專家諮詢，或邀請專家 參與座談會。 4. 技術資料更新—持續更新相關研究成果，建置完整相關技術資料。 貳 、 遴 選 低 衝 擊 開 發 技 術 型 式 （ 共 四 種 ）， 並 分 析 比 較 容 量 設 計 理 論 及 計 算 方 式 依前項工作收集與研究主題有關之國內外低衝擊開發技術設施及設計容量 推估流程、內容等成果，遴選低衝擊開發技術型式四種，並針對其容量設計理論、 計算方式等進行比較研究。其研究方法概述如下： 1. 技術型式分類及分析—初步探討包括各設施之政策性規劃、設計方式、 連接管線設計方式、容量推估方式、規劃流程等，進行彙整比較。

2. 各技術型式功能—包括通水能力分析、逕流排除量等。 3. 各技術型式容量推估理論及模式—探討各設施之容量設計方式，以及適 用之計算方式。 4. 各技術型式應用在本研究之可行性—包括探討提供本研究模擬對象、所 需模擬功能等；並探討各技術設施應用適用性、容易度（包括如需輸入 基本資料取得，以及模式理論、計算方式、操作簡易性）等。 5. 技術設施遴選建議—依據上述分析比較，遴選四種低衝擊開發技術型式 進行研究。 6. 技術型式分析及遴選—初步探討包括各設施之政策性規劃、設計方式、 連接管線設計方式、容量推估方式、規劃流程等，進行彙整比較及技術 遴選；研究方式項目包括： (1) 技術型式應用在本計畫之可行性—包括探討提供本研究模擬對 象、所需模擬功能等；並探討各技術設施應用適用性、容易度（包 括如需輸入基本資料取得，以及模式理論、計算方式、操作簡易性） 等。 (2) 技術設施遴選建議—依據上述分析比較，遴選低衝擊開發技術型 式。評估原則包含： z 減洪機制：如增加自然地表、增加集流時間、滯留、滯洪及入 滲。減洪機制涉及設施之保水及減洪特性，具滯留或入滲機制 者保水性能較高，而具滯洪、滯留機制者減洪性能佳。 z 單位貯蓄量：單位貯蓄量為單位設置面積或長度的逕流貯集 量，其涉及設施之設置效益，單位貯蓄量高則設施設置之減洪 效益大。 z 應用可行性：應用可行性則涉及日後推廣及民眾之可接受程 度；一般而言，國內目前常用之設施其應用可行性較高。

參 、 研 提 低 衝 擊 開 發 技 術 容 量 設 計 流 程 及 架 構 針對遴選之技術型式，藉由收集與研究主題有關之設施配置內容及其計算模 式，針對國內外技術內容、各計算方式等進行彙整與比較後，相關成果進以研提 技術設施配置容量推估流程及計算方式。本研究工作執行主要以下三個面向進行 資料參考來源： 1. 參考國內相關技術規範、論文、研究報告—建築技術規則、下水道用戶 排水設備標準、下水道工程設施標準、開發行為環境影響評估作業準 則、非都市土地開發審議作業規範以及其它相關規範等為參考依據。 2. 參考國外設計規範—以日本設計手冊、規範、歐美 Urban Stormwater

BMPs (Best Management Practices)、LID (Low-impact Developement)、滯 蓄洪設施、

雨水花園

、透水舖面等設計標準及評估方式為參考依據。 3. 分析技術型式功能研究—包括通水能力分析、逕流排除量、洪峰削減量 等；研究方式包括： (1) 開發前、後之相關水文分析與流量推估方式，包括演算模式理論、 計算流程及分析步驟，以及適用之模擬方式等，並探討： z 面對增加逕流量之因應對策，包括對於建築基地開發所致之增 洪效應，所需提出之因應對策，以降低該開發區域對外的排洪 量、洪峰，確保開發完成後對外之排洪量、洪峰不致增加，確 保不超過下游現有排水排洪能力。 z 設施設計與排水系統連接型式探討，包括如匯集水的方式、在 槽/離槽型式、雨水的分流、基地逕流流路（Flow Path）與排水 路規劃設計，以及溢流/排出水出口的位置等。 (2) 技術型式容量推估理論及模式研究，包括探討設施之容量設計方 式、適用之計算方式，以及技術設施容量計算、儲存排洪量計算（排 放口、溢流口計算）等計算方式；研究方式包括： z 分析並彙整相關設施技術容量設計理論模式，包含國內外計算

開發區開發前後之逕流洪峰量等，進以提出技術設施容量估算 流程與相關之計算模式。 z 技術設施容量估算流程，包括開發區之基本資料、土地利用現 況、地下水位、土壤特性、及本區管理單位限定之貯留、排放 條件等資料；然後進行逕流量、體積等推估；最後針對對策量， 如洪峰削減體積需求量或開發之貯留、排放量限定需求等綜合 評估，最後配合設計/修訂低衝擊開發技術設施所需空間、深度 要求等步驟。 肆 、 建 置 完 整 低 衝 擊 開 發 技 術 電 腦 輔 助 容 量 設 計 工 具 及 示 範 案 例 針對遴選之四種技術型式，藉由其設施相關設計容量推估方法、流程、計算 數學模式等，進以利用Excel 函數建置完成電腦輔助容量設計輔助工具，本研究 建構方法概述如下： 1. 參考國內外輔助電腦工具設計型式—除了參考國內現有報告、文獻，國 外如日本設計手冊、規範、歐美Urban Stormwater BMPs、LID、滯蓄洪 設施、雨水花園、透水舖面等相關輔助設計之電腦工具供本研究電腦輔 助容量設計工具建置依據。 2. 各技術型式容量推估理論及計算方式研提—蒐集彙整前述成果，研提適 用之計算方式及設施容量推估步驟。 3. 電腦輔助計算工具建置，包括： (1) 設施技術之介面建構：包括基本條件輸入（如基地面積、設施規模、 水文資料等）、輸入條件（如容量計算模式相關參數等）、工具運算 （如設施貯留量、設施入滲量，以及放流量等各單元之運算推估）、 演算輸出介面及設計檢核總表單等。 (2) 更新第一年度低衝擊開發設施工具建置成果：包括「地上型滯蓄洪 設施」及「地下型滯蓄洪設施」之相關更新資料、操作介面、各界

面連結方式等。 4. 示範案例：配合內政部建築研究所 101 年「社區及建築基地減洪防洪規 劃手冊研擬」及102 年「社區及建築基地減洪防洪成效評估模式及審議 機制研究」研究案例成果延續應用。提供四種技術設施之「低衝擊開發 技術電腦輔助容量設計工具」實際操作介紹。 伍 、 完 成 編 撰 「 低 衝 擊 開 發 技 術 電 腦 輔 助 設 計 工 具 手 冊 」， 參 考 營 建 署 「 水 環 境 低 衝 擊 開 發 設 施 操 作 手 冊 編 制 與 案 例 評 估 」 計 畫 成 果，分 析 比 較 及 銜 接 應 用，進 以 建 立 本 案 低 衝 擊 開 發 技 術 容 量 設 計 圖 示 及 內 容 說 明 。 本手冊主旨在提供使用者操作「低衝擊開發技術容量設計工具」軟體之各項 功能，其中包括規劃流程、方式、參數及運算原理說明，以及操作視窗解說等， 以提供使用者在工具操作有更明確的了解。本手冊編撰工作方法包括： 1. 參考國內現有設計手冊、規範—包含參考營建署「水環境低衝擊開發設 施操作手冊編制與案例評估」計畫相關資料及其「水環境低衝擊開發設 施操作手冊」成果；該手冊分析項目包括低衝擊開發技術設施設計流程 （如水文分析及開發步驟）、設施單元設計原則（如各項設施之試算表 及檢查表型式、內容，以及整體開發需注意事項等）等。 2. 編撰本工具手冊架構及包含內容： (1) 本工具手冊範圍與操作指南—包含手冊之範圍及使用方法、系統需 求（如作業空間、處理器及開發軟體基本介紹）等。 (2) 本工具手冊基本觀念—包含本工具之計算理論（包括容量推估理 論、計算模式等）、各界面欄位說明（包括基本條件輸入欄位、限 制條件輸入欄位、設施容量設計輸入欄位、檢核及成果輸出欄位 等），以及相關技術設施之設計示意圖…等。

(3) 操作及使用說明—主要針對本工具之操作方法與各流程說明與應 用；包括使用流程說明、操作步驟說明（各界面的操作步驟說明）、 演算輸出及設計檢核說明…等。 (4) 案例說明—延續前述工作案例規劃及運算成果，提供為操作案例介 紹。 (5) 附件—提供本工具建構過程中所需之參數相關文獻資料。 陸 、 辦 理 系 統 測 試 專 家 座 談 會 ， 提 供 系 統 應 用 說 明 及 測 試 ， 俾 蒐 集 瞭 解 各 界 實 際 測 試 意 見 回 饋 供 本 系 統 修 訂 參 考，並 完 成 本 系 統 精 進 改 正 作 業 。 本計畫為瞭解使用者在操作「低衝擊開發技術容量設計工具」軟體之各項功 能可能遭遇之問題及工具建構內容未盡事項，並倡導低衝擊開發技術與建築、景 觀、環境規劃等相關從業人員的互動，以提升本工具實務設計應用之價值，本計 畫已於104 年 9 月底前，就本計畫「低衝擊開發技術容量設計工具」辦理一場次 「系統說明座談會」及兩場次「系統測試專家座談會」，邀請國內相關領域有豐 碩成果與經驗之專家學者及產業界成功之先進擔任系統測試員，進行本工具軟體 測試及精進改正建議；工作方式包括： 1. 邀請對象： (1) 政府都市計畫、建管、水利、工務等相關單位人員。 (2) 建築師、景觀規劃設計及相關專業技師等從業人員。 (3) 建築開發業者及工程顧問業者。 (4) 專家學者（包括都市計畫、建築、水利、景觀等相關科系教授）。 2. 邀請名額：三場共計 15 人次，單場期程半天。 3. 座談會召開議題： (1) 「低衝擊開發技術容量設計電腦輔助系統」操作易用性、應用可行 性之建議（備註：含實際操作，操作工具將視需求可先提供給與會

專家操作）。 (2) 「低衝擊開發技術電腦輔助容量設計工具手冊」內容及架構說明。 4. 座談會主要議程： (1) 簡報（包括工具相關計算理論、操作方式及流程說明等）。 (2) 工具軟體實際操作（包括示範案例規劃設計操作等）。 (3) 綜合討論（本系統精進改正作業之建議）。 (4) 結論 。 依據上述各項工作項目與內容，本研究之執行流程與步驟如下圖1-2所示。

資 料 蒐 集 彙 整 資 料 整 理 及 分 析 電 腦 輔 助 工 具 手 冊 初 步 編 撰 國內外低衝擊開發設 施相關資料蒐集 計算模式及電腦輔助 工具資料蒐集 蒐集重點： 次級資料-案例、規範、 研究報告、設 計圖說等； 初級資料-電話或通信諮 詢等。 蒐集重點： 技術資料-研究報告、技 術手冊、網站 等； 定量探討-計算流程、適 用之計算工具 容量設計流程 基 本 資 料 蒐 集 研究重點： 容量設計依據-考國內相關技術、設計規 範等； 研究內容-基本資料、設施設計重點、連 結方式...等。 工具手冊初步編撰 編撰重點： 研提手冊大綱、內容、文字說明、文獻及 容量推估流程、操作流程...等 手 冊 內 容 編 撰 分類、分析及設施遴選 研究重點： 分類方式-各技術設施型式、功能...等； 分析方式-初步探討容量設計方式、計算模式...等； 設施遴選-探討設施應用在本計畫之可行性及成效，遴選四 種技術型式。 容量推估理論相關內 容資料蒐集 蒐集重點： 次級資料-研究報告、技 術規範、排水 計畫書等； 初級資料-座談會、電話 或通信諮詢等 電 腦 輔 助 設 計 系 統 建 置 計算模式探討 研究重點： 因應對策-逕流體積、洪峰流量削減等； 模式理論-降雨逕流、入滲等； 計算流程-開發、前後水文計算方式。 電 腦 輔 助 工 具 建 置 示 範 例 評 估 電腦輔助計算容量設計流程及內容建置 研究重點： 作業項目-基本條件輸入（面積、體積、邊坡、排出水口高 度…等）； 工具運算-貯留設施貯留量、浸透設施浸透量等計算。 案例規劃設計及評估 研究重點： 案例遴選-配合現有成果 案例規劃配置-低衝擊開發技術設計配置 示意圖-現況說明、規劃設計 計算及評估-容量推估及成效評量 容 量 推 估 及 計 算 模 式 探 討 執行計畫流程

圖

1-2 研究流程圖

（資料來源：本研究成果）

第 三 節

進 度 說 明

依據本研究之目的及研究內容，工作執行成果概略如下： 第一年研究成果 — 蒐集國內外都市設計在低衝擊開發技術相關設施之容量設計理論、工具 及計算流程步驟等相關資料。 — 國內外低衝擊開發技術設施容量電腦輔助設計工具初步探討比較。 — 低衝擊開發技術型式應用評估及本研究遴選設施之遴選建議。 — 地上/地下型滯蓄洪設施設計方式、流程及結構等說明。 — 地上/地下型滯蓄洪設施設計容量設計流程及架構建置。 — 本研究地上/地下型滯蓄洪設施容量電腦輔助設計工具建置。 — 示範案例規劃及容量設計。 — 本研究低衝擊開發技術設施容量電腦輔助設計工具手冊內容初步建置。 本年度（第二年）研究成果 — 完成分析比較「透水鋪面」及「雨水花園」兩種技術型式之容量設計理 論及計算方式。 — 完成研提「透水鋪面」及「雨水花園」兩種技術容量設計流程及架構。 — 更新「地上型滯蓄洪設施」及「地下型滯蓄洪設施」電腦輔助容量設計 工具，並完成「透水鋪面」及「雨水花園」兩種容量設計工具。 — 完成召開專家座談及系統測試。 — 完成系統改進作業及示範案例規劃與容量設計 — 完成建置「低衝擊開發技術電腦輔助容量設計工具手冊」。

月 工作項目 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 備 註 國 內 外 有 關 本 研 究 設 施 相 關 資 料 文獻蒐集 有 關 本 研 究 設 施 容 量 推 估 理 論 資 料蒐集分析 容 量 推 估 計 算 模 式 及 電 腦 輔 助 工 具分析及應用 技 術 設 施 遴 選 及 容量設計、流程、 計算模式探討 期中報告撰寫 容 量 設 計 電 腦 輔 助 系 統 內 容 更 新 及建置 案 例 規 劃 及 工 具 手冊完成編撰 召開 2 次系統測 試座談會及 1 次 專家諮詢座談會 期 末 報 告 初 稿 撰 寫 資 料 蒐 集 分 析 報 告修改及定稿 預 定 進 度 ( 累 積 數 ) 3﹪ 8﹪ 22﹪ 35﹪ 46﹪ 59﹪ 70﹪ 81﹪ 92﹪ 97﹪ 100 ﹪

圖

1-3 研究進度及工作執行甘地圖

（資料來源：本研究成果）

第二章 低衝擊開發技術分類及設施容量設計理論

本章主要針對國內外相關低衝擊開發技術之設施項目，包括定義、分類方 式、容量計算等相關文獻蒐集彙整，並依據國內外低衝擊開發技術設施種類與分 類情況，蒐集整合結構性之低衝擊開發技術其設施容量評估理論，以及國內建築 基地開發雨水貯集量與放流量標準，及各技術型式應用在本研究之可行性等進行 比較研究。本計畫遴選地上及地下型兩種滯蓄洪設施設計（第一年成果），以及 透水舖面及雨水花園共計四種技術型式，以減洪效益較大之設施建議作為本研究 電腦輔助系統建置對象。

第 一 節

低 衝 擊 開 發 技 術 定 位 與 分 類

人為土地使用對地表水文之影響，主要為改變降雨、入滲與逕流間之比例關 係，因此地區都市化現象，常易導致地區排水問題，而適當之逕流抑制不但可抒 解地區之排水問題，更可維持水文體系之平衡；以往之研究在於末端處理之治水 概念，然僅著重在疏導與集中排放，對於整個水文乃至生態體系則未加以考慮。 所以為了發展更佳之防洪減澇方法，符合低衝擊開發概念之逕流管理對策已成為 近年都市減洪防洪之主要方向。 壹、低衝擊開發技術設施定義 低衝擊開發一詞為加拿大和美國早期使用之名詞，描述「利用土地規劃和工 程設計的方法來管理雨水逕流」，概念上是以分散式、小規模的就源頭處理設計， 透過入滲、過濾、貯存三功能，配合蒸發及延遲逕流之工程設計，並結合都市土 地規劃、景觀等面向，以達成改善水質、減少暴雨逕流量之目標（資料來源：水 環境低衝擊開發設施操作手冊編製與案例評估計畫，內政部營建署）。本技術最 早僅於美國執行，後續逐漸拓展至其他國家，目前台灣針對低衝擊開發技術概 念，從訂定法規到設計規範已見雛形但仍在積極發展階段。 目前各國雖未必皆使用「低衝擊開發技術」名詞，但多是以暴雨管理概念為

其中心設計概念，本研究整理各國概念及主要名詞，如下表 2-1；美國如環保署 之綠基盤設施(Green Infrastructure)、西雅圖的自然排水系統(Natural Drainage Systems，NDS)；澳洲的水敏式設計(Water Sensitive Urban Design，WSUD)或英 國的永續都市排水系統(Sustainable Urban Drainage Systems，SUDS)，以及日本的 雨水浸透設施、雨水流出抑制設施等皆屬相關之概念。而國內對於低衝擊開發技 術之之相關研究，依開發者需求而有不同之分類方式及範圍，內政部營建署及內 政部建築研究所則稱為「水環境低衝擊開發技術（設施）」或稱為「減洪設施」、 台北市政府稱為「雨水流出抑制設施」，以及新北市政府稱之「透水保水設施」 等，然綜合目前國內相關技術不論是整合、規劃、設計，乃至於容量計算，主要 還是以參考國外低衝擊開發準則或滯蓄洪設施合併綠建築指標-建築基地保水設 施及建築物雨水貯留設計等強化而成。雖然定義之文字上有所差異，但其目的為 減低暴雨逕流、淨化水質及以提升生態效益與景觀功能為周邊效益者，皆可視為 低衝擊開發技術。 本計畫低衝擊開發技術即是利用上述相關設施型式建構，目的為促使都市開 發後既能減少洪澇又可回覆其原有的水文循環，在都市開發活動與水環境維護上 取得平衡。

表

2-1 國內外相關低衝擊開發技術概念彙整

組織或國家 名稱 定義 聯合國 相容性的開發 都市開發後應與環境、生態相容，不破壞 原有的生態環境，是以開發應主要對環境 造成最低衝擊為原則，不論是新開發或既 有開發都應該符合這個原則。 美國 (住宅和都市 發展部) 低衝擊開發 (Low Impact Development) 為利用各種土地規劃和設計之措施與技 術，同時可保育自然資源系統，並降低建 造成本之土地開發方法。 美國 (環保署) 低衝擊開發 (Low Impact Development) 在土地開發或整建時，盡可能利用與自然 構造相似的設計設施，透過滲透、貯留及 蒸發等功用，減少暴雨逕流量，減輕雨水 下水道排水負荷，進行雨水管理，有效解 決都市排水問題。 美國 (西雅圖普捷 海灣) 低衝擊開發 (Low Impact Development) 主要是提供給普捷海灣地區之雨水管者 或區域規劃者，如何執行低衝擊發展技 術、目標及規格等，提供相關作法及程 序，以達到該區雨水逕流量削減之目的 加拿大 暴雨源頭控制設計 （Stormwater Source Control Design） 主要是針對加拿大第三大城市溫哥華地 區，在都市開發後暴雨源頭控制其出流量 技術，整體重點主要在景觀區的設計與規 劃，透過植物植生方式、土壤滲透、滯留、 截留及蒸發散等各項技術細節，以控制暴 雨雨水的流出。其技術種類除了包括可保 水的方式、沼澤體系（可入滲系統）、雨 水花園設計、透水鋪面設計、綠屋頂以及 滲透測溝（渠）配置等。 英國 永續城市排水系統 (Sustainable Urban Drainage System, SUDS) 不刻意強調暴雨管理手段；可以窪地、池 塘和下水道等結構性措施，搭配土地管 理、公眾教育等非結構性措施，以保水、 滲透方式處理或再利用逕流，強調保水概 念更勝於傳統將逕流快速排導至下游的 概念。目標為減少洪災衝擊，移除污染 物，並融入景觀及都市設計，強化並保護 自然環境等。 澳洲 水資源敏感都市設 計 (Water Sensitive Urban Design, WSUD) 整合暴雨管理、都市設計及景觀規劃三面 向，期以達成：(1)貯留降雨、減少並淨化 逕流；(2)改善都市水環境，降低都市開發 對環境衝擊；(3)結合建築、景觀設計，以 水資源管理面向切入都市及區域規劃，規 範都市計畫的設計與利用。

表

2-1 國內外相關低衝擊開發技術概念彙整（續）

組織或國家 名稱 定義 日本 （國土交通省 都市地域整備 局） 雨水浸透設施 主要為有效補充涵養地下水、復活泉水、 恢復河川基流、改善生態環境條件及降低 洪峰流量等，同時並搭配蒐集雨水之設 施，讓水資源得以被充分使用。 日本 （各都、市建 設局等） 雨水流出抑制設施 主要是藉由雨水滲透入地面，或暫時儲 存，藉以改善或減少都市開發後為公共下 水道增加流出的雨水量，或減緩短時間內 大量的雨水流入至雨水下水道。 台灣 （內政部營建 署） 低衝擊開發設施 以分散式、小規模的就源處理設計，通過 滲透，過濾，貯存，蒸發及延遲逕流工程 設計並結合都市土地規劃、景觀等面向， 以達成改善水質、減少暴雨逕流量之目 標。 台灣 （內政部建築 研究所） 減洪設施 改善社區及建築基地開發後增加之逕流 量，以延緩地表逕流排出時間、減低洪峰 流量之設施。 台灣 （內政部建築 研究所） 綠建築-建築基地 保水設計 基地保水指標表示建築基地涵養雨水及 貯留滲透雨水的性能標示；基地保水量則 是建築基地理論上可能涵養雨水及貯留 滲透雨水的體積。整體而言建築基地保水 設計係指為改善土壤生態環境、調節環境 氣候、降低區域洪峰、減少洪水發生率， 提供建築基地涵養雨水及貯留滲透雨水 的設計。 台灣 （台北市） 雨水流出抑制設施 控制基地向外排放雨水逕流量之設施。基 地開發後增加之雨水逕流應透過雨水流 出抑制設施，達到最小保水量及允許最大 排放量標準。 台灣 （新北市） 透水保水設施 公共設施用地開發透水保水指標為公共 設施用地涵養雨水及貯留滲透雨水的性 能標示，為公共設施用地開發後之土地透 水保水量與開發前自然土地之透水保水 量之相對比值。而透水保水，指涵養雨水 及貯留滲透雨水之能力；所稱開發透水保 水，指促進建築行為或土木工程所實施之 透水保水設計。 （資料來源：1. 本研究成果。2. 水環境低衝擊開發設施操作手冊編製與案例評 估計畫，內政部營建署）

貳、國內外低衝擊開發技術分類型式與概要 國內相關技術分類最早首推內政部營建署93 年之建築基地保水技術，其技 術分類主要將各類保水設計分類為「常用保水設計」（包括綠地、被覆地、草溝、 透水鋪面、花園土壤雨水截流等保水量）；以及「特殊保水設計」（包括；貯集滲 透空地或景觀貯集滲透水池設計、地下貯集滲透、滲透排水管、滲透陰井、滲透 側溝等保水量）兩大類。 內政部建築研究所102 年「社區及建築基地減洪防洪成效評估模式及審議機 制研究」一案成果，更新並提出「社區及建築基地低衝擊開發技術配置設計參考 手冊」（手冊中統稱為減洪設施）；其中可依據建構與空間位置主要進一步將低衝 擊開發技術分為兩大類，分別為地表滯蓄洪空間及地下滯蓄洪空間；如進一步依 建構性質則可以細分為兩大類，分別為結構性及非結構性；其中結構性低衝擊開 發技術主要可將其分類為雨水入滲型、雨水貯集型及雨水貯集/入滲型三類，非 結構性的則是以措施、手段等辦法為主（分類如下表2-2所示）。

表

2-2 內政部建築研究所低衝擊開發技術分類

結構性減洪設施 雨水入滲型設施 滲透草溝、草帶 滲透側溝、渠 透水性舖面 雨水貯集型設施 屋頂雨水貯集 屋頂綠化 雨水貯集/入滲型設施 地上滯（蓄）洪設施 地下滯（蓄）洪設施 滲透排水管 滲透陰井 雨水花園 雨水滯留的景觀規劃 非結構性減洪措施 最小不透水面積規劃 自然景觀保育 不直接連結排水系統

（資料來源：內政部建築研究所，

2013）

內政部營建署 103 年「水環境低衝擊開發設施操作手冊編製與案例評估計 畫」一案成果中，說明及分類低衝擊開發設施項目可分類為生態滯留單元、雨水 花園、樹箱過濾設施、植生濾槽、植生溝、綠屋頂、透水舖面、雨水桶(Rain Barrels) 或蓄水池等共計8 種型式。其中另針對各項設施水文影響項目彙整與分類說明彙 整如下表2-3所示。

表

2-3 低衝擊開發設施改變水文特性對照表

項次 設施單元 入滲 貯留 地表逕流 1 雨水花園/生態滯留單元 ○ ● ● 2 樹箱過濾設施 ○ ○ - 3 雨水桶/蓄水池 - ● - 4 綠屋頂 - ● - 5 植生溝 ○ - ● 6 透水鋪面 ○ - ● 7 滲透陰井 ● ○ ● 8 滲透側溝 ● - ● ●：需考慮此項水文現象 ○：視不同設計考慮此項水文現象

（資料來源：內政部營建署，

2014）

台北市政府103 年「臺北市建築物雨水貯留設施技術規範之訂定」一案成果 中主要將相關技術分別稱為「雨水貯留技術」或稱「雨水流出抑制設施」，並進 一步說明各設施型式及定義，其中建築物雨水貯留設施主要可針對建築物、建築 基地、各土地利用為考慮設計對象；並將其分類成三層，包括從水理功能分類、 基地位置分類以及最後依建築用途/位置/排水功能進行分類；此外亦將設施型式 區分為貯留型式外，還包含入滲、貯留入滲型式等；相關之設施型式則包括如校 園運動貯留、停車場貯留、廣場貯留….等共計有 22 種型式等相關技術設施，分 類說明如圖2-1所示。 此外，新北市政府102 年「透水保水設施規劃參考手冊」文獻中則說明及定 義「透水保水設施」即是利用雨水貯集、滲透等設施，將雨水貯存收集下來，或 使之滲入到地表下的功能。手冊將透水保水設施分類為常用保水、特殊保水及其

他保水設計三類，分類圖如圖2-2所示，而其中常見之類型主要包括滲透陰井、 滲透排水管、滲透側溝、透水舖面、雨水花園，以及雨水貯集利用系統等，各種 滲透設施並依現場狀況單獨或數種型式搭配使用。

圖

2-1 台北市建築物雨水貯留設施分類型式

透 水 保 水 設 施 草溝/草帶 滲透陰井 滲透側溝 滲透渠 地面貯集滲透設施 透水性混凝土舖面 透水性瀝青舖面 非連續拼接或鏤空舖面 常用保水 特殊保水 透水性舖面 滲透排水管 花園土壤雨水截留 其他保水 綠屋頂(屋頂綠化) 雨花園 可入滲景觀設計 雨水貯集利用系統 滯(蓄)洪設施

圖

2-2 新北市透水保水設施分類型式

（資料來源：透水保水設施規劃參考手冊，

2013）

國外與台灣相近之技術特性包括如日本則一般統稱為「雨水貯留浸透設施 （或技術）」，以日本東京都主要將雨水貯留浸透設施再分類成現地外（離槽）及 現地（在槽）貯留兩大類，其中現地貯留又可分類成貯留設施及浸透（國內稱滲 透）設施兩類；技術設施之種類包括有浸透溝、浸透井、透水性鋪裝、浸透池、 地下貯留、屋上貯留、雨水調整池等相關技術與工法。寢屋川亦將雨水貯留型技 術分類成離槽型及在槽型，其設施包括如防災調整池、地下室貯留設施等相關技術。 日本貯留浸透技術協會則規模性的將雨水貯留浸透技術應用在建地（宅地）等， 包括研究雨水貯留與浸透設施之設置、工法、容量推估方法及應用手冊之編撰， 技術設施之細項分類包括有屋頂花園、裸露土地設計、滲透舖面、滲透排水管、 滲透陰井、滲透側溝、社區調節池及雨水貯集系統等相關技術與設計。本小節彙 整分類國外相關技術或設施型式，以及其相關技術規範等，可參考表2-4所列。

表

2-4 國外低衝擊開發技術型態分類彙整

現有相關技術規範或手冊 相關技術或設施型式 日本水貯留浸透技術協會 -戶建住宅雨水貯留浸透設施設置 浸透溝（管渠）、浸透陰井、透水性鋪 裝、浸透池、 雨水調整池、雨水貯集系統 日本水貯留浸透技術協會 -住宅地開發配置滲透設施技術指引 及解說 屋頂花園、裸露土地設計、滲透舖面、 滲透排水管、滲透陰井、滲透邊溝、社 區調節池 日本東京都 -京都市雨水流出抑制施設設置技術 基準 浸透溝、浸透井、透水性鋪裝、浸透池、 地下貯留、屋上貯留、雨水調整池 日本東京都下水道局 -排水設備雨水浸透設施技術指針 浸透溝、浸透井 美國加州雨水水質協會 -暴雨最佳管理策略手冊 雨水花園、可滲透景觀概念 美國內華達州 -特拉基草原低衝擊開發 草溝、草帶、屋頂花園、雨水花園、透 水鋪面、滯洪池、滯留池 美國西雅圖 -低衝擊開發-普捷海灣技術指導 草溝、草帶、浸透井、景觀雨水滯留、 滯洪池、滯留池 加拿大 -暴雨源頭控制設計指導 雨水花園、透水鋪面、綠屋頂、滲透測 溝（渠）、沼澤體系 其它 波特蘭

-Stormwater Management Manual 澳洲

-Basic Procedures for Source Control Of Stormwater 乾式滯洪池、濕式滯洪池（滯蓄洪池）、 濕地、生態滯留池…

（資料來源：本研究整理）

以國內外相關技術設施整體而言，低衝擊開發技術（或稱雨水貯留浸透技術） 設施項目可概括分為滲透、貯留及具有滲透兼貯留的貯留滲透等三類；其中滲透 型主要具有滲透雨水的功能，此類設施多為小型設施，如：滲透陰井、滲透側溝 等，可與建物緊密結合設計，著重在滲透功能，但貯留功能不高。貯留型則無滲 透雨水之功能，僅是單純的儲存雨水延遲排放，或儲存雨水但不排放至下游以供

其他方式使用，故此種方式相當於滯洪與滯留型式。 另一種分類型式則是以設置位置區分，除了可以地上型或地下型區分外，另 可區分為原址貯留（On-site）及離址貯留（Off-site）兩類，與國內「在槽」與「離 槽」型分類相類似。所謂離址（離槽）貯留是指若降雨落於地面後，以自然或人 工方式先予以收集，然後再輸送至一適當地點貯存。原址（在槽）貯留則是在降 雨區域對該區之雨水收集並貯存。原址貯留係將雨水的移動減至到最小並貯留於 降雨區域（現場），即在社區或基地開發計畫中即預留此雨水儲存空間進行設計， 或於現有綠地或各設施中加上貯留現場雨水的機能。下圖2-3簡單示意四種常用 的低衝擊開發技術設施與排水系統連接型式，圖 a 為在設施上設計溢流的在槽 （原址）型式；圖b 為在設施前另設溢流設計的在槽（原址）型式；圖 c 為在設 施上設計溢流的離槽（離址）型式；圖d 為在設施前另設溢流設計的離槽（離址） 型式。 出水 進水 溢流 溢流 出水 進水 (a) (b) 進水 _出水 溢流 (c) (d) 進水 出水 溢流

圖

2-3 在槽/離槽式設施配置示意

（資料來源：本研究成果）

低衝擊開發技術設施規劃設計，需要求其排水控制、匯集水的方式、在槽/ 離槽型式、雨水的分流、輸水管道與建築物結合設計、溢流/排出水出口的位置 與排水時機，以及結構、材料等方面，均會影響設施容量設計，以及對低衝擊開

發技術設施減洪成效產生影響。 參、國內低衝擊開發技術型式綜合分析 彙整前述國內目前技術分類及其共同設施型式，國內低衝擊開發技術型式主 要仍可回歸於內政部建築研究所103 年之分類型態（表2-1）包括雨水入滲型、 雨水貯集型及雨水貯集/入滲型等三類；雨水入滲型或雨水貯集/入滲型其設計主 要依靠地下入滲方式，其設計除了可提供臨時儲存雨水至地底下後，緩慢釋放至 下水道系統，減緩其暴雨來臨時之負荷，或可保留在地表貯集空間後才滲透到土 壤下面；因此此種設計具備有循環、過濾、補給及滯洪的貯集特性。 雨水入滲型或雨水貯集/入滲型設計其收集雨水區域多樣化，舉凡建築基地 至社區之道路、停車場、廣場、運動場及公園綠地等皆可設置，依設施功能主要 可分類為：(1) 雨水入滲型式：包括有滲透草溝、草帶、滲透側溝、渠以及透水 性舖面；(2) 雨水貯集/入滲型式：包括有地上/地下滯(蓄)洪設施、滲透排水管、 滲透陰井、雨水花園以及雨水滯留的景觀規劃；(3) 雨水貯集型設計主要提供臨 時儲存雨水水體，配合排水口可緩慢釋放至排水系統，減緩其暴雨來臨時之負 荷。此項設施設計時其收集雨水區域主要包括如建築本體、建築基地等開放空間 空地。依設施功能主要常見的有：屋頂雨水貯集及屋頂綠化設置等。 另進一步分析低衝擊開發技術及相關設施在國內外分類概況，整體而言如由 設施配置位置及空間可將相關技術彙整成地表及地下空間型式；地表空間設計主 要提供臨時儲存雨水在地表之水體貯留，配合排水口設計可緩慢釋放至排水系 統，減緩其暴雨來臨時之負荷；地下空間設計可提供臨時儲存雨水至地底下後， 除可緩慢釋放至下水道系統，減緩其暴雨來臨時之負荷，並可保留在蓄洪空間後 滲透到土壤下面。 此種地下空間之設計除具備有循環、過濾、補給及滯洪的貯留特性外，災害 時可有效運用池水作為生活雜用水使用；而此類蓄水槽除需具有耐震性外，可使 用一般的幫浦等設備，或以分流機制將蓄存的雨量導出。