地理研究 第61期 民國103年11月
Journal of Geographical Research No.61, November 2014 DOI: 10.6234/JGR.2014.61.03
雨水貯集量估算資訊化評估
The Assessment of Information Technology
on Rainwater Storage Estimation
高子文
a蔡元芳
bTzu-Wen Kao Yuan-Fan Tsai
Abstract
Despite the plentiful rainfall, Taiwan fails to retain its water resources fully due to steep terrains; moreover, it is not so practical to build large reservoirs all over the small island. In the meantime, the varied rainfall types lead to the flooding of the north and the drought of the south owing to adequate rainfall in the north all the year and fierce rainfall in the south in Jul-Sep. Frankly speaking, campuses are the major social consumer of tap water and ought to serve as the model for water saving as well. Adequate planning for rainfall reuse on campus is a milestone for water saving. Nonetheless, it is complex and time-consuming to obtain the information and data relating to estimation of rainfall retained in terms of gauge, population, consumption, cumulative area and local rainfall types altogether. Thus, this study attempts to present how to build a digital system for campus rainfall reuse in terms of simulation under relevant information, data and estimation. A questionnaires survey pinpoints that it is pretty useful to obtain the cumulative estimate of rainfall retained by rapid computation and knowledge convey of the internet as well as promotion for rainfall reuse and water saving to the public.
Keywords：rainfall observation station, rainwater use , internet, elementary school
摘 要
台灣有豐富的降雨，但河川流短坡陡，水資源無法有效貯存。水庫興建不易、選址困難。台 灣水費過於廉價、人民用水過度浪費。尤其台灣各地降雨型態不同，北部各月降雨與南部相較起 來較為平均，南部降雨則集中在7~9 月且其他月份亦經常發生無雨日過長等情形。這樣的現象造 成了台灣北部淹水、南部反而缺水的情形。校園用水在社會水資源利用概念中是很重要的基本單 a國立臺北教育大學社會與區域發展學系碩士，國立臺灣師範大學地理系博士班研究生，通訊作者。 b國立臺北教育大學社會與區域發展學系教授。位，校園人數與用水概念亦是社區的縮影且座落全台。若能在校園裡規劃屬於校園本身的雨水利 用，這對節水資源概念來說是一大進步指標。雨水貯集估算這不僅需要雨量、人口、用水量、集 雨面積等數據進行估算，還需要台灣本身的降雨型態進行探討。這樣的過程對一般民眾來說是相 當複雜與煩瑣，其相關的資訊與資料也不易取得。因此本研究希望透過這些問題與特點將相關的 資訊、資料、估算之模擬進行校園雨水利用資訊化建置。而在建置後針對使用者進行問卷調查得 出，藉由資訊網路能快速運算及傳遞知識等特性，的確能快速估算出其雨水貯集量並有傳達一般 民眾雨水利用、節省水資源概念之效用。 關鍵字：降雨測站、雨水利用、網際網路、國小校園
前 言
台灣時常發生北部連日降雨，南部卻因枯水期太長而限水的新聞出現，由這樣的現象可看出 台灣各地降雨相當不平均。游保杉等（2005）、虞國興等（1998）、陳昶憲（2009）亦提出南部枯 水期逐年增長，因降雨量與降雨日逐年減少，而這導致南部枯水情形一年比一年嚴重。許多學者 與研究指出雨水貯集估算法會因為各地降雨情形不同而影響到貯集量的估算結果，例如 Oni （2008）即指出雨水利用如要為各地社區進行完善的貯集量設計就必需要考量到該地的降雨情形 以及乾旱期長短等。而各地歷年降雨資料、降雨量、用水量、用水特性等各有所不同，其模擬估 算之資料與方法亦過於龐大且複雜，一般人難以將其資訊收集且估算。因此本研究將利用全台各 地校園做為貯集容量之基本單位，將校園用水特性、各地歷史雨量進行資訊化建置，並將其放置 在網頁上以提供各校教職員進行雨水貯集估算。 本研究的目的為下： （一）利用水利署所提供的日雨量模擬法探討各地校園的雨水供需貯集量。 （二）評估雨水貯集量估算網對校園實際應用之可行性。 （三）分析雨水利用資訊化後幫助校園節水資源概念推廣之可行性。 （四）調查雨水利用資訊化後是否有達到輔助一般非專業民眾在雨水貯集估算、知識傳遞上的功 用。文獻回顧
（一）台灣雨水資源概況
依據本研究收集之全台375 座歷年降雨資料顯示，台灣降雨大部份集中在 5-9 月，這是台灣 水庫水資源的主要來源之一。各地降雨分佈不平均、南北差異大，台灣時常發生南部水庫因枯水 期過長未降雨導致限水，並向北部求援要水的奇怪現象。以台北、台南雨量資料為例，台北平均 計算近10 年平均降雨約有 2186 公釐;豐水期 5-9 月底降雨量共約 1205.478 公釐（59.1%），枯水 期則只有 980.822 公釐（40.9%）。台南近十年資料平均約有 1629.978 公釐;豐水期 5-9 月共佔 1484.144 公釐（91.1%），但枯水期則只有 145.833 公釐（8.9%）。這樣的降雨量非常不平均，台南在豐水期之降雨高於台北，但在枯水期卻遠比台北要低，其降雨量亦只有全年的8.9%，這樣的 差異說明台灣降雨不均，南部區域在某些季節會因枯水期過長、雨量過小而出現缺水現象。（張 東炯，2003）。 而 Oni（2008）一文亦提到各區域降雨情形不同的問題，所規劃之貯集量必須要有足夠支撐 進入乾旱期之容量規劃。因此對雨水利用使用潛力進行評估需先將各地之雨量、降雨頻率、區位、 屋頂面積進行分析才能對該社區規劃較良好的雨水利用系統。依照 Oni（2008）概念進行類推， 若台灣要在各區域中進行雨水貯集系統規劃與設計，勢必要將降雨頻率、雨量、乾旱期長短等概 念規劃進去。
（二）台灣用水特性與壓力
近年來台灣社會高度發展，人民用水不斷攀升，而一般人民對節省水資源的概念仍然不夠普 遍，每人每日的平均用水量接近三百公升，已經超越國際標準的二百五十公升（水利署，2008）。 根據經濟部水利署（2008）所提供之資料，台灣地區主要用水類型分為工業用水、農業用水、 民生用水等（表1）。其中最主要的用水為農業用水，民國 80 年為 135.53 億噸佔總用水 76.68%， 減少至民國95 年 122.38 億噸（70.32%）。再來是民生用水從民國 80 年的 24.93 億噸（14.1%）， 逐年增加至民國95 年的 35.9 億噸（20.63%）。最後工業用水從民國80 年的 16.28 億噸（9.21%）， 減少至民國95 年的 15.75 億噸（9.1%）。從這樣的資料顯示，在台灣有限的水資源裡民生用水不 斷的增加，並逐漸排擠到其他用水，而台灣水資源卻沒有明顯增加。在未來水資源運用分配若不 正視，民生用水將會逐年不斷壓擠其他用水空間，其他用水及其背後產業之用水壓力也會逐年增 加。 表1 台灣各用水特性之年度平均用水量比例估計（單位：億噸） 項目 民國80 年 民國90 年 民國91 年 民國92 年 民國93 年 民國94 年 民國95 年 農業用水量 135.53 130.11 134.1 124.34 126.03 127.81 122.38 總百分比(%) (76.68%) (70.42%) (71.74%) (70.67%) (70.87%) (71.61%) (70.32%) 民生用水量 24.93 37.25 35.18 35.53 35.26 35.24 35.9 總百分比(%) (14.1%) (20.16%) (18.82%) (20.2%) (19.83%) (19.74%) (20.63%) 工業用水量 16.28 17.39 17.65 16.08 16.54 15.44 15.75 總百分比(%) (9.21%) (9.41%) (9.44%) (9.14%) (9.3%) (8.65%) (9.1%) 年度總用水 176.74 184.75 186.93 175.95 177.83 178.49 174.03 資料來源：水利署（2008）（三）雨水利用系統
雨水貯集是將雨水利用以人工器具、屋頂面積、操場面積等各種方式進行收集後，再經由管 線傳送至雨水貯集桶內進行貯存，再進行初級過濾後供給人們進行自來水替代使用（傅孟台， 2005）。目前雨水利用其使用的方式有沖廁、打掃、澆花等，而其他各國例如日本則將雨水利用與 救災進行結合，成為救災用水。一個地區若有完善的雨水利用規劃與設計不只是能成為人們重要 的水資源選項之一，甚致能對環境有很大的助益（盧光輝，2005）。以前的雨水、灰水利用發展緩慢且效率不高是因為設計者並沒有將雨水、灰水的概念做出完 整的設計與規劃，其貯集效率在設計上亦不夠完善，所以發展效率不高（Dixon，1999）。因此如 能對城市規劃設計裡帶入雨、灰水利用系統之概念並提高其使用效益，將可改善城市、社區、校 園用水需求並達到永續發展之理想。 盧光輝（2005）表示：「從廣義上看，一切利用雨水的活動都可以稱為雨水利用。而水資源的 主要賦存型式-地表水和地下水都是由雨水轉化而來。所以，一切水資源的開發利用活動，都是雨 水利用活動。例如興建水庫、埤塘和灌渠系統等開發利用地表水的活動，開採利用地下水的活動 等。而狹義的雨水利用則是指雨水的直接利用活動，例如利用集水面收集雨水、用於飲用、農業 生產和城市清潔等，不包括對雨水的轉化型式的利用活動，即不包括對地表水和地下水的利用活 動在內」。
（四）雨水貯集量估算
雨水貯集量之估算在近年來已漸漸有多種計算方式進行估算，例如日雨量模擬法、簡易利用 評估法（鄭政利，2005）等都是針對國內的雨水貯集容量技術進行評估與計算。而一般來說雨水 貯集估算方式需要以雨量資料來做為估算基礎，並與可收集面積來計算出雨水的入流量，再與個 別案例的人口數、用水量等進行適合的雨水貯集容量之探討（水利署，2004）。但在本研究所收集 之降雨量資料顯示，台灣本身南、北二地降雨不均、頻率不一，而依照liaw（2004）、Oni（2008）、 鄭政利（2005）等概念可得知，欲為台灣各地區進行貯集容量估算時，亦會因為這些情況而影響 其貯集容量之結果。 在雨水貯集容量估算方面，入流量與需求量、區域變數關係是互相影響的重要因子（圖1）， 故在估算方法上在各種估算公式裡通常不離開這幾項基本的重要因子。入流量通常直接關係到貯 集容量的大小，但依照供需理論會因為需求的大小而互相影響。各地入流量也會因為各區域變數 因子有其不同影響，例如本研究雨量資料顯示，北部降雨較南部降雨平均、南部乾旱時間較北部 長，而這樣的情況影響到供需理論的貯集容量。區域變數也會與需求量互相影響，例如當人民的 需求量大於降雨頻率與入流量時，雖然當時是有降雨，但因為小於需求所以也變成乾旱日，並成 為影響貯集量大小的決定因子。 1.入流量的決定 評估集雨面積大小及評估可集雨量，例如利用屋頂、操場等人工方法進行雨量收集估算，並 將面積、當日逕流量、當日雨水蒸發量、當日雨量等因子資料進行計算，成為雨水貯集系統的雨 水入流量。 2.需求量的決定 需求量的決定來自於該區、該社群、該棟建物的人口數來決定，而每人的水資源使用量、次 數、日期等則與人口數進行相乘後得到的使用量則是最終的需求總量。 3.區域變數 區域變數意指為台灣各地區之環境影響因子，也是代表台灣該地降雨在該區域的變化。例如 本研究10-30 年雨量資料顯示，台北、高雄、台中、花東等地之乾旱期越往南部越明顯，而在 7-9 月期間南部單日降雨量往往大於北部甚多，而這樣的差異即為區域變數估算因子，即為貯集估算的重要因子之一。雖然降雨量與需求量是決定貯集容量最主要的原因，但若區域變數中的乾旱日 過長，雨水貯集容量也會因為乾旱拉長而增加其容量，才能應付一整年雨水需求。所以貯集容量 計算的區域變數因子中例如台灣南、北的入流量、需求量雖然一致，但也會因為乾旱日長短而有 所不一樣。 圖1 貯集容量估算因子關聯圖
4.
日雨量模擬法 Liaw（2004）進行雨水利用貯集估算時，集雨面積與逕流係數、降雨量、用水量等數據資料 是很重要的估算參數，這些因素影響貯集量之計算結果。目前雨水貯集量估算推算主要是以水利 署公佈之日雨量模擬法為主，但近年的研究裡開始有了其他貯集量估算模式的建立，例如綠建築 評估指標計算法。 在貯集水計算方式中，鄭政利（2005）提到雨水利用設計中，區域降雨量與區域日降雨概率 是貯集量設計的重要概念。因此在設計台灣各區貯集量時，先針對台灣各地降雨量與日降雨概率 進行分區畫分。雨水貯集量的儲水倍數也因分區的日降雨概率、降雨量等因素而有不同的設計。 此目的為考量各地枯水期而進行的預留貯量設計之一。 日雨量模擬法是日復一日不斷進行雨量估算，這樣的估算方法正可將這些區域變量因子、入 流量因子、需求量因子等考量進去並做出較為完整的雨水貯集估算模式（水利署，2004）。日雨量 模擬法當中的（Qt）是利用歷史雨量資料與屋頂面積進行計算後得出該日的集雨容量稱為入流量; 而（Dt）則是當日該區所使用的總用水量稱為需求量；（Et）為當日的蒸發量；（Lz）為其他損失 量；（Zt）為當時該地的雨水貯集量；（Zt+1）為當日之貯集大小與當日雨水入流量之總合，再減 去當日之需求量、其他損水等用水量，形成一份每日更新後的貯集量大小；（S）為最終數據最高 值的儲存量，也是雨水貯集最終之數值。由於本研究假設降雨後所有的雨水將直接流入貯集桶， 時間甚短，以至於蒸散量較小，因此，影響其貯集量之結果不會太大，所以本研究在設計程式時，並未計算蒸發量。 Zt+1=Zt+Qt-Dt-Et-Lz 0≦Zt ; Zt+1≦S (1) 式中：Zt+1:第 t+1 時刻的貯蓄量；Zt：第 t 時刻的貯蓄量；Qt：第 t 時刻的入流量；Dt：第 t 時刻的需求量；Et：第 t 時刻的蒸發量；Lz：第 t 時刻的其他損失量；S：儲存量。
研究方法與流程
（一）雨水資料收集
本研究欲進行各地雨水貯集量估算，需先行了解台灣各地之降雨量資料及歷年降雨特性。首 先將全台375 座降雨測站歷史雨量資料進行收集並建置在雨水資料庫裡，將雨量資料以日為單位 進行資料編排與整理。各降雨測站建置時間不一，從10~30 年的資料皆有，因此其歷史雨量資料 亦從這10-30 年歷史資料進行資料處理。全台各地降雨測站亦有其座標定位，其空間分佈已然成 形，再將各地降雨測站歷年雨量資料逐日編排後，亦自動形成各地降雨歷時資料。這樣的雨水資 料庫建構方式正好滿足雨水貯集估算所需的各地區域變量、入流量等估算因子。（二）校園雨水區位分析方法
本研究以國小校園為其基本估算單位，但許多國小校園本身並無降雨測站可以直接進行雨量 資料收集，因此必須從校園鄰近之降雨測站進行雨量資料內插收集。而目前探討空間雨量分佈資 料內插分析方面較常使用的的方法有徐昇式多邊形法（Thiessen polygons method）、算術平均法 （Arithmetical averaging method）、距離反比權重法（Reciprocal-distance-weighting method）等各 種分析法。這當中的徐昇式多邊形法即是估算單位面積平均雨量的估算法之一（易任等，1985）， 也是為了讓全台各校園都能讀取屬於自已的降雨資料所採用的估算方法。將當中各個降雨測站進 行聯結並建置出三角形範圍，再建置每個三角形的外心並將其相連，這時所形成的多邊形即為徐 昇氏多邊形。而在該範圍當中的任一點到該範圍降雨測站距離與到其他多邊形範圍的降雨測站距 離相較起來距離較短，正好為最短距離。全台有375 降雨測站、2545 多間國民小學，可使用 GIS （point distance）分析功能（即徐昇式多邊形法之概念）進行校園雨水區分析。步驟如下：(1)針 對全台所有國小校園資料依照經緯度進行收集與圖層建置，並完成屬性資料輸入；(2)將全台降雨 測站進行資料收集後，亦針對其經緯度、屬性資料的建置；(3)將全台 2545 間國小校園與 375 降 雨測站進行圖層套疊，再進一步使用（point distance）分析功能內插，歸納出校園的氣象雨量與 屬性資料；(4)將分析後的校園雨水資料進行 GIS 資料庫建置，並呈現各校園所屬的歷年雨量資料。（三）校園水資源探討
本研究將從校園中國中、小之學生、教職員等用水特性進行探討，並將這些特性設計進校園 雨水估算系統之用水特性規劃項目中，而這樣的設計概念即為雨水貯集估算裡需求量因子設計規 劃。雨水貯集本身是依照供需理論所形成，因此校園用水裡到底有那些是用水大宗就顯得特別重 要。而從水利署（2008）資料顯示，校園用水包括：廚房用水、洗手、洗廁、澆花、飲用、掃除 等，而其中飲用與洗手為接觸用水，以目前雨水淨化能力，尚無法直接拿來飲用或洗手，因此飲用、洗手、廚房等則不納入考慮。
（四）資訊化
資訊化發展已成為國家發展重點項目之一，加上環境議題已逐漸受世界各國重視，從雨量、 人口、交通流量、水流量、災害、氣象、溫溼度等相關自然與人文的環境資料逐一被各國政府單 位、民間企業、軍方等進行大量資料建置等。而這樣的環境資料大量資訊化建置我們稱為Big Data （王豐勝等，2013）。這樣大量資料的統計、分析、比對已成為未來社會管理、分析、建設的重點 項目。 本研究亦在此概念之下進行雨水貯集估算資訊化建置，台灣各區雨水貯集估算對一般人民而 言無法單獨處理，其資訊亦過於複雜，因此將環境資料資訊化處理正好可改善此問題。欲進行雨 水利用資訊化設計，須先針對各項因子進行規劃，例如：各區域歷史雨量、貯集估算公式、用水 量、人口等。但這些因子需要複雜的設計與大量資料的結合，而一般靜態網頁無法進行這樣的設 計。資訊動態網頁可以與設計者進行更多元的設計與互動，並在運算、控制等能力上則是優於一 般靜態網頁設計，而在頁面上呈現多元且不同的結果（李勁等，2009）。因此本研究希望籍由動態 網頁設計來規劃出完善的雨水利用，進行快速規劃。（五）統計分析
本研究以雨水利用、校園用水特性、全台歷年雨量資料等各項資料為基礎，進行規劃與設計 「雨水貯集量估算網」，並針對各國小校園教職員進行評估。本研究流程圖如圖2 所示。本研究設 計完後彙整各方意見與想法，完成「雨水估算網之滿意度調查問卷」，其內容包含三個部份：第一 部份以各校教職員為調查樣本，並進行背景屬性調查。第二部份為系統評估，針對網頁內容、資 訊完整度、網頁認知度進行調查。第三為整體評估，包含估算結果、校園需求是否符合等問題進 行問卷調查。研究動機 研究方法 文獻回顧 雨水利用 台灣用水特性 雨水貯集 台灣雨水資源 資料收集 降雨測站 歷年雨量 全台校園 校園用水 校園雨水區位分析 雨水利用資訊化 使用者評估 結論 圖2 研究流程圖
資料分析與成果
（一）校園用水
校園用水不只是只有沖廁、澆花、打掃等用水，其他學校尚有廚房煮菜、泳池、洗手、飲用 等身體直接接觸用水（水利署，2008）。但目前雨水利用的淨化技術尚不完善，因此都暫時針對非 身體接觸用水方面進行設計。設計概念如下，綠地澆灌以面積、頻率、澆灌量進行計算，而水利 署（2008）則指沖廁用水有分坐式馬桶 9-12 公升/次、蹲式馬桶 6-9 公升/次、小便斗 3-6 公升/次， 乘於人數、次數、水量等進行計算。衛生用水的可調式水龍頭10 公升/min、感應式水龍頭 5-8 公 升/min、壓力式水龍頭 5 公升/min，乘於人數、次數進行計算。（二）國小校園雨水
GIS 區位分析
在建置全台各地雨水資料庫之前，需要歸納國小校園與雨量站之區位資料關係，才能讓全台 約2545 多間的國小校園得到屬於各校區的降雨測站之雨水資料。本研究全台資料有 375 個雨水測 站以及2545 間國小校園（圖 3）。而要探討出符合校園之雨量資料必須要以徐昇式多邊形為基準概念並借助GIS 地理資訊系統（point distance）分析的能力，來進行國小校園雨量資料建置。
首先對降雨測站之座標資料與國小校園座標資料建置在GIS 資料庫裡，並將其點位位置進行
間國小校園且大多集中在北、西、南部地區，分佈較不平均。每間國小校園與375 個降雨測站之 距離及分佈情形也不太相同。若要了解每個降雨測站與國小校園位置之對應關系，本研究需借用 point distance 來探討出降雨測站與國小校園的對應位置。先以雨量測站為基本分析單位，再將各 國小校園離雨量站最近的距離用point distance 內插分析（圖 4）。而分析後每個雨量測站裡都有各 個國小校園基本資料，它是每一筆經由分析後自動編排的。裡面的欄位包含國小校園名稱、雨量 站、雨量站經緯度、及所屬的縣市名稱。 圖3 全台國小校園與降雨測站位置分佈圖 而分析後結果共有2545 筆資料，內容包含了縣市、鄉鎮、國小以及對應的雨量站名稱，圖 4 所表示出的是（point distance）分析出來後，將全台 2545 國小校園歸納在 375 降雨測站區位之下， 也就是說每個一國小校園都會有其對應的降雨測站及其歷年降雨資料。這樣的目的在於為全台國 小校園建置屬於該國小校園的雨量資料;由圖 4 可看出降雨測站與國小校園之分佈情形皆不同，密 集程度也不一樣，每個降雨測站與國小校園之空間對應位置也無法完全了解與歸納，因此需要進 行空間分析才能了解其各降雨測站與國小校園之對應關系。例如進行point distance 分析後得知國 小校園A、B 所在位置相當接近，但國小校園 A 借由分析後得出身處之降雨測站資料範圍為降雨 測站C，國小校園 B 雖也在國小校園 A 附近，但籍由分析之後得出身處在降雨測站 D 之範圍內。 而使用者操作校園雨水貯集估算系統時，只要選擇自已欲估算的國小A，系統就能自動對應至該 校園的降雨測站C，並讀取該站的歷年雨量資料。
降雨測站
國小校園
圖4 國小校園雨水區位（point distance）內插分析法
（三）雨水利用資訊化
在資訊發達的年代裡，人們對資訊網路的需求越來越高，對資訊網路也越來越依賴。在這樣 發展下，許多傳統的科技、資訊、知識等產業也都朝向網際網路發展。網際網路促使了資訊流通、 互動性、知識資訊化、通訊等各項功能的快速發展，這樣的特色剛好符合本研究發展為網際網路 系統的重點。雨水利用及其貯集量估算法，在較早之前都是由文本的方式進行流傳與估算，不管 在資訊上的流通、知識上的傳達緩慢、運算亦過於複雜、資料不易收集等。而雨水網頁正扮演著 其中重要的角色，它協助解決了雨水利用相關知識資訊流傳慢以及一般人民對貯集量估算不甚了 解、雨量資料不易收集等問題，並進一步為各地估算出對一般人來說過於複雜與冗長的估算成果。 雨水貯集估算網是利用動態網頁的技術來達到雨水貯集估算相關資訊、知識資訊化的重要推 手。它整合了全台各地雨水歷史資料、雨水貯集估算法及其雨水相關資訊，並能利用網際網路技 術來達到資訊化的效益。本研究整理的雨水資訊裡包含了全台375 個氣象站資訊，有歷史雨量、 氣象站區域座標、風速、溫溼度等，可透過本資訊網頁進行簡易式的查詢與估算（圖5）；本圖為 最後結果圖，主要呈現各地國小校園進行雨水貯集量估算後之成果。 本系統最主要有「校園降雨資料選擇」、「降雨收集面積」、「校園雨水需求量輸入」、「雨水貯 集估算」等各項系統介面可供各使用者輸入。以下分別說明：1.校園降雨資料選擇：此部份為使 用者在選擇各國小校園時所得出的該國小校園歷年降雨資料，可提供使用者查閱每日降雨數據， 亦是進行日雨量模擬法雨水貯集估算中入流量因子的主要歷年逐日雨量數據來源。2.降雨收集面 積：此部份主要提供使用者進行集雨面積設計，籍由使用者自行設計長、寬、高以及集雨係數等 集雨因子，並與校園降雨資料所選擇之歷年雨量資料做結合，得出日雨量模擬法之每日入流量數 據。3.校園雨水需求量輸入：此部份包含沖廁用水（坐式馬桶、蹲式馬桶、小便斗）、打掃用水、降雨測站 C
國小校園 A
(point distance)
內插分析
降雨測站 D
國小校園 B
澆灌用水等各項目用水及水量設計，提供使用者進行自我規劃使用次數及使用人口次數。該部份 則為日雨量模擬法之每日需求量設計，是逐日估算雨水貯集量的重要因子。4.雨水貯集估算（圖 5）為本系統之最重要頁面，也是最終結果之呈現。本系統將日雨量模擬法將其公式轉化程式設計 並放置在系統中，與前端使用者設計頁面裡的各種設計條件進行結合，並進行雨水貯集量程式運 算。並且讓使用者可再一開始的設計頁面即能進行入流量條件（降雨量、集雨面積）、人口、用水 量與特性等進行自我條件設計，並讓使用者在這些設計條件之下，讓該校園在進行運算時能得到 最佳貯集量及其相關資料。 本研究透過動態網頁功能，進行雨水貯集量估算法資訊化設計，並將校園用水特性進行應用 程式整合，經由網路伺服器展現於前端使用者手中，讓使用者可透過網際網路進行用水量估算與 貯集量估算。 圖5 校園雨水貯集量估算結果圖
問卷結果與討論
（一）受訪者基本屬性
經過本系統建置完成後，會整各方意見與建議，加以設計，完成「雨水貯集量估算網建置之 滿意度調查問卷」，本研究之問卷透過中華電信研究所的網路問卷服務，讓國立台北教育大學、市 立台北教育大學等在職教師進修生共約36 位進行問卷，相關樣本之描述統計如下： 本次受試的男女比例約53%比 47%，性別比例較為平均（表 2）。表2 性別統計 項目 人數 百分比 男 19 53% 女 17 47% 總和 36 100% 受訪年齡層大都在20-39 歲之間，本系統是使用網路資訊化進行全國各地雨水估算與資訊傳 達為主要目的，所以進行的問卷亦大多著重在中、青階層會使用網路之教師進行受訪。其中20-29 歲為39%、30-39 歲為 39%、40-49 歲為 14%、50-59 歲為 8%（表 3）。 表3 年齡統計表 本份問卷主要是針對在校園中生活的各職務人員，包含學生、校長、行政人員、教師等。其 最主要目的是將系統設計出後可讓校園中生活的各種人都可以自行上網進行操作。這些樣本裡各 個職位亦有不同(表 4)，一般學生有 6%、行政人員佔 19%、教師則佔 75%。 表4 職務統計表 就受訪者曾接觸過的環境永續發展議題而言（表5），以綠能源議題人數較多 22 人次，綠建 築議題為13 人次，而雨水利用議題則佔 8 人次，可得知目前而言以小學教職員來說綠能源議題較 廣為人知，例如太陽能、風能、石油危機、全球暖化等。反而是雨水利用只有8 人次，這顯示出 雨水利用觀念與綠建築、綠能源議題相較起來仍尚待加強。 項目 人數 百分比 20-29 歲 14 39% 30-39 歲 14 39% 40-49 歲 5 14% 50-59 歲 3 8% 60 歲以上 0 0% 總和 36 100% 項目 人數 百分比 校長 0 0% 一般學生 2 6% 行政人員 7 19% 教師 27 75% 其他 0 0% 總和 36 100%
表5 曾經接觸過的資訊統計表
（二）問卷分析
1.系統評估 依照系統評估方面，針對雨水估算系統使用後其對各項子項目的滿意狀況。如圖6 所示結果 如下：(1)各類別項目區隔清楚，無重複、模稜兩可滿意度約佔 67%。(2)而在系統操作方面則約有 64%滿意度；(3)有 55%認為網頁版面配置整齊明瞭；(4)有 61%認為操作方式淺顯易懂；(5)有 66% 認為各需求因子說明能清楚了解並使用；(6)有 75%使用者認為各頁面計算結果能提供使用者想要 了解的計算成果與資訊；(7)有 83%使用者認為地圖查詢功能能幫助使用者了解雨量站地理位置； (8)有 78%使用者認為校園區域位置選擇方便、快速、正確；(9)有 72%使用者認為雨量站資訊能幫 助使用者查詢雨量資料；(10)有 80%使用者認為各因子輸入方面，使用者清楚了解要輸入的資訊 與答案。圖6 系統評估百分比圖 2.整體評估 其中各項目共包含：(1)操作後雨水貯集量估算系統是否可行的滿意度高達 77%；(2)系統估算 結果符合校園需求滿意度高達56%；(3)估算系統能簡化複雜而冗長的計算模式與時間滿意度高達 項目 人數 百分比 雨水利用 8 22% 綠建築 13 36% 綠能源議題 22 61% 總和 36 100%
64%；(4)雨水估算網頁能提供全國各地上網進行使用與操作滿意度高達 72%；(5)雨水估算系統在 雨水利用上有其重要性滿意度高達66%；(6)雨水估算系統能幫助校園進行節省水資源規劃滿意度 高達70%；(7)使用本系統能增進對雨水利用的認識滿意度高達 78%。 此部份是將本系統設計出後能對使用者造成的影響與意義進行探討，結果如圖 7 所示。 圖7 整體評估百分比圖
結 論
由於近年來環境資源永續發展觀念的抬頭，加上台灣缺水問題日益嚴重，因此雨水利用等議 題也越來越重要。近年來教育部致力於在校園中推廣建置雨水利用設施，其目的是在於收集雨水 後能幫助校園節省水資源浪費。而若要進行雨水利用規劃，這其中的雨水貯集量、雨水利用知識、 歷史雨量、氣候、需水量、區域因子上的問題就成為各地各校最大的問題。雨水貯集量計算法本 研究採用水利署的「日雨量模擬法」，而其估算過程過於繁雜，一般人不易計算。因此需要依靠資 訊動態網頁的幫助，將龐大的資料與複雜的資訊進行整合至網頁上來幫助一般人進行自我設計。 藉由資訊化來實作一個「雨水貯集估算網」，協助一般人進行自我設計，而不再依賴一般人工、紙 上等耗時又耗力的作業。並將系統建置在網路上能讓全國各地同時上網操作，讓一般無雨水貯集 相關知識的人即使面對雨量、區域因子、各校需水特性等重要且龐大的專業知識下也能進行自我 運算。本系統是將雨水利用中的雨水貯集容量估算進行網路建置，並針對全台各國小教師、學生、 行政人員等做測試，而其測試後問卷調查出效益可歸納以下各點： （一）產生「雨水貯集量估算網」一套。其目的是為各校園雨水貯集量進行自我估算與設計，並 將複雜的資訊與較專業的知識進行整合並進行資訊化呈現，讓使用者可用最淺顯易懂的方 式進行操作與估算。而使用者問卷的調查結果也顯示，操作方式淺顯易懂，需求因子亦清 楚了解，也能幫助一般不了解雨水利用概念使用者也能快速得到答案並了解其知識原理。（二）能讓全國各校同時上網進行自我計算，而當中的雨水資訊已包含全國各地雨量資訊，不用 讓使用者估算前還須一一調查與估算。而使用者問卷的調查結果也得出雨水利用資訊化網 頁可幫助使用者快速了解全國各地雨水資料，亦能提供其他各地進行估算。 （三）雨水貯集估算必須將20~30 年雨量資料進行日復一日的估算，是個複雜又繁鎖的過程，但 利用雨水利用資訊網頁的快速運算能力，能快速進行大量且複雜的歷年雨量資料處理，並 簡化估算時間，讓一般的使用者能快速又準確的得到符合他們的資訊需求。 （四）將雨量測站等相關資料同時進行資料快速傳達特性。使用者在使用過程亦中有對雨水利用 有進一步的了解，且認為該系統有助於規劃各校園的雨水利用及節水概念的推廣。
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