生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討

全文

(1)生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討、. 內政部建築研究所自行研究報告中華民國 95 年 12 月.

(2) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 研. 究. 人員：高嘉隆. 副研究員. 徐虎嘯. 副研究員. 內政部建築研究所自行研究報告中華民國 95 年 12 月.

(3) ARCHITECTURE AND BUILDING RESEARCH INSTITUTE MINISTRY OF THE INTERIOR RESEARCH PROJECT REPORT. The Research on Infiltration Efficiency Influence of the Infiltration Well While Its Voids Are Blocked. BY KAO CHIA LOONG HSU HU HSIAO. December 31, 2006.

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(5) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 內政部建築研究所自行研究報告. . 95.

(6) 目次. 目次表次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅲ 圖次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅳ 摘要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧VIII 英文摘要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧XII 第一章緒論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1 第一節研究緣起與目的‧‧‧‧‧‧‧‧‧1 第二節研究方法‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧8 第二章都市發展之城鄉水環境‧‧‧‧‧‧‧‧‧11 第一節都市水文化之發展‧‧‧‧‧‧‧‧‧11 第二節都市發展對城鄉水環境之影響‧‧‧‧13 第三節都市發展後之地表逕流處理方式‧‧‧17 第四節永續水環境之綠建築‧‧‧‧‧‧‧‧24 第五節基地保水貯留及滲透設施之種類‧‧‧28 第三章滲透管溝之型式與特性‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧41 第一節滲透管溝之型式‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧42 第二節滲透管溝之影響因素‧‧‧‧‧‧‧‧51 第三節滲透管溝設置位置之探討‧‧‧‧‧‧56 第四章滲透陰井之設計理論探討及試驗規劃‧‧‧‧59 第一節三維穩定流入滲理論模式‧‧‧‧‧‧60 第二節滲透陰井入滲量近似方程式之推估‧‧63 第五章. 滲透陰井孔隙阻塞現地試驗結果分析‧‧‧‧61 第一節現地土壤滲透試驗流程建立‧‧‧‧‧61. I.

(7) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 第二節試驗現地土壤之飽和滲透係數‧‧‧‧65 第三節滲透陰井現地施工規劃‧‧‧‧‧‧‧76 第四節滲透陰井孔隙阻塞影響滲透效率之分析 84 第六章. 結論與建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧95 第一節結論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧95 第二節建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧98. 參考書目‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 99 附錄‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧101. II.

(8) 圖次. 表次表 2-1 保水貯留滲透設施之型式與功能一覽表‧‧‧‧29 表 2-2 入滲設施工法概要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧33 表 2-3 貯留設施工法概要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧34 表 3-1 土壤種類與入滲率及最大設計深度之關係表‧‧53 表 3-2 滲透管溝設置前之建議初步調查項目與評估原則 57 表 5-1 定水頭試驗方法解說表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧61 表 5-2 葛洛夫滲透儀觀測數據（Round 1）‧‧‧‧‧ 72 表 5-3 葛洛夫滲透儀觀測數據（Round 2）‧‧‧‧‧ 73 表 5-4 葛洛夫滲透儀觀測數據（Round 3）‧‧‧‧‧ 74 表 5-5 滲透陰井(直徑 40cm、開孔率 0.783%)滲透試驗結果‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 84 表 5-6 滲透陰井(直徑 40cm、開孔率 0.3915%)滲透試驗結果‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 85 表 5-7 滲透陰井(直徑 40cm、開孔率 0.3915%)滲透試驗結果（續） ‧‧‧‧‧ ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧85 表 5-8 滲透陰井(直徑 40cm、開孔率 0.3915%、底部全封) 滲透試驗結果‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧86 表 5-9 滲透陰井(直徑 40cm、開孔率 0.892%、底部全封) 滲透試驗結果（續）‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧86 表 5-10 滲透陰井(直徑 50cm、開孔率 0.708%)滲透試驗結果‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧87 表 5-11 滲透陰井(直徑 50cm、開孔率 0.354%)滲透試驗結果‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧87. III.

(9) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. IV.

(10) 圖次. 圖次圖 1-1 都市開發所造成環境改變之影響‧‧‧‧‧‧‧1 圖 1-2 都市化造成之水環境影響‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧6 圖 2-1 都市化對水環境影響之示意圖圖‧‧‧‧‧‧14 圖 2-2 都市化對洪峰流量及頻率之影響示意圖‧‧‧ 16 圖 2-3 都市發展對水環境影響示意圖‧‧‧‧‧‧‧ 17 圖 2-4a 日本都市開發前之水環境影響示意圖‧‧‧‧ 19 圖 2-4b 日本都市開發中之水環境影響示意圖‧‧‧‧ 20 圖 2-4c 日本都市開發後之水環境影響示意圖‧‧‧‧ 21 圖 2-5 保水貯留滲透設施對都市之水環境影響示意圖 23 圖 2-6 成大雨水入滲池，結合實驗與學生休憩、活動空間為一體‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 26 圖 2-7 集集特生中心之植草磚舖面，可降低環境溫度，增加保水量‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧27 圖 2-8 集集特生中心將人工化排水溝改善成具保水功能之滲透草溝‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 27 圖 2-9 水貯留及滲透設施分類示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧32 圖 2-10 美國設置透水鋪面-配合生態入滲調節池之實例 36 圖 2-11 日本滲透側溝設置實例‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 35 圖 2-12 日本地下貯留池設置實例‧‧‧‧‧‧‧‧‧37 圖 2-13 台灣水利署保育事業組透水鋪面及其觀測步道 37 圖 2-14 設置滲透管溝將透水鋪面下的水回收‧‧‧‧38 圖 2-15 利用不同方式貯集與水及試驗回收水‧‧‧‧38 圖 2-16 國立中正紀念堂 900 噸雨水貯存槽‧‧‧‧‧39 圖 2-17 國立中正紀念堂之自動雨水澆灌系統‧‧‧‧40. V.

(11) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 圖 2-18 貯存槽雨水可補充光華池之用水‧‧‧‧‧‧40 圖 3-1 基地保水滲透設施整體規劃配置示意圖‧‧42 圖 3-2 草溝構造示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧43 圖 3-3 豐富生態且具示範性質的滲透草溝地‧‧‧‧44 圖 3-4 草帶構造示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 44 圖 3-5 滲透排水管示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 45 圖 3-6 滲透陰井示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧46 圖 3-7 滲透側溝示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧47 圖 3-8 具實驗與示範性質的滲透測溝‧‧‧‧‧‧‧47 圖 3-9 滲透渠示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧49 圖 3-10 滲透乾井示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧50 圖 3-11 三角座標土壤分類‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧52 圖 4-1 滲透井示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧60 圖 4-2 滲透陰井入滲示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧63 圖 5-1 開挖試驗孔‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧62 圖 5-2 綜合型手持採土器‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧63 圖 5-3 滲透面整理‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧63 圖 5-4 試驗孔填充方式示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧64 圖 5-5 葛洛夫滲透儀之基本構造‧‧‧‧‧‧‧‧‧65 圖 5-6 土壤飽和滲透係數試驗概況（1）‧‧‧‧‧‧67 圖 5-7 土壤飽和滲透係數試驗概況（2）‧‧‧‧‧‧67 圖 5-8 土壤飽和滲透係數試驗概況（3）‧‧‧‧‧‧68 圖 5-9 土壤飽和滲透係數試驗概況（4）‧‧‧‧‧‧68. VI.

(12) 圖次. 圖 5-10 土壤飽和滲透係數試驗概況（5）‧‧‧‧‧69 圖 5-11 土壤飽和滲透係數試驗概況（6）‧‧‧‧‧70 圖 5-12 土壤飽和滲透係數試驗概況（7）‧‧‧‧‧ 71 圖 5-13 孔葛洛夫滲透儀觀測入滲曲‧‧‧‧‧‧‧75 圖 5-14 試驗滲透陰井（1）‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧76 圖 5-15 試驗滲透陰井（2）‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 77 圖 5-16 試驗滲透陰井鋪設概況（1）‧‧‧‧‧‧‧78 圖 5-17 試驗滲透陰井鋪設概況（2）‧‧‧‧‧‧‧78 圖 5-18 試驗滲透陰井鋪設概況（3）‧‧‧‧‧‧‧79 圖 5-19 試驗滲透陰井鋪設概況（4）‧‧‧‧‧‧‧79 圖 5-20 試驗滲透陰井鋪設完成圖‧‧‧‧‧‧‧‧80 圖 5-21 試驗滲透陰井加水示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧81 圖 5-22 試驗滲透陰井水位量測圖（1）‧‧‧‧‧‧82 圖 5-23 試驗滲透陰井水位量測圖（2）‧‧‧‧‧‧ 82 圖 5-24 試驗滲透陰井人工加水示意圖‧‧‧‧‧‧ 83 圖 5-25. 滲透陰井（直徑 40 cm、開孔率 0.783%）Aus 與 H 關係圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 88. 圖 5-26 圖滲透陰井（直徑 40 cm、開孔率 0.3915%）Aus 與 H 關係圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧89 圖 5-27 滲透陰井（直徑 40 cm、開孔率 0.39125%，底部全封）Aus 與 H 關係圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧89 圖 5-28 滲透陰井（直徑 50 cm、開孔率 0.708%）Aus與H關係圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧90 圖 5-29 滲透陰井（直徑 50 cm、開孔率 0. 0.354%）Aus與 H關係圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧90. VII.

(13) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 圖 5-30 孔隙減半之滲透陰井（直徑 50 cm、開孔率 0.354%）‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧91 圖 5-31 孔隙減半、底部全封之滲透陰井（直徑 40 cm、開孔率 0.39125%）‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧92 圖 5-32 滲透陰井(直徑 50 cm)觀測值與推估值Aus與H關係圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧92 圖 5-33 滲透陰井(直徑 40 cm)觀測值與推估值Aus與H關係圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧93 圖 5-34 滲透管溝與滲透陰井組合配置構造示意圖‧‧93 圖 5-35 組合式滲透陰井(1) ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧94 圖 5-36 組合式滲透陰井(2) ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧95 圖 5-37 滲透陰井的攔污設備(1)‧‧‧‧‧‧‧‧‧95 圖 5-38 滲透陰井的攔污設備(2) ‧‧‧‧‧‧‧‧96. VIII.

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(15) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 摘. 要. 關鍵詞：綠建築、基地保水、滲透陰井、比滲透面積、土壤飽和滲透係數一、研究緣起近年來台灣地區都市化的程度及範圍加大且加深，進而影響了原本平衡的水文機制，同時也使得現有都市區域缺乏保水、滲透及蒸發機能，造成流域整體的水土保持機能降低，也因都市發展範圍擴大，造成許多非點源污染物質隨著逕流直接排入下游，產生許多都市水環境之不利影響。在都市化及土地使用密集化期間，大多數的都市規劃或建築專家對雨水之處理，皆以儘早排除的觀念設計建築物及以不透水化處理都市區內基盤建設，使得現有建築物缺少雨水貯留、滲透、保水和蒸發機能降低，因而發生都市溫暖化、都市型水患、都市生態系統丕變等問題。現代的城鄉環境大部分由水泥、瀝青、地磚及金屬等不透水材質所組成，這也使得地表上的車道、步道、停車場及廣場等，甚至地底下的地下室均變成不透水的硬質地面，嚴重阻絕了雨水滲透及貯存的機會，加上密閉不透水的公共雨排水設計，使得雨水直衝入海，無法循環回大地來滋潤土地。台灣因都會區綠地不足與社區過度不透水化，土地喪失水之涵養力亦使得地表逕流量暴增造成水災頻傳。然而這些災難並非不可避免，山坡地社區也並非完全不可開發，因此只要加強建築基地保水及透水設計就可減緩其弊害。然而現階段我國綠建築政策對於此部分技術，尚處於理論假設之計算層次，據此本所於 92 年起，分 4 年辦理「滲透管溝」、「透水鋪面」、「生態水池」、「人工濕地」及「雨水貯留」等設計規劃委託研究計畫，並已逐步完成相關設計規範，. VIII.

(16) 摘要. 但對於之滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討，並未納入計畫中，而本研究將可彌補上述研究的不足，同時相關研究成果將可有效提供設計使用者，作為未來綠建築基地保水設計之參考。. 二、研究方法及過程依據上述研究目的，本研究的研究方法及過程概述如下：（一）滲透陰井設計現況調查分析滲透設計相關工法於歐美等國已行之有年，台灣尙處於起步階段，故本研究擬針對國外滲透設施工法相關文獻、案例、使用概況及遭遇困難等資料進行蒐集，並予以彙整歸納。（二）滲透陰井試驗規劃為探討滲透陰井之入滲性能，了解孔係阻塞對滲透效率之影響，本研究在選定試驗場址及陰井形式後，隨即開始入滲率現場試驗及土壤種類判定等試驗，同時進行相關測試與修正，據以建立標準試驗程序。（三）分析孔係阻塞對滲透效率之影響並提出入滲設施維護管理準則本研究依據上述標準試驗程序的建立，進行滲透陰井入滲容量試驗，並依相關入滲容量設計理論，分析歸納孔係阻塞對滲透效率之影響並提出入滲設施維護管理準則。. 三、重要發現本研究以達西定律推導滲透陰井入滲性能公式，滲透陰井之入滲性能可透過「比滲透面積Aus」此一參數來表示，並由穩定流滲透. IX.

(17) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 設施入滲理論得到證實，即不論管徑大小及開孔率如何，其比滲透面積與水位均分別可以一線性方程式表示，故可藉由此關係式，分析在不同孔隙阻塞情形下，滲透陰井的入滲情況。此外，為考量試驗方式的一致性，本研究在建立相關試驗方法與步驟時，係參考本所「滲透管溝容量設計與試驗研究」委託研究計畫所建立之管溝流程予以修正建立，除去（94）年度已針對 40 cm、開孔率 0.783%及 50 cm、開孔率 0.708%二種不同管徑及開孔率之滲透陰井，進行相關滲透性能試驗分析，本（95）年度再增加管徑 40cm、開孔率 0.3915%，管徑 40cm、開孔率 0.3915%、底部全封及管徑 50cm、開孔率 0.354%，三組不同陰井滲透試驗，以進一步分析瞭解孔隙阻塞對滲透效率之影響，以研提對策，降低孔隙阻塞發生之機率，提高滲透陰井使用之效率。依據本研究針對五種不同管徑滲透陰井及孔係阻塞情形所做滲透測試，初步驗證擬定之試驗方法與步驟可適用於現地進行試驗觀測，同時依據試驗結果分析顯示，由觀測值與推估之理論迴歸方程式可以發現，不論管徑大小，在井壁孔隙減半情況下，對於比滲透面積約有 10%的變化，並未造成顯著之影響。但如底部全封，即井底嚴重阻塞，將造成滲透效率大幅降低 40%，嚴重影響滲透陰井之滲透效率。尤其陰井經常做為滲透管溝之間連接的節點，底部水位較滲透管溝為低，更易聚積落葉、樹枝及垃圾等污物，造成阻塞，因此，完善的維護管理益形重要，本研究即草擬「入滲設施維護管理準則」，提供綠建築基地保水設計之應用參考。. 四、主要建議事項依據上述研究成果，本研究提出具體建議如下：立即可行之建議主辦機關：內政部建築研究所. X.

(18) 摘要. 協辦機關：台灣雨水利用協會、內政部營建署現階段我國綠建築政策對於滲透設施相關設計技術，尚處於理論假設之計算層次，據此本所於 92 年起，分 4 年辦理「滲透管溝」、「透水鋪面」、「生態水池」、「人工濕地」及「雨水貯留」等設計規劃委託研究計畫，並已逐步完成相關設計規範，但對於適用於都會區建築設計的「滲透陰井」容量設計規範及滲透效率之研究，並未納入計畫中，而本研究有關之孔係阻塞對滲透效率影響之探討將可彌補上述研究的不足，同時相關研究成果將可有效提供設計使用者，作為未來綠建築基地保水設計之參考。長期性建議主辦機關：內政部建築研究所協辦機關：台灣雨水利用協會、內政部營建署本研究除依據本年度實際工作成果提出上述具體結論外，另外在研究過程中也發現，滲透陰井的最佳開孔率及阻塞位置等，均可能為陰井滲透性能之影響因子，這一部份則有待於後續年度進行相關研究，並予以釐清。. XI.

(19) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. ABSTRACT Keywords: Green Building, Soil Water Content, Infiltration Wells, Specific Infiltration Area, Saturated Hydraulic Conductivity, Conductivity of the Soil The urban area accounts for 12.4% of the total area in Taiwan, while the population in this area makes up 77.9% of the total. The development of cities and cultivation of land cause the changes in utilization of land. Along with the aggravation of the global warming, water resource environment is undergoing severer impact, which, in turn, brings into light the problem of water resources caused by urbanization. The problem is a long-range change. In the past, water impermeable pavement was often used for construction. development. projects,. absorption, and permeation capability.. which. reduced. water. Every household hoped. to discharge rainwater to neighborhood. So they continually increased the base height of house, or set up pumps to discharge accumulated water which caused floods in lower places. This high percentage of impervious area not only causes the phenomenon of urban runoff, but also brings about high temperature in urban and destroys the urban ecology. The land will lose its climate-adjusting capacity resulting in “urban hot island effect＂in the living environment. However, the problem can be largely solved through the infiltration and storage of the rain storage measures, which can delay the surface runoff, decrease the amount of the peak flow, improve ecological environment and climate, alleviate flood and increase recharge. The indicator of soil water content at construction site is to. XII.

(20) 摘要. maintain. the. hydrologic. conditions. between. pre-. and. after-development at the construction site. Various techniques to retain and infiltrate water are recommended in the evaluation manual. Among them, infiltration wells are most popular used. The purpose of the study is to analyze the infiltration efficiency. influence of the infiltration well while its voids are blocked. Five different conditions of well were used to measure infiltration capacities, in the case of the infiltration capacities were conducted under the condition of non-flowing and steady state. The results from infiltration wells test indicate that the correlations between Specific Infiltration Area ( Aus ), which is defined as the finial infiltration rate divided by saturated hydraulic conductivity of the soil (Ksat) and the depth of water (H) is linearly dependent on each other for all the wells. Based on these results, the Aus for different H could be obtained assuming their hydraulic conditions are similar. The research found that the infiltration capacity almost the same even the well side voids were blocked up to 50%. But it decreased 40% while the bottom voids were all blocked.. XIII.

(21) 第一章緒論. 第一章緒論第一節研究緣起與目的一、研究緣起由於都市生活機能遠較鄉村地區便利，所以本世紀初即已有 13%的世界人口居住在都市地區，依聯合國推測，至 2010 年將有 51%以上的人口居住在都市地區；尤其台灣的都市面積僅占總土地面積的 12.4﹪，人口卻佔台灣地區總人口之 77.9﹪，為了容納大量. 開發前. 開發後. 資料來源：日本社團法人雨水貯留浸透技術協會. 圖 1-1. 都市開發所造成環境改變之影響. 1.

(22) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 的移入人口與快速經濟發展之需求，都市街道持續擴寬或新闢、建物密度增加且樓層增高，停車場與大型賣場等公共設施不斷增建，造成地表不透水區域增加，導致雨水入滲至地表下之機會減少，進而影響地下水補注量，造成洪峰流量及逕流體積增加、集流時間縮短，致使都市洪水災害時有所聞，嚴重威脅居民之生命與財產安全。台灣歷經 921 地震之後，地形與地質狀況劇烈改變，颱風不但造成河川沿岸低窪地區的災害，就連森林和排水系統健全的都市地區都可能發生嚴重的災害。近年來，台灣地區的都市化除了加重水患的問題外，全球暖化所導致的氣候異常，也提高旱災發生的機率，台灣地區乾旱發生之頻率亦有日漸增加之趨勢。由中央氣象局的資料顯示，台灣地區降雨的日數有逐漸減少的趨勢，而降雨延時與降雨強度卻反而變大；由於台灣地形險峻，河川坡度大，造成河水的流速過大，不但嚴重沖刷河岸及河床，且容易造成土石流的發生，更重要的是不利於水資源之利用與調節。都市環境是經過專家詳細的調查與規劃後，依序逐步開發與改造自然環境所創造出來的高度人工化生存空間，但由於人口不斷大量湧入，原有的都市計畫範圍無法容納大量快速增加的人口，以致於原有的綠地、農地、窪地以及都市外圍的山坡地，被大量開發甚至過度利用，為了有效排除降雨，避免因雨積水而降低都市的生活品質，大量的人工排水系統取代原本裸露土地之自然涵養滯蓄功能，一旦暴雨帶來的逕流超過排水系統的宣洩容量，便會造成嚴重的都市水患，同時過多的地表逕流所挾帶的污染物質亦將使水質惡化進而破壞環境，如圖 1-1 所示。尤其，在都市開發的同時，也改變了自然環境如地貌、水文、氣候等的性質和狀況，而這種變化的影響是長遠的。由於都市化及土地使用密集化的結果，大多數的都市規劃或建築專家對雨水之處理，皆以儘早排除的觀念來設計建築物及以不透水化來處理都市區域內的基盤建設，使得現有建築物缺. 2.

(23) 第一章緒論. 少雨水貯留、滲透、保水等機能並導致蒸發量的增加，因而產生都市溫暖化、都市型水患、及都市生態系統丕變等問題。以往建造大型集中的水工結構物常被作為解決都市水患與調節供水的主要手段，但由於近來氣候異常，洪澇及乾旱問題不斷重複發生，因而突顯出大型的水利工程已無法有效解決都市供水與防災等之水資源問題，因此小型分散的雨水貯集及滲透系統已逐漸引起各界的注意，並認為是解決未來都市水資源問題的優質替代方案。. 3.

(24) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 二、研究目的隨著人口大量湧入都市地區，原有都市計畫內之非建築用地如綠地、農地、池塘及都市外圍之山坡地，逐漸為滿足移入人口的居住問題被變更為建築用地，導致區域性的過度開發，而造成具保水功能土地的減少，人工排水系統則被廣為設置以取代土地原有之自然涵養蓄滯功能。但一旦逕流量超過排水系統之宣洩容量，水患因之產生，同時過多地表逕流所挾帶的污染物質，將使水質惡化進而破壞環境。雖然地球大部分的面積為水所覆蓋，但海水即約佔 97.5﹪，淡水只佔其中的 2.5﹪，而淡水又有一大部分是集中於南北極的冰山，因此全球實際供給人類使用的淡水資源不到總量的 1﹪，且由於人口不斷的增加，與工業化造成的水污染，使每人實際可用的水資源相形更少。而且受到氣候變化的影響，水資源不只是量少，且無論在時間或空間上，都呈現分佈不均的狀況。以時間的分佈為例，北半球的降雨主要是集中在每年的 3 月至 10 月，且絕大部分的地區又都集中在 6 月至 9 月；且雨季降水通常佔全年降水總量的 70~80﹪，河流水資源高度集中於夏季，且多屬難以控制的洪水，不僅無法儲存利用，且容易造成災害。台灣位處北半球，年平均雨量約為 2,500mm，是全球年平均降雨的 2.7 倍，應屬水資源不於匱乏的國家，但由於台灣地形陡峭，河流短促，大部分的降雨都直接迅速奔流入海，且大都集中於颱風季節，分布極不平均，往往一個颱風即可帶來數百或近千 mm 的雨量，居民不但未蒙其利，卻先受其害。且水庫容量有限，因此逕流量被攔貯利用者約僅佔年逕流量的 18﹪。所以，台灣每人每年平均可以分配到的雨量只有全世界平均雨量的六分之一；因此，台灣實質上不但是一個水資源匱乏的國家，且名列聯合國第十六位的缺水國。 4.

(25) 第一章緒論. 依據中央研究院研究顯示，過去 100 年，台灣因受到空氣污染及熱島效應影響，降雨機率降低，降雨強度卻增加兩成，降雨區域也發生改變，使台灣非旱即澇。而造成熱島效應的原因在於過去台灣大量興建不易散熱且不透水的鋼筋混凝土建築與不透水鋪面，使降雨都直接流到下水道，而無法入滲於地下，連帶也無法發揮調節氣溫的功能。台灣地區大量都市化的結果，導致嚴重的熱島效應，進而影響了原本平衡的水文機制，而都市化後可能面臨之水資源問題可簡單表示為如圖 1-2 所示。造成此一變化的主因即如前所述，大量地表不透水區域之增加與工程排水系統之興建，不但減少地下水補注，同時亦增加地表逕流量。目前大多數都市逕流管理的對策均以加大排水系統輔以集中末端處理之觀念，使逕流加速排放至下游或鄰近地區。但集中末端處理雖可減少逕流停留時間但其體積並未相對減少，反而使得下游排水系統處於高流量狀態，結果即使是小頻率之降雨亦容易造成下游地區之水患。同時也因為這種集中末端處理、加速排放逕流的排水概念，使得現有都市區域缺乏保水、滲透及蒸發機能，造成流域整體的水土保持機能降低，也因都市發展範圍一再擴大，造成許多非點源污染物質隨著逕流直接排入下游，產生許多都市水環境之不利影響，在現行集中末端處理的排水概念下，將所收集的都市地區地表逕流直接且迅速地排放至河川或流域下游地區，因而造成下游地區的洪澇問題。國際上雨水除了應用於生活用水外，在農業、水土保持等方面也非常普遍；在阿富汗、伊朗、巴勒斯坦和中國的新疆，2000 多年前就建造了「坎兒井」提供灌溉用水，以色列在二十世紀中期制定了「沙漠花園」計畫，建造多種形式的雨水貯集工程，在沙漠中發展農業，創造巨大的經濟利益。斯里蘭卡著名的南瓜形狀儲水槽藉由雨水的收集解決了當地居民的用水問題；為解決巴西東北部地區. 5.

(26) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 之供水問題，一個該國非政府組織結合了政府的力量，提出在五年內以預鑄混凝土和金屬網水泥製造百萬個雨水儲水槽，以加惠當地的居民；在日本則以統合治水的觀念來充分利用雨水，並減低降雨帶來的災害。總體來說，雨水貯集系統的設置及利用必須對於水文循環有所助益，更重要的是必須結合生態保育與親水機能；而在我國經濟部水利署亦針對國內水源不足地區鼓勵裝設雨水貯集系統及水質處理設備，並訂出具體獎勵優惠辦法，以雨水貯集供水系統作為補助性水源，以減輕主要供水水源的壓力。. 資料來源：廖朝軒教授，2003。. 圖 1-2. 都市化造成之水環境影響. 目前水資源的經營方式傾向於集中、大型及單目標利用；大型的水資源系統雖可降低營運與保養的人力與經費，如一旦失控，將發生無水可用的窘境或嚴重的水患。且大型的水資源工程對環境生態的衝擊亦大，災害發生時亦較嚴重，另集中末端處理洪澇的方式. 6.

(27) 第一章緒論. 亦無法完全去除洪澇之災害。而小型的水資源工程不僅對生態環境衝擊較小，同時亦可藉由聯合的操作，則可避免因大型水資源系統的損壞而造成的重大損失。因此兩種水資源系統的撘配使用，才是符合經濟效益與分散風險的最佳做法。而雨水的貯集、滲透利用即為小型水資源系統的應用典範。由於台灣工業化程度日趨加深加廣，工業區不斷的開發設置，但卻經常面臨水資源短缺的情形，因此加強雨水資源的利用，以提供各項製程中之替代用水及雜用水，可作為解決水資源不足的替代方案。而透過適當的雨水資源管理，可降低暴雨帶來的都市型水患、加強環境綠化及增加地下水補注等，亦可提供親水遊憩場所等附加功能。在現今歐美最新的生態防洪對策中，均規定建築及社區基地必須保有貯留雨水的能力，以吸收部份洪水量，而達到軟性防洪的目的。所謂「基地保水性能」指的就是「基地涵養雨水並減少地表雨水逕流量之能力」。亦即當一個基地的保水性能愈佳時，基地涵養雨水的能力也愈好，在降雨時所造成的地表逕流量也會愈少，相對地保水力也愈大。由於建築基地涉及人工開發，故其降水過程與一般集水區略有不同，因此其地下水涵養機制（保水手法）也略有差異。藉由提高基地保水性能，一般可達到下列之優點： 1.增加水土保持，促進生物有機存活空間。 2.調節地區微氣候，緩和都市氣候溫暖化。 3.降低公共下水道負擔，減緩都市洪水發生之機率。 4.維持地下水位，防止地層下陷。. 7.

(28) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 第二節研究方法完整的水環境系統，應將雨水的「貯留」及「滲透」兩種功能包含在內，始可充分達到水資源永續的目的。由於早期台灣的都市發展未作完整妥善的規劃，在進入工業化社會後，快速的經濟發展和大量的房地產投機炒作，使得都市的發展雜亂無章，高樓大廈任意聳立，就業人口大量湧入。因此，在原本有限的土地資源上，如何充分高度有效運用，且不損及水環境系統的循環與利用則益形重要。為能將現今歐美最新的生態防洪觀念落實於國內，使得建築及社區基地均保有貯留、滲透雨水的能力，以吸收部份洪水量，本所近年來積極推動之「建築基地保水滲透技術」，即藉由「基地保水性能」來達到降低地表逕流之軟性防洪目的。滲透陰井為具有「多功能」及「多樣化」的逕流處理設施，在歐美等國亦被廣泛採用，而在應用上一般均以土壤飽和狀態下之最終入滲量作為保守之設計基準，而最終入滲量與水深、陰井幾何形狀、土壤特性等均有密切關係。國內目前對於此技術尚處於理論假設計算層次，既無試驗根據亦無設計標準，尤其尚無適於台灣水/地文條件之標準，因此為建立滲透陰井本土化之設計參數及容量設計，同時瞭解孔隙變化對其滲透性能之影響，去（94）年度已透過相關理論及配合現地試驗方式，藉由不同水深穩定狀態下之最終入滲量量測，並利用迴歸分析的方式，建立最終入滲量與水深的迴歸方程式，並據以作為初步容量設計理論驗證分析與探討。本研將以去(94)年之自辦研究成果：不論管徑大小，基本上其所呈現的入滲機制均相同，即比滲透面積（Aus）與水深（H）係呈一線性關係，但滲透陰井的形狀及開孔率等，也是影響陰井滲透性能之重要因子為基礎，透過相關文獻收集、設計參數及工法歸納與實驗研究，以探討相關影響因素並修正實驗流程；有效釐清滲透設 8.

(29) 第一章緒論. 施的孔隙阻塞對於滲透效率的影響，以提出孔隙阻塞對生態工法滲透陰井滲透效率之影響報告及滲透陰井之維護管理準則，供日後各公、私相關部門推廣用之依據，以確實達到永續水資源之保育及利用目的。. 9.

(30) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 10.

(31) 第二章. 都市發展之城鄉水環境. 第二章都市發展之城鄉水環境第一節都市水文化之發展「水環境」的存在與拓展是人類生態、生命存在上所必要的，也是社會文化產生的重要途徑之一，從都市公園之景觀噴水池、庭園中的荷池流水，到都市環境中水的各種利用可說是千變萬化，隨風土環境中水源之不同，各有其獨特之利用方式。人是群居的動物，當人口逐漸增加，為了生存便開始向內陸發展，都市也漸漸形成，也因此與水漸行漸遠。但為了飲水與灌溉，除了原有的治水之外，也開始思考如何與水共存，互蒙其利；在築堰築堤之時會加設水閘從河川引水，以控制水量達到引水之目的。圳渠所引之水不只是供灌溉之用，同時也供應村落之生活用水、生產及消防用水，甚至較大圳渠可兼供舟運交通之用。隨著陸上交通之改善與發展，航運交通的功能慢慢被陸上運輸所取代，人類不再經常疏浚河床以確保水流通暢，而是改以加高堤防來防範水災，也因為河堤所分隔出之河內河外，使水變得不再是那麼容易親近。市鎮愈大，生命財產保護的要求也愈高，而都市侵佔河川的範圍也隨之增大。人類愈文明技術愈進步，水岸堤防也愈築愈高，都市人口與水雖近在咫尺，但實際上卻是愈離愈遠，人與河川的關係也逐漸變淡，水源也隨之慢慢的消失。早期的河川圳渠是以石塊或泥土開挖整修而來，提供農村的各種用水，最後才又排到圳道。人們都在圳邊挑水、洗衣及梳洗，使人與人之間沒有隔閡，這正是水文化之根源。但自從自來水開始普及以來，人們只知道消費用水，但卻不知水從何而來，甚至以每人每日用水量之多寡，作為生活水準高低之指標，人們卻以為只要繳交自來水費，便可肆無忌憚之用水，毫無節制，而政府為滿足不斷增加的用水需求，拼命的開發自來水源，使人民誤以為只要打開龍. 11.

(32) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 頭，水就自來。而水從何處來，往何處去，似與個人無關。近年都市由於人口密集，車輛增加交通繁忙，使原來河川文化時期留下之圳路，除被捨棄作為排除污水之用外，更進而逐漸被加蓋成為道路、商店街、停車場，而對於道路下排水溝的污水則眼不見為凈，使得都市市民與水絕了緣。但隨著國民生活水準之提升，除了物質需求外，也追求舒適的生活環境，許多水岸景觀及親水環境創造，顯示水已再度受到人們重視而復活，因此未來的水環境創造需與都市相融合，以創立新的水文化。. 12.

(33) 第二章. 都市發展之城鄉水環境. 第二節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. 13.

(34) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 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。. 資料來源：廖朝軒教授，2002。. 圖 2-1. 都市化對水環境影響之示意圖. （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。. 14.

(35) 第二章. 都市發展之城鄉水環境. 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，. 15.

(36) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 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. 重現期距（年）資料來源：廖朝軒教授，2002. 圖 2-2. 都市化對洪峰流量及頻率之影響示意圖. 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。. 16.

(37) 第二章. 都市發展之城鄉水環境. 第三節都市發展後之地表逕流處理方式在城鄉發展過程中，為了追求經濟成長，對於自然資源不斷開發，如森林砍伐、土地過度開發、地下水超抽等等，當開發程度不超過水環境承載能力時，自然環境具有自淨回復的功能；當開發程度超過水環境承載能力時，原來單純的水文循環機制將會增加了不少複雜的變數因子（如圖 2-3 所示），結果將會造成水環境的負面影響；因此，維持水文循環正常進行以達到永續城鄉水環境為一積極重要的課題。. 降雨上水･工水供給蒸発散雑排水雨水浸透地下水流出. 農業取水. 表面流出下水処理水農業揚水. 地下水流去上水漏水下水道浸入. 井戸揚水. 青字：自然系の水の流れ赤字：人工系の水の流れ. 資料來源：日本社團法人雨水貯留浸透技術協會. 圖 2-3. 都市發展對水環境影響示意圖. 17.

(38) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 對於都市計畫區域內的土地使用，依不同之開發程度與規模，將會有不同之開發地區與自然地區之配置型式，而開發區裏又可依不同之土地使用類別與強度有著不同百分比之透水區域與不透水區域的比例關係，各種不同土地使用方式所產生逕流量的多寡，將受其土地使用類別與強度的影響，而逕流量之多寡亦受地表入滲能力影響。為探討土地使用方式與產生之地表逕流間關係，在此引用「自然排水」的概念，即利用土地資源之承載力，以土壤對水分之入滲能力與地形差異來貯存地表逕流，並藉以排除產生於地表之逕流。通常基地開發可分為自然地區與開發地區兩部份：（1）自然地區：係指在土地開發行為時，地表未經變動而保留為原先之自然狀態者，此種保留的自然地區，可做為都市計畫區域內遊憩使用之開放空間。（2）開發地區：此區域又可分為不透水區域，如：建築基地、水泥地、道路等，與透水區域，如：草地等。不透水區域、透水區域內的自然地區對地表水文各有不同之效應，自然地區雨水入滲至土壤之量最大，其次為透水區域，最小者為不透水區域，所以若於土地開發規劃作業時即配合土地資源之特性規劃基地保水計畫，使多餘的地表逕流能藉由自然或人工的方式入滲到地下或滯留延遲其排放出基地之時間；如此不但保持水環境之平衡，更使土地使用對於水環境之衝擊減至最低。目前土地使用規劃，多著重於社會與經濟層面之考慮，而忽略了地區環境特性，特別是人為建設對城鄉水環境之影響，如水土保育機能、調節都市氣候等；而地區之排水計畫多為土地使用計畫之事後配合措施，解決之道往往以集中末端（End of pipe）排水方式來排除基地之地表逕流，即採取於區域排水出口設置一滯洪設施以. 18.

(39) 第二章. 都市發展之城鄉水環境. 減少尖峰流量。此一集中末端排水方式所產生的結果是排水系統愈建愈大，下游排水負荷也會愈來愈大，忽略了潛在災害。這種將土地使用計畫與排水計畫分開設計之土地規劃程序，不但破壞地區原有之水環境體系，且基地逕流大量且迅速地排放至下游鄰近地區，除減少雨水入滲機會外，同時會增加下游河川之流量，引起河川下游地區之洪澇災害。依據日本社團法人雨水貯留浸透技術協會之資料顯示，日本在昭和廿年（西元 1945 年）前後，由於都市地區之人為開發有限，人造結構物之規模及數量不多，因此對於地表雨水之處理仍主要以自然滲透及地表逕流方式處理，加上家庭生活雜排水之排放量及污水下水道接管率低，大部分之雨水均可滲透至地下形成地下水資源貯. 資料來源：日本社團法人雨水貯留浸透技術協. 圖 2-4a. 日本都市開發前之水環境影響示意圖. 19.

(40) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 資料來源：日本社團法人雨水貯留浸透技術協. 圖 2-4b. 日本都市開發中之水環境影響示意圖. 存，同時因河川之基流量豐沛，河川之污染程度並不算太高（如圖 2-4a 所示）。但隨著人口不斷湧入都市地區，使得都市人口與經濟快速發展，為了滿足人類居住之生活空間，提升生活水準，不僅用水量大幅增加外，同時為容納日益擴大之需求，都市街道、建物密度以及停車場等公共設施不斷增建，造成地表不透水區域擴大，人工排水系統取代了土壤原本涵養滯蓄之功能，加上生活雜排水之排放量增加，污水下水道尚未全面普及，使得地下水補注量及河川基流量減少，造成河川嚴重污染（如圖 2-4b 所示）。依據這樣地都市發展模式，預估至 21 世紀中，當大部分建築之污水下水道系統建置完成後，雖可有效減少排放至河川之生活雜排水排放量，減低河 20.

(41) 第二章. 都市發展之城鄉水環境. 川污染量，但也因更多人工設施之興建與不透水鋪面之鋪設，使得. 近年來資料來源：日本社團法人雨水貯留浸透技術協會. 圖 2-4c. 日本都市開發後之水環境影響示意圖. 地表逕流量增大，人工排水系統無法負荷宣洩而造成淹水，同時更因地下水補注量之減少，致使河川基流量嚴重減少不足，河川多呈現乾涸現象，嚴重造成都市水文環境之丕變，造成都市水患問題不斷，嚴重影響居民之生命財產安全（如圖 2-4c 所示）。依據 90 年的研究發現，由於世界各國對於所謂保水的需求不同，因此對於建築基地內有關保水的限制也不盡相同，甚至有些國家如：美國已將相關之保水內容融入生活習慣中，由於其土地資源. 21.

(42) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 充裕，再加上人民教育及生活習慣良好，其防洪對策是採用導引、洪氾的處理方式，意即將洪水導引至人煙稀少的荒地，使其自然入滲，以達成防洪及貯留水資源之目的，因此並未針對此一內容特別立法予以要求。這對於土地資源有限以及水資源嚴重不足的我國，在實施上的確有其困難，再加上我人民的教育訓練及生活習慣之不同，即便有這樣地土地資源空間及需求，實施上也勢必會造成相當大之反彈，斷不可貿然行事。歐美日等國家為降低因基地開發增加之尖峰流量與逕流體積，並增加基地之保水能力，逐漸採用微管理（Micro-management）及源頭控制（Source control）的概念（Takeuchi, 2000; Seiji, 2000 and Liaw, et al., 2000）來處理都市逕流的問題，即在研擬土地利用計畫時同時考慮排水計畫，將小型滯留及入滲設施因地制宜地分散設置於都市排水區中各基地，將基地開發增加之逕流於區內消減，減輕下游的排洪負擔，同時具有增加基地保水量的功能，對於區域水環境具有正面的助益，乃是一種現地減退（On-site abatement）的都市生態逕流管理方式。日本社團法人雨水貯留浸透技術協會為了減緩日本部分都市開發地區之都市熱島效應，達到水資源永續的目的，歷經近廿年的經驗發現，因都市開發所造成之都市水文改變，尤其是地表逕流之暴增與地下水涵養量減少之問題，一般只需配合適當之保水貯留滲透設施之興建，基本上均可使其恢復至原土地應有之水文狀況（如圖 2-5 所示）。. 22.

(43) 第二章. 降雨 100. 地下水涵養 53. 降雨 100. 地下水涵養 24. 降雨 100. 地下水涵養 50. 都市發展之城鄉水環境. 蒸発散 45. 表面流出 1. 蒸発散 22. 表面流出 54. 蒸発散 41. 表面流出 9. 資料來源：日本社團法人雨水貯留浸透技術協. 圖 2-5. 保水貯留滲透設施對都市之水環境影響示意圖. 23.

(44) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 第四節永續水環境之綠建築在城鄉發展過程中，為了追求經濟成長，對於自然資源不斷開發，如森林砍伐、土地過度開發、地下水超抽等等，當開發程度不超過水環境承載力時，自然環境具有自淨回復的能力；當開發程度超過水環境承載力時，原來單純的水文循環機制將會增加了不少複雜的變數因子，其結果將會造成水環境的負面的影響；因此，維持水文循環正常進行以達到永續城鄉水環境為一積極重要的課題。過去我們的大地環境可說是充滿了無數的坑洞間隙，並具有貯集大量水分的功能，例如疏鬆的土壤孔隙以涵養雨水，天然埤塘窪地以匯集逕流水，甚至有許多的地下溪谷以容納伏流、湧泉。現代的城鄉環境不但使地面大量不透水化，也使地面喪失許多積水的溼地埤塘，甚至連地面下的土壤也因地下室興建以及土壤改造而漸漸形成「無孔隙化」，除造成土壤涵養水分的能力減弱，對生態也有莫大的傷害。為了配合永續發展政策，緩和都市水環境的惡化，本所綠建築政策中之「基地保水指標」為推動生態環保所不可或缺的。基地保水指標主要是以「滲透雨水」來提升基地內之保水能力，所謂基地的「保水性能」就是建築基地涵養水分及貯留滲透雨水的能力，基地保水指標乃是一「生態水循環的都市防洪政策」；基地保水指標是計算社區在開發後，區域內的降水經過滲透、吸收及截流作用之後的總排水量，以進一步評估社區在開發後的保水能力，減少社區開發對環境的衝擊。基地保水指標的原理及內容，乃係藉由貯留及滲透設施來增加基地之保水能力，若將基地保水貯留及滲透設施與自然界對比，由水文循環就能顯現出保水貯留及滲透設施所具的雨水保持機能。在經過大規模下雨後，降於大地的雨水，除了蒸發外，一部份. 24.

(45) 第二章. 都市發展之城鄉水環境. 為草木的葉或根所保蓄，一部份則貯留於地表低窪處，滲透到土中的雨水成為地下水，少許的逕流進入河川，大地可說是自然的保水滲透設施。基地保水貯留及滲透設施，其實是開發前所有土地與樹林的保水及貯水機能以人工予以替代，然而從永續城鄉水環境的觀點上，除非所貯留的水還原到大地，否則只能算是將開發地區的尖峰逕流量降低而已，而因開發而破壞的土地與樹林的保水及貯水機能亦無回復的功效。基地保水貯留及滲透設施可減輕區域排水負荷並促進區域水文循環，對於都市化之效應也有減輕的功效；此種保水方式可提高雨水於社會（生活）、經濟（生產）乃至於環境（生態），即「三生」的利用效率，避免因都市開發而損壞現在及未來水文循環及生態系統完整性，達到永續城鄉水環境之目標；此種提高雨水利用的方式符合聯合國世界環境與發展委員會之永續發展定義—「滿足當代需要，同時不損及未來世代需要與且滿足其發展」。因此基地保水指標的推廣與利用對於整個國家水資源利用，以及環保、節能的工作都有正面的貢獻與意義。 2002 年聯合國在南非約翰尼斯堡召開的永續發展高峰會議，指出「保護及管理自然資源是經濟與社會發展的重要基礎；也就是說唯有確保環境系統的永續，人類社經活動才能持續不墬」。台灣遭受到大自然無情的反撲之後，更迫切需設法與大自然共存共榮，不讓過去的夢魘再次發生，才可能會有美好的未來。 1938 年德國 Seifert 首先提出生態工程的概念，希望在整治河流時，是以接近自然、廉價的方式，且保持美麗的天然景觀；而最早提出「生態工程」一詞的，是美國的 H.T.Odum ，他主張對自然環境的變更，應採用最少的人工能量，以維護棲地系統的自我更新能力。直到 1989 年，美國生態學家 Mitsch 則更明確定義出生態工程的觀念以及適用範疇，即生態工程的採用要注重人為環境與自 25.

(46) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 然環境間的互動，並可達到人類與自然生態雙贏的目的。 2002 年我國公共工程委員會組成生態工程諮詢小組，並共同研議出定義如下：「生態工程(Ecotechnology)係指人類基於對生態系統的深切認知，為落實生物多樣性保育及永續發展，採取以生態為基礎、安全為導向，減少對生態系統造成傷害的永續系統工程皆稱之。」生態工程除了應用在河川、水庫、海岸等方面的整治，在道路工程上也有不少的應用實例，其中亦不乏成功的精采案例。在建築基地的生態工程大致是應用於雨中水的貯集利用，即屬於綠建築基地保水評估指標之範疇。本所自 91 年起辦理「綠廳舍暨學校改善計畫」，補助公有辦公廳舍暨學校進行綠色改造運動，5 年來已累積許多成功案例，且地點遍佈全國，可提供各界觀摩學習，其中關於保水貯集的生態工程包括生態池如圖 2-6、透水舖面如圖 2-7、滲透草溝如圖 2-8 等等。. 資料來源：本所綠色廳舍改善成果簡介. 圖 2-6. 26. 成大雨水入滲池，結合實驗與學生休憩、活動空間為一體.

(47) 第二章. 都市發展之城鄉水環境. 資料來源：本所綠色廳舍改善成果簡介. 圖 2-7 集集特生中心之植草磚舖面，可降低環境溫度，增加保水量. 資料來源：本所綠色廳舍改善成果簡介. 圖 2-8 集集特生中心將人工化排水溝改善成具保水功能之滲透草溝. 27.

(48) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 第五節基地保水貯留及滲透設施之種類當雨水落於基地形成逕流，在逕流到達排水區（Drainage area ）出口之間，可提供作為雨水貯留及滲透的地點很多，而於逕流的流路（Flow path）上設置基地保水貯留及滲透設施，可充分發揮逕流滯蓄的效果，且其工法因使用及設置方式而有多樣的種類。美國環境保護署（U.S. Environmental Protection Agency）、美國聯邦公路管理局（Federal Highway Administration）及美國地質調查局（U.S. Geological Survey）共同合作，藉由收集道路暴雨逕流以作為研究路面逕流污染物對於環境所造成之影響，結果顯示其對於地下水的污染甚大；因此美國環境保護署立法規定對於某些特定工業區和公路之地表逕流，必須先經由貯留及滲透設施之收集，並藉由適當處理後才可予以排放，同時也可配合中水道系統回收再利用，以免造成其他乾淨水源之污染，這類對於解決雨水造成地表逕流的污染技術，一般通稱為「土地處理（Land Treatment）」。另外德國柏林則在市區中，配合雨水排水道系統來廣泛設置如入滲調節池（Infiltration Basin）及滲透渠（Infiltration Trench）等滲透設施，其結果除具體降低了暴雨之逕流體積及洪峰流量外，也因而減輕了地表逕流的污染程度，使得排水系統與水處理系統負荷大為減輕。而在鄰國日本，為解決日益降低的地下水位、水資源缺乏、逕流污染及洪澇問題，除於法令規範設置防災調節池外，更於 1993 年的環境基本法（The Basic Environmental Law）及 1994 年的國家基本環境計畫（The National Basic Environmental Plan）中，規定貯留及滲透設施之利用技術必須對於水文循環有所助益，同時必須與環境、生態保育等環保與親水機能相結合。基於以上之探討，因開發而造成的城鄉水環境問題，大部分皆肇因於基地保水能力的改變，此一現象可藉由在基地中以微管理及源流控制的概念設置基地保水貯留及滲透設施，以減少都市化之衝 28.

(49) 第二章. 都市發展之城鄉水環境. 擊，達到永續城鄉水環境的目的。其工法依選用設施與設置方式而有不同的種類，以下為基地保水貯留及滲透設施分類方式之簡介。一、以逕流調節機制區分依據保水貯留滲透設施之逕流調節機制，歐、美等國通常把保水貯留滲透設施概分為滯洪（Detention）、貯留（Retention）與滲透（Infiltration）設施三種型式；保水貯留滲透設施之型式與功能概如表 2-1 所示。滯洪設施其調節逕流機能係限定在一定期限內的調節，以其設施容量暫時儲存上游來水，並以滯洪口控制出流量使水慢慢排去，可延遲洪水波到達下游時間並削減洪峰流量；一般而言，滯洪設施僅為控制出流量之水工結構物，在雨停後不久即將池中蓄水完全排除，並無減少逕流體積的功能。. 表 2-1 保水貯留滲透設施之型式與功能一覽表功能型式. 入滲型設施滯留型設施滯洪型設施. 減少尖峰流量. 減少逕流體積. z z z. z z. 入滲. 維持河川基流量. z. z. 改善水質. z z . 縮短高流量延時. z z. 資料來源：廖朝軒教授，2003. 滯留設施主要是結合現有或人工的池塘、窪地予以儲存部分之洪水體積，具有減少逕流體積、尖峰流量及延遲洪水波之功效；一般而言，滯留池之蓄水並不排放至下游，除減洪功能外尚可維持水生生態系統的穩定性。入滲設施同時具有入滲、滯留的能力，同時具有減少逕流體積、降低尖峰流量、水質淨化與地下水涵養的優點，且其大多為小型設施，可充分配合現場之環境予以規劃設置，即使在高密度的都市. 29.

(50) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 區域仍可充分利用。滯留及入滲型設施可同時減少逕流體積與尖峰流量，在水質改善上也頗具功效，因此在進行區域逕流管理規劃時，首先考慮設置此二型式之設施，但在減少尖峰流量上相對於滯洪設施則需較大之設置容量（Ferguson, 1995），因此若前述兩種型式之配套設置若仍無法將洪峰流量減低到預定目標，則需規劃以滯洪為主之滯洪設施，因此藉由不同型式設施之搭配應用，可同時減少逕流體積與尖峰流量（Liaw, et al., 2000），而削減了此二因素的影響，流量延時也可得到適當的控制，而由各設施的特性使得其具有自然生態環境資源改善等附加效益。二、以滲透及貯留方式區分日本則將保水貯留滲透設施概分為滲透、貯留及具有滲透及貯留的貯留滲透三種型式，並進一步依據其滲透及雨水貯留的方式分為擴水法、井戶法及原址貯留（On site）及離址貯留（Off site）四種類型。滲透設施之滲透方式，可概分為使雨水分散入滲的擴水法，即以「線」及「面」的方式入滲；與直接使用垂直式的輔助滲透設施，使雨水入滲地表的井戶法，即以「點」的方式入滲（如滲透井）；通常一滲透排水系統常以「點」、「線」及「面」的搭配組合方式以促進設施之滲透效率，如以滲透陰井作為各滲透設施間連接的節點，可容納排水過程中之污泥雜物以方便維護及保持通暢。若以貯留方式區分，可概分為原址貯留及離址貯留；原址貯留與離址貯留，二者係相對、比較性的分類法。所謂離址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，故其逕流貢獻區域（Contribution area）可能並非貯存地點所在集水區，而為其鄰近區域；而在降雨區域對該區之雨水. 30.

(51) 第二章. 都市發展之城鄉水環境. 收集並貯存是為原址貯留，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），即在土地利用計畫中於綠地或各設施中加上貯留現場雨水的機能，故通常其控制之集水區較小，常位於流域之中、上游。綜合前面的探討，本計畫將基地保水貯留及滲透設施之型式、種類及工法歸納如圖 2-9 所示，而各工法之概要則歸納如表 2-2 及表 2-3 所示；上述之分類僅為一且在概括、相對上之原則，因為有些貯留滲透設施並不能很明確的分類，且在實務上保水貯留滲透設施並非拘泥於某種單一型式，可依現場狀況適當配置以達設計之目的，若地質狀況許可，貯留設施也可設計成具有入滲之功能。. 31.

(52) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 型式. 種類. 工法草溝滲透排水管. 滲透設施（擴水法）. 滲透型. 滲透側溝透水鋪面滲透渠滲透陰井. 滲透井設施（井戶法）. 滲透乾井地面貯留滲透. 貯留滲透型. 保水貯留滲透設施. （擴水法）. 地下礫石貯留滲透人工地盤花園貯留屋頂貯留. 原址設施（On site）. 小堤貯留小池貯留. 貯留型. 地下貯留地下式貯留離址設施（Off site）. 深挖式貯留溢流堤式貯留築壩貯留. 滯洪型：綠建築建議工法：工法相同但型式不同. 資料來源：廖朝軒教授，2003. 圖 2-9 水貯留及滲透設施分類示意圖. 32.

(53) 第二章. 都市發展之城鄉水環境. 表 2-2 入滲設施工法概要構造示意圖（單位：mm）地面貯留滲透. 池蓄深度. 滲透側溝透水鋪面. 入滲措施概要貯留之水自入滲調節池底部滲漏，為兼逕流削減的入滲措施，阻塞後入滲效能會降低，應有適當的維護管理。. 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入滲透之設施，設置於公園、廣場時，為避免砂土、垃圾的流入影響功能，應有適當維護清理之措施。雨水透過透水性鋪面及透水性瀝青、混凝土孔隙入滲之設施，由於容易阻塞降低透水功能，必須經常做適當的維護管理；又瀝青、混凝土鋪設時，下層應填充透水性良好的土壤，以維持透水機能。. 低窪地或滲透渠. 在開挖凹面之低窪壕溝進行入滲，壕溝上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成團，維持自然過濾，可達免維護之功能。. 滲. 一般設置於住宅及建築物之周邊。於乾井之周圍填充碎石，雨水則自其底部及側面滲透，乾井可單獨設立，但仍以滲透管一同設置為宜。. 透乾井. 滲透陰井滲透排. 為道路排水為主之入滲陰井，惟道路入滲陰井中常有砂土、落葉、垃圾等流入，為防止阻塞，應有防止降雨初期污染物流入之措施；圖中型式 1 與雨水下水道連接管為高處接入，以免降雨初期雨水流入；型式 2 則附設有去除垃圾之水桶、框架及過濾等設備，以防阻塞物流入滲流設施。於開挖的壕溝填充碎石並設滲透管，透水管內流入水均勻入滲之設施；與入滲陰井併用時，由於入滲陰井具有預先處理之功能，故入滲管渠原則上可不常清理。. 水管. 資料來源：廖朝軒教授，2003. 33.

(54) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 表 2-3 貯留設施工法概要型式. 原址貯留. 備註. 小堤貯留. 公園、學校、集合住宅各棟間等，築造小堤貯留雨水。. 小池貯留. 公園、學校、集合住宅等各棟間小開挖面貯留雨水。. 地下貯留. 自宅地內及建築物屋頂之降雨，以地下貯留槽貯留。. 築壩式（堤高 15m 以下）. 主要為丘陵地之低窪部設置堤霸以貯留雨水。. 深挖式. 主要為於平坦地開挖，貯留雨水，HWL 與地面高度相近。. 地下式. 公共設施用地內地下貯留雨水下水道管渠集水。. 溢流堤式. 河川水路之洪水溢流堤貯留，減輕下游洪水負荷。. 離址貯留. 資料來源：廖朝軒教授，2003. 34. 構造概念.

(55) 第二章. 都市發展之城鄉水環境. 美國環境保護署與美國聯邦公路管理局（Federal Highway Administrstion）及美國地質調查局（The U.S. Geological Survey）收集道路暴雨逕流以研究路面逕流污染物對於環境造成的影響，結果顯示其對於地下水的污染甚大；所以美國環境保護署（The U.S. Enviromental Protection Agency）立法規定對於某些特定工業區和公路之地表逕流必須先利用貯留及滲透設施予以收集，經過處理後才可排放以免污染乾淨水體或配合中水道系統回收再利用，對於解決這類雨水造成地表逕流的污染技術通稱為「土地處理（ Land Treatment）」。德國的柏林則在市區中配合雨水排水道系統廣泛設置滲透設施，如入滲調節池（Infiltration Basin）及滲透渠（Infiltration Trench ）等，具體降低了暴雨之逕流體積及洪峰流量，也減輕了地表逕流的污染程度，使得排水系統與水處理系統負荷大為減輕。在鄰國日本，為解決日益降低的地下水位、水資源缺乏、逕流污染及洪澇問題，除法令規範設置防災調節池外，更於 1993 年的環境基本法（ The Basic Enviromental Law）及 1994 年的國家基本環境計畫（The National Basic Enviromental Plan）規定貯留及滲透設施之利用技術必須對於水文循環有所助益且必須結合環境、生態保育等環保與親水機能。經由上述分析，可得知在都市化程度愈高的地區此技術愈被廣泛的應用；美國亦常於人行道設置透水鋪面，配合生態入滲調節池以減少都市地表逕流（如圖 2-10 所示）；圖 2-11 及圖 2-12 為日本設置滲透側溝及地下貯留池之實例；本所 2003 年綠色廳舍暨學校改善計畫中，選定水利署保育事業組新店辦公室進行透水鋪面配合入滲調節池改造工程，並於入口處旁的停車棚頂設置雨水貯留設備，利用簡易的過濾裝置將雨水貯集於道路下，收集不同來源的雨水增加入滲水量，達到水資源再利用的目的。（如圖 2-13~2-15 所示）. 35.

(56) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 透水鋪面. 生態入滲調節池. 資料來源：廖朝軒教授，2003. 圖 2-10 美國設置透水鋪面-配合生態入滲調節池之實例. 資料來源：廖朝軒教授，2003. 圖 2-11 日本滲透側溝設置實例. 36.

(57) 第二章. 都市發展之城鄉水環境. 公園. 礫石入滲層. 資料來源：廖朝軒教授，2003. 圖 2-12 日本地下貯留池設置實例. 資料來源：本所綠色廳舍改善成果報告，2003。. 圖 2-13 台灣水利署保育事業組透水鋪面及其觀測步道. 37.

(58) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 出水龍頭. 滲透管溝. 資料來源：本所綠色廳舍改善成果報告，2003。. 圖 2-14 設置滲透管溝將透水鋪面下的水回收. 貯集池雨水滲透回收水揚水入池. 重力過濾池. 入池. 資料來源：本所綠色廳舍改善成果報告，2003。. 圖 2-15 利用不同方式貯集與水及試驗回收水. 38.

(59) 第二章. 都市發展之城鄉水環境. 本所亦在國立中正紀念堂主體建築物的兩側分別設置 900 噸和 300 噸的雨水貯存槽（如圖 2-16 所示），收集雨水，經過濾處理之後，平時除可提供周圍面積達 7,600 m2澆灌用水外（如圖 2-17 所示），仍有餘裕補充光華池水（如圖 2-18 所示），充分發揮雨水回收再利用的功能；此外，在不考慮暴雨雨型、設定為庫容仍有 1/3 貯水、集水面積 2,500 m2、逕流係數 0.85、50 年降雨頻率，及不考慮集流長度情況下，可承受時雨量 100mm豪雨約 138 分鐘以上之減緩出流時間，對都市下水道在暴雨期間之負荷及降低都市降雨洪峰流量有極大之助益。. 資料來源：本所綠色廳舍水廳舍改善成果報告，2003。. 圖 2-16 國立中正紀念堂 900 噸雨水貯存槽. 39.

(60) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 資料來源：本所綠色廳舍水廳舍改善成果報告，2003。。. 圖 2-17 國立中正紀念堂之自動雨水澆灌系統. 資料來源：本所綠色廳舍水廳舍改善成果報告，2003。. 圖 2-18 貯存槽雨水可補充光華池之用水. 40.

(61) 第三章. 滲透設施之型式與特性. 第三章滲透設施之型式與特性滲透設施設置的優點是它具有同時控制暴雨逕流的四項因子：體積、流量、時間及污染物的功能，因此具有舒緩都市化效應所造成種種問題的功效，同時滲透設施的設置可貯留滲透之雨水，使已開發土地盡量回復到開發前自然地貌覆蓋狀態下的水文情況。因此，基地中的道路等公共空間，都可利用自然地形的特性，廣設保水滲透設施，來減少逕流及都市化的效應。基地保水滲透設施基本上可概分為「建築基地保水滲透技術」與「建築基地保水貯集技術」，本章首先將介紹建築基地保水滲透技術中滲透管溝的各種型式，然後再進一步探討其影響因素，最後並提出選址的基本原則。. 41.

(62) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 第一節滲透設施之型式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）。. 資料來源：內政部建築研究所，2002。. 圖 3-1 基地保水滲透設施整體規劃配置示意圖由上圖可知，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；滲透管溝的主要的型式有：綠地、被覆地或草溝，滲透排水管滲透陰井及滲透側溝等，本研究初步以滲透陰井工法為對象。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。草溝（Grassed swales）是一種寬而淺且內部植草的排水道；草. 42.

(63) 第三章. 滲透設施之型式與特性. 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；草溝也可在都市礫石濾層前處理設施涵洞. 地下排水. 堰碎石濾入流. (a) 俯視圖. 植生植生入滲率高之土透水織布. 礫石濾層地下排水管. (b) 剖面圖資料來源：廖朝軒教授，2003。. 圖 3-2 草溝構造示意圖. 開發地區的透水層部分，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 3-2 所示。. 43.

(64) 生態工程滲透陰井之孔隙阻塞對滲透效率影響之探討. 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，且兼具透水功能，如圖 3-3。. 圖 3-3 豐富生態且具示範性質的滲透草溝綠地、被覆地或稱為草帶，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。草帶斷面應平整，使逕流形成薄層水流均勻分佈於表面以增加滲透面積，且流速不可過快，因此縱向坡度應在 5%以下；通常草帶易有逕流集中情形，故長度應小於 10m；草帶的構造如圖 3-4。. 水平分水堰坡度<5%. 草帶長度<10m. 資料來源：廖朝軒教授，2003。. 圖 3-4. 44. 草帶構造示意圖.