建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究

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(1)建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究. 內政部建築研究所委託研究報告中華民國 95 年 12 月.

(2) PG9502-0272. 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究. 受委託者：台灣雨水利用協會研究主持人：廖副教授朝軒協同主持人：蔡助理教授燿隆研究助理：劉冠廷、蘇嘉民. 內政部建築研究所委託研究報告中華民國 95 年 12 月.

(3) ARCHITECTURE & BUILDING RESEARCH INSTITUTE MINISTRY OF INTERIOR RESEARCH PROJECT REPORT. Study on the Design Guideline and Regularization of Rainwater Conservation and Infiltration Techniques at Building Site Sub-project I: The Experimental Analysis and Design Package of Infiltration Gutters and Pipes. BY CHAO HSIEN LIAW YAO LUNG TSAI KUAN TING LIU JIA MIN SU Dec 20, 2006.

(4) 目次. 目次. 表次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅲ 圖次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅴ 摘要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧IX 第一章前言‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1 第一節計畫緣起與目的‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1 第二節計畫工作項目與內容‧‧‧‧‧‧‧‧2 第二章滲透管溝之型式與特性‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧9 第一節滲透管溝之型式‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧9 第二節滲透管溝之影響因素‧‧‧‧‧‧‧‧12 第三節滲透管溝之初步選址探討‧‧‧‧‧‧16 第三章滲透管溝之設計理論探討及試驗規劃‧‧‧‧19 第一節滲透排水管設計理論之探討‧‧‧‧‧19 第二節滲透管溝現地施工規劃‧‧‧‧‧‧‧25 第三節滲透管溝模組化試驗模型建置‧‧‧‧33 第四節滲透管溝試驗規劃‧‧‧‧‧‧‧‧‧40 第四章滲透管溝滲透性能分析‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧51 第一節滲透排水管試驗與結果分析‧‧‧‧‧51 第二節不同型式滲透排水管滲透性能探討‧‧60 第三節不同型式滲透排水管保水性能探討‧‧63 第四節不同型式滲透管溝保水性能探討‧‧‧66 第五章滲透管溝之法制化研究‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧73 第一節設計技術規範之研擬‧‧‧‧‧‧‧‧73 第二節電腦輔助設計軟體‧‧‧‧‧‧‧‧‧75 I.

(5) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究. 第三節建築基地保水設計方法之探討‧‧‧‧81 第六章結論與建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧95 第一節結論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧95 第二節建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧98 附錄一建築基地保水滲透設計技術規範（草案） ‧‧‧101 附錄二審查會議紀錄及處理情形‧‧‧‧‧‧‧‧‧161 參考書目‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧169. II.

(6) 表次. 表次表 2-1 土壤種類與入滲率及最大設計深度之關係表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧14 表 2-2 滲透管溝設置前之初步建議調查項目與評估原則‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧17 表 3-1 滲透側溝之分類一覽表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧40 表 3-2 滲透排水管之分類一覽表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧42 表 4-1 滲透排水管（開孔率 3.7%）滲透試驗結果‧‧ 53 表 4-2 滲透排水管（開孔率 1.8%）滲透試驗結果‧‧ 56 表 4-3 滲透排水管（開孔率 1.2%）滲透試驗結果‧‧ 57 表 4-4 滲透排水管（開孔率 81%）滲透試驗結果‧‧‧ 59 表 4-5 不同型式滲透管溝之設計公式‧‧‧‧‧‧‧‧72 表 5-1 土壤分類與土壤滲透係數、最終入滲率對照表‧85 表 5-2 保水指標計算結果‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧86 表 5-3 土壤滲透性較小與不同延時下保水指標計算結果‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧87 表 5-4 保水量設計公式建議修訂方式‧‧‧‧‧‧‧‧93. III.

(7) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究. IV.

(8) 圖次. 圖次圖 1-1 都市化造成之水循環影響‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 1 圖 1-2 研究流程示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 6 圖 2-1 基地保水滲透設施整體規劃配置示意圖‧‧‧‧‧ 9 圖 2-2 滲透排水管示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 10 圖 2-3 滲透側溝示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 11 圖 2-4 滲透陰井示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 12 圖 2-5 滲透管溝與（滲透）陰井組合配置構造示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 12 圖 2-6 三角座標土壤分類‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 13 圖 3-1 滲透井示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 20 圖 3-2 滲透排水管入滲示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧22 圖 3-3 滲透排水管貯蓄狀況示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 25 圖 3-4 試驗區施作範圍配置圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧26 圖 3-5 滲透側溝現地開挖概況‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧27 圖 3-6 現場會商討論概況‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 29 圖 3-7 二不同材質滲透側溝斷面圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 29 圖 3-8 二不同材質滲透側溝剖面圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 29 圖 3-9 滲透側溝選用之級配‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 30 圖 3-10 滲透側溝施工概況‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 31 圖 3-11 滲透側溝完工後概況‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 32 圖 3-12 滲透管溝模組化室內試驗模型構造圖‧‧‧‧‧ 34 圖 3-13 滲透管溝模組化室內試驗模型裝設施工概況‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 37. V.

(9) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究. 圖 3-14 滲透側溝之材料‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 41 圖 3-15 滲透排水管之材料‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧42 圖 3-16 滲透排水管之開孔型式‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧42 圖 3-17 滲透排水管試驗模型‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧43 圖 3-18 滲透排水管試驗模型裝設概況‧‧‧‧‧‧‧44 圖 3-19 滲透排水管試驗模型防水施作‧‧‧‧‧‧‧46 圖 3-20 滲透排水管試驗測試‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧47 圖 3-21 地面貯水槽位置圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧48 圖 3-22 試驗用水回收水管‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧48 圖 3-23 試驗用水管線配置上視圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧49 圖 3-24 試驗用水管線配置側視圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧49 圖 4-1 試驗概況‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 52 圖 4-2 滲透排水管（開孔率 3.7%）Au.s與H關係圖‧‧54 圖 4-3 滲透排水管密封施作及試驗概況‧‧‧‧‧‧ 55 圖 4-4 滲透排水管（開孔率 1.8%）Au.s與H關係圖‧. 56. 圖 4-5 滲透排水管（開孔率 1.2%）Au.s與H關係圖‧‧58 圖 4-6 網狀滲透管‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧58 圖 4-7 滲透排水管（開孔率 81%）Au.s與H關係圖‧‧‧59 圖 4-8 滲透排水管（開孔率 3.7%）Au.s、H與R 設計曲線‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 61 圖 4-9 滲透排水管（開孔率 1.8%）Au.s、H與R 設計曲線‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 61. VI.

(10) 圖次. 圖 4-10 滲透排水管（開孔率 1.2%）Au.s、H與R 設計曲線‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧62 圖 4-11 滲透排水管（開孔率 81%）Au.s、H與R 設計曲線‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧62 圖 4-12 滲透排水管（開孔率 3.7%）單位長度保水量設計曲線‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 63 圖 4-13 滲透排水管（開孔率 1.8%）單位長度保水量設計曲線‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 64 圖 4-14 滲透排水管（開孔率 1.2%）單位長度保水量設計曲線‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 64 圖 4-15 滲透排水管（開孔率 81%）單位長度保水量設計曲線‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 65 圖 4-16 滲透排水管之形狀設計因子關係圖‧‧‧‧‧65 圖 4-17 不同開孔率滲透排水管之Au.s變化趨勢（R=0.2m）‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 67 圖 4-18 不同開孔率滲透排水管之保水曲線（Ksoil =10-3m/s） ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧69 圖 4-19 不同開孔率滲透排水管之保水曲線（Ksoil =10-5m/s） ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧69 圖 4-20 不同開孔率滲透排水管之保水曲線（Ksoil =10-7m/s） ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧70 圖 4-21 不同開孔率滲透排水管之保水曲線（Ksoil =10-9m/s） ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧70 圖 4-22 滲透陰井構造示意圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 71 圖 5-1 評估系統架構‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 76. VII.

(11) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究. 圖 5-2 評估系統操作視窗‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 76 圖 5-3 設計雨型與側溝水位變化示意圖‧‧‧‧‧‧‧89 圖 5-4 滲透管溝構造圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧91. VIII.

(12) 摘要. 摘. 要. 關鍵詞：滲透管溝、綠建築、基地保水一、研究緣起由於都市地區日漸不透水化，因而產生種種的都市化問題，這些問題大部分可透過「建築基地保水滲透技術」加以改善；然而目前我國的綠建築政策對於此技術尚處於理論假設之計算層次，故如何落實於執行面以利推廣應用實為當務之急。本整合型研究計畫即是基於前述理念，進行「建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究」；本子計畫為「建築基地保水滲透技術」中「滲透管溝」工法之性能實驗解析四年計畫第年度計畫，主題為：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究。二、研究方法及過程 (一) 滲透排水管之試驗規劃與研究本跨年度計畫迄今已進行四不同型式（透水磚、紅磚及二排水型側溝）滲透側溝之滲透試驗，並初步建立不同型式滲透側溝與土壤滲透性下之保水量計算公式。為使相關研究更趨完備，本年度擬以「滲透管溝模組化室內試驗模型」進行不同型式滲透排水管觀測試驗，目前已初步針對二不同型式（開孔率）之滲透排水管進行試驗。 (二) 理論及計算方法之發展與修正本年度擬發展滲透排水管之保水容量設計理論，並輔以試驗結果進行修正，以建立其保水量之設計方法。同時對於之前發展之滲透側溝之保水量設計理論與方法，則持續進行試算與修正，以使能符合建築師現地使用。 (三). 更新修訂技術手冊本年度將進一步彙整相關成果進行整合，研擬「建築基地保水滲透設計. 技術規範」，內容包含「滲透管溝」及「透水鋪面」二項保水設計。 (四) 設計軟體之研究計畫之研究成果必須轉化成建築師或設計師可資應用與參考之準則與推動依據，方能獲致實質應用之意義。故本計畫擬以發展之理論方法為基礎，. IX.

(13) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究研發「滲透管溝電腦輔助設計軟體」。 (五) 設計軟體之整合建立「建築基地雨水貯留暨滲透設施評估系統」套裝軟體，主要內容除包含「滲透管溝電腦輔助設計軟體」外，並整合「透水鋪面」及「雨水貯留利用」二子計畫之設計程式。在實務設計上，「滲透陰井」常與「滲透管溝」合用，且內政部建築研究所自辦研究案—「滲透陰井之試驗解析」業已獲得極佳之成果；故本計畫擬在軟體整合時亦將其納入，以健全評估系統之完整性。此評估系統可節省規劃設計時之人力、物力及時間，極具推廣及應用價值。三、重要發現 (一) 滲透排水管滲透性能及容量設計理論之探討本計畫以達西定律推導滲透側溝入滲性能公式，將滲透排水管之入滲性能以一參數「比滲透面積」表示，此結論並從三維穩定流滲透設施入滲理論得到證實。同時以此為基礎進一步建立單位長度保水量設計公式。相關公式經試驗數據率定參數後，可用於估算在不同土壤情況下，滲透排水管之設計保水量。 (二) 滲透管溝室內試驗規劃本計畫以「滲透管溝模組化室內試驗模型」對滲透排水管進行非流動穩態滲透試驗，以作為容量設計理論發展之依據。因此依據上述試驗項目擬定相關試驗步驟，並已規劃建置試驗供水系統，此供水系統可將試驗用水回收循環使用。「滲透管溝模組化室內試驗模型」於 94 年度上半年度完成，下半年度即進行模型校正、試驗規劃並完成二不同型式之側溝試驗。本年度則進行模組變更，重新進行試驗規劃並完成四不同形式之滲透排水管試驗。由試驗之過程及結果顯示，藉由「滲透管溝模組化室內試驗模型」進行試驗，模組變更容易且不受天候影響，遠較現地試驗有效率，模型之建立符合預期之規劃目標。 (三) 滲透管溝之分類本計畫對於滲透管溝之種類進行初步探討，首先就滲透側溝而言，依據. X.

(14) 摘要. 雨水經由滲透材料滲透的方式，其滲透機制可區分為三類，分別為：全面滲透、部分滲透及排水機制。新店試驗區之透水磚側溝及紅磚側溝即分屬於第一類及第二類。而滲透排水管方面，亦依據雨水經由滲透材料滲透的方式，可分為排水機制與全面滲透二類。 (四) 滲透排水管室內試驗規劃考慮推廣及實用性並參考「綠建築解說與評估手冊」，滲透排水管採用「有孔排水管」為試驗對象。本計畫採用之滲透排水管為高密度聚乙烯材質，內徑為 20cm，排水孔直徑為 0.7mm，可視實際需要加鑽或塞住部分排水孔以模擬不同開孔率（開孔面積/單位長度排水管面積）之滲透排水管滲透情形。 (五) 試驗結果分析與理論之落實－保水量設計公式之建立與應用本計畫對於不同開孔率之有孔排水管進行滲透試驗，開孔率分別為 81%、3.7%、1.8%與 1.2%。結果顯示開孔率 1.2%、1.8%排水管之滲透性分別約為開孔率 3.7%排水管之 66%與 85%，而開孔率 3.7%排水管之滲透性則為開孔率 81%排水管之 68%，且隨著開孔率之增加，其滲透能力增加漸緩。同時進一步以本計畫推導之相關設計公式經試驗數據率定參數後，建立不同管徑及水位下，滲透排水管之設計保水量、設計入滲率計算公式，相關成果可做為規劃設計之依據。 (六) 基地保水指標計算公式之探討目前保水指標計算公式是以土壤之飽和滲透係數為計算保水量依據，然現實狀況土壤多呈未飽和情形，因此本計畫以「最終（穩定）入滲率」計算保水指標並與原方法比較。結果顯示原計算方法之指標值偏高，特別在設計降雨延時、土壤滲透係數較小時尤為明顯，導致基地保水評定時較易通過，本計畫之計算方法則較不明顯。故在保水指標的計算上，應可採「最終入滲率」的觀念進行計算；而在設計降雨延時之選取上，本計畫則建議以目前對於颱風降雨之設計降雨延時，即 24 小時為計算依據。. (七) 跨年度成果整合－研擬建築基地保水滲透設計技術規範之內容本計畫上一年度已研擬「滲透管溝設計技術規範（草案）」，此規範除彙整本計畫「滲透側溝」之研究成果，研擬修正規範條文外；本年度並整合「滲透排水管」及內政部建築研究所自辦案「滲透陰井」之計畫成果，同時進一. XI.

(15) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究步納入「透水鋪面」子計畫研擬之規範內容，統整為「建築基地保水滲透設計技術規範」，以健全設計技術規範之完整性。規範中之各作業項目盡量以條例化呈現，並於各條例後撰寫說明條文及相關規劃步驟或設計原則，必要時附上相關圖表或設計圖以供參考。 (八) 跨年度成果整合－設計軟體之建立本計畫目前已建立「建築基地雨水貯留暨滲透設施評估系統」套裝軟體，包含五個子系統：滲透管溝、透水鋪面、屋頂雨水貯集系統、土壤飽和滲透係數、及保水場址可行性評估。其中「滲透管溝保水量計算」包括：滲透側溝、滲透排水管保水量計算模組，並整合建研所自辦案成果，建立「滲透陰井保水量計算模組」；而「透水鋪面」及「雨水貯留利用」計算模組則是納入另二子計畫發展之設計程式。軟體之建立能有效落實成果並獲致實質應用之意義。 (九) 跨年度成果整合－成果發表本計畫迄至目前已彙整相關成果，並於 Conference on Sustainable Building South-East Asia 發表，論文作者及題目如下： z. Chen, J.L., C.Z. Huang, H.H. Hsu, Y.L. Tsai, and C.H. Liaw, “On- Site Tests on the Permeability of Infiltration Gutters,” Conference on Sustainable Building South East Asia, Kuala Lumpur, Malaysia, 2005.. 此外，並將歷年成果發表於國際相關學術期刊，論文作者及題目如下： z. C. H. Liaw, Y.L. Tsai, W.M. Huang, C.Z. Huang, and J.L. Chen, “Pilot On-Site Tests to Evaluate the Permeability of Infiltration Gutters, “ Water Environment Research, 2006 (SCI, in press).. z. C. H. Liaw, Y.L. Tsai, W.M. Huang, C.Z. Huang, and J.L. Chen, “On-site Test on the Permeability of an Infiltration Gutter,” Building and Environment, 2005 (submitting, SCI). 藉由相關成果之發表以彰顯研究成效並進行國際經驗交流；除吸收目前. 各國對於基地保水滲透技術之觀念與技術，並由國際學者審視本研究之可行性、適用性、周密性與嚴謹度。. XII.

(16) 摘要. 四、主要建議事項針對上述計畫成果，本計畫提出建議如下：. 立即可行之建議：主辦機關：內政部建築研究所協辦機關：行政院公共工程委員會、內政部營建署本計畫迄今已初步彙整各年度計畫成果，建立滲透管溝保水量計算公式，並已初步研擬「設計技術規範（草案）」，此規範可作為未來修訂「綠建築解說與評估手冊」之參考。. 長期性建議：主辦機關：內政部建築研究所協辦機關：行政院公共工程委員會、內政部營建署本計畫目前以滲透管溝為主題進行研究並已獲不錯之成果，而目前在保水設計上皆是以單一設施、單一地點的方式進行設計。若由「綠建築」拓展至「綠社區」，由「點」擴展至「面」，以「生態社區」等較大尺度為保水設計範圍，則涉及到設施串並連之保水設計方法、保水設計與區域排水介面間之整合、整體保水成效評估乃至於區域水循環效益量化評估等，實乃重要且刻不容緩之研究課題。建議主辦機關後續可朝此方向進行研究，已彰顯並擴大綠建築基地保水之整體效益。. XIII.

(17) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究. ABSTRACT Keywords: Infiltration gutters, green building, rainwater conservation There are nine indicators in the evaluation system of “Green Building” in Taiwan. The indicator of water conservation at construction site is to 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 gutters are most popular used. The purpose of the study is to analyze the characteristics of infiltration buried porous pipe and develop the design package of infiltration gutters and pipes. The infiltration buried porous pipe of having for turning on hole rate differently, these are 81%, 3.7%, 1.8% and 1.2% respectively to hold the hole rate. The result shows 1.2%, 1.8% of hole rate of water infiltrated are for 66% and 85% separately of hold rate 3.7% infiltration buried porous pipe.The infiltration buried porous pipe of 3.7% hole rate of water infiltrated is for 68% of 81% hole rate infiltration buried porous pipe. Based on these specify results, the water retention capability for different water depths and diameter of these infiltration buried porous pipes can be obtained. According to results above, this project developed the package “The assessment system of rainwater retention and infiltration on at building site”. This package include five subsystems: Infiltration pipe and gutter, Permeable pavement, Roof rainwater catchment system, Soil hydraulic conductive coefficient and Site set up feasible assessment. This design package developed by the study provide as the practical tools for designing infiltration gutters.. XIV.

(18) 第一章. 第一章. 前言. 前言. 第一節計畫緣起與目的本世紀初僅有 13%的世界人口居住在都市，而根據聯合國預測，在 2010 年將會有超過 51%的人口居住在都市地區；而台灣地狹人稠，而且工商產業發展迅速，已有將近 80%的口居住於都市計劃地區，並逐步朝向高都市化的社會發展，這不僅意味著都會紀元的來臨，更代表過多人口之集中消費，將造成局部資源的耗竭，且在都市化影響下可能造成更大範圍的水環境危機。都市化造成之水循環問題如圖 1-1 所示。都市化. 市區街道擴大化. 河川基流量減少. 生活水準高度化. 洪峰流量增大. 都市承受乾旱能力減弱. 人口高密度化. 環境生態改變. 土地利用密集化. 河川、地下水水質惡化. 都市氣候變化. 圖 1-1 都市化造成之水循環影響資料來源：廖朝軒，2002。. 台灣近年來在經濟快速發展造成之都市化期間，大多數都市計畫對逕流的處理觀念皆以遮蔽雨水（不透水鋪面）和盡早由建築物排出的方式處理，即集中末端處理的排水概念，由於這樣的逕流處理觀念使得現有都市區域缺乏保水機能，因此都市計畫應該重新考慮架構都市發展與水循環的關係。有鑑於此，內政部建研所提出「綠建築評估指標體系」，並於其中規劃「建築基地保水滲透技術」來提升基地之保水能力。所謂「建築基地保水滲透技術」主要包括：「滲透管溝」及「透水鋪面」二項技術。然而目前我國的綠建築政策對於此二項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，且都市計畫亦無法源賦予規劃設置之義務，因而影響了發展速度和工程質量。「建築基地保水滲透技術」因不同技術而有相異之規劃設計程序，應該根據當地情況與現場試驗研究來訂定設計及施工標準，並應修改建築技術規則及法制化工作，以為政 1.

(19) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究府落實永續城鄉建設之依據。本子計畫為「建築基地保水滲透技術」二項技術中「滲透管溝」工法之性能試驗解析四年計畫。滲透管溝包含「滲透側溝」及「滲透排水管」，計畫目的為透過相關文獻收集、設計參數及工法歸納與試驗研究，彙整相關影響因素及建立試驗流程；並發展本土化之滲透管溝容量計算及規劃方法，進而建立適於台灣應用之滲透管溝設計技術規範，以作為日後推廣之依據；最後擬以發展之理論方法為基礎，研發「滲透管溝電腦輔助設計軟體」，並整合「透水鋪面」及「雨水貯留利用」二子計畫之成果，建立「建築基地雨水貯留暨滲透設施評估系統」套裝軟體，以落實研究成果於實際應用及推廣之價值。. 第二節計畫工作項目與內容本子計畫為四年計畫中第四年度計畫，各年度計畫工作項目與內容概述如后。. 第一年：「滲透管溝」調查試驗研究（九十二年度，已完成） 1. 國外滲透管溝設計現況調查分析滲透管溝工法於歐美等國已行之有年，而台灣尚在起步階段，故本計畫擬收集國外有關滲透管溝工法相關文獻、案例、使用概況、遭遇之問題等資料，進行彙整歸納。 2. 滲透管溝試驗研究為探討滲透管溝性能，建立本土化設計參數，本計畫擬規劃與選擇一試驗區設置滲透管溝試驗模型進行長期觀測。土壤入滲率影響滲透管溝性能甚鉅，故本研究擬建立土壤現地滲透試驗試驗標準作業流程，並進行測試與修正。 3. 分析、歸納滲透管溝相關設計工法及參數本計畫擬藉由國內外資料收集，分析、歸納滲透管溝相關工法及設計參數，以便進行現地試驗觀測，試驗結果可作為設計及容量理論發展之依據。. 2.

(20) 第一章. 前言. 4. 進行滲透管溝第一階段法制化研究技術面之落實得先有法制化作業層面之實現，本計畫第一年度擬探討基地保水滲透設計工法對於現行相關法規，如建築法規等之適用性；同時收集、歸納國內、外相關法規及使用經驗，探討其在設計、施工及維護管理所需考慮之層面，草擬滲透管溝設計、施工及維護管理規範大綱。. 第二年：「滲透管溝」容量設計與試驗研究（九十三年度，已完成） 5. 滲透管溝試驗規劃本計畫上一年度年度已完成滲透管溝模型初步建置，本年度除初步彙整模型建置成果外，並規劃現地試驗用水配置以進行觀測實驗，最後建立滲透側溝穩態滲透試驗之試驗規劃與步驟。 6. 滲透管溝試驗研究本計畫擬進行非流動穩態滲透試驗，探討側溝各方向之入滲能力，並進行流動穩態滲透試驗，以作為容量設計理論發展之參考，進而建立滲透管溝滲透能力參考曲線。 7. 發展適於台灣之滲透管溝容量計算方法本計畫擬初步整理歸納相關滯蓄設施之容量設計方法，並考慮滲透管溝之特性，參考入滲、容量設計等相關理論，檢討現行設計公式，發展適於台灣之滲透管溝容量計算方法。 8. 滲透管溝第二階段法制化研究本年度擬針對上年度之成果，廣泛收集資料並徵詢各業管單位及專家學者之意見，同時依據上年度草擬之規範大綱，草擬提出各部分應包含之內容。. 3.

(21) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究第三年：研擬「滲透管溝」設計技術規範與法制化工作（九十四年度，已完成） 9. 規劃設計「滲透管溝模組化室內試驗模型」有鑑於戶外現地觀測試驗易受天候影響及現地模型不易變更等因素，本計畫擬規劃設計「滲透管溝模組化室內試驗模型」，以進行不同型式管溝相關觀測試驗。由於模型製作費用昂貴，製作內容涉及試驗模型本體之製作、相關觀測儀器之購置以及相關水電設施之裝設等；故本計畫擬建請由建研所協助發包製作，以利計畫之遂行、貫徹計畫之目的及成果之落實。 10. 滲透管溝試驗研究依據上一年度建立之試驗步驟，利用「滲透管溝模組化室內試驗模型」繼續進行不同材質、型式之滲透管溝相關觀測試驗，並擬分析其主要影響變數，作為理論修正及設計、施工之依據。 11. 發展並修正滲透側溝容量計算方法本計畫目前已初步發展本土化之滲透側溝容量計算理論，後續擬持續整理歸納相關滯蓄設施之容量設計方法，並參考水文、地下水等相關理論，同時以試驗結果修正現行設計公式並率定參數，使理論更趨完備，最後建立不同型式之「滲透管溝保水（滲透）能力設計曲線」。 12. 研擬修正滲透管溝設計技術規範草案依據建立之容量計算理論及試驗結果，並區別各不同型式滲透管溝工法之適用性，持續研擬修正「滲透管溝設計技術規範（草案）」；將滲透管溝設計方法、步驟予以標準化，並盡量以條列、圖形或工作表方式呈現，使得建築師在實務設計上有依據且易於使用。. 第四年：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究（九十五年度）綜合前幾年度成果，本計畫目前已建立土壤滲透能力試驗標準流程、計算步驟；且先後設置滲透側溝戶外現地試驗觀測模型及室內模組化試驗模型，分別針對透水磚、紅磚及二不同型式排水性側溝進行試驗。同時發展本土化之滲透側溝. 4.

(22) 第一章. 前言. 容量計算理論，並配合試驗結果進行修正，最後建立不同型式滲透側溝之保水（滲透）能力設計曲線及保水（滲透）能力標準計算步驟。相關成果並已初步彙整研擬為設計技術規範內容。本年度研究內容主要為延續性之研究，相關內容概述如后： 13. 滲透排水管之試驗規劃與研究本跨年度計畫迄今已進行四不同型式（透水磚、紅磚及二排水型側溝）滲透側溝之滲透試驗，並初步建立不同型式滲透側溝與土壤滲透性下之保水量計算公式。為使基地保水滲透技術之研究更趨完備，本年度計畫擬以「滲透管溝模組化室內試驗模型」進行不同型式滲透排水管觀測試驗。 14. 理論及計算方法之發展與修正本年度擬發展滲透排水管之保水容量設計理論，並輔以試驗結果進行修正，以建立其保水量之設計方法。同時對於之前發展之滲透側溝之保水量設計理論與方法，則持續進行試算與修正，以使能符合建築師現地使用。 15. 追蹤試驗測結果並更新修訂技術手冊本年度除持續進行滲透管溝模型觀測試驗外，相關成果將彙整納入設計技術規範並持續修訂。 16. 設計軟體之研究計畫之研究成果必須轉化成建築師或設計師可資應用與參考之準則與推動依據，方能獲致實質應用之意義。故本計畫擬以發展之理論方法為基礎，研發「滲透管溝電腦輔助設計軟體」。 17. 設計軟體之整合建立「建築基地雨水貯留暨滲透設施評估系統」套裝軟體，主要內容除包含「滲透管溝電腦輔助設計軟體」外，並整合「透水鋪面」及「雨水貯留利用」二子計畫之設計程式。在實務設計上，「滲透陰井」常與「滲透管溝」合用，且內政部建築研究所自辦研究案—「滲透陰井之試驗解析」業已獲得極佳之成果；故本計畫擬在軟體整合時亦將其納入，以健全評估系統之完整性。此評估系統可節省規劃設計時之人力、物力及時間，極具推廣及應用價值。. 5.

(23) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究. 基於上述工作項目與內容，本計畫之研究步驟與流程如圖 1-2 所示。. 資料收集第調查一實驗年研究. 分析歸納工法、設計參數. 探討滲透管溝於現行相關技術規則之適用性. 分析滲透管溝性能第理論二研析年. 第研擬三規範年. 試驗及觀測. 探討影響因素及選址原則建立容量推估方法. 初步提出適於滲透管溝應用之設計技術內容. 研擬設計技術規範意見彙整修改. 建立第電腦四輔助年設計軟體. 建立滲透管溝電腦設計套裝軟體及建築基地雨水貯留暨滲透設施評估系統. 圖 1-2 研究流程示意圖. 6.

(24) 第一章. 前言. 歷年成果整理如下表：一、綜合資料表總計畫名稱「建築基地保水滲透技術」設計規範與法制化之研究 92 年度：子計畫一：滲透管溝工法性能實驗解析 93 年度：子計畫一：滲透管溝容量設計與試驗研究子計畫名稱 94 年度：子計畫一：滲透管溝設計技術規範語法制化之研擬 95 年度：子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究執行單位台灣雨水利用協會主. 持. 人姓名：廖朝軒. 職稱：教授. 協同主持人姓名：林憲德、蔡燿隆執行期間研究性質. 自 92 年 1 月 1 日 (. )基礎研究. 職稱：教授、助理教授起至 95 年 12 月 31 日止. (ˇ)應用研究. (ˇ)技術研究. (. )商品化. 研究經費 3,825,000 滲透管溝關. 鍵. 字綠建築基地保水摘要. 由於都市地區日漸不透水化，因而產生都市化問題，這些問題大都可透過「建築基地保水滲透技術」加以改善；然而目前於此技術尚處於理論假設之計算層次，故如何落實於執行面以利推廣應用實為當務之急。本整合型研究計畫即是基於前述理念，進行「設計規範與法制化之研究」；本子計畫為「建築基地保水滲透技術」中「滲透管溝（滲透側溝及滲透排水管）」工法之性能實驗解析，為四年度延續型計畫。本計畫已成功發展本土化之滲透管溝容量計算及規劃方法，同時檢討修正基地保水指標計算方法，據以研擬並完成適於台灣應用之「滲透管溝設計技術規範」。同時並進一步以建立之理論方法為基礎，研發「滲透管溝電腦輔助設計軟體」，且整合「透水鋪面」、「雨水貯留利用」及建研所自辦案等計畫之成果，建立「建築基地雨水貯留暨滲透設施評估系統」套裝軟體。規範之研擬及軟體之開發，極具應用及推廣之價值，相關成果並已發表於國際研討會及學術期刊。姓名：廖朝軒. 職稱：教授. 通信地址：基隆市北寧路二號河海工程學系聯. 絡. 人電話：(公)02-24622192-6120 傳真機：02-24624053(宅)02-29426598 7.

(25) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究二、成果重點說明表由於都市地區日漸不透水化，因而產生種種的都市化問題，大部分可透過「建築基地保水滲透技術」加以改善。本整合型研究計畫即是基於前述理念，進行「建築基地保水滲透技術設計規範與法計畫制化之研究」；本子計畫為「建築基地保水滲透技術」中「滲透管溝（滲透側溝及滲透排水管）」工法之性能實驗解析，各年度計畫主題為：92 年度－「滲透管溝調查試驗研究」；93 年度－「滲透管緣起溝容量設計與試驗研究」；94 年度－「滲透管溝設計技術規範與法制化工作」；95 年度－「滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究」。. 計畫內容. 成果與效益. 8. 第一年：「滲透管溝」調查試驗研究 1. 國外滲透管溝設計現況調查分析 2. 滲透管溝試驗研究 3. 分析、歸納滲透管溝相關設計工法及參數 4. 進行滲透管溝第一階段法制化研究第二年：「滲透管溝」容量設計與試驗研究 5. 滲透管溝試驗規劃 6. 滲透管溝試驗研究 7. 發展適於台灣之滲透管溝容量計算方法 8. 滲透管溝第二階段法制化研究第三年：研擬「滲透管溝」設計技術規範與法制化工作 9. 規劃設計「滲透管溝模組化室內試驗模型」 10. 滲透管溝試驗研究 11. 發展並修正滲透側溝容量計算方法 12. 研擬修正滲透管溝設計技術規範草案第四年：「滲透管溝」滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究 13. 滲透排水管之試驗規劃與研究 14. 理論及計算方法之發展與修正 15. 追蹤試驗測結果並更新修訂技術手冊 16. 設計軟體之研究 17. 設計軟體之整合 1. 建立不現地土壤滲透試驗標準試驗流程。 2. 建立滲透管溝設置場址評估原則與評分標準。 3. 建立滲透管溝試驗流程。 4. 建立不同型式滲透側溝保水量計算方法。 5. 建立不同型式滲透排水管保水量計算方法。 6. 建立滲透管溝標準構造斷面。 7. 建立滲透管溝構造材料標準。 8. 建立滲透側溝施工流程。 9. 建立滲透排水管施工流程。 10. 建立室內模組化試驗模型。 11. 檢討並修正基地保水指標計算方法。 12. 建立「建築基地雨水貯留暨滲透設施評估系統」。 13. 完成「建築基地保水滲透設計技術規範」。 14. 研究成果已發表於國際研討會及國外學術期刊，顯示研究成果不僅具實用性，亦具有學術價值。效益：上述成果、經驗，均可落實於執行面之應用，且可作為後續研究之參考、依據。.

(26) 第二章. 第二章. 滲透管溝之型式與特性. 滲透管溝之型式與特性. 滲透設施是少數能同時控制暴雨逕流的四項因子：體積、流量、時間及污染物，因此對於都市化效應所造成的種種問題具有減輕的功效，同時可盡量回復到開發前自然地貌覆蓋狀態下的水文情況；經由前面的探討，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型式，然後進一步探討其影響因素，最後並提出初步選址原則。. 第一節滲透管溝之型式在基地中，可於道路等公共空間，或利用自然地形廣設保水滲透設施，以達到減少逕流及都市化效應的目的，各設施分別有其特性及適用性，設計方法也各異，然保水概念相似，且於建築基地規劃時卻又必須依現場狀況進行整體規劃，互相搭配使用（如圖 2-1 所示）。. 圖 2-1 基地保水滲透設施整體規劃配置示意圖資料來源：內政部建築研究所，2002。. 圖中各設施可依現場狀況單獨或數種型式搭配使用，其中綠地、被覆地、草溝；透水鋪面及人工地盤花園貯留等是屬於「常用保水設計」；而滲透排水管及滲透側溝合稱「滲透管溝」，在保水設計中屬於「特殊保水設計」，故本計畫即以「滲透管溝」為研究對象進行探討，並對滲透陰井進行介紹。 9.

(27) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究一、滲透排水管在都市高密度開發地區，往往無法提供足夠的裸露地及透水鋪面來供雨水入滲，此時，便需要人工設施來使雨水儘可能入滲至地表下，目前較常用的設施可分為水平式的「滲透排水管」、垂直式「滲透陰井」，及屬於大範圍收集功能的「滲透側溝」。所謂「滲透排水管」，便是將基地內無法由自然入滲排除之降水設法集中於管內後，然後慢慢入滲至地表中，達到其輔助入滲的效果（如圖 2-2 所示）。透水管的材料從早期的陶、瓦管、多孔混凝土管、有孔塑膠管進化為蜂巢管、網式滲透管、尼龍紗管至最近之不織布透水管等，它可以利用毛細現象將土壤中的水引導入管內，再緩緩排除，外層的材料不僅有足夠的抗壓強度，也可避免泥砂滲入造成淤積。. 圖 2-2 滲透排水管示意圖資料來源：內政部建築研究所，2005。. 二、滲透側溝上述「滲透排水管」及「滲透陰井」通常設置於建築物周圍來收集屋頂的排水，或是使用於較小型的排水區域之中。「滲透側溝」則是收集經由「滲透排水管」及「滲透陰井」所排出的雨水，來組成整個滲透排水系統。滲透側溝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透，其構造如圖 2-3 所示。滲透側溝也可以單獨使用於較大面積的排水區域邊緣，來容納較大之水量，因此，滲透側溝的管涵斷面積也較上述兩者為大，在管涵材料的選擇上，必須以多孔隙的透水混凝土為材料，或是將混凝土管涵設計為具有穿孔的型式，以利雨水入滲，同時也必須定期清洗以防青苔、泥沙阻塞孔隙而失去功能。. 10.

(28) 第二章. 滲透管溝之型式與特性. 30 格柵板水泥砂漿不織布. 30. 透水(無細骨) 水泥、透水磚、紅磚等材料. 30. 10. 清碎石級配. ≒90 o. 過濾砂層 20 單位：cm. 70. 圖 2-3 滲透側溝示意圖. 三、滲透陰井「滲透陰井」與「滲透排水管」的原理是類似的，都是利用內部的透水涵管來容納土壤中飽和的雨水，待土壤中含水量降低時，再緩緩排除。「滲透陰井」是屬於垂直式的輔助入滲設施，不僅可以有較佳的貯集滲透的效果，同時亦可做為「滲透排水管」之間連接的節點，可容納排水過程中產生的污泥雜物，以方便定期清除來保持排水的通暢，滲透陰井之構造如圖 2-4 所示。滲透陰井周圍覆蓋的級配層則是為了增加雨水貯集的空間，並且防止細小的泥沙造成管壁的阻塞現象。然而，滲透陰井之滲透孔隙很容易遭到垃圾、泥沙、青苔的阻塞而失去功能，設計時可在底部設置可拆裝網罩，以利清理而維持滲透之功能。通常「滲透陰井」常與「滲透管溝」配合，運用於建築基地之中。滲透管溝收集基地之雨水，後經由重力流情況排水，可能常有砂土、垃圾等流入而使功能降低，故於管溝入流處應設置陰井，進行初步之穩流與沈砂。滲透管溝受基地之坡度或地勢變化關係，故設計時常需配置有（滲透）陰井等附屬設施，以維持其結構穩定；且滲透管溝於彎折、寬度變化點亦應設置（滲透）陰井。滲透管溝與（滲透）陰井組合配置構造如圖 2-5 所示。 11.

(29) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究. 圖 2-4 滲透陰井示意圖資料來源：內政部建築研究所，2005。. 圖 2-5 滲透管溝與（滲透）陰井組合配置構造示意圖. 第二節滲透管溝之影響因素本節前面對於滲透管溝的型式、特性及性能等歸納結果，綜合地探討設置滲透管溝時之影響因素。滲透管溝將現地逕流蓄存以入滲至地下含水層或蒸發至大氣，且其常配合著植生使用，而為了達到蓄存逕流體積的目標，滲透管溝常以複合配置來達到最大蓄存容量，故影響滲透設施的因子頗多，有：氣候、土壤、池蓄時間、地形與地質、地下水、植生緩衝帶、土地使用計畫與限制及潛在污染等，以下將分別敘述說明。. 一、降雨降雨量的多寡與強度、降雨延時、降雨事件間的時間間距、日照的強度及蒸發量的多寡均影響地表水文，均會影響滲透設施之入滲性能。一般而言，在規劃 12.

(30) 第二章. 滲透管溝之型式與特性. 滲透設施是假設降雨產生之逕流是立刻流入滲透設施，且同時發生入滲現象，而入滲現象將會持續到降雨事件結束後；故由設計的觀點來看，設計降雨延時的決定不僅影響規劃之滲透設施規模，也影響滲透設施的使用性能，因此若於規劃初期謹慎的設計降雨延時，將有助於滲透設施提升性能與使用效率。. 二、土壤滲透設施的逕流調節效能與土壤種類有很大的關係，高滲透性的土壤在較短的時間內就能將滯留之水入滲至土壤中，還原設施之滯蓄空間，故土壤滲透性影響設施性能甚鉅。本計畫前幾年度已對土壤之滲透性之觀測做過全面的探討，認為入滲率之決定宜以現場試驗為主，如無法現場試驗則以試驗室試驗為主。地表土壤顆粒較大入滲率佳，通常為設置滲透設施的理想位置，而不同的土壤性質會影響其排水速率，因此在滲透設施的選址上，土壤性質往往是一項重要的判釋，一般建議水文土壤分類為 A 或 B 者；若以三角座標土壤分類，則以黏土比例小於 30%且沈泥比例小於 40%之土壤較佳，三角座標土壤分類及建議之土壤如圖 2-6 所示。. 說明： Sand Loamy sand Sandy clay loam Loam Silt Silty loam Silty clay loam Silty clay Clay loam Sandy clay Clay. ：砂：壤土質砂：砂質黏壤土：壤土：沈泥：粉質壤土：粉質黏壤土：粉質黏土：黏性壤土：砂質黏土：黏土. 圖 2-6 三角座標土壤分類三、池蓄時間另一影響滲透設施性能的要素即是其所能容許的最大池蓄時間（Ponding time），池蓄時間的訂定在滲透設施的設置上是一個重要的步驟，因為池蓄時間即是將暴雨時儲存於設施之逕流予以完全入滲至地下所需之時間，其與滲透設施. 13.

(31) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究之設計深度有密切的關係。土壤是由岩石風化作用而成，依不同顆粒及組成大小來分類，由於土壤物理特性諸如質地、表土深度、剖面結構、有機含量等，故各種土壤對水分的入滲能力有所不同，各種土壤種類之入滲率及其水文土壤分類（H.S.G）詳如表 2-1 所示。表 2-1 為土壤種類與入滲率及最大設計深度的關係表。由表中可知 H.S.G D 類的土壤入滲率較小，設計深度亦較小；而在設計上考慮滯留之水對於環境的影響，通常以 24 至 72 小時為宜，而入滲率隨水深而改變，較高的設施深度水頭較高能將水以高壓滲入地下，且底部阻塞時邊壁仍可繼續滲漏，故在實務設計上宜考慮現場狀況採用最大之設計深度。. 表 2-1 土壤種類與入滲率及最大設計深度之關係表土壤種類. 最小入 H.S.G 滲率 (mm/hr). Sand Loamy sand Sandy loam Loam Silt loam Sandy clay loam Clay loam Silty clay loam Sandy clay Silty clay Clay. A A B B C C D D D D D. 210.06 61.21 25.91 13.21 6.86 4.32 2.29 1.52 1.27 1.02 0.51. TP(hr) 24. 48 72 24 48 72 dmax (m) ＝ f TP dmax (m) ＝ f TP /Vr, Vr = 0.4 5.04 10.08 15.12 12.60 25.21 37.81 1.47 2.94 4.41 3.67 7.35 11.02 0.62 1.24 1.87 1.55 3.11 4.66 0.32 0.63 0.95 0.79 1.58 2.38 0.16 0.33 0.49 0.41 0.82 1.23 0.10 0.21 0.31 0.26 0.52 0.78 0.05 0.11 0.16 0.14 0.27 0.41 0.04 0.07 0.11 0.09 0.18 0.27 0.03 0.06 0.09 0.08 0.15 0.23 0.02 0.05 0.07 0.06 0.12 0.18 0.01 0.02 0.04 0.03 0.06 0.09. 資料來源：1.Bruce K. Ferguson, Introduction to stormwater, John Wiley & Sons, INC. 1998. 2.本計畫整理。. 四、地形與地質地形的變化會影響水的流動，愈陡的坡，水流速度愈快，但水排的越快，則滲透至土壤的量越少，故為使滲透設施有較佳的入滲效率，在地形上必須做適當的考慮評估；一般而言，透水性鋪面或植生帶之設置坡度不可超過 5%，其他種類滲透設施則不可超過 20%。在地質的考慮上，設置前詳細的地質調查是必須的（地質鑽孔等），為求有效的入滲效率，滲透設施底部至少距離岩盤 1m。在某些地質，是潛在著較高地下水污染率，例如水蝕石灰岩敏感區，石灰岩會經由逕流沖刷、溶解而進入設施，阻塞設施底部或入滲至地下水層造成污染，故於此區 14.

(32) 第二章. 滲透管溝之型式與特性. 設置需注意三點：1. 盡量使用前處理設施（Pre-treatment practices）；2. 滲透設施設計深度不宜過深；3. 滲透面需做植生處理。. 五、地下水位地下水位高低會影響滲透設施的入滲效率，較高的地下水位對滲透設施有不利的影響，而低窪地區易因下雨而造成地下水位上升，滲透設施之入滲量將受影響，故在設置規劃時需對地區之地下水位做一現場調查，一般建議滲透設施底部距季節性地下水位至少距離 1m 以上；而若無地區之地下水位資料，建議滲透設施底部至少距離地下水位 1.5m；而根據國外設置經驗，設置滲透設施之區域可能會成地下水位湧高的現象，因此設置滲透設施時，應預先對地下水的分佈狀態特性進行調查。. 六、植生緩衝帶一般於規劃時在置滲透設施周圍設置植生緩衝帶（Vegetative buffer）以防止逕流中較大顆粒阻塞設施降低其入滲效能，且植生緩衝帶也具有降低流速、增加集流時間及入滲的功能，藉由上述功能以過濾、吸附及重力沈降等作用移除逕流中之懸浮顆粒。滲透設施可能會將地面水污染經由入滲進入地下水層造成地下水污染，此現象可藉由植生緩衝帶等前處理設施減低此風險；而對於植生之植物以較具耐水性及較能吸附溶解性污染物之植物為佳；植物具有季節性且其吸附污染物能力會隨時間而逐漸降低，故對於植生之植物應按季節性及其吸附能力定期更換。. 七、土地使用計畫與限制滲透設施之設置地點可能與都市、社區緊密結合，故土地的分類使用將會影響到置滲透設施所截蓄之水量及水質，故對於土地利用計畫也應加以掌握，如舊工廠廠址、掩埋場等，因土壤受污染，若設置滲透設施將造成污染擴散反而污染地下水，以不設置為宜；而附近如有抽水井則至少需距 30m 以上方可設置滲透設施。對於坡度大、有崩陷危險地區應詳加調查，不宜在此區域設置滲透設施，而土地依法禁止開發或擬不開發地區，則應予以除外；而滲透設施設置位置的選擇能決定其用於做單功能或多功能標的，故有些滲透設施平時可能作為開放空間供 15.

(33) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究休閒遊憩等使用，此類設施應限制其用途，如避免重型機械、車輛進入等限制，以免影響設施運作；設置地點之土地權屬對其後續的維護保養影響甚大，公有地較易取得且易於維護管理，故於選址時也需注意。. 八、潛在污染地表逕流之污染成份會造成滲透設施阻塞，且可能會污染地下水質，故必須對水質及土壤進行調查，以明瞭是否有潛在污染，尤其滲透設施是以微管理及分散配置的方式遍佈於集水區中，若受到污染可能遍及整個集水區，故應充分調查，調查對象包括：地表逕流水質調查、地下水質調查及土壤調查，分析項目則依放流水標準與環境及人體相關之項目，調查頻率則視實際需要而定。. 第三節滲透管溝之初步選址探討滲透設施與一般以防洪為主的滯留設施不同，因它尚有以入滲來減少地表逕流的功能，故於基地規劃設置時應先對於各可能地點予以初步評估；本節根據前面之歸納探討，本計畫建議滲透管溝設置前之初步調查項目如下： . 設置區域滲透區域與不滲透區域比例. . 地表土壤組成概況. . 地表下土壤組成概況. . 地表坡度. . 地表覆蓋及植生狀況. . 土地使用概況根據上述調查項目，初步擬定滲透管溝設置前之初步調查項目與評估原則，. 如表 2-2 所示；為若滲透設施預定地之總分高於 30 分，表此位置適合設置入滲措施；總分介於 20 至 30 分之間表有條件設置滲透設施；總分小於 20 分則不適合設置入滲措施。. 16.

(34) 第二章. 滲透管溝之型式與特性. 表 2-2 滲透管溝設置前之建議初步調查項目與評估原則評估項目評分 1. 滲透設施控制區域（含滲透設施區域）不滲透區域（AIMP）與可入滲區域（AINF）之比例：  AINF＞2AIMP. 15.  AIMP≦AINF≦2AIMP. 10.  0.5AIMP≦AINF＜AIMP. 5.  AINF≦0.5AIMP. 0. 2. 滲透設施預定地地表土壤組成概況：  含有少許有機物粗粒土壤. 7.  自然腐質土壤（Humus Soil）. 5.  含有大量有機物之細粒土壤. 0. 3. 滲透設施預定地地表下土壤組成概況： 礫石、砂或含礫石、砂之冰河沈積土（Glacial till）. 7. 泥質砂（Silty sand）或壤土. 5. 細砂泥（Fine silt）或黏土. 0. 4. 地表坡度（S）：  S＜7%. 5.  7%≦S≦20%. 3.  S＞20%. 0. 5. 滲透設施預定地地表覆蓋及植生狀況：  覆蓋良好之表面. 7.  覆蓋良好之草地. 5.  新植生之草地. 3.  無植生—裸露之地表. 0. 6. 滲透設施設置位置土地使用概況：  使用頻率較低之區域. 10.  常使用之徒步區域. 7.  使用頻繁之徒步區域. 5.  使用頻率較低之車輛行駛區域. 3.  使用頻繁之車輛行駛區域. 0. 總分＞30 30 ∣ 20. 說明最佳的設置位置，滲透設施可發揮極佳的效能。良好的設置位置，建議設置前處理措施以防止滲透設施阻塞而失去效能。中等的設置位置，必須設置前處理措施以防止滲透設施阻塞而失去效能。較差的設置位置，需審慎估算池蓄時間且必須設置前處理設施。＜20 不適合設置滲透設施。資料來源：內政部建築研究所，2003。. 17.

(35) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究. 18.

(36) 第三章. 第三章. 滲透管溝之設計理論探討及試驗規劃. 滲透管溝之設計理論探討及試驗規劃. 經由前面的探討，滲透管溝為具有「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；然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，因此本計畫之目的之一即為建立滲透管溝本土化之設計參數及容量設計。本計畫上年度已發展滲透側溝保水量設計理論，本年度則以滲透排水管為研究對象，進行方式則以相關理論配合試驗進行驗證與探討，相關容量設計理論及試驗規劃說明如后。. 第一節滲透排水管設計理論之探討本節首先將介紹三維穩定流入滲理論模式並探討其特性，然後據其概念建立滲透排水管穩定入滲量推估近似方程式（Simplified equation）及入滲容量設計公式，以作為後續研究之依據。. 一、三維穩定流入滲理論模式. 土壤傳輸水份的能力以飽和水力傳導度（ K sat ）為最具代表性的參數，以圓柱形滲透井為例，圓柱形滲透井（如圖 3-1 所示）之滲透方式分為徑向壓力通量 v rp 、垂直壓力通量 v zp 與垂直重力通量 vg ，由 Darcy-Buckingham 公式表示如下：  h  v rp K  h r  r r a. (3-1).  h  v zp K  h k  z z 0. (3-2). 19.

(37) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究  hz v g K  h  z.   k K sat k. (3-3). z 0. 式中：h 為任一方向之水深變量；K 為滲透係數。. b a H. 線源(line source). z. h. r. 圖 3-1 滲透井示意圖入滲流量（Qt）可以表示為： Qt  v rp  d Aw  v zp  d Ab  vg  d Ab. (3-4). b   式中： d A w 2a  dz  r 為井的側向面積； d A b 2r  dr k 為井的底面面. Aw. Ab. A. . 積；a 為井之半徑。將式(3-1)、(3-2)、(3-3)代入式(3-4)，並整理得： 2 1 K a  Qt 2H 2    sat   2 H  C    * 式中：H 為井之水深；C 為一形狀係數。. (3-5). 在均質、等向與多孔的土壤介質中，水流可以利用理查方程式來表示：.  K  h h0. (3-6). 上式即為在均質、等向與多孔的未飽和土壤介質中之地下水流質量守恆（Conservation of mass）方程式；將上式以圓柱座標表示，同時假設滲透井為線型水源（Line source），並與式(3-5)解聯立方程式，可得：. 20.

(38) 第三章. 滲透管溝之設計理論探討及試驗規劃. CQt 2Hm 2  C a   2 2H  1     2 H   . K sat . 2 2  H b  1   H b   H b     a    a H  sinh           a  H   H  H   H  C  2 H b . (3-7). 2. (3-8). 式中：ψm 為土壤未飽和區的勢能（Potential）；C 為形狀參數；b 為線源高度至水面之距離。若假設線源高度延伸至水面（即 b 0 ），並忽略重力項與基質潛勢通量（ m ）所得之結果，即為著名的 Glover solution。Glover solution 公式表示如下：. Ksat =. 1    1 H a 2 2 a  Qt  sinh ( )  ( ) 1   a H  H   . 2H 2. (3-9). 式中：K 為土壤之飽和滲透係數，單位為[L/T]；Qt 為最終入滲率，其單位為 [L3/T]；a 為試驗孔半徑，單位為[L]；H 為試驗孔之水頭高，其單位為[L]。式(3-9)可進一步表示為如下之型式： 2H 2 As  1 2 2   H a a     sinh 1    1    a   H     H. (3-10). As 為為最終入滲流量 Qt 與土壤飽和水力傳導度 K sat 之比值，單位為[L2]，故本計畫在此將其定義為比滲透面積。由圓柱形試驗井滲透能力之分析過程中得知，比滲透面積僅與滲透設施之幾何形狀（水深 H 與底面半徑 a ）有關，與土壤特性並無直接關係。本計畫將利用上述概念建立滲透管溝入滲量設計公式。. 21.

(39) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究二、滲透排水管入滲量推估近似方程式. 滲透排水管可概分為二部分，即由可滲透材料做成之排水管（如圖 3-2(a) 之 A 部分）及由級配組成之地下貯水槽（如圖 3-2(a)之 B 部分）二部分；通常級配之飽和滲透係數（Kgravel）遠大於土壤之飽和滲透係數（Ksoil），故滲透排水管在入滲穩定時之水位可表示如圖 3-2(a)所示，其在地下貯水槽之水位會呈現衰減的現象。. Ksoil. Ksoil. A Kgravel. 滲透面. B. H. Kgravel d α. b'. (a) 入滲水流示意圖. R B. b'. (b) 入滲水流近似示意圖. 圖 3-2 滲透排水管入滲示意圖若忽略此衰減現象，可將滲透排水管之入滲機制以如圖 3-2(b)的方式近似，由於 Kgravel >> Ksoil ，故其穩定入滲能力可假設只取決於其滲透面之面積、斷面水位深（H+d）及 Ksoil；則滲透排水管之穩定入滲率（QAll）可表示為： QAll =QBOTTOM+2QSIDE. (3-11). 式(3-11)中，QBOTTOM 為底面穩定入滲率；QSIDE 為單一側面之穩定入滲率。依據 Darcy’ s law 及水壓之分佈，QBOTTOM 與 QSIDE 可分別表示為：. 22.

(40) 第三章. 滲透管溝之設計理論探討及試驗規劃. QBOTTOM=KsoilABOTTOM perc. (3-12). QSIDE=0.5KsoilASIDE perc. (3-13). 式中：ABOTTOM perc 底面入滲面積；ASIDE perc 為側面入滲面積，若滲透排水管之長度為 L，則各面入滲面積可分別表為下面型式： ABOTTOM perc=BL ASIDE perc= (H+d)L cscα. (3-14) H≦R. (3-15). 將式(3-12)、(3-13)、(3-14)及(3-15)代入式(3-11)中，則可得到下面之關係式： AuSE.s =. Q All =[ R+2b’ +(H+d) cscα] KL. H≦R. (3-16). 式中：R 為滲透排水管之管徑， AuSE.s 為理論近似之單位長度比滲透面積。式(3-16)即為滲透排水管入滲量推估近似方程式，其僅與滲透設施之幾何形狀有關，與土壤特性並無直接關聯。本計畫建立之滲透排水管入滲量推估近似方程式，其呈現之物理關係與式(3-10)相同，惟其為一近似方程式，故在推估實際單位長度比滲透面積（Au.s）上應乘以一修正參數 C**(H)，可表示為： Au.s = [C**(H)]β[ AuSE.s ]γ. (3-17). 式中β、γ為常數；因此，若能經由試驗數據率定出修正參數 C**(H)之函數型式，即可建立不同水深、寬度之比滲透面積關係，再藉由現地試驗求得土壤之飽和滲透係數（Ksoil），即可得到滲透排水管之穩定入滲率。. 三、滲透排水管入滲容量設計公式. 為便於推導滲透排水管之入滲容量設計公式，在此以降雨事件為例，將滲透排水管之入滲狀況分為兩階段，如圖 3-3 所示，各階段說明如下：. 23.

(41) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究 . 第一階段當滲透排水管達到穩定入滲時，其入滲情況如圖 3-3(a)所示，此時之入. 滲容量（F1）可由式(3-17)求得，即： F1=Au.s Ksoil t L. (3-18). 式中 t 為降雨延時。 . 第二階段因為滲透排水管之地下貯水槽通常為較大孔隙率（n）及高滲透係數之級. 配，故雨停後排水管之入流量驟減，則滲透排水管在排水管底面以上之水會迅速經由排水管排向下游，則其貯水狀況變為圖 3-3(b)之情況；此時其貯蓄量（VB）即為其入滲容量（F2），可表示為： F2=VB=. ( BT L BL)n d 2. (3-19). 且 BT=R+2(b’ +dcotα). (3-20a). B=R+2b’. (3-20b). 則滲透排水管之入滲容量（FALL）為上兩階段之入滲容量之和，即： FALL = F1+F2. (3-21). = Au.s Ksoil t L + L( R 2b'd cot )nd. 式(3-21)中 d 為滲透排水管之池蓄深度。因此由式(3-17)及式(3-21)，若已知滲透排水管之入滲性能及相關形狀設計參數，即可得滲透排水管之入滲容量，即保水量；反之，若基地之目標保水量或逕流減少量已知，則可得到相關形狀設計參數；故本計畫後續擬以上面推導之相關理論為基礎，配合試驗率定參數及驗證，建立滲透排水管之性. 24.

(42) 第三章. 滲透管溝之設計理論探討及試驗規劃. 能及容量設計曲線。. BT. Ksoil. 滲透面. Ksoil H. H. Kgravel. 滲透面. d. d. α. α. b'. R B. b'. (a) 第一階段. b'. R B. b'. (b) 第二階段. 圖 3-3 滲透排水管貯蓄狀況示意圖第二節滲透管溝現地施工規劃本計畫執行期間，研究團隊主持人及共同主持人均同時兼職協助內政部建築研究所，綠色廳舍暨學校改善計畫專案之規劃甄選及執行任務。由於本計畫經費資源有限，同時要建構試驗裝置，在經費預算上恐怕難以達成目標；因此，本計畫擬有效整合既有設施資源，充分利用國家經費資源，整合執行中之綠色廳舍案例，以經濟部水利署台北辦公區新店辦公區為試驗基地，進行長期觀測試驗。滲透管溝之滲透側溝與滲透排水管工法相近，可互為參考；經考慮推廣及應用性，本計畫首先以管溝中之滲透側溝為建置對象。本綠廳舍案例已於民國92年12月完工，其建置規劃概況概述如后。經濟部水利署台北辦公區新店辦公室之基地施作範圍如圖3-4所示；依據試驗區現地條件，並配合透水鋪面觀測試驗及雨水貯留設備觀測試驗，初步擬定滲透設施之試驗模型規劃配置原則，各原則概述如下：. 25.

(43) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究 1. 於辦公區入口車道旁，設置不同材質之滲透側溝觀測試驗模型二座，長度約5.5m。 2. 監測設備二組。 3. 利用過濾裝置收集雨水貯留設備收集之雨水，作為滲透管溝觀測試驗之自然水源。 4. 所有規劃設計力求與辦公廳舍結為一體，將辦公廳舍與基地保水滲透做有效的結合。基於上述原則，試驗區之配置概如圖3-4所示，現地開挖概況如圖3-5所示。. 圖3-4 試驗區施作範圍配置圖滲透側溝預定地經本計畫研究人員初步以人工開挖判定其土壤組成，發現充滿碎磚塊、廢棄砂袋等，大多為工程廢棄土（如圖3-5(c)所示）；經進一步以挖土機開挖探究其土壤組成，結果亦為工程廢棄土（如圖3-5(d)所示），與試驗區其他位置開挖土壤明顯不同，可能為昔日新店辦公區興建工程廢棄土回填所致。滲透側溝之材料與配置方式經多次與建築師及現場施工人員會商（如圖. 26.

(44) 第三章. 滲透管溝之設計理論探討及試驗規劃. 3-6所示），考量後續滲透側溝之推廣及實用性，認為滲透側溝之材料選擇需考慮兩點： 1.. 側溝之材料需為國內易於取得之材料. 2.. 需為目前國內可行之施工技術. 因此二滲透側溝擬為磚砌型式，材料分別為透水磚襯砌及紅磚襯砌，二不同材質之滲透側溝斷面如圖3-7所示，其剖面如圖3-8所示。. (a) 滲透側溝試驗模型施工前現場. (b) 滲透側溝試驗模型放樣概況. (c) 滲透側溝預定地人工初步開挖. 圖 3-5 滲透側溝現地開挖概況. 27.

(45) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究. 滲透側溝試驗模型地面高程放樣線. 滲透側溝試驗模型開挖地面（未整地）. 建築廢棄土回填. (d) 滲透側溝預定地（未整地）. (e) 滲透側溝預定地（整地後）. 續圖 3-5 滲透側溝現地開挖概況. 28.

(46) 第三章. 滲透管溝之設計理論探討及試驗規劃. 圖3-6 現場會商討論概況. 圖3-7 二不同材質滲透側溝斷面圖. 圖3-8 二不同材質滲透側溝剖面圖. 29.

(47) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究為使滲透側溝具良好之滲透性，側溝磚砌縫隙將使用具透水性之水泥粗砂漿填縫，經與現場施工人員研討，初步選用10~30mm之礫石預拌水泥粗砂漿；而側溝之清碎石級配原則上需使用單一粒徑之級配，然目前國內之供給級配粒徑最小約為5mm，其次則為10~40mm；故經初步篩選後，使用之清碎石級配粒徑約介於20~30mm之間，故選用之級配如圖3-9所示。. 20~30mm. 10~30mm. 5mm. 圖3-9 滲透側溝選用之級配將透水磚送交材料試驗室進行測試，其透水係數（Kgutter ）約為2.1× 10-3m/s；而紅磚側溝之滲透面積為透水磚側溝之20%，故其（Kgutter）為4.2× 10-4m/s。本試驗模型於民國92年12月完工驗收，滲透側溝施工概況如圖3-10 所示，及完工後照片如圖3-11所示。滲透側溝相關施工經驗，如：構造圖說、材料要求及施工方法步驟等，本計畫已初步彙整研擬為設計技術規範，請參閱附錄。. 30.

(48) 第三章. (a) 埋設陰井. 滲透管溝之設計理論探討及試驗規劃. (b) 鋪設不織布. (c) 透水磚側溝鋪設不織布級配後概況. (d) 紅磚側溝鋪設不織布級配後概況. 圖3-10 滲透側溝施工概況. 31.

(49) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究. (a) 紅磚側溝. (b) 透水磚側溝. 圖 3-11 滲透側溝完工後概況. 32.

(50) 第三章. 滲透管溝之設計理論探討及試驗規劃. 第三節滲透管溝模組化試驗模型建置本計畫目前已初步建立本土化之滲透側溝容量計算理論，並配合戶外現地試驗結果進行修正，最後建立滲透側溝（透水磚及紅磚型式）保水（滲透）能力設計曲線及保水（滲透）能力標準計算步驟；相關成果並已初步彙整研擬為設計技術規範內容。然而戶外現地觀測試驗易受天候影響且現地模型不易變更，故本計畫擬規劃設計「滲透管溝模組化室內試驗模型」，以進行不同型式管溝相關觀測試驗；模型已於民國 94 年 5 月發包製作，同年 8 月完成驗收。「滲透管溝模組化室內試驗模型」主要為測試不同型式滲透管溝之滲透性，模型主要分為三部分，分別為：觀測試驗砂箱；滲透管溝設置槽及水位觀測設施。模型以組合搭配方式設置各種型式之滲透管溝以進行定水頭試驗，觀測滲透管溝滲漏水量、以及模擬不同地下水位下之滲漏情況。「滲透管溝模組化室內試驗模型」主要架構請參考圖 3-12，模型建置規劃說明如后。. 一、觀測試驗砂箱觀測試驗砂箱以不銹鋼組成，長 180cm、寬 55cm、高 150cm，前方設置觀察面，接縫處需以不滲水方式處理。區分為：填土層及滲漏層。 1. 填土層：模型內層填充土方，各層土方需壓實，土方底層與模型之接觸面需整面為透水面。 2. 滲漏層：滲漏層用以承接填土層之滲漏水量，需有一定之洩水坡度以將水由出水口排出，不得產生滯蓄（Ponding）現象。. 33.

(51) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究 34. 透水面. 180 140. 75. 級配料. 級配料填充區. 滲透管溝設置槽↓. 75. 滲透磚. 150. 85. 水位觀測管. 可移動支撐鐵網內襯透水不織布. +. 15. 55. 滲透磚. 觀測窗. 填土層. 觀測窗. 填土層區. 出水口. 填土層區支撐鐵網上襯透水不織布. 支撐鐵網上襯透水不織布. 透水面. 滲漏層. 觀測試驗砂箱構造示意圖圖號計畫名稱. 34. 3-12. 圖名. 滲透管溝模組化室內試驗模型構造圖. 滲透管溝容量設計與技術研究. 滲透管溝設置槽及模型組合示意圖台灣雨水利用協會. 內政部建築研究所. 設計：廖朝軒. 校核：. 初審：. 核定：. 製圖：. 日期：94/3. 複審：. 日期：.

(52) 第三章. 滲透管溝之設計理論探討及試驗規劃. 二、滲透管溝設置槽滲透管溝設置槽未來試驗時滲透管溝設置槽需填充級配及混凝土滲透側溝、滲透管等，以組合搭配方式配合各種滲透管溝。滲透管溝設置槽為不銹鋼架構，為一四面之立體結構，需維持三面整面為透水面，外長 75cm、寬 55cm、高 75cm 內襯以透水不織布。. 三、水位觀測、地下水位模擬及排水等設施此部分主要用來觀測砂箱水位、模擬地下水位、將模型滲漏水順利排出及量測砂箱之滲漏水量。. 滲透管溝模組化室內試驗模型規格說明如后：. 一、觀測試驗砂箱 1.. 外形尺寸：請參考圖 3-12。. 2.. 材質：不銹鋼體（至少 2mm）、附觀測視窗（至少 1.5mm）。. 3.. 內附砂土填充槽、襯透水不織布。. 4.. 填充砂土需具一定夯實度 90%，飽和滲透係數需達 10-3~10-5cm/s 範圍內。. 5.. 填充砂土之種類需告知甲方。. 6.. 填充砂土時需埋設偵測裝置，並能測得砂土之濕潤變化。. 7.. 需達一定承載力，以承載填充土方及滲透管溝。. 8.. 需檢附相關監測軟體（Windows XP 作業系統相容）。. 二、滲透管溝設置槽 1.. 需有三面為透水面。. 2.. 在未裝入試驗砂箱情形下，不得產生滯蓄現象。. 3.. 需達一定承載力，以承載填充物。. 35.

(53) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究三、水位觀測、地下水位模擬及排水等設施 1.. 需具有迅速排水的功能，不得使滲漏層積水。. 2.. 地下水位模擬設施需能控制砂箱內水位高度以模擬地下水位。. 3.. 排水管需能將模型滲漏水順利排出，不可讓模型內產生滯蓄現象。. 4.. 需能量測不同地下水位情況下之滲漏水。. 四、滲漏層 1.. 需維持全面滲漏。. 2.. 不得使觀測砂箱產生滯蓄現象。. 3.. 滲漏層需於適當位置設置支架，以支撐上部結構。滲透管溝模組化室內試驗模型裝設施工概況如圖 3-13 所示。. 36.

(54) 第三章. 滲透管溝之設計理論探討及試驗規劃. (a)試驗模型（未裝設前）. (b) 施工工作窗. (c) 底部滲漏層. (d) 排水裝置. 圖 3-13 滲透管溝模組化室內試驗模型裝設施工概況. 37.

(55) 建築基地保水滲透技術設計規範與法制化之研究. 子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計軟體之研究. (e) 填充砂土（過篩前）. (f)填充砂土（過篩後）. (g) 填土. 續圖 3-13 滲透管溝模組化室內試驗模型裝設施工概況. 38.

(56) 第三章. (h) 管溝設置槽不織布鋪設. (j) 完工概況. 滲透管溝之設計理論探討及試驗規劃. (i) 管溝設置槽裝設. (k) 放水測試. 續圖 3-13 滲透管溝模組化室內試驗模型裝設施工概況. 39.