低衝擊開發設施的空間配置對於逕流削減之效益評估

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(1)國立臺灣師範大學地理學系第四十八屆碩士論文. 低衝擊開發設施的空間配置對於逕流削減之效益評估 Effectiveness evaluation of runoff reduction effect of spatially-distributed low impact development facilities. 指導教授: 李宗祐博士研究生: 尹邦倫. 中華民國一〇八年二月.

(2) 摘要近年來面對因全球暖化導致極端氣候事件的短延時強降雨事件頻率增加，而使得淹水事件頻傳。在現行基地保水法規的規範下，仍無法避免新建案所增加的都市雨水逕流。唯有透過低衝擊開發(Low impact development, LID)設施的設置，才得以減少都市地區面對極端氣候事件下所面臨之威脅。本研究以低衝擊開發設施中之綠屋頂為例，並以美國環境保護署(U.S.EPA) 開發之暴雨管理模式(Storm Water Managenment Model,SWMM)，作為模擬分析之工具，以臺北市內湖區的環山排水分區作為研究區域，配合當地土地利用相關的背景參數設定，設計不同比例綠屋頂配置百分比（平均配置於子排水分區）之情境與不同比例下兩種空間配置（集中於上游或下游）之情境，模擬各種情境下的綠屋頂的設置對逕流與洪峰流量之削減效益。結果顯示，在 78.8[mm/hr]的設計降雨下（台北市排水設計標準），10%不透水面設置綠屋頂且平均分布於子排水分區的情境可分別消減洪峰及總逕流量達 5-7%及 5-8%，且因此可承受降雨強度達 84 [mm/hr]之事件，而不超過排水設計標準；80%不透水面設置綠屋頂且平均分布於子排水分區的情境可分別消減洪峰及總逕流量達 46-55%及 46-52%，且因此可承受降雨強度達 118 [mm/hr]之事件。削減的程度及提升降雨強度的容受能力隨著綠屋頂所佔不透水面百分比的增加而線性增加，平均每增加 10%的綠屋頂，可以分別削減 6.1%及 6.7%的總逕流量及洪峰流量，且因此可多承受 4.4[mm/hr]的降雨。然而綠屋頂的空間配置對於削減洪峰流量的影響較為顯著，但整體逕流的削減效率不若直接增加綠屋頂配置百分比。研究結果顯示，綠屋頂能有效的降低因日益增加短延時強降雨事件下所引發之都市逕流。關鍵字：低衝擊開發、逕流削減、暴雨逕流管理模式、Low Impact Development、LID、SWMM、reduction effect. I.

(3) Abstract High-intensity rainfall events have been increasing owing to global warming and the consequent climate change, resulting in more frequent flooding. Although there are legal regulations to limit surface runoff after constructions, surface runoff inevitably increases compared to pre-construction condition. Low impact development (LID) facilities are the solutions to reduce the impacts of flooding from the urban development. In this study, Storm Water Management Model (SWMM) was chosen, and green roof, one of the LID facilities, were used as an example to evaluate the effectiveness of runoff reduction at the given spatially-distributed scenarios. Huan-Shan Drainage District, Neihu, Taipei was the study area. Spatially-distributed scenarios included uniformly-distributed green roof (where could be placed) within the drainage district and centrally-distributed in the upstream/downstream area of the drainage district. The results showed that at the design rainfall, i.e. 78.8 [mm/hr] (the design standard for the drainage system in Taipei), total runoff and peak flow could be reduced by 5-7% and 5-8%, respectively, if 10% of the impervious surface was uniformly placed with green roof. In this case, the drainage system could hence tolerate 84 [mm/hr] rainfall event without surpassing the drainage capacity. In the case of 80%, total runoff and peak flow could be reduced by 46-55% and 46-52%, respectively, and the drainage system could tolerate as much as 118 [mm/hr]. The reduction rates of total runoff/peak flow increased linearly with the increase of green roof placement percentages. At the increment of every 10% green roof placement, the total runoff and peak flow could be reduced by 6.1% and 6.7%, respectively, and the drainage system could tolerate more rainfall, i.e. 4.4[mm/hr]. There was no distinct difference among the centrallydistributed scenarios compared to the uniformly-distributed ones, although centrallydistributed ones resulted in relatively more reduction for the peak flow. The results II.

(4) supported the effectiveness of green roof on reducing the surface runoff, which could be practically applied in the urban to reduce the threat of increased high-intensity rainfall event.. III.

(5) 目錄摘要................................................................................................................................ I Abstract ......................................................................................................................... II 表目錄..........................................................................................................................VI 圖目錄....................................................................................................................... VIII 第一章. 緒論............................................................................................................ 1. 1.1 研究動機.......................................................................................................... 1 1.2 研究目的.......................................................................................................... 2 1.3 研究流程.......................................................................................................... 2 第二章. 文獻回顧.................................................................................................... 5. 2.1 建築基地保水設計技術規範.......................................................................... 5 2.2 低衝擊開發設施.............................................................................................. 8 2.3 SWMM 之應用 ............................................................................................. 14 第三章. 研究方法與研究架構.............................................................................. 17. 3.1 研究區域........................................................................................................ 17 3.2 子排水分區簡介............................................................................................ 18 3.3 SWMM 介紹 ................................................................................................. 25 3.4 模式建置與模擬流程.................................................................................... 32 3.4.1 子排水分區模式設定與管線配置............................................................ 33 3.4.2 LID 參數設定 ............................................................................................. 37 3.4.3 LID 設置情境 ............................................................................................. 39 3.5 設計降雨....................................................................................................... 40 3.6 合理化公式介紹............................................................................................ 42 第四章. 結果與討論.............................................................................................. 45. 4.1 設計雨型與合理化公式驗證模式結果........................................................ 45 IV.

(6) 4.2 各子排水分區綠屋頂設置百分比變化對逕流削減之影響........................ 45 4.3 固定綠屋頂百分比設置於各子排水分區上下游對逕流削減之影響........ 51 4.3.1 綠屋頂設置於 S1 區上下游之影響 .......................................................... 51 4.3.2 綠屋頂設置於 S2 區上下游之影響 .......................................................... 65 4.3.3 綠屋頂設置於 S4 區上下游之影響 .......................................................... 77 4.3.4 綠屋頂設置於 S5 區上下游之影響 ......................................................... 88 4.4 綠屋頂設置百分比所對應之降雨承載力................................................. 100 第五章. 結論與建議............................................................................................ 109. 5.1 結論.............................................................................................................. 109 5.2 建議.............................................................................................................. 110 參考文獻.................................................................................................................... 113. V.

(7) 表目錄表 2-1 綠屋頂種類比較 ............................................................................................ 12 表 2-2 SWMM 相關使用文獻 .................................................................................. 14 表 3-1 S1 子排水分區土地利用面積與佔比 ........................................................... 20 表 3-2 S2 子排水分區土利用面積與佔比 ............................................................... 21 表 3-3 S4 子排水分區土地利用與佔比 ................................................................... 23 表 3-4 S5 子排水分區土地利用與佔比 ................................................................... 24 表 3-5 SWMM 流體演算概述 .................................................................................. 28 表 3-6 SWMM 中 LID 設置所需參數 ..................................................................... 29 表 3-7 SWMM 子集水區建議曼寧係數 .................................................................. 30 表 3-8 SWMM 子集水區建議窪蓄深度 .................................................................. 31 表 3-9 SWMM 封閉管渠建議曼寧係數 .................................................................. 31 表 3-10 環山排水分區 SWMM 子集水區參數設定表 ........................................... 33 表 3-11 綠屋頂主要參數設置 .................................................................................. 38 表 3-12 綠屋頂在各分區最大可設置範圍 .............................................................. 39 表 3-13 臺北市政府(短延時)降雨強度公式表 ....................................................... 40 表 3-14 降雨強度計算表 .......................................................................................... 41 表 3-15 設計雨型排列表 .......................................................................................... 41 表 3-16 臺北市暴雨逕流係數 .................................................................................. 43 表 4-1 合理化公式與 SWMM 模擬之洪峰差異性 ................................................. 45 表 4-2 設計降雨下各子排水分區於現況土地利用下模擬之洪峰抵達時間、洪峰流量與總逕流量.................................................................................................. 46 表 4-3 設計降雨下各子排水分區之不透水面設置 80%綠屋頂後模擬之洪峰與逕流削減效益.......................................................................................................... 47 表 4-4 設計降雨下各子排水區之不透水面設置不同百分比綠屋頂之逕流削減效 VI.

(8) 益.......................................................................................................................... 49 表 4-5 設計降雨下各子排水區之不透水面設置不同百分比綠屋頂之洪峰削減效益.......................................................................................................................... 51 表 4-6 S1 子排水分區各項綠屋頂配置情境之總逕流及洪峰削減比例 ............... 64 表 4-7 S2 子排水分區各項綠屋頂配置情境之總逕流及洪峰削減比例 ............... 77 表 4-8 S4 排水分區逕流洪峰削減表 ....................................................................... 88 表 4-9 S5 排水分區逕流洪峰削減表 ..................................................................... 100 表 4-10 S1 子排水分區綠屋頂設置百分比（平均設置情境）與對應降雨強度承受能力................................................................................................................ 102 表 4-11 S2 子排水分區綠屋頂設置百分比（平均設置情境）與對應降雨強度承受能力................................................................................................................ 103 表 4-12 S4 子排水分區綠屋頂設置百分比（平均設置情境）與對應降雨強度承受能力................................................................................................................ 105 表 4-13 S5 子排水分區綠屋頂設置百分比（平均設置情境）與對應降雨強度承受能力................................................................................................................ 106. VII.

(9) 圖目錄圖 1-1 研究流程圖 ...................................................................................................... 3 圖 2-1 國內現行基地保水工法 .................................................................................. 6 圖 2-2 建蔽率與基地保水法規對逕流倍數的影響 .................................................. 7 圖 2-3 不透水面與基地保水法規對逕流倍數的影響 .............................................. 7 圖 2-4 塊狀透水性鋪面（內政部營建署，2012） .................................................. 9 圖 2-5 雨水回收桶種類示意圖 ................................................................................ 10 圖 2-6 綠屋頂組成結構剖面示意圖 ........................................................................ 11 圖 3-1 台北市主要排水分區位置圖 ........................................................................ 17 圖 3-2 環山排水分區及其子排水分區 .................................................................... 18 圖 3-3 S1 子排水分區位置圖 ................................................................................... 19 圖 3-4 S1 子排水分區土地利用配置圖 ................................................................... 19 圖 3-5 S2 子排水分區位置圖 ................................................................................... 20 圖 3-6 S2 子排水分區土地利用配置圖 ................................................................... 21 圖 3-7 S4 子排水分區位置圖 ................................................................................... 22 圖 3-8 S4 子排水分區土地利用配置圖 ................................................................... 22 圖 3-9 S5 子排水分區位置圖 ................................................................................... 23 圖 3-10 S5 子排水分區土地利用配置圖 ................................................................. 24 圖 3-11 可視化物件所構築之排水系統（EPA，2015） ....................................... 25 圖 3-12 SWMM 計算地表逕流之概念圖(EPA，2010) .......................................... 26 圖 3-13 SWMM 中 LID 之概念圖 ........................................................................... 29 圖 3-14 土地利用類型之劃分 .................................................................................. 32 圖 3-15 SWMM 中主要排水管路之流向 ................................................................ 33 圖 3-16 S1 子排水分區與流向圖 ............................................................................. 34 圖 3-17 S2 子排水分區與流向圖 ............................................................................. 35 VIII.

(10) 圖 3-18 S4 子排水分區與流向圖 ............................................................................. 36 圖 3-19 S5 子排水分區與流向圖 ............................................................................. 37 圖 3-20 設計暴雨 78.8MM/HR 降雨主體圖 .............................................................. 42 圖 4-1 綠屋頂於環山排水分區可放置區域 ............................................................ 47 圖 4-2 設計降雨下各子排水區之不透水面設置不同百分比綠屋頂之逕流削減效益.......................................................................................................................... 49 圖 4-3 設計降雨下各子排水區之不透水面設置不同百分比綠屋頂之洪峰削減效益.......................................................................................................................... 50 圖 4-4 總不透水面之 10%設置綠屋頂並集中置於 S1 子排水分區之上游 ......... 52 圖 4-5 呈圖 4-4，S1 未設置綠屋頂及設置後之流量歷線 .................................... 52 圖 4-6 總不透水面之 10%設置綠屋頂並集中置於 S1 子排水分區之下游 ......... 53 圖 4-7 呈圖 4-6，S1 未設置綠屋頂及設置後之流量歷線 .................................... 53 圖 4-8 總不透水面之 20%設置綠屋頂並集中置於 S1 子排水分區之上游 ......... 54 圖 4-9 總不透水面之 20%設置綠屋頂並集中置於 S1 子排水分區之下游 ......... 55 圖 4-10 總不透水面之 30%設置綠屋頂並集中置於 S1 子排水分區之上游 ....... 56 圖 4-11 總不透水面之 30%設置綠屋頂並集中置於 S1 子排水分區之下游........ 56 圖 4-12 總不透水面之 40%設置綠屋頂並集中置於 S1 子排水分區之上游 ....... 57 圖 4-13 總不透水面之 40%設置綠屋頂並集中置於 S1 子排水分區之下游 ....... 58 圖 4-14 總不透水面之 50%設置綠屋頂並集中置於 S1 子排水分區之上游 ....... 59 圖 4-15 總不透水面之 50%設置綠屋頂並集中置於 S1 子排水分區之下游 ....... 59 圖 4-16 總不透水面之 60%設置綠屋頂並集中置於 S1 子排水分區之上游 ....... 60 圖 4-17 總不透水面之 60%設置綠屋頂並集中置於 S1 子排水分區之下游 ....... 61 圖 4-18 總不透水面之 70%設置綠屋頂並集中置於 S1 子排水分區之上游 ....... 62 圖 4-19 總不透水面之 70%設置綠屋頂並集中置於 S1 子排水分區之下游 ....... 62 圖 4-20 S1 綠屋頂設置區域與百分比變化對總逕流量削減能力之關係 ............. 63. IX.

(11) 圖 4-21 S1 綠屋頂設置區域與百分比變化對洪峰流量削減能力之關係 ............. 64 圖 4-22 總不透水面之 10%設置綠屋頂並集中置於 S2 子排水分區之上游 ....... 65 圖 4-23 呈圖 4-22，S2 未設置綠屋頂及設置後之流量歷線 ................................ 65 圖 4-24 總不透水面之 10%設置綠屋頂並集中置於 S2 子排水分區之下游 ....... 66 圖 4-25 呈圖 4-24，S2 未設置綠屋頂及設置後之流量歷線 ................................ 67 圖 4-26 總不透水面之 20%設置綠屋頂並集中置於 S2 子排水分區之上游 ....... 67 圖 4-27 總不透水面之 20%設置綠屋頂並集中置於 S2 子排水分區之下游 ....... 68 圖 4-28 總不透水面之 30%設置綠屋頂並集中置於 S2 子排水分區之上游 ....... 69 圖 4-29 總不透水面之 30%設置綠屋頂並集中置於 S2 子排水分區之下游 ....... 69 圖 4-30 總不透水面之 40%設置綠屋頂並集中置於 S2 子排水分區之上游 ....... 70 圖 4-31 總不透水面之 40%設置綠屋頂並集中置於 S2 子排水分區之下游 ....... 71 圖 4-32 總不透水面之 50%設置綠屋頂並集中置於 S2 子排水分區之上游 ....... 71 圖 4-33 總不透水面之 50%設置綠屋頂並集中置於 S2 子排水分區之下游 ....... 72 圖 4-34 總不透水面之 60%設置綠屋頂並集中置於 S2 子排水分區之上游 ....... 73 圖 4-35 總不透水面之 60%設置綠屋頂並集中置於 S2 子排水分區之下游 ....... 73 圖 4-36 總不透水面之 60%設置綠屋頂並集中置於 S2 子排水分區之下游 ....... 74 圖 4-37 總不透水面之 70%設置綠屋頂並集中置於 S2 子排水分區之下游 ....... 75 圖 4-38 S2 綠屋頂設置區域與百分比變化對總逕流量削減能力之關係 ............. 76 圖 4-39 S2 綠屋頂設置區域與百分比變化對洪峰流量削減能力之關係 ............. 76 圖 4-40 總不透水面之 10%設置綠屋頂並集中置於 S4 子排水分區之上游 ....... 78 圖 4-41 呈圖 4-40，S2 未設置綠屋頂及設置後之流量歷線 ................................ 78 圖 4-42 總不透水面之 10%設置綠屋頂並集中置於 S4 子排水分區之下游 ....... 79 圖 4-43 呈圖 4-42，S2 未設置綠屋頂及設置後之流量歷線 ................................ 79 圖 4-44 總不透水面之 20%設置綠屋頂並集中置於 S4 子排水分區之上游 ....... 80 圖 4-45 總不透水面之 20%設置綠屋頂並集中置於 S4 子排水分區之下游 ....... 80. X.

(12) 圖 4-46 總不透水面之 30%設置綠屋頂並集中置於 S4 子排水分區之上游 ....... 81 圖 4-47 總不透水面之 30%設置綠屋頂並集中置於 S4 子排水分區之下游 ....... 81 圖 4-48 總不透水面之 40%設置綠屋頂並集中置於 S4 子排水分區之上游 ....... 82 圖 4-49 總不透水面之 40%設置綠屋頂並集中置於 S4 子排水分區之下游 ....... 82 圖 4-50 總不透水面之 50%設置綠屋頂並集中置於 S4 子排水分區之上游 ....... 83 圖 4-51 總不透水面之 50%設置綠屋頂並集中置於 S4 子排水分區之下游 ....... 84 圖 4-52 總不透水面之 60%設置綠屋頂並集中置於 S4 子排水分區之上游 ....... 84 圖 4-53 總不透水面之 60%設置綠屋頂並集中置於 S4 子排水分區之下游 ....... 85 圖 4-54 總不透水面之 70%設置綠屋頂並集中置於 S4 子排水分區之上游 ....... 86 圖 4-55 總不透水面之 70%設置綠屋頂並集中置於 S4 子排水分區之下游 ....... 86 圖 4-56 S4 綠屋頂設置區域與百分比變化對總逕流量削減能力之關係 ............. 87 圖 4-57 S4 綠屋頂設置區域與百分比變化對洪峰流量削減能力之關係 ............. 87 圖 4-58 總不透水面之 10%設置綠屋頂並集中置於 S5 子排水分區之上游 ....... 89 圖 4-59 呈圖 4-58， S5 未設置綠屋頂及設置後之流量歷線 ............................... 89 圖 4-60 總不透水面之 10%設置綠屋頂並集中置於 S5 子排水分區之下游 ....... 90 圖 4-61 呈圖 4-60， S5 未設置綠屋頂及設置後之流量歷線 ............................... 90 圖 4-62 總不透水面之 20%設置綠屋頂並集中置於 S5 子排水分區之上游 ....... 91 圖 4-63 總不透水面之 20%設置綠屋頂並集中置於 S5 子排水分區之下游 ....... 91 圖 4-64 總不透水面之 30%設置綠屋頂並集中置於 S5 子排水分區之上游 ....... 92 圖 4-65 總不透水面之 30%設置綠屋頂並集中置於 S5 子排水分區之下游 ....... 93 圖 4-66 總不透水面之 40%設置綠屋頂並集中置於 S5 子排水分區之上游 ....... 94 圖 4-67 總不透水面之 40%設置綠屋頂並集中置於 S5 子排水分區之下游 ....... 94 圖 4-68 總不透水面之 50%設置綠屋頂並集中置於 S5 子排水分區之上游 ....... 95 圖 4-69 總不透水面之 50%設置綠屋頂並集中置於 S5 子排水分區之下游 ....... 96 圖 4-70 總不透水面之 60%設置綠屋頂並集中置於 S5 子排水分區之上游 ....... 96. XI.

(13) 圖 4-71 總不透水面之 60%設置綠屋頂並集中置於 S5 子排水分區之下游 ....... 97 圖 4-72 總不透水面之 70%設置綠屋頂並集中置於 S5 子排水分區之上游 ....... 97 圖 4-73 總不透水面之 70%設置綠屋頂並集中置於 S5 子排水分區之下游 ....... 98 圖 4-74 S5 綠屋頂設置區域與百分比變化對總逕流量削減能力之關係 ............. 99 圖 4-75 S5 綠屋頂設置區域與百分比變化對洪峰流量削減能力之關係 ............. 99 圖 4-76 S1 子排水分區綠屋頂設置百分比變化（平均設置情境）與所對應之降雨強度承受能力之關係.................................................................................... 101 圖 4-77 S2 子排水分區綠屋頂設置百分比變化（平均設置情境）與所對應之降雨強度承受能力之關係.................................................................................... 103 圖 4-78 S4 子排水分區綠屋頂設置百分比變化（平均設置情境）與所對應之降雨強度承受能力之關係.................................................................................... 104 圖 4-79 S5 子排水分區綠屋頂設置百分比變化（平均設置情境）與所對應之降雨強度承受能力之關係.................................................................................... 106 圖 4-80 各排水分區綠屋頂設置百分比變化（平均設置情境）與所對應之降雨強度承受能力之關係............................................................................................ 107. XII.

(14) 第一章. 緒論. 1.1 研究動機臺灣地處副熱帶季風氣候區，四面環海，冬季與夏季各受東北與西南季風伴隨颱風，終年降雨豐沛，但地理環境上特殊，降雨時空分配不均、地勢陡峭、坡陡流急，面對豪雨和颱風等天然災害威脅時，常不及反應，導致國民的生命財產安全受到威脅。臺灣的天然災害層出不窮，且有愈來愈頻繁之趨勢。近幾年，如2001年納莉颱風造成台北大淹水、2009年莫拉克颱風、及2017年6月2日的暴雨事件，降雨量都動輒數年一遇的暴雨量，超過都市下水道排洪設計五年一次頻率標準，導致都市地區經常發生嚴重淹水現象。在氣候變遷與人為開發的雙重作用下，極端水文事件已成為經常會發生的常態現象(白櫻芳，2016)。但台灣因為都市發展與山坡地的開發，對大自然做出過當利用與過度索求，使得整體環境的脆弱性升高，自我調整能力漸趨薄弱，因而增加了災害的規模、幅度與頻率(陳嫈瑜，2007)。在都市發展的過程中，臺灣都市由於人口快速增加，過去缺乏適當規劃，除了造成市容雜亂外，也使都市內不透水面積增加，破壞了原始自然的水文環境；少了天然綠地，讓可入滲與漥蓄容量降低，同時也減少了原有透水區中的入滲量，以上將造成降雨事件發生後，洪峰流量與逕流量增加。此外都市化後內面工程造成地表粗糙度變小，及限縮排水路徑，使得逕流與渠道中水流速度加快，集流時間縮短，減少洪峰來臨時間，嚴重影響原始水文循環的過程。都市地區密集的人口聚集，致受洪災的機率亦大幅提升(Jacobson, 2011) 。以往過去的水利工程多使用堤防限縮河水流路，搭配分洪、蓄洪等工程手段達到減緩外水對堤防內所造成的淹水。但隨著氣候變遷造成的影響，極端的降水事件層出不窮。加上都市快速的發展使得不透水面積比例大幅增加。如今臺灣都市面臨的問題反而是內水難以宣洩所造成的積淹水。故過往的防洪思維應要有所改變，從「快速排入河道已承受洪水」轉換成「集水區中開發土地與河道共同分 1.

(15) 擔洪水」。增加現地入滲與儲留雨水的機會是未來臺灣在面對氣候變遷下永續發展的目標之一。本研究將透過SWMM模式結合現地資料，整合國內外LID(低衝擊開發設施，Low Impact Development)與基地保水文獻，提出都會區有限空間內有校防洪之策略。. 1.2 研究目的從民國 88 年開始，基地保水設施在台灣透過綠建築標章被大力的推廣，至民國 108 年一月為止，共有 1748 筆符合基地保水指標並頒發綠建築標章之案件；民國 101 年修訂執行的「建築基地保水設計技術規範」，規範了建物開發後應有之基地保水。然而現在有的基地保水規範似乎仍抵擋不住強降雨的威脅；況且基地保水規範僅規範於新的建案，既有的建築則需透過引入低衝擊開發設施，以減緩其已造成之影響。故本研究欲以環山排水分區為例，利用 SWMM 模擬在既有建築條件下，設置不同面積低衝擊開發設施與空間分布差異下，對排水分區逕流削減之效益，做為未來逕流管理之參考。故本研究欲探求之目的列舉如下： 1.. 透過 SWMM 模擬低衝擊開發設施對削減都市逕流的效益。. 2.. 利用 SWMM 評估低衝擊開發設施的空間配置對削減都市逕流之效用。. 3.. 評估設置低衝擊開發設施後可容受之降雨強度。. 1.3 研究流程本研究根據前述動機與目的，共分為五個章節，第一章為緒論，此章節主要為說明研究的動機與目的，並介紹本研究之架構與流程，第二章為文獻回顧，分別透過建築基地保水相關法規、低衝擊開發(Low impact development, LID)與都市暴雨逕流管理模式(Storm Water Management Model, SWMM)應用之文獻作為回顧，期望能透過前人之研究精進模式與研究之設計。第三章講述研究方法，說明研究. 2.

(16) 區域、背景、模式建置過程、參數設定與驗證方法。第四章為結果與討論，比較各種情境下對於總逕流量與洪峰流量之削減效益，並討論其差異。以第五章結論與建議做為結尾，將本研究成果彙整，並提出後續建議。. 圖 1-1. 研究流程圖. 3.

(17) 4.

(18) 第二章. 文獻回顧. 2.1 建築基地保水設計技術規範透過基地內自然土層或人工土層，雨水能滲透並且儲存在土壤中，此種地表可以涵養水分並減少洪患的發生，這樣的功能就稱為基地保水 (內政部建築研究所，2015) 。基地的保水性能愈佳，代表土壤所能涵養雨水的能力愈佳，有助於土壤中微生物的活動，改善土壤之品質並滋養植物。其主要效益包括減洪、水質改善、環境綠美化、減低都市熱島效應影響、增加生物棲地空間、調節微氣候及提升都市景觀美感等。目前綠建築標章中的基地保水設計技術規範，適用範圍新建成之建築物，但建築基地面積小於 300𝑚2 以下或是部分規範之山坡建地、農地不再此規範中。基地保水指標就是用以評估建築基地涵養水份及貯留雨水的能力，加強其保水能力，可以參照建基地保水設計規範。目前基地保水大致有 8 種設計方式，可概括分為兩個部分：直接滲透設計與貯集滲透設計。1.直接滲透設計：完全利用土壤孔隙的毛細滲透原理來達成土壤涵養水分之功能。2.貯集滲透設計：讓雨水暫時留置於基地上，然後再以一定流速使水滲透循環於土壤的方法。. 5.

(19) 圖 2-1. 國內現行基地保水工法. 根據《建築基地保水設計規範》計算基地保水指標基準，計算值λ應大於基地保水指標 λc：. λ=. 開發後基地保水量Q′ 原基地保水量Q0. =. ∑n i=1 Qi A0 ∙f∙t. ≥ λc＝0.5 × （1 − r）. 式中，λ：基地保水指標，無單位. (式2.1). λc：基地保水指標. Q′ ：各類基地保水指標之保水量總和(𝑚3 )，即∑ni=1 Qi Q0 ：原基地保水量(𝑚3 )，Q0 =A0 ∙ f ∙ t A0 ：基地總面積(𝑚2 ) r：基地法定建蔽率 f：基地最終入滲量(𝑚⁄𝑠) t：最大降雨延時基準值(s) 其中等式右側的0.5數值的意義在於期望土地開發後的基地空地中尚能持續保有五成的自然裸露土地作為涵養雨水的機會；這也意味著將土地可以涵養的總水量集中於僅剩的未開發的土地上且只保水的能力高於原先的一半就可以符合 6.

(20) 我們建築設計規範。根據法規的規範，當基地開發的不透水面達原先的40%，則該區所產生的逕流量會提高至未開發時的三倍；當不透水面提升至85%時，逕流量會高達原先的五倍以上，如圖2-2、2-3。. 圖 2-2. 圖 2-3. 建蔽率與基地保水法規對逕流倍數的影響. 不透水面與基地保水法規對逕流倍數的影響. 7.

(21) 2.2 低衝擊開發設施在概念上低衝擊開發(Low Impact Development,LID) 與基地保水的定義有多處相似。低衝擊開發同樣是以分散式、小規模的就源處理設計，通過滲透、過濾、貯存、蒸發及延遲逕流等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。低衝擊開發一詞是由美國馬里蘭州喬治王子縣(Prince George’s Country)與美國環境保護署率(U.S.EPA)在 1990 年代，率先提出。主要原則如下： 1.為容受水體的環境保護提供改進的技術。 2.為以環境敏感考量發展提供經濟誘因鼓勵。 3.充分發揮環境敏感的場地規劃和設計潛力。 4.鼓勵公眾教育與參與環境保護 5.幫助建立基於環境管理的社區 6.降低雨水設施的建設與維護成本 7.引進雨水管理的新觀念、技術和項目，如微管理和多功能景觀特徵；模仿或複製水文功能：並維持容受水體的生態/生物完整性。 8.支持法規彈性，以促進「智能成長」(smart growth)的原則下，允許創新的工程和場地規劃。 9.鼓勵以當前暴雨措施和調適策略的經濟、環境和技術可行性和適用性逕行辯論。現今 LID 也被用於避免，如逕流率和逕流量增加，滲透減少，地下水補注和基流減少以及溪流，河流和淺層地下水水質惡化等都市化問題(Ahiablame et al., 2012; USGS, 1999)。依照 2010 年美國環境保護局(United States Environmental Protection Agency , EPA) 之「低衝擊開發手冊」，低衝擊開發技術可分為四類，分別是生物滯留槽(如窪地、雨花園等)、透水鋪面、(雨水)貯留/ 回收系統，以及綠屋頂。根據內政部 8.

(22) 營建署水環境低衝擊開發設施操作手冊較常見的 LID 設施分別有綠屋頂(Green roof)、透水鋪面(Permeable Pavements)、生態滯留單元(Bioretention Cell)、樹箱過濾設施(Tree Box Filters)、植生溝(Grass Swales)、雨水桶(Rain Barrels)、滲透側溝 (Infiltration Gutter)及滲透陰井(Infiltration Well)等 (內政部營建署，2015) 。以下列舉幾項常見之 LID 設計： 1.. 透水鋪面設計人為活動的地面構造，可以區分為表層與基層。「透水鋪面」，就是表層及基. 層均具有良好透水性能，目前常見的透水鋪面形式有可分為塊狀透水性鋪面與整體性透水鋪面。由於透水性鋪面之強度較一般道路或排水性路面低，故適合用於荷重條件較溫和（低、小、輕）的行人步道、自行車道、廣場或公園等開放空間；在適當維護下，亦可設置於停車場及低交通量的道路。臺灣由於人行道寬度較不足，比起其他 LID 設施，更適合施作透水性鋪面(內政部營建署，2015)。透水性鋪面發展 30 幾年來，由於透水率與耐用性無法兼顧，發展進程緩慢，目前基本上以低交通量道路及人行道使用透水性鋪面，重交通量道路使用排水性鋪面，來因應技術及材料強度上限制。(陳瑞文，2006). 圖 2-4. 塊狀透水性鋪面（內政部營建署，2012）. 9.

(23) 2.. 雨水桶屬於小型雨水貯集系統，主要收集並貯留來自屋頂之雨水逕流。通常位於地面上，其貯留水量可供花園灌溉或沖廁等外部使用。雨水桶可設置在住宅區、商業區、公共地區或工業區，尤其適用於地價高、土壤入滲能力低或是沒有開放空間可以設置其它入滲設施之地區，例如：高度都市化地區，高密度住宅開發區 (內政部營建署，2015) 。. 圖 2-5. 雨水回收桶種類示意圖. (https://www.newsmarket.com.tw/blog/26272/) 3.. 綠屋頂綠屋頂一般是指具有植物及土壤覆蓋的屋頂系統，其效益有：改善淨化水質、利用生長介質及貯水區貯存雨水並透過植物蒸散排去（多餘雨水透過暗渠或溢流口經由建物排水系統排除）、增進能源效率、建物隔熱、延長屋頂結構壽命、降低都市熱島效應、景觀營造和生物多樣性等，而效益成果取決於植物選擇、土壤成份和深度、屋頂的方向和坡度、天氣模式和維護計畫等因素(水環境低衝擊開發操作手冊，2015)。. 10.

(24) 其組成主要分為四個項目，由上到下分別為：植栽層、介質層、排水層與攔根層(如圖 2-6 所示)，綠屋頂根據其植栽種類與介質層厚度可以分為主要三類，粗放型(extensive)與精養型(intensive)，而或以介於兩者之間的半精養型 (semi-intensive)(水環境低衝擊開發操作手冊，2015)，如下表 2-2 所示。. 圖 2-6. 綠屋頂組成結構剖面示意圖 (Rabe，2013). 粗放型的綠屋頂，其介質層生度較淺(<50~200mm)、重量較輕(＜ 50~220𝑘𝑔⁄𝑚2)，植栽種類以草本植物為主，多數不需頻繁的維護及配置灌溉系統，建造費用相對便宜，通常不會被設計成提供公眾觀賞的型態，屬低維護需求且有效率的暴雨管理系統 (陳啟鳳，2016；水環境低衝擊開發操作手冊，2015)，本研究使用及文獻回顧的重點皆以此型態綠屋頂為主。. 11.

(25) 表 2-1. 綠屋頂種類比較. （彙整自：水環境低衝擊開發手冊，2015；邱靜怡，2012；陳起鳳，2016）粗放型構造. 半精養型. 精養型. 基底層較薄基底層(120~250 mm) 重量(120~200 𝑘𝑔⁄𝑚2) (<50~200 mm). 基底層較厚(>200 mm) 重量較重. 重量較輕(<50~220 維修費依設計樣式調整. (200~1000𝑘𝑔⁄𝑚2)) 維修費較高. 𝑘𝑔⁄𝑚2 )) 維修費較低優. 重量輕，使用於面能因應植物生長狀況調整具有多用途，如休憩、. 點. 積廣的範圍總成本相較精養型較無根系破壞種植食用植物低廉屋頂結構之疑慮，負重也植物種類多樣化適用於建築物翻修相對較輕隔熱效果較佳工程植物可自行生長維護成本低. 缺點. 植物種類選擇少視覺吸引力低. 美觀價值高. 成本依植栽種類而定，價格範圍較大需要定期的維護及不定時的灌溉，因此對維護管理. 總成本高不適用屋頂翻修工程重量大，需考慮屋頂負荷重. 有一定的要求. 需要較多能源、水等資源維護. 綠屋頂在生態與環境上有許多的效益，Berardi 等人把其中分為幾個面向：降低能耗(Lanham,2007; Liu,2003; Sailor,2008；Kumar et al., 2005; Perez et al., 2011)、減緩都市熱島效應(Cox ,2010；Oberndorfer et al.,2007; Takebayashi et al.,2007; Santamouris ,2012)、減低空氣汙染(Zhang,2003; Currie,2005; Sarrat,2006)、增進水資源的管理 (Chen,2013; Chan and Chow,2013; Berndtsson,2010; Hathaway et al.,2008; DeNardo et al.,2005; Fioretti et al.,2010; Vijayaraghavan et al.,2012)、隔絕噪音(Renterghem et al.,2011; Connelly et al.,2011)、生態保護與景觀美化(Dunnett et al.,2008; Umberto Berardi，2014)。綠屋頂之所以能影響逕流與洪峰流量的原因，在於綠屋頂其表層的植栽與介質層將水儲存於其中，透過植栽及介質層窪蓄與入 12.

(26) 滲的作用，會洪峰與總排水量降低，綠屋頂配置則會使洪峰產生延遲，減緩下水道因排水處理不及而淹水的可能性。最主要影響綠屋頂功能的因子主要分為兩類：綠屋頂組成(土壤介質厚度、組成、含水量、植栽種類、植被覆蓋率與屋頂斜率等)以及地區氣候(降雨特性、溫度、濕度與風力等)(邱靜怡，2012)。而對截流雨水的效益植栽層扮演著重要的角色，種植植物能使總蒸發量增加，並透過蒸散作用的過程能幫助還恢復介質層的儲水容量(Berghage et al., 2007; Voyage et al., 2010) ，根據 Bengtsson 的研究逕流量的削減主要是與田間含水量與綠屋頂的初始儲存量有關，當降雨(Bengtsson et al., 2005)。此外 DeNardo 和 VanWoert 等人研究表明粗放型的綠屋頂最多可以減少 60%的總逕流量(DeNardo et al.2005; VanWoert et al., 2005)。在其他研究中也指出其逕流減少效益較低也在 25%~50%之間(DeNardo et al.2003; VanWoert et al., 2005; Fioretti et al., 2010) 。降雨事件中的降雨量也主導著綠屋頂涵養水分的能力，且其隨著降雨量成反比的關係，在小規模的降雨下(降水量<25.4mm)綠屋頂涵養水份百分比達到 88%，在中等規模的降雨下(25.4mm ~76.2mm)含水量也有約 54%，當大雨事件下(>76.2mm)則有 48%的涵養能力(Carter et al., 2006)。在各種 LID 的技術當中，綠屋頂富含景觀與生態營造綠色植物的生長空間，其額外土地成本也得以減輕，降低了在都市地區使用的負擔，綜合其對於都市於水逕流的效益，因此本研究將以綠屋頂作為 LID 設施的代表，做為後續評估的主要對象。. 13.

(27) 2.3 SWMM 之應用對於短延時強降雨造成排水系統宣洩不及所造成的水患災情，為了減少災害損失，與有效的排水系統規劃，目前已有許多整合水文、水質、都市排水的模擬軟體因應而生，其中 SWMM 可以使用在市區與非市區的降雨所引起的逕流模擬，考慮到不同的土地利用、地表窪蓄與截流、蒸發和入滲等原因對逕流的影響，國內外皆有許多透過 SWMM 模擬之案例，在這之中主要可以分出目前主要以 SWMM 為主的幾類研究，如：參數檢定、逕流模擬、水質模擬、LID 效益評估、 LID 最佳化配置與成本評估。表 2-2 作者 Zhu et al. (2017). Qin et al. (2013). SWMM 相關使用文獻. 內容利用 SWMM 模式，透過三種降雨特徵參數(洪峰係數、洪峰延時、降雨強度)，模擬 27 種情境得知 LID 設施對短延時、低降水強度和低洪峰係數的情境下較為有效，而 LID 受降雨強度影響最為顯著。透過 SWMM 發現窪蓄無法有效減少逕流產生，反而是透水鋪面與綠屋頂可以有效的減少 70 mm 到 140 mm 降雨事件的水量。. Palla et al.(2015). 透過 SWMM 來研究 LID 在集水區使用的影響。其中，逕流歷線取決於不透水面積減少，並且需要減少> 5％才能獲得顯著的效益。更指出 LID 對逕流的改善是取決於其滯留水的能力。. Park et al. (2008). 檢驗了地表的集水區劃分大小對逕流與非點源污染的影響，結果顯示，劃分的解析度對逕流結果影響並不顯著，但在排水出口的洪峰時間則會有所影響，且解析度降低則會減少地表汙染物的沖刷模擬結果。. Yao et al.(2016). 利用 SWMM，探討不透水指標(總不透水面、有效不透水面)在不同降雨情況下對逕流改變量的貢獻及其相關意義。結果顯示，總不透水面相較有效不透水面更為影響逕流的主導因素。. Autixier et al.(2014). 評估雨水花園削減進入排水網路水量與合流汙水道的水量，結果發現在設置 21%的與花園後，集水區總逕流削減量最多可到 19.4%，洪峰最多可削減 56%。 14.

(28) Xing et al.(2016). 透過設置儲水裝置與過濾裝置找出在集水區的最佳配置方式，結果顯示最佳化的配置下不同降雨情境下的總出流量減少率可以達到 31.4%，最少為 14.7%。. Burszta-Adamiak et al.(2013) 林郁汶(2013). 建立綠屋頂實驗，檢視 SWMM 在綠屋頂參數設計與實際施工的綠屋頂之差異，其相關係數雖不顯著，但得知對於綠屋頂設計，其配層構造較簡單的其逕流削減效益較高。利用 SWMM 模擬逕流經過花槽入滲並假設不同面積大小案例比較逕流削減效益。模擬結果可得知提升花槽面積至少達建築物屋頂的 1/7 面積以上則明顯有削減逕流之效益，總逕流量則可削減原花槽的 60%以上的逕流，且能將逕流歷線延時縮短一半以上；洪峰逕流量也能削減的 18.9%，洪峰逕流量發生時刻延遲 4 分鐘。. 黃耀賢(2015). 透過最佳化配置的方式比較並計算年計成本、年計效益與益本比，找出集水區中不同情境下的最佳配置方式，結果顯示，最佳配置下可以減少一千萬台幣的淹水損失，並可以達到明顯的逕流與洪峰的削減。並提出在此區域的低衝擊開發設施應以綠屋頂與生態滯流單元為主，雨水桶與透水鋪面為輔。. 徐硯庭(2013). 探討低衝擊開發設施運用於都市化地區的減洪效應。透過將高、中、低密度的低衝擊開發設施導入市區。得知低衝擊開發設施確實可以有效消減都市地區暴雨產生的洪峰流量，最大可以達到 60%的減洪效益。. 郭昭廷(2018). 將低衝擊開發設施導新舊城區並觀測對地表逕流削減的效益，其中發現，貯留型的低衝擊開發設施對洪峰削減有明顯的效益，最高可達 60.5%。而新城區導入低衝擊開發設施後，總逕流量再三場設計暴雨下約達 17~18.7%之削減效益，洪峰流量削減效益達 18~21.7%之間。. 喻海軍等(2012). 利用構建的模型和設計暴雨對濟南市排水系統健康進行診斷，分析出城市雨水排水特徵，並提出了必要的解決方案。分析表明，濟南市目前的排水管網比較脆弱，需要進行相應改善。. 在目前使用 SＷＭＭ的研究中以模擬小型集水區與單一降水事件較為適用，對 LID 研究有越來越多的趨勢，主要原因為 SWMM 對 LID 的調控有較高的彈性與選擇(Elliott, 2007；Jang et al., 2007) ，故在本研究上將以 SWMM 作為主要使用之工具。 15.

(29) 16.

(30) 第三章. 研究方法與研究架構. 本章節主要敘述為研究架構、流程與方法，說明研究區的背景並分析介紹，其中包含研究範圍、限制、氣候條件、水文條件、地文與土地利用等，透過了解研究區實際現況並可對參數做更進一步的設置。. 3.1 研究區域. 圖 3-1. 台北市主要排水分區位置圖. 環山排水分區主要以環山抽水站其抽水範圍所構成的環山排水分區分為五大次集水區，包含內湖科技園區北段及內湖路一段以北至環山路以南之間的文教住宅區。依其管路配置可將環山排水分區分為 S1、S2、S3、S4 和 S5 五個次集水區， 17.

(31) 其面積分別為 32.35、30.01、28.79、58.18 和 24..88 公頃，五個次集水區依照土地利用的不同，各分區不透水面比例位於 76~84% 之間。而 S3 區在管線數據中缺漏較大，故本研究只對 S1、S2、S4 和 S5，四個排水分區作為研究對象。. 圖 3-2. 環山排水分區及其子排水分區. 3.2 子排水分區簡介 (一) S1 排水分區(港墘路、內湖路一段、內湖路一段 114 巷、環山路二段) 主要是由港華里、麗山里及港都里所組成。捷運文湖線沿內湖路一段橫越此分區。分區內多為一般住宅區、商業用地，以及學區則有麗山國中與麗山國小兩所學校。公園綠地較少且零散分布其中。(圖 3-3)。本研究使用 GIS 軟體套疊國土測繪中心的土地利用配置圖(圖 3-4)，並計算各土地利用面積(表 3-1)得知，S1 分區總面積為 32.35 公頃，其中住宅用地占全區 71%，面積約 23.1 公頃；學區用地面積占 14%，面積約 4.67 公頃；公園綠地僅占 1%，面積約為 0.35 公頃；剩餘道路用地占全區 13%，面積約為 4.23 公頃。. 18.

(32) 圖 3-3 S1 子排水分區位置圖. 圖 3-4. S1 子排水分區土地利用配置圖. 19.

(33) 表 3-1. S1 子排水分區土地利用面積與佔比. 土地利用項目. 面積(公頃). 占總面積比例(%). 住宅用地. 23.1. 71%. 學校用地. 4.67. 1%. 公園綠地. 0.35. 14%. 道路用地. 4.23. 13%. 總面積. 32.35. 100%. (二) S2 排水分區(內湖路一段 114 巷、內湖路一段、環山路一段、環山路二段) 此分區屬於西湖里以內湖路一段以北與麗山里組成，境內綠地面積最大，捷運西湖站位於其南側，沿著內湖路一段以高架方式橫越此區。在此區北邊有著仙樹公園綠地，也是當地俗稱的鴨母嶺，此區也是環山排水分區中最大的一塊綠地 (圖 3-5)。S2 分區內總共有三所學校用地，分別是西湖國中、西湖國小及已經停招的強恕中學。S2 分區總面積為 30.01 公頃，其中住宅用地占全區 57%，面積約 17.03 公頃；學區用地面積占 19%，面積約 5.77 公頃；公園綠地占 14%，面積約為 4.17 公頃；剩餘道路用地占全區 10%，面積約為 3.04 公頃(圖 3-6)。. 圖 3-5 S2 子排水分區位置圖 20.

(34) 圖 3-6 表 3-2. S2 子排水分區土地利用配置圖 S2 子排水分區土利用面積與佔比. 土地利用項目. 面積(公頃). 占總面積比例(%). 住宅用地. 17.03. 57%. 學校用地. 5.77. 19%. 公園綠地. 4.17. 14%. 道路用地. 3.04. 10%. 總面積. 30.01. 100%. (三) S4 排水分區(港墘路、堤頂大道二段、基湖路、內湖路一段). 此分區屬於內湖區六期市地重劃區的北段，分區內主要以高科技產業、傳媒產業之商辦大樓為主，只有一所內湖高工學區。公園綠地的空間相較其他分區也偏少(圖 3-7)。S4 分區總面積為 58.18 公頃，其中住宅辦公用地占全區 77%，面積約 44.53 公頃；學區用地面積占 7%，面積約 3.88 公頃；公園綠地占 6%，面積約為 3.3 公頃；剩餘道路用地占全區 11%，面積約為 6.47 公頃(圖 3-8)。 21.

(35) 圖 3-7 S4 子排水分區位置圖. 圖 3-8. S4 子排水分區土地利用配置圖. 22.

(36) 表 3-3. S4 子排水分區土地利用與佔比. 土地利用項目. 面積(公頃). 占總面積比例(%). 商辦住宅用地. 44.53. 77%. 學校用地. 3.88. 7%. 公園綠地. 3.3. 6%. 道路用地. 6.47. 11%. 總面積. 58.18. 100%. (四) S5 排水分區(堤頂大道二段、樂群一路、敬業三路、樂群二路) S5 排水分區位於環山排水分區中最下游段，其中環山抽水站就位於其分區中，該分區建物組成多為高樓層之公寓大廈，分區內另設有濱江國中與國小兩所學區。在其南側是沿著樂群一路所設置的下塔悠公園，整體綠地比例屬於四個研究分區中最高(圖 3-9)。S5 分區總面積為 24.88 公頃，其中住宅用地占全區 55%，面積約 13.69 公頃；學區用地面積占 20%，面積約 4.95 公頃；公園綠地占 17%，面積約為 4.22 公頃；剩餘道路用地占全區 8%，面積約為 2.02 公頃(圖 3-10)。. 圖 3-9 S5 子排水分區位置圖. 23.

(37) 圖 3-10 S5 子排水分區土地利用配置圖表 3-4 S5 子排水分區土地利用與佔比土地利用項目. 面積(公頃). 占總面積比例(%). 商辦住宅用地. 13.69. 55%. 學校用地. 4.95. 20%. 公園綠地. 4.22. 17%. 道路用地. 2.02. 8%. 總面積. 24.88. 100%. 24.

(38) 3.3 SWMM 介紹暴雨管理模式(Storm Water Management Model, SWMM)為美國環境保護署 (U.S. Environmental Protection Agency, U.S.EPA)所研發，SWMM 的優點在於其模式分為兩個物件模組，可視化物件(Visual Objects)與不可視化物件(Non-visual Objects)。可視化物件和可以對研究區域輸入的數據進行編輯，並利用不可視化物件輸入研究區域的相關背景條件與描述檔即可模擬出包含水文歷程、管線水流和水質等演變過程。可視化物件內容包含雨量站(Rain gage)、子集水區(Subcatchments)、節點系統(node)(連接點、排水點、分流點、儲水單元)與連結系統(Link)(管線或渠道、水泵、流量調節器)。建立 SWMM 模擬首先需要劃定子集水區的區域與數量，本研究透過 GIS 軟體取得設置子集水區所需要之參數，其中包含面積、寬度、坡度、不透水面百分比。透過結合不可視化物件等數據參數，如氣象參數、水文參數、水力參數、水質參數及各項數據列表等。. 圖 3-11. 可視化物件所構築之排水系統（EPA，2015）. 在模擬方面透過從水文運算理論、LID 模組與主要之參數設定詳述在子集水區中地表逕流的產生與計算方式，並在進入都市排水管線中將以何種流體演算方式進行模擬。 25.

(39) (一) 水文運算 1.. 地表逕流模擬在模擬地表逕流部分，SWMM 所採用將地表作為非線性水庫(Nonlinear. Reservoir)進行模擬，其中在模擬逕流量的公式為透過曼寧公式求解，計算如式 3.1。子集水區入流量可以來自降水、融雪或上游子集水區之逕流，當入流量超出集水區之入滲與蒸發量時，入流量會在子集水區之表面形成蓄水深度，在蓄水深度超過最大蓄水深度時即形成地表逕流，如圖 3-12 所示。 5. Q=. ⁄ 1 1.49𝑊(𝑑−𝑑𝑝 ) 3 𝑆 ⁄2. 𝑛. (式 3.1). 式中，Q：流量(𝑚3 ⁄𝑠) 𝑊；逕流寬度(m) 𝑛：曼寧係數 𝑑：蓄水深度(m) 𝑑𝑝 ：最大蓄水深度(m) 𝑆：坡度. 圖 3-12 SWMM 計算地表逕流之概念圖(EPA，2010) 2.. 入滲模擬入滲發生在於降雨逕流進入子集水區可入滲的區域時所發生的過程。在. SWMM 中提供 Hotorn’s Equation、Modified Hotorn’s Equation、Green-Ampt Method、 Modified Green-Ampt Method 與 SCS Curve Number method 五種方程式可以選擇。 26.

(40) Hotorn’s Equation 主要是以觀測之經驗式做為運算，此經驗式需要透過輸入最大與最小入滲速率、描述速率如何隨時間下降的衰退係數以及飽和土壤完全排乾所需要的時間。本研究基於土壤參數相對便於估計與 Hotorn’s Equation 適用於模擬降雨強度大於入滲量之情況之因素故使用其作為入滲模擬之方法。參考公式如式 3.2。 𝑓𝑡 =𝑓𝑐 +(𝑓0 − 𝑓𝑐 )𝑒 −𝑘𝑡. (式 3.2). 式中，𝑓𝑡 ：時間 t 內之平均入滲率(mm/hr) 𝑓𝑐 ：最終平衡入滲率(mm/hr) 𝑓0 ：起始入滲率(mm/hr) k：入滲常數(1/hr) t：降雨時間(hr) 3.. 流體演算當地表逕流透過人孔蓋等管點進入排水系統管道中時，SWMM 會開始進行. 管渠中的流體演算，模式提供了三種流體演算法，分別為穩定流演算(Steady Flow Routing)、運動波演算(Kinematic Wave Routing)與動力波演算(Dynamic Wave Routing)，可透過使用者需求選擇演算方法，詳細比較請參考表 3-6。本研究因可慮到都市地區管渠流路有蓄水、迴水壓力流等因素，故在流體演算上採用動力波演算來模擬。. 27.

(41) 表 3-5. SWMM 流體演算概述. 演算方程式. 概述該類演算不考慮渠道蓄水、迴水影響、進口/出口損失、流向逆轉或者壓力流動。它. 穩定流演算(Steady Flow Routing). 僅僅用於樹狀輸送網路。這種形式的演算對使用的時間步長不敏感，僅適合於利用長期連續模擬支線管路的初步分析。運動波演算允許流量和面積隨管渠空間和時間上進行變化。當入流量在整個管道演算時，可能導致延緩的出流量過程。可是，該種形式的演算沒有考慮迴水影響，. 運動波演算(Kinematic Wave Routing). 進口/出口損失或者壓力流，也局限於枝狀網路佈局。如果不期望前述的效應很顯著，那麼該可選方式可以對於長期模擬是一個可靠的演算方法。動態波演算可以考慮管道蓄水、迴水、進口/出口損失、流向逆轉和壓力流。因為它. 動力波演算(Dynamic Wave Routing). 耦合了節點水位和管渠流量的求解，適用於任何常見網路佈置，理論上也最為精準。. (二) LID 模組 LID 在 SWMM 設置中主要採取分層的概念，其大致可分為五層：地表層、透水層、土壤層、蓄水層與排水層，會接收降水與同一集水區不透水面之地表逕流，逕流進入 LID 後會產生入滲與蒸散，剩餘的部份則會成為地表逕流後流出 LID，入滲的部分會進入下一層的土壤層與儲水層，剩餘的水則會隨著排水設施排出。而根據 LID 的不同所參考的分層也會不同，例如，綠屋頂會需要分別考慮地表層、土壤層與排水層的設置。在運算過程中會計算各級配層的含水量平衡，演算逕流在每一配層中的傳遞與儲留。其各層屬性資料在 LID 控制器(LID Control)中對特定 LID 類型做設定，而在子集水區則各設有 LID 編輯器(LID Editor)做為各子集水區之配置。. 28.

(42) 圖 3-13 SWMM 中 LID 之概念圖 (EPA，2010) 表 3-6. SWMM 中 LID 設置所需參數（EPA, 2010）. LID Type. Surface. Bio-retension Cell. Soil. Storage. Uderdrain. X. X. X. O. Green Roof. X. X. Permeable Pavement. X. Infiltration Trench. Pavemant. X. X. Rain Barrel Vegetative Swale. X 注：x 為必要參數、o 為選擇性參數 29. X X. O. X. O. X. X.

(43) (三) 主要之參數設定 SWMM 在可視化物件中包含雨量站(Rain gage)、子集水區(Subcatchments)、節點系統(node)(連接點、排水點、分流點、儲水單元)與連結系統(Link)(管線或渠道、水泵、流量調節器)。在雨量站的部分可以設定的雨量數據的格式與雨量紀錄的時間間隔，取自於降雨資料之格式而定。本研究因考量短延時強降雨之時間間隔，以五分鐘為單位作為輸入。在子集水區的參數設定中，分別有雨量站、出水點、面積、寬度、坡度、不透水面積比例、不透水面曼寧係數、透水面曼寧係數、不透水面窪蓄深度、透水面窪蓄深度、不透水面無窪地區域比例、子集水區內部流路、入滲模式、LID 編輯器等。其中為便於計算，各子集水區之寬度均為其面積之平方根。SWMM 亦提供子集水區依照其地表樣態，提供建議使用之參數，避免設置偏差的情形產生，請參考表 3-7、3-8。表 3-7. SWMM 子集水區建議曼寧係數 (McCuen，1996). 地表. 曼寧係數. Cultivated soils. Smooth asphalt. 0.011. Residue cover < 20%. 0.06. Smooth concrete. 0.012. Residue cover > 20%. 0.17. Ordinary concrete lining. 0.013. Range (natural). 0.13. Good wood. 0.014. Grass. Brick with cement mortar. 0.014. Short, prarie. 0.15. Vitrified clay. 0.015. Dense. 0.24. Cast iron. 0.015. Bermuda grass. 0.41. Corrugated metal pipes. 0.024. Woods. Cement rubble surface. 0.024. Light underbrush. 0.40. Fallow soils (no residue). 0.05. Dense underbrush. 0.80. 30.

(44) 表 3-8. SWMM 子集水區建議窪蓄深度 (ASCE，1992). 不滲透地表. 1.27~2.54 mm. 草坪. 2.54~5.08 mm. 牧場. 5.08 mm. 森林凋落物. 7.62 mm. 在管線系統中主要可以參照 SWMM 提供之觀去的曼寧係數做設定，參造表 3-9。本研究管渠中曼寧係數皆採用 0.015 做為模擬。. 表 3-9. SWMM 封閉管渠建議曼寧係數 (ASCE，1982). 管線媒材. 曼寧係數. Asbestos-cement pipe. 0.011 - 0.015. Brick. 0.013 - 0.017. Corrugated-metal pipe (1/2-in. x 2-2/3-in. corrugations). Cast iron pipe - Cement-lined & seal. 0.011 - 0.015. coated Concrete (monolithic) - Smooth forms. 0.012 - 0.014. - Rough forms. 0.015 - 0.017. Concrete pipe. 0.011 - 0.015. - Plain. 0.022 - 0.026. - Paved invert. 0.018 - 0.022. - Spun asphalt lined. 0.011 - 0.015. Plastic pipe (smooth). 0.011 - 0.015. Vitrified clay. 31. - Pipes. 0.011 - 0.015. - Liner plates. 0.013 - 0.017.

(45) 3.4 模式建置與模擬流程模式建置前之資料收集包含排水區域之劃分、土地利用、排水管線、地表高程等資料，大部分研究資料來源由臺北市政府工務局與內政部國土測繪中心提供。利用 GIS 套疊土地利用與排水區，評估出各子集水區應對應之土地使用類別，並以雨水排水管線、排水方向與街區分割各子排水分區。. 圖 3-14. 土地利用類型之劃分. 在各子集水區的配置中，主要分為四種土地利用類型，分別為商辦住宅、學校、公園綠地與道路，這四種土地利用在 SWMM 中各有其參數配置(表 3-10) 為參考 SWMM 使用手冊中所建議之範圍值。其中各項土地利用之不透水百分比依據林子平(2002)對臺北市 355 個基地進行之不透水面率調查結果之調整。商辦住宅區不透水比例為 88%、學校為 60%、公園綠地為 25%、道路為 100%。研究區中道路子集水區考慮模式運行之合理性依據人工判別，道路被切割成多個子集水區分別承接其他子集水區之逕流並匯流至排水管路中。 32.

(46) 表 3-10. 環山排水分區 SWMM 子集水區參數設定表商辦住宅學. 校公園綠地道. 路. 不透水面百分比 ( % ). 88. 60. 25. 100. 不透水面曼寧係數. 0.012. 0.012. 0.012. 0.011. 透. 數. 0.15. 0.15. 0.15. 0.15. 不透水面窪蓄深度(mm). 1.27. 1.27. 1.27. 1.27. 透水面窪蓄深度 (m m ). 2.54. 2.54. 5.08. 2.54. 不透水面無窪蓄百分比(%). 20. 20. 20. 90. 水. 面. 曼. 寧. 係. 3.4.1 子排水分區模式設定與管線配置詳細管線配置與子集水區劃分參考圖 3-15，排水管線大致流向是由東北往西南流，根據管線與道路街區規劃將環山排水分區劃分為四個子排水分區。. 圖 3-15. SWMM 中主要排水管路之流向 33.

(47) (一) S1 子排水分區 SWMM 中 S1 子排水分區劃分依據國土測繪中心所提供之土地利用資訊與套疊 GIS 系統共可劃分處 44 個子集水區塊。管線資料透過臺北市工務局所提供之雨水下水道管線資料，經過資料校正後，擬定出合理管線資訊。 . 住宅商辦子集水區：主要為不透水之鐵皮屋頂所構成，研究區中共有 28 塊商辦住宅子集水區其不透水比例設定為 88%。. . 學校子集水區：S1 子排水分區內有麗山國中與麗山國小兩所學校，故設置兩塊學校子集水區。. . 公園子集水區：分區內包含港華六號公園、港墘公園、港都公園、內湖路一段與港墘路交叉路段圓環的綠地。在畫分上將港都公園與麗山國中化焚為同一子集水區，故共劃分出 3 塊公園綠地子集水區。. . 道路子集水區：依照街區劃分出道路子集水區，其中包含一處私有停車場。故將此排水分區劃分 11 塊道路子集水區。. 圖 3-16 S1 子排水分區與流向圖 (二) S2 排水分區 34.

(48) SWMM 在 S2 子排水分區中劃分 33 塊子集水區。 . 住宅商辦子集水區：主要為不透水之鐵皮屋頂所構成，研究區中共劃分 19 塊住宅商辦子集水區。. . 學校子集水區：排水分區內有西湖國中與西湖國小與強恕中學三所學校，故設置 3 塊學校子集水區。. . 公園子集水區：分區內包含西湖綠地、仙樹公園與鴨母嶺綠地。故共劃分出 3 塊公園綠地子集水區。. . 道路子集水區：依照街區劃分出道路子集水區，其中包含二處私有停車場。故將此排水分區劃分 8 塊道路子集水區。. 圖 3-17 S2 子排水分區與流向圖. (三) S4 排水分區 SWMM 在 S4 子排水分區中劃分 26 塊子集水區。 35.

(49) . 住宅商辦子集水區：主要為內湖科學園區之辦公大樓，研究區中共劃分 17 塊住商辦子集水區。. . 學校子集水區：排水分區內有內湖高工，故設置 1 塊學校子集水區。. . 公園子集水區：分區內包含洲子二號公園與大港墘公園。故共劃分出 2 塊公園綠地子集水區。. . 道路子集水區：依照街區劃分出道路子集水區，其中包含一處停車場。故將此排水分區劃分 7 塊道路子集水區。. 圖 3-18 S4 子排水分區與流向圖. (四) S5 排水分區. 36.

(50) SWMM 在 S5 子排水分區為四個子排水分區中面積小的排水分區，其中劃分 14 塊子集水區。 . 住宅商辦子集水區：主要多為高樓住宅與社區大廈，研究區中共劃分 7 塊住商辦子集水區。. . 學校子集水區：排水分區內有濱江國小與濱江國中兩所學校，兩所學校由於鄰近，過將其合併設置 1 塊學校子集水區。. . 公園子集水區：分區內包含中 430 號公園與中 431 號公園。故共劃分出 2 塊公園綠地子集水區。. . 道路子集水區：依照街區劃分出道路子集水區。故將此排水分區劃分 4 塊道路子集水區。. 圖 3-19 S5 子排水分區與流向圖. 3.4.2 LID 參數設定 37.

(51) 綠屋頂能富含景觀與生態營造綠色植物的生長空間，其額外土地成本也得以減輕，降低了在都市地區使用的負擔，綜合其對於都市於水逕流的效益，因此本研究將以綠屋頂作為 LID 設施的代表，做為後續評估的主要對象。表 3-11 為 LID 設置之主要參數，綜合前人研究與 SWMM 建議之參考參數設置。表 3-11. 綠屋頂主要參數設置. 綠屋頂輸入參數 Surface layer. Value. Source. Berm Height (mm). 20. 假設. Vegetation Volume Fraction (%). 0.1. Rossman, L. A. (2010).. Surface Roughness (n). 0.15. Rossman, L. A. (2010).. Surface Slope (%). 2.0. 假設. Thickness (mm). 170. 邱靜怡，(2012). Porosity (volume fraction). 0.62. 邱靜怡，(2012). Field Capacity (volume fraction). 0.27. 邱靜怡，(2012). Wilting Point (volume fraction). 0.095. 邱靜怡，(2012). Conductivity (mm/hr). 40. Perelli (2014). Conductivity Slope. 45. Rossman, L. A. (2010).. Suction Head(mm). 76.2. Perelli (2014). Thickness (mm). 50.8. Perelli (2014). Void Fraction. 0.5. Perelli (2014). Roughness (n). 0.03. Perelli (2014). Soil layer. Drainage mat. 38.

(52) 3.4.3 LID 設置情境綠屋頂主要建置在商辦住宅子集水區與學校子集水區上，在屋頂上百分之百的面積皆放置綠屋頂是不太現實的。故研究設計中，每塊集水區最多可以在其不透水面上放置 80%的綠屋頂設施。設置之最大面積與占各自排水分區比例，請參照表 3-12。綠屋頂設置大小取決於各子集水區中不透水面積，例如學校子集水區面積為 10 公頃，不透水面積比例為 60%，綠屋頂在此子集水區最大設置面積為不透水面積之 80%，故此區綠屋頂設置面積為 4.8 公頃。. 表 3-12. 綠屋頂在各分區最大可設置範圍. 子排水分區. 面積(ha). 面積百分比(%). S1. 18.50. 57%. S2. 14.32. 48%. S4. 33.21. 57%. S5. 12.01. 48%. 在現實狀況中 LID 的設置因受到成本與效益考量，在所有的子集水區都設置是不太可能的，因此在何處設置?該設置多少?能減少多少潛在的洪患風險?這些問題如果能在設置 LID 之前就知道答案就能有效的以最合理的設置獲得理想的削減效益。為了有效解決上述問題，實驗透過 SWMM 比較三種情境以比較逕流與洪峰削減效益。 (一) 平均分配設計在子排水分區中可設置綠屋頂之子集水區的均設置綠屋頂設施，且設置比例相同的情境。透過此設計方式可以透過調整設置比例比較不同比例下的綠屋頂對逕流與洪峰流量的削減效益。. (二) 集中上游設計 39.

(53) 計算子排水分區總不透水面積，依照排水管路的流長，將綠屋頂由距離排水出口最遠之子集水區開始設置。設置面積依子排水分區之總不透水面積按比例調整，如果設置面積超過單一子集水區最大可是置面積時(>不透水面之 80%)，則往下一個離排水出口最遠之子集水區放置，依此類推。 (三) 集中下游設計計算子排水分區總不透水面積，依照排水管路的流長，將綠屋頂由距離排水出口最近之子集水區開始設置。設置面積依子排水分區之總不透水面積按比例調整，如果設置面積超過單一子集水區最大可是置面積時(>不透水面之 80%)，則往下一個離排水出口最近之子集水區放置，依此類推。. 3.5 設計降雨一般而言，降雨強度與降雨延時會呈現反比，降雨強度若過大，容易導致都市排水系統排水不及，發生積淹水之情形，故依地區之降雨-延時關係係為下水道系統規劃設計的主要依據。降雨強度公式應用於合理化公式以推估小流域集水區之洪峰流量，此乃為水利工程師所最常用者(余濬，2003)。目前臺北市之雨水下水道規劃設計防洪標準並採用五年重現降雨強度 78.8[mm/hr]作為設計標準，故本研究採用臺北市政府工務局所建議之五年重現期之降雨頻率，降雨延時為一小時. 表 3-13. 臺北市政府(短延時)降雨強度公式表 (臺北市政府工務局，1989）頻率年. 地區臺北市 (降雨強度). 5年. 10 年. 20 年. 8606 / (t + 49.14). 346.3 / t 0.330. 363.7 / t 0.327. 通常在應用合理化公式時，配合該地區頻率年降雨強度公式求算設計雨型， 40.

(54) 其方法為，以某一時距為降雨時間單位△T（一般以集水分區之集流時間 Tc 作為時距△T），一場設計雨型可由 N 個△T 構成，則其降雨延時為 N△T。然後再將不同降雨時間△T , 2△T, 3△T, 4△T…, N△T 代入降雨強度公式，計算其對應之累積降雨強度 a, b, c, d…，而後再求各段降雨時間之降雨強度 a, 2b-a, 3c-2b, 4d-3c…，最後則依降雨尖峰發生時間之不同，可分為前峰式、中央式及後峰式等三種設計雨型，其中，中央式設計雨型係降雨尖峰 a 發生在降雨之中間時刻，而 2b-a 及 3c-2b 則分別排列於 a 之右側及左側，其餘依此類推之 (余濬，2003)。依此方法推算在環山排水分區集流時間大約五分鐘，故取五分鐘為單位推算降雨延時 60 分鐘下各延時之降雨強度，計算請參照表 3-9。按照中央式設計雨型，將降雨強度來排列，並換算在降雨強度 78.8[mm/hr] 下各時段降雨強度所對應之百分比，參照表 3-15。表 3-14 降雨延時（min）. 降雨強度計算表降雨強度（mm/hr）. 5. a. 158.958. a. 158.958. 10. b. 145.519. 2b-a. 132.080. 15. c. 134.175. 3c-2b. 111.487. 20. d. 124.472. 4d-3c. 95.363. 25. e. 116.078. 5e-4d. 82.502. 30. f. 108.744. 6f-5e. 72.074. 35. g. 102.2819. 7g-6f. 63.509. 40. h. 96.54476. 8h-7g. 56.384. 45. i. 91.41704. 9i-8h. 50.395. 50. j. 86.80654. 10j-9i. 45.312. 55. k. 82.63876. 11k-10j. 40.960. 60. l. 78.85285. 12l-11k. 37.20788. 表 3-15. 設計雨型排列表 41.

(55) 降雨強度（mm/hr）降雨時間（min.）. 中央式. 在降雨強度. 在降雨強度. 78.8[mm/hr]下. 78[mm/hr]下. 占比(%). 降雨深度(mm). 5. 11k-10j. 40.960. 4.3%. 3.41. 10. 9i-8h. 50.395. 5.3%. 4.2. 15. 7g-6f. 63.509. 6.7%. 5.29. 20. 5e-4d. 82.500. 8.7%. 6.87. 25. 3c-2b. 111.487. 11.8%. 9.28. 30. a. 158.958. 16.8%. 13.24. 35. 2b-a. 132.08. 14.0%. 11. 40. 4d-3c. 95.362. 10.1%. 7.94. 45. 6f-5e. 72.075. 7.6%. 6. 50. 8h-7g. 56.384. 6.0%. 4.7. 55. 10j-9i. 45.312. 4.8%. 3.77. 60. 12l-11k. 37.207. 3.9%. 3.1. 經過計算得知，若以 78.8[mm/hr]為例，在每五分鐘可以得出一筆降雨深度，將其排列後即為降雨延時 60 分鐘，降雨強度 78.8[mm/hr]之降雨序列，如圖 3-20 所示。依照此方法可以計算出在不同降雨強度下之降雨深度，. 圖 3-20. 設計暴雨 78.8mm/hr 降雨主體圖. 3.6 合理化公式介紹 42.

(56) 由於在環山排水分區中並無設置任何流量監測站，且於環山抽水站也無提供放流資料可提供模式做為檢定與驗證之用，根據「臺北市雨水下水道規劃設計規範，99 年」之規定，雨水下水道逕流量應估算，若面積小於一百公頃者，可採用合理化公式計算之。在沒有觀測資料下，透過合理化公式驗證，可判定模式內之各樣參數使用之合理性 (郭昭廷，2018)。合理化公式如下：. Qp =. C∗I∗A. (式 3-3). 360. 式中，Qp：洪峰流量(立方公尺/秒) C：逕流係數 I：降雨強度(公釐/小時) A：集水區面積(公頃) 在合理化公式中的逕流係數可參閱表 3-16，逕流係數依據水文、地表特性、土地利用與都市化程度不同而存有差異，數值範圍於 0~1 之間，數值越大代表地表產生逕流越多；數值越少則表示入滲、蒸發散作用較強，地表產流也越少。在無特殊情況下皆採用中值計算。表 3-16. 臺北市暴雨逕流係數. (臺北市雨水下水道規劃設計規範) 使用分區. 逕流係數範圍值. 中值. 商業區. 0.7~0.93. 0.83. 車行地下道. 0.7~0.93. 0.83. 混和住宅區. 0.66~0.89. 0.79. 工業區. 0.56~0.78. 0.67. 機關學校. 0.5~0.72. 0.61. 公園、綠地. 0.46~0.67. 0.56. 機場. 0.42~0.62. 0.52. 農業區. 0.3~0.5. 0.38. 山區. 0.55~0.75. 0.6. 43.

(57) 44.

(58) 第四章. 結果與討論. 4.1 設計雨型與合理化公式驗證模式結果根據3.4節，台北市重現期距5年，延時60分鐘的設計降雨其降雨強度（I） 78.8mm/hr，將其代入合理化公式（Qp=CIA），所產生的洪峰流量，與SWMM中所模擬出的最大逕流量做比較，計算其差值，作為模式驗證的參考依據。環山排水分區的面積（A）為XX ha，在逕流係數（C）為1的情況下，合理化公式計算結果為38.9 CMS，代表此降雨強度下最大之洪峰流量，與 SWMM模擬環山排水區在相同降雨強度下（雨型根據圖3-22）結果之35.9 CMS，差值為7.8%。根據臺北市雨水下水道設施規劃設計規範中的建議，臺北市颱風雨事件可採用逕流係數為0.95進行洪峰流量推估，則合理化公式計算結果為36.9 CMS，與SWMM模擬結果差2.7%。根據環山集水分區現況土地利用推估，其逕流係數約為9.2，說明模式所設定參數值尚屬於合理範圍內。合理化公式計算與SWMM模擬之結果如表4-1 所示。. 表 4-1. 合理化公式與 SWMM 模擬之洪峰差異性. 合理化公式計算 38.9 CMS (C=1) 36.9 CMS (C=0.95). SWMM模式模擬 35.9 CMS. 差值 7.8% 2.7%. 4.2 各子排水分區綠屋頂設置百分比變化對逕流削減之影響. 在設計降雨下，各子排水分區於現況土地利用下 SWMM 模擬之洪峰抵達時間、洪峰流量與總逕流量如表 4-2 所示。在現況情境下（即無設置綠屋頂），各子排水分區出口的洪峰抵達時間並無太大差距，最快為 S5 區，洪峰抵達時間為 45.

(59) 降雨開始後第 33 分鐘，主因為其排水分區之流路中最短的，管線流路只有 552.55 公尺；最慢為 S1 與 S2 分區，洪峰抵達時間為降雨開始後第 37 分鐘。而洪峰流量與總逕流量最高之子分區為 S4，分別為 17.979CMS 與 41,784𝑚3 。依照各子排水分區中的土地利用分類，將綠屋頂主要設置於住宅與學校之土地利用，並假設子排水分區內不透水面積中的 80%的面積為可做綠屋頂設置之最大範圍，各子排水分區可設置最大綠屋頂面積請參考表 3-7。在平均放置的情境下，各子排水分區在洪峰流量與總逕流下皆有明顯的削減，其中以 S4 區在洪峰與逕流量上有最高的削減效益，洪峰流量效益為 56%，逕流量削減效益為 52.4%；S1 區則是在洪峰流量與逕流量削減效益都為最低的，洪峰削減效益為 45.9%，逕流量削減效益為 45%，請參考表 4-3。. 表 4-2. 設計降雨下各子排水分區於現況土地利用下模擬之洪峰抵達時間、洪峰流量與總逕流量（設計降雨為 78.8 [mm/hr]，請參照圖 3-22）洪峰抵達時間(分鐘). 洪峰流量(CMS). 總逕流量(𝑚3 ). S1. 00:37. 9.81. 18,395. S2. 00:37. 8.98. 21,685. S4. 00:34. 17.979. 41,784. S5. 00:33. 9.362. 18,791. 46.