中 華 大 學 碩 士 論 文
國 民 小 學 雨 水 再 利 用 之 研 究
─以苗栗縣國小為例
A Case Study in Rain Reuse Status at Elementary School of Maio Li Country
系 所 別：建築與都市計畫研究所 學號姓名：M08905031 曾瑞宏
指導教授：涂金榮
中 華 民 國 九 十 五 年 八 月
摘要
一般人印象中，台灣年降雨量十分充沛，應無缺水之虞；事實上，台灣 地區由於山坡陡峻，颱風豪雨雨勢急促，大部分降雨皆迅速流入海洋，此外，
由於不同地區、不同季節降雨量也極不平均，所以容易造成乾旱。台灣每人 每年實際分配到可利用水量很少，只及世界平均值的1/6，按目前世界標準，
屬於缺水地區，因此台灣可稱為「雨量豐沛的缺水國」。本研究有鑑於國民 小學的用水量常佔學校支出的大宗，且節約用水也是教育所推廣的目標。因 此以國民小學之雨水再利用為研究對象。
本研究以供水與需水兩大因數及配合年累積雨量來推估在地理區位中 適合建立雨水再利用系統的區域。研究結果發現，雨水利用與地區性年降雨 日數愈多的地方，雨水利用效率愈高。本研究根據解析結果與台灣月/年平均 等雨量線圖比對，指出台灣地區國小適合設置雨水再利用系統的地理分佈 圖。此圖劃分出台灣各地適合設置雨水利用系統的區位，提供各地方設置雨 水再利用時的參考。
此外在研究中發現，都市中的學校因為建蔽率高相對屋頂面積大集水效 果好，反之非都市中的學校建蔽率低，常需利用其他環境來集水，例如，鄰 近山坡地學校則可以利用坡地集水，或是利用操場來集水。在雨水再利用系 統與節水型用水器具配合使用方面，不僅省水型用水器具可以在日常生活中 減少許多上水使用量，收集的雨水又可用來替代大部份的上水用量，兩者大 幅地節省用水費用，達到節約水資源的目的。此現象在已使用節水器具的竹 南國小最為顯著。
集水面的面積愈大、集水面的材質愈不吸水、雨水貯留槽的容積愈大，
則雨水利用的效率愈好、供水可靠度愈高。集水面積與貯槽容積的大小需考 慮建築規模及經濟成本因素，並配合使用戶數及使用上水量做適當的規劃與 設計。
經由上述評估，雖然雨水再利用系統有不錯的省水效益，但在現行的水 價標準之下，系統之設置成本需要多加考量。若水價能確實反映水資源開發 營運成本、符合使用者付費及受限者得償的精神，適當地的調整水價結構，
不僅能達到以價制量的省水效果，又能提昇雨水利用的經濟效益而增加其可 行性。
關鍵字：國民小學、雨水再利用
Abstract
The purpose of this study is to develop the calculating function for rain reuse system at campus to identify, which factor is needed and what status is good for it.
The surveyed campus is limited in 12 preliminary schools at Maio Li area. The item includes the behavior in using and raining type, frequency and strength.
Moreover, this study is based on the water demand and supply to clarify the key factor and the function is shown them.
After studying, we find the factor is the number of user, the floor area of building and the roof area for rain collecting. These factors effect the collection efficiency. If the building occupation ratio is higher, it is good to build the rain reuse system which collect by roof. If not, it is better collect by open field. In the supply part, the rain available supply ratio is 100 for most of case. It means most of campus can setup rain reuse system.
In summary, the rain reuse system can be workable if annual quantity of rain has over 1,600mm and roof area is bigger enough. Most of place in Taiwan can be setup the rain reuse system after reviewing the annual quantity of rain in island wide.
Keywords: Elementary School, Reuse Rain,
目錄
第一章 前言...1
第一節 研究目的...2
第二節 研究課題...3
第三節 研究範圍...4
第四節 研究方法...5
第五節 研究流程...9
第六節 資料收集...10
第二章 文獻回顧與整理... 11
第一節 現行雨水再利用系統使用說明... 11
第二節 雨水貯留供水系統概念...14
第三節 相關文獻說明...21
第三章 雨水再利用可行性分析...26
第一節 區域降雨量分析...26
第二節 苗栗地區等雨量圖...27
第三節 校園雨水收集模式建立...28
第四節 雨水再利用之優缺點...28
第五節 國民小學中用水器具說明...31
第六節 節水器材及設備環保效益估算...34
第七節 降雨量與雨水再利用設施影響說明...37
第八節 設置構成...46
第四章 用水需求方程式建立與試算...48
第一節 用水規模分析...49
第二節 各校園供水可靠度設定與貯水槽容量推估...60
第三節 建立雨水收集系統方程式...62
第五章 結論與建議...65
第一節 結論 ...65
第二節 建議 ...66
參考文獻...69
附錄 A、校園基本用水資料...71
B、校園 2005 年各月用水費用資料 ...72
C、年累積降雨量 ...73
D、台灣地區供水率試算式...74
E、公式 Linest 說明 ...76
圖目錄
圖1-1 調查對象位置圖 ...5
圖1-2 研究流程圖...9
圖2-1 儲水槽示意圖... 11
圖2-2 雨水截留與過濾設備示意圖 ...12
圖2-3 過濾槽示意圖...13
圖2-5 雨水貯留供水系統圖 ...16
圖2-6 三芝國小雨水再利用系統示意圖 ...22
圖2-7 儲水設施示意圖 ...23
圖3-1 苗栗縣年累積等雨量線圖 ...27
圖3-2 二月份等雨量線圖 ...37
圖3-3 三月份等雨量線圖 ...38
圖3-4 四月份等雨量線圖 ...38
圖3-5 五月份等雨量線圖 ...39
圖3-6 六月份等雨量線圖 ...40
圖3-7 七月份等雨量線圖 ...40
圖3-8 八月份等雨量線圖 ...41
圖3-9 九月份等雨量線圖 ...41
圖3-10 十月份等雨量線圖 ...42
圖3-11 十一月份等雨量線圖...42
圖3-12 十二月份等雨量線圖 ...43
圖3-13 一月份等雨量線圖 ...43
圖4-1 每人每月用水費用 ...51
圖4-2 每平方公尺校地用水費用 ...52
圖4-3 每平方公尺校地用水費用(不含竹南國小)...53
圖4-4 校地用水費用與平均每人可用校地面積分析(不含竹南國小) ....54
圖4-5 每平方公尺校舍用水費用 ...55
圖4-6 每平方公尺校舍用水費用(不含斗煥、南庄國小)...56 圖4-7 校舍用水費用與平均每人可用校舍面積分析(不含斗煥、南庄國小)
...56 圖4-8 每人每年用水費用與省水器材使用率比較 ...57 圖5-1 台灣地區年等雨量線圖 ...68
表目錄
表2-1 雨水再利用系統之儲水設施比較表 ...14
表2-2 雨水貯留供水系統之設計原則應用說明 ...17
表2-3 國小雨水貯留供水系統案例之設計原則應用說明 ...25
表3-1 苗栗地區各月雨量統計表 ...26
表3-2 雨水收集模式之說明表 ...28
表3-3 雨水收集模式之說明表 ...30
表3-4 省水器材優缺點比較表 ...34
表3-2 省水馬桶沖水量效益評估表 ...35
表3-3 用水器材與省水器材的用水量及節水率之比較表 ...35
表4-1 雨水再利用設備構分析說明 ...47
表4-1 各校園用水基本資料 ...48
表4-2 各校園用水特性表 ...49
表4-1 各校園用水影響因素表 ...58
表4-2 用水收費標準...59
表4-2 一般型需水方程式構成 ...60
表4-3 已開發型需水方程式構成 ...60
表4-4 供水可靠度 Rv 值計算表...61
表4-5 供水可靠度 Rv 值計算表...63
第一章 前言
台灣地區之降雨量雖然頗為豐富，年平均降雨量約介於2,504 mm 及 2,510 mm 之間，相當於 901 億立方公尺至 904 億立方公尺；
唯雨量的時、空分佈並不均勻。一般而言，降雨主要集中在每年的 四月至十月間，其降雨量約佔總降雨量的 77%；十一月至翌年的三 月通常則為枯水期，降雨量約為年總降雨量的 23%，且河川多數陡 峻、河道淤砂嚴重，使得雨量貯存不易，可資利用的有效水資源存 量十分匱乏。此外，台灣集水區陡峭，流短而急，再加上其複雜的 地質，開發一集水區之行為，均花費極大的成本，往往造成山坡地 水土保持不易社會必須付出慘痛代價與社會成本。
1997 年聯合國經濟合作暨發展組織(UNOECD)，於澳洲舉行之 永續用水會議，達成獎勵倡導節約用水措施、提升節水技術及推動 社區參與水資源開發工作等共識。本研究之主要目的係為建立建築 物導入雨水利用因此，如何善用水資源以利用公共空間來貯存雨 水，而達到雨水再利用及基地保水功效，為目前相關建築設計重要 議題。
目前國民小學用地為都市計劃中開放空間中具較大範圍之基 地，以「生態社區」觀念來探討學校保水與水資源利用兩大指標，
以實際應用之設計量化來評量學校建築使用「雨水再利用系統」之 效益。目前學校每各月固定支付之水電費往往佔學校經常門支出之 大部分，如善用各種建築設計指標來考量，往往在建築設計之初經 精密評估計算後便能於日後節省大量之水電成本，故擬針對國中小
建築規劃之雨水再利用做研究與分析。
第一節 研究目的
台灣地區年降雨量約 2,510 多公釐(換算成水量約 905 億立方公 尺)，是世界平均值的 2.6 倍，屬雨量豐富地區，在每年 4 月至 10 月間，總降雨量為 77%(屬豐水期)，而 11 月至次年的 3 月僅有 23%(屬 枯水期)。雖降雨季節分布不均，然而雨水卻是極佳的替代性水源，
有效利用雨水資源不但能減少珍貴自來水的耗用，更可有效降低暴 雨時期都市洪峰負荷。近年來國民生活用水急速增加，由每人每日 平均用水量由 1983 年的 150(公升/人。日)至 2001 年上升至 242(公 升/人。日)1。另外，水庫淤積、水源保護困難、建築物給水模式單 一化、整體水費偏低以及國人用水習慣不良；再加上近年來氣候變 遷，使得缺水問題更加嚴重。
一般而言，雨水是相當乾淨的水源，除非是空氣污染嚴重地區，
否則建築物或校園應規劃及利用屋頂作為雨水收集面積，再把雨水 適當處理與貯存。並設置二元供水系統(即自來水及雨水分別使用 之管線)，將雨水作為雜用水，如沖廁所、澆灌、補充空調用水或 景觀池及生態池之補充水源等。所以雨水利用措施可節省珍貴自來 水源並降低水費，更能真正落實水資源有效利用之目標。
目前政府極力推動校園重建工程以及綠建築物獎勵，但目前校 園舊有設計規劃並未從生態環境觀點考量整個校園生態平衡觀
1 台灣省自來水公司網站
念，往往任水資源流失並未回收，反而又要花費能源去澆水灌溉植 栽。台灣地區雨季非常明顯，往往大量雨水從地表流失，到冬季乾 旱期水資源常拉警報，而學校建築中地下室筏基造價高昂且面積寬 廣，如能善加利用貯存雨水系統則能發揮節約能源之功效，故本研 究擬針對學校建築之雨水再利用之問題，利用學校建築做調查與量 化之評估與研究；其研究目的要點下。
一、調查目前國民小學用水習慣及節水措施，針對不同系統規 模之校園，探討其雨水利用可行性。
二、對於各國民小學提出本雨水再利用的用水模式。
第二節 研究課題
再就研究目的的思考推演過程中，我們發現到苗栗地區校園供 水主要是以自來水以及地下水為兩大來源。目前國民小學在雨水再 利用的技術與使用範圍上皆有所可開發的地方。目前的困難在於不 了解降雨量是否足夠支付目前用水所需、何項的用水用途適合於雨 水以及預計興建的雨水再利用系統的規模如何界定。這些疑慮促使 我們界定出以下研究課題。
一、苗栗地區國小中學生用水情形到底為何？
二、苗栗地區之降雨頻率、強度、降雨類型分布為何？
三、如何藉由苗栗地區國小基地降雨流域之逕流分布求得可收 集雨水總量？
四、氣象資料、每年水費與學生用水量有何關係？
五、苗栗地區國小之雨水與中水利用現況為何？有否經濟效 益？
六、如何建立評估指標及量化分析苗栗地區國小雨水再利用設 施？
第三節 研究範圍
本次研究對象以苗栗縣國小學選定十二所小學為主要調查對 象；這些小學分別是；竹南國小、海口國小、照南國小、尖山國小、
六合國小、蟠桃國小、新興國小、信德國小、斗煥國小、三灣國小 東山分校、三灣國小、南庄國小。在區位分布圖如下。
本次調查範圍主要以針對調查對象之使用者類，這包括有；校 地面積、校舍面積、地下室面積、學生總數、班級數及教職員人數；
設備系統類，這包括有；自動沖水小便斗、按鈕沖水小便斗、統一 沖水小便斗、省水式馬桶、踏板式馬桶、水箱型馬桶、省水水龍頭、
一般水龍頭、拖布盆水龍頭、盛水用水龍頭、澆花用水龍頭、自動 洒水澆花設備及是否有營養午餐。
此外；氣象資料是以中央氣象局竹南與苗栗測候站資料為主。
圖1-1 調查對象位置圖 第四節 研究方法
研究方法主要可分為下列六項：
一、文獻分析
（一） 雨水再利用發展現況
收集國內外目前雨水再利用的相關案例，及現階段發展 狀況，以訂定本研究之發展定位。
（二） 供應面雨水預測方式
研究以往預測降雨模式，分析優缺點，選擇適合本研究 之預測模式。
（三） 用水需求預測方式
針對文獻之需水預測方式檢討其利弊，並訂定本研究之 預測方式。
（四） 降雨分區
以累積降雨量作為降雨分區之方式，以作為研究中分區 之依據。
二、資料收集
藉由資料收集以建立評估所需的各項資料，主要資料如下：
（一） 降雨資料收集
收集苗栗測候站歷年降雨資料，以探討苗栗地區降雨特 性，作為確立分區必要之基礎依據。
（二） 用水基礎資料收集
取得國小基礎資料及歷年國小用水資料；這其中包括各 月水費、用水器具數量、校地校舍面積以及學生及職員人數。
利用以探討各項因子與用水之關係，並做為迴歸統計之依據。
三、統計分析
（一） 各測候站降雨資料統計
主要利用Office 2000 Microsoft Excel，以歷史雨量資料預 測未來雨量，不刪除峰值雨量之方式，將歷年降雨記錄皆納入 統計。將各測站歷年資料以每月平均雨量之方式整理以瞭解其 雨量上之變化變化。各測候站歷年資料之每年各月平均降雨趨 勢加以比較，以瞭解降雨趨勢隨季節上之變化。
（二） 校園用水線性關係預測
分別將各項需水因子與年度用水量作利用Microsoft Excel 來建立模型以瞭解因子與需水量之間之關係，以選擇解釋 變異度較高之模型。其中模型形式為此直線之公式：
y = m1x1 + m2x2 + ... + b
其中 y 是指需水量，x 指影響需水量的因數。
（三） 校園年需水關係預測
根據選定之模型進行年平均需水量作逐步迴歸，以選擇 解釋變異度較高之因子作為變項，以便進一步進行月需水迴歸。
各月需水迴歸：根據年需水迴歸所選擇之變項進行各月 的迴歸，以求得各月之需水現況描述模型。
（四） 模型建構
利用Office 2000 Microsoft Excel 將苗栗地區國小基礎供 需水撰寫互動程式，藉以利用比對，提出建製模型基礎。
（五） 案例比對修正
z 既有案例檢討：利用現有國小規模帶入模型中，比較 實際狀況與預測狀況，並提出修正與 建議值。
z 新設案例建議：舉用新設學校案例，以說明模型，並 依據模型提出初步規劃建議。
（六） 提出結論與建議
綜合各部分之研究成果，提出基地供水、需水預測及對
應模型，並將研究結果加以彙整，提出幾項重點做為結論與建 議：
z 國小規模與用水需求：針對不同規模之校園，探討其 替代率及雨水利用率之差異。
z 規劃建議：提出本研究模型之貢獻。
第五節 研究流程
研究步驟與流程略分為五大項，其內容如下：
圖1-2 研究流程圖 學校用水及雨水問題
研究方法確立
理論引用及探討 資料收集與分析
案例評估
結論與建議 評估模式修正 評估架構初擬 評估因子選定 影響因素確立 相關文獻回顧
第六節 資料收集 一、雨量資料
以苗栗地區測站歷年雨量記錄為依據，假設降雨資料正 確、歷年降雨狀況可描述並代表未來降雨狀況、測候站雨量資 料記錄可代表鄰近地區降雨特性。
二、需水資料
國小需水特性基礎資料，以台北市政府教育局1997 年委 託中華民國建築學會進行「台北市國民中小學教學空間與附屬 設施設置基準之調查研究」之用水資料2，假設資料中記錄之歷 年各校各月用水度數可反應各小學實際用水狀況。
三、雨水可替代水量
根據1998 年內政部建築研究所專題研究計畫成果報告「建 築給排水設備節能之研究」3，以及 1991 年內政部建築研究所 之「廢水再利用可行性研究」4，提出雜用水比例約為每人每日 用水量之35%。本研究假設此比例為可用雨水替代之水量比 例。
2 黃世孟，2004，《台北市立學校建築規範基準之調查研究》，中華民國建築學會
3 鄭政利，1998，《建築給排水設備節能之研究》，內政部建築研究所專題研究計畫成果報告
4土木水利工程學會，1991，《建築物中水道系統-廢水再利用之可行性研究》，內政部建築研究所專題研究 計畫成果報告
第二章 文獻回顧與整理 第一節 現行雨水再利用系統使用說明
一、雨水貯水槽
大型建築物之雨水在集中收集時會造成瞬時入流量大的 問題，利用整流板來緩和水流讓水順利的流入緩衝槽中。此外，
有鑑於雨水利用的供水可靠度的影響，在實際設置供水系統方 面，必須考量雨水供應點之用水水質與水量。必要時第二水源 來提供不足部分；這第二水源可以是自來水、中水、井水等。
圖2-1 儲水槽示意圖
資料來源：節約用水季刊
圖2-2 雨水截留與過濾設備示意圖
資料來源：節約用水季刊
上圖所示則是雨水截留與過濾設備式意圖，其中過濾設備 可為石英砂、褐煤、不織布、七厘石與活性炭等材料。
二、涵管貯水槽
（一） 系統概念
除了一般我們所知利用水槽來儲水外，涵管貯水槽系統是 將平時的降雨收集起來，貯存於大容量的地下貯水槽內，做為 日常一般生活上的雜水之用，除了可以節省自來水的消費之 外，更兼具環保、防洪、資源重複利用等優點。
一般來說，雨水是相當乾淨的，一般視取水水質情況及使 用用途來配置沈澱、過濾裝置、貯水裝置，設計者時特性條件
下雨初期集雨槽
過濾槽 進水
初期過濾槽
出水
選擇合適的步驟與處理設施。經處理過之雨水一般有相當乾淨 之水質，一般做為沖洗廁所馬桶、洗地、澆灌綠地植栽等，原 則上不與人體接觸。
圖2-3 過濾槽示意圖
資料來源: 新綠境實業有限公司
圖2-4 貯水槽系統圖
資料來源: 新綠境實業有限公司
在針對各種儲水方式我們做一比較詳如下表。
表2-1 雨水再利用系統之儲水設施比較表
評估方式 技術面 經濟面 社會面
儲水
型式 說明 優缺點 優點 缺點 優點 缺點
地上 式儲 水槽
直接在地面 設置水槽
施工簡單 設置彈性大 1. 容量小
2. 佔用地 面
易裝設，
因地制 宜，接受 度高
儲水容量 小
地面 開挖 方式
在地面挖掘 土方儲水或 利用自然地 形築壩儲水
1. 容量大 2.技術較成熟 3.水質不易維護
4.需注意溢流造成的危險 5.需注意淤砂的問題
適當規劃具有休憩功能 佔用地面 可利用空 間
社會和大 眾用水之 供給
對環境影 響較大，
且安全不 易維護
地下 儲水 方式
利用建築物 地下空間儲 存雨水
1.可利用現
有的建築物地下室儲水 2.施工容易
1.建於地面下不影響地 面可用空間
2.地下儲存槽可用管子 相互接續成連結槽，以 增加雨水利用率
單位儲存 容量單價 造價較高
適合高密 度或高地 價的地段
安全維護 需整棟居 民維持，
民眾意願 為關鍵
粒料 回填 方式
利用碎石等 空隙儲存雨 水，即所謂 的地質水庫
1.可與其他方法並用 2.碎 石的荷重較低，需注意發 生沈陷3.施工複雜 4.無須防砂石隨雨水滲漏
1.雨水儲存區上方可有效 利用2.地下儲水區越廣 泛則越經濟3.有地下水 補助的功能
有儲存年 限的限制
可經儲水 槽設做多 目標應用
造價高，
民眾不易 接受
資料來源：林憲德，2005 年，綠建築解說及評估手冊，台北，內政部建築研究所
綜觀上表所述，目前雨水再利用之儲水設施對於國民小學 來說有經費上與用地上的考量；若在都市中的國民小學考量用 地的限制，可以採用地下儲水方式進行；目前可以用建築物筏 基部分進行儲水。此外，位在郊區的國民小學，則可以採用已 上市的儲水槽，一方面經費較低；另依方面可以作為教育之用。
第二節 雨水貯留供水系統概念
雨水貯留供水系統係將雨水以天然地形或人工方法予以 截取貯存，主要是以屋頂、地面集流為主，適用在農業灌溉上 或做為工業、民生用水之替代性補充水源，其他用途如消防用
水與降低城市暴雨洪峰負荷量等多目標用途。
一、雨水貯留供水系統之設計原則
雨水貯留供水系統包含之設施，雨水貯留供水系統至少應 包括下列幾個部份：
（一） 集水區域
隨著雨水貯留的型態不同而異，主要是以屋頂為集水區 域。
（二） 導管系統
導管系統是指屋頂的排水管及貯水設施間之接水管等。
（三） 初期雨水簡易處理系統
降雨初期的雨水會較污濁，故此部份的雨水須先藉由初期 雨水排除/分流系統及雨水篩網設備進行前處理。本設計應結合 緩衝槽(Buffer tank)之設置，進行安全進/排水控制。
（四） 簡易過濾設施
對於水質要求較高之用途，需視要求狀況規劃設置，如沉 澱設施(結合傾斜管….)或過濾設備(石英砂、活性碳、褐煤或其 他濾材)進行懸浮物質之去除。本設施應具自動清洗功能或人工 制定清洗時程。
（五） 貯水設施
即貯存雨水的容器，因為容量的大小、材質以及設置方式 都關係到雨水貯留供水系統之成敗。
圖2-5 雨水貯留供水系統圖
資料來源：雨水及再生水手冊
針對上述，我們列表分析在應用於國民小學的方式如下；
表 2-2 雨水貯留供水系統之設計原則應用說明
設計原則 目前校園中常用方式 本次研究設定
集水區域 屋頂集水，地面集水 考量設置成本及容易度，採用屋
頂集水
導管系統 另設雨水管，利用舊有排水管 考量教育需求，採用另設雨水管 初期雨水簡易處理系
統
雨水在進入過濾設施前先通過 緩衝槽
採用緩衝槽設計
簡易過濾設施 水質要求高需設置過濾設備 水質要求低則直接進入貯水設 施
本研究主要以廁所用水為主，水 質要求較低
貯水設施 地面貯水設施有水撲滿、蓄水桶
地下貯水設施有筏基貯水、新設 貯水設施
考量教育性，採用地面貯水設施
資料來源：本研究整理
二、雨水貯留供水系統之容量設計
貯水設施容量與集水區域面積的大小，對雨水貯留供水系 統影響甚大。通常集水區域為建築物的一部份，受限於建築物 的大小而無法改變。此時，貯水設施變得極為重要，因雨水入 流量的多寡直接關係到貯水設施的設置容量。
（一） 入流量的決定
系統的入流量以下述公式進行計算5。由於時雨量記錄較 為繁瑣，故以歷年降雨之日雨量記錄為資料進行計算，表示如 下：
5 經濟部水利署，節約用水資訊網，<<雨水及再生水手冊>>
Qt = 1/1,000×C×It×A。
式中：
Qt：t 日逕流量(m3/日)。
C：逕流係數。
It：t 日降雨量(mm/日)。
A：集水區面積(m2)。
（二） 貯水槽(筒)容量估算方法
以日雨量記錄資料代入上式所得到的日入流量資料，再代 入連續方程式來推估貯水槽(筒)容量：貯水槽(筒)容量推估：
Zt+1=Zt+Qt-Dt-△Et-Lt ，Zt≧0，S≧Zt+1。
式中：
Zt+1：第 t+1 時刻的貯蓄量。(m3) Zt：第 t 時刻的貯蓄量。(m3) Qt：第 t 時刻的入流量。(m3/D) Dt：第 t 時刻的放水量。(m3/D) Et：第 t 時刻的蒸發損失量。(m3/D) Lt：第 t 時刻的其他損失量。(m3/D) S：貯水槽(筒)容量。(m3)
雨水貯留供水系統一般集水面積都不大，故集流時間極 短，又貯水槽(筒)為密閉，所以蒸發與其他損失可忽略，故上式 可改寫如下：
Zt+1=Zt+Qt-Dt
藉由歷史記錄入流量的代入演算，可從一連串的貯水槽
(筒)變化中計算出某特定容量的次數（即失敗次數），再將其除 以總模擬次數，即可得知系統可靠度，為了便於分析，本式在 計算時有以下的假設條件：
貯水槽(筒)開始運轉時，槽(筒)內無水。
t 日供水為 t-1 日之貯水，t 日所收集之雨量不能供應 t 日之 需水量。貯水槽(筒)內之水面蒸發不予考慮。
取水以貯水槽(筒)為最優先，若貯水不足供應需水量，則 由自來水或其他水源（如中水、井水…）補充。上述計算方法 簡單明瞭，考慮到季節性、序率相關性及各相關變量，如時間 間距、需水量等，除能容易的依實際情況加以改變，更可清楚 的看出系統運轉的情況，所以多為工程界所採用。
（三） 計算範例
茲舉一範例說明如下，已知：
1. 屋頂集水面積 100m2。
2. 欲設置貯水槽容量 10m3。
3. 每日衛廁沖水量 0.35m3/日(假設每人每日 0.035m3/日，以 10 人計算)。
4. 每日澆灌花木水量 0.02m3/日。
5. 每日其他雜用水量(如清洗地板) 0.08m3/日。
6. 設置地點：台北市 求供水可靠度為何？
<解>以效率係數 C=0.75 為例，台北市迴歸方程式為：
Rv=0.3313×S0.0858×A0.8253×D-0.6873 式中：
Rv：供水可靠度 (%)，是指雨水供水量與雜水量總需水量之 比 值。亦即雨水可提供雜用水總需水量的百分比。
S：貯水槽容量(m3)。
A：集水面積(m2)。
D：每日需水量(m3/D)。
以 S=10(m3)，A=100(m2)D=每日衛廁沖水量+每日澆灌花木 水量+每日其他雜用水量=0.35+0.02+0.08=0.45(m3/D)代入 上式得供水可靠度：
Rv(%)=0.3313×100.0858×1000.8253×0.45-0.6873=31.26(%) 以上回歸方程式是依據工業技術研究院在1997 年時計算 出各縣市地區儲留桶容量與集水面積供水率關係曲線圖表之擬 定出；苗栗地區在降雨效率係數為0.75 時，供水率計算式6為：
Rv=0.2543*S0.0848*A0.8422*D-0.7321 其中：
Rv：供水可靠度 (%)，是指雨水供水量與雜水量總需水量之比 值。亦即雨水可提供雜用水總需水量的百分比。
S：貯水槽容量(立方公尺) A：集水面積(平方公尺) D：日需水量(立方公尺／日)
6 經濟部水利署，節約用水資訊網，<<雨水及再生水手冊>>
上式中，供水可靠度Rv(%)是指雨水供水量與雜水量總需 水量之比值。亦即雨水可提供雜用水總需水量的百分比，不足 的部分則由其他水源替代；例如自來水或是井水。
三、雨水貯留供水系統維護與管理
雨水貯留供水系統中需特別注意屋頂的防滲漏處理。雨水 貯留供水系統之集水區應定期清理，以免雜物阻塞進/排水管 路，造成系統損壞。為了避免水壓過大及易於使用，設計時應 注意貯水槽不可太高，其高度需低於集水區域。貯水筒須覆上 遮蓋以防止灰塵、蟲等雜物進入，且覆蓋需牢固。溢流管、放 流管也應有適當的掩蔽，以防止雜物進入。
第三節 相關文獻說明 一、雨水利用案例
國內目前已有多處發展雨水再利用系統，相關案例分析如 下。
（一） 台北縣三芝國小
應用原有地下水供應系統，再加設相關設施成為雨水供應 系統。其中雨水收集管系統是利用屋頂集雨設施配合新管路來 收集雨水並貯存於筏基之中；此水資源利用在廁所如廁後使 用，另以水撲滿收集過盛雨水做為澆灌用水。此雨水收集系統 包括：篩網過濾槽、第一沉澱槽、第二沉澱槽、清水槽、清洗 排泥管。此外，設置流入控制電磁閥、自動切換系統、水錶、
水位計、溢水管來控制水流量。在雨水供應設施與節水器材方 面，將收集的雨水集水面積453 m2，配合地下筏基貯水槽
1,287m3 自行湧入的地下水聯合供應並完全替代全校師生約 1,450 人，每人 43.5m3 的廁所沖水使用量，收集之雨水並可提 供作為沖洗之用。
圖2-6 三芝國小雨水再利用系統示意圖
資料來源：節約用水資訊網，經濟部水利署
（二） 台北縣深坑國小
目前全校 70%屋頂進行雨水截留，導入雨水屋、貯水桶，
總容量49 公噸。除了雨水之外，學校也回收洗蔬果用水， 本 校午餐廚房供應2,000 人用餐，每次約需洗水果 2 公噸、洗蔬 菜10 公噸以上用水，亦一併將其截留回收至雨水貯存桶備用。
深坑地區年平均降雨量約為2,800 公釐，目前截流面積約為 2,328.4 平方公尺，每年約回收 6,520 公噸的雨水( 2.8 ｘ
2328.4 ＝6520)。這些來自天上的「自來水」，這些來自天上的
「自來水」，主要供應生態綠廊的人工溪流、生態水池，以及糧 食景觀植物池的用水，如此將可替代並節省大量一般自來水的 使用與費用，一度水9 元計算，一年約可節省 58,680 元(9ｘ 6,520 = 58,680)。
圖2-7 儲水設施示意圖
（三） 台北縣平溪國小
平溪國小利用教室屋頂作為雨水利用之收集面積，收集面 積約為400 平方公尺，由於平溪國小僅有師生約 120 人，每日 沖廁用水量約為2.5 噸，換裝省水器材後用水量亦將降低，其 餘花圃澆灌用水則視季節性有所不同，因此雨水貯槽之設計容 量分別為大型貯槽20 噸及埋入式雨撲滿 5 噸，可提供平溪國 小約二星期之雜用水源，以確保用水衛生。
雨水雖然是乾淨的水源，但仍需進行適度的處理以避免後 續利用之困擾，而雨水利用系統後續之維護及操作費用更是學
校關心之項目，若過度處理雨水造成操作費用高昂或後續更換 器材費用過高，對學校將造成不小之負擔甚至難以維繫系統之 運作，因此學校衡量後將雨水進行物理性處理，以過濾方式將 雨水中之落葉等雜質去除然後排入貯槽中存放，再將乾淨之雨 水泵送至屋頂雨水供水槽作為平溪國小雜用水源，不足之水量 再由自來水自動補水供應。
雨水系統係採用德國雨水過濾器作為本示範案例之雨水 過濾系統，以降低後續之操作維護費用，此項過濾系統包含大 型雨水過濾管、二次過濾器及浮筒，及工研院開發之雨水集水 器，校方此套雨水利用系統是國內第一套採用德國過濾管方式 雨水處理之系統。平溪國小採用二元供水系統除沖廁及澆灌用 水採用雨水外，其餘洗手等用水仍維持使用自來水源，雨水管 線設計為綠色並有「雨水管線」之標示，以與自來水管線區隔 避免造成誤接管線之情形，廁所及花圃亦清楚標示採用雨水利 用，可作為平溪國小資源教育之教材，亦讓學生了解校方水資 源有效利用之方式。同時學校亦將20 噸雨水貯槽於上方加設木 板平台，作為水資源室外教學區域，此區域可一目了然平溪國 小雨水收集之情形，以及前方菜園使用雨水種菜之景象。
（四） 台中市軍功國小
本項雨水利用示範系統係利用軍功國小屋頂面積之建築 物收集雨水，設置一座容量5 立方公尺之埋入式雨撲滿及六座 容量200 公升之地面式雨撲滿，提供校方作為水資源用永續利 用之教學設施。
依上述我們比較說明如下：
表 2-3 國小雨水貯留供水系統案例之設計原則應用說明
校別 三芝國小 深坑國小 平溪國小 軍功國小
集水方式 屋頂集水 利用70%屋頂集水 屋頂集水，收集面 約400 平方公尺
屋頂集水
貯水設施 筏基貯水槽1287 立方公尺
埋入式貯水槽49 噸
埋入式貯水槽20 噸及雨撲滿5 噸
一座容量5 立方公 尺之埋入式雨撲滿 及六座容量200 公 升之地面式雨撲滿 過濾設施 篩網過濾槽、第一
沉澱槽、第二沉澱 槽、清水槽、清洗 排泥管
大型雨水過濾管 雨水集水器，
大型雨水過濾管 二次過濾器及浮筒 雨水集水器，
大型雨水過濾管 雨水集水器，
再利用方式 冲廁及澆灌用水 廚房沖洗、冲廁及 澆灌用水
冲廁及澆灌用水 冲廁及澆灌用水
效益 完全替代全校師生
約1,450 人，每人 43.5m3 的廁所沖 水使用量
供應生態綠廊的人 工溪流、生態水 池，以及糧食景觀 植物池的用水並作 教育用途
一次貯水可供應兩 周
另為教育用途
另為教育用途
本研究可應 用之處
本案例筏基集水模 式可利用於新設學 校中
過濾設施設置模式 可用於落塵量高地 區
本案雨水再利於生 態池中富有教育意 義
對於有廚房設施學 校可以用雨水來進 行清洗蔬果
本案可利用於小型 國民小學中 對於雨撲滿的設置 可配合教學說明
本案可利用於中型 國民小學中 雨撲滿設置數量已 教學為主，主要貯 水以地下水槽為主
資料來源：本研究整理
第三章 雨水再利用可行性分析 第一節 區域降雨量分析
在苗栗地區，後龍溪及中港溪流域因較靠近中央山脈西麓，
其降雨型態頗接近，再參考中央氣象局資料年平均降雨量在約 2,028mm 至 1,998mm 之間，五月及六月梅雨期間經常有豪雨產 生；七至九月因進入颱風季節，再加上旺盛的西南氣流的影響，
雨量最為豐沛；每年十月至隔年一月是本地區雨量較少之枯水 期。西湖流域因離中央山脈較遠，且受西南氣流的影響較小，故 雨量較為缺乏，但冬季因受上游火炎山的影響，常常聚集濃霧，
因而增加水源，苗栗地區年平均降雨量約在1,500mm 至 1,732mm 之間。在過去十五年以來苗栗平地地區雨量一值維持在每年 1,400mm 至 1,800 之間，在應對到等雨量線圖時在本次到查區域 中其年累積降雨量約為1,600mm。
表3-1 苗栗地區各月雨量統計表
年度 一月 二月 三月 四月 五月 六月 七月 八月 九月 十月 十一月 十二月年累積降 雨量 1991 76.5 62.0 87.0 187.5 138.0 384.0 4.5 138.0 144.5 20.0 11.5 51.0 1304.5 1992 50.0 319.5 213.5 323.5 237.5 229.5 70.5 121.0 141.0 16.5 4.0 52.0 1778.5 1993 80.5 26.5 161.0 182.0 163.5 527.0 14.0 18.0 45.0 6.0 43.0 15.5 1282.0 1994 50.5 205.0 151.5 93.5 278.5 192.0 81.0 373.0 146.0 56.5 0.0 26.0 1653.5 1995 53.0 167.5 177.0 135.0 214.5 161.0 244.5 157.0 61.0 0.5 1.5 10.0 1382.5 1996 3.0 115.0 111.0 251.5 406.5 77.0 271.0 113.5 93.0 4.5 0.0 0.0 1446.0 1997 1.0 188.5 207.0 33.0 219.0 863.5 62.5 202.0 95.0 22.5 54.5 23.0 1971.5 1998 145.0 430.5 224.5 96.0 144.0 282.5 43.5 78.0 166.0 216.0 1.5 68.5 1896.0 1999 45.0 5.0 103.5 82.5 348.5 124.5 89.0 124.5 19.0 3.5 14.0 31.0 990.0 2000 14.5 244.5 76.0 279.0 67.0 190.5 81.0 265.5 66.0 44.0 68.5 116.5 1513.0 2001 119.0 16.0 118.5 239.5 106.0 92.0 373.0 155.0 913.0 11.5 5.0 16.0 2164.5 2002 14.0 13.0 52.0 13.5 108.5 92.5 323.5 144.5 186.5 26.5 15.0 40.5 1030.0 2003 28.0 24.5 69.5 116.0 55.5 126.5 37.0 242.5 39.0 4.0 0.0 0.0 742.5 2004 49.0 135.5 137.5 161.0 116.0 31.0 255.5 605.5 309.0 0.0 0.5 34.0 1834.5 2005 13.5 135.5 182.5 20.5 249.5 335.5 392.5 679 120.5 36.5 16 36.5 2218.0 平均 49.5 139.2 138.1 147.6 190.2 247.3 156.2 227.8 169.6 31.2 15.7 34.7 1547.1
單位：mm 資料來源：中央氣象局
第二節 苗栗地區等雨量圖
依照各測候站資料應對到空間而言就空間，年累積降雨量由 苗栗縣西南沿海地區的1,600mm 以下，向山區遞增超過
2,300mm，其等雨量圖如下所示。
圖3-1 苗栗縣年累積等雨量線圖
資料來源：王琪南，2000，雨水貯蓄設施之成效評估，海洋大學河海工程所論文，p10
針對上圖我們發現到在苗栗市區約為年降雨量1,500mm。目 前主要國民校學分布於此。利用等雨量線1,600mm 及 1,800mm 的 距離來推測，等雨量線1,400mm 會坐落於沿海地區，所以文前所 推測的年降雨量線1,500mm 位於苗栗市區的推測理應合理。
第三節 校園雨水收集模式建立
在校園中主要需要用水以飲用水、洗手及廁所用水、清潔時 用水、澆花草用水。除了飲用水必須使用自來水外，其餘35%的 清掃用水、廁所用水、澆灌用水，皆可以利用雨水替代量相當可 觀。又校園面積又比一般建築物大，基地中可收集雨量之面積、
手法較多也較具選擇性，適合在規劃時多投注心力在雨水利用上 的設計。在此之中，雨水收集的手法主要有屋面收集與地表面收 集為主。本次研究主要以計算屋面收集主；其原因是對於屋頂集 水的水質較為乾淨，後期處理系統設置較為簡易。對於收集模式 的建立在下表說明。
表3-2 雨水收集模式之說明表
方式 優點 缺點
屋頂集水 水質較為乾淨，二次處理機會少 需設置集水管，集水面積受限於 屋頂大小
地面集水 基水面積大，可利用目前排水系
統收集雨水
水質較容易受到污染，需要較長 時間沉澱與過濾；系統要長維護
資料來源：本研究整理
第四節 雨水再利用之優缺點
目前對於校園中雨水再利用主要是對於廁所沖洗設施與澆 灌設施為主，目前這兩種使用方式對於水質要求不高，主要在於 防砂防落葉為主。對於雨水貯蓄設施之優缺點說明如下：
一、優點
雨水貯留供水系統是獨立的，且雨水貯存器的型式和建材
多樣化，可依現場狀況作適當的設置，配合度高。只要些許的 教導使用者或學生便可自己維護此系統，非常易於維護。
集水區域通常為建築物的一部份，對周圍環境的衝擊較 少，並不需投資太多額外費用，所以一般來說，興建費用低廉、
建造工時甚短，是一項經濟又實用的水源開發方式。此外，施 工方法簡單，設備維護容易且費用低。設施可彈性化擴充，不 受前後期工程規劃的影響。
雨水貯留供水系統可結合 中水道系統，供應水質要求不 高的用水對象，諸如：沖洗便器、衛浴設備。並可作為一般澆 花、洗車、環境維護、消防用水……等等之用。
雨水水質佳、易於取得，且收集貯存的水和用水所在地一 致，沒有水權爭議的問題。雨水水源取得便利，可提高水資源 利用率。大多數學校均可擁有自己的雨水貯蓄設施。
水權不會受到限制並且能減少地下水的抽取，有效促進水 土資源永續發展利用。雨水貯蓄設施能減少排水路之暴雨逕 流，降低洪峰。雨水貯蓄設施能提供各種緊急情況之用水補給，
減少缺水之損失。
二、缺點
在水源之供應量受到季節性與地區地形的影響有一定限 制，尤其是在沿海地區及日照量大地區。目前主要設立的成敗 主要在於地區的降雨量的多寡。一般來說，雨水的存量要能維 持一週以上使用為主。存留時間過長則會有藻類繁殖的狀況，
過短則無法等到下一次降雨時間。在觀察每日降雨量來看，最 常無降雨日主要是集中在冬季；降雨量高且連續的時間主要在 梅雨季節與颱風季節。
在設備投資方面，依照前述案例分析中發現，各校雨水再 利用水量與使用人數有關係，初期投資與校園未來發展有密切 關係，但主要的投資將會是在最初期，若是人數過少的學校則 要考慮效益問題。例如；可以採用地面集水方式來補足屋頂集 水不足的問題。
表3-3 雨水收集模式之說明表
方式 優點 缺點
屋頂集水 水質較為乾淨，二次處理機會少 需設置集水管，集水面積受限於 屋頂大小
地面集水
基水面積大，可利用目前排水系 統收集雨水
水質較容易受到污染，需要較長 時間沉澱與過濾；系統維護成本 較高
資料來源：本研究整理
第五節 國民小學中用水器具說明
國民小學中常用的用水器具包括水龍頭，小便斗，座蹲式馬 桶。在這些器具中因年代設置不同，標準也不同。目前苗栗地區 常用以蹲式馬桶為主，但在考量無障礙設施，陸陸續續無障礙廁 所已經開始在國民小學中設置；針對上述的用水器具琪規範說明 如下。
一、一段式省水馬桶
目前最常見的省水馬桶，多附有二段式沖水器，將一些節 水配件裝設於水箱中，每次依大小號，可選擇不同的沖水量，
即輕鬆省下60%的用水。
另外，也有利用不同的水路設計來減少用水量的省水馬 桶，例如將排水管加長成S 型，利用虹吸原理排放穢物的虹吸 式馬桶。另外還有使用密閉式水箱、利用壓力差來加速排放速 度的噴射式馬桶，都能將用水量降低到 4~6 公升以下。依照CNS 規範，一段式省水馬桶應具備如下標準：
1、 產品包含馬桶本體、水箱、水箱配件及沖水器。
2、 一段式省水馬桶每次沖水量須在六公升以下(含)。
3、 馬桶尿液殘留測試之稀釋倍數須在一００倍以上。
4、 產品須符合 CNS 3220 及 CNS 3220-1 國家標準之品質相 關規定。
5、 產品須通過 CNS 3221 洗淨、漏水、漏氣及排水路性能 試驗；及依美國材料試驗協會ASME A112.19.6-1995 試 驗標準，平均每顆浮球移動距離達十三公尺以上。
6、 產品型錄上應清楚標示該產品馬桶本體、水箱及水箱零
件之型號、適用之建築條件與明確之施工說明。
二、兩段式省水馬桶
產品包含馬桶本體、水箱、水箱配件及沖水器。依照 CNS 規 範，兩段式省水馬桶應具備如下標準：
1、 兩段式省水馬桶每次沖水量大號須在六公升以下(含)，
小號須在三公升以下(含)。
2、 大號時尿液殘留測試之稀釋倍數須在一００倍以上，小 號時尿液殘留測試之稀釋倍數須在廿倍以上。
3、 產品須符合 CNS 3220 及 CNS 3220-1 國家標準品質相關 規定。
4、 產品須通過 CNS 3221 洗淨、漏水、漏氣及排水路性能 試驗；及依美國材料試驗協會ASME A112.19.6-1995 試 驗標準，平均每顆浮球移動距離達十三公尺以上。。
5、 產品型錄上應清楚標示該產品馬桶本體、水箱及水箱零 件之型號、適用之建築條件與明確之施工說明。
三、兩段式沖水器
兩段式沖水器係用於馬桶，可分別控制尿液及糞便之用水 量者。包括兩段式馬桶水箱及沖水凡而沖水器。依照CNS 規範，
兩段式沖水器應具備如下標準：
1、 尿液使用水量須為糞便使用水量之五○％以下或四．五 公升以下。
2、 兩段式馬桶水箱沖水器須提供五萬次以上之使用測試證 明。兩段式沖水凡而須提供十二萬次以上之使用測試證 明，且測試後每次沖水量不得較測試前減少二十五％。
3、 在水箱有效容量九公升以下，未安裝馬桶條件下，水箱 大小號沖水開關平均每秒沖水量須在一．四公升以上 (含)。
4、 排水閥須使用在水中不易變質之材料，並須通過密封性 試驗。
5、 若屬電子控制閥產品，須提出符合 CNS 12566 及 EMC
（電磁相容性）之品質相關證明。
四、省水器材配件
省水器材配件係指安裝於馬桶水箱、水龍頭、沖水凡而或 蓮蓬頭等供水設備上，可使用水量減少之配件。依照CNS 規範，
省水器材配件應具備如下標準：
1、 產品如為馬桶水箱零件或一般沖水凡而配件，安裝後可 節省水量在三十％至五十％者（含）。
2、 產品如為水龍頭或蓮蓬頭配件，在每平方公分一公斤的 流水壓力及四分管(二分之一英吋)管徑之測試條件下，安 裝後可節省水量在二十％至九十％者(含)。
3、 產品如有開關或按鈕，須提供五萬次以上使用測試證明。
4、 水箱式馬桶採電子式沖水產品，須提供五萬次以上使用 測試證明，一次電池(組)須提供二萬次以上使用。
5、 水龍頭電子式產品，在離開使用狀態後，水龍頭須於一 秒內自動止水。弱電狀態時，須具自動斷水功能。產品 須提供五十萬次以上使用測試證明。如使用電池，一次 電池(組)須提供二十萬次以上使用。
6、 其他產品如為電子式產品，須提出符合 CNS 12566 及 EMC（電磁相容性）之相關品質證明。
7、 產品須相容性高、不易損壞及阻塞、易拆裝及清洗。
省水器材是在與傳統用水器具比較之下，相對而言可以更 少量的水，達到同樣效果。例如用水量更省、卻一樣可以洗淨 衣物的洗衣機，或沖洗乾淨的馬桶。這些省水產品，在經濟部 水利署於民國87 開始推動「省水器材」及「省水標章制度」以 來，已有相當成效，共有4 百多種產品獲得認證，因而讓全國 每年省水量達7 千萬噸，相當於 13 座寶山水庫的蓄水量。以上
各種省水器材，通過政府單位認證的，皆可在水利署省水標章 資訊服務網查詢詳細名單。
表3-4 省水器材優缺點比較表
目前應用在校園設施中說明
器具 優點 缺點
一段式省水馬桶 可以利用於無障礙廁所中 目前維護費較高及使用意願低 兩段式省水馬桶 可以利用於無障礙廁所中 目前維護費較高及使用意願低 兩段式沖水器 目 前 常 用 於 蹲 式 馬 桶 沖 水 凡
耳，可節省大量的用水
要有適當水壓，高層部分要採用 水箱式沖水器
省水器材配件 常用的有水龍頭瀑水器，可節省 大量的用水
常有抱怨要花較常時間清洗及 有洗不乾淨的感覺
資料來源：本研究整理
在本研究發現到，目前苗栗地區最常用的是利用曝水器在 進行水龍頭用水量的減少，以達到省水的目的。這種方式是最 快速且價格最低。在未來建議將馬桶設備改成省水式。
第六節 節水器材及設備環保效益估算
在產品生命週期考量方面，節水器材及設備在使用階段可較 傳統產品節省水資源及減少能源消耗，而在其他階段則與傳統產品 幾無差異，並不因此增加其他階段之環境負荷。下列可簡單說明節 水器材及設備之具體效益。
根據資料顯示，台灣地區兩千萬民眾，平均每人每天至少浪 費約50 公升用水量，一年總計高達 3 億 6 仟 5 百萬立方公尺7，相 當於一座翡翠水庫的總蓄水量。其中抽水馬桶用水量約佔家庭用水
7 經濟部水利署，節約用水資訊網
量3 成左右，若台灣地區所有住戶均改用省水馬桶或改裝兩段式省 水沖水器，則每年節水效益估算如下表：
表3-2 省水馬桶沖水量效益評估表
型 式 每日沖水量／每日 次數
每日每戶沖水 量(公升)
400 萬戶每年沖水 量(百萬噸)／年
節水效益 [E](％)
相當於幾座 明德水庫 (A*E/15) 12 公升(一段
式)
小解：48 公升/4 次
大解：12 公升/1 次 240 350[A] -- --
9 公升(一段式) 小解：36 公升/4 次
大解：9 公升/1 次 180 263[B] 25%
[(A-B)/A] -- 9/4.5 公升(兩
段式)
小解：18 公升/4 次
大解：9 公升/1 次 108 158[C] 55%[(A-C)/A] 12.8 12/6 公升(兩段
式)
小解：24 公升/4 次
大解：12 公升/1 次 144 210[D] 40%[(A-D)/A] 9.3 資料來源：節約用水資訊網，經濟部水利署 註：
明德水庫總容量約15 百萬噸
沖水次數假設每人每日5 次(1 次大解，4 次小解) 每戶假設平均4 人
12/6 公升(二段式)係針對舊式既有馬桶改裝
表3-3 用水器材與省水器材的用水量及節水率之比較表
一般型用水器材與省水器材的用水量／節水率之比較表
一般型用水器材 省水器材 平均節水率(%)
水龍頭 15 ~ 20 公升/分鐘 9 公升/分鐘以下 50% 以上
蓮蓬頭 15 ~ 20 公升/分鐘 10 公升/分鐘以下 50% 以上 一段式馬桶 12 ~ 14 公升/次 6 公升/次以下 50% 以上
兩段式馬桶 － 第一段 9 公升/次以下
第二段 4.5 公升/次 以下 30% ~ 65%
兩段式沖水器 － 小號用水量 約為大號的一
半 30% ~ 50%
省水器材配件 － 馬桶相關配件/
水龍頭/蓮蓬頭 20%~70%
洗衣機 35 公升/每公斤衣物 配件 22 公升/每公斤衣物 35% 以上
資料來源：節約用水資訊網，經濟部水利署
依上述資料，以日常生活洗手為例，以省水水龍頭洗手即 可節省水量至少50%，每人每天洗手多次，節省水量甚為可觀，
可以在國民小學推廣。
第七節 降雨量與雨水再利用設施影響說明
降雨量的多寡會決定雨水再利用設施的規模及效率，針對降 雨的模式與狀況分別以累積等雨量線圖來說明台灣地區降雨位置 的趨勢以及以降雨量的因素來說明每次降雨的模式為何。
一、月累積等雨量線圖
我們以每月的累積等雨量線圖中來分析各月的永量分布 狀況。我們分別以季節來說明，這理由台灣地區各季節的降雨 量有明顯不同以及降雨原因也不同。以針對春季而言，二月過 完農曆年後，來自華中地區的冷氣團與太平洋的暖氣團形成滯 留鋒面，春雨及梅雨季節也就在這時間產生。我們從二至四月 的等雨量線圖來看；這時期的降雨主要分布在北部地區。
資料來源：中央氣象局
圖3-2 二月份等雨量線圖
資料來源：中央氣象局
圖3-3 三月份等雨量線圖
資料來源：中央氣象局
圖3-4 四月份等雨量線圖
在二至四月等雨量線圖中我們看到北部地區每月約有 200mm 以上的降雨量，三個月總累積雨量則會有 600mm 以上。
我們反觀前述建議在年降雨量1,500mm 以上區域設置雨水再利 用系統，在本部地區在第一季中則已達到需求的一半，我們的 假設已獲得證實。
在探討夏季降雨趨勢，颱風是主要的降雨來源。此季節全 島的降雨量足以提供各系統的需求，在五至七月等降雨量圖中 我們發現到，雲嘉南沿海地區外，全島的月降雨量皆超過 200mm。
資料來源：中央氣象局
圖3-5 五月份等雨量線圖
資料來源：中央氣象局
圖3-6 六月份等雨量線圖
資料來源：中央氣象局
圖3-7 七月份等雨量線圖
在秋季時，東部與南部地區雨量持續維持在200mm 以 上。北部地區則要靠秋天零星的颱風外圍環流才有降雨的可能。
資料來源：中央氣象局
圖3-8 八月份等雨量線圖
資料來源：中央氣象局
圖3-9 九月份等雨量線圖
資料來源：中央氣象局
圖3-10 十月份等雨量線圖
冬季的降雨形式明顯的受到北方冷氣團的影響，降雨的集 中在北部地區；中南部及東部地區的降雨量則明顯少許多。
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圖3-11 十一月份等雨量線圖
資料來源：中央氣象局
圖 3-12 十二月份等雨量線圖
資料來源：中央氣象局
圖3-13 一月份等雨量線圖
二、降雨量因素
（一） 颱風季節
自西太平洋到台灣北部到中國東部沿海到韓國有一颱風 常侵襲之路徑，平均每年3.6 個颱風侵台,颱風降雨量佔台灣全 年雨量39%；雨量來自颱風及對流系統,及颱風與東北季風共伴 環流所帶來。在觀察每月降雨趨勢，苗栗地區夏季受到颱風的 影響降雨量有明顯的增加。
（二） 梅雨季節
梅雨季節的開始，其實在早期梅雨開始的時間，多半在５ 月中旬開始6 月中旬左右結束，近年來氣象局已經將梅雨季節 定為5 月及 6 月份。
梅雨的形成，在於冷暖空氣勢均力敵，在華南及台灣一帶 形成一道滯留鋒面，北方的大陸冷高壓和南方的太平洋高氣壓 強度相當的情況之下，鋒面持續在華南及台灣一帶滯留，往往 造成長時間的降雨，此時也正當江南黃梅成熟的時期，此時的 連續陰雨天氣，也就稱之為梅雨。
台灣每年梅雨季節下雨情況差異性很大，有的年份降雨量 十分充沛往往造成豪雨成災，有的年份降雨並不顯著就會有乾 旱的危機。
梅雨鋒面經常在台灣滯留的情況之下，往往會出現對流雲 包，這也是出現豪雨的元兇，當冷暖空氣劇烈交會的同時，天 氣極不穩定，對流雲包成長非常快速，若在台灣上空發展，往 往伴隨打雷、強風及暴雨，有更甚者會出現龍捲風、冰雹等天
氣極端不穩定所帶來的產物，往往造成嚴重損失，因此梅雨在 台灣氣象災害中排名第2，僅次於颱風。
根據以往的統計資料顯示:梅雨季的雨量以剛進入梅雨季 (也可稱之為[入梅])及梅雨季即將結束時(稱為[出梅])最容易出 現較大雨勢，特別是岀梅時更甚，而且幾乎年年豪雨成災。每 年梅雨季節天氣型態都不盡相同，也因此梅雨季節在每年雨量 差異性也很大，當冷暖空氣勢均力敵，往往在華南及長江流域 一帶拉鋸，該年梅雨季雨量就相當可觀，若是當年暖空氣強盛，
冷空氣很弱的話，暖空氣直接北上，沒有和冷空氣遭遇，雨量 自然而然地就少了。2005 年台灣地區的梅雨，就比起往年多很 多，雨量充沛，這就是冷暖空氣經常在台灣及華南一帶，勢均 力敵拉鋸對峙的結果，也因如此去年梅雨季結束日期，較往年 晚了將近十天，至六月下旬才結束。
通常梅雨季所下的豪雨，都是位於西半部，因為西南風將 雲層吹向山區後停滯不前，在無法越過崇山峻嶺之下，背風面 的東北部、東部地區，因為梅雨鋒面通過，而造成豪雨的機率 微乎其微，但偶爾也會出現較大雨勢，去年五月就有這種例子，
這也就是在歷年資料中，梅雨季節造成豪雨的地區，都集中在 西半部的主要原因。
三、對設施的影響
颱風季節常有連續性的降雨，對於系統而言是需要設置足 夠的儲留系統與溢流系統來面對短而急的降雨。對於梅雨季節 而言長而緩的降雨模式，因為沒有暴雨的情況對於系統的負荷
則影響較小。
第八節 設置構成 一、集雨設施
雨水集水設施主要以屋頂為主，其原因是利用高度做為位 差，以便利貯水。此外操場與道路部分也可以作為集水設施；
但需要增加雨水處理設施。校園中校地廣大，生活廢水大多集 中於廁所集廚房；若可建立雨污水分流系統，可以直接再利用 地面上的雨水。在本次研究中以校舍屋頂集水為主。其中及集 雨設施包括集雨面、集水管。
二、貯雨設施
雨水再利用之原理是使用建築體的筏式基礎，將雨水貯於 筏式基礎的蓄水池之中，既可以穩定建築體，又可蓄水不佔地 面空間。但部份學校無筏式基礎則可以以貯水槽來貯水。
此外，利用現有建築架構進行管線安裝，貯存於地面下或 貯水槽的雨水過濾乾淨後，可利用馬達抽水到頂樓，經由管線 運送至校舍每個樓層和花圃植栽區域。
三、過濾設施
雨水通常是乾淨無雜質，但在都市地區雨水常會夾雜灰塵 以及空氣污染雨物質所轉化的溶液；例如，二氧化硫氣體遇到 雨水形成酸性水溶液。此外，集水面也會有灰塵、落葉或昆蟲。
所以在基本的集雨設施及貯雨設施外，在考量水質時可加入過
濾設施。
表4-1 雨水再利用設備構分析說明
設置構成 功能 構成方式 設施說明
集雨設施
收集雨水 利用集水面集水，利用 整流板來緩和水流讓水 順利的流入緩衝槽中
集水面通常可為屋頂、操場或是 設置集水棚來收集雨水。
貯雨設施
貯存雨水 地上貯水方式雨地下儲 雨方式
貯存設施主要包括儲水槽以及抽 水馬達。定期的清洗則可保持水 質的穩定。
過濾設施
過濾雨水 篩網過濾槽、第一沉澱 槽、第二沉澱槽、清水 槽、清洗排泥管
在過濾之前會有沉澱池來進行出 及沉澱，讓主要雜質沉澱以利後 續處理。而在考量建制成本下與 用水用途限制下，初級的過濾設 施主要是去除微生物，以防止水 質因長時間儲存而變化。
資料來源：本研究整理
