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都市居民均可參與的海綿城市與推廣楊昇學博士

  發刊期數:第0176期/ 發布日期:105/05/27

國內過去幾年在區域治理上以『綜合治水』為主,係以流域集水區為單元,採取流量分攤、河川整治和區域排水工程、防災預警等治水之各種工程與非工程手段,來進行內水排除、外水治理等防禦工作,同時配合土地利用的規劃與管理,公布淹水資訊並納入民眾意見,藉以降低區域淹水風險的全方位治水方式,完成後流域淹水情況可獲得改善。但治理規劃設計是限制的,當降雨超過治理範圍時,局部地區亦有可能再產生積、淹水現象。而首當其衝為都市地區,因此政府單位與社會大眾可共同參與的海綿城市等概念因應而生。 海綿城市,是新一代城市雨洪管理概念,是指城市在適應環境變化和對雨水可能帶來的自然災害等方面因應概念。其中,超滲降雨與地表逕流對民眾最直接的影響為都市積、淹水,此情況不僅造成交通困擾(圖1),嚴重時會造成經濟損失。因此,在都市水災防治概念上,不能只考量河川整治與排水工程問題,另要多考量開發時地表不透水與入滲量、出流量等關聯,其中,如台北市、新北市、台南市、高雄市在都市開發過程中均有基地開發等相關法規規定,藉以減少地表逕流及增加都市滯、蓄洪空間等,意在當降雨超越設計標準時,可吸收都市多餘水量,減少都市水患產生。因此,都市地區能收納都市雨水的海綿城市相關概念與產業因應而生,如低衝擊開發、綠屋頂、水(雨)撲滿、都市滯洪池、道路或人行道透水埔面(圖2)、草溝(圖3)、都市周邊空地或農田降挖空間利用與其他可貯留雨水相關工法。

圖1都市積水

低衝擊開發(Low Impact Development,LID) 為不用傳統開發方式及盡量保持未開發前的水文及排水狀態而發展成的一種綜合性土地開發和工程設計方法。意於降低局部地區淹水情況,其概念為源頭管理,特色為小規模且分散化的設施,目的在於用接近自然工法來降低地區的逕流洪峰及延時,以恢復原地區水文狀態,亦可兼顧生態、視覺景觀等多目標雨水排放系統(圖4)。LID主要效益有減洪、水質改善、環境綠化、提升都市景觀美質等優點。但並不包括可消減高重現期降雨事件與長延時降雨水文事件等洪流量。其適用對象如土地開發廠商、工程規劃與設計人員、相關政府管理機關、學校、公園綠地、停車場、庭院。

圖2綠建築、道路、人行道透水鋪面(台北科大)

圖3校園綠地與透水鋪面、草溝

圖4分散滯洪之低衝擊開發(左)、傳統開發集中至大面積滯洪區域(右)

(摘自 王克漢,低衝擊開發的理念,案例及對排水防洪的效益評估簡報資料)


綠屋頂可讓都市美觀(圖5)、都市環境降溫、雨水貯留,創造生物棲地等都有正面的影響。屋頂綠化可使保水量提高,能降低洪峰流量,並延緩雨水排放,在都市防洪上有重要貢獻(廖與蔡,2009、黃國倉,2011)。綠屋頂一般分為粗放型、半精養型、精養型(內政部營建署,2015),主要取決於載重能力與預算。選定合適植物進行種植與綠美化。其適用對象可適用於大樓頂樓、陽台、居家頂樓、庭院。

圖5屋頂園藝滯留雨水、外觀綠美化

水(雨)撲滿(圖6)為雨水貯留再利用概念,可經由導管、簡易過濾設施,就可將雨水再利用澆灌、清洗路面或走道等用水,若要做為沖廁用水除了直接過濾外會增加活性炭吸附與消毒再蓄存備用。同樣亦可截流雨水降低都市雨水下水道之洪流量。適用於住宅區、商業區、公共地區、工業區、高度都市化且土壤入滲能力低地區(內政部營建署,2015)。

圖6水(雨)撲滿設施與應用示意圖

海綿城市設施之設計需考量現地狀況因地制宜,主要目的都是要將都市雨水截留,降低地表逕流與雨水下水道之負荷,進一步可再利用雨水截留所留住之水資源,達到海綿城市的功效。台灣都市地區因生活習慣與居住環境便利性,常忽略都市雨水的綜合利用與技術應用,認知上主要綠美化、都市防洪都在公園、學校、公家機關、停車場居多且範圍較大才有其功效。而事實上如LID分散式截留儲水等概念早已深入在都市地區民眾之周邊環境、如居家外馬路旁之花盆、盆栽、住家前庭綠地、都市未開發土地、大樓中庭(圖7)處處可看到海綿城市LID概念的雨水截留蓄水等設施,除可提升都市生活與環境品質、亦會降低因都市開發所帶來之環境衝擊。

圖7 都市道路周邊花盆、盆栽都市、未開發土地、大樓中庭可當海綿城市截留蓄水設施


1.黃國倉2011『綠建築的屋頂綠化』,科學發展,460,P48-53。
2.廖朝軒、蔡燿隆(2009),『屋頂綠化建構技術之研究』,內政部建築研究所。
3.王克漢,低衝擊開發的理念,案例及對排水防洪的效益評估簡報資料。
4.內政部營建署(2015)『水環境低衝擊開發設施操作手冊』。
5.楊昇學、葉克家、陳春錦、李環宇、陳志方、翁志偉、郭峰志(2015)『都市計畫區排洪策略之研擬-以宜蘭市都市計畫區為例』第十九屆海峽兩岸水利科技交流研討會。

楊昇學 博士

國立交通大學土木工程研究所碩士 / 國立交通大學土木工程研究所博士 / 國立交通大學防災與水環境研究中心博士後研究 / 國立交通大學防災與水環境研究中心助理研究員

研究領域

水利工程、河川防災預警、質點影像測速法、穴蝕研究

海綿城市

海綿城市,是新一代城市雨洪管理概念,是指城市在適應環境變化和對雨水可能帶來的自然災害等方面因應概念。蒐集【相關概念:低衝擊開發(以自然工法降低土地開發對環境的影響兼顧生態等)、流域綜合治水、都市雨水蓄留等名詞、類似生態城市概念】、收納都市雨水、減少或延時地表慢地流與雨水再利用,如低衝擊開發、綠屋頂、水(雨)撲滿、都市滯洪池、道路或人行道透水埔面、草溝與其他可貯留雨水相關方法、台灣或國外執行現況、遇到的挑戰、新趨勢、新研究、新概念之新聞、報導、文章、專刊與相關國土/都市規畫、治山防洪、生態工程、綠建築、救災工作檢討建議、啟發之報導文章和災後重建及安置的報導,整理出深入淺出的專題報導。