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建築研究簡訊第97期 《業務報導》

建置雨水滯蓄洪設施型式量體配置Web-GIS雲端操作系統

  由於都市化迅速發展,透水面積逐漸減少,造成地表逕流量增加,加上近年來受氣候變遷之極端降雨影響,災害的風險與強度增加,致使都會區承受淹水災害的能力降低。隨著環境氣候的變遷及高度都市化發展,可為防災所利用之都市土地愈來愈少,目前都市防災規劃之新思維,是希望在既有水利設施保護標準的基礎上,透過基地涵養、保水、貯留等低衝擊開發措施,貯滯因土地開發所增加之地表逕流量,藉此降低開發所造成之水環境衝擊。

  然而,臺灣降雨空間分布差異甚大,基地開發之滯蓄設施設計規劃過程相當繁雜,往往需視土地開發位置之地文、水文特性,進行一系列之水文分析計算(包含設計雨型、降雨逕流模擬、保水設計容量演算等機制),並且需符合現有法律之規定,方能達成正確且有效的配置規劃。本所依據104年「雨水滯蓄設施容量配置決策支援及雲端操作系統研究」,完成「雨水滯蓄設施量體配置決策流程」與「雲端操作系統整體架構」之研究成果為基礎,應用Web-GIS技術建立「雨水滯蓄設施型式量體配置雲端操作系統」,除可協助建築從業人員進行雨水滯蓄設施之規劃設計工作,並可提供主管機關直接於線上系統檢視各開發案之分析過程。

一、系統功能簡介

  系統功能主要可分為「帳號申請與登入」、「專案管理」、「空間資訊」、「規劃設定」、「水文分析」、「成果展示」等六類,規劃設計者可於Web-GIS雲端系統平台上直接劃設基地開發範圍與布設各項滯蓄設施,並可指定設施間之上下游關係,藉以考量多種雨水滯蓄設施之聯合運用情況。圖1為「雨水滯蓄設施規劃設計分析系統平台」主畫面,本平台係為一整合雨水滯蓄設施計算方法、雨量站參數資訊、法規限制、空間資訊及開放資料,並可同時連結下游雨水下水道系統節點流量之分析軟體。透過地理資訊系統空間分析技術,系統可自動選取開發基地最近雨量站、鄰近雨水下水道人孔位置;而若具備國土利用調查土地使用分類屬性圖資,在匯入本系統平台之後,系統亦可自動擷取基地開發範圍之土地利用屬性,以供水文分析計算使用。

圖1. 「雨水滯蓄設施規劃設計分析系統平台」主畫面

二、適用範圍

  本系統適用範圍乃以都市計畫區內小型基地開發規模為主,針對建築基地面積2公頃以下之單一基地,進行複合型雨水滯蓄設施規劃設計。考慮都市計畫區之小型開發基地出流多排入雨水下水道系統,目前系統之下游排水系統以銜接雨水下水道排水系統為主。系統建置之雨水滯蓄設施型式係依據內政部營建署「建築基地保水設計技術規範」,包括滲透草溝、滲透側溝、透水性鋪面、滲透排水管、滲透陰井、屋頂綠化、貯留池、雨花園等8種。

 

表1. 滯蓄設施分類與定義表

設施類型                      設施名稱與定義
滲透型設施   

滲透草溝

排水溝渠種植草類以防止土壤沖蝕,並提供作為宣洩逕流及截排分流。

滲透側溝

收集屋頂排水或表面逕流水的側溝並具備滲透作用,其管涵斷面積較滲透排水管為大。

透水性舖面

人工鋪築之多孔性舖面可使雨水通過滲入路基,減輕雨水下水道排水負擔、延緩洪峰流量。

滲透排水管

將地表土壤飽和而無法宣洩之水先匯集於排水管內,然後慢慢往土壤入滲至地底,達到補助土壤入滲的效果。

滲透陰井

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,同時可作為滲透排水管之間連接的節點,可容納排水過程中產生的汙泥雜物。
貯留型設施

屋頂綠化

在屋頂鋪設額外介質種植植物,創造綠空間。

貯留池

在逕流到達排水孔出口之間,設置人工開挖或使用擋水設施造成的窪地,以發揮逕流貯蓄並達到洪水調節。

雨花園

利用綠地花園收集來自屋頂、車道、道路、停車場等之雨水,並藉由地表覆蓋之植栽根系過濾及沉澱逕流中懸浮固體與沉積物後入滲到地下。

 

三、分析流程

  系統中之水文分析模組,包含設計雨型、基地開發前後逕流分析、滯蓄設施施作前後逕流分析、保水設計容量體積計算,以及複合型設施聯合運用分析;其水文分析流程如圖2所示。

圖2. 水文分析流程圖

四、檢核方法

  依據現行各項法規綜合整理,可分為:(1)貯留標準,(2)放流標準,(3)保水標準,以及(4)綜合治水標準等四項。

表2. 法規標準類別彙整表

標準類別  內容 區域法規及標準規定說明

備註

1.貯留標準 a.貯留池體積與保水設施體積可合併計算 中央: 建築技術規則建築設計施工編
雨水貯集設計容量:0.045 m3/m2
 
桃園市:桃園市都市計畫地區劃出山坡地範圍滯洪設施設置標準
雨水貯集設計容量:0.045 m3/m2
 
臺南市:臺南市低碳城市自治條例
雨水貯集設計容量:0.01~0.045 m3/m2
依建築基地面積大小,進行規定值選用計算。
臺北市:臺北市基地開發排入雨水下水道逕流量標準
最小保水量:0.078 m3/m2
 
b.貯留池體積與保水設施體積不可合併計算 新北市:新北市都市計畫規定設置雨水貯留及涵養水分再利用相關設施申請作業規範
最小貯留量:0.05 m3/m2
 
2.放流標準 基地開發每秒鐘得允許排放之雨水體積 臺北市:臺北市基地開發排入雨水下水道逕流量標準
最大排放量︰0.0000173 cms/m2
新北市:新北市都市計畫規定設置雨水貯留及涵養水分再利用相關設施申請作業規範
允許放流量:0.000019 cms/m2
 
3.保水標準 保水指標,表示建築基地涵養雨水及貯留滲透雨水的性能標示 中央: 建築技術規則建築設計施工編建築基地保水指標>0.5(1-r) r:基地法定建蔽率
4.綜合治水 a.開發後之逕流量小於下水道人孔允許排放量

中央: 流域綜合治理特別條例

為降低開發衝擊並推動流域出流管制,土地開發利用或變更使用計畫應優先運用低衝擊開發方式,以增加透水、滯洪與綠地面積及不增加下游河川、排水系統負擔為原則,並不得妨礙原有水路之集、排水功能,且不能阻礙其上游地區之地表逕流通過。

本項非強制檢核項目

五、操作手冊

  操作手冊內容主要可分為「前言」、「系統說明」、「操作功能說明」及「應用範例」等四章節;前言為系統架構、系統功能及系統適用範圍之介紹;而系統說明則針對計算分析流程、保水設計容量之計算,以及檢核方法進行介紹;操作功能說明則依據系統之各項操作進行示範,如開啟系統、WEB-GIS操作工具介紹、劃設基地、執行分析計算,以及匯出成果表單等;最後則為應用範例之介紹,以提供使用者更為具體之操作示範,協助提高使用者對本系統工具之熟悉程度。