星期日, 8月 07, 2011

都市治水解析/讓地表「呼吸」才能有效保水

【聯合報╱記者鄭朝陽】
台北科技大學土木系教授林鎮洋表示,從長遠的防洪觀點來看,管制每一塊開發基地的外排逕流量確有必要,計算公式也很簡單,端看政府的決心。

雨留中上游 減少威脅

林鎮洋形容,我們居住的大地好比一塊海綿,在未開發區域中,雨水落入地面後迅速地滲入地表,進而補充地下水。然而在都市化地區,原本可以「呼吸」的地表被柏油路、水泥房子取代,不透水區域快速增加,天然的海綿失去了該有的吸水功能,雨下到地面很自然就快速往低處流。

以東京都的鶴見川為例,上游下的雨原本要十個小時才會到達下游,經過快速的都市化之後,現在縮短到兩小時。林鎮洋說,水跑這麼快,下游淹水的機率當然大增,要讓下游的威脅減少,唯一的作法就是讓雨留在中上游,儘量別跑到下游來,而在中上游廣設滯洪池,以及每一塊基地都有「保水」作用,即是治水防淹的關鍵。

日本稱為「綜合治水」,在北美則主張「低衝擊開發(Low Impact development, LID)」,兩者異曲同工,基本概念都是將雨水管理融入環境管理。

開發前先想到如何減低暴雨逕流所帶來的問題,再利用雨水滲透、貯留,吸收部分逕流,達到防洪效果,使其開發前後保持自然環境原有的功能,降低開發行為對水環境帶來的衝擊,達到與水共生。

林鎮洋說,都市化的結果不僅帶來洪患問題,根據美國亞特蘭大市政府估計,下雨時快速奔流到排水系統的水,無法補注地下水,損失的地下水量足以提供每年320萬人口飲用,更不用談對生態環境的衝擊。

都市治水 管制逕流量

「從每一塊基地著手,是都市治水的第一課。」林鎮洋指出,土木界熟知的集水區逕流量計算公式(Q=CIA,逕流量等於逕流係數乘以降雨強度,再乘以基地面積),對都會區開發基地雖然不盡精確,但道理相通。

林鎮洋說,「逕流係數」指的是地表的變化,開發前屬於種樹的林地和水泥地,係數差別很大。「降雨強度」是指5年、20年或100年才會來一次的雨量。依照這套公式,政府可依照地區特性,決定管制的開發基地逕流標準高低,如果要因應全球氣候變遷的極端氣候,面對集中式豪雨,都市化程度愈高的地區,標準可以訂得愈高。

預留滯洪空間 都市保安康

日本在1977年提出「綜合治水」對策,除了整治河川加寬河道、改建堤防外,也設置疏洪道、興建可以暫時蓄洪的地下調整池(地下河川或地下水庫),並對土地開發行為提出嚴謹的要求,包括新建築物設置留住雨水的滯洪池、留設雨水可以入滲地下的「浸透」設施等,都是減少地表逕流、紓解洪峰的防洪減災作法。

東京、大阪、名古屋三個都會區是綜合治水的標竿都會區,2004年日本政府立法規定新開發基地必須提撥空間作為滯洪之用,否則不發建照。政府幫每一塊開發基地算出降雨時外排的逕流量,訂出開發者必須留設的滯洪空間,確保不以鄰為壑。

大阪府寢屋川水系改修工營所總括主查石崎晃指出,日本和台灣一樣都有過度開發問題,在綜合治水的指導原則下,治理都市水患已不再加寬排水系統將雨水快速排到河川,此舉會增加河川的負擔,河川水位反而快速上升,而且必須增加堤防的高度。

所以只要將雨水蓄留,避過降雨高峰期,再逐步將蓄留的雨水排出,河川負擔少了,都市發生水患的頻率也因此降低,而這些蓄留雨水的滯洪池也能提供附近居民休憩運動。

東京天空樹備有雨水貯留池,除了回應當地墨田區公所的期待之外,也是遵守建築基地自行吸納降雨逕流、不增加排水系統負擔的規定。

另外,東京、大阪的雨水滲透設施也日漸普及,透過特製滲透陰井,讓收集的雨水得以重回地下,使原本枯竭的地下水源恢復活絡。

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