地下雨水儲留系統在海綿城市建置 的應用與案例 ·...
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地下雨水儲留系統在海綿城市建置的應用與案例
主講人:國立臺北科技大學 土木工程系 副教授
水環境研究中心 執行長
低碳綠能與生態社區聯合技術發展中心 執行秘書
2016/08/10
何嘉浚
2016台灣下水道協會實務研討會暨第六屆第四次會員大會
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海綿城市簡介
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結 果 ?
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結 果 ?
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簡介 6
海綿城市是指城市能夠像海綿一樣,下雨時吸水、蓄水、滲水、淨水,需要時將蓄存的水“釋放”並加以利用。
海綿城市建設應遵循生態優先等原則,將自然途徑與人工措施相結合,在確保城市排水防澇安全的前提下,最大限度地實現雨水在城市區域的積存、滲透和淨化,促進雨水資源的利用和生態環境保護。
照片提供:
王思思 博士
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簡介 7
海綿 城市
生態景觀
健康 水環境
防災減災
•雨水入滲
•涵養水源
•補注地下水
•水質淨化
•降低淹水風險
•有效控制出流排放
•緩解熱島效應
•建構生態棲地
•合宜居住景觀
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簡介
定義 (US EPA, 2010)
An approach to land development (or re-development) that works
with nature to manage stormwater as close to its source as
possible.
LID規劃設計之關鍵因子
•維持自然的特色
•小尺度、分散式的整合性設施
•最少化的不透水面積
•儘可能回復開發前的水文特性
•儘量延長暴雨逕流的時間和路徑
•創造多功能的景觀特點
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BMPs (Best Management Practices)
LID (Low Impact Development)
Flood control (滯洪) Pollutant removal (去污)
Storage (儲留)
Infiltration (入滲)
Retention (滯留)
Detention (阻留)
Evapo-transpiration(蒸發散)
Adsorption (吸附)
Filtration (過濾)
Transformation (轉化)
Biodegradation (生物降解)
Uptake (攝取)
簡介
LID-BMPs LID BMPs
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10 傳統排水系統
1000 mL
1000 mL
1000 mL
< 1000 mL
入滲型(infiltration)LID 儲留型(storage)LID
1000 mL
< 1000 mL
滯留型(retention)LID 阻留型(detention)LID
1000 mL
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簡介 11
【2014年05月24日】行政院長江宜樺昨完成立院專案報告,他備詢時強調,未來治水工程將納入「海綿城市」的概念,在城市建立滯洪池,而非不斷蓋下水道。、、、平常是公園,下大雨時水池會像海綿一樣先吸水,再慢慢消化排出。(中時電子報)
【2015年3月25日】台北市長柯文哲今(25)天在臉書發文,指出在台北市的熱島效應嚴重,所以他希望透過把道路及廣場改成透水性的鋪面,以及雨水回收利用的「雨撲滿」設施等,讓台北市成為水冷散熱的「海綿城市」。(自由時報)
《流域綜合治理特別條例》第九條: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。
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簡介 12
【2015年11月18日】三重區公所在六張公園以以兩個多月時間、150萬元經費,重新打造360平方公尺活動廣場,本月初完成全市第一個「海綿廣場」,成為新北市應用在公園廣場首例。(聯合報)
【2015年11月25日】新北市副市長陳伸賢說,已透過「新北市公共設施用地開發透水保水要點」,規範公共建設採透水保水工法,截至去年底已核准一一三○件設置雨水貯留的建照案,完成透水鋪面超過廿四萬平方公尺。(聯合報)
【2016年04月05日】台灣夏季氣溫屢創新高,為了打造臺北市為海綿城市,讓雨水能夠滲入土壤,減低都市熱島效應,臺北市新建工程處這幾年,陸續在學校周邊人行道,試辦「舖設透水舖面」,到104年為止,已經累計施作面積達2萬6千多平方公尺。(中廣新聞)
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簡介 13
2013年3月25日《國務院辦公廳關於做好城市排水防澇設施建設工作的通知》(國辦發【2013】23號) 要按照對城市生態環境影響最低的開發建設理念,控制開發強度,……要與城市開發、道路建設、園林綠化統籌協調……
2013年9月6日,《國務院關於加強城市基礎設施建設的意見》(國發[2013]36號) 積極推行低影響開發建設模式,將建築、社區雨水收集利用……因地制宜配套建設雨水滯滲、收集利用等消峰調蓄設施……
2013年10月頒佈的《城鎮排水與汙水處理條例》 第八條規定:城鎮排水與汙水處理規劃的編制,應當……並與城鎮開發建設、道路、綠地、水系等專項規劃相銜接。城鎮內澇防治專項規劃的編制……,充分利用自然生態系統,提高雨水滯滲、調蓄和排放能力。
第十三條規定:新建、改建、擴建市政基礎設施工程應當配套建設雨水收集利用設施,增加綠地、砂石地面、可滲透路面和自然地面對雨水的滯滲能力,利用建築物、停車場、廣場、道路等建設雨水收集利用設施,削減雨水徑流,提高城鎮內澇防治能力。
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簡介 14
2013年12月12日習近平總書記在中央城鎮化工作會議提出:在提升城市排水系統時要優先考慮把有限的雨水留下來,優先考慮更多利用自然力量排水,建設自然積存、自然滲透、自然淨化的“海綿城市”
為了貫徹落實習近平總書記講話及中央城鎮化工作會議精神,2014年2月《住房和城鄉建設部城市建設司2014年工作要點》中明確提出:“督促各地加快雨污分流改造,提高城市排水防澇水準,大力推行低影響開發建設模式,加快研究建設海綿型城市的政策措施”,並於11月發佈《海綿城市建設技術指南》
國務院辦公廳(2015年75號)通過海綿城市建設,綜合採取“滲、滯、蓄、淨、用、排”等措施,最大限度地減少城市開發建設對生態環境的影響,將70%的降雨就地消納和利用。到2020年,城市建成區20%以上的面積達到目標要求;到2030年,城市建成區80%以上的面積達到目標要求。
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簡介 15
2015年3月27日,遷安(河北)、白城(吉林)、鎮江(江蘇)、嘉興(浙江)、池州(安徽)、廈門(福建)、萍鄉(江西)、濟南(山東)、鶴壁(河南)、武漢(湖北)、常德(湖南)、南寧(廣西)、重慶、遂寧(四川)、貴安新區(貴州)、西咸新區(陝西)等16城市獲海綿城市示範點,直轄市(6億人民幣/年)、省會(5億人民幣/年)、其它(4億人民幣/年),連續補助三年。如果採用PPP(政府與社會資本合作)模式達到一定比例,每年還將額外得到4000萬元人民幣的獎勵補助。
2016年03月04日,財政部、住建部、水利部三部委共同組成評審專家組,在中國城市規劃設計研究院召開《2016年海綿城市試點競爭性評審》會議,通過福州、珠海、寧波、玉溪、大連、深圳、上海、慶陽、西寧、三亞、青島、固原、天津、北京等14個城市入選試點城市。。
住建部部長陳政高表示,根據已發布海綿城市建設規劃的試點城市信息,2015到2017年每個城市的規劃投資平均規模約為80億,計畫3年內投資865億元,據此估算目前330個地級行政區未來五年內投資總額約3萬億元。
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LID 設施說明-雨水儲留系統
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LID 設施說明
單一設施介紹與設計
設施的基本說明
設施案例
設施的使用限制與條件
設計參數與設計參考圖說
整體設計概念說明
低影響開發整體概念
LID設施評估設計流程
LID設施的篩選原則
(1) 植生滯留槽
(2) 草溝
(3) 透水鋪面
(4) 綠屋頂
(5) 樹箱過濾設施
(6 )雨水儲留利用設施
(7) 其它入滲型設施
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單一設施介紹與設計
雨水儲留利用設施(rainwater harvesting systems)
(a) 雨水蓄水桶
Rainwater barrels
(b) 地下蓄水槽
Underground water
storage tanks
(c) 地下蓄水塑膠模組
Underground water
storage facilities
LID 設施說明 18
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二、設施案例
雨
水
蓄
水
桶
地
下
蓄
水
槽
單一設施介紹與設計
雨水儲留利用設施(rainwater harvesting systems)
LID 設施說明 19
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二、設施案例
地
下
蓄
水
塑
膠
模
組
單一設施介紹與設計
雨水儲留利用設施(rainwater harvesting systems)
LID 設施說明 20
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蒸發散量的
增加
平常流量的
增加
(地下水處理利用)
地下逕流量增加
整體設計概念說明 21
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LID設施評估設計流程
場地對設置雨水流出抑制設施適合度
貯留設施設置可行性 本方案不適用
滲透地質
貯留設施及滲透設施併用
非滲透地質
貯留設施
滲透地質
滲透設施
非滲透地質
其他方案
YES
YES NO
NO
水文分析 評估適合的LID類型
評估基地限制因數
暸解計畫主要目的
評估LID設施可行性
重複計算,評估可能的設施數量
決定LID優化配置
多目標決策分析與情境類比
整體設計概念說明 22
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實際案例說明
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案例一:台北科技大學生態校園 24
新
生
南
路
八 德 路
光華館
國百館
宏裕科技研究大樓
校友會館
化工館 分子館
土木館
材資館
設計館
共同科館
1st 教學大樓 2nd 教學大樓
3rd 教學大樓
4th
教學大樓
化學館
圖書館
行政大樓
迴廊
綜合大樓
中正紀念堂
:綠屋頂
:雨水桶
:蓄水池
:透水鋪面
:雨水花園
:水質水量監測點
綠屋頂
: 綠屋頂
: 雨撲滿
: 濕式滯留池
: 透水鋪面
: 植生滯留槽
: 生態滯洪河道
透水鋪面 雨撲滿
生態滯洪河道
植生滯留槽
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案例一:台北科技大學生態校園 25
UI Green Metric World University Ranking
University Country Total Ranking
National Taipei University of Technology Taiwan 7191.68 19
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案例二:台灣高架橋 26
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案例二:台灣高架橋
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工程總成本:5億元
LID設施成本:500萬元
設施僅占總成本1%,但設置完成後,暴雨徑流量可以減少50%
案例二:台灣高架橋
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案例三:大安高工前人行道雨水儲留入滲系統
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案例三:大安高工前人行道雨水儲留入滲系統
70 m (長) 2 m (寬) 0.5 m (高)
資料提供:台北市政府工務局水利處
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案例三:大安高工前人行道雨水儲留入滲系統
開挖並移除地下管線 鋪設底層級配及不織布
塑膠模塊組立
不織布回包並覆土
頂層碎石級配及透水混凝土鋪設 透水磚鋪設
照片提供:台北市政府工務局水利處
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案例四:德國雨水地下儲留系統 32
圖片來源:Fa. Frankische, fraenkische.com
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案例四:德國雨水地下儲留系統 33
出流控制系統 圖片來源:Fa. REHAU, rehau.com
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案例四:德國雨水地下儲留系統 34
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青島中加國際學校
校地面積:33萬平方公尺(約3.5個北科大)
投資資本額:2.6億人民幣
招生人數:1800人(自18個月至18歲)
預計使用日期:2015年5月
節能設施:使用地熱泵採暖製冷
減碳設施:採用太陽能及風力提供50%供電需求
雨水回收再利用於魚類養殖與澆灌
案例五:大陸青島中加國際學校海綿校園 35
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青島中加國際學校平面配置圖
水資源蒐集
地表逕流水
入滲水
屋頂雨水
中水(污水處理)
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青島中加國際學校景觀空間配置圖
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校車停車場 (透水鋪面+樹箱) 地下蓄水槽
生態河道
透水鋪面(
植草磚)
透水鋪面(
植草磚)
造景區 (透水鋪面+樹箱+雨花園+噴水池)
生態河道
雨水儲留池
地下蓄水槽
暖房養魚區 (生態河道)
暖房種菜區 (生態河道)
水質淨化區 (中水回收系統+ MSL+地下蓄水槽)
A A B
B
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Section A-A
83.8 m
5 m 1.8 m 1.8 m
8cm透水磚 7cm襯墊砂 不織布 20cm蜂巢格網內填碎石 4” PVC排水管 85cm碎石蓄水層 地工防水膜
41 植生滯留槽 + 樹箱過濾設施 + 地下雨水儲留系統
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42 噴水池+ 地下雨水儲留系統
Section B-B
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43 建築物屋頂雨水蒐集系統
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44 建築物屋頂雨水蒐集系統
雨水地下蓄水槽一:12m 10m 2.5m
雨水地下蓄水槽二:12m 10m 2.5m
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45 建築物屋頂雨水蒐集系統
雨水地下蓄水槽三:15m 7m 2.5m
雨水地下蓄水槽四:20m 5m 2.5m
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結論與建議
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改造城市為微區域滯洪系統
儲留豐沛的水資源再利用
創造多樣性的環境景觀
營造多元化的地方特性
減少暴雨徑流面源污染
植栽
氣候 土壤
景觀
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