文/李天浩 台大土木系副教授 

 

 

臺灣都市淹水防治的建議策略

　　考慮降雨特性、都市密集程度和策略的預算可行性，建議臺灣都市採用的三項內水淹水防治的建議策略，按照實施可行性，依序為：

(1) 修改道路設計，使其兼具導排超量雨水和作為排水系統間互援渠網的功能:

　　採用3至5年重現期保護標準的都市下水道，只是排水能力相對較小的系統(minor sewer system)；因應氣候降雨變遷的調適策略，建議未來應設計道路使其成為雨水冒出調表時的大排水系統(major sewer system)。
　　2012年6月12日早晨的梅雨和中尺度流系統，和2015年6月14日下午，臺北市基隆路臺大路段和興隆路二三段的兩次淹水，都是因為降雨逕流量超過下水道容量，滿溢到路面的下水道局部排水能力不足型態淹水。圖2為國家災害防救科技中心與台大合作開發的淹水模擬和3D展示，模擬分析顯示淹水集中在基隆路與長興街口；如圖3基隆路段和長興街人孔蓋高程圖所顯示，兩次淹水都是積在公館圓環和辛亥路兩端地面較高之間的低窪路段，尤其是在長興街口，過了辛亥路的和平高中旁基隆路段並未淹水。

 

　　2015年6月14日的相同暴雨事件，興隆路二三段也發生淹水，範圍和圖4的興隆路易淹水路段100mm/hr淹水模擬圖大致相同。圖5沿興隆路二段與起點離的人孔蓋高程分布圖顯示，淹水深度較深的興德路段，和興隆路二段都是在下水道滿管後的局部低點積水。若將基隆路道路縱坡修改為如圖3中的土黃色虛線，興隆路如圖5中的土黃色線，並考慮積水時的道路交通和求排水需求，妥善設計道路橫斷面，則冒出地面的淹水，將會由重力自動導排至下游沒有滿管處，再透過邊溝流入下水道。例如，基隆路、長興街路段積淹水，導向和平高中旁的基隆路段，以及復興南路的下水道幹管。

 

　　利用道路導排淹水，達到都市下水道系統相互支援的概念，類似東京的首都圈外郭放水路的設計，只是將「建造外郭放水路，達成外水河川相互支援功能」，轉換為「改造連結相鄰的排水系統的都市道路，在個別下水道滿管、路面淹水的狀況下，排至鄰近的排水系統的方式，達成內水水河川相互支援功能」。例如A、B、C三條道路，路面縱剖面如折線、坡度不是固定值，但都是由南往北遞增或遞減的道路與其下方的下水道，和1、2、3三條東西向道路相互交叉，排水系統間互援渠網的路面設計，是使：

• 南北向道路B和東西向道路1的交叉點，設計為道路1的最低點，南北向道路A或C的雨水下水道若滿管冒水，便會透過道路1，流向道路B，進入其下方的下水道。
• 在南北向道路B和東西向道路2的交叉點，設計為道路2的最高點，若南北向道路B的雨水下水道滿管冒水，便會透過道路2，向東西兩側流向南北向道路A和C，並流入其下方的下水道。
• 在南北向道路B和東西向道路3的交叉點，再設計為道路3的最低點，若南北向道路A或C此路段的雨水下水道滿管淹水，便會透過道路3，流向南北向道路B，進入其下方的下水道。
• 配合都市地形，重複上述邏輯，利用和下方有下水道幹渠的交叉道路，構成縱坡如折線的道路系統，達到都市下水道系統相互支援的功能。

　　因為臺灣降雨特強，下水道排水能力也超大，降雨超過下水道設計標準時，短暫淹水的體積可能便可能很大；所以，臺灣都市道路輔助排水設計，和美國社區道路兼具導排和貯存的設計不同，對於「局部排水能力不足」路段，只需要設計導排功能即可，不需要考慮除貯存功能；在都市排水系統最下游，需要抽排往堤外外水處的積水，則建議增加抽排能力的方式改善。

 

(2) 有效利用貯集滯洪設施容量，削減降雨逕流峰值策略：
　　如前所述，內政部《建築技術規則建築設計施工篇》和《臺北市基地開發排入雨水下水道逕流量標準》，分別要求建築基地需要設置基地面積乘以45mm和78mm的貯集滯洪設施容量；臺北市訂定約62.28mm/hr的雨水流出抑制標準，但是還沒有對應的設計規範，內政部規範對於建築基地應該如何使用這45mm體積，尚無清楚的規範。因為臺灣都會區多已經建成，未來新建案和都市更新的速度緩慢，可用的貯集滯洪設施的量體小，必須特別思考設計，以達到有效利用貯集滯洪設施的目標。
　　圖6為建議利用雨水貯集滯洪設施，同時滿足「雨水流出抑制標準」，並兼具吸納道路超超過容許深度淹水的示意圖，設計構想是：

• 建築基地內的逕流雨水全都導向圖中的分流池。
• 分流池按照「雨水流出抑制標準62.28mm/hr」設計，原則是當流入分流池的逕流量小於基地面積乘以約60mm/hr時，全部流量都由管線排出至都市排水系統；流量大於抑制標準時，分流池的水位便超過溢流堰頂高，部分逕流透過管線排出至排水系統，部分越過溢流堰進入貯集滯洪設施。
• 圖中道路具有導排滿管淹水功能，設計路緣石高度等於道路容許淹水深度（即道路排水的水深），若水深超過路緣石高度，水會淹上人行道，便由（部分路段）人行道的「雨水不能流入、淹水才會流入設計的鋪面磚」和管線導往雨水貯集滯洪設施。
• 「雨水不能流入、淹水才會流入設計的鋪面磚」的設計概念如圖7，落在鋪面磚面上的降雨都會被導排至道路邊溝或分流池，只有剛好落入中央1cm直徑開孔的雨水才能穿過鋪面磚，進入排入雨水貯集滯洪設施的管線，量體可以忽略。道路淹水深度達到鋪面磚高度時，便會透過此鋪面磚，大量、快速的流入雨水貯集滯洪設施，直到裝滿設施容量為止。

　　臺北市訂定約62.28mm/hr的雨水流出抑制標準，主要是應用於建築基地滯洪減峰。若再進一步思考，在都市排水系統的上游、發生道路淹水機會較低的區域，建議圖6雨水貯集滯洪設施的利用方式偏重「抑制雨水流出」，例如將62.28mm/hr的標準降低為例如約50mm/hr，如此可以更高程度的減少流往中下游的降雨逕流峰值。接近抽水站附近的都市排水系統下游區域，「抑制雨水流出」的影響很小，可以完全不用「抑制雨水流出」，等到道路淹水超過容許深度時收納即可，雨水貯集滯洪設施利用方式會偏重「吸收道路淹水」。因此，62.28mm/hr的雨水流出抑制標準，應該根據建築基地位於都市排水系統的上、中、下游，透過模擬運算作最佳規劃，訂定不同標準。

 

　　已經建成的都會區，若只有在新建或都市更新的建築基地，按照內政部《建築技術規則建築設計施工篇》和《臺北市基地開發排入雨水下水道逕流量標準》，建設雨水貯留滯洪設施，若總體滯洪容量的增長速度落後於降雨氣候變遷，淹水機率仍然太高時，可以考慮設計容積獎勵，鼓勵道路兩側民間建築物興建地下滯洪體積。根據民國102年的估計數據，公寓型基地的地下空間建造成本約為每立方米1.1萬，大廈型1.5萬，因為購地成本已經攤到其他容積，所以會比地方政府建造地下滯洪空間的單位成本低，再加上部分利潤，轉為建商可以販售的地上空間容積，公寓滯洪體積於民間建築物，才有機會能在密集的台灣都會區，隨氣候、降雨變遷，以預算可行的方式，逐步創造出較大量體的滯洪體積。

 

(3) 減低淹水衝擊、財物損失策略：
　　推動執行以上兩項策略後，淹水仍然無可避免的會偶爾發生，且有可能侵入建築物，造成災損。若地方政府以超高預算興建滯洪池，例如將淹水的重現期由3年提高為5年，但這工程分析計算，很難彰顯、實證滯洪池工程的資本效益，若發生10年重現期降雨、再度淹水時，告訴民眾「都市海綿化工程已經讓你家少淹15公分」，民眾（含民代、媒體）會不會有感？民眾有差異感受的不是淹水深度的差異，而是從淹水（衝擊生活並造成財物損失）變成不會淹水的類別差異。道路不會淹水的標準太高，地方政府辦不到或財務上不可行；目標降低可以降低為道路還是偶爾會淹水，但不要淹進建築物與地下空間的，是可以辦得到、財務可行的目標。具體作法分為兩部分：

• 提升建築淹水防護能力：新建築物提高一樓底板高程，地下空間利用階梯或路堤提高入口高程，在建築物出入口增設擋水閘板等；另外，在建築物的排水系統中，增設自動逆止和手動密閉閘閥，避免淹水透過排水系統倒灌進入建築物，建築物近地面牆壁增加耐淹的不透水能力等。
• 建立都市淹水即時預警報系統：利用極短時定量降雨預報，和都市逕流與下水道模式，發展都市淹水即時預警報系統；目標是在下水道滿管淹出地面前30分鐘，通報淹水潛勢路段的居民商家，安裝擋水閘板、監控或關閉下水道閘閥；做好地下空間出入口擋水保護措施，疏散空間內民眾；警消和防災單位派出交管人員，管制和疏散可能淹水路段交通，以及派遣抽水機組到現場，視需要抽水救援等。

結語
　　到本世紀結束地球都會持續增溫，降雨隨之變遷，海面也會持續上升，臺北盆地、高雄和臺南鄰海地區的排水都會更加困難。因為臺灣降雨特大，都會區人口非常密集，和中緯度溫帶國家特性非常不同，氣候降雨變遷趨勢下的都市水災防治策略也不相同。臺灣都市需要訂定財務可行的內水防治策略，開始執行，以避免未來可能的重大損失。
　　若以「道路不淹水」作為臺灣都市水災防治策略的目標，成本太高、財務不可行；本文提出三項相對可行的策略：分別是：1.修改道路設計，使其兼具導排超量雨水和作為排水系統間互援渠網功能；2.有效利用貯集滯洪設施容量，削減降雨逕流峰值策略；3.減低淹水衝擊、財物損失策略。

參考文獻

1. Chen, Tsing-Chang, Shih-Yu Wang & Ming-Cheng Yen (2007) Enhancement of Afternoon Thunderstorm Activity by Urbanization in A Valley: Taipei, Journal of Applied Meteorology and Climatology, vol. 46, p1324~1340.
2. Liu, Shaw Chen, Congbin Fu, Chein-Jung Shiu, Jen-Ping Chen, Futing Wu (2009) Geophysical Research Letters, Temperature dependence of global precipitation extremes, vol. 36, issue 17.
3. 許晃雄、陳正達、盧孟明、陳永明、周佳、吳宜昭 (2011) 臺灣氣候變遷科學報告2011，行政院國家科學委員會。
4. 陳永明 (2010) 從風災降雨量看極端氣候對臺灣災害之衝擊，臺大校友雙月刊。 http://www.alum.ntu.edu.tw/wordpress/?p=8852
5. 楊偉甫 (2015) 面對旱象、找到契機，土木水利第四十二卷第二期，p4~8。