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研究生: 張登勝
Chang, Teng-Sheng
論文名稱: 暴雨管理與排水系統之整合分析
Integration and Analysis of Stormwater Management and Drainage Systems
指導教授: 張行道
Chang, Andrew S.
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 70
中文關鍵詞: 排水系統暴雨管理水資源整合BMP
外文關鍵詞: drainage systems, stormwater management, integration of water resources, BMP
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  • 近年氣候變遷使降雨強度及頻率增加,暴雨逕流量超過原本排水系統所能負荷,另一方面又面臨水資源缺乏的問題。美國綠建築(LEED)及台灣綠建築(EEWH)中,亦強調基地保水、用水減量,與廢水回收再利用等指標,但水資源整合管理尚未被重視。
    本研究以高科技廠區為例,整合分析暴雨管理設施與排水系統。先經由國內外文獻回顧,了解降雨強度與排水規劃間之關聯,並整理暴雨管理的種類及作法。再計算廠區排水系統設計最大排水量,並由設置困難度,評估建議廠區設置的BMP。然後了解案例廠區綠地、花園等景觀設計,計算其保水量、降雨容受度提升量,與排水貢獻比例。
    研究發現,案例廠區設計的排水系統可應付絕大部分的暴雨,BMP或四區花園、植栽景觀設施也可提升降雨容受度,建議之BMP可提升5.33 mm/hr,占2.75%;而設計之景觀設施可提升1.06 mm/hr,占0.56%。BMP對於廠區實際排水的貢獻有限,但其功能不僅於此。
    BMP的功能,除了美學、生活外,在強調環境保育的永續發展理念下,於環境績效上提供其貢獻。例如,透水鋪面和生態池控制逕流水質的效益高,綠屋頂對降低熱島效應的效益高。而案例景觀設施多為綠地及花園設計,因此降低熱島效應的效益較高,但無法增進用水效能。本研究結論可供未來相關規劃設計者評估參考。

    In recent years, climate change increases the intensity and frequency of rainfall and stormwater runoff quantity exceeds the capacity of original drainage systems. On the other hand, water scarcity issue emerges as the challenging water related issue. The US and Taiwan green building requirements LEED and EEWH also emphasize water retention, water use reduction and waste water recycling. The integration management of them can be supportive for water saving, but has not been made.
    This research made use of a high-tech plant as a case study, attempted to integrate its stormwater management facilities and drainage systems. It was done through several steps. First step is to review the literature to understand the relevance between rainfall intensity and drainage planning, and organize the stormwater management. After that, calculate the maximum capacity of the plant site drainage systems. Knowing the difficulties of those best management practices (BMP) in the site helps to determine the best water-saving BMP implementation. The garden landscape should be designed before the calculation of its water retention capacity to raise the degree of receptivity quantity of rainfall and drainage contribution ratio.
    The research results indicate that the drainage systems in the plant site can cover the high quantity of rainfall compared with BMPs. The BMPs or four landscape facilities are minor alternatives to reduce rainfall runoff. The proposed BMP could reduce 5.33 mm/hr or 2.75% of rainfall runoff; while the designed landscape facilities could reduce 1.06 mm/hr as 0.56%.
    In addition to aesthetics and life, the BMPs emphasize environmental conservation and provide contribution on environmental performance. For example, the efficiency of runoff control of permeable pavements and bio-retention is high; the efficiency of reduction of the heat island effect of green roofs is high. The conclusions of this research can provide references for designers to evaluate their stormwater planning.

    摘要 i Abstract ii 誌謝 iv 目錄 v 表目錄 vii 圖目錄 viii 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 研究方法與流程 2 1.3 研究範圍與限制 4 第二章 文獻回顧 5 2.1 降雨重現期與強度 5 2.1.1 降雨重現期 5 2.1.2 降雨強度公式 6 2.2 相關法規及公式整理 9 2.2.1 逕流量與逕流係數 9 2.2.2 BMP相關規範 10 2.2.3 相關指標與綠色工廠 13 2.3 暴雨管理 14 2.3.1 最佳暴雨管理做法 15 2.3.2 低衝擊開發 20 2.3.3 暴雨設施設計之程序 22 2.3.4 BMP實行案例 24 2.3.5 水資源整合 25 第三章 排水系統設計 27 3.1 排水配置 27 3.1.1 排水系統基本資料 27 3.1.2 設計準則 29 3.2 逕流量設計 31 3.2.1 排水系統水理計算 31 3.2.2 推估降雨逕流量 33 第四章 BMP設置保水量計算 36 4.1 BMP困難度及設置建議 36 4.2 保水量試算 38 4.2.1 保水公式 39 4.2.2 建議設施保水量 40 4.2.3 BMP分擔量與貢獻比例 42 4.3 案例保水量計算 43 4.3.1 案例試算 43 4.3.2 保水量整理 47 第五章 暴雨管理效益 49 5.1 暴雨管理效益類別與分析 49 5.1.1 控制逕流水質 50 5.1.2 降低熱島效應 52 5.1.3 生物多樣性和棲息地 55 5.1.4 用水效能 57 5.2 設施效益分析 58 5.2.1 常見BMP效益 58 5.2.2 案例設施效益 59 第六章 結論與建議 64 6.1 結論 64 6.2 建議 65 參考文獻 67

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