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論文中文名稱:都市建築基地降水入滲決策支援模型探討 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:The Infiltration of Precipitation with Decision Support Model in Urban Building Lots [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:設計學院
系所名稱:建築與都市設計研究所
中文姓名:徐政獻
英文姓名:Cheng-Hsien Hsu
研究生學號:92528023
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2005-06-23
論文頁數:111
指導教授中文名:黃志弘
指導教授英文名:Chih-Hong Huang
口試委員中文名:鄭政利;林鎮洋
中文關鍵詞:都市水文土壤滲透係數坡降率降水綠建築基地保水指標
英文關鍵詞:Urban HydrologySoil Hydraulic ConductivityHydraulic GradientRainfallIndex of Soil Water Retention in Building Site
論文中文摘要:傳統都市化導致地表密封,都市排水仰賴排水溝逕流收集,卻增加了都市下游的洪峰流量與逕流面積,逕流回堵導致都市洪氾頻傳;新的都市水管理概念乃延遲逕流流出時間、透過都市微觀管理提升入滲量,將可減少逕流量,降低水環境破壞程度。本文即針對都市建築基地作降水入滲定量描繪,建構檢測決策模型以供參考,將對都市入滲有所貢獻。
本研究透過實測方式,針對都市既有建築基地之都市小學,實測區域土壤滲透係數、坡降率、透水面積比等因子,將之比對真實降雨型態,定量確認區域最大入滲量與實際入滲量;並對多數輔助入滲措施作個別量化估算,藉以確認其於都市入滲所扮演角色;並比較現行綠建築基地保水指標,討論二者間水文管理概念之差異性。
結論顯示:一、研究區域既有滲透能力甚低,降雨日時入滲率均未達1%,顯示具相當改善空間。二、都市應建構相關環境因子資料庫,才能落實都市水環境管制。三、都市應建立入滲量改善指標,區域建築基地才可依循導入相關改善措施,達到改善目標。
論文英文摘要:The urbanization leads to the sealed soil surface. Runoff depends only on the urban drainage system. That increases the quantity of flood peak and runoff in urban downstream areas. This research adopts a new concept for precipitation management in urban areas, by delay of runoff flow time and by improvement of quantity of soil infiltration. The goals of this research would be quantifying the infiltration of precipitation and constructing a decision-supporting model in urban building lots.
This research takes an example of an elementary school as the existing building lots in urban areas. In the first phase, this research contained empirical measurement of Soil Hydraulic Conductivity(performed as k), contours analysis of topography, percentage of impervious(IMP)and sewer systems in comparison to the rainfall data collected from the official department. In the second phase, the majority infiltration auxiliary facilities efficiency and calculate the promotion of the infiltration efficiency would be measured.
The conclusions of his research show: First, infiltration rate is below 1% in campus, the existing infiltration efficiency is bad. Second, there should be a environmental factor database to control the urban water quality. Third, in the urban area, we should set up index of infiltration quantity. The regional building lots can use applicable infiltration auxiliary facilities to achieve infiltration efficiency.
論文目次:目錄

摘要…………………………………………………………………………………………i
ABSTRACT……………………………………………………………………………ii
誌謝………………………………………………………………………………………iii
目錄………………………………………………………………………………………iv
表目錄……………………………………………………………………………………vi
圖目錄…………………………………………………………………………………viii
第一章 緒論……………………………………………………………………………1
1.1 緣起………………………………………………………………………………1
1.2 研究內容與方法…………………………………………………………………4
1.3 研究目標與流程…………………………………………………………………6
1.4 相關都市降水入滲文獻回顧……………………………………………………8
第二章 區域降水管理與相關滲透因子探討……………………………………17
2.1 研究區域基礎調查……………………………………………………………17
2.2 區域排水規劃檢討……………………………………………………………20
2.3 降水滲透相關論述基礎………………………………………………………23
2.4 區域土壤滲透係數實測………………………………………………………29
2.5 區域水力坡降實測……………………………………………………………39
2.6 區域不透水面積比率探討……………………………………………………44
2.7 雨水貯集與再利用探討………………………………………………………46
第三章 區域實際雨量與既有保水能力量化比對……………………………51
3.1 降雨解析………………………………………………………………………51
3.2 降雨型式………………………………………………………………………53
3.3 區域既有保水能力量化探討…………………………………………………55
第四章 績效導向量化區域相關滲透改善措施………………………………63
4.1 直接滲透設計…………………………………………………………………63
4.2 貯留滲透設計…………………………………………………………………66
4.3 排水溝逕流入滲………………………………………………………………69
4.4 表層土壤級配改善……………………………………………………………70
4.5 區域透水面積比率提升………………………………………………………82
4.6 區域雨水貯留量化探討………………………………………………………90
4.7學校操場滲透效益解析…………………………………………………………92
4.8 相關輔助入滲手法效益比對…………………………………………………93
第五章 降水管理模式應用於區域空間管制之探討…………………………95
5.1 綠建築基地保水指標比對……………………………………………………95
5.2 相關滲透設施落實於空間應用之適宜性探討………………………………100
5.3 區域降水管理策略……………………………………………………………104
第六章 結論與建議…………………………………………………………………105
6.1 結論……………………………………………………………………………105
6.2 建議……………………………………………………………………………108
參考文獻………………………………………………………………………………109

表目錄

表2.1 2004年研究區域降雨日與降雨量比對表…………………………………19
表2.2 合理化公式逕流係數………………………………………………………26
表2.3 各類保水設計之保水量計算及變數說明…………………………………28
表2.4 需經鑽探調查之土壤滲透係數k值簡易對照表…………………………30
表2.5 無需做鑽探調查之土壤滲透係數k值簡易對照表………………………30
表2.6 依粒徑分類之土壤滲透係數………………………………………………30
表2.7 土壤滲透係數檢測流程說明………………………………………………34
表2.8 都市入滲性能測試記錄表範例……………………………………………36
表2.9 都市滲透係數變化數據表…………………………………………………37
表2.10 研究區域高程地形實測流程………………………………………………41
表2.11 既有子集水區滲透因子整理………………………………………………42
表2.12 研究區域都市計畫分區透水面積比率……………………………………44
表3.1 2004年逐月降雨日數統計表………………………………………………53
表3.2 區域子集水區個別水力坡降一覽…………………………………………55
表3.3 區域子集水區面積與透水面積一覽………………………………………56
表3.4 區域子集水區日滲透能力一覽……………………………………………57
表3.5 區域實際降雨量與入滲能力比對…………………………………………62
表4.1 直接輔助入滲設施定義……………………………………………………63
表4.2 直接入滲設施量化公式……………………………………………………65
表4.3 直接入滲設計量化計算……………………………………………………65
表4.4 貯留滲透入滲設施定義……………………………………………………66
表4.5 直接入滲設施量化公式……………………………………………………67
表4.6 貯留滲透設施量化計算……………………………………………………68
表4.7 排水溝逕流入滲效益………………………………………………………69
表4.8 個別子集水區提升單位面積所提升之滲透量……………………………82
表4.9 提升區域透水面積所提升之效益比對……………………………………89
表4.10 個別量體屋頂降水貯集量比對……………………………………………91
表4.11 相關輔助入滲設施能力比對表……………………………………………94
表5.1 現行基地保水相關規範條例………………………………………………95
表5.2 各種滲透設施適合設置場所……………………………………………100
表5.3 範例子集水區基本資料列表……………………………………………102
表5.4 小雨日區域入滲率提升至20%…………………………………………103

圖目錄

圖1.1 2001年納莉颱風淹水災害照片……………………………………………1
圖1.2 都市化水環境的影響與解決對策…………………………………………3
圖1.3 都市水環境的循環與再生概念圖…………………………………………3
圖1.4 研究流程圖…………………………………………………………………7
圖1.5 美國費城都市化對水環境影響觀測結果…………………………………8
圖1.6 柏林地區降水入滲能力分佈圖…………………………………………10
圖1.7 柏林地區排水系統分佈圖………………………………………………11
圖1.8 總合之治水政策架構圖…………………………………………………12
圖1.9 日本之雨水滲透設施分類架構…………………………………………13
圖1.10 日本之區域分散式滲透概念圖…………………………………………13
圖2.1 臺北市行政區分布圖……………………………………………………17
圖2.2 研究區域平面配置圖與現況照片………………………………………18
圖2.3 2004年中正區逐月降水量分布圖………………………………………19
圖2.4 都市降水集中末端處理概念圖…………………………………………20
圖2.5 MR元素之縱向剖面圖…………………………………………………21
圖2.6 研究區域排水溝配置……………………………………………………22
圖2.7 SCS有效降雨計算………………………………………………………24
圖2.8 SCS法之曲線值查表……………………………………………………24
圖2.9 典型土壤水分入滲曲線…………………………………………………29
圖2.10 三角座標分類法…………………………………………………………31
圖2.11 Guelph Permeameter 2800K1水份傳導係數滲透量測計………………33
圖2.12 區域實質土壤滲透係數變化圖…………………………………………38
圖2.13 汐止市集水區流域型態圖………………………………………………39
圖2.14 區域水力坡降檢測方格分布圖…………………………………………40
圖2.15 高程模擬圖………………………………………………………………43
圖2.16 研究區域集水區套繪圖…………………………………………………43
圖2.17 既有滲透面積分佈與估算………………………………………………45
圖2.18 台灣降雨與水資源利用情況……………………………………………46
圖2.19 日本貯留設施分級架構圖………………………………………………48
圖2.20 Shinjuku水資源回收圖…………………………………………………48
圖2.21 地面型與地下行雨水貯集系統…………………………………………49
圖2.22 簡易雨水淨化施工圖……………………………………………………50
圖3.1 不同樹種截留量與降雨量之關係………………………………………52
圖3.2 中正區逐時降雨量分布圖………………………………………………54
圖3.3 區域不同雨型實際降雨量………………………………………………54
圖3.4 區域既有入滲能力分區量化……………………………………………57
圖3.5 區域降雨量與實質入滲量比對…………………………………………58
圖3.6 大雨日之區域實際降水入滲能力差異分布……………………………59
圖3.7 中雨日之區域實際降水入滲能力差異分布……………………………60
圖3.8 小雨日之區域實際降水入滲能力差異分布……………………………61
圖4.1 直接輔助入滲設施標準圖………………………………………………64
圖4.2 貯留入滲設施標準圖……………………………………………………67
圖4.3 U型排水溝設計圖………………………………………………………69
圖4.4 含水層水份分佈圖………………………………………………………70
圖4.5 學校操場地下礫石貯留滲透示意圖……………………………………71
圖4.6 個別級配入滲曲線與模型曲線圖………………………………………72
圖4.7 赤玉土粒徑………………………………………………………………74
圖4.8 土壤級配改善檢測過程照片……………………………………………74
圖4.9 國語實驗小學植栽區滲透係數變化圖…………………………………75
圖4.10 國語實驗小學操場滲透係數變化圖……………………………………76
圖4.11 土壤級配改善與既有土壤效能比對……………………………………77
圖4.12 大雨日之經土壤級配改善後區域實際降水入滲能力差異分布………78
圖4.13 中雨日之經土壤級配改善後區域實際降水入滲能力差異分布………79
圖4.14 小雨日之經土壤級配改善後區域實際降水入滲能力差異分布………80
圖4.15 區域透水面積提升至30%需改善量……………………………………84
圖4.16 區域透水面積提升至40%需改善量……………………………………85
圖4.17 區域透水面積提升至50%需改善量……………………………………86
圖4.18 區域透水面積提升至60%需改善量……………………………………87
圖4.19 區域透水面積提升至70%需改善量……………………………………88
圖4.20 提升透水面積與滲透量比對……………………………………………89
圖4.21 區域量體與排水系統配置關係圖………………………………………90
圖4.22 個別量體雨水收集能力比對……………………………………………91
圖4.23 利用基礎貯水設施照片…………………………………………………91 圖4.24 小雨日降雨量與操場保水設計滲透量比對……………………………92
圖5.1 研究區域子集水區分佈圖………………………………………………99
圖5.2 德國柏林目標性滲透量導向……………………………………………99
圖5.3 子集水區範圍示意………………………………………………………100
論文參考文獻:參考文獻

書籍
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期刊論文
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[14] 黃志弘、廖明誠,「實測定量都市地區降水入滲」,華梵學報,第九卷,2003,第128-145頁。
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會議論文
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[22] 徐政献、黃志弘,「以土壤級配改善手法提昇都市既有建築基地降水入滲效能之研究-以國小校園為例」,中華民國建築學會第十六屆第一次建築研究成果發表研討會,台北,2004。
[23] 徐政献、黃志弘,「以績效導向化改善都市國小校園入滲措施之效能研究」,成功大學第九屆國土規劃論壇,台南,2005年3月。
[24] 鄭政利,「建築物雨水利用設計評估與綠建築水資源指標」,雨水貯集利用技術推廣研討會論文集,台北,2002年11月。
[25] 盧光輝,「減洪雨水貯集設施之選址探討」,雨水貯集利用技術推廣研討會論文集,台北,2002年11月。
[26] 忌部正博,「日本雨水貯集應用介紹」,雨水貯集利用技術推廣研討會論文集,台北,2002年11月。
[27] 忌部正博,「日本雨水貯集與入滲設施技術標準」,雨水貯集利用技術推廣研討會論文集,台北,2002年11月。
[28] 廖朝軒、蔡燿隆,「雨水貯集設施在都市集水區減洪規劃評估」,雨水貯集利用技術推廣研討會論文集,台北,2002年11月。
[29] 詹加欣、黃志弘,「都市地區入滲效能提升研究」,中華民國建築學會第十四屆建築研究成果發表研討會,台北,2002年11月。

學位論文
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[32] 李仁豪,都市保水性能之實測研究-以台南市為例,碩士論文,成功大學建研所,台南,1999。
[33] 劉岳明,台北市都市環境透水性能實測解析,碩士論文,成功大學建研所,台南,2001。
[34] 謝佳融,貯集入滲池設計技術及性能實測研究,碩士論文,成功大學建研所,台南,2004。
論文全文使用權限:同意授權於2005-07-29起公開