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論文中文名稱:低衝擊開發對於逕流抑制評估-以桃園航空城雙溪基地為例 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Using Low Impact Development to Assess Runoff Control Performance - A Case Study of Taoyuan Aerotropolis [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:工程學院
系所名稱:土木工程系土木與防災碩士班
畢業學年度:104
畢業學期:第二學期
中文姓名:廖信凱
英文姓名:Liao,Hsin-Kai
研究生學號:103428058
學位類別:碩士
指導教授中文名:林鎮洋
口試委員中文名:林鎮洋;何嘉浚;陳起鳳
中文關鍵詞:低衝擊開發都市地表逕流海綿城市SWMM模式
英文關鍵詞:Low Impact DevelopmentUrban RunoffSponge citySWMM
論文中文摘要:高強度的土地利用幾乎是近代世界文明的特徵,都市的擴張改變了土地原有的生態及水環境,入滲、截流與地下水補注等水文循環功能喪失,連帶使都市內水道失去天然河川自淨的功能,都市洪水及水污染問題,成為許多都會區揮之不去的夢魘,為了有效解決都市水患問題與環境永續共生,低衝擊開發技術是現代國家必須要走的一條路。
在臺灣大規模的新市鎮開發如火如荼的展開,其中桃園航空城將成為近年來最大的開發案,為避免重蹈覆轍,故本研究嘗試將分散型低衝擊開發設施導入航空城開發案中,藉此彌補開發行為對環境造成之衝擊,同時應用(Storm Water Management Model, SWMM)模式為評估工具,探討基地開發前後地表逕流變化情況。
研究區域面積為85.67公頃,位於桃園航空城計畫區內,未來開發後不透水面積將提升至現況的3.8倍,為降低開發可能造成之影響,本研究於開發後的基地內規劃雨花園、草溝、透水鋪面以及乾式滯洪池四項LID設施,利用SWMM模擬結果發現,在枯水年與豐水年的情況下,設置LID設施能降低27.4 %與20 %因開發產生的年總逕流量,而在2016/01/29之平日降雨與2016/06/02之極端降雨下,則能削減29.3%以及11.2%因開發所產生的總逕流量,同時關鍵的洪峰流量也有下降的趨勢,綜合上述模擬結果可確定LID設施能有效控制研究區域內的地表逕流,進而實現都市永續發展的目標。
論文英文摘要:High intensity landuse is the most features in the modern world. The development of the urban had changed the original water environment and ecology. The functions of infiltration, interception, groundwater recharge, and other hydrological cycles are out of order now, furthermore, the rivers in city can not be purified by themselves. Because water pollution and flood become nightmares of modern city, the LID is the necessary for a modern country to solve the problem of flood and sustainable development.
Taoyuan Aerotropolis is the biggest urban planning development in the near future in Taiwan. This research present that the change of runoff as the dispersible LID, including rain garden, vegetated swales, porous asphalt concrete, and dry pond, which installed in Taoyuan Aerotropolis by using SWMM assessment tool.
The area of the study site covers 85.67 hectares in the Taoyuan Aerotropolis and the impervious area will be increased to 3.8 times as now. Four scenarios, including wet year, dry year, light rain, and heavy rain are simulated by using SWMM. The results shown that the total runoff decrease of 27.4% in dry year, 20% in wet year, 29.3% in light rain (2016/01/29), and of 11.2% in heavy rain (2016/06/02) are found. In conclusion, we can find out that the LID facilities can efficiently control the urban runoff and achieve the goal of sustainable development.
論文目次:摘 要 i
ABSTRACT iii
誌 謝 v
目 錄 vi
表目錄 ix
圖目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 2
1.2 研究目的 3
1.3 章節介紹 4
第二章 文獻回顧 6
2.1 低衝擊開發 6
2.1.1 低衝擊開發定義 6
2.1.2 低衝擊開發設施 8
2.1.3 低衝擊開發相關法源基礎 15
2.2 海綿城市 16
2.2.1 海綿城市定義 16
2.2.2 海綿城市案例介紹 19
2.3 水文評估模式 32
2.3.1 水文評估模式介紹 32
2.3.2 模式評選與案例應用 35
第三章 研究方法 37
3.1 研究內容 37
3.2 桃園航空城開發案介紹 39
3.3 研究區域選定與介紹 41
3.3.1 氣候條件 42
3.3.2 水文資料 44
3.3.3 地理環境 46
3.3.4 交通系統 47
3.3.5 土地利用 51
3.3.6 排水系統 55
3.3.7 歷史災害 56
3.4 模式介紹 59
3.4.1 集水區管理系統(BASINS) 59
3.4.2 暴雨管理模式(SWMM) 61
3.4.3 模式建置與流程 73
3.4.4 參數率定與驗證 75
3.5 逕流模擬 78
3.5.1 低衝擊開發設施配置 78
3.5.2 情境分析 84
3.5.3 降雨事件 84
第四章 結果與討論 85
4.1 率定與驗證結果 85
4.2 地表逕流模擬結果 86
4.2.1 總逕流量評估-長時間連續模擬 86
4.2.2 總逕流量評估-單一事件模擬 88
4.2.3 LID設施個別削減效益評估 91
第五章 結論與建議 94
5.1 結論 94
5.2 建議 95
參考文獻 97;表2.1 傳統暴雨管理與LID暴雨管理方法比較 7
表2.2 各國暴雨管理名稱 17
表2.3 常用水文評估模式功能彙整表 35
表3.1 蘆竹測站統計資料表 43
表3.2 國內現行防洪設施設計基準整合表 45
表3.3 研究區域地層分類表 47
表3.4 道路系統彙整表 49
表3.5 研究區域土地利用分類整理表 53
表3.6 研究區域未來土地利用彙整表 55
表3.7 研究區域周圍歷史淹水災害彙整表 58
表3.8 LID參數一覽表 72
表3.9 設施種類對應參數 73
表3.10 模式輸入資料格式 75
表3.11 參數率定與驗證判定指標 76
表3.12 測站上游集水範圍土地利用資料 77
表3.13 SWMM模式資料格式 78
表3.14 中央氣象局蘆竹測站雨量統計資料 84
表4.1 豐枯水年逕流削減比較表 88
表4.2單一事件逕流削減比較表 91
表4.3 個設施逕流削減百分比 92;圖1.1 開發程度與水文循環關係 1
圖1.2 LID削減因開發行為所產生之逕流 3
圖1.3 研究流程圖 5
圖2.1 植生滯留槽 9
圖2.2 草溝 10
圖2.3 透水鋪面 10
圖2.4 綠屋頂 11
圖2.5 樹箱過濾設施 12
圖2.6 雨水貯留回收設施 12
圖2.7 滲透排水管 13
圖2.8 滲透陰井 14
圖2.9 滲透側溝 14
圖2.10 海綿城市示意圖 17
圖2.11 北科大生態校園LID設施 20
圖2.12 臺中生活圈2號線LID設施 20
圖2.13 倫敦奧林匹克公園 21
圖2.14 丹佛市的地方法院雨花園 22
圖2.15 科羅拉多州大學丹佛分校教樓旁綠地滯洪池 23
圖2.16 丹佛14街人行道透水鋪面 23
圖2.17 金斯敦(KINGSTON)市雨花園 24
圖2.18 MORDIALLOC PETER SCULLIN水敏性停車場設計 24
圖2.19 窪地—滲渠系統 26
圖2.20 下沉式設施 27
圖2.21 植生草帶及儲水河道 27
圖2.22 加冷河與碧山公園 28
圖2.23 荷蘭水廣場 29
圖2.24 道路完成實景圖 31
圖2.25 光明新城公園草溝實景圖 31
圖2.26 光明新區群眾體育中心透水鋪面實景圖 31
圖2.27 SOBEK模式操作介面 33
圖2.28 FLO-2D模式操作介面 33
圖3.1 桃園航空城區域規劃圖 40
圖3.2 研究區域分佈圖 41
圖3.3 南崁溪與研究區域現況 42
圖3.4 坑子溪與研究區域現況 42
圖3.5 研究區域氣象及水文測站位置圖 43
圖3.6 研究區域河系圖 44
圖3.7 南崁溪流域支流圖 45
圖3.8 數值模擬計畫區數值高程 46
圖3.9 研究區域岩心影像圖 47
圖3.10 研究區域周邊重要道路 49
圖3.11 桃園捷運路線圖 50
圖3.12 研究區域土地利用圖 51
圖3.13 土地利用色碼對照圖 52
圖3.14 未來土地利用規劃情形 54
圖3.15 研究區域未來排水系統圖 56
圖3.16 研究區域淹水潛勢圖 57
圖3.17 BASINS系統之概觀 60
圖3.18 BASINS系統之操作介面 60
圖3.19 SWMM模式操作介面 62
圖3.20 SWMM模式整合演算架構 62
圖3.21 SWMM地表面漫地流示意圖 63
圖3.22 SWMM模式地下水計算概念 65
圖3.23 SWMM模式水質計算理論基礎 70
圖3.24 研究區域子集水區切割成果 74
圖3.25 南崁溪流域與測站上游集水範圍 76
圖3.26 子集水區切割與高程河系 77
圖3.27 研究區域LID設施配置圖 79
圖3.28 LID設施串聯示意圖 79
圖3.29 雨花園結構配置 80
圖3.30 建蔽率與法定空地比例 80
圖3.31 草溝設施結構配置 81
圖3.32 多孔隙透水瀝青混凝土鋪面結構配置 82
圖3.33 中科七星乾式滯洪池(蔡榮峯攝) 83
圖4.1 2000年流量率定 85
圖4.2 2001年流量驗證 86
圖4.3 2009年枯水年地表逕流模擬結果 87
圖4.4 2012年豐水年地表逕流模擬結果 87
圖4.5 豐枯水年地表逕流量削減情形 88
圖4.6 2016/01/29降雨事件地表逕流變化情況 89
圖4.7 2016/06/02降雨事件地表逕流變化情況 90
圖4.8 單一事件地表逕流量削減情形 91
圖4.9 個別設施逕流削減百分比 93
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