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若大禹再世(四):滯洪空間 都市防洪萬靈丹?

本文由科技部補助,泛科學獨立製作

要在高密度的臺灣都市中興建滯洪池,土地取得費用驚人且不見得具有效益,如何經濟有效地創造大量滯洪空間,是臺灣都市面臨的問題。圖為臺中秋紅谷滯洪池。(圖片來源:WikimediaCommons作者:*嘟嘟嘟*)

要在高密度的臺灣都市中興建滯洪池,土地取得費用驚人且不見得具有效益,如何經濟有效地創造大量滯洪空間,是臺灣都市面臨的問題。圖為臺中秋紅谷滯洪池。(圖片來源:WikimediaCommons作者:*嘟嘟嘟*)

李柏昱 | 國立臺灣大學 地理環境資源學系

為解決都市的淹水問題,興建滯洪池成為臺灣各地新一波治水的新潮流,日前聯合報即報導台北市政府計畫在全市廣設 281 個滯洪池,高雄市本和里與寶業里滯洪池近年也陸續啟用,台中秋紅谷更成為都市觀光新景點。本次專題請到台灣大學土木工程學系的李天浩教授,他長年關注臺灣都市淹水問題,邀請他分享台灣如何在高度集中、寸土寸金的都市水泥森林中,創造滯洪空間,迎戰氣候變遷?

滯洪池:儲蓄暴雨、緩解洪峰

根據行政院農委會水土保持局的定義,滯洪池為「在河床或基地水路構築橫向構造物,或以挖填土方產生窪地,藉由所製造之空間暫時儲蓄暴雨逕流以調整洪水流量之池堰構造物。」

定義文謅謅的講了一堆,簡單來說,滯洪池就如一座大型的蓄水池,可以位於河川沿線,或者是在平原當中挖一個大坑洞,大雨來襲時可提供儲水空間暫時儲存來不及宣洩的水量,避免下游的排水系統超出設計容量而淹水。滯洪池能起到演調節洪水、延緩洪峰來臨時間、增加入滲、減少水患發生等等功用。

與蓄水池不同的是,滯洪池並非為完全封閉的儲水空間,而設有讓水自然流出的出口,能利用重力排水的方式,使滯洪池裡的水能逐漸從開口處適當排出。滯洪池在規劃興建時就必須考量周遭排水系統能處理付的流量,避免大量流出釀成災禍,由於水能持續不斷自滯洪池流出,因此池內可留較多空間容納洪峰流量。另外有一種貯留池,型態上就與蓄水池相當類似,水只進不出,並未設置讓水自然流出的出口,必須仰賴抽水機等方式將水汲出排放,故一旦裝滿就不再具有調洪功能。台北市政府預計興建的第一個蓄洪設施,便是位於文山區捷運辛亥站的萬隆10號貯留池。

台灣都市高密度發展,滯洪池成效不彰

不過李教授指出,台灣高密度發展的都市特性,導致滯洪池的土地取得成本相當高昂,而且地點選擇受限。折衷之道是使用公家機關土地或禁限建的公共設施預定地,但這些地點通常不是設置滯洪池最理想的位置,加上因為規模不大,面對極端降雨只是聊備一格,成效不彰。

李教授舉萬隆10號貯留池為例,萬隆10號貯留池位於捷運辛亥站斜對面的辛亥路與萬美街口,原是辛亥國高中預定地,設計容量13,500立方公尺,預定民國107年完工,希望疏解興隆路淹水問題。這個地區因為位於谷地,北邊為福州山,南邊為景美山,大雨來襲時兩座山的雨水匯流至興隆路,一旦降雨量超出當初興隆路排水系統設計標準,就會出現淹水情形。

然而,李教授表示,萬隆10號貯留池並不是整個集水區的最低點,離地勢最低的興隆路還有約700公尺,比最低點高上3.5公尺,且位於福州山一側,只能處理整個集水區21%左右的雨水。政府試圖解決水患的立意良好,但因受限於都市發展現況的限制,超高額的成本使興建滯洪池效益偏低,如何利用其他更具成本效益方式解決都市水患值得深思。

海綿都市真能解決台灣都市淹水問題?

萬隆10號貯留池的問題,彰顯台灣都市淹水問題無法單靠政府興建滯洪池就能解決。李教授認為必須謹慎思考貯留、滯洪、透水設施是否適合高密度的台北盆地與臺灣的都市?這些源自中緯度溫帶國家的治水策略,如增加入滲、滯留設施等,適合低密度都會和非持續性、中低強度的降雨事件,但面對台灣又快又急又多的降雨,這套方式是否可行?

海綿都市強調藉由提升都市綠覆蓋率、透水鋪面,減少大雨過後的逕流量。然而,李教授說,即使綠覆蓋率相對台灣高出甚多的美國城鎮,例如阿肯色州的特魯曼市(Trumann),在連續數日降下約178公厘的降雨後,地表土壤也已飽和,當地媒體發布警告若降雨持續極可能發生淹水。反觀台灣的氣候條件,颱風、梅雨等事件降雨總量與強度極大,數小時內就可能降下200公厘以上的降雨,地表入滲所能處理的水量只能舒緩淹水災情,完全無法避免淹水。

美國阿肯色州Trumann,從圖中可見即便該城綠覆率相當高,也只能應付連日200公厘的降雨,達到土壤入滲量的極限。(圖片來源:Google Earth截圖)

美國阿肯色州Trumann,從圖中可見即便該城綠覆率相當高,也只能應付連日200公厘的降雨,達到土壤入滲量的極限。(圖片來源:Google Earth截圖)

因此,面對台灣的降雨環境,李教授認為貯留、滯洪、透水鋪面的效果有限,如果想藉由興建滯洪池徹底解決都市內水問題,滯洪池體積勢必相當龐大,對土地昂貴的台灣都市來說幾乎不可能!海綿都市只能適度減緩都市的淹水嚴重程度,無法徹底根治。

鼓勵民間興建滯洪空間,提高防淹與衝擊減輕能力

因應氣候變遷,李教授認為台灣都市必須採用多管齊下、財務上可行以及民眾可接受的洪患調適策略,針對台灣特殊的社會經濟環境與降雨條件對症下藥。李教授認為,由於氣候變遷的時間尺度長達數十年,正好與都市更新所需的時間尺度一致,透過都市更新逐步提高都市的防洪能力、增加滯洪空間,是長期財務上可行且有效的調適策略之ㄧ。

李教授提出,可透過容積獎勵的方式,鼓勵道路兩側民間建築物興建地下滯洪設施,誘使建商在興建建案或進行都市更新時,於地下預留滯洪空間,創造政府節省經費、建商獲得容積、民眾不會淹水的三贏局面,透過整合民間力量,在人口與建築稠密的台灣都會區,以預算可行的方式逐步創造出大量的滯洪空間。

此外,都市中的校園、公園綠地、運動場、停車場,都可藉由工程設計而具備滯洪功能,並由政府進行通盤規劃,利用排水與道路系統將水導引至上述空間,增加滯洪設施的空間配置彈性。

李教授指出,面對氣候變遷,都市淹水威脅與日俱增,追求讓淹水衝擊減至最低的調適策略需要政府與社會共同努力。具體可行的方式包含:強化現有建築物的防淹能力,例如一樓和地下空間入口加裝擋水閘板、在閘板內側的攔截水溝、蓄水池和抽排水機;強化排水系統;避免將機電、網路、通訊設備設於地下室,並將上述這些調適作法納入新的建築法規當中。

要在高密度的台灣都市創造大量滯洪空間,可以透過容積獎勵的方式,讓建築興建時就能預留防淹與滯洪空間。(圖片來源:李天浩)

要在高密度的台灣都市創造大量滯洪空間,可以透過容積獎勵的方式,讓建築興建時就能預留防淹與滯洪空間。(圖片來源:李天浩)

李天浩教授強調,近十年許多治水觀念與做法都還在改善調整,他所提出的方法並不代表全部的解決方法。21世紀都市將面臨氣候變遷與降雨極端化等新挑戰,氣候變遷帶來的極端降雨會不斷超出過去水利工程設計的防洪標準,必須政府結合民間力量,逐步增加都市的滯洪空間與調適能力,才能讓不確定的未來洪患損失減至最低。(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

 

本文原發表於行政院科技部-科技大觀園「專題報導」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊,也有臉書喔!

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所

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關於作者

李柏昱

成大都市計劃所研究生,現為防災科普小組編輯。喜歡的領域為地球科學、交通運輸與都市規劃,對於都市面臨的災害以及如何進行防災十分感興趣。