武理工灾害与应急仿真技术专题讲座：海绵城市建设

第一讲

低冲击开发(Low

Impact

Development)海绵城市建设项次项目页数一、土地使用变迁P3-P8二、文献回顾P9-P58三、低冲击开发设施单元试验P59-P82四、低冲击开发设施单元面积保水量P83-P88五、低冲击开发设施-现地施作P89-P1112议

程33

一、土地使用变迁1945年美军旧航照影像

4台北市土地使用变迁人口大约万20一-51974年旧航照影像台北市土地使用变迁人口大约万190一-62013福卫2号影像台北市土地使用变迁人口大约万270一-人口大约7,723人已增至138,399人已增至640,000人

7

原始土地

居民移入

土地超额开发

问题产生????一新北市中、永和地区土地使用变迁1945年美军旧航照影像1974年旧航照影像2013福卫2号影像土地使用变迁出水口设计都会区排洪及土地超额开发

河川超载

堤防高筑水利工程+都市规划堤防

建设一开发前开发后899

二、文献回顾尖峰流量增加集流时间缩短10二都市化对水文影响研究文献回顾•Leopold(1968)；Simmoms(1982)；Henshawetal.(2000)；Whiteet

al.(2006)等人研究指出不透水铺面取代自然表面

，会导致降雨

入渗、集流时间、都市逕流型態等水文状况改变

，其中影响较

为显著：(1)直接迳流总量增加(Increase

Runoff

Volume)(2)尖峰流量增加(Increase

Peak

Discharge

Rate)(3)满岸机会增加(Increase

Bankfull

Frequency)(4)减少基流量(Decrease

Baseflow)•Rose

et

al.(2001)；Schueler(2003研)究发现都市化过程，会使水

文发生改变

，其主要因素为不透水面积的增加

。11二都市化对水文影响研究文献回顾二最佳管理措施•最佳管理措施Best

Management

Practice(BMP)系一个最具经济效益的方法在管理地表迳流量与处理水质，其方法可以是技术、措施、构造物(RichardField

et

al.,2006)。•暴雨最佳管理措施(StormwaterBMPs)可以分为工程方法与非工程方法，工

程方法是指建置实体设施，非工程方法是指一种程序、规定，BMPs的选择多

元，主要可依现地特性与污染物做选择(EPA,2012)。12文献回顾◦

台湾从早期社会经济发展仅着重于水资源的开发，近年则因居住环境不断受不当开发造成的大自然反扑而着力于治山防洪，并随着休闲及环保意识抬头而演变成生态环境营造，乃至于现今发展成结合治水防洪及环境营造的低冲击开发(LowImpactDevelopment，以下简称LID)自然土壤也有其入渗上限少量且稳定的表面迳流T13二文献回顾已被开发的地表面未开发的地表面原状态历线洪峰增加量开发后历线A1QQT分散化

、分散美国马里兰州乔治王子县(PrinceGeorge’sCountry,Maryland

，1999首)先提出LID概念：•为因地制宜且多功能性之理念•透过让水体传输水体

，使开发地区尽量与开发前的自然水文状态相近。•具有生态及污染控制等多种效益•适用于新城区或是都市更新之高度开发地区资料来源：Prince

George's

County199914二洪峰削减

、降低迳流

、文献回顾现地入景观蓄水，保水

、渗北市公园处副主任王克仁(2015.3.27)：「雨扑满一天的取水量是1到2次，那所以说我们这边的储存量可以供水大概是3天左右的时间。」另外包括广慈公园、青年公园和大安森林公园也已在地面下建置雨扑满，强化排水并发挥储水功能，未来只要是公有停车场、自行车道和老旧人行道，都会纳入海绵城市重点更新项目。根据统计，台湾只要做到10%的屋顶雨水收集，每年就可多出1.17亿吨再生水资源，虽然我们已暂时远离年初缺水噩梦，但极端气候威胁仍在，必须防患于未然。打造雨扑满、透水铺面「海绵城市」延伸中受到东北季风影响，北部和东部天气湿凉，全台不少地方都有降雨情形，为了预防今年初的干旱再度发生，现在已有不少公园和学校设置「雨扑满」，趁着这波降雨的时候搜集雨水以备不时之需。15爱护水资源~防”患”未然!!摘录(TVBS新闻)戴元利2015/11/02二文献回顾

各国相似之暴雨管理概念

美国环保署之绿基盘设施(Green

Infrastructure)

澳洲的水敏式设计(Water

Sensitive

Urban

Design，WSUD)

英国的永续都市排水系统(SustainableUrban

Drainage

Systems，SUDS)低冲击开发(Low

Impact

Development)以分散式、小规模的雨水储留或滞洪，用增加入渗、贮留等方式减低暴雨迳流、净化水质及以提升生态效益与景观功能16

二

文献回顾SOURCE:营建署,水环境低冲击开发设施操作手册EPA里LID所采用的技术包括：生态滞留或雨水花园、树箱过滤设施、雨水桶、绿屋顶、植生沟、透水铺面等17生态滞留单元

/

雨水花园植生沟雨水桶渗透侧沟渗透阴井透水铺面树箱过滤设施绿屋顶低冲击开发设施单元二文献回顾资料来源：ASCE(2010)

8资料来源：Hood

et

al.(2007)1◦分散式、小规模的雨水储留或滞洪(Reese2001)，用增加入渗、贮留等方式◦减低暴雨迳流、降低洪峰流量、和总迳流量，增加洪峰迟滞时间等，并且特别是对于小型暴雨事件效果更加明显18

二

文献回顾19二

文献回顾LID排水方式(现地入渗，分散水体)传统排水方式

(集中末端处理)20二文献回顾生态蓄

流网格植生草沟透水铺面雨水贮留21透水铺面美国于1970年代改善铺面的透水性、降低噪音和增加雨天时的抗滑。日本1973年为改善行道树之生长环境。植生沟美国19世纪初，推动工厂将低污染或处理过的污水回收，让草根与周边土壤中的微生物担负净化水质的功能。绿屋顶美国于1960年代施作主要为了改善城市生态环境，是一种多重功能性的屋顶结构构件选项雨水花园的观念于1994年的美国波特兰市，为了解决波特兰市每年几乎9个月的大雨二生态滞留单元

/

雨水花园文献回顾22a)雨水收集并加以利用Source:

DOLMAN

&

LUNDQUIST

(2008)b)收集下水道系统无法处理之水体，经渗透收集Source:

USGS

(2009)a)储存型Storage

Typeb)渗透型Infiltration

Type二雨水管理1)Detention

Ponds(滞留池)2)Retention

Ponds(蓄水池)3)On-siteDetention(现地滞留)4)Rainwater

Harvesting(雨水收集)5)GreenRoofs(living

roofs)(绿屋顶)6)Constructed

Wetlands(人工溼地)23储存型Storage

Type二雨水管理24二雨水管理4)雨水收集3)现地滞留6)人工溼地5)绿屋顶2)蓄水池1)滞留池渗透型

Infiltration

Type1)InfiltrationTrenches(渗透沟)2)GrassFilterStripes(植草过滤)3)GrassedSwales(植草洼地)4)InfiltrationBasin(渗透盆地)25二雨水管理26二雨水管理4)渗透盆地3)植草洼地2)植草过滤1)渗透沟27

二

雨水管理二28雨水管理29

二

雨水管理30

二

雨水管理二31雨水管理32

32降低都市表面迳流，延长迳流汇集的时间，减少水患的的形成土壤中水份的蒸发可降低都市气温地下水的涵养可保护植生、维护涌水，提升河川基本流量

二

都市中降雨入渗地下的效益33都市中降雨入渗地下的效益二水环境低冲击开发设施操作手册编制与案例评估计画主办单位:内政部营建署执行机关:台湾大学•源头管理之水量维护(Source

Control)•对于高频率、较短延时降雨量提供保水之功能性•取代或部分负担现有基础设施之容量，增加水文条件改变下之承受力•提供包括水质改善、环境绿化、微气候调整等附加功能低冲击开发设施(LID)顾名思义，为降低对环境的冲击。期在开发的同时能够尊重环境、达到开发前后之迳流历线接近(相同)。原状态定义

已受人为破坏区域：以(短草/草原)土地利用型态之迳流特性为目标。

未开发或仍保有良好植栽绿地区域：以保持原有迳流特性为目标。35二以雨量资料(IDF

curve)

、

自行研发SWMM工具

进行分析原状态历线开发后历线36.资料.频率.漫地流流速.滞蓄洪.原始状态.开发后.LID导入今LID使用者了解使用后要达到多好的效果或要满足什幺规定。设计暴雨地表迳流基地流出历线比较

比较开发后历线LID导入后历线原状态历线二低衡击开发设计流程今三条历线保水量

105

mmLID导入

后历线.雨型.延时比较差异考量场址布置地点与集水分区划分，一般单位面积比约介于1:4~1:10.地势较低处.易与下水道连结处.地下水位较低处.周遭地表泥沙含量较低处考量场址整体环境是否适合施作.周遭地表活动易产生污染源者不适合

.未开发之国家公园，原则不需设置

设计集流路径(flow

path)

考量地表高程差二考量适用场所及地下设施限制LID设计流程水文分析常见问题：既有基地土壤缺乏入渗及贮留能力或高程高于周遭地面干式景观滞洪设施3m4m散步道雨水储流及植栽保水区,满水自路侧缘石低处溢流至道路雨排水系统

卵砾石过滤带透水性质高之土壤壤土渗透式植栽槽入渗绿带入渗绿带二都市现况的地景设计1.5车行空间5m人行道石笼亲水阶梯生态滞洪水池入渗区带立维护管理机制，且设施有生命周期限制(一般15-25年)m26/27/20

4◦设施特质：以土壤改良提升贮水与入渗效率，需要初期投资成本，建LID设施主要设计概念二贮水机制土壤改良2545cm

以小规模方式设置于高度都市化区域内

公共道路用地、停车场、私人庭院、公共开放空间(如公园或广场)、人行道及中央

分隔岛生命周期

约25年需进行一次大规模修复设置成本

每平方公尺约6,000~6,800元

使用经设计的混和土壤及适合当地气候的植物所完成的造景浅洼地

能接收小区域雨水迳流，并且透过渗透、贮留、过滤以延迟雨水迳流

依据设置位置会呈现不同型式生态滞留单元/雨水花园二＊保水量不包含植栽吸收及土壤入渗设施说明适用地点4130

以薄层土壤设计，贮留直接降雨

相较一般地面低冲击开发设施，需考虑屋顶承重

生长介质应采用轻质土，并以较轻之排

保水板取代碎石级配的贮水功能

需有防水措施，避免屋顶漏水

设施类型：依照植栽种类及土壤厚度分为精养型、粗放型、半精养型

每平方公尺约3,000~8,500元若维护管理良好，约可维持15~20年

适用于一般平屋顶上或坡度小于40度的斜屋顶上建造(屋顶坡度大于30度几乎无保水功能)二设施说明设置成本生命周期适用地点绿屋顶43新北市三重区仁义大厦(资料来源:蓝山园艺)工研院51馆(资料来源:蓝山园艺)维护成本

以高压水柱冲洗进行一般维护，每平方公尺约30元

15-20年

使用透水性良好之材料作为步道或道路铺面层，以及孔隙率高之骨材级配作为基层及基底层

使邻近地区之雨水迳流进行入渗、过滤及贮留

设施类型：依照铺面层种类一般可分为透水混凝土砖、透水混凝土铺面、多孔隙沥青铺面及非连续拼接或镂空铺面四种类型

衬垫层级配基层排水管级配底基层

适用荷重条件较温和的行人步道、自行车道、广场及公园等开放空间，或停车场及低交通量的道路二地工织布生命周期透水铺面

每平方公尺约2,000~3,000元设施说明适用地点设置成本铺面层台南市广三公园(资料来源:樱王实业)台中市启聪学校(资料来源:樱王实业)45新北市林口复兴一路(资料来源:富滢环保)金门国家公园(资料来源:富滢环保)单元设计设施名称照片适用地点类型维护方式及成本生命周期成本概估透水铺面原则内容利用真空吸尘器或

高压水柱冲洗并清

刷路面，有重大损坏则进行翻修。

高压水车冲洗约每平

方公尺30元15~20

年2,000~3,000(元/m2)绿屋顶可于平屋顶上

或坡度小于40

度的斜屋顶上

建造，適用于

新盖建筑或既

有建筑改建(1)精养型(2)粗放型(3)半精养型灌溉、修剪及清除杂草，每

次5,000~6,000元。视

需要更换滴灌系统

马达，每次10,000元15~20

年3,000~8,500(元/m2)生态滞留单元/雨水花园公共道路用地

、停车场、私人庭院、公共开放空间(如公园

或广场)、人行道及中央分隔岛(1)景观安全岛(2)建物景观设施(3)加长型树坑(4)路缘扩展设施移除沉积物、灌木地被修剪及清除杂草。每100平方公尺约1,000~1,200元25年6,000~6,800(元/m2)雨水桶高度都市化之

住宅区、商业

区、公共地区

或工业区-清除淤积物及清洗。小型200公升左右小型雨水桶可自行清

洗，3~5吨之大型雨

水桶，每次检查及维护费用約1,000~2,000元大于20年1500升简易不锈钢水塔9,000(元/座)300升聚丙烯造型雨水桶23,000(元/座)1300升聚丙烯组合式雨水桶28,000(元/座)(1)透水混凝土砖(2)透水混凝土铺面(3)多孔隙沥青铺面(4)非连续拼接或镂空铺面行人步道、自行车道、广场

及公园等开放

空间，或停车场及低交通量

的道路则内容设施名称成本概估单元片计原树箱过滤设施公共设施、停车场及人行道等场址受限区域-乔木修剪及沉积物清理，每棵

约1,500~2,000元25年22,000(元/座)植生沟停车场、庭院、公园、道路及都市间的公共设施空间(1)干式沟(2)草沟渠移除沉积物、修剪及清除杂草。每100平方公尺约1,000~1,200元25年4,100(元/m)渗透侧沟/渗透阴井社区开放空间、

建筑物周围、

街道、人行道、停

车场、庭院-检查、清淤及冲洗。清淤约每立方公尺

1,200元；

高压水车冲洗约每平方公

尺30元10~15年渗透侧沟2,700(元/m)渗透阴井3,000(元/座)生命周期适用地点维护方式类型

个别单元设施性能监测:量测各设施单元出流总量、贮留总量及集水面积之降雨量

。

主要长期监测出流总量的改变程度，并以第一场降雨测得之数据为基准，当后续降雨事件

测得之出流总量降低超过基准的35%时

，则表示有较严重阻塞现象，建议立即进行维护。

了解LID设施功能发挥之情况，可适时地给予必要之维护与管理，进而有效减少维护成本与次数，并确保公共安全。

整体开发基地定期监测:监测项目包括降雨量、排水入/出流量。

目的为了解低冲击开发设施导入后，计划区域之减洪成效。48项次设施单元降雨量出流量贮留量1渗透阴井/侧沟自记式雨量计与

风速仪(校正雨量)于阴井设置自记水位计-2生态滞留单元/雨水花园设置量水构造物以压力式水位计量测3树箱过滤设施于阴井设置自记水位计以压力式水位计量测4雨水桶-以桶内水位推估5绿屋顶利用雨水桶入流量推估-6植生沟设置量水构造物以压力式水位计量测7透水铺面设置量水构造物-二监测计画雨量筒&风速仪压力式水位计流速仪2010年欧洲绿色首都-瑞典斯德哥尔摩

生态品质个

国外都市开发的具体作法排洪系统整治与土地管理水域活化与环境营造多元的用水策略水质净化与再利用土地开发价值个都市地景质量个气候变迁调适能力个

居住环境水资源经理微气候调节环境营造暴雨管理个

个4950

目前积极推行的治水政策，预计2015年完成，总预算达23亿欧元，包含35个子计画

非仅将空间还给自然，同时涉及迁村、安置及地方政府财务等，结合沿岸城市的都市计划打造水岸空间51

二

荷兰还地于河计划

52

亲水(Active)、美化(Beautiful)及净化水质(Cleanwater)

发布ABC认证计划及修订法规要求开发基地迳流抑制量(25~35%)与建物开发高程新加坡ABCWater

Program二美国波特兰市坦纳泉公园

采用透水铺面、植生绿化、贮留系统等，并与坦纳河连结，极端降雨事件中的超量地表迳流则溢出流入下水道系统

市政府负责维护管理，民間團體則提供维管协助

二

利用都市开放空间作为防洪空间

5354美国Scottsdale

-

Indian

Bend

Wash

规划约19公里长绿带，让洪水可漫淹于绿带以降低洪灾风险

1999年完成后，通洪能力由620cms提升至850cms

二

利用洪水平原作为防洪空间

现为众多退休人士所选居住城市之一英国曼彻斯特河道沿岸滞蓄洪区

于Irwell

River河道沿岸规划可供滞蓄洪水之公共开放空间

IrwellRiver流至市区人口与建筑密集地区前，若河道水位达

一定高度，则将洪水导至滞蓄洪区，河道水位下降时再排出，利用洪水平原作为防洪空间二降低下游市区淹水风险55德国Kronsberg生态社区

以水资源策略方式进行开发，

减少Kronsberg社区开发对原

本自然环境的冲击

建立城市绿色廊道，

社区排水系统设计导入雨水最大迟滞

、

最小迳流及最大下渗等策略，

落实于绿屋顶、雨水贮留、透

水铺面及蓄水池等

二

社区结合低冲击开发雨水管理56日本首都圈外围排水

由于人口稠密及绿地不足，

缺乏足够空间规划地表滞洪区，故需利用地下滞洪池及雨水贮留设施减洪

总长6.3公里，于暴雨期间汇集中川等河川超过暴雨警戒值水

量，抽排至东京湾，总蓄水量67万m3，抽水量200cms

二

都市大型地下滞蓄洪工程57马来西亚吉隆坡SMART

计划

具分洪功能与舒缓市区交通的多功能共构隧道，

可容纳300万m3水量

正常情况

:

无水排入隧道

中度洪水情况

:

透过车道下分洪隧道分洪

大型暴雨情况

:

车道关闭，整段隧道排洪兼蓄洪都市大型地下滞蓄洪工程二5959

三、低冲击开发设施单元试验项目设计组数1.透水铺面(1)不同基层配比，砂箱尺寸:120cm长*60cm宽*60cm高272.雨水花园(1)草本植物：台湾毛蕨、两耳草，尺寸:120cm*60cm*60cm173.植生沟不同坡度：0.5%、1%、

3%184.绿屋顶+雨水桶不同情境降雨185.透水铺面(2)底基层、基层厚度不同于项目1，砂箱尺寸:120cm*60cm*100cm66.雨水花园(2)生长介质层、过滤层厚度不同于项目2，砂箱尺寸:120cm*60cm*100cm6设施单元试验三LID低冲击开发设施单元试验

验证数值模式中LID需输入参数,找出本土适用参数今台湾降雨下的设施水文特性60透水砖铺面雨水花园植草沟绿屋顶+雨水桶雨量雨型5、

25、

50年设计暴雨入流量三种情境降雨坡度水平水平0.5%、1%、3%0%、10%、30%试验时间100分钟(试验60分钟、入渗40分钟)草种-两耳草、

台湾毛蕨两耳草两耳草61试验低冲击开发设施单元试验条件三62LID三入流1以淡水测站为入流条件低冲击开发设施单元试验试验单元:透水铺面.雨水花园5年频率洪水25年频率洪水50年频率洪水.植生沟条件62LID三2Alfredo

et

al.,

2010参考试验单元:雨水桶63文献中所使用的降雨雨型低冲击开发设施单元试验入流条件作为入流条件情境降雨1情境降雨2情境降雨3绿屋顶+63孔隙率:0.255骨材粒径分布玻璃砂粒径分布大陆黄砂粒径分布6464低冲击开发设施单元试验三淡海土壤粒径分布材料特性孔隙率:0.137孔隙率:0.237孔隙率:0.223试验设计材料厚度(尺寸)铺面层透水混凝土砖8公分衬垫层粒径1~2公厘细砂5公分级配基层80%采用ASTM规范57号骨材级配，并加入各20%之回收建材(水陶石)45公分6565三验试低冲击开发设施单元试验ASTM规范2号骨材级配-以铺设透水铺面为例级配底基层2吋PVC管

+毛细排水带

铺面层

衬垫层

级配基层

级配底基层

25公分排水管排水管排水管砂层铺设6666三验试低冲击开发设施单元试验以-铺设透水铺面为例排水管及排水带铺设砾石级配铺设混合层铺设不织布铺设覆盖层

生长介质

地工织布雨水花园(120*60*60)(cm)植生沟绿屋顶透水砖(120*60*100)(cm)低冲击开发设施单元试验三雨水花园(120*60*100)(cm)透水砖(120*60*60)(cm)

铺面层

衬垫层

级配基层

排水管

级配底基层覆盖层(两耳草)

生长介质地工织布

生长介质

地工织布

过滤贮水层铺面层衬垫层级配基层

级配底基层

排水管过滤贮水层6767过滤贮水层覆盖层入流箱-三角堰控制定水头-水塔出流箱-三角堰控制68侧面-连通管量测水位流量控制阀68试验铺设-以

透水铺面为例低冲击开发设施单元试验三69入流入渗至底部砾石水位抬升(连通管与层(保水层)水位高一致)低冲击开发设施单元试验三透水砖实验现象观察雨水花园闸阀全关产生地表迳流水体于表层植物流动根系附着不织布入流均匀流入闸阀开度3圈低冲击开发设施单元试验三植生沟迳流情形绿屋顶地表迳流排开试验箱盛接桶植生沟实验现象观察绿屋顶雨水桶内水质情形水质取样7071(P8)保水量:11.96%洪峰延迟(P1)保水量:40.46%洪峰削减(P4)保水量:45.3%(P2)保水量:27.13%(P3)保水量:22.07%(P5)保水量:41.11%(P6)保水量:31.31%(P9)保水量:7.02%三透洪峰削减水砖铺面试验结果低冲击开发设施单元试验洪峰延迟保水量:7.85%(P7)降雨条件

3种降雨条件(5年、25年、50年)，其保水量以5年(40.46%)最好

P4-P6水陶石为级配混和层，以5年(45.3%)最好

P7-P9以工程会铺设方式，其保水量约为7.02%-11.96%，保水效果较不显着试验材料

P1-P3(玻璃砂)以及P4-P6(水陶石)来探讨

水陶石保水量可达31%-45%，玻璃砂材质则为22%-40%。72

三

低冲击开发设施单元试验72洪峰延迟洪峰削减保水量:17.33%73低冲击开发设施单元试验三雨水花园试验结果洪峰削减保水量:36.8%(B9)保水量:10.02%(B7)保水量:17.33%保水量:13.78%洪峰延迟保水量:6.86%(B3)(B2)(B1)(B5)雨水低冲击开发设施单元试验花园试验结果(B4)保水量:26.3%74保水量:48.77%(B8)保水量:36.19%(B11)保水量:12.57%(B10)保水量:31.29%三(B6)降雨条件

3种降雨条件(5年、25年、50年)，以阀门全开(B1-B3、B5、B7、B9)情况比较之下，台湾毛蕨保水量以25年(13.78)最好。两耳草以5年(36.8%)最好试验草种

阀门全开(B1-B3、B5、B7、B9)情况比较，台湾毛蕨保水量为6.8%-17.3%，而两耳草保水量为10%-36.8%阀门开度

B4、B6、B10为闸阀全关的情形，有31~49%保水量(

%)

开度3圈的B11，保水量为12.57%，与全开的B9保水量10%

开度0.5圈的B4，保水量为26.3%，保水量大幅提升，因此闸阀若要发挥保水效用，应采略小开度。75

三

低冲击开发设施单元试验75(G6)保水量:2.35%保水量:7.25%(G5)保水量:5.78%(G3)保水量:5.76%(G4)保水量:2.02%保水量:2.97%保水量:4.51%保水量:1.%76(G9)保水量:5.04%(G8)(G7)

三

低冲击开发设施单元试验植生沟试验结果(G2)(G1)

3种降雨条件(5年、25年、50年)，于植草沟试验保水量皆小于10%。试验坡度

坡度0.5%的保水量平均值为6%，坡度1%保水量平均值3.4%、坡度3%的保水量平均值3.0%

尺寸60公分×120公分×60公分整体材料费用约为1600元，植生沟成本相对透水砖及雨水花园低，就保水量而言比其他两种设施差7777

三

低冲击开发设施单元试验降雨条件试验成本78保水量:12.4.%保水量:46.75%保水量:16.01%(GR6)保水量:34.76%保水量:13.36%保水量:31.21%保水量:59.23%保水量:57.12%保水量:56.66%低冲击开发设施单元试验三绿屋顶试验结果(GR3)(GR9)(GR1)(GR2)(GR4)(GR5)(GR7)(GR8)降雨条件

整体降雨总量：情境1<情境2<情境3。就保水量而言GR1-GR9，低降雨频率的保水量优于高频率降雨试验坡度

0、10、30度的3种坡度而言，水平0度保水量最好，30度的绿屋顶设施几乎降雨量都会经由土表排出，无法达到保水之功能79低冲击开发设施单元试验三79结论透水铺面

采用玻璃砂、水陶石的LID单元(22~45%)，其保水效能高出传统的人行道配置单元(7~9%)果好，可用闸阀控制渗出流量，达保水效果

两耳草植物保水量为10%-37%、台湾毛蕨保水量为6.8%-17.3%，以两耳草植物保水量较佳雨水花园

雨水花园的生长介质层，通常采粗砂及沃土混合，渗透系数偏大，入渗效80

保水量主要依靠表面空间蓄水体积，经由本研究增设级配混合层及生长介质层，可大幅提升保水量。

三

低冲击开发设施单元试验结论植生沟

植生沟分两种：干式植草沟、草沟渠

若采用干式植草沟，则其机制类似线性雨水花园

若采传统的草沟渠配置，保水效能相较于其他LID单元，数值小(3%~6%)，本试验属于此类

而实验结果显示，保水效果则坡度0.5°(6%)>1(3.4%)°>3°(3%)，接近水平坡度时，会有较多迳流入渗至级配贮水层。

绿屋顶设施与雨水桶搭配结果，坡度0°(保水量平均值为57%)入渗效果最好，30°(保水量平均值为14%)效果最差

降雨至绿屋顶上，生长介质层为土壤，其孔隙率较小入渗率较慢，30°绝大部分都形成地表迳流排出。81

三

低冲击开发设施单元试验绿屋顶

雨水花园植生植物以两耳草植物可用，可延迟迳流时间外，也可稳定土壤层，土壤冲刷现象会减少，但建议再进行其他物种。

植草沟特定需求再设置，国外主要是做过滤脏污做水质净化之用，在亚热带气候地区会因草种生长过快增加维护成本。

搭配数值模式，进行试验结果相互验证探讨，可作为进一步之研究方向。82低冲击开发设施单元试验建议82

透水铺面设置，可研究增加回收材料类型之级配混合层，除了可以延迟迳流时间及增加保水量，并可将回收材料及环保材料推广应用。三8383低冲击开发设施单位面积

保水量

四、84低冲击开发设施单位面积保水量四8485低冲击开发设施单位面积保水量四以雨水花园为例85低冲击开发设施透水铺面透水铺面雨水花园雨水花园尺寸(m)0.6(长)*1.2(宽)*0.6(高)0.6(长)*1.2(宽)*1(高)0.6(长)*1.2(宽)*0.6(高)0.6(长)*1.2(宽)*1(高)保水量推算公式VH=d*AVH=d*AVH=d*AVH=d*AV3=P*h3*aV3=P*h3*aV2=P*h2*aV2=P*h2*aV2=P*h2*aV2=P*h2*aV1=P*h1*aV1=P*h1*aV1=P*h1*aV1=P*h1*aV=VH+V2+V1V=VH+V2+V1V=VH+V3+V2+V1V=VH+V3+V2+V1单位面积保水量V(m3)0.170.240.160.23变量假设A:设施面积P:孔隙率(%)VH:表面贮水空间V3:垫层厚度V2:级配积层及生长介质层厚度V1:过滤贮水层厚度低冲击开发设施单位面积保水量LID设施单元

雨水贮留能力四86低冲击开发设施植草沟绿屋顶尺寸(m)0.6(长)*1.2(宽)*0.6(高)0.6(长)*1.2(宽)*0.3(高)保水量推算公式VH=d*AVH=d*AV2=P*h2*aV2=P*h2*aV1=P*h1*aV1=P*h1*aV=VH+V2+V1V=VH+V2+V1单位面积保水量V(m3)0.140.13变量假设A:设施面积P:孔隙率(%)VH:表面贮水空间V2:级配积层及生长介质层厚度V1:过滤贮水层厚度1.设施各结构深度为建议之标准尺寸，可依需求进行调整。备注2.保水量会因结构深度调整而改变。3.此处保水量不包含土壤入渗及植栽吸收之水量。

四

低冲击开发设施单位面积保水量设施单元雨水贮留能力LID87低冲击开发设施尺寸(m)单位面积保水V(m3)透水铺面1(长)*1(宽)*1(高)0.34雨水花园1(长)*1(宽)*1(高)0.31透水铺面1(长)*1(宽)*0.6(高)0.23雨水花园1(长)*1(宽)*0.6(高)0.21植草沟1(长)*1(宽)*0.6(高)0.18绿屋顶1(长)*1(宽)*0.3(高)0.1888

四

低冲击开发设施单位面积保水量设施单元雨水贮留能力LID8989低冲击开发设施-现地施

五、作种下希

望的种

子!!低冲击开发设施-现地施作植树活动五来源:大安区台湾油杉社区发展协会(2011/03)90今昔对照五

低冲击开发设施-现地施作来源:现地调查(2014/09)map(2012/03)来源:google9192五

低冲击开发设施-现地施作锦安公园来源:google

map(2012/03)水公园来源:现地调查(2014/09)使用性质93建议LID使用种类五

低冲击开发设施-现地施作9494低冲击开发设施-现地施作植栽调查(2014.9/9)五95完工后植栽配置五

低冲击开发设施-现地施作959697低冲击开发设施-现地施作基地整理五98移植方式五

低冲击开发设施-现地施作99园区移植教育五

低冲击开发设施-现地施作设施说明:主要功能为使水流向下进入碎石铺层贮水，减少暴雨迳流量及污染物的产生。基地尺寸:240cm(长)*480cm(宽)*100cm(高)基地剖面:透水砖铺面

五

低冲击开发设施-现地施作6.级配回填7.纱网配置2.5.1.基地面积过滤贮水层配置4.级配混合层配置8.不透水布铺设3.排水管配置施工过程:基地完成9.基座架设设施说明:主要功能为搜集地表雨水迳流，透过植物、土壤净化及蓄存雨水，并导引雨水渗入土壤涵养地下水，同时兼具美化景观功能。基地尺寸:240cm(长)*480cm(宽)*100cm(高)基地剖面:雨水花园

五

低冲击开发设施-现地施作7.纱网配置1.基地面积3.不透水布铺设6.级配回填2.基座架设5.排水管配置4.生长介质层配置8.施工过程:基地完成9.过滤贮水层配置设施说明:主要功能为搜集地表雨水迳流，并将水源涵养于基地内，藉由基地的贮水层保水，以及渗透层补助基地水源。基地尺寸:200cm(长)*400cm(宽)*100cm(高)基地剖面:

五

低冲击开发设施-现地施作5.H型稍组立6.组立完成4.单元体组立9.回填土7.不织布包覆1.基地面积2.不织布铺设水扑满外层包覆完成8.不透水布铺设3.施工过程:103

103排水管路设置低冲击开发设施-现地施作五五设施连结104低冲击开发设施-现地施作105草沟底部五

低冲击开发设施-现地施作106

106现地景像(2014.11.28)(完工前)五

低冲击开发设施-现地施作107

107现地景像(2015.1.7)(完工前)五

低冲击开发设施-现地施作108现地景像(2014.9.27)(完工前)五

低冲击开发设施-现地施作109现地景像(2015.1.22)(完工后)五

低冲击开发设施-现地施作110现地景像(2015.6.2)(完工后)五

低冲击开发设施-现地施作111现地景像(2015.3.22)(完工后)低冲击开发设施-现地施作五第二讲

中国海绵城市示范区域及重点计划二、

中国重点项目1.

哈尔滨：雨水弹性城市的绿色海绵-群力雨水公园三、

2.

陕西：西安沣西新城

P193-

P2203.

威海市海绵城市4.

青岛市海绵城市5.

武汉市海绵城市113中国海绵城市建设技术指南-

低影响开发雨水系统构建议

程中国LID案例P114-P176P177-P192项次页数项目一、海绵城市建设技术指南-

一、低影响开发雨水系统构建114114前言第一章

总则第二章

海绵城市与低影响开发雨水系统第三章

规划第一节

基本要求第二节

规划控制目标第三节

规划中低影响开发控制目标的落实第四节

低影响开发雨水系统构建技术路线一海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建115章节目录第四章

设计第一节

基本要求第二节

设计程序第三节

建筑与小区第四节

城市道路第五节

城市绿地与广场第六节

城市水系第七节

技术选择第八节

设施规模计算116

一

低影响开发雨水系统构建

章节目录海绵城市建设技术指南-第五章

工程建设第一节

基本要求第二节

建筑与小区第三节

城市道路第四节

城市绿地与广场第五节

城市水系117

一

低影响开发雨水系统构建

章节目录海绵城市建设技术指南-第六章

维护管理第一节

基本要求第二节

设施维护第三节

风险管理

一

118低影响开发雨水系统构建章节目录海绵城市建设技术指南-

一

适用范围►吸纳中国相关政策法规要求和低影响开发雨水系统的工程实践经验，适用三个方面。1.

指导海绵城市建设各层级规划编制过程中低影响开发内容的落实2.

指导新建、改建、扩建项目配套建设低影响开发设施的设计.实施与维护管

理3.

指导城市规划、排水、道路交通、

园林等有关部门指导和监督海绵城市建设

相关工作基本原则►海绵城市建设-低影响开发雨水系统构建的基本原则如下。1.

规划引领

4.

因地制宜2.

生态优先

5.

统筹建设3.

安全为重海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建119

一

120海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建构建途径示意图►详细规划(控制性详细规划、修建性详细规划)应落实城市总体规划及相关专项(专业)规划确定的低影响开发控制目标与指标，因地制宜，落实涉及

雨水渗、滞、蓄、净、用、排等用途的低影响开发设施用地。►结合用地功能和布局，分解和明确各地块单位面积控制容积、下沉式绿地率及其下沉深度、透水铺装率、绿色屋顶率等低影响开发主要控制指标，指导下层级规划设计或地块出让与开发。►有条件的城市(新区)可编制基于低影响开发理念的雨水控制与利用专项规划，兼顾径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用等不同的控制目标，构建从源头到末端的全程序控制雨水系统；

一

121低影响开发雨水系统构建规划基本要求海绵城市建设技术指南-

一

规划控制目标►构建低影响开发雨水系统，规划控制目标一般包括径流总量控制、径流峰值控制、径流污染控制、雨水资源化利用等。各地应结合水环境现状、水文地质条件等特点，合理选择其中一项或多项目标作为规划控制目标。►鉴于径流污染控制目标、雨水资源化利用目标大多可通过径流总量控制实现，各地低影响开发雨水系统构建可选择径流总量控制作为首要的规划控制目标。122污染

控制

低影响开发雨水系统构建海绵城市建设技术指南-雨水资源

化利用综合控

制目标峰值

控制总量

控制►目标确定方法:低影响开发雨水系统的径流总量控制一般采用年径流总量控制率作为控制目标。理想状态下，径流总量控制目标应以开发建设后径流排放量接近开发建设前自然地貌时的径流排放量为标准。自然地貌往往按照绿地考虑，一般情况下，绿地的年径流总量外排率为15%-20%(相当于年雨量径流系数为0.15-0.20)，因此，年径流总量控制率最佳为80%-85%。这一目标主要通过控制频率较高的中、小降雨事件来实现。以北京市为例，当年径流总量控制率为80%和85%时，对应的设计降雨量为27.3mm和33.6mm，分别对应约0.5、1年的1小时降雨量。一海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建123径流总量控制目标124

一

低影响开发雨水系统构建年径流总量控制率概念示意图海绵城市建设技术指南-►年径流总量控制率分区在雨水资源化利用需求较大的西部干旱半干旱地区，以及有特殊排水防涝要求的区域，可根据经济发展条件适当提高径流总量控制目标。对于广西、广东及海南等部分沿海地区，由于极端暴雨较多导致设计降雨量统计值偏差较大，造成投资效益及低影响开发设施利用效率不高，可适当降低径流总量控制目标

。对中国近200个城市1983-2012年日降雨量统计分析，分别得到各城市年径流总量控制率及其对应的设计降雨量值关系。将中国地区大致分为五个区，并给出了各区年径流总量控制率α的最低和最高限值，即I区(85%≤α≤90%)、II區 (80%≤α≤85%)、III区(75%≤α≤85%)、IV区(70%≤α≤85%)、V区 (60%≤α≤85%)。

一

125低影响开发雨水系统构建径流总量控制目标海绵城市建设技术指南-

一

年径流总量控制率分区图126海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建径流峰值流量控制是低影响开发的控制目标之一。低影响开发设施受降雨频率与雨型、低影响开发设施建设与维护管理条件等因素的影响，一般对中、小降雨事件的峰值削减效果较好，对特大暴雨事件，虽仍可起到一定的错峰、延峰作用，但其峰值削减幅度往往较低

。因此，为保障城市安全，在低影响开发设施的建设区域，城市雨水管渠和泵站的设计重现期、径流系数等设计参数仍然应当按照《室外排水设计规范》(GB50014)中的相关标准执行。同时，低影响开发雨水系统是城市内涝防治系统的重要组成，应与城市雨水管

渠系统及超标雨水径流排放系统相衔接，建立从源头到末端的全过程雨水控制与管理体系，共同达到内涝防治要求，城市内涝防治设计重现期应按《室外排水设计规范》(GB50014)中内涝防治设计重现期的标准执行。

一

127低影响开发雨水系统构建径流峰值控制目标海绵城市建设技术指南-径流污染控制是低影响开发雨水系统的控制目标之一，既要控制分流制径流污染物总量，也要控制合流制溢流的频次或污染物总量。各地应结合城市水环境质量要求、径流污染特征等确定径流污染综合控制目标和污染物指标，污染物指标可采用悬浮物(SS)、化学需氧量(COD)、总氮 (TN)、总磷(TP)

等。低影响开发雨水系统的年SS总量去除率一般可达到40%-60%。年SS总量去除率可用下述方法进行计算：年SS总量去除率=年径流总量控制率×低影响开发设施对SS的平均去除率。城市或开发区域年SS总量去除率，可通过不同区域、地块的年SS总量去除率经年径流总量(年均降雨量×综合雨量径流系数×汇水面积)加权平均计算得出

一

128低影响开发雨水系统构建径流污染控制目标海绵城市建设技术指南-各地应根据当地降雨特征、水文地质条件、径流污染状况、

内涝风险控制要求和雨水资源化利用需求等，并结合当地水环境突出问题、经济合理性等因素，有所侧重地确定低影响开发径流控制目标。

一

海绵城市建设技术指南-低影响开发雨水系统构建129控制目标的选择

一

130低影响开发雨水系统构建规划中低影响开发控制目标的落实海绵城市建设技术指南-2.城市总

体规划3.专项规划1.规划原则采取有利促进建筑与环境可

持续发展设计方法。5.修建性详

细规划4.控制性详

细规划接受本中心或前进指挥所之请求，评估支援内容及数量。依照控制性详细规划约数条件。集约开发利用土地。协助协调支援单位与受援单位之意见。明确低影响开发策略和重点建设区域城市排水防涝

综合规划。城市水系规划。城市道路交通

专项规划。城市绿地系统

专项规划。其他中央灾害应变中心交办事项。保护性开发。水文干扰最小化。统筹协调。合理控制不透水面积。合理控制地表迳流保护水生态敏感区。131海绵城市建设技术指南-一

低影响开发雨水系统构建技术路线►城市规划、建设等相关部门应在建设用地规划或土地出让、建设工程规划、施工图设计审查及建设项目施工等环节，加强对海绵城市低影响开发雨水系统相关目标与指标落实情况的审查

。►具体落实时的几个关键技术环节如下：1.

现状调研分析2.

制定控制目标和指标3.

建设用地选择与优化4.

低影响开发技术、设施及其组合系统选择5.

设施布局6.

设施布局低影响开发雨水系统构建技术框架132

一

低影响开发雨水系统构建低影响开发雨水系统构建技术路线海绵城市建设技术指南-

控制指标分解方法►城市建筑与社区、道路、绿地与广场、水系低影响开发雨水系统建设专案，应以相关职能主管部门、企事业单位作为责任主体，落实有关低影响开发雨水系统的设计。►城市规划建设相关部门应在城市规划、施工图设计审查、建设项目施工、监理、竣工验收备案等管理环节，加强对低影响开发雨水系统建设情况的审查。►适宜作为低影响开发雨水系统构建载体的新建、改建、扩建项目，应在园林、道路交通、排水、建筑等各专业设计方案中明确体现低影响开发雨水系统的设计内容，落实低影响开发控制目标。

一

133低影响开发雨水系统构建设计基本要求海绵城市建设技术指南-134

一

低影响开发雨水系统构建海绵城市建设技术指南-设计程序

技术框架135►低影响开发设施的选择应因地制宜、经济有效、方便易行，如结合社区绿地和景观水体优先设计生物滞留设施、渗井、湿塘和雨水湿地等。►具体落实时的几个关键技术环节如下：1.场地设计

2.建筑

3.小区道路

4.小区绿化

一

低影响开发雨水系统构建海绵城市建设技术指南-建筑与小区136

一

城市道路►城市道路径流雨水应通过有组织的汇流与转输，经截污等预处理后引入道路红线内、外绿地内，并通过设置在绿地内的以雨水渗透、储存、调节等为主要功能的低影响开发设施进行处理。►低影响开发设施的选择应因地制宜、经济有效、方便易行，如结合道路绿化带和道路红线外绿地优先设计下沉式绿地、生物滞留带、雨水湿地等。低影响开发雨水系统构建海绵城市建设技术指南-海绵城市建设技术指南-一

城市绿地与广场►城市绿地、广场及周边区域径流雨水应通过有组织的汇流与转输，经截污等预处理后引入城市绿地内的以雨水渗透、储存、调节等为主要功能的低影响开发设施，消纳自身及周边区域径流雨水，并衔接区域内的雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统，提高区域内涝防治能力。►低影响开发设施的选择应因地制宜、经济有效、方便易行，如湿地公园和有景观水体的城市绿地与广场宜设计雨水湿地、湿塘等137低影响开发雨水系统构建►城市水系在城市排水、防涝、防洪及改善城市生态环境中发挥着重要作用，是城市水循环过程中的重要环节，湿塘、雨水湿地等低影响开发末端调蓄设施也是城市水系的重要组成部分。►城市水系设计应根据其功能定位、水体现状、岸线利用现状及滨水区现状等，进行合理保护、利用和改造，在满足雨洪行泄等功能条件下，实现相关规划提出的低影响开发控制目标及指标要求，并与城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统有效衔接。138海绵城市建设技术指南-一

低影响开发雨水系统构建城市水系海绵城市建设技术指南-

一

低影响开发雨水系统构建

设施雨水罐调节塘调节池人工土壤渗滤植草沟渗管/渠植被缓冲带初期雨水弃流设施设施透水铺装

绿色屋顶下沉式绿地生物滞留设施渗透塘渗井湿塘雨水湿地蓄水池139

►各类低影响开发技术又包含若干不同形式的低影响开发设施，主要如下表所示:项次123456789项次1011121314151617技术类型

一

140

透水砖铺装和透水水泥混凝土铺装主要适用于广场

、停车场、人行道以及车流量和荷载较小的道路，如建筑与社区道路、市政道路的非机动车道等，透水沥青混凝土路面还可用于机动车道。

透水铺装结构应符合《透水砖路面技术规程》(CJJ/T188)、《透水沥青路

面技术规程》(CJJ/T190)和《透水水泥混凝土路面技

透水铺装按照面层材料不同可分为透水砖铺装、

透水水泥混凝土铺装和透水沥青混凝土铺装，嵌草砖、

园林铺装中的鹅卵石、碎石铺装等也属于渗透铺装。低影响开发雨水系统构建海绵城市建设技术指南-1.透水铺装术规程》(CJJ/T135)的规定。设施说明适用地点符合规程

绿色屋顶也称种植屋面、屋顶绿化等，根据种植基质深度和景观复杂程度，绿色屋顶又分为简单式和花园式，基质深度根据植物需求及屋顶荷载确定，简单式绿色屋顶的基质深度一般不大于150mm

，

花园式绿色屋顶在