導言:低衝擊開發──打造韌性城市的重要一哩路


GREEN BUILDING 綠建築電子刊 2021 NOV-JAN Vol.070
986 2021-12-08

資料及圖片來源:

國立台灣大學水工試驗所 邱昱嘉博士

美國環保署(Environmental Protect Agency (EPA), The United States)

美國低衝擊開發中心(Low Impact Development Center (LID Center), The United States)

文字整理:

綠建築雜誌編輯部X棲位工作室


 

2021年7月14日比利時、德國、荷蘭、盧森堡和瑞士等於西歐國家創下歷史性的豪雨,導致多條河流潰堤。其中德國的Rheinland-Pfalz地區,當地的Ahr河(萊茵河支流)河水暴漲,導致許多建築物坍塌,損失最為慘重。極端氣候現象無獨有偶,同年7月20日於中國鄭州地區,每小時最大雨量達到了201.9公釐,同樣造成嚴重的生命財產損失。

令德國人也無比震驚的是,這樣的洪災竟發生在一直以環境空間規劃管理、發展韌性城市為傲的西歐;而鄭州的水患更引起了對於耗費人民幣500億元投入打造海綿城市之成效的質疑。人類所做的種種努力,在極端氣候下是否皆不堪一擊?

 

海綿城市與低衝擊開發

 

城市的韌性所指的是「都市系統及其居民在各種衝擊和壓力下保持正常運作,且積極適應並轉向永續發展的可量化之能力」(1)。韌性城市是一種社會(社群)、經濟、環境生態的綜合表現,最廣泛被討論的就是「容受力」和「回復力」,當前主要課題則集中在三種不同的威脅上:氣候變化、自然災害和恐怖主義。而海綿城市概念則是回應韌性城市中對於「水」的管理,低衝擊開發(Low Impact Development, LID)則為實踐海綿城市的綜合性技術工具之一。

韌性城市中的「治水」不再是「不會淹水」的人定勝天,而是「不怕淹水」與水共生的思維。因此,一個城市對於水課題的韌性,必須是兼顧工程與非工程措施,在跨度上則涵括了就源管理、防災、適災、避災等。在韌性城市的管理中,不同的降雨強度應有不同跨度的因應措施,其中也包括降雨超過各項工程措施之設計容量時,啟動適災和避災等特殊或是緊急狀況應變措施。低衝擊開發的跨度位置為就源管理,也就是雨水觸地的第一刻起的管理,對減少雨水逕流體積、削減和延緩雨水逕流峰值做出貢獻。

 

低衝擊開發概念

 

低衝擊開發為加拿大和美國使用之名詞,所指為利用土地規劃和工程設計的方法來管理雨水逕流。許多國家目前都已建置類似之機制與技術,雖未統一使用LID一詞但皆有相似之暴雨管理概念。如美國環保署之綠色基盤(Green Infrastructure)、美國西雅圖的自然排水系統(Natural Drainage Systems, NDS)、澳洲的水敏式設計(Water Sensitive Urban Design, WSUD)或英國的永續都市排水系統(Sustainable Urban Drainage Systems, SUDS)等2。雖然名稱不同,但具有「減低暴雨逕流」、「淨化水質」與「以提升生態效益及景觀功能」等功能者,皆可視為LID設施。

美國環保署倡導之綠色基盤(Green Infrastructure)旨在通過模擬自然水文循環的方式,來收集、處理和(或)使用來自公共和私人財產的雨水逕流。這些做法被納入開發規劃、場地設計和施工階段。綠色基盤的實踐非常靈活,可以融入許多不同的開發環境,包括公共和私人財產、街道、步道的新開發、再開發和改造。當應用於場地開發級別時,綠色基盤通常也稱之為低衝擊開發。3

LID最早發揮影響力是於1990年代初期,在美國馬里蘭州喬治王子縣(Prince George’s County)因當局意識到水環境的劣化,而開始一連串的改善措施。有別於傳統的雨水管理──運用管線、渠道集中輸送雨水到大型管道末端滯留系統或排出到尺度更大的地表水系統中;LID在概念上是以分散式、小規模的就源處理設計,通過滲透、過濾、貯存、蒸發及延遲逕流等工程設計,並結合都市土地規劃、景觀等面向,達到改善水質、減少暴雨逕流量之目標。到1990年代中期,當美國低衝擊開發中心於1998年成立時,LID已被普遍認識,各州實施的比例也逐漸提升。大約在同一時間,喬治王子縣為了提高LID的採用率,制定了低衝擊開發設計市政手冊,並分發全國作為參考。其中北卡羅來納州、佛羅里達州,甚至是其他國家也開始響應。而今,LID的使用已納入北美的法律系統。因此,LID成為美國和加拿大雨水管理的主流手段,但並非所有區域皆為強制執行。4

 

低衝擊開發的效益

 

美國環保署在LID障礙克服情況說明書系列中(LID Barrier Busters Fact Sheet Series)明確點出落實LID能為環境及社會帶來的正面效益4

 

■改善水質

 

雨水逕流可能混合或溶解不透水表面的污染物,例如油、細菌、沉積物、重金屬、碳氫化合物和營養鹽,而這些污染物會隨著雨水逕流排放到地表水系統中。使用 LID能夠透過一定程度的過濾,減少污染物的含量。而良好的水質則會增加區域土地和房地產的價值,更重要的是大幅降低政府進行水體清理以及水資源再利用前處理的成本。

 

■減少了代價高昂的洪泛事件

 

若僅依靠溝渠和排水管道將雨水逕流轉移到當地的社區水道中,大量雨水的迅速集中就可能會導致洪泛發生。全面整合LID的落實可減少雨水逕流的量體和集中速度,減少因洪水帶來的生命財產損失。

 

■恢復水生棲息地

 

快速集中流動的雨水會造成河道的沖刷與侵蝕,破壞魚類、水生生物棲息地和濱溪生態。使用LID技術方法可以減少到達地表水系統的雨水量,有助於維持自然河道功能和棲息地的健康。

 

■改善地下水補注

 

通過溝渠迅速分流並排入地表水的逕流,鮮少有機會入滲地下。LID可以在現場保留更多的降雨量,使其有足夠的時間和機會進入地下,同時透過土壤過濾,緩慢滲入地下水層。

 

■增強社區美感

 

傳統的雨水管理基礎設施可能是混凝土渠道和排水管道。LID的普及能夠運用雨水資源創造更多優質綠地,提高社區環境美質,同時能友善環境與動植物,從而提高土地及房地產價值,並朝向社區環境永續邁進。

 

當LID能被普遍落實時,運用單元間的有效串連,能夠更全面的減輕都市熱島效應(延長雨水在地表層的停留,利用自然的蒸發與植物的蒸散作用,能有效地降低地表溫度);同時也能減少空氣污染(都市降溫能減少電廠供電負荷,達到節能減碳;另外則是植物行光合作用與空氣過濾功效);增加土地及房地產價值(通過改善鄰里環境美質,以及建築環境和自然環境的連結);增加地下水補給,則可能會減緩某些地區地層下陷的速度。

 

LID雖然不能被視為全面阻止洪泛的工具,但經過多年於世界各地的實施經驗,對於減輕暴雨逕流對衛生和雨水下水道系統以及自然水道的衝擊,確實具有良好的功效。

 

(1)Mariani, Luisana. Urban Resilience Hub. urbanresiliencehub.org. 2018.

(2)內政部營建署,水環境低衝擊開發設施操作手冊,2016。

(3)The Low Impact Development Center, City of Neosho Green Infrastructure Design Handbook. Environmental

(4)Tim D. Fletcher etc., SUDS, LID, BMPs, WSUD and more – The evolution and application of erminologysurrounding urban drainage, Urban Water Journal, 2015.

(5)Environmental Protect Agency (The United States), Benefits of Low Impact Development, 2012.

Protect Agency (The United States). 2012.

 

 

986 2021-12-08

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