• 雨水下水道篇

    < 第一章 > 雨水下水道簡介

    下水道系統主要包含雨水下水道與污水下水道,此兩者均為地方政府長期及持續性整治之基礎建設工程,其實在古羅馬時代,即有建設下水道公共建設,來處理都市污水及雨水之概念。​

    古羅馬馬克西姆下水道
    (資料來源:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2017/8/386517.shtm?id=386517)

    臺灣的下水道建設最早可追溯至清朝,以臺北地區瑠公圳、大宜圳及士林福德圳等系統,作為臺北城之雨水及污水排放;日治時代,為改善公共衛生訂定「臺北城內排水工事」計畫,此為臺灣最早具系統的市區雨水下水道建設。
    民國50~60年代開始,鑑於都市經濟快速發展,都市之排水問題日趨嚴重,各地方政府乃陸續著手辦理各都市計畫區之雨水下水道系統規劃,並逐年編列預算以辦理工程建設。
    民國58年初步完成「高雄市原都市計畫區雨水下水道系統」規劃,自73年12月21日下水道法公布施行後,高雄市政府更積極推動下水道建設,既有管線大多因老舊不堪使用,必須加速推動下水道整建工程,高雄市雨水下水道建設實施率於民國99年縣市合併時統計為69.33%,截至106年底提升至74.98%(資料來源:高雄市雨水下水道建設及維護統計分析,林昆德)。

    雨水下水道系統是以自然河川為主要排水幹線,收集降雨造成地面逕流的排水設施,包含地面逕流收集系統、雨水幹支線、出口水門及抽水站等設施,收集各住戶落水管、雨水井、排水側溝及集水槽等管路,經由幹管排入河川或海洋,低窪地區則必須輔以大型抽水機及水道閘門等設施,以排除下大雨時的積水或防止海水倒灌等狀況發生。其中地面逕流收集系統,若當初規劃設計不當或平時疏予清理維護,則無法使地表逕流適時排除,容易造成積、淹水情形。
    高雄市早期未建立污水下水道,所以未有污水及雨水分流之概念,均是合流共用。隨著都市發展與人口增加,都市污水造成環保問題,人們逐漸重視生活品質,民國68年開始愛河整治計畫,開始採雨水、污水分流制,建設污水下水道分流都市污水,回復雨水下水道本身的功能。
    高雄市雨水下水道系統分區有後勁溪系統(楠梓、左營等區主要以後勁溪為排水幹線)、愛河系統(三民、鼓山、新興、鹽埕、苓雅等區都是以愛河為主要排水幹線)、前鎮河系統(前鎮區、部分苓雅區則以前鎮河為排水幹線)、鹽水港溪系統(小港、臨海工業區等以鹽水港溪為主要排水幹線。

    (資料來源:營建署下水道建設計畫整合應用網、雨水下水道系統規劃原則檢討及http://wrb.kcg.gov.tw/loveriver/rebuild.aspx#2)​

    高雄市區雨水下水道分布:黃色是現有雨水下水道地區,藍色是預定建置的雨水下水道,有底色的是99年凡那比颱風淹水範圍
    (資料來源:高雄市水利局排水地理資訊系統)

    < 第二章 > 短延時強降雨

    近年來,臺灣地區在氣候變化與環境變遷背景下,破紀錄的暴雨事件頻傳,因此短延時強降雨之衝擊,已是防減災工作之重要任務。
    短延時強降雨簡單來說便是短時間內降下大量且猛烈的雨勢。國家災害防救科技中心於101年之「短延時致災降雨事件分析」研究報告中,定義3小時累積降雨量達130mm為「短延時致災降雨」;另於105年研究分析指出,在長期變化方面,各延時強降雨發生日數均逐年增加。以3小時延時強降雨事件發生日數增加趨勢尤其明顯,就過去23年而言,3小時延時事件日數平均每年增加0.2日,亦即23年來增加4.6 日。​

    (資料來源:臺灣地區短延時強降雨事件氣候特性分析,國家災害防救科技中心氣象組)

    新雨量分級與舊雨量分級差異(資料來源:中央氣象局網頁)

    淹水燈號及警戒雨量站 (經濟部水利署防災資訊服務http://fhy2.wra.gov.tw/fhy/Alert/Query)

    短延時強降雨事件大都發生於梅雨季、夏季及秋季,其中又以夏季最容易發生強降雨事件,梅雨季次之,而以短延時強降雨天氣事件而言,氣象局在104年9月1日修訂之雨量分級,除了24小時累計雨量標準外,新增及修正時雨量及3小時累計雨量標準,當時雨量達到每小時40mm時為大雨,以及3小時累計雨量達100mm時為豪雨,並依照氣象局預報員專業預報判斷或雨量觀測達標時發布大雨或豪雨特報,以協助中央及地方防災單位進行應變處置作為。

     

    短延時強降雨事件大都發生於梅雨季、夏季及秋季,其中又以夏季最容易發生強降雨事件,梅雨季次之,而以短延時強降雨天氣事件而言,氣象局在104年9月1日修訂之雨量分級,除了24小時累計雨量標準外,新增及修正時雨量及3小時累計雨量標準,當時雨量達到每小時40mm時為大雨,以及3小時累計雨量達100mm時為豪雨,並依照氣象局預報員專業預報判斷或雨量觀測達標時發布大雨或豪雨特報,以協助中央及地方防災單位進行應變處置作為。

    經濟部水利署根據歷史淹水與雨量資料,訂出各鄉鎮的1、3、6、12及24小時累計降雨警戒值,在豪(大)雨來襲時,只要觀測降雨達到該鄉鎮其中一項警戒值就會發布一級警戒,而當雨量達到略低於警戒值10~60mm則發布二級警戒。
    一級警戒定義為:發布淹水警戒之鄉(鎮、市、區)如持續降雨,其轄內易淹水村里及道路可能已經開始積淹水;二級警戒定義為:發布淹水警戒之鄉(鎮、市、區)如持續降雨,其轄內易淹水村里及道路可能在3小時內開始積淹水。而淹水警戒值準確性受降雨時空分布不均、雨量站密度、地形地物、河川排水及其當時水位高低、沿海潮位、排水流路阻塞等因素影響,可配合即時雨量觀測(如:QPESUMS)及當地降雨實況研判因應。
    以高雄市楠梓區為例,當觀測到1小時降雨達到60mm或是3小時累計降雨達到120mm時,經濟部水利署即會發布淹水一級警戒,提醒住在楠梓區居民嚴防積淹水情形。​

    (資料來源:臺灣地區短延時強降雨事件氣候特性分析、中央氣象局網頁
    ​ https://www.agriharvest.tw/theme_data.php?theme=article&sub_theme=article&id=728 及 NCDR災害潛勢地圖網站)

    < 第三章 > 高雄市雨水下水道建置現況

    民國99年縣市合併後,高雄市仍以防洪治水為施政重點,人口稠密區以優先建置雨水下水道系統為主,易淹水區域首重排水整治,合併前原高雄市及高雄縣之雨水下水道建置率分別為96.85%及46.39%,目前全市建置率提升為70.95%。
    有鑑於大高雄縣市合併後之快速發展,將原高雄縣及高雄市之特性差異,依區域劃分為「高雄都會區」、「鳳山地區」、「岡山地區」、「旗山地區」。

    高雄都會區都市計畫區域分佈圖(資料來源:高雄市雨水下水道建設及維護統計分析)

    ​一、高雄都會區:


    高雄都會區範圍包含鹽埕區、鼓山區、左營區、楠梓區、三民區、新興區、前金區、苓雅區、前鎮區、旗津區及小港區等11區。雨水下水道於106年底統計規劃長度為 396.45 公里,建設長度為 393.47 公里,建設實施率為99.25%,現以每年辦理清疏及巡檢,確保設施之完整性。

    鳳山地區都市計畫區域分佈圖 (資料來源:高雄市雨水下水道建設及維護統計分析)

    二、鳳山地區:


    鳳山地區範圍包含鳳山區、林園區、大寮區、大樹區、大社區、仁武區及鳥松區等7區。於106年底統計雨水下水道規劃長度為340.81公里,建設長度為165.23公里,建設實施率為48.48%,持續向中央爭取辦理雨水下水道系統建設經費,107年分別有「仁武區大正路雨水下水道工程」、「林園區A幹線雨水下水道工程」、「林園區汕尾排水改善工程」及「林園區D幹線雨水下水道新建工程」等相關建設工程,以提升鳳山地區雨水下水道建設之建置率。

    岡山地區都市計畫區域分佈圖 (資料來源:高雄市雨水下水道建設及維護統計分析)

    三、岡山地區:


    岡山地區範圍包含岡山區、橋頭區、燕巢區、田寮區、阿蓮區、路竹區、湖內區、茄萣區、永安區、彌陀區、梓官區等11區。於106年底統計雨水下水道規劃長度為 139.19公里,建設長度為103.04公里,建設實施率為49.48%。107年已向中央爭取辦理「岡山區成功路雨水下水道工程」、「岡山區河華路雨水下水道工程」、「岡山區A12幹線雨水下水道工程」、「茄萣區和平路三段雨水下水道工程」、「茄萣區進學路雨水下水道新建工程」、「梓官區中正路雨水下水道工程」及「路竹區金平路雨水下水道工程」等相關建設工程,以提升岡山地區雨水下水道建設之建置率。

    旗山地區都市計畫區域分佈圖 (資料來源:高雄市雨水下水道建設及維護統計分析)

    四、旗山地區:


    旗山地區範圍包含旗山區、美濃區、六龜區、甲仙區、杉林區、內門區、茂林區、桃源區及那瑪夏區等9區。於106年底統計雨水下水道規劃長度14.61公里,建設長度為 6.37公里,建設實施率為43.57%,本區規劃長度最短,因人口數及都市計畫土地皆少,且主要排水係由中小排水匯入區域排水,因此雨水下水道設施較少。107年已向中央爭取經費辦理「旗山區D幹線(二號排水)雨水下水道工程」及「旗山區J幹線雨水下水道新建工程」等建設工程。

    目前「雨水下水道系統規劃」或「雨水下水道系統檢討規劃」,大多仍遵循早期之「規劃原則」辦理。雨水下水道系統規劃之良窳,取決於對「規劃區」環境背景及排水等現況之瞭解與掌握,因此辦理規劃工作必須先進行相關資料之收集,及測量調查工作。相關資料之蒐集分析,亦應與現場踏勘調查結果相互印證,而蒐集資料之高程等數據,與辦理地形、既有排水設施及斷面等各項測量,均需換算為同一控制點基準。
    早年辦理雨水下水道規劃,係依當時之都市計畫圖辦理,由於現今經濟快速成長,部分原屬可滯留逕流之農業區或保護區變更為商業區、住宅區或工業區,都市高度開發結果,加速地表逕流亦增加都市排水之負擔,雨水逕流無法即時有效排除,則會造成都會區積淹水情形。
    增加雨水下水道排洪能力可作為短期立即辦理之措施,例如:清淤工程執行、雨水下水道系統檢討規劃、經常淹水瓶頸段改善、工程考量降低地表逕流、確保既有設施排水功能、個案辦理雨水調節設施及補助建築物設置防水閘門等;中、長期辦理措施包括都市計畫區外圍截水、重劃區之保水滯洪、大範圍雨水貯留及建築物雨水貯留等。
    雨水下水道建設為都市健全發展重要公共設施,積極建構完整雨水下水道系統並有完整的維護計畫措施,才能確保排水、防洪之成果。

    (資料來源:高雄市政府水利局網頁、高雄市雨水下水道建設及維護統計分析、雨水下水道系統規劃原則檢討及下水道誌-政府自辦雨水篇)

    < 第四章 > 雨水下水道未來發展方向之建議

    世界各地近年來受氣候變遷及極端降水影響,屢屢創下新的紀錄,而都市因規模尺度小,雨水下水道系統採用短延時的設計理念,惟都市地區人口集中,社經活動多,產生淹水造成的損失將難以估計,有鑒於這幾年的颱風豪雨降雨強度,已超過部分地區雨水下水道設計標準,考量龐大經費、管線遷移、交通阻塞等因素,欲全面提升設計標準確實具有相當難度,在既有限制下,雨水下水道未來發展方向確需重新思考。
    以貯水觀念代替排水,以小區域貯留雨水之方式,可作為未來考量方向,讓公共設施及私人建築等基地,透過入滲及貯留等方式吸納一些雨水,分擔雨水下水道負荷,是目前先進國家採行的治水新思維,在新闢或整建公園時機,可以增設地上或地下之滯洪儲水空間,讓城市公共設施的保水能力更上一層樓,以建構我們居住的城市成為宜居的海綿城市來努力,形同提升防洪能力,以因應未來極端氣候之挑戰。

    打造海綿城市(資料來源:海綿城市防洪散熱、讓土地呼吸-聯合報)

    高雄市雨水下水道系統降雨強度採用5年重現期之降雨強度71.87mm/hr為設計的保護標準,唯有透過「都市計畫」、「建築管制」及「工程建設」的手段,來提升保護標準,說明如下:

    一、都市計畫:透過都市計畫中的公共設施,如公園、學校及停車場等開放空間,進行廣設「滯洪設施」,分散貯留鄰近產生之地表逕流,減輕雨水下水道之負擔。
    二、建築管制:各建築設置雨水貯留設施,貯留建築開發增加之地表逕流,並可規劃回收再利用。
    三、工程建設:可將瀝青道路鋪面改為透水鋪面、設置透水溝及設置山區截水溝,減少山區逕流流入都市地區等,可減少地表逕流。

    鋁合金防水閘門(資料來源http://www.waterstop.com.tw/du_02home_south_profile052.html)

    四、其他措施:


    (一)建築物出入口設置防水閘門:
    市區積淹水改善若以工程手段辦理,所需時程較長,因此為減少因颱風或豪雨造成住宅及建築物內積水,除傳統的排水系統工程外,當水患發生時,由民眾自行設置防阻設施,亦為防災體系之ㄧ環。因此,建築物設置防水閘門,以保護民眾生命財產安全為優先考量。

    雲林縣成龍濕地首座高腳屋 (資料來源:https://e-info.org.tw/node/208002)

    ​​(二)易淹水地區推動高腳屋:
    部分地層下陷地區,非常容易因颱風或豪雨造成淹水問題發生,雖可經建設公共排水溝及抽水站,但因排水仍受到潮汐影響,為解決住家淹水問題,可參考國外的高腳屋設計概念,讓住家一樓作為行水空間,解決民眾住家淹水問題。