滯洪設施規劃之探討滯洪設施規劃之探討

國立中興大學水土保持學系

學生姓名：凃世本

學號：59742108

98年5月2日

一、一、前言前言

三、暴雨逕流減輕對策三、暴雨逕流減輕對策

四、四、滯洪池規劃設計規範滯洪池規劃設計規範

五、五、滯洪池規劃實務滯洪池規劃實務

目目 錄錄

二、二、都市化對暴雨逕流之影響都市化對暴雨逕流之影響

六、結語六、結語

一、前一、前 言言

台灣因地狹人稠，自然資源有限。隨著經濟快速發

展，集水區大肆開發，原來具有含蓄水源、降低洪

峰之天然水庫(森林及水田)面積大幅減少，建築物

及道路等不透水面積增加。致使逕流快速匯集洪水

量暴增，下游既有防洪及排水設施無法負荷，洪水

災害加劇。

為減輕都市開發對既有防洪設施之衝擊，開發地區

應妥為規劃設置各種減洪措施，對開發所增加之暴

雨逕流有效加以控管，以降低下游排水負荷。

一、前一、前 言言

基隆河沿岸高度開發，導致洪水災害逐年加劇

五 堵5.4 4.3 2.9 3.2 淹水深度(m)

竹子湖1270 921 810 1600 降雨量(mm)

備 註90年納莉颱風87年瑞柏颱風85年賀伯颱風76年琳恩颱風歷年颱風

大台北地區納莉颱風大淹水

五堵

二、都市化對暴雨逕流之影響二、都市化對暴雨逕流之影響

1.洪峰時間提前，洪峰流量增大

2.入滲量減少，逕流體積增加

由於開發後集流時間縮短所致。開發

後地表粗糙度減小、排水路改善施設

內面工、排水收集系統密佈，造成地

表漫地流及排水路渠道流速加快、集

流時間縮短，逕流迅速集中，洪峰流

量暴增。

由於開發後建築物、道路、停車場之

興建，不透水面積增加，入滲量減少

所造成。

開發前

開發後

【取自Kibler，1982 】

台灣之河川及排水渠道多數已完成整治，既有排水路

架構已趨定型，受限於用地問題，不易再行大規模拓

寬改建，未來治水理念應朝向綜合治水方式辦理。

綜合治水主要在於降低河川排水負擔，使排水路得以

在既有基礎上承受更大規模之洪水事件；亦即說，經

由蓄洪、減洪與分洪而達到防洪減災功能。對於都市

發展地區應規劃設置各種滯蓄措施，承納開發所增加

之逕流，避免增加下游排水負擔。

三、暴雨逕流減輕對策三、暴雨逕流減輕對策

降 雨

葉面截留

地表入滲地表滯留河 川

水庫湖泊

海 洋

水

資

源

利

用

攔河堰

河

川

排水路

葉面截留

河 川 地表滯留

水

資

源

利

用

河

川

滯洪設施

引水道

人工湖

滯洪池

透水舖面

降 雨

雨水貯留

海 洋

地

表

入

滲

分水路

水

資

源

利

用

水庫湖泊 排水路

攔河堰

傳統與綜合治水思維方向之差異

傳統治水思維 綜合治水思維

三、暴雨逕流減輕對策三、暴雨逕流減輕對策

綜合治水對策示意圖

三、暴雨逕流減輕對策三、暴雨逕流減輕對策

降低開發區暴雨逕流之方法

(1)減緩地表坡度

(2)減緩水路坡降

固床工、跌水工

(3)增加流路長度

(4)增加地表粗造度

加強人工植生

(5)增加透水性鋪面

植草磚、透水瀝青混凝土

(7)自然綠地及植生保存

三、暴雨逕流減輕對策三、暴雨逕流減輕對策

1.地表改良措施

(1)滯洪池(2)生態入滲調節池

(3)人工濕地

(4)入滲溝、入滲乾井

生態入滲調節池生態入滲調節池

降低開發區暴雨逕流之方法

三、暴雨逕流減輕對策三、暴雨逕流減輕對策

南科B滯洪池

南科D滯洪池

2.滯蓄入滲措施

雨水貯留設施示意圖

降低開發區暴雨逕流之方法

3.建築物雨水貯留設施

依現行建築物雨水貯留利用

設計技術規範，其適用範圍為

總樓地板面積達30,000m2以上

新建建築物。除水源利用外如

能配合防洪需求運作，將可有

效降低暴雨逕流。

對於一般大樓或住宅建築，可

朝修改建築法規，明定新建或

重建之建物皆應設置雨水貯

留設施，滯留部份雨水，共同

分擔防洪責任。

三、暴雨逕流減輕對策三、暴雨逕流減輕對策

四、滯洪池規劃設計規範四、滯洪池規劃設計規範

第二十一條：基地開發不得妨礙上、下游地區原有水路之集、排水功能。

第二十二條：基地開發後，包含基地之各級集水區，以二十五年發生一次暴雨產生對外排放逕流量總和，不得超出開發前之逕流量總和。並應以一百年發生一次暴雨強度之計算標準提供滯洪設施，以阻絕因基地開發增加之逕流量，有關逕流係數之採用，得參考行政院農業委員會訂頒之水土保持技術規範，並取上限值計算。

1.非都市土地開發審議作業規範

四、滯洪池規劃設計規範四、滯洪池規劃設計規範

第 九十五條：滯洪設施之規劃設計原則如下：一、基地內既有排水單元（不得人為截水），區內如無任何

整地行為，則該區得不設置滯洪設施。二、基地開發後之出流洪峰流量應小於入流洪峰流量百分之

八十，並不得大於開發前之洪峰流量。且不應超過下游排水系統之容許排洪量。

三、滯洪設施之最大洪峰流量，得依合理化公式估算之。其入流歷線至少採重現期距五十年以上之洪水，出流歷線則為重現期距二十五年以下之洪水。滯洪設施對外排放之洪峰流量，不得超過開發前之洪峰流量。

四、排水口之設置，應在容許排放量內能發揮其排放效率者為佳。

2.水土保持技術規範

五、滯洪池規劃實務五、滯洪池規劃實務

1.滯洪池形式(依蓄水狀態區分)(1)乾式滯洪池：洪水期間才蓄水，平常不蓄水，池內綠地空間平常未下雨時可供休閒活動等多功能使用，但安全之管理須特別加強。

(2)濕式滯洪池：平時即保持池內有水狀態，其低水位之蓄水量可營造類似生態池或小型湖泊，生態效果優於乾式，由於平常有蓄水，對於一般人而言很容易理解是一個水池。

南科滯洪池

中科滯洪池

五、滯洪池規劃實務五、滯洪池規劃實務

1.滯洪池形式(依洪水進入方式區分)(1)在槽式：直接在排水路上構築欄水堰，並將河道拓寬，以蓄存洪水量，進而延遲及降低下游水路之洪峰流量。適合於坡度大之排水。

(2)離槽式(側溢式)於排水路堤岸兩旁佈設滯洪池，並設置溢流堤，當洪水量超過下游容許排放量時，即可側溢進入滯洪池內。較適合於坡度小之排水。

Q(cms)

五、滯洪池規劃實務五、滯洪池規劃實務

2.逕流量推估(合理化公式法)適用於小集水面積之逕流推估，其隱含之基本假設條件包含：

(1)降雨強度與逕流產生機率相同。(2)當降雨延時等於集流時間集水區出口之逕流率達最大。(3)降雨空間分佈均勻。(4)降雨強度在集流時間內為定值。

Qp = 1/3.6 × C × I × A式中Qp：洪峰流量(cms)C ：逕流係數I ：降雨延時T等於集流時間Tc平均降雨強度(mm/hr)

Tc ：集流時間(hr)A ：集水面積(km2)

五、滯洪池規劃實務五、滯洪池規劃實務

逕流係數C之採用可參考水土保持技術規範，或都市雨水下水道規劃之採用值

降雨強度I

採用Horner降雨強度公式：I=a/(Tc +b)c

a，b，c 為常數，參考鄰近自記雨量站之分析值

集流時間Tc加州公路局公式 ：Tc = (0.87L3/H)0.385

L：集水區內最上游至排水出口之水平距離(Km)H：集水區內最上游至排水出口之高程差(m)

Rziha公式： Tc = L/WW = 72(H/L)0.6L：集水區內最上游至排水出口之水平距離(Km)H：集水區內最上游至排水出口之高程差(Km)

2.逕流量推估(合理化公式法)

五、滯洪池規劃實務五、滯洪池規劃實務

2.逕流量推估(三角型單位歷線法)

三角型單位歷線基本公式

Qp＝0.208×A×Re／TpTp＝D／2＋0.6TcTr＝1.67TpD＝0.133TcRe ＝超滲雨量(mm)A ＝集水面積(km2)

D Re Q

D/2 0.6Tc

Qp

Tp Tr T

一般開發區域所屬之排水系統，大多未設置水位流量站，逕

流量分析通常需由降雨量推估。三角型單位歷線法適合於海島型

集水區之暴雨逕流歷線分析，其方法係假設單位時間超滲降雨量

所形成之流量歷線呈三角型。由地表覆蓋與集流時間之改變，

即可求得開發前、後排水出口之洪峰流量及逕流歷線。

設計雨型

採三角型單位歷線法估算逕流量，需搭配降雨之雨型套

入單位歷線演算。排水規劃通常採用24小時雨型。

(1)數場暴雨資料設計之雨型 (2)雨量強度公式設計之雨型

五、滯洪池規劃實務五、滯洪池規劃實務

26.69

0

5

10

15

20

25

30

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

時間(hr)

降雨

百分

率(%

)

17.41

0

5

10

15

20

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

時間(hr)

降雨

百分

率(%

)

2.逕流量推估(三角型單位歷線法)

集流時間Tc

開發前可採用加州公式或Rziha公式估算開發後可採用漫地流公式+渠道流速法：

6.917 T1= ×(n×L/S00.5)0.6 Ie0.4

(1)漫地流公式－流入時間 (2)渠道流速－流下時間

T1 ：漫地流流入時間(min)Ie ：超滲降雨強度(mm/hr)n ：地表之曼寧粗糙係數L ：漫地流長度(m)S0 ：地表之平均坡度(m/m)

T2 ：排水路流下時間(min)Li ：第i段排水路長度(m)Vi ：第i段排水路平均流速(m/s)N ：排水路總分段數

1 N Li T2 = Σ 60 i=1 Vi

五、滯洪池規劃實務五、滯洪池規劃實務

2.逕流量推估(三角型單位歷線法)

降雨損失採用美國水土保持局開發之SCS曲線號碼法，估算開

發前、後不同地表覆蓋之超滲降雨量。

Pe ：累積超滲降雨量(mm)P ：累積降雨量(mm)S ：包括初期扣除量之最大滯流量，由曲線號碼(CN)求得CN：SCS曲線號碼，曲線號碼是由土壤種類、地表覆蓋、耕

作方式、土地利用與臨前降雨等條件決定

(P-0.2S)2 Pe＝ P+0.8S

25,400 S＝ －254 CN

五、滯洪池規劃實務五、滯洪池規劃實務

2.逕流量推估(三角型單位歷線法)

五、滯洪池規劃實務五、滯洪池規劃實務

不同土壤種類、地表覆蓋、耕作方式及與土地利用情況之 SCS 曲線號碼（正常臨前水份情況Ⅱ註 7，Ia=0.2S）

土 壤 分 類 土 地 利 用 情 形

A B C D耕地註 1：無保護措施 有保護措施（如等高耕及台地）

72 62

81 78

88 78

9181

牧草地或放牧地：不良情況 良好情況

68 39

79 61

86 74

8980

草地：良好情況 30 58 71 78森林：稀疏、少護蓋、無護蓋物 良好護蓋註 2

45 25

66 55

77 70

8377

空地、林間空地、公園、高爾夫球場、墓地等： 良好情況：草地護蓋超過 75%之面積 稍好情況：草地護蓋 50~75%之面積

39 49

61 69

74 79

8084

商業區（85%面積不透水） 89 92 94 95工業區（72%面積不透水） 81 88 91 93住宅註 3： 平均每塊建地大小 平均不透水面積%註 4 ≦1/8 英畝 (506m2) 65% 1/4 英畝 (1012m2) 38% 1/3 英畝 (1349m2) 30% 1/2 英畝 (2024m2) 25% 1 英畝 (4047m2) 20%

77 61 57 54 51

85 75 72 70 68

90 83 81 80 79

9287868584

舖石（混凝土或柏油）停車場、屋頂、道路等註 5 98 98 98 98街道： 舖石（混凝土或柏油）道路及雨水下水道註 5 碎石道路 泥土道路

98 76 72

98 85 82

98 89 87

989189

註：1.更詳細耕地土地利用之曲線號碼，請參考美國水土保持局之資料。 2.良好護蓋係以牧草、雜物及灌木護蓋土壤。 3.曲線號碼之計算係假設逕流從房子及車道直接流向街道，僅少部分屋頂雨水直接流向草地增加入滲。

4.保持透水面積（草地）之曲線號碼視為良好牧草之情況。 5.在某些熱帶氣候地區曲線號碼可採用 95。 6.上述土壤分類情形如下表： 土壤分類 最小入滲率(mm/hr) 土 壤 質 的

A 7.6~11.4 深層砂土、深層黃土、集合沉泥。 B 3.8~7.6 淺層黃土、砂質壤土。 C 1.3~3.8 黏質壤土、淺層砂壤土、低有機含量壤土、高黏土含量壤土D 0~1.3 潮濕時膨脹之土壤、高塑性黏土、鹼土。 7.土壤臨前水分情況分類表

5 天前之降雨量 情況 說明

冬眠季節 生長季節 Ⅰ 集水區土壤乾燥，但未乾到凋萎點。 13mm 以下 36mm 以下 Ⅱ 每年一般情況之洪水。 13mm-28mm 36mm-53mmⅢ 在前5天下過大雨或在低溫時下過小雨 超過 28mm 超過 53mm

SCS 曲線號碼與累積超滲降雨量及累積雨量之圖解方法

2.逕流量推估(三角型單位歷線法)

五、滯洪池規劃實務五、滯洪池規劃實務

3.滯洪容量估算(依水土保持技術規範)參考水土保持技術規範第96條，滯洪池容量估算方式如下：

時以上設計基期至少應採一小基於安全考量小時基期

秒立方公尺開發後之洪峰流量

秒立方公尺開發中之洪峰流量

秒立方公尺開發前之洪峰流量

立方公尺永久滯洪量

立方公尺臨時滯洪量

,),(:'),/(:),/(:),/(:

),(:),(:

3

2

1

2

1

b

S

S

tQQQVV

36002

(' )121 ×

−=

QQtV bS 36002

(' )132 ×

−=

QQtV bS

開發前及開發後之洪峰流量依合理化公式計算求得

基期tb＇依下列公式計算：

tb’ ＝ 2.67 tp tp＝ tc+0.6tc√

不得超過下游排水路之容許排洪量

五、滯洪池規劃實務五、滯洪池規劃實務

3.滯洪容量估算(依逕流歷線演算)由三角型單位歷線法求得開發前及開發後之逕流歷線，估算滯洪池容量。

在槽式滯洪池 離槽式滯洪池

0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

時間(hr)

流量

(cms)

開發前

開發後

滯洪容量

0

20

40

60

80

100

120

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

時間(hr)

流量

(cms)

開發前

開發後

滯洪容量

※滯洪池之開挖深度(計畫呆水位)如低於下游排水路渠底高程，不適合採用在槽式。

※離槽式滯洪池可降低滯洪容量

五、滯洪池規劃實務五、滯洪池規劃實務

4.滯洪池面積滯洪池面積依所需之滯洪體積及有效蓄水深度求得(A=V/H)，為預留環境營造空間通常約需增加20％之空間，作為滯洪池之計畫面積。滯洪池有效深度H由計畫呆水位及計畫滿水位決定。計畫呆水位須考慮因素如下：

1.應高於豐水期之地下水位。2.無抽排之情況應高於下游排水路渠底高程。計畫滿水位須考慮因素如下：

1.需低於基地高程，通常低於基地高程1公尺以上。2.離槽側溢式滯洪池需＜或＝溢流堤高度。

計畫滿水位

計畫呆水位H

五、滯洪池規劃實務五、滯洪池規劃實務

5.入口型式 (離槽式滯洪池)(1)自然溢流方式：超過開發前洪峰流量或下游渠道容

許排放量部份，設置溢流堤(堰)溢流進入滯洪池。

(2)閘門控制：利用閘門之啟閉，調整滯洪池之入流量。

溢流堤所需長度，可採用寬頂堰公式計算

Q=1/2 × Cc × L × (2g)1/2 × H3/2

Q：最大溢流量(開發後洪峰流量－開發前洪峰流量)Cc：堰流係數 0.3～0.4L ：溢流堤長度H：溢流水深(開發後洪峰流量於計畫渠道產生之洪水位

－開發前洪水量於計畫渠道產生之洪水位)溢流堤之設計高度：依開發前洪水量於計畫渠道產生之洪

水位決定

排水渠道滯洪池

越流堤

五、滯洪池規劃實務五、滯洪池規劃實務

(1)矩形開口：滯洪霸矩形開口之出流量與水位高之關係，經室內實驗可

以下式決定。

重力壩： Q=2.09 B H1.73懸臂式壩：Q=2.36 B1.13 H1.53

式中 Q:流量(cms)B:開口寬度(m)H:開口以上水位高度(m)

開口之設計寬度依最大排放量與計畫滿水位決定

(2)壓力孔口：圓形開口之出流量與水位高之關係如下式

Q=2.78 D2 h0.5式中 D:孔口直徑(m)

h:孔口水頭高度(m)

6.出口型式

五、滯洪池規劃實務五、滯洪池規劃實務

6.出口型式(3)閘門控制：

離槽式滯洪池出口係於排水路洪水消退後再行排放，故出口通常

採用閘門方式控制。閘門之設計寬度應考慮最大排洪量不得大於

下游容許排放量。閘門之出流量與水位高之關係可依下式決定：

當Ho＞2/3Hi Q=C×Ho×B×(2gH)0.5

當Ho≦2/3Hi Q=1.704×C×B×(Hi)1.5

式中

Q=閘門流出量(cms) H=Hi－HoHo=外水位與閘門底檻高程之差(m)Hi=池內水位與閘門底檻高程之差(m)B=閘門寬度(m)C=流量係數0.7~0.9

內水 外水

Vi HiHo

滯洪池

五、滯洪池規劃實務五、滯洪池規劃實務

7.滯洪池入、出流演算滯洪池之設計的主要控制參數為入流量、出流量、滯洪體積及滯

洪池水位，演算的控制公式如下：

式中，△T=演算時距(hr)△S=演算時距△T之蓄水體積變化(m3)I1、I2=演算時距△T前後之入流量(cms)O1、O2=演算時距△T前後之出流量(cms)

I1及I2可由水文分析結果中之設計重現期距流量歷線，依時距得之。滯洪演算時尚需準備滯洪池的水位與滯洪體積關係曲線(H－V曲線)，及滯洪水位與出流量關係曲線(H－O曲線)。滯洪池出流量可參考前述不同出口型式計算，滯洪演算目前已有許多腦程式可供使用。

TOOTII

S Δ×+−Δ×+

=Δ2

)(2

)( 2121

五、滯洪池規劃實務五、滯洪池規劃實務

8.滯洪池規劃設計原則(1)依據當地之地形、地質條件及土地利用情形、排水系統等，選

定滯洪池位置，一般設置於開發區排水路之末端下游較低處，

以利雨水自然匯入。

(2)開發區經滯洪池滯洪後，出流之洪峰流量不得大於開發前之洪

峰流量(以設計之保護標準洪水為準)。

(3)在低窪地區開發填土所增加周邊地區淹水之體積，亦需由滯洪

池承納。

(4)滯洪池之設計容量宜依各項放流限制，經降雨逕流模擬演算及

淹水分析後決定。

(5)滯洪池為增加其入滲量，池底不加襯底，必要時，亦可設置增

加池底入滲之設施。

(6)滯洪池出流口之設計應配合滯洪池容量，在下次暴雨前能盡速

排除滯洪體積，但不得超過下游排水容許排放量。

五、滯洪池規劃實務五、滯洪池規劃實務

8.滯洪池規劃設計原則(7)位於坡地排水之滯洪池，於滯洪池入口處應考慮設計沉砂設

施，以利泥砂清淤。

(8)為改善滯洪池水質，增加生態及親水功能，於設計時應考慮水質自然淨化設施。水生植物(蘆葦、田字草、香蒲)、人工浮島、礫間接觸

(9)滯洪池設置除確保減洪防災功能外，同時考量居民生活的空間需求。雨季時可作為滯洪功能，蓄存之雨水可藉灌溉給水路補

充下游灌溉用水或其他次級用水；平時亦可作為兼具景觀、親

水、休閒、遊憩、運動、生態等多目標功能之滯洪池。

(10)滯洪池設計時，應依入口及出口型式，擬定相關之超作規則，作為運轉操作之依據。

五、滯洪池規劃實務五、滯洪池規劃實務

9.滯洪池規劃設計注意事項(1)築堤式滯洪池應設置溢洪設施以確保堤防之安全。(2)計算滯洪池之有效容量時，滯洪池有效蓄水之最低蓄水位不應低

於當地地下水豐水期之平均地下水位。

(3)永久性滯洪池之周邊應設置圍籬、警告標語及安全爬梯等防護設施。池面周圍宜設置植生綠帶，以增加池邊之穩定，並減少泥沙

之流失。

(5)臨時性之滯洪池，必須在所有整地工程完成，且基地植生達規定覆蓋率後，才可填平或廢除。

(6)離槽式滯洪池之設計呆水位如低於下游渠底高度時，則須設置輔助水站抽排，於下次洪水來臨前啟動抽水機排空，以滿足計畫蓄

洪量。

(7)兼作景觀、遊憩、休閒、運動等多功能設計之滯洪池，應設置洪水警報設施，以維護人員之安全。

六、結語六、結語

一、集水區開發(都市化)後將造成暴雨逕流迅速集中，洪峰

流量暴增，導致下游現有排水設施無法負荷或保護標準

降低。為減輕開發對下游排水之衝擊，開發區必須採取

妥善的減洪措施。

二、滯洪池主要功能為降低及延緩洪峰，減輕下游洪水災

害。附加功能包含水源利用、水質淨化、沉砂、生態、

景觀、休憩等。

三、滯洪池為降低暴雨逕流最常用之方法，惟其較適用於大

範圍之開發區。對於小範圍開發基地或都市計畫區內建

築用地，目前尚無逕流管制規範，建議朝修改建築法

規，訂定建築物雨水貯留設施規範，分擔防洪責任。

四、滯洪池用地之設置將增加開發成本，為降低土地成本，

開發區之公園綠地應盡量配合滯洪池之位置加以劃設。

五、滯洪池完工後，需有經常性之維護管理作業，以確保防

洪功能。