台北怎麼變「海綿城市」?土地多吸水一公分,就能容受1000座游泳池水量

台北怎麼變「海綿城市」?土地多吸水一公分,就能容受1000座游泳池水量
2019-08-23
文・雷翔宇、黃家俊、林書帆、林吉洋、莊瑞琳(摘自《颱風:在下一次巨災來臨前》)
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透過保水的概念,利用滯洪與保水貯留設施來增加容受度,已取代過去期待迅速排水的思維,成為台北市的水利施政新目標。

十年前,莫拉克風災重創台灣;十年來,台灣防災科技及觀念迅速邁開腳步。從炸掉新北獅子頭隘口,到建設新北瑞芳員山子分洪工程,過去的拆遷與建設以迅速排水為治水主軸--而這樣的思維,隨著時代演進,開始有了變化。

一公分的努力,讓城市多容受千座奧運游泳池水量

在過去,堤防是以回歸頻率200年為設計標準,但這不過是科學計算罷了,事實上並不是指兩百年後才會遇到撐不住的大水,在此之前都能過得舒適安逸。況且隨著氣候變遷,極端氣候事件愈發頻仍,200年一遇也慢慢縮短到不知幾年一遇了。

「數字都會跑掉的,不是固定的。」台北市政府工務局水利科科長林士斌說明,「經過莫拉克颱風也好,納莉颱風也好,我們發現工程本身是有極限的。現今我們強調的是『容受度』的概念。」

所謂容受度,指的是城市在單位時間內能夠容納、接受雨水的程度。以台北市而言,目前雨水下水道系統能夠容受每小時78.8毫米的雨量,超越納莉颱風帶來的每小時76毫米。

「過去50年前的設定,並沒有預見未來的情境,那是我們很常講的『舊的方法沒有辦法解決新的問題』。我們現在新的問題就是一再超標的極端事件,不一定是颱風,像台北市曾經一小時下超過100多毫米的雨,已經到78.8毫米將近兩倍的量了。」

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從極限到容受度,是治水觀念上的一大革新。面對日益加劇的極端氣候事件,台北市已擁有號稱全亞洲馬力最強的玉成抽水站,還要再加強馬力嗎?還能再拉高堤防或防洪牆嗎?

工程上的種種限制,迫使人們必須發展新的思維--如果多多利用都市內有限的空間,不要急著把內水排放到堤外變成外水,不就能減輕雨水下水道的負擔?不就能減少溢堤的機會?

 「就是要Keep the water as long as possible, as much as possible,讓都市能具備保水貯留能力。在堤防及雨水下水道建設到位之後,下一步就是推動滯洪池及保水貯留設施,讓都市可以涵養雨水久一點,貯留多一點,分擔暴雨對雨水下水道系統造成的負擔。」林士斌說。

透過保水的概念,利用滯洪與保水貯留設施來增加容受度,已取代過去期待迅速排水的思維,成為台北市的水利施政新目標。

現今的城市災防觀念強調的是「容忍度」。圖片來源:Shutterstock

台北市長柯文哲於2019年的施政報告中,不諱言「目前台北市每小時降雨量78.8毫米還可以忍受,我們的目標是在十年內慢慢增加到88.8毫米。不過這個過程中,我們沒有很躁進,就慢慢把整個都市設計的規則改變,慢慢去增加整個台北市對天然災害的忍受性。」

從現有的每小時78.8毫米增加到88.8毫米,短短一公分的雨量乍聽之下似乎是防汛能力的一小步,卻將是防汛史上的一大步!

試想:將十毫米乘上台北市的面積271.8平方公里,答案是多達271.8萬公秉、重達271.8萬公噸的水體,能夠填滿1,087座奧運賽事級游泳池。

要想在一小時內容納這麼龐大的水體,除了仰賴公共雨水下水道和滯洪池的建設, 也要靠公私協力設置保水設施,才可能將時雨量容受度再往前突破一公分。

值得注意的是,保水雖然翻轉了排水的思維,但不代表水利防洪從此就不用注重排水了。畢竟如果單一個小時超過容受量十毫米,我們還有保水的空間,但若連續下了三小時,情況又會變得如何?

在保水的同時,仍然要視上下游的情況調節排水,取得適當的平衡才行,也就是說,除了要有健全的雨水下水道,既有的堤防仍然是我們的守護神,有其重責大任。

模仿森林的水文模式,打造吸水的海綿城市

提高容受度、入滲量或城市韌性的作為,以及逕流分擔與出流管制的規範,其實大都源自一個關於「都市與水」新關係的想法--「海綿城市」。

海綿城市指的是讓城市重新找回土地吸水的能力,城市本體就像一塊海綿一樣,能夠涵蓄水分,收放自如。

想像一個城市在建設以前,是一片原始森林,當大地遍布著土壤或綠色植物,還沒有被瀝青、水泥等不透水的鋪面取代的時候,從天上降下來的雨水都到哪裡去了呢?

大約一半的水分都下滲到了土裡,滋養了大地,另外40%則蒸發到了空氣中,只有10%的雨水在地表匯聚成逕流。

那時沒有人造的不透水鋪面,小雨很快就滲透地表,大雨在地表匯流,偶爾淹水,都是再自然不過的現象,森林本來就具備自己的水文功能,能夠滲透、蓄水,甚至能夠靠植被來蒸散。

然而,都市土地大量鋪上了不透水的瀝青,蓋了許多不透水的水泥房屋,土地變得又乾又硬,無法涵養雨水;雨水得不到土地的包容,只能匯聚在一起,變成水患的潛在禍源。

當不透水鋪面遍布城市超過75%的面積時,滲透量銳減至約15%,蒸發量也因植被減少而掉到30%,剩餘超過一半的量都變成了地表逕流。水的去向被重新分配,城市在暴雨之下當然面臨淹水危機。

不透水鋪面席捲了廣大的城市面積,似乎是台灣各城市必然的命運。圖片來源:Shutterstock

以都市化最密集的台北為例,整個盆地猶如密而不透的聚水盆,難怪只能依賴排水系統把碗盆裡的水輸送到堤外。城市固然不可能回到森林的狀態,恢復與昔日同等的滲水、蒸散能力,但若能警覺不透水鋪面的使用所造成的危機,不也能夠容納水體,提升治洪韌性嗎?

率先在華人圈提倡這種「海綿城市」觀念者,當屬台北大學都市計畫研究所的廖桂賢教授。他將西方新興「城市與水共存」的想法引入台灣時,選用海綿一詞來比喻城市。

「讓城市能夠吸水,美國30年前就在做了,那個時候叫作『低衝擊開發』(Low-impact development, LID),但是強調的不是防洪這件事情,不是減洪滯洪,而是強調水質的淨化,都市逕流、雨水的水質淨化。」

30年前美國東岸的馬里蘭,即是廖桂賢所說的先驅城市, 以低衝擊開發之姿問世,美國在《淨水法案》(Clean Water Act)推出後,要求城市所排放的水須達規範。當時大多數城市建設的下水道,並未區分雨水與汙水,雨汙合流一併進入汙水處理廠。

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汙水需經處理方能排放或再利用,那麼雨水呢?剛落下來的雨水縱然沖刷了空氣中的懸浮微粒和汙染物,相對仍是乾淨的,惟在地表匯流的過程中,宛如洗地水一般,不斷帶走馬路、屋頂的髒汙,最後也變得髒兮兮的,不宜直接排放,需要進場處理。

但在大雨來襲的時候,雨水與汙水塞滿管線,為了避免超過負荷的水體壓力「弄爆」管線,設計有溢流孔,就像一般家裡的洗臉盆或浴缸一樣,將滿出來的水排掉。

結果,大雨來襲時,便發生混合汙水溢流的問題--雨水混著汙水,包含人類糞便等,都跟著直接排入河川、湖泊或港灣。試想,大雨隨便一來,動輒讓江河湖海變得汙穢不堪,誰能忍受?於是發展出了不要將雨水排入下水道,也不要直接排入河川的想法。

同樣一個處理水質、減緩水量的概念,到了其他地方,往往因地制宜,為城市的背景量身打造,名稱亦有所不同,歐洲稱為「永續城市排水系統」(Sustainable urban drained system),澳洲稱為「水敏城市設計」(Water-sensitive urban design),基本觀念都是一致的。

但在台灣,談海綿城市的時候,整個脈絡稍有不同。

一則我們已將汙水下水道和雨水下水道分開,並無混合汙水溢流的問題;一則因山勢陡峭,河流太快沒入海中,沒有充足的氾濫平原能夠消耗水體的能量,故在大雨來襲時,相較於水質,水患的問題更為嚴重;再者,政府公部門已習慣「水利歸水利,水質歸環保」的分工。

在台灣,水利防洪利用海綿城市的構想提升了韌性,將海綿城市納入水利防洪的一環,因而政府近年來從宣傳「海綿城市」改稱要打造「韌性城市」,但兩者著重的觀念略有不同。

台灣做法雖與海綿城市在其他國家要解決的水質問題,及諸如減緩玻璃帷幕造成的都市熱島效應不同,但每個城市都正努力在自己獨特的水文之上書寫篇章,希望砥礪出水與城市之間更多宜人的風貌,織就屬於自己的故事。

不只政府,個人也能在家實踐海綿理念

以海綿城市做為城市防洪韌性的一環來說,台灣已經在政策與法律面展開行動。

對於《水利法》新納入的「逕流分擔與出流管制」規範,廖桂賢表示:「我覺得『分擔』講得很好,但是還沒有抓到要害。」

「它所謂的分擔,是說土地跟河道要同時去分擔那個水,這個當然是非常有道理的,過去我們就是趕快排排排,但本來河川就會氾濫、土地就會承水,我們不斷地要把它排走,是違反自然的。現在把本來自然的狀態還給自然,想辦法來承擔,這個是好的。」

「我更進一步把分擔看成是一種責任。下雨氾濫時,我們每個人都有本來應該承受的水,可是今天用排水系統把它排掉。假設我在上游而你在中游,上游的水會排到你,你又把它排到下游,一路排下去。」

「我看到的分擔,是回到所謂海綿城市、低衝擊開發、水敏城市這些概念,強調的是在源頭去處理各自的水。我如果在上游就把水處理掉,在上游滯留、入滲,就不會排到中游。」

廖桂賢在「分擔」之上更加提點「責任」,是希望每一個人分擔責任的同時,會管制自己的出流,不造成別人的負擔。

政府在打造海綿城市的作為方面,除了綠化之外,不斷將人行道新設或改設為透水鋪面,減少不透水的面積、增加雨水的入滲量,正是實踐從源頭就攤掉洪災的方法。

至於個人實踐海綿城市的做法,只要能夠從排水改為保水,點點滴滴都是好的。

單舉自家屋頂上的承水而言,與其快速地排入城市管線,不如留起來灌溉社區或清洗髒汙,甚至就算不做任何利用,僅僅讓雨水滯留幾天再排出,也都能減緩河道的壓力。

在城市中央取代原始森林者,私人建物實屬大宗,只要人人都增加一點留水的觀念,就是一種負責任的方式。

淹水都是政府的錯?或許是市民思考需要轉個彎⋯⋯

海綿城市的實踐,不需要高端的技術或建設,只要市民培養出與政府一起分擔責任的決心即可。目前最欠缺的,其實是宣導與教育。

「水是我們自己的責任,但我們卻覺得自己淹水都是政府的錯,沒有想到自己是不是住在低漥的淹水地區,雨水是不是都降在不透水鋪面,別人淹水是不是因為我把水排出去--我們完全沒有這樣的想法。」廖桂賢感慨地說。

「我們的水利工程師很習慣將事情攬在身上,卻也把市民寵壞了。」政府公部門縱然提倡自主防災,但在扭轉市民思維的路上,或許仍有一段距離。

「(民眾)要怎麼知道水來了?」台北市政府工務局水利工程處處長陳郭正說,下水道水位計是一種感測裝置,收集許多下水道水位的即時資料,「市政府將所有下水道水位做成公開資料,可以指導社區保全監看。」

「但是,雨量再超過就沒辦法了,得讓它適度淹水。」林士斌說。「市民的痛苦完全可以理解啊!我如果說『我保證不淹水』,這絕對是騙人的,『我保證淹水會再發生』才是真的。」

沒辦法不淹水,除了水利處顧抽水站,民眾必須自主防災,「如果能避免民眾財產損失,他們會不會更接受我們(打造韌性城市)的觀念?所以接下來,就是要教市民如何自主應對,如何讓財產不要有損失。」陳郭正語重心長地說。

現今全球仍有許多地方不斷都市化,能減少不必要的開發,讓出空間給綠地。

包括街道旁非常小的植栽帶,及沒有被水泥封住的諸如生態溝槽或雨水花園,乃至於人工溼地、綠屋頂,都能實踐滲水、儲水與蓄水,並讓植栽發揮蒸散的作用,緩解因水泥、玻璃帷幕反射所導致的熱島效應,韌性增強了,城市也更宜居。

觀照歷史,若從負責任的角度重新思考台北盆地史上重大的水利政策,我們是否會有不一樣的想法?

在人口變遷與都市化的框架下,政府除了河堤等基礎建設,先將基隆河截彎取直,後又建設了員山子分洪道,但這個框架終究仍會面臨人口與氣候變遷的挑戰。員山子和一般的防洪建設一樣,皆會老化,或許只是推遲了災害來臨的時刻。

面對氣候變遷,唯一不變的恐怕只有河流的特性,「河流還是會找回它的氾濫平原的,」廖桂賢感嘆,「只是不知道會花上多久的時間。」不論水利設施如何與河流或大自然搏鬥,人類有膽子向河要地,就得明白遲早有一天要還,只是歸期長短罷了。


書名:颱風:在下一次巨災來臨前
作者:雷翔宇、黃家俊、林書帆、林吉洋、莊瑞琳
出版社:春山出版
出版日期:2019/08/05

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