臺灣博碩士論文加值系統

近年來都市化嚴重，不透水面積取代了原有的綠地，綠地面積大量減少，造成都市淹水的情況日益嚴重，而傳統都市排水的方式面臨挑戰，新的思維「低衝擊開發」開始被重視，屋頂綠化也是低衝擊開發的項目之一。

國內屋頂綠化應用在都市雨洪削減的研究相對較少，因此本研究的目的即是建立屋頂綠化之降雨逕流模式，模式採用短期的物理模式，以Green-Ampt入滲模擬屋頂綠化的水文機制，考慮屋頂綠化系統之截留、入滲、土壤含水量、排(保)水板蓄水量，再以逕流公式計算，判斷當降雨發生時，逕流是否產生。並應用實際值進行參數校正，再以Microsoft Office Excel軟體編寫計算程式，建立降雨逕流模式。

本研究於海洋大學河工二館頂樓架設屋頂綠化試驗場址，試體表面積為3.2平方公尺，採用薄層綠化型式，傾斜角度1%，介質厚度約20公分，植栽種類選用假儉草。試驗期間為2014年1月至6月，量測屋頂綠化逕流量，並利用氣象觀測儀器，記錄雨量、風速、日照、溫度等氣象數據。選定七場降雨事件，利用其中三場事件進行參數檢定，將檢定過後的參數帶入其餘四場事件供為驗證使用，將其繪製成圖表，並利用敏感度分析起始含水量和水力傳導度對模式的影響程度。

結果顯示，水力傳導度所影響的是土壤內水分的速率，不會影響到逕流量，起始含水量是降雨發生前土壤內所含的水量，為影響逕流量的主要參數；驗證模擬結果和實際量測流量進行比較，尖峰流量平均誤差約為2.2%，總逕流量平均誤差為1.1%；若是未施作屋頂綠化與本研究實際量測流量比較，實際量測的尖峰流量可以達到88.1%的削減，總逕流量則可以達到88.9%的削減。由研究結果顯示，本研究建立之模式可以進行流量的計算，屋頂綠化可以降低尖峰流量及逕流削減。

The great mass of green land in urban areas has been turned into impermeable pavement due to rapid urbanization in recent years. It has disturbed the urban hydrologic system resulting in urban flood problem which can’t be solved by traditional methods such as building storm water sewerage system, building detention/retention ponds, etc. Therefore, the new wave of Low Impact Development (LID) techniques have been advocated in recent years in US and other western countries to mitigate non-point source pollutants and storm water in urban areas. Green roof is one of the techniques used in LID but research in the effectiveness in flood mitigation is rare in Taiwan

The purpose of this study is to establish a hydrologic model to simulate the relationship between rainfall and runoff for green roof. The model is an event and physical model. Interception of plant, Green Ampt infiltration mechanism, media properties, storage capacity of drainage board, and other parameters have been considered in the model. Major parameters in the model are calibrated by observed data. The calculation procedures of the model are programmed using Microsoft Office Excel language.

In the study, an experimental extensive type green roof with surface area of 3.2 m2 (L=2.0m x W=1.6 m), 1% in slope angle, 20cm of medium depth, covering with plant named Eremochloa Ophiuroides is set up on the roof of No. 2 Building, Department of Harbor and River Engineering, National Taiwan Ocean University. Also a meteorological station is set up near the green roof for measuring climatic data including rainfall, wind speed, radiation, and temperature. Observation period started from January 2014. Seven rainfall events are measured to the end of June 2014. Three events are for parameters calibration and four for verification. The sensitivity analysis is carried for two major parameters (initial moisture content and hydraulic conductivity).

Results show that hydraulic conductivity will only influence the moving speed within medium not runoff and initial moisture content is the major influential factor to runoff. In the verification, average difference for peak flow between measured and simulated values is 2.2% and 1.1% for average total runoff volume. If we compare the hydrologic condition between before and after green roof is set up, peak flow is reduced 88.1% and 88.9% for total runoff volume. The model established in this study can effectively describe the rainfall-runoff relationship. Also green roof has significant effectiveness in mitigating storm water for low return period rainfall.

摘要 I
Abstract II
目錄 III
圖目錄 VI
表目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1研究緣起 1
1.2研究目的 1
1.3研究內容及流程 2
第二章 文獻回顧 3
2.1屋頂綠化之定義 3
2.2屋頂綠化型式 3
2.2.1屋頂綠化的分類 3
2.2.2屋頂綠化結構 5
2.2.3屋頂綠化的環境效益 10
2.3都市雨洪的控制管理 11
2.3.1雨洪管理 11
2.3.2雨洪管理相關文獻 12
2.4屋頂綠化與都市雨洪控制的應用 14
第三章 降雨逕流模式的建構 16
3.1降雨逕流模式種類 16
3.1.1模擬方法 16
3.1.2水文模式分類 16
3.1.3水文模式的選擇 17
3.2 降雨逕流模式的建立 17
3.2.1研究方法 17
3.2.2水文機制 19
3.2.3降雨逕流判別機制 19
3.3計算流程 21
3.3.1截留 22
3.3.2入滲 22
3.3.3排(保)水板 22
3.3.4逕流量 23
3.4臨前因子討論 23
3.4.1蒸發散估算 23
3.4.2植栽截留 24
3.5入滲機制 24
3.6電腦程式操作說明 26
第四章 降雨逕流模式的參數檢定與驗證 28
4.1試驗場地的建立 28
4.1.1試驗地點 29
4.1.2 植栽選擇 29
4.1.3 介質組成 29
4.1.4 實驗室體 30
4.1.5場地建置 30
4.2 觀測數據 33
4.2.1 逕流量測 36
4.3 模式參數檢定 37
4.3.1敏感度分析 37
4.3.2 參數檢定 38
4.4 驗證與分析 40
4.4.1 參數驗證 40
4.4.2 傳統屋頂逕流量比較 44
第五章 結論與建議 49
5.1 結果討論 49
5.2 結論 49
5.3 建議 50
參考文獻 51
中文部分 51
英文部分 52

石婉瑜 (2004)，簡易綠化屋頂暴雨管理效能之評估-以臺北市區為例，園藝學研究所碩士論文，國立臺灣大學，臺北市，臺灣。

吳豪哲 (2011)，不同建築基地配置對雨洪削減之影響評估，河海工程研究所碩士論文，國立臺灣海洋大學，基隆市，臺灣。

李光敦 (2005)，水文學，五南圖書出版股份有限公司，臺灣。

金碩實業股份有限公司，園藝陶粒-水陶石，臺南市，臺灣。

張育森 (2012)，綠屋頂的功能和技術，臺大農業推廣通訊雙月刊，94期，臺北市，臺灣。

張嘉玲 (2008)，低衝擊性開發之應用與發展趨勢，土木水利，35(4)：1-7，臺灣。

陳光堯、張育森、林壽如、陳俊仁、陳易聖、江育賢、陳信安、李有田 (2013)，都市綠美化與種苗生產研討會專刊，行政院農業委員會臺南區農改場，臺灣。

游保衫、楊道昌、陳姜琦、吳雷根 (2003)，結合水文模式與氣象資料預報長期逕流量之研究，農業工程學報，49(1)：23-33，臺灣。

黃國倉 (2011)，綠建築的屋頂綠化，科學發展，460期：48-53，臺灣。

廖朝軒、蔡耀隆、涂依雯、張淑花 (2012)，屋頂綠化建構技術之研究，內政部建築研究所，新北市，臺灣。

寶銳企業有限公司，綠屋頂種植植物，臺中市，臺灣。

蘇柏誠 (2013)，屋頂綠化保水效能之降雨逕流水文模式建立，河海工程研究所碩士論文，國立臺灣海洋大學，基隆市，臺灣。

蘇嘉民 (2006)，連續集塊型水文模式在都市地區長期水平衡適用性研究，河海工程研究所碩士論文，國立臺灣海洋大學，基隆市，臺灣。

蘇德榮 (2009)，草坪型結楼草冠層截留性能試驗研究，生態學報，29(2)：669-675，北京市，中國。

Burszta-Adamiak, E. and Mrowiec, M.(2013), ” Modelling of Green Roofs Hydrologic Performance Using EPA’s SWMM”, Water Science &; Technology, 68(1)：36-42.

Graceson, A., Hare, M., Monaghan, J. and Hall, N.(2013), ”The Water Retention Capabilities of Growing Media for Green Roofs”, Ecological Engineering, 61：328-334.

Palla, A., Berretta, C., Lanza, L.G. and Barbera,P.L.(2008), ”Modelling Storm Water Control Operated by Green Roofs at the Urban Catchment Scale”, 11th International Conference on Urban Drainage, Edinburgh, Scotland, U.K

Philip, B.B. and Wayne, C.H.(2002), Hydrology and Floodplain Analysis , Prentice Hall, USA.

She, N. and Joseph, P.(2010). “Physically Based Green Roof Model”, Hydrologic Engineering, 15(6)：458-463.

Speak, A.F., Rothwell, J.J., Lindley, S.J. and Smith, C.L.(2013), “Rainwater Runoff Retention on an Aged Intensive Green Roof”, Science of the Total Environment, 461-462(4)：28-38.