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臺灣港群108年5月號 2019-05-06
雨水貯留系統 開源又經濟

雨水貯留系統 開源又經濟

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  • 撰稿:花分勞安處楊登順、處長李詩鴻

花蓮港位置緊鄰花蓮市美崙山,因地勢較低且美崙山地質屬於表層礫石層及底層輕灰泥層(不透水層),地表逕流水經漫流再向下滲透到不透水層後即向低處流動,而港區位於美崙山邊緣地勢最低,因此港區的擋土坡嵌排水孔有大量淨水可用,花蓮港運用此一地形上的特性,設置數個小型攔污柵、攔水設施,以重力流管道引水方式,將經沈澱之地表逕流水分別匯集至港區內12座貯水水庫,稱為「水撲滿」系統,並榮獲行政院創新應用獎第1名。

水是維持生命所必須的物質,是活命的根源。一般印象中,臺灣的年降雨量十分充沛,然而我們每人每年實際分配到可利用的水量卻很少,只及世界平均值的1/6,按目前世界標準,屬於缺水地區。

探究原因主要是因為臺灣山坡陡峻,河川長度不長,流域面積小,以及颱風豪雨雨勢急促,大部分的降雨量皆迅速流入海洋,除此之外,降雨量由於地域、季節分佈極不平均,也容易造成缺水的現象,近年來更因為氣候的極端轉變,水資源的開發及保留更形重要,面對缺水的問題,要有「開源」和「節流」的觀念。

節約用水的概念

思考節水的方法可從用水管理、用水減量、雨水貯留利用和水回收再利用等概念著手,利用用水管理手段進行有效的操作改進或管理即有顯著節水之成效,同時在經濟成本上也是最低的。

在日常生活中也有許多水是無形中浪費掉的,其實我們只要多用花心思,就可以節約水,而且未必會犧牲生活便利,如提升硬體設備效率和用水設備的修護,皆不需限制使用者的使用就可節約用水,這類措施應多多利用。

雨水貯留利用是將雨水以天然地形或人工方法予以截取貯存,作為替代性補充水源。水回收再利用於機關學校可將生活雜排水(如洗澡水、洗手水、洗碗水或輕度使用過之拖地污水)匯集處理控制後,達到一定的水質標準,能在一定範圍內重複使用於非與身體接觸用水、非飲用之再生水處理系統,如與雨水貯留利用系統相較,因再生水利用系統收集了較高污染水源,淨化設備會比雨水利用系統昂貴,但卻具有水源穩定的優點。

雨水貯留利用系統發揮集水功效

臺灣年降雨量約 2,510 多毫米,是世界平均值的2.6倍,屬雨量豐富地區,一般而言,雨水是相當乾淨的水源,也是極佳的替代性水源(除非是空氣污染嚴重地區),建築物可規劃或利用屋頂作為雨水收集面積,再把雨水適當處理與貯存。並設置二元供水系統(即自來水及雨水分別使用之管線),將雨水作為雜用水,如沖廁所、澆灌或景觀池及生態池之補充水源等。

雨水貯留利用系統係將雨水以天然地形或人工方法予以截取貯存,主要是以屋頂、地面集流為主,適用在農業灌溉上或做為工業、民生用水之替代性補充水源,其他用途如消防用水與降低城市暴雨洪峰負荷量等多目標用途。

雨水貯留供水系統之設施包括下列幾個部分:

1.集水區域(Catchment Area):

隨著雨水貯留的型態不同而異,主要是以屋頂為集水區域。

2.設有下水道區域:

是指屋頂的排水管及貯水設施間之接水管等。

3.初期雨水處理系統(First-flush Disposal System):

降雨初期的雨水會較污濁,故此部分的雨水須先藉由初期雨水排除/分流系統及雨水篩網設備進行前處理。

4.雨水處理系統(Treatment System):

對於水質要求較高之用途,需視要求狀況規劃設置,如沉澱設施(結合傾斜管….)或過濾設備(石英砂、活性碳、褐煤或其他濾材)進行懸浮物質之去除。

5.貯水設施(Storage Tank):

即貯存雨水的容器,因為容量的大小、材質以及設置方式都關係到雨水貯留供水系統之成敗。

圖一 雨水貯留系統示意圖


6.雨水貯留供水系統維護與管理

(1)雨水貯留供水系統中需特別注意屋頂的防滲漏處理。

(2)雨水貯留供水系統之集水區應定期清理,以免雜物阻塞進/排水管路,造成系統損壞。

(3)為了避免水壓過大及易於使用,設計時應注意貯水槽不可太高,其高度需低於集水區域。

(4)貯水筒須覆上遮蓋以防止灰塵、蟲等雜物進入,且覆蓋需牢固。溢流管、放流管也應有適當的掩蔽,以防止雜物進入。


實踐範例-建構花蓮港水資源銀行

花蓮港位置緊鄰花蓮市美崙山,因地勢較低且美崙山地質屬於表層礫石層及底層輕灰泥層(不透水層),地表逕流水經漫流再向下滲透到不透水層後即向低處流動,而港區位於美崙山邊緣地勢最低,因此港區的擋土坡嵌排水孔有大量淨水可用,花蓮港運用此一地形上的特性,設置數個小型攔污柵、攔水設施,以重力流管道引水方式,將經沈澱之地表逕流水分別匯集至港區內12座貯水水庫,稱為「水撲滿」系統,並榮獲行政院創新應用獎第1名。

經沉澱之地表逕流水符合行政院環境保護署水質標準,經收集作為砂石堆置區灑水抑塵、港區鄰近道路及港內聯外道路清洗掃街、過水車道及內、外港洗車台清洗車身、以及行政大樓與港區公廁設施洗滌等設施使用之次級用水。

該地表水回收系統使花蓮港如同「海綿」般吸收地表水,並進行再利用,除有助於改善花蓮港位於自來水末端水壓不足的問題;也大幅降低自來水使用成本,以「取之於自然,用之於環保,回歸於自然」理念蒐集地表水,達到「珍惜水資源」節約用水之目標。

花蓮港自民國96年完成第一階段水撲滿V1.0建設工作,主要建設項目為碼頭後線砂石堆置場抑塵灑水設施、洗車台清洗設施、道路清洗設施、運輸車輛清洗設施、綠美化植栽灌溉設施、辦公室及港區衛生設施清潔用水等相關基礎建設;而民國104年因應嚴重枯水期,再推動第二階段水撲滿V2.0建設工作,將內外港水路貫通,使各個水撲滿水源能互相支援,以補足因夏日枯水期造成供水不足之缺口。

為擴大利用水撲滿系統所收集地表水,花蓮港於107年提出水撲滿3.0計畫,擴充水撲滿設備及管路,將收集地表水泵送至外港23、24及25號碼頭岸際,以供給外港停泊之木片、煤炭及散裝物品船舶在裝卸過程所需抑塵用水、有效減少港區自來水使用及二氧化碳排放量,為花蓮港在推動整體環境永續及綠色港口之具體實績。


圖二 花蓮港區水撲滿示意圖


 

參考文獻

1.      經濟部水利署,節約用水資訊網站,取自網址,https://www.wcis.org.tw/

2.      2016花蓮港環境報告書

3.      2018花蓮港環境報告書


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