2014年1月24日 星期五

降雨逕流非點源污染最佳管理技術(BMPs)指引

降雨逕流非點源污染最佳管理技術(BMPs)指引
1.適用對象:
(1)  辦理市地重劃、區段徵收等涉及土地之開發行為。
(2)  四線道以上之道路工程。

2.目的:
    為減輕降雨沖刷地表、建築物所產生之逕流污染對環境水體之衝擊,本技術彙整非結構性及結構性最佳管理技術Best Management Practices,以下簡稱BMPs等降雨逕流控制措施,供開發單位於規劃設計階段即將降雨逕流污染控制設施納入考量,使開發完成之地區於降雨時所產生之降雨逕流污染獲得控制,以削減非點源污染排放量。
3.名詞定義:
3.1 降雨逕流:
指雨水沖刷地表而狹帶地面累積污染物進入承受水體之逕流水,包括來自屋頂、戶外設施、建築物表面、農地、露天作業環境及道路、地面等場域之逕流水。
3.2最佳管理技術(BMPs)
為減少降雨逕流污染所採取最經濟有效管理技術或作業方法。
3.3非結構性最佳管理技術:
泛指以觀念及思想改變,或採用非結構性管理作業,如場址規劃及教育宣導等手段,削減降雨逕流污染之控制技術。因其削減污染對象主要為地表累積之污染物,又稱為源頭管理措施技術。
3.4結構性最佳管理技術:
泛指以結構性硬體設施削減降雨逕流污染之控制技術。因其削減污染對象主要為降雨逕流,又可稱為逕流處理技術。
4.設計基準:
4.1市地重劃、區段徵收等涉及土地開發行為
4.1.1 應設置之BMPs體積
統計分析若收集15毫米之初期降雨逕流量,可降低80%以上之非點源污染物濃度,故本指引規範最低降雨逕流收集量以開發基地面積乘以係數0.015計算應收集降雨體積,計算式如下:
Vd:應收集降雨逕流體積(m3)
A:開發基地面積(m2)

4.1.2 其他規範、指引所設置設施得折抵之體積
1.         開發基地面積中,若可證明為高入滲率(指入滲率高於10-5(m/s))之透水綠地面積,包括原生植被、森林綠地、緻密草皮,可全數折抵其降雨逕流廢水體積。若為低入滲率(指入滲率低於10-5(m/s))之透水綠地面積,包括遊憩區綠地、運動場綠地、人工透水舖面、植草磚,則可將此綠地面積乘以0.5,折抵其降雨逕流廢水體積。
2.         場址已規劃建築技術規則中供建築物雨水貯留再利用設施者,其設施提供之雨水儲水槽部分儲留體積,得折抵計算本指引之降雨逕流污染控制體積。
3.         場址開發計畫中已規劃建築基地保水設施者,其符合基地保水方法與施工標準設計者,應同樣具有入滲型BMPs污染控制效果,其保水量得折抵計算本指引之降雨逕流污染控制體積。相關保水設施之保水量計算公式如表1。惟考量本指引以削減污染為主要目的,通常降雨前30分鐘之初期沖刷,其所產生之逕流為主要污染來源,故表1所列控制體積計算方式之降雨延時,修正為0.5小時。
4.         建築基地開發計畫中已規劃符合水土保持技術規範、建築技術規則規定設置之雨水貯集滯洪設施,或非都市土地開發審議作業規範之滯洪沉砂設施者,若滯洪設施可同時符合下列水質控制要求者,則滯洪設施所設計之水質控制體積(WQV)可全數折抵,該區域範圍即無須設置其他BMPs設施。惟若滯洪設施未能符合下列要求者,則相關滯洪設施將不納入本指引逕流非點源污染控制體積計算。
(1)     本指引將非點源初期降雨逕流量定為15 mm,滯洪池若依本指引乾式滯留池進行重新設計,則其設計體積至少需貯留1個專為處理初期沖刷之水質控制體積(WQV),而不直接將降雨初期沖刷之逕流排出。WQV計算公式如下:
WQVAr×0.015
Ar:滯洪池降雨逕流收集面積(m2)
WQV:處理初期沖刷所需之水質控制體積(m3)
(2)     滯洪池若依本指引濕式滯留池進行重新設計,則其設計體積中至少需有3WQV
(3)     滯洪池操作維護需符合本指引乾式/濕式滯留池所要求之相關操作規範。本指引乾/濕式滯留池之水質控制體積及相關操作規範說明,可參考本指引檢附附件一技術手冊第二章結構型BMPs-第十四節(濕式滯留池)、第十五節(乾式滯留池)。
5.         開發基地內之建築基地雨水貯集滯洪設施包括基地保水及雨水貯留再利用設施等,可折抵降雨逕流廢水體積,以建築基地面積乘以係數0.015(m)為上限
4.1.3 BMPs設置原則
各類型BMPs設置方式、示意圖可參考本指引檢附手冊之第二章進行設計。設置各類型BMPs設施之設計降雨逕流收集體積加上4.1.2其他規範設置設施得折抵之體積,需大於4.1.1所計算之應收集降雨逕流體積(Vd)
4.1.4 計算範例
詳如附件二。
4.2  四線道以上之道路工程
4.2.1應設置之BMPs體積
以道路開發基地面積(包括道路邊坡、道路側溝、路緣石、雨水下水道、停車場等)乘以0.015(即收集15毫米之初期降雨逕流量)計算應總收集降雨體積。計算式如下:
Vd:應收集降雨逕流體積(m3)
A:開發基地面積(m2)
4.2.2其他規範、指引所設置設施得折抵之體積
1.         道路工程開發計畫中若需設置滯洪沉砂設施,除須符合水土保持技術規範、或非都市土地開發審議作業規範,且同時符合下列水質控制要求者,則滯洪設施所設計之水質控制體積(WQV)可全數折抵,該區域範圍即無須設置其他BMPs設施。惟若滯洪設施未能符合下列要求者,則相關滯洪設施將不納入本指引逕流非點源污染控制體積計算。
(1)     本指引將非點源初期降雨逕流量定為15 mm,滯洪池若依本指引乾式滯留池進行重新設計,則其設計體積至少需貯留1個專為處理初期沖刷之水質控制體積(WQV),而不直接將降雨初期沖刷之逕流排出。WQV計算公式如下:
WQVAr×0.015
Ar:滯洪池降雨逕流收集面積(m2)
WQV:處理初期沖刷所需之水質控制體積(m3)
(2)     滯洪池若依本指引濕式滯留池進行重新設計,則其設計體積中至少需有3WQV
(3)     滯洪池操作維護需符合本指引乾式/濕式滯留池所要求之相關操作規範。本指引乾/濕式滯留池之水質控制體積及相關操作規範說明,可參考本指引檢附附件一技術手冊第二章結構型BMPs-第十四節(濕式滯留池)、第十五節(乾式滯留池)。

4.2.3 BMPs設置原則
各類型BMPs設置方式、示意圖可參考本指引檢附手冊之第二章進行設計。設置各類型BMPs設施之設計降雨逕流收集體積加上4.2.2目其他規範設置設施得折抵之體積,需大於4.2.1目所計算之應收集降雨逕流體積(Vd)
4.2.4 計算範例
詳如附件三。
4.3水源區內辦理「1.適用對象」之開發行為時,分別依其計算式設計BMPs設施設計總體積,並儘量將所需控制之體積分散至各BMPs設施中,避免集中於同一BMPs設施中。


1 各類保水設計之BMPs控制體積計算
項目
各類保水設計之
保水量Qi(m3)
保水量Qi計算公式
變數說明
常用保水設計
綠地、被覆地、
草溝保水量Q1
Q1=A1ft
A1:綠地、被覆地、草溝面積(m2),草溝面積可算入草溝立體周邊面積。
透水鋪面
設計保水量Q2
Q2=0.5A2ft+0.05hA2
A2:透水鋪面面積(m2)
h:透水鋪面基層厚度(m)
人工地盤花園貯留設計保水量Q3
Q3MIN(A3ft0.42·V3 )
MIN: 括弧內取小值
A3人工地盤花園土壤面積(m2)
V3:人工地盤花園土壤體積(m3)
特殊保水設計
地面貯留滲透
設計保水量Q4
Q4=A4ft+V4
A4:貯留滲透空地面積或景觀貯留滲透水池可透水面積(m2)
V4:貯留滲透空地可貯留體積或景觀貯留滲透水池高低水位間之體積(m3)
地下礫石滲透貯留保水量Q5
Q5=(A5ft)+riV5
A5:礫石貯留設施地表面積(m2)
ri 礫石貯集設施為0.2,專用蓄水貯集框架為0.8,但礫石貯集最大只能計入地表深度1 m以內之體積
V5:礫石貯留設施體積(m3)
滲透管
設計保水量Q6
Q6=(8x0.2kLt)+(0.1L)
L :滲透排水管總長度(m
x :開孔率,為滲透排水管之開孔面積與其表面積之比。
k :基地土壤滲透係數(m/s
滲透集水井
設計保水量Q7
Q7=(3.0knt)+(0.015n)
n :滲透集水井個數
滲透邊溝
保水量Q8
Q8=(akLt)+(0.1L)
L:滲透側溝總長度(m
a 側溝材質為透水磚或透水混凝土為18.0,紅磚為15.0,若為滲透係數為kgm/s)之新滲透材質時,a40kg0.1
其他保水設計Qn
由設計者提出設計圖與計算說明並經審核認定後採用之
註解
1.變數說明:
f:基地最終入滲率(m/s)
t:最大降雨延時(s),取1,800 s0.5 小時)僅計算蒐集初期降雨沖刷,故入滲時間需以0.5小時計算。
k:基地土壤滲透係數(m/s);係指土體完全飽和時,水在土體的流動能力,應在現地進行土壤滲透試驗求之,或以表層2 m以內土壤認定之。應先依建築技術規則建築構造編第六十四條的規定作鑽探調查,將鑽探結果中表層2 m 以內土壤之「統一土壤分類」代入表2取得f 值,f 值介於10-510-7。有多孔鑽探資料不一致時,由技師或建築師之經驗依資料分布取其代表值。未符合規定條件而無需做鑽探調查者,可由鄰地鑽探資料判斷,或以其表土狀況依建築師經驗判斷之,並代入表2取得f值。
2.上述「滲透排水管」Q6、「滲透陰井」Q7「滲透側溝」Q8公式均以一個標準尺寸的設施來做為設計與計算上的依據,詳見建築基地保水設計技術規範修正規定,如實際尺寸與標準圖差異過大,則需另行做認定及計算。
資料來源:建築基地保水設計技術規範修正規定。
註:因本指引目的為降低初期降雨所沖刷之污染物,故入滲時間需以0.5小時計算。

統一土壤分類與CN值分類對照表
土層分類描述
粒徑 D10 (mm)
最終入滲率
f (m/s)
土壤滲透係數
k (m/s)
不良級配礫石
0.4
10-5
10-3
良級配礫石

10-5
10-4
沉泥質礫石

黏土質礫石

不良級配砂

10-5
10-5
良級配砂
0.1
沉泥質砂
0.01
10-6
10-7
黏土質砂

泥質黏土
0.005
10-7
10-8
黏土
0.001
10-9
高塑性黏土
0.00001
10-11
1:本表參照建築基地保水設計技術規範修正規定
2:若基地表層為回填土時,最終入滲率統一取為10-5 m/s
5.設計方式:
為符合前述「4.設計基準」,開發單位於規劃設計階段即需考量非結構及結構性BMPs等降雨逕流控制措施,依開發面積計算開發完成後應收集之逕流廢水量,並參考本指引檢附手冊所述控制技術,設置足夠體積之結構性BMPs設施,以收集初期降雨所產生之降雨逕流,削減非點源污染排放量。本指引列載但不僅限於以下措施,開發單位得依「8.補充說明」採行本指引以外之控制技術。
5.1非結構性BMPs
泛指以觀念及思想改變,或採用非結構性管理作業,如場址規劃及教育宣傳等手段,削減降雨逕流污染之控制技術。因其削減污染對象主要為地表累積之污染物,又稱為源頭管理技術。
5.1.1     將保護特殊資源及環境敏感性納入場址開發設計理念
為減少暴雨逕流,土地開發應避免影響及干擾具暴雨逕流控制功能之區域,如洪水平原、濕地與天然河道,以及規劃開發區位時能避免擾動或保護易受暴雨逕流影響之敏感區域,如陡坡及河岸。
5.1.2     維護/保育/加強河岸緩衝區域
河岸植被緩衝區是影響水質的敏感區域,也是避免承受水體直接受到降雨逕流衝擊的天然屏障,除儘量避免開發及擾動外,還需積極加以保育以發揮其淨化降雨逕流之功能
5.1.3     天然水路之保護與利用
場址內的天然水路在開發後仍有可能是匯集及疏導降雨逕流的區位。開發規劃前應分析確認天然水路位置、確保場址之自然排水功能、並善用其為場址整體降雨逕流污染控制設計之一環。
5.1.4     場址分區開發之最小擾動原則
場址開發應儘量減少擾動面積,在相同擾動面積下亦應避免分散開發。
5.1.5     低衝擊開發原則
在不改變建築規劃的前提下,儘量減少整地、移去現有植物(清除及挖除雜草)及土壤等擾動措施。場址建築規劃可配合既有之地形,藉由道路系統規劃及其他相關基礎建設之設計,針對場址特性規劃獨特的景觀措施。
5.1.6     土壤壓實面積最小化
儘量避免土壤過度壓實及確保土壤滲透性。
5.1.7     受擾動地區之重新植栽及造林原則
場址需要景觀美化及重新植栽時,應選擇使用本土種類,以及採用不需肥料、除草劑、殺蟲劑等化學成分來維護之植物。
5.1.8     降低場址不透水性
在基地規劃階段,除必要之開發範圍外,盡可能減少不透水鋪面面積。
5.1.9     減少停車場用地之不透水性
透過景觀規劃設計及新材料之運用,盡可能降低停車場不透水鋪面比例,以降低不透水面積。
5.1.10   不直接聯結排水系統
傳統將屋頂、地表或路面逕流直接聯結到排水系統之設計,將導致下游洪峰流量與逕流體積增加,因此,應儘量避免直接聯結排水系統之設計,讓雨水逕流能流經一定透水面積,經貯留入滲後,方進入原排水系統。
5.2結構性BMPs
泛指以結構性硬體設施削減降雨逕流污染之控制技術,因其削減污染對象主要為降雨逕流,又可稱為逕流處理技術。
5.2.1     透水性鋪面
具入滲功能之透水性鋪面由透水性表層、下方礫石或粒狀材料層、過濾層(砂或地工織物)及土壤入滲層組成,提供貯水空間及土壤入滲。
5.2.2     入滲池
入滲池係指暫時貯存、入滲降雨逕流之淺型水池,藉土壤入滲、蒸發及植栽淨化改善逕流水質。
5.2.3     地下入滲床
地下入滲床係指於未夯實之土壤上,填充乾淨且大小均勻之礫石或粒狀材料、透水性土壤、表層植被之設施,作為暫時貯存及入滲降雨逕流。
5.2.4     入滲溝
入滲溝為具入滲功能之地面溝渠,主要是利用透水性混凝土材,於開挖凹面之低窪壕溝進行滲透,溝渠上方回填透水性良好土壤,做為降雨逕流經由自然植被、土壤、粒狀材料及溝渠底部及側面滲透至地表下。
5.2.5     雨花園
雨花園係將雨水集中,藉由植栽之根系過濾、沉降逕流中懸浮固體及沉積物,再入滲土壤之設施。
5.2.6     入滲乾井
入滲乾井為填充均勻礫石或粒狀材料,包覆地工織物,提供貯水、入滲逕流至周邊土壤地下槽體。

5.2.7     過濾設施
過濾設施係指填充砂、泥炭、混合物、粒狀活性碳(GAC)、珍珠岩等具有過濾效果介質之設施,藉由介質過濾沉積物、重金屬、碳氫化合物或其他污染物。
5.2.8     植生溝
植生溝係指寬而淺、具有灌木、樹木、草皮等植生之排水道,由植被之過濾、吸附,去除逕流粒狀及溶解性污染物。
5.2.9     植生過濾帶
植生過濾帶係指利用不同植物植生之地區,將雨水逕流以薄層漫地流流過,攔截逕流沉積物及去除營養鹽之設施。植生有草坪、草原、灌木、森林植被及本土植被等。
5.2.10   入滲堤
入滲堤係由泥土堆成緩坡狀並夯實之設施,以擋住逕流並入滲,減緩逕流速率並控制水量。
5.2.11   綠屋頂
綠屋頂係指於平面或斜狀屋頂上設置防水結構層防水層、蓄水層、排水過濾層、土壤層之部分或全部種植植生之設施。多層板總厚度約五公分十六公分
5.2.12   雨水貯集系統
雨水貯集系統係指攔截、收集、貯存降雨,進行調節再利用之設施。
5.2.13   人工濕地
人工濕地為人工開挖或使用擋水設施形成之窪地,經常保持溼潤或淺層蓄水,並種植水生植物。藉由沉澱作用及植物根部吸收去除污染物質。
5.2.14   溼式滯留池
溼式滯留池為底部具有水質處理功能,頂部可暫時儲存洪水之滯洪池。可設計作為具景觀、垂釣和休閒等功能之多目標滯留池。
5.2.15   乾式滯留池
乾式滯留池係利用地表凹地或向下挖掘之土製結構,用於暫時蓄水之設施,可提供雨天暫時儲蓄水,同時具有淨化水質效果。
5.2.16   水質過濾設備
水質過濾設備為雨水污染前處理設備,用於沉降和過濾粗大沉積物、油脂、雜物等。
5.2.17   水岸緩衝帶修復
水岸緩衝帶是一個靠近河流、湖泊、水塘和濕地旁之永久性樹木和灌木區域,可作為降雨逕流緩衝帶,並具有提供生態多樣性和水質改善效益。



6.污染削減量計算方式:
降雨逕流污染物削減量計算式如下:
W:降雨逕流污染物削減量(kg)
VBMP:結構性BMPs設施之降雨逕流收集體積(m3)
C:降雨逕流所沖刷之污染物(mg/L)。因沖刷之表面不同,所產生之污染物濃度亦不相同,參考濃度如表3所示。
Re:污染物削減率(%)。各種結構性BMPs設施之污染物削減率參考數值如表4所示。

降雨逕流污染物濃度彙整表
土地型態
污染物
懸浮固體(mg/L)
總磷
(mg/L)
硝酸鹽及
亞硝酸鹽
(mg/L,N)
屋頂
21
0.13
0.32
高速公路/高運量道路
261
0.40
0.83
中運量道路
113
0.33
0.58
住宅區街道/低運量道路
86
0.36
0.47
遊樂園等
60
0.46
0.47
大型停車場
120
0.39
0.60
小型停車場
58
0.15
0.39
註:以上數據為參考數值,開發單位得依實際檢測結果或其他參考文獻合理估算污染物濃度。


結構性BMPs設施污染物削減率彙整表
結構性BMPs項目
懸浮固體(%)
總磷(%)
硝酸鹽(%)
透水性鋪面
85
85
30
入滲池
85
85
30
地下入滲床
85
85
30
入滲溝
85
85
30
雨花園
85
85
30
入滲乾井
85
85
30
過濾設施
85
85
30
植生溝
85
85
30
植生過濾帶
30
20
10
入滲堤
60
50
40
綠屋頂
85
85
30
雨水貯集系統
100
100
100
人工濕地
85
85
30
溼式滯留池
70
60
30
乾式滯留池
60
40
20
水質過濾設備
60
50
20
水岸緩衝帶修復
65
50
50
註:以上數據為參考數值,開發單位得依實際檢測結果或其他參考文獻合理估算污染物削減率。



7.降雨逕流非點源污染管理評估總表
降雨逕流非點源污染管理評估總表-適用市地重劃、區段徵收等土地開發行為
一、開發基地基本資料
開發基地面積(m2)

二、最佳管理設施所應收集降雨逕流體積Vd
應收集降雨逕流體積Vd(m3)

Vd:應收集降雨逕流體積(m3)
A:開發基地面積(m2)
三、結構性最佳管理設施實際收集總體積VBMP1(m3)
結構性BMPs項目
面積(m2)
設施貯集體積(m3)
設施入滲體積(m3)
收集體積(m3)
透水性鋪面




入滲池




地下入滲床




入滲溝




雨花園




入滲乾井




過濾設施




植生溝




植生過濾帶




入滲堤




綠屋頂




雨水貯集系統




人工濕地




溼式滯留池




乾式滯留池





四、其他規範設置設施之折抵體積VBMP2(m3)
其他規範設置設施
項目
面積(m2)
設施貯集體積(m3)
設施入滲體積(m3)
收集體積(m3)

























註:收集體積=設施地表貯集體積+設施土壤入滲體積,計算方式參考手冊第二章。
降雨逕流污染物削減量計算式如下:
W(VBMPÍCÍReÍ10-3)
W:降雨逕流污染物削減量(kg)
VBMP:結構性BMPs設施之實際降雨逕流收集體積(m3)
C:降雨逕流所沖刷之污染物(mg/L)。因沖刷之表面不同,所產生之污染物濃度亦不相同,參考濃度如表3所示。
Re:污染物削減率(%),參考濃度如表4所示。
總懸浮固體削減量(kg)

VBMP1+ VBMP2 ≥Vd
 
總磷削減量(kg)

硝酸鹽削減量(kg)

BMPs設施實際收集總體積VBMP1(m3)

其他規範設置設施之折抵體積VBMP2(m3)

開發單位


降雨逕流非點源污染管理評估總表-適用道路工程
一、開發基地基本資料
開發道路長度(m)

開發基地面積(m2)

二、最佳管理設施所應收集降雨逕流體積Vd
應收集降雨逕流體積Vd(m3)

Vd:應收集降雨逕流體積(m3)
A:開發基地面積(m2)
三、結構性最佳管理設施實際收集總體積VBMP1(m3)
結構性BMPs項目
面積(m2)
設施貯集體積(m3)
設施入滲體積(m3)
收集體積(m3)
透水性鋪面




入滲池




地下入滲床




入滲溝




雨花園




過濾設施




植生溝




入滲堤




人工濕地




溼式滯留池




乾式滯留池




四、其他規範設置設施之折抵體積VBMP2(m3)
其他規範設置設施
項目
面積(m2)
設施貯集體積(m3)
設施入滲體積(m3)
收集體積(m3)















註:收集體積=設施地表貯集體積+設施土壤入滲體積,計算方式參考手冊第章。
降雨逕流污染物削減量計算式如下:
W(VBMPÍCÍReÍ10-3)
W:降雨逕流污染物削減量(kg)
VBMP:結構性BMPs設施之實際降雨逕流收集體積(m3)
C:降雨逕流所沖刷之污染物(mg/L)。因沖刷之表面不同,所產生之污染物濃度亦不相同,參考濃度如表3所示。
Re:污染物削減率(%),參考濃度如表4所示。
總懸浮固體削減量(kg)

VBMP1+ VBMP2 ≥Vd
 
總磷削減量(kg)

硝酸鹽削減量(kg)

BMPs設施實際收集總體積VBMP1(m3)

其他規範設置設施之折抵體積VBMP2(m3)

開發單位


8.補充說明
    本指引所摘述之非結構性最佳管理技術及結構性最佳管理技術,供開發單位於設計階段作為參考之依據。開發單位得依實際需要或配合環境現況,設置本指引以外之控制技術,惟需另行就所設置之設施,提出降雨逕流之控制方式並評估污染物削減率及削減量。
    各縣市政府若另定有降雨逕流控制等相關規定,或經縣市政府審議認定特定開發行為不適用本指引者,依其規定。
9.附件
9.1 降雨逕流非點源污染最佳管理技術(BMPs)手冊,詳附件一。
9.2 土地開發計算範例,詳附件二。
9.3 道路開發計算範例,詳附件三。



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