地政講堂-以永續生態工法與低衝擊開發策略打造宜居海綿城市

地政講堂-以永續生態工法與低衝擊開發策略打造宜居海綿城市
發表時間 2018/07/31 16:59
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講師簡介

        本次地政講堂講師林鎮洋教授民國83年獲得德國Kassel大學工學博士學位,現任職國立臺北科技大學土木系教授兼水環境研究中心主任,及國立臺灣大學環境工程學研究所兼任教授。曾獲得2007年中國土木水利工程學會論文獎、2012年國立臺北科技大學傑出產學合作獎、2017年全國水利事業貢獻獎、臺大環工40年傑出校友及連續8年獲科技部獎勵特殊優秀研究人才。研究領域涵蓋環境規劃、地下水資源管理、水質模擬及非點源污染控制及近自然工法(生態工法)等。


生態工法之起源

        生態工法究竟是什麼意思呢?其實「生態」跟「工法」是互相矛盾的,早期學生態的人大多不學工法,而學工法的大多沒有接觸生態;因此早期工程施作時,常常沒有考慮到工法對生態環境造成的衝擊,例如建造了防洪牆,阻止了水患,卻也影響了河裡的生態,使得魚蝦難以生存。



   生態工法的概念最早可追溯至20世紀初,當時歐洲地區工業革命後,社會經濟驟然起飛,物質生活豐富度提升,各項需求也接踵而至,因應這樣快速的社會發展步調,大量的自然資源被開發,森林野地被過度利用,因此漸漸的出現了大規模的自然災害(雪崩、山崩及洪氾等)。德國Seifert於1938年首先提出了近自然河溪整治的概念,強調不違反生態原則之治山防洪工程,可謂「生態工法」之濫觴。



        1980年後,Uhlamnn(1983年)、Straškraba(1984、1985年)及Straškraba與Gnauck(1985年)提出了「ecotecnology」一詞,該詞的意思係指基於對生態的深度認知,一種用於進行生態系管理的技術,目的在於將執行相關措施的成本及其對環境造成的損害降至最低。



   1989年,Mitsch及Jørgensn著「Ecological Engineering」一書,彙整具共同特質與原則之工程技術並賦予定義,「生態工程(ecological engineering)」的觀念以及適用範籌,首次明確被界定。而生態工程可分為4大應用領域;(1)生態環境工程:利用生態自淨能力進行污染削減。(2)人工生態系:複製生態系統,並利用其自然生態特性以解決某特定污染問題。(3)生態技術:在不破壞生態平衡的原則下,以永續的原則滿足人類對可再生資源之需求。(4)生態工法:生態復育及環境整治。



        而後國際生態工程學會(IEES)及美國生態工程學會(AEES)先後於1993年及2001年成立,偏重濕地除污、生態自淨等之研究應用。


臺灣生態工法發展

        臺灣河川治理紀錄可追溯至日治時期,當時由於接連發生大規模之水災,2年內造成250人死亡、淹沒6萬4,681公頃土地,面對嚴重的生命財產損失,不得不全面展開防洪治理計畫,1897年開始,針對臺灣重要河川展開全面性調查,1909年(民國前2年)開始進行河川治理工作。當時囿於材料及工法限制,多半採用天然材料,並以人力及獸力進行河川治理。而後鋼筋水泥等材料及重型機具漸漸普及,臺灣進入「水泥化時代」。



   一直到民國70年代,才開始出現生態工法的觀念,但僅止於學術上之探討,尚未有進一步落實。民國81年至87年期間,基隆市利用西部地區治山防洪計畫整治了31個河段,前期主要強化河川護岸安全性,後期在部分河段中有納入親水及綠美化的理念。民國90年,公共工程委員會要求國內公共工程必須具備「人本」、「優質」、「永續」的特質,並加入「綠營建」理念,強調21世紀應建構營建自動化、綠建築及生態工法等公共建設綠色營建技術之體系。



   本次地政講堂講師林鎮洋教授算是臺灣生態工法的先驅者,他在民國92年出版了「生態工法概論」,將他在歐洲所見所學的生態工法概念帶入了臺灣的工程界,也從此讓工程界慢慢地重視生態工法這塊新的領域。


傳統工法與生態工法之比較

        生態工法其實並不是艱澀難懂的東西,接下來會用幾張照片對比的方式來讓讀者能直接的看出傳統工法與生態工法的差異。


一、山區公路

一、山區公路

二、公路邊坡

二、公路邊坡

三、土石流整治

三、土石流整治

四、河溪整治

四、河溪整治

如何打造海綿城市?

        要打造海綿城市,首先要了解都市水環境管理,在美國稱為Low Impact Development(LID,低衝擊開發),在英國稱為Sustainable Drainage Systems(SuDS,永續排水系統),在澳洲稱為Water-Sensitive Urban Design(WSUD,水資源敏感都市設計),在日本稱為總合治水,在中國稱為海綿城市。雖然每個國家、每個地區對於都市水環境管理的計畫名稱不盡相同,但都有類似的目標:延緩暴雨尖峰時間、降低暴雨尖峰流量、雨水資源貯留、減少非點源污染(都市地表逕流是髒的)、自然入滲補注地下水等等。由上述介紹可以發現,要打造海綿城市,其實就是要作好都市水環境管理。



   過去傳統的暴雨治理是以導水及排水為主,透過排水溝、排水管、滯洪池及抽水設備等等,快速的將雨水及地表逕流導引至河川,導致河川水位快速上漲,地表逕流攜帶的髒污亦一併流入河川,影響河川水質及生態。



   結合生態工法的理念,產生了新式的暴雨治理方法,以源頭控制及入滲為主,將開放空間設置在低地,作為雨水滯留處,同時搭配各種LID設施,將雨水最大化的貯存在土壤中,可補注地下水容量,也可降低河川尖峰流量。


結語

        綠色建設是自然環境、生態工法,灰色建設是傳統的水泥、人造設施,究竟是綠色建設好呢?還是灰色建設好呢?本次演講林鎮洋教授傳達了一個很重要的概念,要打造永續發展的宜居海綿城市,要將軟體的部分(理念)用綠色取代灰色,硬體的部分(措施)用綠色結合灰色,相輔相成,透過生態友善式的工程及保育方法,就能落實生物多樣性及都市永續發展。



   近年來,臺北市致力於推動海綿城市的發展,本局亦體認落實環境共生及永續發展的重要性與急迫性,因此結合「智慧城市」、「田園城市」及「社區營造」 之理念與精神,由本局統籌成立專案小組,以跨局處協調整合方式共同推動「智慧生態社區」計畫,該計畫於民國104年至107年間於本市20處區段徵收或市地重劃等整體開發地區之公共設施(如道路、公園、綠地、廣場、兒童遊樂場、堤防等)或公有建築(如機關、學校、公共住宅、體育場所、立體停車場、抽水站等)等場域優先導入「智慧運用」及「生態環境」設施或服務,為全球暖化、氣候 變遷的減緩與調適盡一份力。期望營造創新、節能、低碳、環保、永續及人性化的標竿型智慧生態示範區,提供市民幸福有感服務,改善生活環境品質。


資料及圖片來源:



林鎮洋教授演講講義,可至臺北市政府地政局網站下載


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