山坡地开发水文容受力之探讨

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1、山坡地開發水文容受力之探討業研部副理李順敏地工部工程師許文祥地工部工程師楊智堯摘要本文引用總量管制之觀念，以新店市之山坡地為研究範圍，針對水文因子進行坡地開發容受力之評估分析，配合雨水下水道系統、相關河川治理規劃報告等，依地形、水系劃分成若干集水分區，再依據各集水分區之水文特性(包括暴雨量、雨型、流域坡度等)，模擬演算不同土地開發程度所造成的逕流量變化，並引用美國水土保持局之SCS逕流曲線法，估算降雨損失，透過CN值之變化，可得知基地開發前、後逕流量之變化。再以集水區下游排水出口既有或計畫中之容許流量定為流量上限值，則可以此探討其開發程度的上限，作為坡地開發總量管制之

2、參考。一、前言為因應不斷增加的人口對土地的需求，土地開發勢必在所難免，但台灣地狹人稠，如何在開發建設與自然生態維護之間取得平衡點，以求都市永續發展，實為當前最重要的課題之一。目前國內對坡地安定之評估，大多由地質安定程度作為評估考量，但對影響坡地安定性最明顯的因子『水』並未作充分之評估。因此本文希望利用排水路徑分析、地下水流分析、現有排水設施之可容納總量等項目，對於水文資料作整合性的規劃。二、研究區域現況分析新店市地勢南高北低，全境除新店溪、安坑溪、青潭溪兩岸所形成之沖積平原外，其餘多屬30度以上之山坡地，地形頗富變化。新店市都市計畫區域及現已發展地區均分佈在新店溪、景

3、美溪、安坑溪、青潭溪之沿岸平地，北新路沿線平原傾斜坡度約0.3%，目前市區排水以此路為分水嶺向新店溪及景美溪渲洩。新店市雨水下水道系統規劃，係根據民國六十八年早期台灣省住宅及都市發展局編製之「新店鎮雨水下水道系統規劃報告」。報告中降雨強度規劃原則，市區部份採用三年頻率暴雨強度，安坑溪及青潭溪採用十年頻率暴雨強度，至於新店溪及景美溪則配合台北地區防洪計畫。三、研究方法與分析5本研究首先針對研究區域，配合雨水下水道系統、相關河川治理規劃報告等，依地形、水系劃分成若干集水分區，詳如圖一及表1。再依據各集水分區之水文特性(包括暴雨量、雨型、流域坡度等)，模擬演算不同土地開發程

4、度所造成的逕流量變化。上述演算成果可納入GIS系統，建置成為可供查詢各集水分區的水文評估量化表之資料庫。由於土地利用方式影響集水區逕流量變化甚鉅，本研究乃引用美國水土保持局之SCS逕流曲線法，估算降雨損失，其中CN值(逕流曲線係數)變化，正可反應出土地之開發程度。一般而言，CN值越大，表示開發程度越高。若有了上述各集水分區的水文評估量化表，只要透過研判CN值變化，即可查詢得知任何開發行為前、後逕流量之變化。而以集水區下游排水出口既有或計畫中之容許流量定為流量上限值，則可以此探討其開發程度的上限，作為總量管制之依據。以下就水文因子評估準則之建立及分析逐一說明：(一)雨量

5、測站計畫區域及其鄰近雨量站，以市鎮為單位，經選用資料記錄較完整之雨量站概況，如表2所示。新店市選用隸屬於台電之粗坑及龜山兩個雨量站。(二)日暴雨量頻率分析利用上述各雨量站最大一日暴雨統計資料，進行頻率分析。頻率分析選取之機率分佈，分別為極端值第I型分佈、二參數對數常態分佈、三參數對數常態分佈、對數皮爾遜第三型分佈及皮爾遜第三型分佈。針對迴歸週期為5、10、25、50、100、200年，計算最大一日暴雨量，分析結果如表3所示。上述五種機率分佈對所有樣本數列並不具有絕對的最佳適合性，故以標準誤差(SE)做密合度檢討比較，選擇標準誤差(SE)最小之機率分佈頻率分析結果。依據

6、「水土保持技術規範」(民國89年6月)，及「非都市土地開發審議規範」(民國88年9月)等相關規定，山坡地開發排水系統應按25年發生頻率之暴雨強度設計，故本文乃採用25年頻率之暴雨量作為評估水文因子之基準。從表3頻率分析結果得知，新店粗坑與龜山兩站25年頻率日暴雨量幾乎相同，故採用平均值為377mm。(三)雨型分佈引用「台北地區設計暴雨之研究」(王如意等，民國82年)報告中，粗坑站之Horner降雨強度公式分析。Horner降雨強度公式如下：(粗坑站)式中：：25年頻率降雨延時t內平均降雨強度(mm/hr)t：降雨延時(min)推求24小時雨型之步驟如下：1.依下列原則

7、選擇雨型之單位時間刻度△D，56hr