熱臉貼冷世界: 廖桂賢的地景及社會觀察

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一個空間專業者對於地景、城市、環境、設計、文化的評論和關懷。
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街道排水設計的另一種可能:向西雅圖的「SEA Street」學習

街道,是每日生活必經的空間,透過街道的連接,我們得以從一個地方移動到另一個,而拜工程技術進步之賜,街道從舊時的泥巴、碎石路,演變為今日的水泥、柏油路,越來越舒適。不過,當泥巴路變成柏油路,下雨不用擔心骯髒的爛泥巴時,工程師得想辦法處理另一個基本問題,那就是,降到柏油路上的雨水該怎麼解決?

從泥濘到雨水下水道

 泥巴或碎石路或許在下雨時泥濘不堪,但是雨水可以透過土壤直接滲透到地底下,等天晴路乾後也就沒事了。但是,水泥和柏油不透水,降到上面的雨水永遠也滲不進下面的土壤,該流到哪裡去?當然,最簡單的方法就是將雨水排掉,讓路面不要積水影響交通,於是,工程師在道路兩側設計了排水溝,讓路面上的雨水流到水溝,順著水溝最後排到河流裡。但是,由於雨水將路面垃圾也一併沖刷進溝裡,沒有定期清理的露天排水溝骯髒危險,且有礙市容,於是,工程師將排水溝加蓋,眼不見為淨,不過,都市人口越來越多,土地越來越珍貴,露天排水溝的存在不符合空間效益,工程師乾脆將排水的問題整個埋到地下,設計了「雨水下水道」一次解決排水和空間利用的問題!

 
看不到的問題

 不過,問題真的解決了嗎?水是暫時排掉了,但是,也成為另一個問題的開始,只是我們眼睛裡看不到。在現代都市裡,當然不會有泥巴路,也再看不到露天的排水溝,所有讓我們生活便利但「有礙觀瞻」的東西,包括下水道、電纜、電線、水管等都被埋在街道的底下,都市越來越乾淨漂亮,我們也越來越看不到讓城市運作的背後機制是什麼,當然,也就忽略了這些埋在地底下的系統對我們環境產生的問題。

 「雨水下水道」的目的,在於將降在都市表面的雨水迅速的排除,以防止都市積水,工程師在都市地底下建造了綿密的管道網路,透過地面上的排水口蒐集無法滲透到土壤中雨水,也就是所謂的「徑流」(Stormwater Runoff),集中排到河流裡。這一向被認為系統性且文明的設計,已經在歐美先進國家被摒棄,因為這種這種中央集中式的工程排水的觀念已經不符合經濟效益,也越來越無法滿足到當初「有效率排水」的期待,同時,在大量降雨的情況下,反而導致更多的污染和淹水問題。

 
被忽略的都市徑流污染問題

 台北市的雨水下水道普及率高達百分之九十八,如此漂亮的數字源自對於水患的恐懼,期望透過綿密的雨水下水道網路來免除都市積水可能造成的水患。但是,完全以排水來設計的雨水下水道建設並沒有考量到污染的問題,都市徑流本身包含了許多的污染物,不妨想像一下,下雨時雨水沖刷路面,就等於是替街道洗澡一樣,誰都知道洗澡水不可能是乾淨的,街道的洗澡水裡除了包含了汽車滲漏在路面的石油,還包括了地面垃圾以及其他的污染物,被污染的都市徑流完全沒有經過處理就直接排放到河流裡,對河流的水質產生極大的威脅,只不過,當前因為工業廢水和家庭污水的污染遠更為嚴重,所以都市徑流污染的問題並沒有受到重視。

 
歐美的街道排水觀念革命

 歐美先進國家城市因為在工業廢水和家庭污水的污染上已經取得了控制,因此都市徑流成為河川主要污染源,很早就受到重視,歐美將都市徑流和家庭污水等同視之,認為兩者都是必須被送到污水處理廠處理過後才能排放到河流裡,只有在雨量太大有產生水患之虞的特殊情況下,才容忍都市徑流透過溢流管直接排放到河流裡。因此大部分歐美城市並沒有單獨的雨水下水道系統,多是雨水和污水混合的下水道系統(Combined Sewer)。

 依照歐美傳統的都市法規,只要是新的住宅或商業開發,開發業者必須依所估算出將來的徑流量和污水排放量,建造新的下水道並與城市原本的系統連結,然而,隨著新的開發越來越多,中央集中式的混合下水道系統和污水處理廠同時得兼顧日益增加的家庭廢水和都市徑流,系統的負荷和成本都越來越大,越來越不符合經濟效益,同時,越來越多被污染的徑流在大雨量時溢流到河川裡,也造成河川生態的日益惡化,於是,歐美城市一方面開始思考如何減少都市徑流,一方面改變中央集中排水的觀念,改以地方分散式、現地處理的方式來減輕原有下水道系統的負擔。

自然排水系統

 歐美在這方面作法上的改變,基本上挑戰了過去「排水」的觀念,與工程師過去「盡快有效率的將水排除」的信念背道而馳,反而是想辦法將雨水留在基地,在需要維持乾爽的道路外提供更多可以透水的表面,將徑流導入街道旁種有植栽的低窪區域,讓雨水在這裡入滲到土讓裡,一方面讓雨水的入滲補注都市區域的地下水,另一方面也免除了工程排水管道的需求,至於徑流的污染,則藉由植物吸收污染物質能力的來淨化水質,這些藉由自然的力量,不仰賴傳統工程的都市徑流的處理,稱為「自然排水系統」(Natural Drainage System)。

 但由於地方性的「自然排水系統」能夠容納和處理的徑流量有限,因此同時也需要其他的配套措施,來從根本上減少徑流發生的機會,例如在比較沒有污染之虞的地方,像是人行步道或是車流量較小的街道或停車場,就盡量使用比較容易透水的鋪面(Pervious Paving);另外,在建築物地下室設立儲水池,或在屋緣下放置雨水蒐集桶(Rain Barrel)來截流雨水,並作為澆花沖馬桶等之用;近來,更發展出了「綠化屋頂」或「生態屋頂」(Green Roof / Eco Roof)的技術,在建築物的屋頂上鋪上土壤並種植栽,除了來儲存和淨化雨水之外,也可淨化都市空氣,減輕都市熱島效應。以「自然排水系統」的設計搭配其他都市徑流減量的策略,可是說是面對都市排水問題上具有永續前瞻性的徑流管理手法(Sustainable Stormwater Management)。

 目前在歐洲及北美洲,已經有無數採用自然排水搭配其他徑流減量策略的成例。而境和生態保護上有著積極作為的西雅圖,當然也有不少好的案例可以做為我們的參考,可以說是西雅圖採行自然排水先驅的「SEA Street」計畫,尤其是一個讓人豎起拇指的精彩案例

 
西雅圖的「SEA Street」案例

 2000年,西雅圖的公共設施局(Seattle Public Utilities)、交通局(Seattle Transportation)和部分居民共同合作完成了一項稱為Street Edge Alternative Project的實驗性計畫,為街道邊緣的設計提供別於傳統的替代方案,簡稱為SEA Street

 計畫的基地位於西雅圖北部介於117街和120街的第二大道(2nd Ave)的路段,西雅圖公共設施局以自然排水的觀念和作法,將這個路段改頭換面。由於這個路段位於純住宅區,車流量不多,計畫的設計團隊將原本筆直且過寬的街道大量縮減為十四英尺(14 feet),勉強容納兩輛車可以擦身而過,並將道路設計的彎彎曲曲,一方面減低車速,一方面利用道路彎曲產生的剩餘空間設計成淺低窪地(Swale),種植耐水的植栽,以容納並淨化柏油路街道所產生的徑流,除此之外,這條路段的改造還包括入了原本沒有的人行步道。

 

 

 SEA Street的目的除了藉由自然排水來保護河川生態,免除不必要的工程,同時也致力於於塑造一個更舒適、美觀的街道環境,更進一步,SEA Street也希望扮演教育的功能,透過有別於下水道的開放露天的設計,讓民眾對都市硬鋪面、雨水徑流、和生態環境的關係有更進一步的認識。

 

 

 由於SEA Street是一個實驗性的計畫,2000年完成後接下來的兩年,西雅圖公共設施局就一直監測評估其自然排水的成效,作為日後街道排水設計的參考。結果發現,以風雨發生機率每兩年一次為設計條件的SEA Street,可以成功的在現地處理百分之九十八的徑流量,也就說是,利用地窪植栽地的自然排水設計,幾乎可以取代傳統下水道的功能,此外,研究也證實,SEA Street所選用的植栽和土壤也成功的移除了徑流中所含的污染物質。


 

 

 從計畫一開始就與西雅圖公共設施局密切合作的在地居民對這個案子更是滿意,因為,對他們而言,最明顯的收穫就是家門前的環境變美了,彎彎曲曲的狹窄街道配上大量增加的花花草草,明顯提升了視覺和環境品質,也讓這裡的房地產價格頓時飄高,引起其他鄰里的羨慕,紛紛要求西雅圖公共設施局也趕快替他們的街道改頭換面一番。繼SEA Street之後,西雅圖公共設施局陸續與其他的地方的居民合作,又完成了兩個類似的計畫:110th Cascade以及Broadview Green Grid

 
處處都有自然排水的機會

 許多人可能會有疑慮,在寸土寸金的都市裡,想辦法把公共設施埋到地下都來不及了,怎麼有可能找到多餘的空間來進行自然排水?其實,城市裡有很多現有的空間,舉凡公園綠地和街道旁的植栽區域,只要稍微改造一下,就可以扮演容納和淨化徑流的角色。而所謂「自然」排水系統,也不一定要採用像在SEA Street那樣看起來像自然的設計形式,只要抓住利用自然的機制的精神,設計上有很多可能性。同樣位於美國西北地區的波特蘭(Portland)市區內,就有很多很好的設計案例,例如位於波特蘭州立大學旁第四大道(SW Fourth Ave), 人行道上的植栽區就設計為可以入滲和淨化雨水徑流的區域(Stormwater Planter)。

 

 

 
永續前瞻的徑流管理策略

 顯然,在都市空間規劃上只要多用一點心,不一定要做下水道的大工程才能解決排水問題。以上舉的西雅圖和波特蘭的兩個例子,只是歐美屬不清的成功案例之一,面對都市徑流的問題,先進國家已經開始朝向更具經濟效益、對環境更友善、更具永續前瞻性的徑流管理策略,不再只侷限於純粹排水的落伍工程。「自然排水」的作法,也已經成為是街道和基地設計的主流,越來越多具有環境意識的地景建築師和都市設計師,也開始與水文、植物、以及土壤學家一起合作,投入改造街道排水設計的行列。

 歐美自然排水系統的應用和其永續性的徑流管理觀念能夠給台灣什麼樣的啟示?

 
以自然排水系統來減低水患威脅

 首先,我們瞭解到,興建傳統水泥渠道的排水工程和下水道已經是一個落伍的作法,即使在水患控制的角度上而言,都越來越無法發揮作用。台北市擁有極高的雨水下水道普及率,但過去幾次颱風豪雨後仍然無法避免都市大淹水,這樣的經驗告訴我們,都市絕對不能完全仰賴雨水下水道來免除都市水患,正因為雨水下水道採取中央集中式的排水系統設計,一旦疏於維護,系統的某個地方堵塞或是雨量來的過大過猛時,一個環節出錯,整個系統就崩潰,反而造成更大的災害,尤其是在全球氣候越來越不能預測的今天,我們也越來越不能信任依賴機率計算為基礎的都市工程。

 對人口密地高,都市不透水性也越高的台灣都市而言,也許現階段我們還是必須利用雨水下水道來協助排除過剩的雨量,但同時我們也可以學習歐美採用自然排水系統以及其他都市徑流減量的策略,來分擔雨水下水道的工作。以徑流污染的角度而言,儘速採取自然排水的策略也是必要的,既然台灣的污水處理廠並不處理都市徑流,我們更需要利用自然的力量來淨化徑流,避免對台灣的河川生態造成更多的負擔,此外,自然排水系統所提供的雨水入滲,更是台灣都市地下水補注的好機會。

 

 


鄉村更應採用自然排水系統

 

 自然排水系統相較於傳統結構性的排水工程而言,既不耗時又不費錢,在都市中,只需要對現存的公園綠地和街道做很小的更動,就可以達成目的,對政府的財務負擔小的許多。在其他人口不較不密集的鄉鎮或農村地區,更應該採用自然排水的作法,與其讓由一條又一條大而無當、有著粗糙不堪街道邊緣的柏油路曬太陽,不如學習西雅圖的SEA Street,改頭換面從新設計,不但能提升鄉村街道的環境和景觀品質,更能讓街道為水患的防制盡一些力。

 尤其是近來許多不曾淹水的鄉下地方開始面臨水患,地方開始要求政府興建排水工程,在歐美國家都已經摒棄傳統排水工程之際,我們沒有必要在此時花大錢興建這樣落伍、不管用、又不永續的水泥工程,在尚未建立排水工程的地方,我們應該更有機會好好規劃出一個前瞻性的徑流管理策略,以最效也最經濟的方式,設法減少地方的不透水鋪面,利用自然排水系統來管理水患的問題。

 
與其「排水」不如「儲水」

 歐美的「自然排水系統」雖然仍帶著「排水」的字眼,但觀念上反而更是「蓄水、儲水」的作法,將雨水蓄留在當地,在徑流發生的地方就現地處理,在問題的發生的源頭解決問題,遠比傳統上把所有問題集中然後搬運到十萬八千里以外的地方去處裡來的有效益。

 大自然賜給台灣豐沛的雨水,然而我們卻是一邊飽受水災之苦,一邊又極度缺乏水資源,在叫渴的同時卻又把從天而降的水往外排,我們對雨水和其他水源的管理出了極大的問題。台灣的水環境管理的確有許多先天上的困難,但最大的障礙來卻是來自於觀念的本身,過去「排水」的信念正是一個需要被檢討和突破的觀念,以「儲水」取代「排水」,向歐美永續性的徑流管理策略學習,採用自然排水系統,一方面蓄水,一方面又可以減低水患的威脅,對台灣不是一舉兩得嗎?

 
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SEA Street 相關網站:
http://www.ci.seattle.wa.us/util/About_SPU/Drainage_&_Sewer_System/Natural_Drainage_Systems/Street_Edge_Alternatives/index.asp
http://www2.cityofseattle.net/util/tours/seastreet/slide1.htm

SEA Street 相關報導:
http://www.djc.com/news/enviro/11005068.html

110th Cascade
http://www.ci.seattle.wa.us/util/About_SPU/Drainage_&_Sewer_System/Natural_Drainage_Systems/110th_Cascade_Project/COS_004592.asp
Broadview Green Grid:
http://www.ci.seattle.wa.us/util/About_SPU/Drainage_&_Sewer_System/Natural_Drainage_Systems/Broadview_Green_Grid_Project/COS_004593.asp

 

 今年五月到瑞典也參觀了幾個應用自然排水的社區,Augustenborg是位瑞典南部城市馬爾摩北方的一個老舊社區,不過他們近年開始以自然排水的概念來開始改造社區環境,讓社區的環境更符合環境永續的觀念,以下幾張自然排水系統的照片供大家參考。

 

 以下是馬爾摩另一個社區西港的自然排水系統設計

 

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