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想像一個海綿城市(上):當雨水逕流影響河流生態

圖/聯合報系資料照片
圖/聯合報系資料照片

▍編按:

〈想像一個海綿城市〉系列文章為當今崇尚地下道排水工程的台灣社會提出不同的見解。上篇點出傳統的排水工程只是一味追求將雨水逕流「快速排除」,卻疏忽了雨水逕流將街道的汙染物一併沖刷入河,除了工業廢水與家庭汙水以外,雨水下水道的汙染問題同樣值得關注。下篇〈水災與旱災並存的台灣,水管理從破除「排水」迷思做起〉則是提出有別於傳統排水思維的新作法,例如以自然排水/儲水的方式將雨水逕流原地處理,都可以減輕傳統集中式排水系統性的壓力。

然而,儘管此系列文章嘗試以「海綿城市」勾勒出有別於往的城市排水規劃與設計思維,但作者要提醒讀者的是,相對於颱風帶來的大豪雨,「海綿城市」此做法/概念,對於飽受淹水之苦的地區恐無太大的幫助,此時我們需要的則是「不怕水淹」與水共存的觀念,關於這部分,可參考先前的專欄文章〈關於淹水,我們找對方向了嗎?〉

街道,是每日生活必經的空間。拜工程技術進步之賜,街道從舊時的泥巴、碎石路,演變成水泥或柏油路,愈來愈舒適。

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問題,那就是,降到柏油路上的雨水該怎麼辦?

從泥濘路到雨水下水道

泥巴或碎石路或許在下雨時泥濘不堪,但是雨水可以直接滲透到土壤中,等天晴路乾後也就沒事了。但水泥和柏油卻不透水,降下來的雨水永遠也滲不進下面的土壤,那麼雨水該流到哪裡去?

為了不要讓路面不要積水影響交通,為了把雨水排掉,工程師於是在道路兩側設計了排水溝,讓路面上的雨水流進水溝,再順著水溝排入河裡。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,工程師又將排水溝加蓋,眼不見為淨。

隨著都市人口愈來愈多,土地愈來愈珍貴,排水溝已不符合空間效益,工程師因而設計雨水下水道,乾脆將排水溝藏到地下去。

雨水下水道的目的,是為了迅速排除降在都市表面的雨水,以防止積水。

透過地面上的排水口,將無法滲透到土壤的雨水,也就是「雨水逕流」(stormwater runoff),導入都市地下複雜的管道網路,然後排放到河流裡。

問題解決了嗎?水是暫時排掉了,但也成為另一個問題的開始,只是一般人看不到。

在現代都市裡,當然不會有泥巴路,也不容易看到露天排水溝,甚至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,都被埋到街道底下了。

當都市愈來愈乾淨漂亮,我們也愈來愈看不到支持城市運作的基礎建設,當然,也就忽略了那些地下系統所產生的環境問題。

把問題丟進河裡,眼不見為淨

今天,當台灣許多地區因為深受水災之苦而嚷著要做雨水下水道的同時,歐美國家卻已經漸漸摒棄這個被認為文明的工程。

因為,雨水下水道的集中式排水的觀念已經不符合經濟效益,也愈來愈無法有效率地將雨水排除;另一方面,在降雨量大到雨水下水道無法及時排出時,反而導致都市淹水及河川污染等問題。

台北的雨水下水道普及率已高達98%,如此漂亮的數字源自人們對水患的恐懼,期望透過密集的雨水下水道網路來免除都市積水所造成的水患。

但是,完全為排水而設計的雨水下水道建設,並沒有考量到它對河川水文和水質的負面衝擊。

想像一片可以透水的森林:降雨時,沒被植物蒸散和截留的雨水會滲入泥土裡,慢慢成為地下水,然後慢慢進入河流。

森林就好像海綿一樣,可以大量吸收並保存雨水。

再回頭看看那些充滿著水泥、柏油的都市:降雨時,雨水進不了土壤,全部經由下水道大量且迅速地排放到河流中,都市不但不吸水、也不保水。

在森林中,一滴雨水從降到透水的表土到成為河水的過程可能要花上好幾天、好幾個月,甚至好幾年的時間;但在都市裡,一滴雨水從降在不透水鋪面到成為河水的過程,大概只消幾小時、幾分鐘。

在都市開發之前,降雨時因為有土壤保水的緩衝,河流的水位以相當緩慢的速度慢慢升高,即使雨停了高水位還是會持續一陣子。

都市開發後,因為雨水下水道的快速輸送,加上河道水泥化,降雨時河流水位暴漲、雨停了暴落。這嚴重改變了河流的自然水文,對那些隨著自然水文演化的原生物種,造成嚴重的生存威脅。

另一方面,都市的雨水逕流是充滿著污染物的,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有汽車滲漏在路面的石油,還包括了地面垃圾及其他污染物。

在世界上許多的地方,包括台灣,骯髒的雨水逕流完全沒有經過處理就直接排放到河流裡,污染了河流水質。

在台灣,因為工業廢水和家庭污水對河川生態的殺傷力更為強大,所以雨水逕流的環境問題並沒有受到重視。

但在歐美國家,因為工業廢水和家庭污水的排放早已嚴格控制,並經過適當的處理,因此雨水逕流反而成為河流生態的頭號殺手,很早就受到重視。

許多歐美城市將雨水逕流和家庭污水等同視之,設計了雨水和污水合流的混合下水道系統,讓雨水逕流也經由污水處理廠處理後,再排放到河流中。

但這樣的設計卻仍然造成污染問題。因為在降雨量太大時,為了避免下水道系統無法及時輸送所有的污水,造成都市淹水,當雨量超過一定程度時,污水可以透過溢流管直接排放到河流中。

換句話說,在緊急情況時,不管家庭污水或雨水逕流,在還沒經過處理之前就會直接進入河流裡,反而比雨、污水分流時的污染更嚴重。

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