永續水利工程指的是在因應氣候變遷、極端降雨與都市化的前提下,讓城市的排水與蓄洪系統兼顧防災、生態與資源循環的工程思維。其中「海綿城市」是近年最具代表性的概念——讓城市像海綿一樣,能吸水、蓄水,也能在需要時把水順利排出。這篇文章說明永續水利工程與海綿城市的核心手法,並聚焦 FRP 排水產品在其中扮演的角色,協助水利工程師、營造廠與公部門建立整體視角。

先講結論:海綿城市不是要「取代」傳統排水,而是在傳統的快速排放之外,加入滲透、滯留與蓄存,讓雨水有更多出路。FRP(玻璃纖維強化塑膠,Fibre-Reinforced Plastic)排水產品,則在其中負責把匯集的雨水安全、耐久地導流排出。以下依概念、手法到材料角色逐一說明。

為什麼需要永續水利工程

台灣地狹人稠、都市化程度高,加上近年短延時強降雨的頻率增加,傳統「盡快把水排掉」的思維面臨挑戰。

當不透水鋪面愈來愈多,雨水無法下滲,尖峰逕流集中在短時間內湧入排水系統,容易造成瞬間淹水。永續水利工程的核心,就是分散尖峰、延緩逕流,讓水的流動更有彈性。這也是面對氣候變遷重新思考都市防洪的重要背景。

換句話說,永續水利工程要處理的不只是「排水量」,而是整個城市面對雨水的韌性。

海綿城市的五個核心手法

海綿城市的做法,通常可歸納為五個環環相扣的手法:滲透、滯留、蓄存、淨化、排放。

滲透,是讓雨水透過透水鋪面、植生溝與滲透設施回到地下,減少地表逕流。滯留,是以滯洪池、下凹綠地等暫時留住雨水,延緩其進入排水系統的時間。蓄存,是把雨水暫存於蓄水設施,於乾旱時再利用。淨化,是透過植生與生態工法過濾雨水中的污染物。排放,則是把無法就地消納的雨水,透過排水系統安全導流排出。

手法 目的 常見設施
滲透 讓雨水下滲補注地下水 透水鋪面、滲透溝
滯留 延緩尖峰逕流 滯洪池、下凹綠地
蓄存 暫存雨水供再利用 雨水蓄水設施
淨化 過濾雨水污染物 植生溝、生態濕地
排放 安全導流多餘雨水 排水溝、截水溝、陰井
海綿城市的五個核心手法:滲透、滯留、蓄存、淨化、排放,各自對應不同設施
海綿城市的五個核心手法:滲透、滯留、蓄存、淨化、排放,各自對應不同設施

這五個手法並非互斥,而是依基地條件搭配運用。前四項著重「就地消納」,最後的排放則是整個系統的安全閥——當雨量超過就地消納的能力時,仍需要可靠的排水把水導出,避免積淹。

FRP 排水產品在永續水利中的角色

在海綿城市的五個手法中,FRP 排水產品主要對應「排放」這一環,是把匯集雨水安全導出的關鍵構件。

排水系統長期泡在潮濕、甚至含污染物的環境中,材料的耐腐蝕與耐久就格外重要。FRP 具耐腐蝕特性,相較於金屬較不易鏽蝕,在潮濕與鹽害環境中的維護週期通常較長,這也是FRP 成為現代都市排水首選材料的原因之一。

具體來說,FRP 在排水系統中常見的產品包括水溝蓋、格柵、基座、場鑄與預鑄水溝體,以及陰井。這些構件可搭配樹脂混凝土溝體,組成完整的排水系統

FRP 排水產品在永續水利工程中的角色:水溝蓋、格柵、水溝體、陰井負責安全導流排放
FRP 排水產品在永續水利工程中的角色:水溝蓋、格柵、水溝體、陰井負責安全導流排放

需要說明的是,FRP 的定位是「排放」端的耐久導流,而非取代滲透、滯留等就地消納手法。一個完善的海綿城市,會把 FRP 的耐久排水,與透水鋪面、滯洪設施等一起規劃,讓系統各司其職。

FRP 的永續價值:耐久、輕量與可回收

FRP 之所以適合永續水利工程,除了耐腐蝕,還有幾個貼近永續精神的特性。

耐久與低維護,意味著構件壽命長、更換頻率低,能減少生命週期內的資源耗用與施工擾動。輕量化方面,FRP 通常比鋼鐵與混凝土輕約 70%,這對搬運、安裝與長期結構負荷都有幫助。

在資源循環上,FRP 的回收與再利用近年持續發展,並已有應用於營建與水利工程的實際案例。這些是 FRP 的一般特性與趨勢,實際效益仍須依產品規格與應用條件評估。關於材料本身的完整說明,可參考 FRP 材質是什麼

對水利工程與公部門的效益:缺工省人力、快速完工

回到工程與採購決策,把 FRP 排水用於永續水利工程,帶來兩個對建設與公部門特別有感的效益。

第一是缺工時代的省人力。FRP 構件輕量,多數情況下免用大型重機具,以人工即可搬運與安裝,降低對現場人力與機具的依賴,這在長期缺工的水利與市政工程中格外實用。

第二是快速完工。預鑄與模組化的 FRP 與樹脂混凝土構件把加工前移到工廠,現場工序少、養護等待短,工期較場鑄縮短,有助於趕在汛期前完工或配合分段施工。

這兩點與永續水利追求的長期耐久相輔相成:施工省力又快速,長期又耐用低維護。實際效益仍需依專案規模與現場條件評估。

把耐久的 FRP 排水用於海綿城市與永續水利工程,也呼應公共工程金質獎等品質獎項對永續與工程品質的重視;穩定可靠的排放端,是這類公共建設把品質做到位的一環。是否獲獎仍取決於整體規劃與施工品質。


資料來源

  • 經濟部水利署——海綿城市與逕流分擔、出流管制:wra.gov.tw
  • ACMA(American Composites Manufacturers Association)複合材料應用資料:acmanet.org
  • ASTM International — 複合材料與樹脂系材料標準:astm.org
  • CEN — EN 1433 線性排水溝渠標準:standards.cencenelec.eu

關於歐利達國際

歐利達國際(All Leader International)深耕 FRP 複合材料與排水系統多年,累積 40 年以上業界資歷與 200 件以上政府實績,並具備 100 種以上客製化產品的製作能力。海綿城市談的是整體的水循環,但當雨量超過就地消納能力時,最終仍要靠可靠的排水把水安全導出。以我們參與市政與水利工程的經驗來看,FRP 的耐腐蝕、輕量與可回收特性,用在水溝蓋、格柵與預鑄水溝體上,能同時回應永續水利對耐久、低維護與生命週期成本的要求;把「排放」這一環做得穩,海綿城市的其他手法才能安心運作。

若您正在規劃永續水利工程或海綿城市的排水方案,歡迎與歐利達國際團隊聯絡諮詢,由我們協助評估最適合現場條件的 FRP 排水與客製化方案。

常見問題

Q:海綿城市的核心手法有哪些?

A:通常歸納為五個:滲透、滯留、蓄存、淨化、排放。前四項著重讓雨水就地下滲、暫存與淨化,最後的排放則是把無法就地消納的雨水安全導出,五者依基地條件搭配運用。

Q:海綿城市會取代傳統排水溝嗎?

A:不會。海綿城市是在傳統快速排放之外,加入滲透、滯留與蓄存,讓雨水有更多出路。當雨量超過就地消納能力時,仍需要可靠的排水系統作為安全閥,兩者是互補而非取代。

Q:FRP 在永續水利工程中扮演什麼角色?

A:FRP 主要對應「排放」這一環,用於水溝蓋、格柵、基座、水溝體與陰井等構件,負責把匯集雨水耐久、安全地導流排出。其耐腐蝕特性在潮濕與鹽害環境中的維護週期通常較長。

Q:為什麼永續水利工程會選用 FRP?

A:因為排水系統長期處於潮濕、含污染物的環境,材料的耐腐蝕與耐久很重要。FRP 通常比鋼鐵與混凝土輕約 70%,耐腐蝕、低維護,且可回收再利用,符合永續水利對生命週期成本與資源循環的要求。

Q:FRP 排水產品適合搭配哪些設施?

A:FRP 水溝蓋、格柵與預鑄水溝體,可與透水鋪面、滯洪池、下凹綠地等就地消納設施一起規劃,也常與樹脂混凝土溝體搭配,組成兼顧就地消納與安全排放的完整系統。