109 高普考高考三級 都市計畫技術 環境規劃與都市設計 考古題詳解

核心觀念

本題考查合理式（Rational Method）如何連結集水區面積、降雨強度與地表逕流係數，並據以說明都市土地使用及地表覆蓋變遷如何改變暴雨尖峰流量，進而增加都市水患風險。

合理式為：

其中：

• $Q_p$：設計尖峰逕流量。
• $C$：逕流係數，表示降雨轉為地表逕流的比例，無因次。
• $I$：設計降雨強度，通常採集流時間（$t_c$）相應的平均降雨強度。
• $A$：集水區面積。

實際計算時，$C$、$I$、$A$須採用相容單位。例如，$I$以毫米／小時、$A$以公頃表示時，常用換算式為 $Q_p=0.00278CIA$（立方公尺／秒）。

解題方法

以集水區面積與設計暴雨條件相同為前提，分別比較土地使用或地表覆蓋變遷前後的 $C$、$I$ 與 $Q_p$。都市化的主要直接作用，是使地表較不透水，因而提高逕流係數 $C$；此外，排水設施也會影響集流時間，進而改變設計降雨強度 $I$。

1. 地表不透水化使逕流係數上升 土地由森林、草地或農地轉為道路、屋頂、停車場等不透水面後，降雨入滲、土壤貯留及植生截留減少，地表逕流比例增加，因此 $C$ 通常上升。同一場暴雨下，較大的 $C$ 會使尖峰逕流量 $Q_p$ 增加。

2. 排水加速使集流時間縮短，可能提高設計降雨強度 道路側溝、雨水下水道及渠道整治會加速逕流匯流，縮短集流時間 $t_c$。採用暴雨強度—延時—頻率關係（IDF）選取設計雨強時，較短延時通常對應較大的 $I$，使 $Q_p$ 進一步增加。此效應須依採用的設計雨型與集流時間計算，不能只由土地使用變化直接推定數值。

3. 集水區開發會改變逕流歷線與水患程度 不透水面增加、地表蓄滯減少及排水加速，常使洪峰較高、到達時間較早，並增加短時間內排水系統承受的流量。

核心觀念

本題考查都市空間結構如何影響日常旅次、運具選擇與交通能源消耗，進而影響溫室氣體排放。都市型態不是單指建築外觀，而是人口與活動在都市中的分布方式，以及土地使用、道路網絡、公共運輸與建成環境的組合。

都市型態可從下列特性說明：

1. 密度與集中程度：人口、住宅、就業及商業活動在一定土地面積內的集中程度。
2. 土地使用混合度：住宅、就業、商業、公共服務及休閒設施是否適當混合配置。
3. 都市緊湊度與空間分布：都市是連續緊湊發展，或低密度、分散蔓延；居住地與主要活動據點是否彼此接近。
4. 街道網絡連結性：路網密度、街廓尺度、道路連通性，以及步行與自行車路徑是否直接、連續。
5. 可及性與公共運輸可達性：居民抵達工作、購物、教育及公共服務的距離與時間，以及居住地、活動據點與大眾運輸站點的接近程度。
6. 都市設計與步行環境：人行道、自行車設施、街道安全、遮蔭、街道活動及公共空間品質等。

上述特性可用「密度、多樣性、設計、目的地可及性、距離大眾運輸」的 5D 架構整理；其中密度、多樣性及設計為常見的 3D 架構，目的地可及性及距離大眾運輸則進一步補足區域交通條件。

解題方法

作答時可先列出都市型態的主要構面，再按「型態特性 → 旅次與運具 → 能源使用 → 溫室氣體排放」說明因果關係。重點在於說清楚都市空間如何改變旅次長度、旅次量及運具選擇，而非只列舉「緊密都市較環保」的結論。

交通能源與排放可用簡化關係表示：

都市型態主要透過降低私人汽機車行駛里程、改變運具分配來減少交通能源使用；能源碳排係數則受燃料、車輛效率及能源供應結構影響。

都市型態與交通能源、氣候變遷的相關性

一、緊湊發展與適當密度

人口、住宅、就業及服務設施適度集中，可使大眾運輸有足夠運量支撐，提高步行、自行車及大眾運輸的使用條件。居住地與工作、購物等活動據點距離縮短，也能減少私人汽機車長距離旅次。

反之，低密度且分散蔓延的都市型態，容易拉長旅次距離、增加對私人運具的依賴，並使公共運輸難以提供高頻率、廣範圍服務。

二、混合土地使用與縮短旅次

核心觀念

本題要用通用土壤流失公式（Universal Soil Loss Equation, USLE）說明：山坡地超限利用或濫墾如何在颱風降雨作用下增加土壤流失，並提高土石流災害風險。

USLE 用來估算坡地的年平均土壤流失量：

各因子意義如下：

• $A$：單位面積土壤流失量。
• $R$：降雨沖蝕力，反映降雨強度、延時及雨滴動能；颱風豪雨會使沖蝕力顯著提高。
• $K$：土壤沖蝕性，反映土壤受雨滴打擊與地表逕流沖蝕的難易程度。
• $LS$：坡長與坡度因子；坡面越長、越陡，逕流流速與沖蝕能力通常越大。
• $C$：覆蓋與管理因子；植生、作物覆蓋與耕作管理越能保護地表，$C$ 越小。
• $P$：水土保持措施因子；等高耕作、梯田等措施越有效，$P$ 越小。

USLE 著重估算片蝕與細溝蝕造成的土壤流失，不能直接計算土石流發生機率或規模；本題應以它說明土壤流失量增加如何形成土石流的有利條件。

解題方法

依公式逐項說明超限利用或濫墾如何改變各因子，再串接「降雨沖蝕—土壤流失—坡面與溪溝土砂增加—土石流風險升高」的因果關係。

1. 颱風使 $R$ 增大 颱風帶來高強度、長延時降雨，雨滴打擊地表、坡面逕流量與流速增加。當降雨超過土壤入滲能力時，地表逕流會搬運更多土粒，土壤沖蝕量隨之上升。

2. 超限利用或濫墾使 $C$ 增大 森林或原有植生遭砍伐、焚墾，或坡地改作不適宜的耕作利用，會減少地表覆蓋與根系固土作用。裸露土壤直接承受雨滴打擊，土粒較易剝離；依 USLE，保護地表的能力下降代表 $C$ 值提高。

3. 耕作與保育措施不足使 $P$ 增大 未採等高耕作、梯田、截排水與適當坡面管理，或既有設施失修，會使雨水更容易沿坡向集中流動，提升沖蝕與輸砂能力。保育措施減弱時，$P$ 值上升。

核心觀念

本題考查如何把「水道單獨排洪」的傳統作法，轉為都會區土地與水道共同承擔降雨逕流的規劃設計。綠基盤（Green Infrastructure）​是由公園、綠地、河川及排水廊道、濕地、埤塘、透水地表等組成的連續性自然與半自然空間網絡；透過保水、入滲、滯留、蓄洪及延緩排放，降低暴雨時的逕流量與洪峰，並兼具生態、休憩與降溫功能。

以命題當年（民國 109 年）法規為準，《水利法》於民國 107 年增訂第七章之一「逕流分擔與出流管制」，自民國 108 年 2 月 1 日施行。兩者可簡要區分：

• 逕流分擔：以流域或集水區為尺度，將原由水道承受的部分逕流，透過土地使用與公共設施安排分散承擔；《水利法》第 83 條之 2 至第 83 條之 5 為主要規範。
• 出流管制：以土地開發基地為尺度，要求達一定規模且增加逕流量的開發，提出出流管制計畫並設置設施，控制開發後逕流排放；主要規範見同法第 83 條之 7 至第 83 條之 9。

兩者的空間尺度不同，但可透過綠基盤串接：上游及基地內源頭減量、中游公共空間蓄滯、下游水道與低窪空間安全承洪。

解題方法

作答可依「源頭減量—路徑滯留—末端蓄洪—制度落實」的順序，說明綠基盤如何對應兩種管制。重點不是只列出綠化設施名稱，而是交代設施如何改變逕流，以及如何納入都市計畫、公共設施和開發管理。

逕流控制可用簡化關係說明：

其中 $Q$ 為逕流尖峰量、$C$ 為逕流係數、$i$ 為降雨強度、$A$ 為集水面積。透水化與植栽滯留可降低有效逕流係數；滯洪空間則延遲逕流、削減洪峰。基地開發前後的出流比較可概念化為：

出流管制的設計方向，是將開發增加的逕流透過基地內保水、滯洪及調節排放加以控制；逕流分擔則進一步在集水區尺度配置公共蓄洪空間與土地承洪機能。

綠基盤環境設計策略

一、源頭減量：提高基地保水與入滲

在道路、廣場、停車場及建築基地採用透水鋪面、植草溝、雨水花園、下凹式綠地、樹穴與生態滯留設施，使雨水先在降雨發生處入滲、截留或暫存，減少逕流迅速匯入雨水下水道。

都市設計及開發審議可要求保留一定比例的透水地表與綠地，並將雨水回收、屋頂綠化及基地保水設施納入出流管制規劃。這類措施以基地為單位落實出流管制，也能降低整體集水區的逕流負荷。

二、沿水系滯留：建構連續的藍綠廊道

串聯河川、區域排水、埤塘、濕地、公園綠地及道路綠帶，形成能導引、暫存與緩排雨水的藍綠網絡。沿水系保留足夠空間，採自然化河岸、滯洪草地及濕地等方式，讓水有可停留、可緩流的空間，同時維護生態棲地與水岸公共性。