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下世代基礎建設:整合灰色與綠色工法

陳瑩蓉、賴允政/ 發布日期:2019/09/30/ 瀏覽次數:402

世界各國面對氣候變遷的影響,如何替人類社會提供乾淨用水,保護人類免於洪旱災威脅,一直是重要的課題,相關基礎建設預算也逐年攀升。傳統基礎建設常以大型人造結構物為主,用以防堵、引流及分配水資源,因大多為水泥構造,因此稱為灰色工法。但相關數據顯示,灰色工法成本高昂,達成的效益卻無法跟上日漸嚴重的水資源威脅,而且造成的汙染又加深環境的負擔,形成惡性循環。近年來,以融合自然環境為設計方向的綠色工法逐漸受到重視。若能結合兩者,整合綠-灰工法的基礎建設,則具備降低建構成本、減少環境破壞並能同時達到治水及休憩等功能,雖然執行案例仍比傳統工法少,但漸漸成為主流概念。該報告的主要宗旨是提倡綠-灰整合的基礎建設,特別是針對水資源分配與防災能力相對薄弱的開發中國家,綠-灰整合的基礎建設具有較低成本與較高效益的優勢。

與水資源相關的綠色基礎建設與灰色基礎建設包含哪些設施?執行上可以如何搭配?目前在世界各國已有不同案例?該報告以下列實際案例說明其間的差異。

一、水資源分配與水力發電:

傳統灰色基礎建設以建立水庫蓄水、管線配水、放流發電等方式處理。

綠色基礎建設可以結合水庫和水力設施,重視全集水區流域治理與水土保持,以天然森林、濕地和河岸地區以增加保水區域,可過濾水源生物或化學雜質,提供純淨水源,更可減少水庫沉積物淤積,提高使用年限。

二、海岸溢淹治理:

傳統灰色基礎建設以高築堤防、放置消波塊和建立水閘門等方式處理溢淹問題。

綠色基礎建設可以使用沿岸紅樹林、溼地復育或人工礁石、沙丘等方式,削減暴潮及風浪能量,降低海岸侵蝕速率,搭配使用也可減少灰色基礎建設施作的範圍。 

三、河道溢淹管理:

傳統灰色基礎建設以建築河岸堤防及水閘門,搭配廣布抽水站的方式溢淹處理。

綠色基礎建設以減緩流速與增加蓄水為主要考量,在上游復育植生可有效降低逕流與河道流速,中下游河道可配合洪氾平原的設計,都會區可規劃大面積滯洪池,除了減緩流速外,亦可減少灰色建設的使用量。河濱公園與滯洪池可搭配公園設計,兼具防洪與休憩功能。

四、旱災治理:

傳統灰色基礎建設以水庫或人工建物蓄水。

綠色基礎建設以地下水層的概念增加蓄水量。蓄洪池、溼地、森林等天然環境的復育,有助於減少地表逕流,增加滲透入地下水層的蓄水量。相較於水庫與人工蓄水建物設計,地下水源具有更少蒸散及過濾水質的優勢,對於未來遭遇長乾旱期的狀態,地下水源可供應長期的水資源。

五、灌溉與排水:

傳統灰色基礎建設以人工閘門和灌溉渠道的方式處理。

綠色可配合灰色基礎建設執行,同樣以提高地下水含量為主。愈多水被留在土裡,可使灌溉用水需求更少。透過採用較新的技術,例如改善土壤有機物組成或增加覆蓋物方式,減少土壤水分蒸散量以保留更多的地下水源。

由以上案例可知,綠-灰整合基礎建設需要具備的不只是新技術,更包含思維及設計概念。該報告根據技術、環境、社會、經濟、政策等不同面向,引導開發中國家該如何完成綠-灰整合基礎建設並達成預期的效益。

一、提升技術成效:並非所有的基礎建設都可以用綠-灰整合方式執行,需要考量現地環境、服務供應者及利害關係人的需求綜合評估。

二、建構社會影響力:設計時必須與政府單位、當地居民需求進行溝通,以及考量土地利用規劃。此外,因基礎建設必須長期運作,當地社群是否支持也很重要。

三、不同的經濟考量:評估時必須要能加入環境友善與社會優勢的部份,並且包含實質金流收益和附加價值評估,才能吸引更多投資者資源的挹注。

四、新的財務模式:由於綠色工法適合與環境互融,將帶給社會除了防災以外更多的附加價值,政府可透過優惠貸款或編列特別預算方式支持綠色基礎建設,吸引更多專業人才與承包商加入。

五、政策配合:相較於傳統灰色基礎建設的法規完善,綠色基礎建設在法規上較為不足,因此在政策面需要提前進行規劃,並與社區及團體充分的溝通。

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