緩衝綠帶設計指南
1.0 水質保護 
n 主要目標
Ø 減少地表逕流中的泥沙、養分和其他潛在污染物，減緩侵蝕
Ø 去除地表逕流中和風中的污染物
n 緩衝帶功能
1. 減緩逕流流速，加強入滲土壤
2. 截留地表逕流中的污染物
3. 截留潛在的污染物
4. 安定土壤
5.
減少河岸侵蝕
1.1緩衝綠帶和土地管理
如果沒有緩衝綠帶，水質目標可能無法實現，除非鄰近的土地利用也得到更好的水質管理。有很多方法可以減少鄰近土地的污染負荷。有關指導，請參閱其他出版物。下面所列為一般管理考慮。
在某些情況下，流域內少數地區的不當土地的土地利用可能是造成大多數水質不佳問題的原因。針對這些地區若有更好的土地管理方案，河流水體的水污染將有顯著的改善（見1.4節）。
n 一般管理考量：
1. 管理土地使用以減少逕流和增加滲透。
2. 盡可能保持植被覆蓋，避免裸露。
3. 避免在最容易產生大量逕流的地區排放污染。
4. 在一年中最容易產生逕流的月份，儘量減少污染排放活動。
5. 在地形上坡處設置緩衝林帶、草溝或滯留水池，來減少河岸帶的逕流和污染物負荷。
1.2石灰岩(喀斯特)地形的水污染防治
由於地表水和地下水之間的直接聯繫，岩溶或石灰岩為主的地區特別容易受到水質污染的影響。可以在石灰岩溶洞和地下伏流周圍設置緩衝綠帶，以儘量減少污水直接進入地下的伏流。
1.3凍土區
在高山或冬季土壤凍結時發生逕流的地區，由於入滲有限，緩衝綠帶的效果會差得多。除了緩衝綠帶之外，還需要使用其他最佳管理方案。
1.4集水區緩衝綠帶
某些地區的水污染防治措施成效更顯著。將緩衝綠帶定位在污染物負荷高且具有適當污染物去除特性的區域，對水質改善效果較顯著。
n 一般目標考慮
Ÿ 河岸緩衝綠帶通常在上游或低級序溪流上比在下游或高級序流上更有效，因為大部分從高地輸送到河道的水沿著低級序溪流進入。
Ÿ 地下水補給區、季節性河道和其他逕流彙集區，最需要防治水污染的緩衝綠帶。
Ÿ 在某些地區，地表逕流主要來自颱風與集中暴雨。如果這些逕流來源區域與污染負荷區域相對應，例如多泥沙的坡地或耕地，則應多設置緩衝綠帶。
Ÿ 在坡度較陡、土壤質地較細或含有較多黏土，地表逕流較高，挾帶污染物質也較高。這些區域的緩衝綠帶特別重要
Ÿ 地理資訊系統（GIS）有助於對目標緩衝綠帶進行評估。
1.5鄰近污染源的佈置
緩衝綠帶應盡可能靠近污染源，並沿等高線放置，以促進緩衝綠帶內的淺層水流。如果不緊跟著等高線，緩衝綠帶可能會增加逕流濃度，降低緩衝效果。草類或灌木圍籬有助於分散集中的水流（見1.21）。
1.6緩衝綠帶設計
任何緩衝綠帶的設計，包括設計功能目的、長寬尺度、植被類型、維護管理。這些元素中的每一個都取決於場地因素，包括污染物類型和負荷、緩衝綠帶截留和轉化這些污染物的能力，及分解、去除污染能力。使用上圖作為綠帶實務設計的指引。
1.7彈性變動的緩衝綠帶寬度
緩衝綠帶的寬度可能是固定的，在那裡會發生均勻的逕流（a）。然而，由於地形、耕作方式和其他因素（B），逕流通常是不均勻的，並且流量不是分散的就是匯聚的。在這種情況下，固定寬度的緩衝綠帶將不太有效。
與此相反，隨著逕流負荷和緩衝綠帶現場條件的變化，緩衝綠帶寬度可能需要配合地勢與污染源面積來調整。
逕流區域和相應的緩衝區位置（C）。然後可以修改緩衝區寬度，以考慮逕流負荷（D）的差異。對於坡度較大、承受污染負擔較大的上坡逕流區，緩衝帶需要更寬或植栽更密。
上坡逕流面積與緩衝綠帶面積之比可提供額外的設計指導（見1.8節）。
1.8有效緩衝綠帶面積比
通過緩衝綠帶的逕流量應較低，以達到高污染物去除率。一個考慮因素是基於上坡逕流面積（a）與有效緩衝面積（B）的比率進行設計。在許多情況下，較低的比率（例如20:1）比較高的比率（例如50:1）更大的污染物去除率。請注意，有效緩衝綠帶是逕流流向河流的實際路徑，它可能小於緩衝綠帶的總面積。
1.9坡度和土壤類型調整
土地坡度和土壤類型對緩衝綠帶去除地表逕流污染物的能力有顯著影響。
坡度越陡，污染物輸送量越大，滲透時間越短，致使去污能力下降。陡坡需要更寬的緩衝帶。
與低入滲土壤相比，高入滲土壤能在更大程度上減少逕流。滲透能力較低的土壤需要更寬的緩衝層。質地較細的黏土通常比砂土的滲透性低。
1.10攔截泥沙的緩衝帶
泥沙是緩衝劑最有效地去除逕流中的污染物。粗質沉積物將首先沉澱，而細顆粒則需要更寬的緩衝帶才能去除。將沉積物截留於緩衝綠帶只能用作最後手段。土壤首先需要盡可能保持原位，並採用泥沙和侵蝕控制作為最佳管理方案。關於沉積物堆積的管理，見1.25節。
1.11緩衝帶防治病原體
城市生活垃圾集中場、畜牧場、施肥農田病原體數量較高，地表逕流中也含有較高的病原體，通常無法達到水質標準。緩衝綠帶可以吸附、減少病原體數量。緩衝綠帶需要與其他管理方案結合以改善排放的水質。
1.12緩衝帶截留氮氣
大部分的氮（N）通過地表逕流排放下滲到土壤或排放於河流，通過硝酸鹽（NO3）淋濾流失到地下水。植物對氮的吸收通常不會導致永久性的移除，絕大部分的氮最終會在植物死亡和枝葉腐爛時返回土壤，或者人為的收割離開該地區（見1.26節）。
反硝化是利用緩衝帶永久去除氮的主要過程。在反硝化過程中，厭氧菌將硝酸鹽轉化為氮氣（N2），然後釋放到大氣中。以下是促進緩衝綠帶有效反硝化的一些關鍵特徵。
n
關鍵注意事項：
Ÿ 土壤應該富含有機質，通常由腐爛的植物物質提供。
Ÿ 土壤需要濕潤或含水量高。
Ÿ 土壤應具有較高的孔隙或滲透性，有利於滲透浸潤。最好底層為黏土或低透水層，排水不良，以具備厭氧菌生存條件。在反硝化作用發生之前，深層粗砂或礫石可能允許向深層地下水擴散。
Ÿ 低溫和酸性土壤會抑制反硝化作用。
Ÿ 地表逕流緩衝綠帶寬度建議見1.19節。
Ÿ 淺層地下水流量見1.15節。
1.13緩衝帶截留磷
逕流中的磷以顆粒磷或溶解磷的形式存在。顆粒磷是沉積物結合的，在緩衝帶中沉積可以適度地捕獲。溶解磷必須隨逕流滲入土壤並且被截留。
與反硝化釋放到大氣中的氮不同，磷在緩衝帶土壤中積累。一旦緩衝帶土壤被磷飽和，它就可以成為磷的來源。管理磷還需要其他管理策略配合。
n 關鍵注意事項：
Ÿ 避免將磷堆積在可能被洪水沖洗的河岸緩衝帶中。
Ÿ 緩衝綠帶寬度建議見1.19節。
Ÿ 由未施肥作物或乾草場組成的緩衝綠帶可以捕獲和利用磷。通過收割清除這些植被有助於將磷和氮輸出流域（見1.26節）。選擇營養鹽需求高的植物。
1.14緩衝帶降解農藥
農藥在逕流中以沉積物結合或溶解的形式出現。溶解性農藥通常最容易離開農作應用區域，成為一個污染問題。農藥的性質可以為農藥的污染移轉提供一定的指導。
n 關鍵注意事項：
Ÿ 從Koc值或土壤吸附指數可以看出，有些農藥對土壤吸附較強，有些農藥吸附較弱。建議見下表。
Ÿ 具有高水溶性（例如，>30ppm）的農藥通常需要更寬的緩衝綠帶。
Ÿ 半衰期較長（如超過30天）的殺蟲劑可能需要更寬的緩衝帶。
Ÿ 除緩衝帶外，還應採用其他農藥管理策略（見5.1至5.4節）。
Ÿ 緩衝綠帶寬度建議見1.19節。
Ÿ 農藥的特性可以在產品標籤上找到。
1.15緩衝綠帶淨化淺層地下水
緩衝綠帶可以接觸淺層地下水，並通過各種過程，去除其中輸送的一些污染物。
硝酸鹽：去除率可超過75%溶解磷，但為未能有效去除地下水的農藥污染。
n 關鍵注意事項：
Ÿ 淺層地下水通常分佈在溪流、湖岸和濕地附近。當淺層地下水流向河流時（反之亦然），緩衝綠帶是有效的。
Ÿ 當地下水以泉水或滲漏的形式出現時，它可能流過緩衝綠帶太快而無法有效處理。可能需要更寬的緩衝綠帶加強過濾。
Ÿ 溪流上游兩側地下水蘊含很深，溪谷邊側的的緩衝綠帶根系攔截不到足夠的地下水。在遠離這些溪流的地方，地下水蘊含較淺。這些區域才是緩衝綠帶過濾地下水的有效位置。
Ÿ 淺層地下水中大部分硝酸鹽的削減發生在進入緩衝綠帶的10到30公尺範圍內。
Ÿ 最大的硝酸鹽去除發生在地下水流密集的土層（含水層）或基岩限制在根系部分（淺於約1公尺）的地方。
Ÿ 選擇具有足夠深根性的植物來攔截地下水污染。
Ÿ 選擇耐季節性地下水位波動(耐旱、耐濕)和根系較發達的植物。
Ÿ 由於天然地下水的流動模式可能非常複雜，宜諮詢適當的專業人士。
Ÿ 有管線排水系統或溝渠的地區，地下水流量通常會繞過未經處理的緩衝綠帶。在排水溝或溝渠的末端放置人工濕地有助於減少這個問題。
1.16城市逕流和路側緩衝綠帶
城市逕流緩衝綠帶可以有效地截留泥沙，但通常對溶解污染物的效果較差。緩衝綠帶對於高逕流量匯集，並通過緩衝綠帶的城市雨水可能無效。緩衝綠帶需要設計為防止逕流淹沒或繞過緩衝綠帶區。
n
關鍵注意事項：
Ÿ 緩衝綠帶最適合低密度到中密度區域（不到20%的不透水覆蓋層）。
Ÿ 對於透水表面，流入緩衝綠帶的水流長度應小於50公尺，對於不透水表面，流入緩衝綠帶的水流長度應小於25公尺。
Ÿ 撒水器可用於沿緩衝綠帶寬度配置，避免水流過於集中。
Ÿ 其他最佳管理方案應與緩衝綠帶配合使用，儘量減少不透水覆蓋的開發。
Ÿ 有植被的路邊緩衝帶可以過濾逕流水減輕水污染。使用小型擋水壩來減緩水流的運動並增加滯留時間。路側低窪土溝種植耐營養鹽植物。
1.17緩衝和放牧
為了保護水質，有必要將河岸緩衝綠帶與牧場隔離開來。緩衝綠帶對牧場的污染去除能力有限（見1.26節），並可能加速河岸侵蝕。在一些河岸緩衝綠帶內可允許短期放牧。當土壤潮濕、植物出苗或結籽、植物乾旱或影響時，就不合適讓牲畜進入緩衝綠帶啃食植物。
1.18河岸侵蝕容許量
為減少河岸侵蝕而實施的緩衝綠帶可能需要包括額外的寬度，以便在植被成熟到其生效時容許部分河岸被侵蝕。成熟的植被可能不能完全阻止河岸侵蝕，因為有些侵蝕是自然的。在嚴重退化的集水區中，植被本身不會減少河岸侵蝕，需要解決其他原因。
1.19地表逕流緩衝綠帶寬度設計工具
在任何地點，地表逕流中污染物的去除水準主要取決於緩衝綠帶寬度。下頁的圖表可用於估計緩衝綠帶寬度，以達到理想的污染物去除水準。
該工具旨在快速生成各種場地條件下的設計寬度估計值。對土地坡度、土壤質地、田地大小和土壤表面狀況進行了調整。該工具可用於沉積物、沉積物結合污染物和溶解污染物。
這種工具是專門為農業逕流開發的，但也可以更普遍地應用於其他土地用途。
地表逕流緩衝綠帶寬度設計工具
緩衝綠帶寬度圖
緩衝綠帶寬度圖中的七行代表了描述典型農業用地範圍的七種不同的立地條件（如表A所示）。這條線把所有可能的污染物去除水準分成方便的增量。使用此圖等於選擇一條最適合給定網站條件的線。
如何使用緩衝綠帶寬度設計工具
1.從表A中，找出一個輔助線編號，用於與自己的網站最相似的條件。
2.使用表B，根據現場條件和污染物類型與輔助線的不同，選擇高於或低於輔助線的線號。為此：
把正負相加，得到總的調整數。
將調整總數添加到輔助線編號。結果是用於確定網站緩衝綠帶設計寬度的適當行號。
3.確定所需的污染物去除水準，然後使用圖中的相應行，估計將達到該水準的相應緩衝綠帶寬度。
1.20去除逕流污染物的植被
植被的污染物去除功能包括降低流速、增加沉積和滲透、為污染物轉化提供養分吸收和有機質。
許多類型的植被可以提供這些功能。草本和木本植物的混合可以提供最佳的整體組合（見下表）。植被選擇也應基於場地容量和土地所有者偏好。
其他因素（如寬度、坡度、位置、緩衝綠帶面積比和土壤）可能比植被類型發揮更重要的作用。
1.21草類或灌木圍籬
草類或灌木圍籬是垂直於斜坡種植的高大、茂密、硬根莖草的長條圍籬。這些草圍籬可以減緩和減少逕流，促進泥沙的滲透和沉積。主要用於在陡峭的土地上形成沖蝕溝，減緩和分散集中的水流。
1.22控制河岸侵蝕的植被
草本植物具有纖維狀根系，有利於保護河岸免受地表侵蝕。根系較深的木本樹種有利於提高土壤的黏聚力，減少坡體的破壞。選擇從根部或折斷的樹枝上重新生長的木本植物。最好的方法通常是多種植物的結合。
1.23河流內污染物去除
緩衝綠帶可以攔截污染物進入河流水體。植物碎屑支持反硝化和農藥降解，而大型喬木枝葉碎屑能促進沉積物沉積（見2.11節）。河流中污染物的去除率變化很大。在低流量時，對河流污染去除率影響更大。
1.24植物種類選擇
儘可能選擇原生的本地植物種類配置緩衝綠帶，並選擇能適應當地環境的植物種類。使用不同的植物種類組合，減少病蟲害問題。選擇多年生植被提供永久覆蓋，並隨著時間的推移提高滲透率。地表逕流高的地區應積極種植有利於營養鹽吸收的植被。
1.25泥沙清除
滯留在緩衝綠帶中的泥沙會隨著時間愈積愈多，通常會導致水流集中。可能需要定期清除堆積的沉積物。在在上坡源頭區域採用侵蝕控制措施，以減少緩衝帶的泥沙負荷，減少將來從緩衝綠帶清除泥沙的需要。防止因耕作或沉積而使緩衝綠帶形成溝渠或護道。
1.26為去除營養鹽的收割
收割和移除緩衝綠帶植被可以促進植物再生和營養鹽去除能力再度提升。雖然放牧可以用來清除植被，但高達60%至90%的攝取養分將作為糞便和尿液返回系統。植物收割應與其他管理選擇結合起來考慮。
1.27植物演替
受污染的地表逕流區有利於更能耐受污染的植物種類，並可能隨著時間的推移而改變緩衝植物群落。人們可能需要選擇耐污染負荷的植物。隨著時間的推移，喬木和灌木自然會在草本植物的緩衝綠帶中生長。可能需要定期移除喬木和灌木，以保持密集的草本緩衝帶與灌木、喬木分擔去污功能。
1.28緩衝綠帶與步道使用
緩衝綠帶內的步道或人為活動將壓實土壤，減少滲透和植被密度。
木本植物可以保護緩衝綠帶不被踩踏，防止土壤壓實。純草本緩衝綠帶更容易移除，因此更容易受到土地管理變化的影響。