110 地方特考三等 景觀 景觀工程 考古題詳解

核心觀念

合理化公式（Rational Method）是以降雨強度、集水區面積及逕流係數估算集水區尖峰逕流量的基本方法，公式為：

其中：

• $Q_p$：尖峰逕流速率，單位為 $\mathrm{m^3/s}$
• $C$：逕流係數，無因次
• $i$：降雨強度，單位為 $\mathrm{mm/hr}$
• $A$：集水區面積，單位為 $\mathrm{km^2}$

合理化公式的基本假設是：降雨強度在集流時間內均勻分布，且當降雨延續時間達到集流時間時，整個集水區的逕流均已集中至出口，因而形成尖峰逕流。

本題另須利用降雨深度估算總逕流量：

其中：

• $V$：總逕流體積，單位為 $\mathrm{m^3}$
• $P$：降雨深度，單位為 $\mathrm{m}$
• $A$：集水區面積，單位為 $\mathrm{m^2}$

解題方法

本題分為兩部分：

1. 以集流時間 $30$ 分鐘所對應的降雨強度，估算尖峰逕流速率。
2. 以實際降雨時間 $20$ 分鐘所造成的降雨深度，估算總逕流量。

一、單位換算

排水區面積為：

逕流係數為：

集流時間為 $30$ 分鐘，因此尖峰逕流估算採用 $30$ 分鐘降雨強度：

二、尖峰逕流速率

代入合理化公式：

因此：

三、總逕流量

實際降雨時間為 $20$ 分鐘，因此採用：

核心觀念

本題考查基地開發前後的水文循環變化，以及如何透過暴雨水管理降低開發造成的洪峰、逕流量與水質衝擊。解題應掌握「開發改變下墊面，進而改變降雨在截留、入滲、蒸發、地表逕流與地下水補注之間的分配」。

基地開發前通常具有較多植被、土壤與自然窪地；開發後則增加建築物、道路、廣場等不透水面，使降雨較快轉化為地表逕流，並透過排水系統集中排放。

常用的水文關係如下：

其中：

• $P$：降雨量
• $Q$：地表逕流量
• $F$：入滲量
• $ET$：蒸發散量
• $\Delta S$：基地蓄水量變化

開發後常見情形為逕流量 $Q$ 增加，入滲量 $F$、蒸發散量 $ET$、地表蓄水量及地下水補注量減少。

在小集水區估算暴雨洪峰時，常使用合理化公式：

其中：

• $Q_p$：尖峰逕流量，單位為 $\mathrm{m^3/s}$
• $C$：逕流係數
• $I$：集流時間內之平均降雨強度，單位為 $\mathrm{mm/hr}$
• $A$：集水面積，單位為 $\mathrm{km^2}$

基地開發通常使逕流係數 $C$ 增大、集流時間 $T_c$ 縮短，並因排水管線集中導流而使尖峰流量提早發生且數值升高。

基地開發對水文造成的改變

一、增加不透水面，降低入滲量

建築物屋頂、柏油道路、混凝土鋪面及密實夯土地表會阻礙雨水進入土壤，使入滲量減少。降雨不再充分補注土壤水分及地下水，而是迅速形成地表逕流。

其水文結果包括：

• 地下水補注量減少。
• 地下水位可能下降。
• 枯水期河川基流量減少。
• 土壤含水量與植栽可利用水分降低。

二、增加地表逕流量與逕流係數

開發後，同一場降雨中可直接排入排水系統的水量增加。以合理化公式表示，即逕流係數 $C$ 增加，使尖峰逕流量 $Q_p$ 上升。

例如天然草地、林地的逕流係數通常低於屋頂、道路與混凝土鋪面；當基地由自然地表轉為都市開發地表，降雨轉化為逕流的比例即明顯提高。

三、縮短集流時間，提早洪峰到達

自然地表具有植被阻滯、土壤入滲、地形窪地及曲折流路，雨水流動速度較慢。開發後，排水溝、雨水下水道及管線形成較平順且集中的流路，使水流速度增加。

因此：

• 集流時間 $T_c$ 縮短。
• 洪峰較早抵達下游。
• 同一時間內匯集的水量增加。
• 下游排水系統及河川承受較大洪峰壓力。

四、減少截留、窪蓄與地表蓄水

植被枝葉可截留部分降雨，天然地表的低窪處也可暫存雨水。開發時若移除植被、填平窪地、整平地形，將使：

• 植物截留量減少。
• 枝葉蒸發及延遲逕流作用降低。
• 地表窪蓄量減少。
• 雨水更快進入排水系統。

五、改變蒸發散作用

開發後植被面積減少，土壤裸露面積及建築鋪面增加，植物蒸散量降低。雖然開發區仍有部分水分透過水面及鋪面蒸發，但整體蒸發散通常低於植被完整的自然基地，因而更多降雨轉化為短時間逕流。

六、改變地下水與河川基流

入滲減少會使地下水補注下降，地下水對河川的補給減少，造成枯水期基流降低。此現象常形成「雨季洪峰增加、旱季流量減少」的雙重水文衝擊。

七、提高洪水與局部積淹水風險

當開發後的尖峰逕流超過既有排水系統容量，便可能造成：

• 道路積水。
• 地下空間淹水。
• 排水管線滿管或溢流。
• 下游河川洪峰增加。
• 鄰近低窪地區淹水風險升高。

若排水設施採取快速集中排放方式，還可能將基地問題轉移至下游。

八、增加沖刷、泥砂及水質污染

施工期間裸露地表增加，暴雨容易沖蝕土壤並攜帶大量泥砂。營運期間，道路及停車場上的油污、重金屬、橡膠微粒、垃圾、營養鹽與其他污染物，也會隨初期雨水進入排水系統及水體。

因此，基地開發不只改變水量，也會改變水質與河川生態環境。

九、破壞自然排水與生態水文

填築、截彎取直、排水溝渠化及河岸硬體化，可能切斷原有地表水路、濕地及滯洪空間，降低生態系統的蓄水、淨化與調節功能。

解題方法

本題可依「開發前後水文歷程比較」及「暴雨水管理階層」兩部分作答。

第一部分先從降雨落地後的去向分析：

1. 植被截留是否改變。
2. 土壤入滲是否改變。
3. 地表窪蓄及蒸發散是否改變。
4. 地表逕流的數量、速度及集中方式是否改變。
5. 地下水補注、河川基流及下游洪峰是否受到影響。
6. 施工與使用期間的污染物輸送是否增加。

第二部分再提出管理對策，並以「源頭減量、現地滯蓄、分散處理、延緩排放、確保安全」為主軸。如此能同時回答水文變化與工程管理原則，避免只列舉滯洪池、排水管等單一設施。

暴雨水管理的基本原則

一、源頭管理，盡量在降雨發生處處理

暴雨水管理應優先於源頭減少逕流形成，而非等雨水集中後才進行排放。可採用：

• 減少不必要的不透水面。
• 採用透水鋪面。
• 保留原有樹木、草地及天然窪地。
• 減少大面積硬鋪面。
• 以分散式設施取代單一大型排水設施。

基本概念是讓雨水「就地滲、就地蓄、就地用」。

核心觀念

本題考查「方格法」之挖填平衡。將基地整平為同一水平高程 $H$，使挖方量與填方量盡量相等，且挖填量差異小於 $10\%$。

方格為 $100\ \mathrm{m}\times100\ \mathrm{m}$，面積為：

四角點高程平均值可先作為整平高程估計值：

故整平高程取至小數點下一位為：

此高程可使挖填量差異控制在 $10\%$ 以內。

解題方法

以 $H=109.8\ \mathrm{m}$ 為整平面，各角點相對於整平面的高差如下：

負值表示填方，正值表示挖方。

設方格內水平座標為 $0\leq x,y\leq1$，並以雙線性內插表示地形高程差，則：

其中 $z>0$ 為挖方區，$z<0$ 為填方區。

一、挖填分界線

挖填分界線為 $z=0$。

在右側邊界：

在下側邊界：

因此挖方區位於右下角，填方區為其餘部分。

二、挖填水平面積

挖方區面積以雙線性內插之分界線計算，約為：

填方面積為總面積扣除挖方面積：

三、挖填方體積

核心觀念

工料分析係將一個「完整施工項目」拆解為完成單位數量工作所需之人工、材料、機具及其他直接資源，並分別計算其消耗量與單價，以建立單位成本及工程總價。

其核心不是單純列出材料清單，而是回答：

1. 完成一單位工作需要多少人工、材料及機具。
2. 各項資源的單價為何。
3. 施工條件及耗損因素如何影響實際成本。

基本公式如下：

若工程數量為 $Q$，則：

工料分析主要用於施工管理、單價分析、工程預算、投標估價、進度控管及成本差異分析。

解題方法

本題宜採「先說明工料分析的意義，再依資源類別逐項說明組成與考量因子」的方式作答。完整分析流程如下：

1. 依設計圖說、施工規範及工程數量建立工作項目。
2. 確認各工作項目的施工方法及計量單位。
3. 分析完成一單位工作所需的人工、材料、機具及相關直接費用。
4. 計算各項資源消耗量。
5. 套用工資、材料及機具單價。
6. 彙整為單位價格，再乘以工程數量。

例如「透水鋪面每平方公尺施工費」可拆解為：

• 人工：鋪面工、雜工等。
• 材料：透水磚、級配料、砂、填縫材料等。
• 機具：夯實機、切割機、運輸車輛等。
• 其他直接費用：必要的材料搬運、短程運輸、施工耗損等。

工料分析的主要組成及考量因子

一、人工分析

人工分析係計算完成單位工作所需之人員種類、工時或工日，以及相應的人工單價。

主要內容

1. 工種及技術等級 例如技術工、鋪面工、模板工、鋼筋工、泥作工、園藝工、樹木修剪工及普通工等。不同工種的工資及工作效率不同，必須分別列計。

2. 班組組成 應考慮一個施工班組所需的人數及人員配置，例如一名技術工搭配若干名普通工。班組配置會影響工作效率及單位人工消耗量。

3. 生產效率 生產效率是人工分析的核心。可用每工日完成數量，或完成一單位工作所需工時表示。

若某班組每日完成量為 $P$，班組人數為 $n$，則每單位工作所需人工工日為：

4. 工資單價 工資單價應依工種、地區、工資基準、工期及加班情形計算，並注意勞工保險、勞工退休金及其他依法應負擔的人工相關費用是否已納入估價基準。

重要考量因子

• 工種及技術熟練程度。
• 班組人數與分工方式。
• 工地位置、地形及交通條件。
• 地面高程差、坡度及施工難度。
• 材料搬運距離。
• 施工空間是否狹窄。
• 雨季、冬季及高溫對工作效率的影響。
• 夜間施工、趕工及分段施工。
• 施工安全措施對有效工時的影響。
• 植栽季節、苗木規格及栽植技術要求。

景觀工程常有大量人工細作，例如植栽定位、修枝、整地、鋪面收邊及景觀設施安裝，因此不可僅以一般土木工程的平均人工效率直接套用。

二、材料分析

材料分析係計算完成一單位工作所需的材料種類、規格、數量、耗損及單價。

主要內容

1. 材料種類及規格 必須依圖說及施工規範確認材料的尺寸、強度、材質、顏色、等級及品質要求。例如混凝土強度、鋪面磚厚度、景觀木材防腐等級、土壤改良材料及苗木規格等。

2. 理論用量 依設計尺寸及施工方法計算完成一單位工作所需的理論數量。例如混凝土體積、鋪面材料面積、路基材料厚度及植栽株數。

3. 損耗及耗損率 實際採購量通常大於設計理論量，原因包括切割損耗、破損、搬運損失、拌合損失及施工誤差。

若理論用量為 $M$，損耗率為 $l$，則材料採購用量為：

例如理論用量為 $100$，損耗率為 $5\%$，採購量即為：

4. 材料單價 材料單價除出廠或供應價格外，應確認是否包含包裝、裝卸、運輸、保險、稅費及工地交貨等費用。

重要考量因子

• 材料品質、規格及數量。
• 材料來源及供應商距離。
• 運輸距離、運輸方式及運費。
• 裝卸、堆置及保管條件。
• 材料損耗、切割損失及破損率。
• 市場價格波動及採購數量。
• 最低訂購量及批量折扣。
• 材料進場時程與施工進度的配合。
• 現場儲存空間及防潮、防曬、防盜措施。
• 景觀植栽的季節性、苗木供應量及成活風險。
• 表土、種植土、肥料及土壤改良材料的品質。