109 地方特考三等 水土保持工程 考古題詳解

核心觀念

本題考查坡面侵蝕溝槽的尺度分類，以及從集水區到溝道的蝕溝與野溪治理方法。判別重點是溝槽的大小、是否能被一般耕作整平，以及水流是否已發展成具有明顯集水區與輸砂作用的山區溪流。

各類溝槽的尺寸界線屬於常用的概略判準，會因坡度、土壤、降雨與教材分類而略有差異；作答時宜同時說明其形成與治理特性。

解題方法

先依尺度由小到大說明紋溝、蝕溝與野溪，再依治理範圍由上游至下游，說明蝕溝及野溪的控制措施。治理不能只處理溝槽本身，還須減少集水區逕流與土砂來源，並穩定溝床、溝岸及出口。

溝槽類型與規模

紋溝與蝕溝的主要分界是能否由一般耕作整平，並非只以單一深度數值判定。野溪則已是集水區尺度的山區水道，治理不能視為單一坡面溝槽處理。

蝕溝控制方法與措施

蝕溝治理應先減少進入溝槽的逕流，再穩定溝頭、溝床與溝岸，最後恢復植生並維護設施。

1. 集水區逕流控制

• 以等高耕作、植生帶、覆蓋、坡面排水及適當的截水設施，降低坡面逕流量與流速。
• 將坡面逕流安全導入穩定排水路，避免集中排入蝕溝溝頭或沖刷溝岸。
• 保持排水設施出口穩定，避免出口處形成新的沖蝕點。

2. 溝頭與溝床穩定

• 在溝頭設置跌水、消能或護床設施，降低落差造成的溯源侵蝕。
• 於適當位置設置小型固床工、檻工或攔砂設施，控制縱坡、減少溝床下切並攔截部分土砂。
• 設施須有穩固基礎及防止繞流、淘刷的配置；否則水流會由設施側方或下方沖蝕，導致破壞。

3. 溝岸與坡面保護

• 依流速與土質採用植生、枝梢或土工材料護坡；沖刷較強處可採石籠、砌石或其他適當護岸。
• 配合坡面植生復育，減少裸露地與崩塌土砂來源。

核心觀念

本題考查橫向構造物造成的縱向土砂不平衡與調整型防砂壩的改善原理。

溪流土砂來源減少時，既有防砂壩或潛壩上游仍會淤積，壩下游則因供砂不足而持續沖刷，形成「上淤下淘」。傳統以連續增建橫向構造物攔砂，雖可減緩局部河床變動，卻也可能加重土砂輸送中斷、棲地破碎及魚類通行受阻等問題。

調整型防砂壩的核心，是改變既有壩體的攔砂與通砂條件，使土砂能按設計需求逐步通過，改善上下游土砂收支；同時保留必要的固床、穩定河岸及控制縱向坡度功能。它不是單純拆除防砂壩，也不是再加築一系列攔砂壩。

解題方法

作答可依「調查評估 → 選定調整方式 → 設計通砂與穩定 → 施工及檢核」說明，並分清楚兩項設計目標：一是恢復適當土砂連續性，二是避免調整後造成壩基淘刷、河床急遽下切或兩岸失穩。

施作方式及重點

一、先調查壩址與上下游河段

施工前應掌握集水區土砂來源與變化、河床縱斷面及橫斷面、河床質粒徑、歷年淤積與沖刷情形、洪水流況，以及既有壩體、基礎與兩岸護岸狀況。並調查魚類及其他水域生物的棲地、遷移需求。

調查結果用來判斷土砂不平衡的範圍、需要恢復的輸砂量與粒徑，以及壩體調整後可能產生的下切、淘刷與岸坡風險。

二、選擇合適的壩體調整方式

依壩型、地形、土砂條件與安全需求，常見方式包括：

• 開設或擴大排砂口、低水槽：在壩體下部設置通砂通道，使一定規模的土砂與水流能通過，減少壩上游持續淤積及壩下游缺砂。
• 局部降低壩頂或設置缺口：調整水流集中通過的位置與高程，促進縱向水流及土砂連續；缺口的形狀、寬度與高程須配合河道條件，避免洪水過度集中沖刷。
• 局部拆除壩體：在評估壩體安全、河床穩定與上下游影響後，拆除適當部分，增加水流與土砂通過能力。
• 壩體與河床整體調整：配合上游淤積區、下游沖刷區及河道縱坡，調整局部河床、壩體構造或護岸，使土砂通過後仍能維持必要的河床穩定。

核心觀念

本題比較兩種由不同位置、不同作用方式引發的坡地破壞：

• 上邊坡荷重增加：坡頂或坡面上方增加建築物、填土、堆置材料等荷重，增加滑動土體的下滑力，常形成由上往下推動的推移型崩塌。
• 下邊坡基腳淘刷：河流、排水或施工沖刷坡腳，使坡腳支撐減少、坡面變陡，常形成由坡腳失穩並向上擴展的牽引型崩塌。

這兩者是依主要誘因與破壞發展方式區分；實際崩塌也可能同時受加載、淘刷、地下水及地層構造等因素影響。

判斷坡體穩定性，可用安全係數表示：

上方加載主要增加下滑作用；坡腳淘刷則主要削弱坡體支撐與抗滑能力。兩者都會使 $F_s$ 降低，但破壞起點及適當治理位置不同。

解題方法

依序回答「崩塌型態、治理工法、開發預防措施」，並以荷重作用位置和坡體支撐變化作為判斷主軸：

1. 坡頂荷重增加，說明荷重如何使坡體往下推移。
2. 坡腳遭淘刷，說明支撐被移除後，破壞如何從坡腳向上發展。
3. 治理措施對準誘因：上方加載要減載、退縮；坡腳淘刷要保護坡腳、維持支撐。
4. 開發預防則從選址、坡面整地、排水及施工管理著手，避免誘因形成。

崩塌型態及成因

上邊坡荷重增加：推移型崩塌

在坡頂建屋、堆置土石，或於坡上填土，會增加滑動土體重量及下滑力。若坡體抗剪強度不足，滑動面可能由坡腳附近發展，坡體受上方荷重推動而向下移動，屬推移型破壞。

常見徵兆包括坡頂張力裂縫、地表逐漸下陷或向下坡方向位移；若荷重集中或填方過高，局部也可能先發生變形，再擴大成整體滑動。

下邊坡基腳淘刷：牽引型崩塌

坡腳受溪流沖刷、排水集中沖蝕，或施工開挖而失去支撐時，坡體下部的抗滑能力降低，坡面變陡。坡腳先發生破壞後，上方坡體因失去支承而逐步崩落，常呈由下往上擴展的牽引型破壞。

常見於河岸、道路邊坡及排水出口附近；淘刷持續發展時，崩塌範圍可能逐次向坡頂後退。

治理工法差異

推移型：減少上方作用，降低滑動驅動力

核心觀念

本題考查水土保持工程依工程生命週期辦理生態檢核，將生態保育考量逐階段納入工程決策、設計、施工與完工後追蹤。核心目標是掌握工程範圍及周邊的生態議題與保全對象，減少工程對棲地與生物的影響，並檢視保育措施是否有效。

生態保育對策依序採取「迴避、縮小、減輕、補償」：優先避開重要生態區位；無法避開時縮小工程範圍；再以措施減輕影響；仍有無法避免的影響時，才研議補償。以下依題目所列四階段說明。法規及作業原則以命題當年（民國 109 年）適用規定為準；「公共工程生態檢核注意事項」後續曾修正，解題仍依命題當年規定。

解題方法

依「先辨識生態問題，再將保育措施納入設計，施工落實，完工追蹤成效」的流程作答。各階段的重點分別是：規劃階段建立生態基礎與方案、設計階段轉化為具體設計內容、施工階段確實執行並處理異常、完工後確認成效並回饋後續管理。

各階段生態檢核內容

一、規劃階段：掌握生態議題，研擬工程方案

1. 組成具生態及工程背景的跨領域團隊，蒐集既有生態資料、文獻及相關計畫資訊，並辦理現場勘查。
2. 評估工程範圍及周邊環境的棲地、生物相與生態功能，辨識重要生態議題、敏感區位及生態保全對象；必要時辦理補充調查。
3. 依調查與評析結果，提出符合「迴避、縮小、減輕、補償」原則的生態保育對策，並據以比較工程方案及配置，優先選擇對生態影響較小的可行方案。
4. 邀集相關單位、在地民眾及關心議題的民間團體參與規劃溝通，蒐集意見並納入方案評估。

二、設計階段：將規劃成果納入工程設計

1. 依規劃階段辨識的生態議題與保育對策，辦理必要的細部生態調查及評析，確認保全對象、位置與可能受影響範圍。
2. 由生態及工程人員共同檢視方案可行性，提出具體生態保育措施，將其落實於工程配置、設計圖說、施工規範及相關文件。
3. 明確標示生態保全對象及應注意事項，供施工與監造使用；

核心觀念

本題考查沉砂滯洪池的兩種功能與容量分配：沉砂空間負責攔蓄泥砂，滯洪空間負責削減洪峰、延遲洪水到達時間。兩者共構時，須分別計算來砂量與來水所需的滯洪量，再據以配置池體容量。

滯洪是讓洪水暫時進入設施，經節制出流後再排放，重點在削峰、延時；蓄洪則著重設施可容納的水量。設計滯洪設施時，不能把平時蓄水或閘門控制水位以下的水量直接當成滯洪量。

**以命題當年（民國 109 年）《水土保持技術規範》為準。**當年規範涉及泥砂生產量與滯洪量估算，主要見第 92、93、96 條。

解題方法

一、來砂量：以泥砂生產量估算

依當年《水土保持技術規範》第 92 條，泥砂生產量採通用土壤流失公式（USLE）估算：

其中：

• $A$：土壤流失量。
• $R$：降雨沖蝕指數。
• $K$：土壤沖蝕性因子。
• $L$、$S$：坡長、坡度因子。
• $C$：覆蓋與管理因子。
• $P$：水土保持處理因子。

依集水區面積與適用的土地處理情況估算泥砂生產量，並與規範最低值比較，採較嚴格者。民國 109 年規範規定：

• 臨時性沉砂設施：泥砂生產量採 USLE 估算值的二分之一；開挖整地部分，每公頃不得小於 $250\ \mathrm{m^3}$；未開挖整地或完成水土保持處理部分，每公頃不得小於 $15\ \mathrm{m^3}$。
• 永久性沉砂設施：完成水土保持處理或未開挖整地部分，每公頃不得小於 $30\ \mathrm{m^3}$。

依第 93 條，當年規範的沉砂池容量以泥砂生產量的 1.5 倍計算：

計算時應按各種土地狀況分區，分別套用相應的泥砂生產量基準，再加總。若題目給定不透水鋪面面積，應依規範及設計條件處理其扣除。

二、來水量：以洪峰差與三角歷線估算滯洪量

依第 96 條，將開發前、開發中、開發後洪峰流量繪成同基期、不同高度的三角形歷線，以歷線間的三角形面積求滯洪量：

其中：