112 地方特考三等 水土保持工程類科 水土保持工程 考古題詳解

核心觀念

本題考查水土保持與水文工程中的地形、水流通道及土壤水分名詞。作答時須分辨水流所在的位置與移動方式：水在地表低窪處流動、穿越河道，或進入土壤孔隙後向下或向旁移動，所指的現象各不相同。

解題方法

依名詞的英文原文與水流路徑界定意涵，並說明其地形或工程功能：

（一）低地（swale）

低地是地表呈狹長、淺凹形的低窪地帶，通常沿一定方向延伸，可匯集並引導地表逕流。其地形尺度一般較小、坡度較緩，與河谷或明確成形的河道相比，水流通道不一定清楚，也不一定全年有水。

在水土保持工程中，低地可作為逕流匯集與排導的地形通道；若加以整治，也可設計成植生排水溝或草溝，以減緩流速、促進入滲並降低沖蝕。

（二）過河設施（stream crossing）

過河設施是供道路、步道、農路或機具通行路線跨越溪流、河道或排水溝的設施，常見形式包括橋梁、涵管、涉水路面及低水位通道。

設計時須兼顧通行需求與水流通過能力，考量流量、洪水位、河道沖刷與淤積、漂流物、岸坡穩定及魚類或水生生物通行等因素。若斷面不足或位置不當，容易造成壅水、溢流、沖刷或阻礙水流。

（三）滲漏（percolation）

滲漏是水由地表進入土壤後，在重力及水勢差作用下，經土壤孔隙向下移動的過程，常由表層往較深土層或地下水帶傳輸。降雨入滲後，水分在土層中的向下傳遞，即屬此類過程。

核心觀念

本題考查坡地土壤的成因分類，以及土體形成、搬運和沉積方式如何影響其工程性質。判別時抓住三個關鍵：是否原地風化、是否受重力搬運、是否由流水搬運。

解題方法

先依土壤母質是否移動，區分原地風化形成的殘積土與搬運沉積形成的土壤；再依搬運介質區分崩積土與沖積土。說明工程特性時，從材料均勻性、密實度、滲透與地下水、強度及邊坡穩定等方面比較。

各類土壤定義與工程特性

一、殘積土

**定義：**岩石在原地經物理風化、化學風化或生物作用，逐漸分解形成土壤，土體未經顯著搬運，仍覆蓋於母岩或風化岩之上。土層常由地表向下呈現風化程度逐漸降低、土壤逐漸過渡為風化岩的剖面。

工程特性：

• 性質受母岩種類、風化程度及風化深度影響，常呈現垂直方向的顯著差異。
• 常保留母岩的構造、節理或片理；即使土樣看似均勻，原有構造仍可能影響滲流與剪力強度。
• 透水性及強度可能具有方向性，且不同風化帶之間容易形成性質差異大的界面。
• 強風化區遇水後可能軟化或崩解；開挖、卸載或地下水條件改變，也可能造成邊坡穩定問題。
• 工程調查宜查明風化層厚度、母岩面起伏、構造面及地下水情形，不能只以地表土樣代表整個土層。

二、崩積土

**定義：**坡地上方的土壤、風化岩或岩屑，受重力作用，經崩落、土石滑動、潛移等方式向坡下搬運，並堆積於坡腳、谷地或坡面緩處所形成的土體。雨水沖刷常會參與搬運，但其主要特徵是坡面重力搬運。

工程特性：

• 常由土粒、礫石及岩塊混雜組成，粒徑差異大，排列紊亂，通常缺乏明顯分選；局部可能夾有細粒土層。
• 堆積厚度和組成變化大，容易出現鬆散區、孔隙或不同材料的接觸面，工程性質不均勻。
• 粗粒骨架間若充填細料，滲透性可能呈高度不均；雨水入滲後也可能在低透水層或土岩界面形成滯水。
• 鬆散或含水量高時，抗剪強度降低，坡腳開挖、坡面加載或強降雨可能誘發滑動。

核心觀念

本題考「崩塌（landslide）」的廣義定義及土石移動分類。題目已說明此處的崩塌泛指一切土石移動（mass movement），因此應依主要運動方式分類，不能只把崩塌解作沿滑動面下滑的「滑動」。

常用的 Varnes 分類以運動方式為主，並可再依移動材料區分。材料大致分為：

• 岩石（rock）：完整或節理發達的岩體。
• 土石（debris）：粗細顆粒混雜，常含礫石、砂及細粒土。
• 土（earth）：以細粒材料為主，如粉土、黏土。

解題方法與分類說明

作答時先列出主要運動類型，再用運動特徵說明辨別方式；最後補充材料種類及複合型。主要類型如下：

1. 墜落（fall） 土石自陡坡或懸崖分離後，主要以自由落下、彈跳或滾動方式移動，沿途未必有明顯連續滑動面。例如岩塊墜落、土石墜落。

2. 傾倒（topple） 土石塊體向坡外前傾，並繞著位於塊體下方或底部的支點、軸線旋轉倒下。與墜落的差別在於，傾倒具有明顯的前傾旋轉過程。

3. 滑動（slide） 土石沿著可辨識的滑動面或剪裂面向下移動，常分為：

• 旋轉滑動（rotational slide）：滑動面呈弧形，移動塊體常伴隨旋轉，地表可能出現後傾。

核心觀念

本題考查水文循環與水土保持六大工作目標的對應關係。降雨落至地表後，會分配為截留、入滲、地表逕流、地下水補注、蒸發與蒸散等水文因子；水土保持即透過控制這些水量的去向、速度與攜帶物，調節水量、保存土壤並改善水質。

可用集水區水量平衡概念表示：

其中 $P$ 為降雨量，$I_c$ 為植生或地表截留量，$R_s$ 為地表逕流量，$F$ 為入滲量，$ET$ 為蒸發散量，$\Delta S$ 為地表、土壤及地下水等蓄水量變化。各項會因集水區條件而變動，此式用來呈現水量分配關係。

解題方法：由水文因子連結六大目標

依水在坡面與土層中的移動路徑，從降雨截留、入滲、逕流、蓄存到蒸發散，逐一說明其如何達成調水、蓄水、保土、蓄土、減污及除污。

• 調水：控制逕流的量與時間。 透過植生覆蓋、等高耕作、坡面截排水、滯洪或滯留設施，增加截留、入滲及暫存，減緩降雨迅速轉為地表逕流，降低洪峰流量並延後洪峰發生時間；乾旱時則可利用蓄存水量補充基流，改善枯水期供水。

• 蓄水：增加水分在集水區中的留存。 促進雨水入滲至土壤與地下含水層，並以水庫、埤塘、滯洪池及土壤孔隙等方式蓄存水量；植生與土壤改良亦可提升土壤保水能力。水留在地表或土層中的時間增加，可供植物利用並補注地下水。

核心觀念

本題考查山坡地開發的水土保持原則：減少挖填方，維持原地形與地表排水，降低裸露地面、邊坡不穩及土砂流失的風險。挖填方量越大，通常代表地形改變越多，施工擾動與後續維護需求也越高。

解題方法

可從「施工擾動、邊坡穩定、逕流與沖蝕、土方管理」四方面說明減少挖填方的理由，再列出無法避免時的補救工法。答題時應把原因與相應的工程措施連結，呈現「先減少擾動，再穩定坡面並妥善排水」的治理順序。

應減少挖填方的理由

1. 減少植生與表土破壞：大量開挖會移除植生、腐植土及原有表土，使地表直接暴露於雨滴與逕流之下，增加沖蝕及泥砂產量。
2. 降低邊坡崩塌風險：挖方可能形成陡峭切坡、削弱坡腳或改變原有應力狀態；填方若未分層夯實，則容易發生沉陷、滑動或沖刷。
3. 避免改變地表排水與地下水路徑：地形改變可能集中地表逕流，或截斷原有排水路徑；滲水與孔隙水壓增加時，會進一步降低坡體穩定性。
4. 降低施工期間的土砂災害：開挖、堆土及運土會增加裸露地與鬆散土砂，遇豪雨時容易造成工區沖蝕、泥砂外流，影響下游。
5. 減少棄土與工程負擔：挖填不平衡會產生多餘土方，增加運輸、棄置及邊坡防護需求；大規模土方工程也會增加施工成本與維護工作。

無法避免時的補救工法