108 地方特考四等 環保技術 環境規劃與管理概要 考古題詳解
第 一 題25 分
請定義生態工法(ecological engineering),並說明生態工法的重要原則。
政府公共建設推動生態工法不遺餘力,但也被指出一些問題,請說明常見的問題,以及如何避免或改正這些問題。
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核心觀念
本題考查兩部分:一是生態工法的定義與規劃原則;二是公共工程推動時常見的執行偏差,以及相應的改善方法。作答須掌握一個重點:生態工法不是某一種固定材料或施工技術,而是以生態系統為基礎、兼顧工程安全與環境保育的規劃設計理念。
行政院公共工程委員會於民國 91 年提出的定義為:生態工法係基於對生態系統的深切認知,為落實生物多樣性保育及永續發展,採取以生態為基礎、安全為導向的工程方法,以減少對自然環境造成傷害。考題雖以 ecological engineering 表述,作答時可沿用我國公共工程推動脈絡中的上述定義。
本題不涉及特定法條或計算公式,以命題當年(民國 108 年)法規為準的法規說明不適用。
解題方法
依「定義—原則—問題—對策」四層次作答。原則部分呈現生態工法的規劃精神;問題與對策則逐項對應,指出缺失如何發生,以及如何在計畫、設計、施工或維護階段改善。
生態工法的重要原則
- 生態為基礎、安全為導向:先掌握工程基地的生態、水文、地形、地質與環境條件,再選擇適切工法;同時確保工程功能與公共安全。
- 因地制宜、尊重自然:依基地條件與生態系統特性規劃,不套用單一標準設計,避免不必要的地形改變與河道截彎取直。
- 減輕衝擊並優先保育:工程規劃、設計與施工均應降低棲地破壞、污染、噪音及生物遷徙阻隔;優先迴避重要棲地,並採取減輕、復育措施。
- 維護生物多樣性與生態連結:保留棲地多樣性及河川、陸域間的生態廊道,避免以單一物種或單一景觀取代完整生態系。
- 適當利用自然資源與在地材料:視安全、耐久及生態需求,使用適合當地環境的材料與工法,減少不必要的硬體設施。
- 重視全生命週期管理:納入施工管理、後續維護、生態監測及成效檢討,視監測結果調整管理措施。
- 納入公眾參與與跨專業合作:及早蒐集居民、在地團體及生態專業者意見,讓工程需求與保育目標共同進入決策。
常見問題及避免或改正方式
| 常見問題 | 避免或改正方式 |
|---|---|
| 把生態工法當成固定工法或表面綠美化,只在傳統工程外加植栽、石材,卻未改善棲地或生態功能。 | 以生態調查和工程目標為依據,先釐清要保育或改善的生態功能,再選擇工法; |
第 二 題25 分
什麼是產品的生命週期評估(life cycle assessment)?這項評估在環境管理上有何重要性?如何評估產品生命週期?
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核心觀念
產品生命週期評估(Life Cycle Assessment, LCA)是以系統化方法,評估產品系統在整個生命週期中所需的資源投入、能源消耗及污染物排放,並分析其對環境造成的潛在衝擊。生命週期通常涵蓋原料取得、材料加工、產品製造、運輸與配送、使用、再使用或回收,以及最終處置。
LCA 的核心是「由搖籃到墳墓」(cradle to grave)的整體觀點,避免只檢視單一製程或單一污染介質,而忽略污染轉移至其他階段或介質的情形。其主要架構依 ISO 14040、ISO 14044,包括四個相互連結且可反覆修正的階段:
- 目的與範疇界定
- 生命週期盤查分析(LCI)
- 生命週期衝擊評估(LCIA)
- 結果闡釋
本題屬環境管理與評估方法的概念題,沒有特定法條或計算公式須引用。
解題方法
作答時依序說明「LCA 的定義、環境管理上的重要性、評估步驟」,並在每一步交代主要工作。這樣可完整回答題目所問的「是什麼」、「有何重要性」及「如何評估」。
一、目的與範疇界定
先說明研究目的,例如支援產品設計改善、比較替代產品或製程,或辨識環境衝擊熱點;再界定研究範圍,包括產品系統、功能單位、系統邊界、資料需求、假設及資料品質要求。
- 功能單位:用來量化產品所提供的功能,作為計算及比較的共同基準。例如比較不同飲料包裝時,可設定為「盛裝並保存一公升飲料」。
- 系統邊界:決定納入哪些生命週期階段與流程。可依研究目的採原料到工廠、原料到使用,或涵蓋最終處置的完整生命週期範圍。
功能單位與系統邊界若不一致,後續盤查與產品比較就會失去共同基準。
二、生命週期盤查分析(LCI)
依功能單位蒐集並量化各階段的投入與產出。投入包括原物料、水、能源及輔助材料;產出包括產品、副產品、廢棄物,以及排放至空氣、水體和土壤的污染物。
盤查結果須以功能單位為基準整理,並確認資料來源、代表性與品質。盤查分析著重建立「投入與排放清單」,本身尚未直接表示整體環境衝擊的嚴重程度。
三、生命週期衝擊評估(LCIA)
將盤查所得的污染物與資源消耗資料,連結至相關環境衝擊類別,並進行分類與量化。常見衝擊類別包括全球暖化、臭氧層破壞、酸化、優養化、光化學臭氧生成、人體毒性、生態毒性及資源耗竭。
例如,將不同溫室氣體換算為二氧化碳當量,以評估全球暖化衝擊:
第 三 題25 分
請就地形、地質、氣候、水文、生態等面向,說明臺灣自然環境的特性,以及環境管理如何因應這些特性。
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核心觀念
本題考查臺灣自然環境的「多樣性、脆弱性與相互關聯性」,以及環境規劃管理如何依環境條件調整土地利用、資源使用與災害風險管理。作答不能只列出自然現象,還要說明其對環境承載、居民安全、生態系服務及土地利用的影響,並提出相應管理措施。
環境規劃管理的基本原則,是依自然環境條件及環境承載能力安排土地與資源使用,並以預防污染、降低災害風險、維護生態系統功能及促進永續利用為目標。此題沒有固定計算公式,也沒有選項;重點是把「自然特性」與「管理因應」逐項連結。
涉及法規時,以命題當年(民國108年)法規為準。可援引《環境影響評估法》、《國土計畫法》、《水土保持法》、《水利法》及《野生動物保育法》等法規,說明環境影響評估、土地使用管制、水土保持、水資源管理與生態保育等管理工具。
解題方法
採「地形、地質、氣候、水文、生態」五個面向逐項作答。每一面向先指出臺灣的自然特性,再說明造成的環境限制或風險,最後提出相應管理措施。末段統整自然環境具有高度關聯性,指出應採流域尺度、跨部門及預防性的整合管理。
各面向特性與管理因應
一、地形
臺灣位於板塊交界,山地、丘陵廣布,中央山脈縱貫南北,平原主要分布於西部沿海及河川下游。地勢起伏大、坡地面積廣,河川由山區迅速流向海洋,坡陡流急,河谷狹窄,平原及可供開發土地相對有限。
此種地形使坡地開發容易引發崩塌、土石流及水土流失;山區聚落與道路也常面臨地形阻隔及災害風險。管理上應依地形坡度、地質穩定性及災害潛勢進行土地使用適宜性分析,限制不適宜的坡地開發,落實水土保持及開發前環境影響評估;對高災害潛勢地區應建立監測、預警、避難與必要的土地使用管制。
二、地質
臺灣受板塊碰撞、擠壓與造山作用影響,地質構造複雜,斷層、褶皺及破碎帶多,地震頻繁。山區岩層常因風化、破碎及節理發達而穩定性較差;部分地區亦有地層下陷、土壤液化等問題。
地質條件會影響工程安全、地下水補注及土地開發承載能力。管理上應將活動斷層、地質敏感區、崩塌潛勢區等資料納入土地使用規劃與公共建設選址,重要工程應進行地質調查及耐震設計;地層下陷地區須管制地下水抽取,並追蹤地層變化。開發利用應以地質安全為先,避免以工程設施取代對不適宜地區的管制。
三、氣候
臺灣屬亞熱帶至熱帶季風氣候,受東北季風、西南季風及颱風影響,降雨時空分布差異大。夏季常有豪雨與颱風,冬季北部及東北部受東北季風影響較多;南部較易出現乾季。高山、平原與不同方位坡面的氣候條件也有明顯差異。
降雨集中且強度高,容易造成洪水、坡地災害及短時間大量逕流;降雨分布不均與乾季則增加缺水風險。管理上應將極端降雨及氣候變遷情境納入防災、土地使用與公共設施規劃,推動都市排水及滯洪空間、透水鋪面、雨水貯留與節水措施;
第 四 題25 分
海綿城市(sponge city)是都市逕流管理的新理念,請說明:
(一) 都市治水的傳統作法為何?產生哪些負面效應?(8 分)
(二) 海綿城市的概念與傳統治水方式在理念上有何不同?(8 分)
(三) 海綿城市有哪些可行的技術與管理作為?(9 分)
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核心觀念
本題考查都市雨洪管理從「集中、快速排除」轉向「源頭分散、自然調蓄」的思維改變。作答時應先說明傳統治水的工程手段與副作用,再比較海綿城市的管理目標,最後列出工程設施及規劃管理措施。
海綿城市是透過都市規劃與建設,讓城市像海綿般具備吸水、蓄水、滲水、淨水及用水能力;降雨時減少逕流、延緩洪峰,並將雨水留供利用。其理念與低衝擊開發(Low Impact Development, LID)相近,重視降低開發對自然水文循環的影響。
解題方法
可用「快排的問題 → 海綿的理念差異 → 技術與管理措施」三段作答。比較時掌握兩組對照:傳統方式以排水設施集中導排,海綿城市則強調源頭保水、分散滯蓄;傳統方式主要依賴工程設施,海綿城市則結合工程、自然環境與土地管理。
(一)都市治水的傳統作法及負面效應
傳統都市治水以「防洪、排水、快速排除」為主,常見作法包括:
- 擴大排水能力:興建或拓寬雨水下水道、排水溝渠,以便迅速將雨水排出。
- 河道整治與防洪工程:河道截彎取直、混凝土護岸、築堤或加高堤防,以提高通洪能力並阻止洪水漫溢。
- 抽排與大型防洪設施:設置抽水站、閘門、滯洪池或地下蓄洪設施,集中處理區域洪水。
其可能產生的負面效應包括:
- 加速逕流並轉移洪峰:降雨快速集中排入下游,可能使下游洪峰提前或增大,將淹水風險轉移至其他地區。
- 增加不透水面、削弱自然調節:都市鋪面與渠道化工程減少雨水入滲、地表滯留及地下水補注。
- 破壞河川與棲地:河道截彎取直、硬鋪面護岸減少河川與周邊環境的連結,降低棲地多樣性及生態功能。
- 水資源未能有效利用:雨水迅速排走,旱季卻仍需仰賴供水系統,形成雨季排水、旱季缺水的問題。
- 污染物隨逕流集中排放:地表污染物未經充分滯留或淨化便進入河川,增加水體污染負荷。
- 工程保護存在容量限制:大型排水設施有設計容量上限,遭遇超出設計條件的暴雨或排水受阻時,仍可能發生淹水。
(二)海綿城市與傳統治水理念的差異
| 比較面向 | 傳統治水 | 海綿城市 |
|---|---|---|
| 主要目標 | 儘速排除雨水、避免局部積淹水 | 降低逕流、延緩洪峰,兼顧水資源利用與環境品質 |
| 雨水處理方式 | 集中導排,主要仰賴管線、渠道、堤防及抽水設施 | 在降雨源頭及沿途分散滲透、滯留、蓄存與淨化,再適度排放 |
| 水文觀點 | 將雨水視為須盡快排除的負擔 | 將雨水視為可涵養、調節並再利用的水資源 |
| 治理尺度 | 側重單一排水設施或局部工程 | 結合基地、街區、都市與流域,進行整體規劃 |
| 系統功能 | 以防洪排水為主 | 結合防洪、補注地下水、改善水質、景觀與生態等功能 |